摘要在现代工业生产中，单晶硅片等半导体生产工艺中的一个重要环节是半导体元件的夹持与运送，非接触式搬运系统是目前所采用的主要方式。作者设计了一种全新的非接触式搬运系统结构，采用步进电机驱动丝杠实现三个方向的运动。主要零件都采用标准件,在分析计算后进行选型工作,本文主要介绍吸盘,电机，丝杠，联轴器的选型与定型。零件选型完成后，使用 solidworks软件画出各个零件，组成装配体。再使用软件中的有限元分析模块 solidworks simulation 对重要零件进行有限元分析，检验结构设计是否合理。本文对此非接触式搬运系统的设计过程与方法进行了介绍。30269
毕业论文关键词 结构设计 非接触式搬运系统 零件选型 有限元分析
Title Structure design of no contact handling system
Abstract In modern industry,wafer clamping or transport is an important process,Non-contactsystem is the main form of transport.We designed a new form of non-contact handlingsystem.We use stepping motor to drive screw to achieve movement of threedirections.The main parts are standard parts.After analysis and calculation,westart selection work.This paper describes the sucker,motors,lead screw,thecoupling selection process.After Part selection was completed，we use solidworksto describe the various parts,and then assemble the machinery.we use the finiteelement analysis software module to analysis the important parts to test thestructure design is reasonable or not.In this paper,we introduce the design processand methods of this non-contact handling system.
Keywords Structure design No contact handling system Component selectionFinite element analysis
目 次
1 引言1
2 非接触式搬运系统研究现状与优点2
3 非接触式吸盘的选型3
3.1 符合要求的吸盘型号4
4 丝杠选型与定型6
4.1 与吸盘相联接的丝杠的选型6
4.1.1 丝杠直径与长度的确定6
4.1.2 符合要求的丝杠型号8
4.2 传递竖直方向运动的丝杠的选型10
4.3 传递水平方向运动的丝杠的选型10
5 非接触式搬运系统电机的选型12
5.1 提供与吸盘相连的丝杠运动的电机型号选择12
5.2 提供竖直方向丝杠运动的电机型号选择 13
5.3 提供底座丝杠运动的电机型号选择 14
6 联轴器的选型15
6.1 与底座丝杠相联接的联轴器的选型16
6.1 与底座丝杠相联接的联轴器的选型16
6.3 与横向丝杠相联的联轴器选型17
7 重要零部件的有限元分析18
7.1 侧向导轨的有限元分析18
7.2 底座丝杠的有限元分析21
7.3 竖向导轨受力分析25
结论29
致谢30
参考文献31
1 引言电子信息技术产业的核心是大规模集成电路，并且集成电路也是推动国民经济和社会信息化发展最为主要的几项高新技术之一[1]。据统计，在当今世界以半导体技术集成电路为基础的电子信息技术产品的世界贸易总额已然突破九千多亿美元，这的的确确是当之无愧的世界第一大产业，有学者甚至断言谁控制了超大规模集成电路核心技术就等同于控制了世界制造业[2]。世界上工业发达的经济强国几乎都是电子工业强国，根据最新的统计，这些发达的工业国家国民经济总产值增长部分的超过60%与大规模集成电路工业有关。事实表明，集成电路特别是大规模集成电路的发展是不能脱离硅晶体工业发展的[3]，结构完整的纯度高，精度高，表面质量高的硅晶片是大规模集成电路生产与研发的基础。根据统计，全球生产的集成电路中有超过85%以上的集成电路都要用到高质量的硅片[4]。硅片的质量越高，对其面型精度，表面完整性的要求也越是高。硅片的表面粗糙度越低，硅片的表面完整性越好，所生产的半导体元件质量就越高，即硅片的表面质量的好坏将直接对集成电路的线宽和集成电路芯片的性能产生重大影响[5]。与此同时，生产高质量的半导体元件对非接触式的搬运系统的结构设计也提出了更高的要求。现代半导体生产过程中，不可避免要对硅片进行夹持和运输，因此硅片的夹持与输送是硅片等半导体元件生产中极为重要的环节，非接触式真空吸盘夹持是目前国际上大多数半导体生产厂商所采用的主要运输方式，由于非接触式搬运方式避免了吸盘与硅片的直接接触，因而在相当的大程度上，可以避免硅片表面受到污染，表面被划伤或者硅片整体产生弯曲变形等结构缺陷或者表面质量缺陷[6]。因此对于制造精度极高的纳米级芯片（主要材料为晶体硅）来说，非接触式搬运具有提高加工效率并且降低废品率的作用[7]。因此在对于大规模集成电路极为重要的芯片生产中，非接触式搬运系统是极为关键的设备。目前市面上的非接触式搬运系统种类繁多，结构形式也多种多样，传动方式与控制系统也各有不同。作者设计了一种全新的非接触式搬运系统，本文介绍了这种新的非接触式搬运系统结构的设计及其各个零件的选型，并且利用 solidworks simulation 软件对一些关键零件进行了有限元分析，观察零件的受力变形情况，检验结构设计是否合理。该非接触式搬运系统采用丝杠来传递运动，使用步进电机提供动力，作者设计了一种可以轻松实现空间三个方向移动自由度的非接触式搬运系统。 solidworks非接触式搬运系统结构设计:http://www.youerw.com/jixie/lunwen_25904.html