Bernoulli keraminis efektorius – bekontaktis plokštelių apdorojimas plonoms ir trapioms plokštelėms

„St.Cera Bernoulli“ keraminis galinis efektorius naudoja aerodinaminę kėlimo jėgą, kad galėtų apdoroti plokšteles be fizinio kontakto. Pagamintas iš didelio grynumo 99,8 % aliuminio oksido (Al₂O₃) arba silicio karbido (SiC), jame yra tiksliai apdirbti purkštukai, kurie išstumia suslėgtas dujas ir sukuria ploną oro plėvelę tarp galinio efektoriaus ir plokštelės. Šis nekontaktinis principas pašalina užpakalinės pusės užterštumą, kraštų nuskilinėjimą ir paviršiaus pažeidimus, todėl jis idealiai tinka plonoms (≤100 μm), trapioms ar deformuotoms plokštelėms. Keraminis substratas pasižymi dideliu lenkimo stiprumu (361 MPa Al₂O₃; iki 550–600 MPa SiC), maža mase ir puikiu matmenų stabilumu, užtikrinant pakartojamą pozicionavimą greitaeigiuose plokštelių perkėlimo robotuose.

Pastaba dėl medžiagų:Aliuminio oksidas (Al₂O₃) yra plačiausiai naudojama medžiaga keraminiams efektoriams puslaidininkinių plokštelių apdirbime dėl puikaus kietumo, elektrinės izoliacijos, cheminio stabilumo ir ekonomiškumo derinio. Silicio karbidas (SiC) pasižymi didesniu šilumos laidumu, didesniu kietumu ir dar geresniu atsparumu dilimui, kad atitiktų reikliausių pritaikymų reikalavimus. Nors itriu stabilizuotas cirkonio oksidas (ZrO₂) pasižymi dideliu atsparumu lūžiams kambario temperatūroje, jis rečiau naudojamas šioje srityje dėl didesnio tankio ir skirtingų šiluminio plėtimosi savybių; jis gali būti svarstomas specifiniais atvejais, kai reikalingas išskirtinis atsparumas lūžiams. Dėl medžiagos pasirinkimo kreipkitės į mūsų techninę komandą.

Specifikacijos(remiantis 99,8 % Al₂O₃):

Veikimo principas:

Suslėgtas oras arba azotas (0,2–0,6 MPa) tiekiamas vidiniais kanalais ir išeina per tikslius purkštukus. Pagreitintas oro srautas sukuria žemo slėgio zoną virš galinio efektoriaus (Bernulio efektas), sukurdamas kėlimo jėgą, kuri palaiko plokštelę 50–200 μm tarpe. Jokios vakuuminės skylės ar pagalvėlės nesiliečia su plokštelės galine puse.

Paraiškos:

• · Plonų plokštelių (≤50 μm) apdorojimas po šlifavimo iš galinės pusės
• · Deformuotų plokštelių transportavimas (pvz., po CVD arba atkaitinimo)
• · Saulės elementų ir LED safyro pagrindo perkėlimas
• · Švarių patalpų automatizavimas, kuriam nereikia susidaryti dalelių
• · Stiklo plokščių tvarkymas ekranų gamyboje

Gamybos procesas:

Iš didelio grynumo miltelių sukepintas keraminis substratas → 5 ašių CNC dujų kanalų ir purkštukų angų apdirbimas (skersmuo 0,3–1,0 mm, tolerancija ±0,01 mm) → paviršiaus šlifavimas iki Ra ≤0,4 μm → ultragarsinis valymas → helio nuotėkio bandymas (dujų kanalai). Dengimas nereikalingas – plikas keraminis paviršius yra chemiškai inertiškas ir neužteršia.

Kokybės kontrolė:

• · 100 % matmenų patikra (CMM) purkštukų padėčių, svirties ilgio ir plokštumos atžvilgiu
• · Oro srauto vienodumo bandymas: slėgio kritimas ≤5 % visuose purkštukuose
• · Nuotėkio bandymas: dujų kanalai užsandarinti esant 0,6 MPa slėgiui, slėgio kritimo nėra per 30 sekundžių
• · Vizualinė apžiūra 20 kartų didinančiu mikroskopu, ar nėra mikroįtrūkimų ar įbrėžimų

APrivalumai, palyginti su įprastais kontaktiniais efektoriais:

• · Nulinis plokštelės galinės pusės užteršimas – nėra mechaninio kontakto
• · Plonų plokštelių kraštai neskilinėja ir nelūžta
• · Suderina iškreiptas plokšteles (iki 1 mm išlinkimo) su stabiliu tarpu
• · Nereikia prižiūrėti vakuuminio generatoriaus ir porėto griebtuvo
• · Keraminė konstrukcija atspari dilimui ir cheminiam poveikiui

Pritaikymas:

• · Galima įsigyti 200 mm, 300 mm arba nestandartinių dydžių plokšteles
• · Dujų purkštukų modeliai: tiesūs, kampuoti arba sūkuriniai
• · Medžiagos: aliuminio oksidas (standartinis) arba silicio karbidas (didžiausio šilumos laidumo ir atsparumo dilimui)
• · Svirties ilgis, tvirtinimo flanšas ir dujų angos vieta pagal OEM brėžinį

Apribojimai:

Bernulio principo įgyvendinimas (purkštuko konstrukcija, oro tarpas) nepatenka į pateiktas medžiagų savybių lenteles. Aukščiau nurodytos mechaninės ir terminės savybės griežtai atitinka pateiktus 99,8 % Al₂O₃ duomenų lapus. Remiantis šiomis medžiagų savybėmis, keramikos eksploatacinės savybės, veikiant suslėgtoms dujoms, neturėtų pablogėti. Plokštelių, jautrių dujų srautui (pvz., MEMS su trapiomis struktūromis), dujų slėgį ir purkštuko konstrukciją reikia atitinkamai pakoreguoti.