【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及陶瓷加工，具體涉及一種耐高溫末端效應(yīng)器及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、晶圓分選機(jī)（wafer?sorter）是半導(dǎo)體晶圓廠中用于晶圓搬運(yùn)的設(shè)備，負(fù)責(zé)晶圓的中轉(zhuǎn)和分選，確保生產(chǎn)流程的連續(xù)性和高效性，保障晶圓廠物料流轉(zhuǎn)需求。末端效應(yīng)器（endeffector）是晶圓分選機(jī)的機(jī)械臂的末端工具，用于夾持和固定晶圓。它通常采用真空吸附的形式，以確保晶圓在移動過程中的穩(wěn)定性和安全性。
2、現(xiàn)有的陶瓷末端效應(yīng)器耐受工況通常小于260°c，主要原因是傳統(tǒng)的組裝工藝所選用粘接劑為環(huán)氧樹脂膠或有機(jī)膠帶，在高溫下其有效成分會發(fā)生熱分解而失去粘接效果，導(dǎo)致末端效應(yīng)器漏氣失效。若末端效應(yīng)器采用一體式結(jié)構(gòu)，無論是一體式燒結(jié)還是直接精雕到位，其作業(yè)難度和加工成本將成倍增加，同時其氣密性也不理想（泄漏率＞0.3kpa/s）。
3、因此，急需設(shè)計一款，工藝簡單，成本低，操作方便，能夠滿足高氣密性要求且適用于批量生產(chǎn)的耐高溫末端效應(yīng)器（工況≤850℃）及其制備方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的是為了解決現(xiàn)有的采用組裝工藝制作的陶瓷末端效應(yīng)器，不能夠耐受高溫工況，易存在高溫失效，漏氣，氣密性不理想的問題，以及一體式結(jié)構(gòu)陶瓷末端效應(yīng)器加工難度大，加工成本高，氣密性也不理想的問題，而提供一種工藝簡單，成本低，操作方便，能夠滿足高氣密性要求且適用于批量生產(chǎn)的耐高溫末端效應(yīng)器，其可應(yīng)用于850°c工況條件下。
2、本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)其第一個專利技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是：一種
3、該耐高溫末端效應(yīng)器，效應(yīng)器主體與陶瓷蓋片之間采用涂抹無機(jī)成分的電子封裝漿形成粘接，并對電子封裝漿進(jìn)行加熱固化從而在效應(yīng)器主體和陶瓷蓋片之間形成一熔接層，熔接層冷卻過程實(shí)現(xiàn)對陶瓷蓋片與效應(yīng)器主體的焊接，從而形成該可以適應(yīng)于850℃以下高溫條件下的耐高溫末端效應(yīng)器，該耐高溫末端效應(yīng)器，工藝簡單，成本低，操作方便，氣密性能好，無漏氣現(xiàn)象性，可滿足高溫條件下，高氣密性要求的工況，而且可實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，極大的提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
4、作為優(yōu)選，所述的效應(yīng)器主體包括吸附板面和密封板面。效應(yīng)器主體設(shè)置吸附板面和密封板面是為了方便陶瓷蓋板與密封板面之間的熔接密封，而設(shè)置吸附板面是為了方便真空吸附區(qū)域的設(shè)置，最終實(shí)現(xiàn)對晶圓的有效吸附。
5、作為優(yōu)選，所述的效應(yīng)器主體的密封板面上開設(shè)有蓋片安裝槽，所述真空密封氣道沿效應(yīng)器主體的長度方向開設(shè)在蓋片安裝槽的中心位置。為了方便陶瓷蓋片與效應(yīng)器主體之間形成密封連接，在效應(yīng)器主體上設(shè)置有蓋片安裝槽，方便陶瓷蓋片的粘接定位。真空密封氣道設(shè)置在蓋片安裝槽的中心位置是為了形成良好的密封，并保證實(shí)現(xiàn)對晶圓的有效穩(wěn)定吸附。
6、作為優(yōu)選，所述的效應(yīng)器主體的吸附板面上設(shè)置有晶圓吸附面和連通真空密封氣道的抽氣孔。吸附板面上設(shè)置晶圓吸附面，晶圓吸附面的設(shè)置是為了方便真空吸附區(qū)域的設(shè)置，以最終實(shí)現(xiàn)對晶圓的有效吸附，在吸附板面上設(shè)置抽氣孔，使用時，從抽氣孔抽氣，在真空密封通道內(nèi)部形成真空，對晶圓產(chǎn)生吸附效果。
7、作為優(yōu)選，在所述的晶圓吸附面上設(shè)置連通真空密封氣道的真空吸附區(qū)域，所述的真空吸附區(qū)域上設(shè)置有多個吸附孔，在晶圓吸附面上還設(shè)置有凸臺吸附區(qū)。能夠保證對晶圓的穩(wěn)定有效吸附。
8、作為優(yōu)選，所述的效應(yīng)器主體整體呈手臂形結(jié)構(gòu)設(shè)置，所述的效應(yīng)器主體上設(shè)置有一u型開口。
9、本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)其第二個專利技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是：一種耐高溫末端效應(yīng)器的制備方法，包括以下步驟：
10、步驟1：零部件制作：根據(jù)待制作效應(yīng)器的大小規(guī)格分別制作效應(yīng)器主體子件、陶瓷蓋片子件和封裝漿；
11、步驟2：粘接組裝：將封裝漿通過涂抹工具均勻涂抹在效應(yīng)器主體子件的蓋片安裝槽內(nèi)，將陶瓷蓋片子件貼入蓋片安裝槽內(nèi)，保持粘接組裝面朝上，放置于100級潔凈室環(huán)境中等待熱處理，得到粘接產(chǎn)品；
12、步驟3：加熱固化：將步驟2中粘接產(chǎn)品，送入電爐中，并保持電爐內(nèi)處于空氣環(huán)境；在保證爐內(nèi)的溫度變化遵循電子封裝漿固化曲線的前提下，對粘接產(chǎn)品分別進(jìn)行排水處理、排雜質(zhì)處理、加熱固化，得到加熱固化效應(yīng)器；
13、步驟4：后續(xù)加工：對加熱固化產(chǎn)品進(jìn)行氣密性檢查、拋光、噴砂表面處理，修理以調(diào)整產(chǎn)品的尺寸和表面狀態(tài)，對加熱固化產(chǎn)品進(jìn)行化學(xué)洗凈，最終得到耐高溫末端效應(yīng)器。
14、該耐高溫末端效應(yīng)器的制備方法，主要是將制作后的零部件采用封裝漿粘接組裝，然后在電爐空氣環(huán)境下，控制爐內(nèi)溫度呈一定曲線狀態(tài)，逐步實(shí)現(xiàn)升溫、排水處理、排雜質(zhì)處理、加熱熔融處理和降溫焊接處理，最后將陶瓷蓋片子件與效應(yīng)器主體子件熔接為一體。該方法工藝簡單，成本低，操作方便，氣密性能好，無漏氣現(xiàn)象性，可滿足高溫條件下，高氣密性要求的工況，而且可實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，極大的提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
15、作為優(yōu)選，步驟1中零部件制作具體包括：在效應(yīng)器主體子件的制作時，在效應(yīng)器主體子件上開設(shè)蓋片安裝槽，并在蓋片安裝槽中部開設(shè)真空密封氣道，在真空密封氣道上開設(shè)抽氣體孔和吸附孔；根據(jù)蓋片安裝槽的形狀大小制作陶瓷蓋片子件；將封裝漿凝塊和稀釋劑混合，調(diào)配成漿糊狀封裝漿。
16、作為優(yōu)選，步驟2中粘接組裝，是將封裝漿通過涂抹工具均勻涂抹在效應(yīng)器主體子件的蓋片安裝槽內(nèi)，同時避開真空密封氣道，然后，將陶瓷蓋片子件貼入蓋片安裝槽內(nèi)，并均勻按壓使其與封裝漿充分貼合，并擠出氣泡，最后，將粘接后的產(chǎn)品，保持粘接組裝面朝上，放置于100級潔凈室環(huán)境中等待熱處理。在涂抹封裝漿的過程中應(yīng)對真空密封氣道進(jìn)行清潔處理，待熱處理的時間最長不超過48小時。
17、作為優(yōu)選，步驟3中電子封裝漿固化曲線是由以下操作過程相互連接而形成的，包括升溫過程、排水處理過程、排雜質(zhì)處理過程、加熱熔融過程和降溫焊接過程。電子封裝固化曲線是
18、作為優(yōu)選，升溫過程是指將電爐內(nèi)溫度緩慢升溫至140℃～160℃，升溫時間為500～700分鐘；排水處理過程是指在140℃～160℃溫度下，至少保持20～30分鐘，使粘接產(chǎn)品充分排水。
19、作為優(yōu)選，排雜質(zhì)處理過程是指控制電爐內(nèi)溫度緩慢升溫至340℃～360℃，升溫時間為500～700分鐘，然后在340℃～360℃溫度下，至少保持25～35分鐘，使粘接產(chǎn)品充分排雜質(zhì)。
20、作為優(yōu)選，加熱熔融過程是指控制爐內(nèi)溫度緩慢升溫至860℃～890℃，升溫時間900～1200分鐘，使排水排雜質(zhì)產(chǎn)品在860℃～890℃環(huán)境下保持至少15～25分鐘，使得陶瓷蓋片子件與效應(yīng)器主體子件之間的封裝漿形成熔接層。
21、作為優(yōu)選，降溫焊接過程是指控制爐內(nèi)溫度，使其緩慢降溫，降溫速率不高于每30分鐘降溫100℃～120℃，降溫時間控制在2000～230本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種耐高溫末端效應(yīng)器，其特征在于：包括效應(yīng)器主體（1）和陶瓷蓋片（2），所述的陶瓷蓋片（2）與效應(yīng)器主體（1）之間通過一熔接層密封粘接為一體，所述的熔接層是由電子封裝漿加熱固化形成；所述的陶瓷蓋片（2）和效應(yīng)器主體（1）之間形成有真空密封氣道（3）。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫末端效應(yīng)器，其特征在于：所述的效應(yīng)器主體（1）包括吸附板面（5）和密封板面（6）；所述的效應(yīng)器主體（1）的密封板面（6）上開設(shè)有蓋片安裝槽（7），所述真空密封氣道（3）沿效應(yīng)器主體（1）的長度方向開設(shè)在蓋片安裝槽（7）的中心位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫末端效應(yīng)器，其特征在于：所述的效應(yīng)器主體（1）的吸附板面（5）上設(shè)置有晶圓吸附面（8）和連通真空密封氣道（3）的抽氣孔（9）；在所述的晶圓吸附面（8）上設(shè)置連通真空密封氣道（3）的真空吸附區(qū)域（10），所述的真空吸附區(qū)域（10）上設(shè)置有多個吸附孔（11），在晶圓吸附面（8）上還設(shè)置有凸臺吸附區(qū)（22）。
4.一種權(quán)利要求1至3任意一項所述的耐高溫末端效應(yīng)器的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
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6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐高溫末端效應(yīng)器的制備方法，其特征在于：步驟3中電子封裝漿固化曲線是由以下操作過程相互連接而形成的，包括升溫過程、排水處理過程、排雜質(zhì)處理過程、加熱熔融過程和降溫焊接過程。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐高溫末端效應(yīng)器的制備方法，其特征在于：升溫過程是指將電爐內(nèi)溫度緩慢升溫至140℃～160℃，升溫時間為500～700分鐘；排水處理過程是指在140℃～160℃溫度下，至少保持20～30分鐘，使粘接產(chǎn)品充分排水。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐高溫末端效應(yīng)器的制備方法，其特征在于：排雜質(zhì)處理過程是指控制電爐內(nèi)溫度緩慢升溫至340℃～360℃，升溫時間為500～700分鐘，然后在340℃～360℃溫度下，至少保持25～35分鐘，使粘接產(chǎn)品充分排雜質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐高溫末端效應(yīng)器的制備方法，其特征在于：加熱熔融過程是指控制爐內(nèi)溫度緩慢升溫至860℃～890℃，升溫時間900～1200分鐘，使排水排雜質(zhì)產(chǎn)品在860℃～890℃環(huán)境下保持至少15～25分鐘，使得陶瓷蓋片子件與效應(yīng)器主體子件之間的封裝漿形成熔接層。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的耐高溫末端效應(yīng)器的制備方法，其特征在于：降溫焊接過程是指控制爐內(nèi)溫度，使其緩慢降溫，降溫速率不高于每30分鐘降溫100℃～120℃，隨著溫度緩慢降低，熔接層變?yōu)楦咧旅芏鹊臒o機(jī)玻璃態(tài)，將陶瓷蓋片和效應(yīng)器主體焊接在一起，得到加熱固化為一體的加熱固化效應(yīng)器。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種耐高溫末端效應(yīng)器，其特征在于：包括效應(yīng)器主體（1）和陶瓷蓋片（2），所述的陶瓷蓋片（2）與效應(yīng)器主體（1）之間通過一熔接層密封粘接為一體，所述的熔接層是由電子封裝漿加熱固化形成；所述的陶瓷蓋片（2）和效應(yīng)器主體（1）之間形成有真空密封氣道（3）。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的耐高溫末端效應(yīng)器，其特征在于：所述的效應(yīng)器主體（1）包括吸附板面（5）和密封板面（6）；所述的效應(yīng)器主體（1）的密封板面（6）上開設(shè)有蓋片安裝槽（7），所述真空密封氣道（3）沿效應(yīng)器主體（1）的長度方向開設(shè)在蓋片安裝槽（7）的中心位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的耐高溫末端效應(yīng)器，其特征在于：所述的效應(yīng)器主體（1）的吸附板面（5）上設(shè)置有晶圓吸附面（8）和連通真空密封氣道（3）的抽氣孔（9）；在所述的晶圓吸附面（8）上設(shè)置連通真空密封氣道（3）的真空吸附區(qū)域（10），所述的真空吸附區(qū)域（10）上設(shè)置有多個吸附孔（11），在晶圓吸附面（8）上還設(shè)置有凸臺吸附區(qū)（22）。
4.一種權(quán)利要求1至3任意一項所述的耐高溫末端效應(yīng)器的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的耐高溫末端效應(yīng)器的制備方法，其特征在于：步驟2中粘接組裝，是將封裝漿通過涂抹工具均勻涂抹在效應(yīng)器主體子件的蓋片安裝槽內(nèi)，同時避開真空密封氣道，然后，將陶瓷蓋片子件貼入蓋片安裝槽內(nèi)，并均勻按壓使其與封裝漿充分貼合，并擠出氣泡，最后，將粘接后的產(chǎn)品，保持粘接組裝面朝上，放置于100級潔凈室環(huán)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐元正，馬玉琦，李奇，
申請(專利權(quán))人：杭州大和江東新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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