Bernoulli keramisk ändeffektor — Kontaktlös hantering av wafers för tunna och ömtåliga wafers

St.Ceras Bernoulli keramiska ändeffektor använder aerodynamisk lyftkraft för att hantera wafers utan fysisk kontakt. Tillverkad av högren 99,8 % aluminiumoxid (Al₂O₃) eller kiselkarbid (SiC) har den precisionsbearbetade munstycken som matar ut trycksatt gas för att skapa en tunn luftfilm mellan ändeffektorn och wafern. Denna kontaktfria princip eliminerar kontaminering på baksidan, kantflisning och ytskador, vilket gör den idealisk för tunna (≤100 μm), ömtåliga eller skeva wafers. Det keramiska substratet ger hög böjhållfasthet (361 MPa för Al₂O₃; upp till 550–600 MPa för SiC), låg massa och utmärkt dimensionsstabilitet, vilket säkerställer repeterbar positionering i höghastighetswaferöverföringsrobotar.

Anmärkning om material:Aluminiumoxid (Al₂O₃) är det mest använda materialet för keramiska ändeffektorer vid hantering av halvledarskivor tack vare dess utmärkta kombination av hårdhet, elektrisk isolering, kemisk stabilitet och kostnadseffektivitet. Kiselkarbid (SiC) erbjuder högre värmeledningsförmåga, högre hårdhet och ännu bättre slitstyrka för de mest krävande applikationerna. Medan yttriumstabiliserad zirkoniumoxid (ZrO₂) erbjuder hög brottseghet vid rumstemperatur, används den mindre vanligt i denna applikation på grund av dess högre densitet och olika värmeutvidgningsegenskaper. Den kan övervägas för specifika scenarier där exceptionell brottseghet krävs. Vänligen kontakta vårt tekniska team för vägledning om materialval.

Specifikationer(baserat på 99,8 % aluminium₂O₃):

Funktionsprincip:

Tryckluft eller kväve (0,2–0,6 MPa) tillförs genom interna kanaler och släpps ut via precisionsmunstycken. Det accelererade luftflödet skapar en lågtryckszon ovanför ändeffektorn (Bernoulli-effekten), vilket genererar en lyftkraft som stöder wafern med ett mellanrum på 50–200 μm. Inga vakuumhål eller dynor kommer i kontakt med waferns baksida.

Användningsområden:

• · Hantering av tunna skivor (≤50 μm) efter baksidesslipning
• · Skev wafertransport (t.ex. efter CVD eller glödgning)
• · Överföring av safirsubstrat från solceller och LED
• · Renrumsautomation som kräver noll partikelgenerering
• · Hantering av glaspaneler vid tillverkning av displayer

Tillverkningsprocess:

Keramiskt substrat sintrat från högrent pulver → 5-axlig CNC-bearbetning av gaskanaler och munstyckshål (diameter 0,3–1,0 mm, tolerans ±0,01 mm) → ytöverlappning till Ra ≤0,4 μm → ultraljudsrengöring → heliumläckagetest (gaskanaler). Ingen beläggning krävs — den bara keramiska ytan är kemiskt inert och icke-kontaminerande.

Kvalitetskontroll:

• · 100 % dimensionsinspektion (CMM) av munstyckens positioner, armlängd och planhet
• · Luftflödesjämnhetstest: tryckfall ≤5 % över alla munstycken
• · Läckagetest: gaskanaler tätade vid 0,6 MPa, inget tryckfall över 30 sekunder
• · Visuell inspektion under 20× mikroskop för mikroskopiska sprickor eller grader

AFördelar jämfört med konventionella kontaktdon:

• · Ingen kontaminering på baksidan av wafern — ingen mekanisk kontakt
• · Ingen kantflisning eller brott på tunna skivor
• · Hanterar skeva wafers (upp till 1 mm böjning) med stabilt mellanrum
• · Eliminerar underhåll av vakuumgenerator och porösa chuckar
• · Keramisk konstruktion motstår slitage och kemiska angrepp

Anpassning:

• · Finns för waferstorlekar på 200 mm, 300 mm eller anpassade
• · Gasmunstycksmönster: raka, vinklade eller virvelformade
• · Material: aluminiumoxid (standard) eller kiselkarbid (för högsta värmeledningsförmåga och slitstyrka)
• · Armlängd, monteringsfläns och gasportens placering enligt OEM-ritning

Begränsningar:

Implementeringen av Bernoulli-principen (munstycksdesign, luftspalt) ligger utanför ramen för de medföljande tabellerna över materialegenskaper. De mekaniska och termiska egenskaperna ovan följer strikt de medföljande databladen för 99,8 % Al₂O₃. Ingen prestandaförsämring av keramiken under trycksatt gasflöde förväntas baserat på dessa materialegenskaper. För wafers som är känsliga för gasflöde (t.ex. MEMS med ömtåliga strukturer) bör gastryck och munstycksdesign justeras i enlighet därmed.