2 非接触式搬运系统的研究现状与优点

根据目前所掌握的资料显示, 市场上非接触式搬运设备的主要生产商均为日本企业，在 1998 年，日本企业成功的开发出了液晶玻璃及各种硅片的非接触式搬运机构装置,，目前产 品主要被用于销售给日本国内的夏普、索尼公司、NEC、松下公司、东芝等，韩国的 LG 集 团、三星电子集团以及台湾的联华（UMC）、台湾集体电路、有达光电集团、台湾奇美电子

（CMO）、铼宝科技集团等公司[8]，以及很少部分的新加坡泰国等东南亚国家的某些企业。 总部设在美国的 New Way Precision 公司在非接触式搬运系统开发方面也处于世界领先地

位，该公司基于空气静压轴承的基础,使用多孔质材料开发了非接触式大型玻璃基板和硅晶片 的搬运装置。此外，总部设在以色列的 Or-botech 公司开发的气浮式搬运技术可以同时检测被 搬运的硅片的外形尺寸及质量,并且可以随时与被搬运硅片保持一定距离进行移动和搬运[9]。 许多世界知名的气动元件生产厂家也都正在积极地开发和研制非接触式搬运元件和非接 触式搬运系统，希望以优异的结构设计和低廉的价格抢占市场，并且为此投入大量的财力人 力。目前市面上非接触式搬运系统采用的吸盘的类型类型主要有空气悬浮式吸盘和空气吸附

式吸盘两种。根据动力类型主要有汽动和电动等类型。 之所以要设计非接触式搬运系统，是因为使用非接触式搬运系统搬运硅片相较于传统接

触式搬运系统有许多优势，主要有以下四点：文献综述

(1) 非接触式搬运不会在硅片表面产生静电。因为可以不与要搬运的物体相接触，因而 避免了电经过搬运触手传导到硅片上，同时也避免了摩擦起电。显然这对于保证硅片的纯度 与硅片的表面质量有很重要的作用[10]。

(2) 非接触式搬运避免二次污染。触手不与硅片相接触，尽最大可能减少了硅片与其他 介质相接触，因而尽最大可能减少对硅片产生污染，这对提高硅片的纯度与表面质量具有重 要意义[11]。

(3) 非接触式搬运可使硅片受力更加均匀，减少硅片因搬运而产生的表面划痕和形变， 有利于保持硅片的结构完整及一定的形状[12]。

(4) 非接触式搬运系统为柔性系统，要搬运尺寸不同的硅片，只需更换大小不一的吸盘 即可，不必对整体结构进行重新设计，对于节约生产成本提高生产效率有很重要的作用[13]。

3 非接触式吸盘的选型与定型

根据毕业设计任务书要求，搬运硅片直径为 100mm，硅片厚度为 30mm，搬运硅片的间 距为 300×400mm。晶体硅密度为 2.4g/cm³，可得单个硅片质量为 565.487g，则单个吸盘所提 供的吸力不得小于 5.7N。根据硅片的尺寸与质量来选定非接触式吸盘的种类与型号。

吸盘在吸起工件的过程有两种方案。（1）吸盘直径小于工件直径；（2）吸盘直径大于工 件直径。两种方案如图 3.1 所示。

图 3.1 吸盘吸起工件的两种情况

两种方案的最大不同之处是，在第一种方案中，吸盘可以提供的最大提升力可以 达到其设计的最大值[14]；而第二种方案中，吸盘能提供的最大提升力与工件的直径有关，一 般不能达到吸盘的设计提升力的最大值。来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

吸盘提起工件后还需做水平方向的移动，故而在提升起工件后还需提供水平约束[15]，如 图 3.2 所示。

图 3.2 水平移动两种情况对比