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半导体设备
陶瓷机械手臂
陶瓷机械手臂又称半导体机械手臂/末端执行器/陶瓷机械手指/晶圆搬运臂/晶圆搬运手指/End Effector/真空吸附型陶瓷手指/伯努利手指/边缘夹持手指/氧化铝陶瓷手臂等,主要在半导体设备中起到输送搬运的作用,它相当于半导体设备这个机器人的手,负责搬运晶圆硅晶片到指定位置。

作为直接接触晶圆的“指尖”,它的核心特点围绕着如何安全、无损、高效地移动晶圆展开。

  • 技术路线多样,应对不同挑战:为了适应各种晶圆(如超薄、翘曲等),发展出了多种技术路线。

  1. 真空吸附式:通过负压吸附晶圆,应用最广。为提升可靠性,有的设计会加入定位组件来防止晶圆偏移或跌落。

  2. 边缘夹持式:从侧面夹持晶圆边缘,避免接触产品表面。常用于有金属框架(铁环)支撑的晶圆,以降低碎片风险。

  3. 伯努利(非接触)式:利用气流产生负压,实现晶圆的“悬浮”搬运。特点是无损,特别适合超薄翘曲的晶圆,且手指厚度可以设计得很薄。

  • 追求极致洁净与稳定:

  1. 材质:主体多采用高纯度氧化铝或碳化硅等先进陶瓷。它们硬度高、耐磨、耐高温、抗腐蚀且化学性质稳定,不会产生污染晶圆的颗粒或金属离子。

  2. 性能:在高速运动中,要求高强度和低变形抖动,以保证传输的精度和稳定性。部分设计还会利用陶瓷的高绝缘性来防止静电损伤。  

  • 环境适应性强:能够胜任真空、高温、腐蚀性气体等严苛的半导体制造环境


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氧化铝陶瓷


产品性能单位参数
电阻率Ω碳化硅1x105
氧化铝1x1014
最高使用温度分体式手臂350
一体式手臂800
吸附面光洁度Ra0.01
吸附面平面度m m0.01内


▲ 自密性检测:关闭真空气源,负压-85Kpa到-80Kpa,时长达60s以上
▲ 晶圆吸附检测:关闭真空气源,负压-80Kpa到-25Kpa,时长达35s以上