Bernoullijev keramični končni efektor – brezkontaktno ravnanje s tankimi in krhkimi rezinami

Keramični končni efektor Bernoulli podjetja St.Cera uporablja aerodinamični vzgon za rokovanje z rezinami brez fizičnega stika. Izdelan je iz visoko čistega 99,8-odstotnega aluminijevega oksida (Al₂O₃) ali silicijevega karbida (SiC) in ima natančno obdelane šobe, ki izbrizgavajo stisnjen plin in ustvarijo tanek zračni film med končnim efektorjem in rezino. To načelo brez stika odpravlja kontaminacijo zadnje strani, krušenje robov in poškodbe površine, zaradi česar je idealen za tanke (≤100 μm), krhke ali ukrivljene rezine. Keramična podlaga zagotavlja visoko upogibno trdnost (361 MPa za Al₂O₃; do 550–600 MPa za SiC), majhno maso in odlično dimenzijsko stabilnost, kar zagotavlja ponovljivo pozicioniranje v robotih za prenos rezin z visoko hitrostjo.

Opomba o materialih:Aluminijev oksid (Al₂O₃) je zaradi odlične kombinacije trdote, električne izolacije, kemične stabilnosti in stroškovne učinkovitosti najpogosteje uporabljen material za keramične končne efektorje pri ravnanju s polprevodniškimi rezinami. Silicijev karbid (SiC) ponuja višjo toplotno prevodnost, višjo trdoto in še boljšo odpornost proti obrabi za najzahtevnejše aplikacije. Medtem ko z itrijem stabiliziran cirkonijev oksid (ZrO₂) ponuja visoko lomno žilavost pri sobni temperaturi, se v tej aplikaciji manj pogosto uporablja zaradi večje gostote in drugačnih lastnosti toplotnega raztezanja; morda ga je treba upoštevati v posebnih scenarijih, kjer je potrebna izjemna lomna žilavost. Za nasvete o izbiri materiala se posvetujte z našo tehnično ekipo.

Specifikacije(na podlagi 99,8 % Al₂O₃):

Načelo delovanja:

Stisnjen zrak ali dušik (0,2–0,6 MPa) se dovaja skozi notranje kanale in izstopa skozi precizne šobe. Pospešen pretok zraka ustvari območje nizkega tlaka nad končnim efektorjem (Bernoullijev učinek), kar ustvari dvižno silo, ki podpira rezino v reži 50–200 μm. Nobena vakuumska odprtina ali blazinica se ne dotika zadnje strani rezine.

Uporaba:

• · Ravnanje s tankimi rezinami (≤50 μm) po brušenju hrbtne strani
• · Transport ukrivljenih rezin (npr. po CVD ali žarjenju)
• · Prenos safirnega substrata za sončne celice in LED diode
• · Avtomatizacija čistih prostorov, ki ne zahteva nastajanja delcev
• · Ravnanje s steklenimi ploščami pri izdelavi zaslonov

Proizvodni proces:

Keramična podlaga, sintrana iz visoko čistega prahu → 5-osna CNC obdelava plinskih kanalov in odprtin za šobe (premer 0,3–1,0 mm, toleranca ±0,01 mm) → površinsko lepanje na Ra ≤ 0,4 μm → ultrazvočno čiščenje → preizkus tesnjenja s helijem (plinski kanali). Premaz ni potreben – gola keramična površina je kemično inertna in ne kontaminira.

Nadzor kakovosti:

• · 100-odstotni dimenzijski pregled (CMM) položajev šob, dolžine roke in ravnosti
• · Preizkus enakomernosti pretoka zraka: padec tlaka ≤ 5 % na vseh šobah
• · Preizkus tesnosti: plinski kanali zatesnjeni pri 0,6 MPa, brez padca tlaka v 30 sekundah
• · Vizualni pregled pod 20-kratnim mikroskopom za mikrorazpoke ali zareze

APrednosti pred konvencionalnimi kontaktnimi končnimi efektorji:

• · Brez kontaminacije hrbtne strani rezine – brez mehanskega stika
• · Brez krušenja robov ali lomljenja tankih rezin
• · Obdeluje ukrivljene rezine (do 1 mm upogiba) s stabilno režo
• · Odpravlja vzdrževanje vakuumskega generatorja in porozne vpenjalne glave
• · Keramična konstrukcija je odporna proti obrabi in kemičnim napadom

Prilagoditev:

• · Na voljo za rezine velikosti 200 mm, 300 mm ali po meri
• · Vzorci plinskih šob: ravni, kotni ali vrtinčni
• · Materiali: aluminijev oksid (standardno) ali silicijev karbid (za najvišjo toplotno prevodnost in odpornost proti obrabi)
• · Dolžina roke, montažna prirobnica in lokacija plinske odprtine v skladu z risbo proizvajalca originalne opreme

Omejitve:

Izvedba Bernoullijevega principa (zasnova šobe, zračna reža) presega obseg priloženih tabel lastnosti materiala. Zgornje mehanske in toplotne lastnosti strogo sledijo priloženim podatkovnim listom za 99,8 % Al₂O₃. Na podlagi teh lastnosti materiala ni pričakovati poslabšanja delovanja keramike pod pretokom stisnjenega plina. Za rezine, občutljive na pretok plina (npr. MEMS s krhkimi strukturami), je treba tlak plina in zasnovo šobe ustrezno prilagoditi.