◆超音波を「浮上」に応用した画期的な技術!
◆エアーブローせずに非接触浮上!
◆エアーブローせず上から非接触吸着
◆ウェーハ・ウエハチップ・ガラス基板・レンズ等を移載するロボットハンドになります。
ZS-Handling GmbH
静電気対策
異物対策
非接触搬送
電池の製造
|| システム概要
超音波は、人間の聴覚範囲の上限を超える周波数(f>20kHz)の振動です。パワーエレクトロニクス機器により駆動する振動子が超音波を発生させます。超音波 非接触浮上・搬送装置は、半導体ウェーハ・ガラス基板など、基材を非接触で搬送するために考案された斬新な技術です。
システムは、
◆振動板(高周波振動することにより周囲のガスを圧縮拡散するパーツです)
◆ジェネレーター
◆制御ボックス超音波ケーブル・電源ケーブル
◆で構成されています。
装置の電源をONにすると、ジェネレータが振動板を高周波で微振動させます。振動板の表層の空気は、超音波による周期的な圧縮と圧縮解除が行われ、加圧された薄い空気膜を形成します。このエアフィルム上で、ウェーハやガラス基板は、無振動・無摩擦で非常に安定した状態で浮上します。
一見、コンプレッサーによる浮上エアーを用いた搬送テーブルに似ていますが、超音波による浮上・搬送技術が画期的なのは、コンプレッサーエアや窒素ブローを用いていない点です。超音波の浮上技術は、振動板と基材の間のエアフィルムだけで、基材を非接触浮上させるのに必要な反発力を生成しているのです。
破損しやすい極薄ウェーハ・ウエハチップ・薄板ガラス基板など、力を加えず取り扱う必要がある基材を非接触で把持する技術です。超音波 非接触浮上・非接触吸着技術は、あらゆる大気中の環境下で運用できます。
再現性があり、音を反射する表面を有する多種多様な物体に適用可能です。ウェーハ・ガラス基板・フラットパネル(FPD)・レンズ・など様々な製造工程でこの技術を応用できる用途があります。
|| 非接触浮上の原理(スクイーズ膜浮上効果)
振動板は、超音波による振動を生成するための部品で、振動によるエネルギーをガスに伝えることができます。
ZS-Handling社が製作する振動板は、平坦なプレート状で、高周波振動して雰囲気ガスを圧縮・拡散を行います。装置の電源をONにすると、振動板の表面には超音波による周期的な圧縮と圧縮解除が行われます。振動板の上にウェーハを置くと、ウェーハと振動板の間に圧縮された薄い空気の膜が形成されます(スクイーズ膜)。これによりウェーハやガラス基板は振動することなく無摩擦で非常に安定した状態で浮上します。これがスクイーズ膜効果による非接触浮上です。
物理的原理は、音響原理と言うよりはむしろ流体力学に基づいています。基材と振動板の振動する表面との間は、周期的な圧縮と緩和により圧縮されたガスフィルムになり基材は浮上します。ウェーハやガラス基板を非接触で振動することなく安定した状態で浮上するためには、力を均一に分散することが重要で、均一な振動パターンを発生させることが必要になります。これが ZS-handling 社 のコア・スキルです!
そして、圧縮されたエアーフィルム上で、基材を非接触・無摩擦・無振動で浮上することが出来ます。振動板と基材の間の雰囲気ガス(空気、窒素、アルゴンガス等)を、浮上させるための反発力に用いますので、コンプレッサーエアや窒素ブローは不要です。
|| 非接触吸着の原理(スクイーズ膜の反発力+吸引力)
ウェーハやガラス基板の上から振動板を近づけて、非接触でチャックすることもできます。上面からの非接触チャックでは、振動板の表面のエアーフィルムによる反発力と同時に、吸引力が要求されるので、超音波の反発力と同時に、負圧の吸引力と組み合わせて非接触チャックします。
この技術により、非接触で簡単にピックアップできるようになります。更に、電池の電極箔のように、しわになりやすい箔は、把持する基材との接触無しに、安定に、かつ、形状を安定させ、位置も維持して搬送を行う必要があります。薄い基材は、柔軟性があるので、少しでも力をかけると変形します。
同時に、コーティングをはじめとする様々なプロセスでは、加工中、基材の高い平滑さが要求されます。このようなケースでは、把持力をより均一に基板の表面全体に分散してかけるために、超音波の反発力を、負圧の吸引力と組み合わせて用います。この技術により、振動板の表面と薄い基材の間では機械的な接触をすることなく、基材を簡単に平滑にすることを可能にしてくれます。そして、基材の形状は安定し、位置も維持されます。
◆基材を非接触搬送することにより微小な傷やクラックを防止!
◆基材を非接触搬送することにより異物の付着を防止!
◆基材に加わる力を分散するので、ダメージレスで非接触ハンドリング!
◆ユーティリティーは電源のみ。クリーンエブロー・窒素ブローは不要です。
◆振動板には「エアーブロー用ノズル」はありません。フラットな表面なので清掃が簡単!
◆搬送面・チャック面のメンテナンス時間を短縮でき、ダウンタイム削減!生産性向上!
◆超音波システムは実用上メンテナンスフリー!
◆運転中、複雑なパラメータ設定は不要!
◆空気・窒素・アルゴン、様々な雰囲気ガス環境で使用可能!
◆低ランニングコスト
◆設置スペースの省力化
◆クリーン環境に最適です。
◆圧縮エアー源からの汚染リスクがありません。
◆圧縮エアーのメンテナンスが不要。
◆vs.エアー浮上テーブル
超音波による非接触浮上は、テーブルからエアブローしていません。
超音波による非接触浮上は、工場エアやコンプレッサーエアは不要です。
超音波による非接触浮上は、圧縮エアのオイルフィルターやミストトラップのメンテナンスは不要です。
超音波による非接触浮上は、エアブローからの汚染源が皆無です。
超音波による非接触浮上は、テーブルからエアーブローしないので、クリーン環境に最適です。
超音波による非接触浮上のユーティリティーは、電源のみ。
超音波による非接触浮上は、基板は無振動で非常に高い安定性で浮上することができます。
超音波による非接触浮上は、極薄で破損しやすいウェーハを高い歩留まりで非接触浮上搬送することができます。
◆vs.ベルヌーイチャック
超音波による非接触チャックは、チャック面からエアブロー・窒素ブローしていません。
超音波による非接触チャックは、工場エアやコンプレッサーエアは不要です。
超音波による非接触チャックは、圧縮エアのオイルフィルターやミストトラップのメンテナンスは不要です。
超音波による非接触チャックは、エアブローからの汚染源が皆無です。
超音波による非接触チャックは、チャック面からエアーブローしないので、クリーン環境に最適です。
超音波による非接触チャックのユーティリティーは、電源のみ。
超音波による非接触チャックは、非常に高い安定性で基材を非接触で保持することができます。
超音波による非接触チャックは、繊細な基材を高い歩留まりで非接触搬送することができます。
◆今は接触式で移載しているがトラブルが多い。ライン停止時間が長い。歩留まりが上がらない。非接触でピックアンドプレース・移載したい。
◆擦り傷で不良率が高い。非接触式に置き換えたい。
◆破損率が高く歩留まりが上がらない。接触式のハンドから非接触式にリプレースしたい。
◆吸着パッド・ベルヌーイチャックの「吸着痕」に困っている。
◆クリーンルームにエアーブロー式のコレットを導入できない。エアーを吹かずに非接触式のコレットを探している。
◆ウェーハ・チップが薄く繊細になっている。できるだけ力を加えずに移載したい。
◆客先からの要望に応えるため、「非接触」の移載方法を探してる
◆ガラス
フラットパネル(FPD)、 大型ガラス基板、液晶パネル、タッチパネル、薄型OLEDパネル(有機EL)、OLEDフィルム(有機EL)、ガラス基板、超薄フレキシブルガラス
◆ウェーハ
半導体シリコンウェーハ、薄膜太陽電池用PVウェーハ
◆電池の電極
カットした枚葉の電極箔を非接触ハンドリング
◆ウエハチップ
ICチップ、積層チップ、ワイヤーボンディング、フリップチップボンダー、ダイボンダー
◆レンズ
眼内レンズ、非球面レンズ
◆ロールtoロール
超薄板フレキシブルガラス、フレキシブルプリント基板(FPC)
◆ベルヌーイチャックと全く異なる原理で非接触吸着!
◆エアーブローしてません!
◆超音波による反発力+吸引(バキューム)力で非接触吸着!
◆パーティクル飛散無し!
◆擦り傷防止!
◆動画前半:ウェーハは振動板の上で非接触浮上し、カセットに出し入れ
◆動画後半:ステージにセットしたウェーハを非接触でピックアンドプレース
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