Bernoulli-keraaminen päätyefektori — Kosketukseton kiekkojen käsittely ohuille ja hauraille kiekoille

St.Ceran Bernoulli-keraaminen efektori käyttää aerodynaamista nostovoimaa kiekkojen käsittelyyn ilman fyysistä kosketusta. Se on valmistettu erittäin puhtaasta 99,8 % alumiinioksidista (Al₂O₃) tai piikarbidista (SiC), ja siinä on tarkkuuskoneistetut suuttimet, jotka suihkuttavat paineistettua kaasua luoden ohuen ilmakalvon efektorin ja kiekon väliin. Tämä kosketukseton periaate poistaa takapuolen kontaminaation, reunojen lohkeilun ja pintavauriot, joten se sopii erinomaisesti ohuille (≤100 μm), hauraille tai vääntyneille kiekoille. Keraaminen alusta tarjoaa suuren taivutuslujuuden (361 MPa Al₂O₃:lle; jopa 550–600 MPa piikarbidille), pienen massan ja erinomaisen mittapysyvyyden, mikä varmistaa toistettavan paikannuksen nopeissa kiekkojen siirtoroboteissa.

Huomautus materiaaleista:Alumiinioksidi (Al₂O₃) on eniten käytetty materiaali keraamisissa pääteefektoreissa puolijohdekiekkojen käsittelyssä, koska se yhdistää kovuuden, sähköneristyksen, kemiallisen stabiilisuuden ja kustannustehokkuuden erinomaisesti. Piikarbidi (SiC) tarjoaa paremman lämmönjohtavuuden, kovuuden ja jopa paremman kulutuskestävyyden vaativimmissakin sovelluksissa. Vaikka yttriastabiloitu zirkoniumoksidi (ZrO₂) tarjoaa korkean murtolujuuden huoneenlämmössä, sitä käytetään tässä sovelluksessa harvemmin sen suuremman tiheyden ja erilaisten lämpölaajenemisominaisuuksien vuoksi. Sitä voidaan harkita erityistilanteissa, joissa vaaditaan poikkeuksellista murtolujuutta. Kysy lisätietoja materiaalin valinnasta tekniseltä tiimiltämme.

Tekniset tiedot(perustuu 99,8 % alumiiniin)₂O₃):

Toimintaperiaate:

Paineilmaa tai typpeä (0,2–0,6 MPa) syötetään sisäisten kanavien kautta ja poistuu tarkkuussuuttimien kautta. Kiihtyvä ilmavirtaus luo matalapainevyöhykkeen päätyefektorin yläpuolelle (Bernoulli-ilmiö), mikä tuottaa nostovoiman, joka tukee kiekkoa 50–200 μm:n raossa. Kiekon takapintaan ei kosketa tyhjiöreiät tai -tyynyt.

Sovellukset:

• · Ohuiden kiekkojen (≤50 μm) käsittely takapuolen hionnan jälkeen
• · Vääristyneen kiekon kuljetus (esim. CVD:n tai hehkutuksen jälkeen)
• · Aurinkokennojen ja LED-safiirialustan siirto
• · Puhdastilan automaatio, joka ei vaadi hiukkasten muodostumista
• · Lasipaneelien käsittely näyttöjen valmistuksessa

Valmistusprosessi:

Keraaminen alusta sintrattu erittäin puhtaasta jauheesta → kaasukanavien ja suutinreikien 5-akselinen CNC-koneistus (halkaisija 0,3–1,0 mm, toleranssi ±0,01 mm) → pinnan lipsaus Ra ≤0,4 μm:iin → ultraäänipuhdistus → heliumin vuototesti (kaasukanavat). Pinnoitetta ei tarvita – paljas keraaminen pinta on kemiallisesti inertti ja ei-kontaminoiva.

Laadunvalvonta:

• · Suuttimien asennon, varren pituuden ja tasaisuuden 100 %:n mittatarkastus (CMM)
• · Ilmavirran tasaisuustesti: painehäviö ≤5 % kaikissa suuttimissa
• · Vuototesti: kaasukanavat tiivistetty 0,6 MPa:n paineella, ei painehäviötä 30 sekunnin aikana
• · Silmämääräinen tarkastus 20× mikroskoopilla mikrohalkeamien tai purseiden varalta

AEdut perinteisiin kosketuspääteefektoreihin verrattuna:

• · Ei kiekon takapuolen kontaminaatiota — ei mekaanista kosketusta
• · Ei ohuiden kiekkojen reunojen lohkeilua tai rikkoutumista
• · Käsittelee vääntyneitä kiekkoja (jopa 1 mm kaarevuus) vakaalla raolla
• · Poistaa alipainegeneraattorin ja huokoisen istukan huollon tarpeen
• · Keraaminen rakenne kestää kulumista ja kemiallisia vaikutuksia

Mukauttaminen:

• · Saatavilla 200 mm, 300 mm tai mukautetuille kiekkokooille
• · Kaasusuutinkuviot: suorat, kulmikkaat tai pyörremäiset
• · Materiaalit: alumiinioksidi (vakio) tai piikarbidi (korkeimman lämmönjohtavuuden ja kulutuskestävyyden saavuttamiseksi)
• · Varren pituus, kiinnityslaippa ja kaasuportin sijainti OEM-piirustuksen mukaisesti

Rajoitukset:

Bernoullin periaatteen toteutus (suuttimen suunnittelu, ilmarako) ei kuulu toimitettujen materiaaliominaisuustaulukoiden piiriin. Yllä mainitut mekaaniset ja lämpöominaisuudet noudattavat tarkasti toimitettuja datalehtiä 99,8 %:n Al₂O⃃:lle. Keramiikan suorituskyvyn heikkenemistä paineistetun kaasuvirtauksen aikana ei odoteta näiden materiaaliominaisuuksien perusteella. Kaasuvirtaukselle herkkien kiekkojen (esim. hauraiden rakenteiden omaavien MEMS-järjestelmien) kaasunpainetta ja suuttimen suunnittelua tulisi säätää vastaavasti.