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真空吸盤
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真空吸盤

真空吸盤主要 由微孔陶瓷和框架組成,也可稱為多孔性陶瓷吸盤,具有2大特性:

1、將工件物吸附,應用在真空吸盤(Vacuum ChucK)
        2、將工件物上浮,應用在氣浮平台和非接觸傳送(Air Floating Stage and Non-Touch Transfer System)
原理:當設定氣流量為進人陶瓷(真空壓力為負壓),可將工作物吸取。

           當設定氣流量為出去陶瓷(真空壓力為正壓),可將工作物吹起或不接觸陶瓷。
目前應用:
      

半導體產業可作為:
                                晶圓傳送
                                晶圓傳送
                               晶圓切割
                                晶片切割
                               雷謝切割
                               晶圓研磨
                               晶圓清洗
光電產業可作為:
                     取放吸盤
                    貼合平台
                    氣浮軸
         非接觸傳送平台

真空吸盤主要特色:

  1. 可吸附翹曲及鏤空工件。
  2. 可吸附多種不同尺寸
  3. 最小氣孔孔徑可達2um,平面細緻可使工作物接觸面不產生任何痕跡。
  4. 機械強度佳。
  5. 可用於高作業溫度。
  6. 具靜電消散作用。
  7. 抗化學性。

真空吸盤在應用時,需具備的條件及基本要求:

  1. 高精平面度

  2. 良好的透氣性

  3. 黏著劑的可靠性要高

  4. 高精平面度的接合面

  5. 空氣流量大

  6. 使用大孔徑的管及接頭

   真空吸盤欲達高精平面度良好的條件,在加工程序中應注意的事項:

  1. 框架材料的選擇
  2. 預先將框架材料的應力去除
  3. 黏著劑的抗化學性之優越性
  4. CNC加工可有效的將變形量去除
 

真空吸盤通氣性良好的條件:

  1. 微孔陶瓷的氣孔徑愈大愈好
  2. 微孔陶瓷的厚度愈薄愈好
  3. 精研磨加工後清洗,將多孔陶瓷內的阻塞物質去除.  

真空吸盤適當的氣壓來源是使用者應具的條件,以確保Vacuum Chuck應用是良好的,建議如下:

  1. 夠足空壓來源,且加裝調壓閥。
  2. 接頭孔徑和氣管內徑愈大愈好。  

真空吸盤製造過程介紹:良好的Vacuum Chuck應具備框架及微孔陶瓷,及正確的加工程序. 此分為3大類:

  1. 框架加工
  2. 微孔陶瓷產生
  3. 框架接合面清洗
  4. 框架和多孔陶瓷組合
  5. 組合後研磨
  6. 清洗
  7. 透氣測試
 
框架:
1、材料選擇 :一般可分為不銹鋼、鋁合金和花崗岩
2材料切形狀 :將主的要框架材留下,避免過多的加工造成框架變氣形。
3、應力消除 : 框架材料的應力消除,避免過多的翹曲。
4、平面校平 :校平後加工可達到最佳的加工效率。
5CNC粗加工 :預防精加工的量過多造成刀具過渡損傷,且需使用鋒利刀具,避免框架材料過渡變形。
6、變形量測 :將CNC精細加工變形量達到最小,確保刀具維持鋒利的狀況。
7CNC精加工:消除架材料變形,以利研磨加工。 

微孔陶瓷:

  1. 材料混合:奈米氧化鋁粉、發泡劑、結合劑及色粉混合。
  2. 成型機壓出 :為符合發泡劑及氣孔的孔徑,壓力調至適當的壓力成型。
  3. 高溫爐燒結 :為符合發泡劑及氣孔的孔徑,燒結程序依適當的時間溫度控制。
  4. 材料透氣量測:材料透氣的品質將會決定micro porous ceramic chuck的品質。
  5. 水刀切割形狀 :外型過多材料去除,提昇精研磨的效率。
  6. 粗研磨厚度 :先過多材料去除,提昇精研磨的效率。
  7. 精研磨外型 :確保外型尺寸符合組合精度。  
接合面清洗:用丙酮清洗接合面,使黏著劑完成反應。
***不可在micro porous ceramic chuck頂部使用丙酮清洗黏著劑,避免黏著劑產生溶解而造成滲透進入微孔陶瓷*****

框架和多孔陶瓷組合:

  1. 組合接縫測試:適當組合尺寸應在0.1mm,太大會造成縫隙,太小會造成微陶瓷破裂。
  2. 黏著劑選擇 LONGYI的黏著劑顏色可分為黑色和白色,依微陶瓷的顏色選用可使外觀更為美觀。
  3. A&B黏著劑混合 :選用適合NOZZLE,確保黏著劑量過多。  
  4. 組合壓平:將micro porous ceramic chuck組合後用壓平治具,靜置48hr黏著劑可達最佳效果。 
組合後研磨:
1、研磨加工
2、變形量測
3、精研磨
4、平面度量測
 
清洗:微陶瓷表面在精研磨後會發生阻塞,用清洗治具固定micro ceramic chuck後操作:
  1. 使用壓力設定在3kg
  2. 開啟正壓力120s
  3. 切換至負壓力30s
  4. 再切換至正壓力120s 
黏著劑:此為委託開發,累積及統計每個專案的報告及問題來研製。成果如下:
  1. 黏稠度高:黏著劑不可滲透進入微孔陶瓷。
  2. 流通性強:確保接著面積完全覆蓋。
  3. 無臭味:LONGYI不再使用劣質的黏著劑,臭味使操作者無法承受。
  4. 抗化學性:黏著劑在48hr完全反應後不產生化學變化,
 LONGYI在開發黏著劑的演變歷使,黏著劑在48hr完全反應後,具有3大特點:
  1. 浸泡甲苯72hr不會脫落。
  2. 浸泡丙酮72hr不會脫落。
  3. 使用正向壓力設定在3kg不會脫落。
透氣測試 : LONGYI將流量試結果作為記錄,且作成報告。以利客戶了解微陶瓷的特性。
***很多設計者只了解微陶瓷氣孔的影響,但無法了解透氣性對真空吸盤的重要性***