晶圆搬运机械手工作在洁净室或者真空腔体里,环境对颗粒物控制的要求极高。一颗微米级的颗粒落在晶圆上就可能造成缺陷,所以机械手用的轴承不能像普通工业轴承那样靠润滑脂润滑,也不能有粉尘析出。这类工况的轴承配套思路和常规行业完全不同。济南市鸿慷机电设备有限公司根据半导体设备配套经验,整理出洁净工况轴承要点。

一、洁净度约束
洁净室按ISO等级划分,晶圆搬运区域常要求ISO Class 3到Class 5。普通润滑脂会在运转中甩出微量油雾和颗粒,成为污染源。洁净工况轴承一般用低发尘润滑脂,或者改用固体润滑、二硫化钼溅射润滑。部分超高洁净部位用全陶瓷轴承,完全不需要液态润滑脂,颗粒析出量很低。
二、真空环境的特殊性
真空腔体内的机械手,轴承面临两个问题:润滑剂挥发污染腔体,以及散热只能靠辐射传导。普通润滑脂在真空下会挥发,凝结在晶圆或光学部件表面,这是绝对不能接受的。真空工况要用真空专用脂或者固体润滑。散热差也会导致轴承温度比大气环境下高,选型时要放宽热裕度。
三、结构与材料选择 机械手的旋转关节、升降轴、伸缩臂支撑各有不同需求。旋转关节用薄壁深沟球或者交叉滚子轴承,要求高刚性、零背隙;升降轴用直线导轨配合滑动单元。材料上,不锈钢轴承在洁净环境下耐蚀性更好,也便于清洗。保持架建议用PEEK等高性能工程塑料或者不锈钢,避免尼龙保持架在真空下出气。 四、装配与维护要点 洁净工况轴承装配要在洁净环境下进行,不能在有粉尘的车间拆包安装。装配时戴手套,避免手汗污染。清洁度是长期维持的,机械手定期维护时要检查润滑脂状态,但不能随意补脂,补错了脂种会破坏洁净度。轴承更换要整体更换,不要在现场拆分。设备厂一般把机械手模组做成可整体替换的形式,故障时直接换模组,减少洁净室内的作业时间。 济南市鸿慷机电设备有限公司是舍弗勒中国区工业授权经销商,主营FAG、INA、LUK轴承,面向半导体设备、洁净自动化、精密机械手客户提供洁净工况轴承配套。地址:山东省济南市市中区南辛庄西路188号。 常见问题 问:洁净室机械手轴承能用普通润滑脂吗? 问:真空机械手轴承可以用陶瓷滚动体吗? 济南市鸿慷机电设备有限公司
不建议。普通脂会甩出油雾和颗粒,洁净工况要用低发尘脂或者固体润滑。
可以,陶瓷滚动体配固体润滑在真空环境下出气量低,是常见配置。
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