医学教程 【微整形注射的基本操作】注射基本操作护理及并发症!.pdf

文献综述

机械设计制造及其自动化

气动旋回流驱动非接触气爪搬运系统

1引言

1.1半导体制造业

21世纪是信息时代，随着信息产业的发展，作为信息时代的关键性基础产业一一

半导体制造业，成为当前的热点产业，对人类的工作和生活有着重要的影响。由于半

导体制造业是技术复杂、资金密集、收益高的高技术产业，在市场需求快速变化和全

球竞争加剧的情况下，如何对半导体制造系统进行控制优化，有效降低半导体制造的

成本，提高制造设备总体利用率成为亚待解决的问题。而了解半导体制造的工艺流

程，分析半导体制造系统控制的需求，是半导体制造系统控制研究的基础和前提，对

提高控制优化的有效性和可行性等具有重要作用[4]。

1.2半导体制造业的非接触搬运要求

半导体器件支撑着庞大的信息产业，而半导体器件93%以上是硅器件，它们以硅片

为基础材料。由于半导体晶片易磨损、易污染、翘曲变形等，对搬运条件要求较高。

硅片夹持装置的性能要求由硅片夹持运输过程的特点以及硅片本身的特点决定。硅片

在生产制造过程中要经过几百道加工工序，需要进行许多次夹持过程，这就要求夹持

装置的可靠性和安全性要高;且硅片为贵重工件，夹持装置对硅片的损伤越小，越可以

提高硅片利用率，减小利益损失，所以硅片夹持装置对硅片的损伤要尽可能小，保证

硅片洁净，表面平整光亮呈镜面，无麻坑、橘皮状、波纹、划痕、雾状等缺陷[1]。硅

片的大直径化发展趋势，使得硅片更易产生翘曲变形，面型精度和表面光洁度不易保

持，加工效率低等一系列严重问题。硅片直径变大，每个硅片的重量增加，更主要是

相应硅片的价值也急速上升，人工搬运的经济风险太大，需要自动化传输系统。如今

硅片直径由20Omm向3O0mm甚至450mm过渡，从技术上要考虑硅片的平整度及弯曲度

等影响，以及硅片的表面态，所以技术难度不可低估。因此，大直径硅片的应用将对

硅片的超精密加工技术提出新的挑战，而硅片夹持装置在硅片的超精密加工技术中占

有重要地位，不仅需要完成稳定夹持过程，还必须保证硅片不发生翘曲变形、表面超

洁净、应力分布均匀、具有高的机械强度等作用且硅片为贵重工件，夹持装置对硅片

的损伤越小，越可以提高硅片利用率，减

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小利益损失，所以硅片夹持装置对硅片的损伤要尽可能小，特别是半导体晶片正在向

大尺寸方向发展，大尺寸极薄基板更容易产生上述问题，所以半导体晶片在搬运过程

中必须要实现非接触的要求。

1.3空气非接触夹持的优点

利用空气动力学原理实现的非接触夹持应用与硅片的夹持和运输过程，有着其独

特的优势:

(1)气动非接触夹持对对硅片的材料、形状限制低，适用于对下一代大直径硅片的

夹持要求。

(2)气动装置使用气体作为工作介质，对工作环境没有污染，符合半导体制造过程

对于环境洁净性能的要求。

(3)非接触夹持避免了夹持装置与硅片表面的接触，极大的降低了表面划痕的产生

的可能性，这对于需要经历几百道加工工序的硅片来说，极大的提高了成品率，降低

了生产成本。

(4)减小了硅片翘曲变形、表面残留污渍等缺陷的发生[3]。

1.4空气非接触搬运技术的现状

目前非接触搬运技术有电磁式、超声波式和空气悬浮式等几种方式。其中，空气

悬浮式具有清洁无污染、不发热、不产生磁场和能够高速传输等优点，是非接触搬运

领域的主流技术。空气非接触式搬运设备上浮的对象主要是玻璃基板、半导体晶片、

各种胶片基板、光盘、回路基板等板状制品。空气非接触式输送设备广泛应用在平板

显示、半导体、太阳能光伏电池、食品、医药等行业[2]。

现在，在空气非接触搬运技术领域中走在前端的主要是日本和韩国等发达国家。日本

夏普公司已经讲空气非接触搬运技术投入到液晶平板生产线中。

我国目前液晶面板的生产线最高为第5代，仍在采用滚轮式或真空吸附式的搬运系

统，在搬运技术方面已落后于国际先进水平[1]。

2气动旋回流驱动的原理及应用

2.1气动旋回流原理

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图2.1气动旋回流原理图

如图2.1所示，在一个倒置的一端开口的杯状容器中，在其侧壁上方切向接入一

空气导管，向容器中射入高压