Ceramiczny efektor końcowy Bernoulliego — bezkontaktowe przetwarzanie cienkich i delikatnych płytek

Ceramiczny efektor Bernoulliego firmy St. Cera wykorzystuje siłę nośną aerodynamiczną do przenoszenia płytek bezkontaktowo. Wykonany z wysokiej czystości 99,8% tlenku glinu (Al₂O₃) lub węglika krzemu (SiC), wyposażony jest w precyzyjnie obrobione dysze, które wyrzucają sprężony gaz, tworząc cienką warstwę powietrza między efektorem a płytką. Ta bezkontaktowa zasada działania eliminuje zanieczyszczenia tylnej strony, odpryski krawędzi i uszkodzenia powierzchni, dzięki czemu idealnie nadaje się do cienkich (≤100 μm), kruchych lub odkształconych płytek. Podłoże ceramiczne zapewnia wysoką wytrzymałość na zginanie (361 MPa dla Al₂O₃; do 550–600 MPa dla SiC), niską masę i doskonałą stabilność wymiarową, gwarantując powtarzalne pozycjonowanie w szybkich robotach do transferu płytek.

Uwaga dotycząca materiałów:Tlenek glinu (Al₂O₃) jest najszerzej stosowanym materiałem do ceramicznych efektorów końcowych w obróbce płytek półprzewodnikowych ze względu na doskonałe połączenie twardości, izolacji elektrycznej, stabilności chemicznej i opłacalności. Węglik krzemu (SiC) oferuje wyższą przewodność cieplną, wyższą twardość i jeszcze lepszą odporność na zużycie, co sprawdza się w najbardziej wymagających zastosowaniach. Chociaż tlenek cyrkonu stabilizowany tlenkiem itru (ZrO₂) charakteryzuje się wysoką odpornością na pękanie w temperaturze pokojowej, jest rzadziej stosowany w tym zastosowaniu ze względu na wyższą gęstość i inną rozszerzalność cieplną; może być rozważany w konkretnych sytuacjach, w których wymagana jest wyjątkowa odporność na pękanie. Prosimy o kontakt z naszym zespołem technicznym w celu uzyskania wskazówek dotyczących doboru materiałów.

Specyfikacje(na podstawie 99,8% Al₂O₃):

Zasada działania:

Sprężone powietrze lub azot (0,2–0,6 MPa) jest dostarczane wewnętrznymi kanałami i wydostaje się przez precyzyjne dysze. Przyspieszony przepływ powietrza tworzy strefę niskiego ciśnienia nad efektorem końcowym (efekt Bernoulliego), generując siłę nośną, która podtrzymuje płytkę w szczelinie 50–200 μm. Brak otworów próżniowych lub padów stykających się z tylną stroną płytki.

Zastosowania:

• · Obróbka cienkich płytek (≤50 μm) po szlifowaniu tylnej powierzchni
• · Transport płytek w stanie zdeformowanym (np. po CVD lub wyżarzaniu)
• · Transfer podłoża szafirowego do ogniw słonecznych i diod LED
• · Automatyzacja pomieszczeń czystych wymagająca zerowej generacji cząstek
• · Obsługa paneli szklanych w produkcji wyświetlaczy

Proces produkcyjny:

Podłoże ceramiczne spiekane z proszku o wysokiej czystości → 5-osiowa obróbka CNC kanałów gazowych i otworów dysz (średnica 0,3–1,0 mm, tolerancja ±0,01 mm) → docieranie powierzchni do Ra ≤0,4 μm → czyszczenie ultradźwiękowe → test szczelności helem (kanały gazowe). Brak konieczności nakładania powłoki — odsłonięta powierzchnia ceramiczna jest chemicznie obojętna i nie zawiera zanieczyszczeń.

Kontrola jakości:

• · 100% kontrola wymiarowa (CMM) położenia dysz, długości ramienia i płaskości
• · Test równomierności przepływu powietrza: spadek ciśnienia ≤5% we wszystkich dyszach
• · Test szczelności: kanały gazowe uszczelnione przy ciśnieniu 0,6 MPa, brak spadku ciśnienia w ciągu 30 sekund
• · Kontrola wizualna pod mikroskopem 20× w celu wykrycia mikropęknięć lub zadziorów

AZalety w porównaniu z konwencjonalnymi chwytakami kontaktowymi:

• · Brak zanieczyszczeń tylnej strony płytki — brak kontaktu mechanicznego
• · Brak odprysków na krawędziach i pęknięć cienkich płytek
• · Obsługuje wafle o wygięciu do 1 mm, ze stabilną szczeliną
• · Eliminuje konieczność konserwacji generatora próżni i uchwytu porowatego
• · Konstrukcja ceramiczna jest odporna na zużycie i działanie substancji chemicznych

Personalizacja:

• · Dostępne dla płytek o średnicy 200 mm, 300 mm lub niestandardowych
• · Wzory dysz gazowych: proste, kątowe lub wirowe
• · Materiały: tlenek glinu (standard) lub węglik krzemu (dla najwyższej przewodności cieplnej i odporności na zużycie)
• · Długość ramienia, kołnierz montażowy i lokalizacja portu gazowego zgodnie z rysunkiem OEM

Ograniczenia:

Implementacja zasady Bernoulliego (konstrukcja dyszy, szczelina powietrzna) wykracza poza zakres udostępnionych tabel właściwości materiałów. Powyższe właściwości mechaniczne i termiczne ściśle odpowiadają załączonym kartom katalogowym dla 99,8% Al₂O₃. Biorąc pod uwagę te właściwości materiału, nie przewiduje się pogorszenia wydajności ceramiki pod wpływem przepływu gazu pod ciśnieniem. W przypadku płytek wrażliwych na przepływ gazu (np. MEMS o delikatnej strukturze), ciśnienie gazu i konstrukcja dyszy powinny zostać odpowiednio dostosowane.