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Bras robotiques en céramique pour la manipulation de plaquettes dans l'industrie des semi-conducteurs

Les produits semi-conducteurs exigent un environnement de production exceptionnellement propre pour garantir une contamination nulle. La fabrication est effectuée dans des salles blanches hautement contrôlées, où les travailleurs portent des vêtements antistatiques pour prévenir les particules et les décharges électrostatiques.

Les semi-conducteurs sont extrêmement délicats—certaines plaquettes sont ultra-minces, mesurant seulement une fraction de millimètre ou encore moins—ce qui rend la manipulation en douceur essentielle. Tout au long du processus, tous les outils de manipulation, les fixations et les conteneurs qui entrent en contact avec les composants semi-conducteurs doivent répondre à des normes strictes. Ces outils ne doivent pas contaminer les plaquettes et doivent également résister à l'exposition aux acides, aux alcalis et au traitement thermique, garantissant une durabilité à long terme.

Introduction aux bras robotiques en céramique pour l'utilisation dans les semi-conducteurs

Sélection des matériaux :
La plupart des bras robotiques pour semi-conducteurs sont fabriqués à partir de céramique d'alumine à 99 %.

Propriétés de la céramique d'alumine :
La céramique d'alumine, une céramique structurelle, a une dureté seconde seulement à celle du diamant et surpasse considérablement l'acier et l'acier chromé en termes de résistance à l'usure. Elle offre une tolérance aux hautes températures (jusqu'à 1600 °C), une excellente résistance à l'usure et à la corrosion, un faible frottement et une structure légère—ce qui la rend idéale pour les applications dans les semi-conducteurs.

Dénomination et fonction :
Ces bras robotiques en céramique d'alumine, également appelés fourches en céramique ou effecteurs d'extrémité de transfert de plaquettes, sont des composants montés sur des robots de manipulation de plaquettes. Ils fonctionnent comme les « mains » du robot, transférant en toute sécurité les plaquettes de silicium vers les positions désignées. Puisqu'ils entrent en contact direct avec les plaquettes, leur légèreté contribue à réduire la charge sur l'équipement robotique, prolongeant ainsi la durée de vie.

Types de bras robotiques en céramique :

• Type de serrage

• Type de support

• Type d'aspiration par le vide

• Type Bernoulli

Processus de fabrication des bras robotiques en céramique

1. Préparation de la poudre : La poudre d'alumine de haute pureté subit une granulation par pulvérisation pour former des granules sphériques.

2. Moulage : Les granules sont pressés à sec pour créer un corps cru, qui est ensuite mis en forme par pressage isostatique à froid.

3. Densification : Le corps mis en forme est fritté à haute température, éliminant les vides entre les particules et formant un solide céramique dense.

4. Meulage et traitement de surface : Les meules rotatives éliminent les oxydes et les impuretés de surface.

5. Usinage de précision : Le meulage des surfaces intérieures et extérieures affine davantage la pièce. L'usinage CNC garantit la précision dimensionnelle et la douceur de la surface.

Structure et fonctionnalité

Le bras en céramique incorpore des canaux d'air et des rainures d'aération. Lorsqu'un vide est appliqué, il crée une aspiration pour saisir délicatement les composants semi-conducteurs—évitant ainsi les contraintes mécaniques, les rayures ou l'écaillage des plaquettes minces.

Avantages des bras en céramique par rapport aux bras en métal

1. Résistance supérieure à la corrosion : Les bras en céramique résistent mieux aux environnements acides et alcalins que les bras en métal, offrant une durée de vie plus longue pendant le traitement des semi-conducteurs.

2. Non contaminant : Les céramiques ne réagissent pas avec d'autres substances, ne laissent pas de fines particules, ne transportent pas de charge statique résiduelle et ne libèrent pas d'ions métalliques—garantissant ainsi que les plaquettes restent non contaminées.

3. Déformation thermique minimale : Pendant les traitements thermiques, les bras en céramique conservent mieux leur forme que les métaux, réduisant ainsi la déformation des composants semi-conducteurs délicats.

Applications plus larges des matériaux céramiques

Au-delà des bras robotiques de manipulation de plaquettes, les propriétés des céramiques—isolation, résistance aux hautes températures, résistance aux acides et aux alcalis et stabilité chimique—les rendent idéales pour la fabrication d'autres composants critiques utilisés dans des environnements difficiles. Elles peuvent être utilisées dans des situations où les métaux et les plastiques échouent, garantissant ainsi la performance et la propreté dans les processus exigeants des semi-conducteurs.