Керамический концевой захват Бернулли — бесконтактная обработка тонких и хрупких пластин.

Керамический концевой захват Бернулли от St.Cera использует аэродинамическую подъемную силу для бесконтактной обработки пластин. Изготовленный из высокочистого 99,8% оксида алюминия (Al₂O₃) или карбида кремния (SiC), он оснащен прецизионно обработанными соплами, которые подают сжатый газ, создавая тонкую воздушную пленку между концевым захватом и пластиной. Этот бесконтактный принцип исключает загрязнение обратной стороны, сколы по краям и повреждение поверхности, что делает его идеальным для тонких (≤100 мкм), хрупких или деформированных пластин. Керамическая подложка обеспечивает высокую прочность на изгиб (361 МПа для Al₂O₃; до 550–600 МПа для SiC), малую массу и превосходную стабильность размеров, гарантируя повторяемое позиционирование в высокоскоростных роботах для переноса пластин.

Примечание по материалам:Оксид алюминия (Al₂O₃) является наиболее широко используемым материалом для керамических концевых захватов в системах обработки полупроводниковых пластин благодаря превосходному сочетанию твердости, электроизоляции, химической стабильности и экономичности. Карбид кремния (SiC) обладает более высокой теплопроводностью, большей твердостью и даже лучшей износостойкостью для самых сложных применений. Хотя стабилизированный иттрием диоксид циркония (ZrO₂) обладает высокой трещиностойкостью при комнатной температуре, он реже используется в этом применении из-за своей более высокой плотности и других характеристик теплового расширения; его можно рассматривать в определенных сценариях, где требуется исключительная трещиностойкость. Для получения рекомендаций по выбору материала, пожалуйста, обратитесь к нашей технической команде.

Технические характеристики(на основе 99,8% Al)₂O₃):

Принцип работы:

Сжатый воздух или азот (0,2–0,6 МПа) подается через внутренние каналы и выходит через прецизионные сопла. Ускоренный поток воздуха создает зону низкого давления над концевым захватом (эффект Бернулли), генерируя подъемную силу, которая поддерживает пластину с зазором 50–200 мкм. Вакуумные отверстия или площадки не контактируют с обратной стороной пластины.

Приложения:

• • Обработка тонких пластин (≤50 мкм) после шлифовки обратной стороны.
• • Транспортировка деформированных пластин (например, после CVD-процесса или отжига)
• • Перенос сапфировой подложки на солнечные элементы и светодиоды
• • Автоматизация чистых помещений, не требующая образования частиц.
• • Обработка стеклянных панелей в производстве дисплеев

Производственный процесс:

Керамическая подложка, спеченная из высокочистого порошка → 5-осевая обработка на станке с ЧПУ газовых каналов и отверстий сопла (диаметр 0,3–1,0 мм, допуск ±0,01 мм) → шлифовка поверхности до Ra ≤0,4 мкм → ультразвуковая очистка → проверка герметичности с помощью гелия (газовые каналы). Покрытие не требуется — чистая керамическая поверхность химически инертна и не загрязняется.

Контроль качества:

• • 100% контроль размеров (с помощью координатно-измерительной машины) положения сопла, длины плеча и плоскостности.
• • Проверка равномерности воздушного потока: перепад давления ≤5% на всех форсунках.
• • Проверка на герметичность: газовые каналы герметизированы при давлении 0,6 МПа, падение давления отсутствует в течение 30 секунд.
• • Визуальный осмотр под микроскопом с 20-кратным увеличением на наличие микротрещин или заусенцев.

AПреимущества перед традиционными контактными захватами:

• • Полное отсутствие загрязнения обратной стороны пластины — отсутствие механического контакта.
• • Отсутствие сколов и поломок по краям тонких пластин.
• • Обеспечивает стабильную работу с деформированными пластинами (изгиб до 1 мм) с обеспечением надежного зазора.
• • Исключает необходимость обслуживания вакуумного генератора и пористого патрона.
• • Керамическая конструкция устойчива к износу и химическому воздействию.

Настройка:

• • Доступны для пластин диаметром 200 мм, 300 мм или нестандартных размеров.
• • Типы распыления газа: прямые, угловые или вихревые.
• • Материалы: оксид алюминия (стандартный вариант) или карбид кремния (для обеспечения максимальной теплопроводности и износостойкости).
• • Длина рычага, монтажный фланец и расположение газоотводного отверстия указаны в соответствии с чертежом производителя.

Ограничения:

Реализация принципа Бернулли (конструкция сопла, воздушный зазор) выходит за рамки предоставленных таблиц свойств материалов. Приведенные выше механические и термические свойства строго соответствуют данным, приведенным в технических паспортах для 99,8% Al₂O₃. На основании этих свойств материала не ожидается ухудшения характеристик керамики под воздействием потока газа под давлением. Для пластин, чувствительных к потоку газа (например, МЭМС с хрупкими структурами), давление газа и конструкция сопла должны быть соответствующим образом скорректированы.