半導体およびクリーンルーム自動化向け高性能アルミナセラミックエンドエフェクタ（フォークアーム）
詳細図
製品紹介
アルミナセラミックエンドエフェクタ（セラミックフォークアーム、ロボットセラミックハンドとも呼ばれる）は、半導体、太陽光発電、パネルディスプレイ、高純度実験室環境における自動化システム向けに設計された高精度ハンドリングコンポーネントです。優れた熱安定性、機械的剛性、耐薬品性を備え、シリコンウェーハ、ガラス基板、電子マイクロ部品などの繊細な材料をクリーンかつ確実に安全に搬送します。
ロボットエンドエフェクタの一種であるこのセラミック部品は、自動化システムとワークピース間の最終インターフェースとして機能します。クリーンルームや真空環境における精密搬送、アライメント、ローディング／アンローディング、位置決めといった作業において重要な役割を果たします。
材料概要 – アルミナセラミック（Al₂O₃）
アルミナセラミックは、優れた機械的特性と電気的特性で知られる、非常に安定的で化学的に不活性な工業用セラミック材料です。これらのエンドエフェクタに使用されている高純度（99.5%以上）アルミナは、以下の特性を保証します。
-
高硬度（モース硬度9）: アルミナはダイヤモンドに次ぐ優れた耐摩耗性を備えています。
-
高温耐性: 1600°C を超える温度でも構造の完全性を維持します。
-
化学的不活性: 酸、アルカリ、溶剤、プラズマエッチング環境に対して耐性があります。
-
電気絶縁: 高い誘電強度と低い誘電損失を特徴とします。
-
低熱膨張: 熱サイクル環境における寸法安定性を保証します。
-
低粒子発生: クリーンルーム対応に必須(クラス10～クラス1000)。
これらの特徴により、アルミナセラミックは汚染に敏感な産業におけるミッションクリティカルな操作に最適です。
機能的なアプリケーション
アルミナセラミックエンドエフェクタは、ハイテク産業プロセスにおいて広く採用されており、特に従来の金属やプラスチック材料では熱膨張、汚染、腐食の問題により不十分な場合に広く採用されています。主な用途分野は以下のとおりです。
- 半導体ウェハ搬送
- フォトリソグラフィーローディングおよびアンローディングシステム
- OLEDおよびLCDラインにおけるガラス基板のハンドリング
- 太陽電池製造における結晶シリコンウェハの搬送
- 自動光学検査またはマイクロエレクトロニクス検査
- 分析または生物医学研究室におけるサンプル輸送
- 真空環境自動化システム
粒子や静電気を発生させずに動作できるため、クリーンルーム自動化における精密なロボット操作には欠かせません。
デザイン機能とカスタマイズ
各セラミックエンドエフェクタは、特定のロボットアームまたはウェハハンドリングシステムに適合するように設計されています。当社は、以下の要件に基づいて完全なカスタマイズをサポートしています。
-
ウェーハサイズの互換性: 2インチ、4インチ、6インチ、8インチ、12インチなど
-
スロットの形状と間隔: エッジグリップ、背面サポート、またはノッチ付きウェーハ設計に対応
-
吸引ポート: 非接触ハンドリング用の統合された真空穴またはチャネル
-
取り付け構成: ロボットのエンドツールフランジに合わせて穴、ねじ、スロットをカスタマイズ
-
表面処理: 研磨、ラップ仕上げ、または精密研磨仕上げ（Ra < 0.2 µmも利用可能）
-
エッジ保護: ウェーハの損傷を避けるために角を丸くしたり面取りしたりします
お客様から提供された CAD 図面や 3D モデルを使用することで、当社のエンジニアは各フォーク アームの重量、強度、清潔さを最適化できます。
セラミックエンドエフェクタの利点
| 特徴 | 利点 |
|---|---|
| 高い機械剛性 | ロボットの荷重下でも寸法精度を維持 |
| 優れた熱性能 | 高温またはプラズマ環境でも確実に動作します |
| 金属汚染ゼロ | 重要な半導体処理におけるイオン汚染のリスクなし |
| 低摩擦表面 | ウェーハやガラス基板の傷のリスクを軽減 |
| 帯電防止・非磁性 | ほこりを寄せ付けず、磁気に敏感な部品にも影響を与えません |
| 長寿命 | 高速自動化サイクルの繰り返しにおける優れた耐摩耗性 |
| 超クリーンな互換性 | ISO 14644クリーンルーム（クラス100以下）に適しています |
プラスチックやアルミニウムのアームに比べて、アルミナセラミックは、最小限のメンテナンス要件で化学的および物理的安定性が大幅に向上します。
| 財産 | メタルアーム | プラスチックアーム | アルミナセラミックアーム |
|---|---|---|---|
| 硬度 | 適度 | 低い | 非常に高い（モース硬度9） |
| 熱安定性 | ≤ 500°C | ≤ 150°C | 1600℃以上 |
| 耐薬品性 | 適度 | 貧しい | 素晴らしい |
| クリーンルーム適合性 | 中くらい | 低い | 非常に高い |
| 耐摩耗性 | 中くらい | 低い | 並外れた |
| 絶縁強度 | 低い | 中くらい | 高い |
| カスタム加工精度 | 限定 | 適度 | 高い（±0.01mm可能） |
技術仕様
| パラメータ | 価値 |
|---|---|
| 材料 | 高純度アルミナ（≥ 99.5%） |
| 動作温度 | 1600℃まで |
| 表面粗さ | Ra ≤ 0.2 µm（オプション） |
| 対応ウェーハサイズ | 2インチから12インチまたはカスタム |
| 平坦度許容差 | ±0.01 mm（アプリケーションによって異なります） |
| 真空吸引サポート | オプションのカスタマイズ可能なチャンネル |
| 取り付けオプション | ボルト貫通、フランジ、長穴 |
よくある質問（FAQ）
Q1: エンドエフェクタを既存のロボットシステムに統合できますか?
A1:はい。お客様のロボットインターフェースに合わせたカスタマイズに対応いたします。CAD図面またはフランジ寸法をお送りいただければ、正確な調整が可能です。
Q2: セラミックアームは使用中に簡単に壊れますか?
A2:セラミックは本質的に脆い性質を持っていますが、当社の設計では最適化された形状を採用することで応力集中を最小限に抑えています。適切な使用条件下では、金属やプラスチックよりもはるかに長い耐用年数を実現します。
Q3: 超高真空チャンバーやプラズマエッチングチャンバーでも使用できますか？
A3:はい。アルミナセラミックはガス放出がなく、熱的に安定しており、耐腐食性があるため、高真空、反応性ガス、プラズマ環境に最適です。
Q4: これらのコンポーネントはどのようにクリーニングまたはメンテナンスされますか?
A4:純水、アルコール、またはクリーンルーム対応の洗剤を使用して洗浄できます。化学的に安定しており、表面が不活性であるため、特別なメンテナンスは必要ありません。
私たちについて
XKHは、特殊光学ガラスおよび新結晶材料のハイテク開発、生産、販売を専門としています。当社の製品は、光エレクトロニクス、コンシューマーエレクトロニクス、軍事用途に使用されています。サファイア光学部品、携帯電話レンズカバー、セラミック、LT、シリコンカーバイド（SiC）、石英、半導体結晶ウェハなどを提供しています。熟練した専門知識と最先端の設備を駆使し、非標準製品の加工にも卓越した技術力を発揮し、光電子材料のハイテク企業として世界をリードすることを目指しています。
