Bernoulli keraamiline efektorotsaseade – kontaktivaba vahvlite käsitsemine õhukeste ja habraste vahvlite jaoks

St.Cera Bernoulli keraamiline efektorpea kasutab aerodünaamilist tõstejõudu, et käsitseda vahvleid ilma füüsilise kontaktita. See on valmistatud kõrge puhtusastmega 99,8% alumiiniumoksiidist (Al₂O₃) või ränikarbiidist (SiC) ning sellel on täppistöödeldud düüsid, mis väljutavad survestatud gaasi, luues efektorpea ja vahvli vahele õhukese õhukihi. See kontaktivaba põhimõte välistab tagakülje saastumise, servade mõranemise ja pinnakahjustused, muutes selle ideaalseks õhukeste (≤100 μm), habraste või moonutatud vahvlite jaoks. Keraamiline aluspind tagab suure paindetugevuse (361 MPa Al₂O₃ puhul; kuni 550–600 MPa SiC puhul), väikese massi ja suurepärase mõõtmete stabiilsuse, tagades korduva positsioneerimise kiiretel vahvliülekande robotitel.

Märkus materjalide kohta:Alumiiniumoksiid (Al₂O₃) on pooljuhtplaatide käitlemisel keraamiliste efektorelementide jaoks kõige laialdasemalt kasutatav materjal tänu oma suurepärasele kõvaduse, elektriisolatsiooni, keemilise stabiilsuse ja kulutõhususe kombinatsioonile. Ränikarbiid (SiC) pakub suuremat soojusjuhtivust, suuremat kõvadust ja isegi paremat kulumiskindlust kõige nõudlikumates rakendustes. Kuigi ütriumiga stabiliseeritud tsirkooniumoksiid (ZrO₂) pakub toatemperatuuril suurt purunemiskindlust, kasutatakse seda selles rakenduses harvemini oma suurema tiheduse ja erinevate soojuspaisumisomaduste tõttu; seda võib kaaluda konkreetsete olukordade puhul, kus on vaja erakordset purunemiskindlust. Materjali valiku juhiste saamiseks konsulteerige meie tehnilise meeskonnaga.

Spetsifikatsioonid(põhineb 99,8% alumiiniumil)₂O₃):

Tööpõhimõte:

Suruõhk või lämmastik (0,2–0,6 MPa) juhitakse sisemiste kanalite kaudu ja väljub täppisdüüside kaudu. Kiirendatud õhuvool loob efektorpea kohale madalrõhutsooni (Bernoulli efekt), tekitades tõstejõu, mis toetab kiipi 50–200 μm vahega. Kiibi tagaküljega ei puutu kokku vaakumavad ega padjad.

Rakendused:

• · Õhukese vahvli (≤50 μm) käsitsemine pärast tagakülje lihvimist
• · Väändunud kiibi transport (nt pärast CVD-d või lõõmutamist)
• · Päikesepatarei ja LED-safiirsubstraadi ülekanne
• · Puhasruumi automatiseerimine, mis nõuab osakeste nullimist
• · Klaaspaneelide käitlemine väljapanekute tootmisel

Tootmisprotsess:

Kõrge puhtusastmega pulbrist paagutatud keraamiline aluspind → gaasikanalite ja düüsiavade 5-teljeline CNC-töötlus (läbimõõt 0,3–1,0 mm, tolerants ±0,01 mm) → pinna katmine Ra ≤0,4 μm-ni → ultrahelipuhastus → heeliumi lekke test (gaasikanalid). Katmist pole vaja – paljas keraamiline pind on keemiliselt inertne ja saastevaba.

Kvaliteedikontroll:

• · Düüside asendite, käe pikkuse ja tasapinna 100% mõõtmete kontroll (CMM)
• · Õhuvoolu ühtluse test: rõhulang ≤5% kõigis düüsides
• · Lekketest: gaasikanalid on suletud rõhul 0,6 MPa, rõhulangust ei toimu 30 sekundi jooksul
• · Visuaalne kontroll 20× mikroskoobi all mikropragude või ebatasasuste suhtes

AEelised tavapäraste kontakt-efektorite ees:

• · Kiibi tagakülje saastumine puudub – mehaaniline kontakt puudub
• · Õhukeste vahvlite servad ei mõrandu ega purune
• · Saab hakkama kõverdunud vahvlitega (kuni 1 mm kaarega) stabiilse vahega
• · Kõrvaldab vaakumgeneraatori ja poorse padruni hoolduse vajaduse
• · Keraamiline konstruktsioon on kulumiskindel ja vastupidav keemilisele rünnakule

Kohandamine:

• · Saadaval 200 mm, 300 mm või kohandatud vahvli suuruste jaoks
• · Gaasidüüside mustrid: sirged, nurga all või keeristüüpi
• · Materjalid: alumiiniumoksiid (standard) või ränikarbiid (kõrgeima soojusjuhtivuse ja kulumiskindluse saavutamiseks)
• · Käe pikkus, kinnitusäärik ja gaasipordi asukoht vastavalt OEM joonisele

Piirangud:

Bernoulli printsiibi rakendamine (düüsi disain, õhupilu) jääb esitatud materjali omaduste tabelite ulatusest välja. Ülaltoodud mehaanilised ja termilised omadused vastavad rangelt 99,8% Al₂O₃ kohta esitatud andmelehtedele. Nende materjaliomaduste põhjal ei ole keraamika jõudluse halvenemist rõhu all oleva gaasivoolu all oodata. Gaasivoolu suhtes tundlike vahvlite (nt habraste struktuuridega MEMS) puhul tuleks gaasirõhku ja düüsi konstruktsiooni vastavalt reguleerida.