Керамический вал и втулка Zirconia: улучшение обращения с пластинами и позиционирование

Обработка пластин в производстве полупроводников требует чистоты и точного позиционирования с пределами нанометра. Традиционные валы изнашиваются и образуют частицы. Технология керамических валов Zirconia, как и у UPCERA, не страдает от этих проблем. В обработке пластин технология Zirconia Shaft заменяет металлические интерфейсы и повышает срок службы, точность позиционирования и операционную чистоту.

Что такое керамический вал и втулка из циркония?

A Пара вала и втулки обеспечивает неметаллический интерфейс для движения без трения. Керамический вал поддерживает стабильную ось, а втулка с точной внутренней поверхностью смещается к керамической поверхности. В отличие от металлов, керамика не дрейфует и, следовательно, сохраняет целостность поверхности до микронного уровня.

Почему цирконий? Материальные преимущества полупроводников

Цирконий не имеет режимов разрушения металла и обладает следующими свойствами:

• Жесткость и износостойкость: Vickers 1800-2000 HV обеспечивает износостойкость для выравнивания на миллионы циклов.

• Прочность на разрушение: 2-3 раза прочность глинозема позволяет подвергать ударам и нагрузкам высокоскоростных роботов.

• Химическая и коррозионная устойчивость: служит инертным, нечастицевым загрязнителем материалом газа или жидкостей.

• Электрическая изоляция и немагнитная: не мешает работе датчиков позиционирования.

• Устойчивость при высоких температурах: может выдерживать тепловые циклы без изменения конструкции.

Важная точность: возможности UPCERA в области обработки

Свойства материала необходимы, но недостаточны для применения в полупроводниках. Керамический вал из циркония должен иметь точную допуск, чтобы вписываться в комбинацию с низким трением. UPCERA точно и согласно спецификациям клиента превращает сырой цирконий в керамический вал для оборудования для обработки пластин.

Ниже приведены важные характеристики керамического вала и втулки UPCERA:

• Диапазон длины: ≤300 мм, что обеспечивает гибкость конструкции для многих систем обработки пластин

• Внешний диаметр: ≤150 мм, совместим с компактными и крупноформатными движущими ступенями

• Поверхностная шероховатость: Ra 0,02–0,2, сверхгладкие поверхности с минимальным трением и тепловыделением, как при контакте, так и при вращении или скольжении

• Минимальная толщина стенки: 0,1 мм, экономия пространства и лёгкая конструкция

• Округлость: 0,002 мм, отсутствие выбывания и, следовательно, истинное круговое движение

• Концентричность: 0,002 мм, отсутствует пробег между осями вала и втулкой

• Прямолинейность: 0,004 мм, без фиксации и неравномерной нагрузки вдоль вала

• Перпендикулярность: 0,005 мм, без угловой ошибки ни по одной из множественных позиционных осей, которые может принимать компонент

Эти допуска позволяют устанавливать детали, которые помещаются при первой сборке и сохраняют верность интерфейсов при длительном использовании. В некоторых случаях UPCERA может добиться поверхностной отделки до Ra 0.02, значительно снижая или даже устраняя необходимость вторичной полировки.

Обращение с пластинами и роль керамического вала и втулки.

Обработка пластин — это автоматизированная транспортировка кремниевых пластин на различные процессирующие станции с помощью серии роботизированных рук, конечных эффекторов и ступеней движения. Керамический вал из циркония является важным компонентом ряда систем обработки пластин.

Роботы для переноса пластин

• Функция: Роботизированные руки, используемые для транспортировки пластин между станциями обработки, загрузки и инспекции.

• Керамический вклад: для соединений и направляющих используются износостойкий, низкофрикционный керамический вал из циркония.

• Преимущество: обеспечивает высокую надёжность и точность размещения пластин с минимальными затратами на обслуживание.

Этапы позиционирования пластин

• Функция: Ступени движения, используемые для размещения пластин при операциях, таких как литография, инспекция и другие.

• Керамический вклад: керамический вал и втулка с низким фрикционным интерфейсом.

•Преимущество: обеспечивает высокую повторяемость позиционирования, что приводит к высокому выходу процесса.

Порты для загрузки и передаточные камеры

•Функция: интерфейсы для транспортировки пластин из вакуумных и контролируемых атмосферных систем.

• Керамический вклад: Дверные и лифтовые механизмы нагрузочных портов используют керамические шахтные втулки из циркония, которые герметизируют вакуумные порты и устойчивы к процессуальному газу.

• Преимущества: снижение загрязнения и увеличение срока службы.

Конечные эффекторы и вилки

•Функция: вилки, используемые для захвата пластин при операции передачи.

• Керамический вклад: Интерфейсы вилок, изготовленных из глинозема, часто изготавливаются из керамических втулок из циркониевого керамика.

• Преимущество: минимальное механическое напряжение на пластины и чистая, безопасная от загрязнений эксплуатация.

Точное позиционирование: где нанометры имеют значение

В производстве полупроводников, если позиционирование компонента неправильно, производительность сильно снижается, как и выход устройства.

Существует несколько способов достижения точного позиционирования внутри керамического вала и втулки:

• Геометрическая устойчивость: Поскольку цирконий сохраняет форму при перепаде нагрузки и температуры, керамический вал из циркония не страдает от «ползучести допуска» металлических компонентов. Это обеспечивает обслуживание систем позиционирования на очень длительных производственных партиях.

• Работа при низком трении: керамический вал и втулка UPCERA имеют ультрагладкое покрытие (Ra 0.02–0.2), что приводит к очень низкому коэффициенту трения. Это означает, что при использовании значительно меньше энергии преобразуется в тепло с ещё более точной управляемостью. Таким образом, тепловой дрейф также уменьшается.

• Точная посадка и развал-сходовство: Чёткие допуски обеспечивают безлюфтную посадку между втулкой и валом. Это приводит к очень выгодному свойству сборки: высокому уровню определённого движения и точности в ответ на изменения размера и положения.

• Немагнитная работа: Поскольку цирконий не является магнитным, помехи с электромагнитными датчиками позиционирования и энкодерами не являются проблемой. Это означает, что системы обратной связи будут получать чистые и точные сигналы.

Применение за пределами полупроводникового оборудования

Обращение с пластинами и точное позиционирование — основные применения нашей запатентованной технологии. Тем не менее, технология керамического вала и керамического вала и втулок из Циркония может применяться в любой отрасли, где износостойкость и химическая стабильность сочетаются с выравниванием по трению. К ним относятся:

• Насосы и системы обработки жидкостей: это включает химические насосы и дозировку в нереактивной и гладкой химической эксплуатации, а также медицинские устройства и транспорт жидкостей

• Медицинские приборы и лабораторное оборудование: кровяные насосы, анализаторы и другое медицинское оборудование работают в стерильных и коррозионно-устойчивых условиях

• Промышленная автоматизация: долговечное движение с низким трением критически важно для приводов, робототехники и конвейеров

• Аэрокосмическая и оборонная промышленность: высокопроизводительные системы с термической стойкостью и высоконагрузочной долговечностью

• Текстильное и печатное оборудование: долгосрочная зависимость с высокой скоростью работы и минимальным износом

Заключение: Будущее точного движения

По мере того как полупроводниковые устройства становятся меньше и имеют больше компонентов, системы движения будут развиваться вместе с ними. Технология керамических вал Zirconia — это шаг вперёд в правильном направлении с керамическими валами и втулками от UPCERA. Быстрый прогресс в обработке и отличные свойства Zirconia обеспечивают более чистые, точные и надёжные системы обработки пластин. Эта технология обеспечит стабильные и более прибыльные системы для производителей с меньшими затратами на обслуживание и повышенной производительностью. Технология керамического вала из циркония не заменяет металл, а является инструментом для быстрого расширения возможностей производства полупроводников.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос 1: Что такое керамический вал из циркония?

Это высокоточный керамический стержень, обеспечивающий прочную и устойчивую, трение ось, подверженную линейным или вращающимся движениям в суровых условиях.

Вопрос 2: Каковы преимущества использования циркония вместо нержавеющей стали при обработке пластин?

Цирконий очень твёрд и высокоустойчив к коррозии. Он немагнитный и не изнашивается и не производит частиц.

Вопрос 3: Какие допуска предлагает UPCERA?

Концентричность и округлость — 0,002 мм, прямолинейность — 0,004 мм, а поверхностная шероховатость — Ra 0,02 и выше.

Вопрос 4: Совместимы ли керамический вал и втулка с вакуумными системами?

Да, цирконий непористый, сохраняет свою целостность в условиях высокого вакуума и не выделяет газы.

Вопрос 5: Как эта сборка повышает точность позиционирования?

Геометрическая стабильность, низкое трение и нулевая или очень минимальная обратная люфта гарантируют значительное линейное и повторяемое движение в нанометрах.