【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及陶瓷加工，具体涉及一种耐高温末端效应器及其制备方法。
技术介绍
1、晶圆分选机（wafer sorter）是半导体晶圆厂中用于晶圆搬运的设备，负责晶圆的中转和分选，确保生产流程的连续性和高效性，保障晶圆厂物料流转需求。末端效应器（endeffector）是晶圆分选机的机械臂的末端工具，用于夹持和固定晶圆。它通常采用真空吸附的形式，以确保晶圆在移动过程中的稳定性和安全性。
2、现有的陶瓷末端效应器耐受工况通常小于260°c，主要原因是传统的组装工艺所选用粘接剂为环氧树脂胶或有机胶带，在高温下其有效成分会发生热分解而失去粘接效果，导致末端效应器漏气失效。若末端效应器采用一体式结构，无论是一体式烧结还是直接精雕到位，其作业难度和加工成本将成倍增加，同时其气密性也不理想（泄漏率＞0.3kpa/s）。
3、因此，急需设计一款，工艺简单，成本低，操作方便，能够满足高气密性要求且适用于批量生产的耐高温末端效应器（工况≤850℃）及其制备方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有的采用组装工艺制作的陶瓷末端效应器，不能够耐受高温工况，易存在高温失效，漏气，气密性不理想的问题，以及一体式结构陶瓷末端效应器加工难度大，加工成本高，气密性也不理想的问题，而提供一种工艺简单，成本低，操作方便，能够满足高气密性要求且适用于批量生产的耐高温末端效应器，其可应用于850°c工况条件下。
2、本专利技术实现其第一个专利技术目的所采用的技术方案是：一种
3、该耐高温末端效应器，效应器主体与陶瓷盖片之间采用涂抹无机成分的电子封装浆形成粘接，并对电子封装浆进行加热固化从而在效应器主体和陶瓷盖片之间形成一熔接层，熔接层冷却过程实现对陶瓷盖片与效应器主体的焊接，从而形成该可以适应于850℃以下高温条件下的耐高温末端效应器，该耐高温末端效应器，工艺简单，成本低，操作方便，气密性能好，无漏气现象性，可满足高温条件下，高气密性要求的工况，而且可实现批量化生产，极大的提高了生产效率，降低了生产成本。
4、作为优选，所述的效应器主体包括吸附板面和密封板面。效应器主体设置吸附板面和密封板面是为了方便陶瓷盖板与密封板面之间的熔接密封，而设置吸附板面是为了方便真空吸附区域的设置，最终实现对晶圆的有效吸附。
5、作为优选，所述的效应器主体的密封板面上开设有盖片安装槽，所述真空密封气道沿效应器主体的长度方向开设在盖片安装槽的中心位置。为了方便陶瓷盖片与效应器主体之间形成密封连接，在效应器主体上设置有盖片安装槽，方便陶瓷盖片的粘接定位。真空密封气道设置在盖片安装槽的中心位置是为了形成良好的密封，并保证实现对晶圆的有效稳定吸附。
6、作为优选，所述的效应器主体的吸附板面上设置有晶圆吸附面和连通真空密封气道的抽气孔。吸附板面上设置晶圆吸附面，晶圆吸附面的设置是为了方便真空吸附区域的设置，以最终实现对晶圆的有效吸附，在吸附板面上设置抽气孔，使用时，从抽气孔抽气，在真空密封通道内部形成真空，对晶圆产生吸附效果。
7、作为优选，在所述的晶圆吸附面上设置连通真空密封气道的真空吸附区域，所述的真空吸附区域上设置有多个吸附孔，在晶圆吸附面上还设置有凸台吸附区。能够保证对晶圆的稳定有效吸附。
8、作为优选，所述的效应器主体整体呈手臂形结构设置，所述的效应器主体上设置有一u型开口。
9、本专利技术实现其第二个专利技术目的所采用的技术方案是：一种耐高温末端效应器的制备方法，包括以下步骤：
10、步骤1：零部件制作：根据待制作效应器的大小规格分别制作效应器主体子件、陶瓷盖片子件和封装浆；
11、步骤2：粘接组装：将封装浆通过涂抹工具均匀涂抹在效应器主体子件的盖片安装槽内，将陶瓷盖片子件贴入盖片安装槽内，保持粘接组装面朝上，放置于100级洁净室环境中等待热处理，得到粘接产品；
12、步骤3：加热固化：将步骤2中粘接产品，送入电炉中，并保持电炉内处于空气环境；在保证炉内的温度变化遵循电子封装浆固化曲线的前提下，对粘接产品分别进行排水处理、排杂质处理、加热固化，得到加热固化效应器；
13、步骤4：后续加工：对加热固化产品进行气密性检查、抛光、喷砂表面处理，修理以调整产品的尺寸和表面状态，对加热固化产品进行化学洗净，最终得到耐高温末端效应器。
14、该耐高温末端效应器的制备方法，主要是将制作后的零部件采用封装浆粘接组装，然后在电炉空气环境下，控制炉内温度呈一定曲线状态，逐步实现升温、排水处理、排杂质处理、加热熔融处理和降温焊接处理，最后将陶瓷盖片子件与效应器主体子件熔接为一体。该方法工艺简单，成本低，操作方便，气密性能好，无漏气现象性，可满足高温条件下，高气密性要求的工况，而且可实现批量化生产，极大的提高了生产效率，降低了生产成本。
15、作为优选，步骤1中零部件制作具体包括：在效应器主体子件的制作时，在效应器主体子件上开设盖片安装槽，并在盖片安装槽中部开设真空密封气道，在真空密封气道上开设抽气体孔和吸附孔；根据盖片安装槽的形状大小制作陶瓷盖片子件；将封装浆凝块和稀释剂混合，调配成浆糊状封装浆。
16、作为优选，步骤2中粘接组装，是将封装浆通过涂抹工具均匀涂抹在效应器主体子件的盖片安装槽内，同时避开真空密封气道，然后，将陶瓷盖片子件贴入盖片安装槽内，并均匀按压使其与封装浆充分贴合，并挤出气泡，最后，将粘接后的产品，保持粘接组装面朝上，放置于100级洁净室环境中等待热处理。在涂抹封装浆的过程中应对真空密封气道进行清洁处理，待热处理的时间最长不超过48小时。
17、作为优选，步骤3中电子封装浆固化曲线是由以下操作过程相互连接而形成的，包括升温过程、排水处理过程、排杂质处理过程、加热熔融过程和降温焊接过程。电子封装固化曲线是
18、作为优选，升温过程是指将电炉内温度缓慢升温至140℃～160℃，升温时间为500～700分钟；排水处理过程是指在140℃～160℃温度下，至少保持20～30分钟，使粘接产品充分排水。
19、作为优选，排杂质处理过程是指控制电炉内温度缓慢升温至340℃～360℃，升温时间为500～700分钟，然后在340℃～360℃温度下，至少保持25～35分钟，使粘接产品充分排杂质。
20、作为优选，加热熔融过程是指控制炉内温度缓慢升温至860℃～890℃，升温时间900～1200分钟，使排水排杂质产品在860℃～890℃环境下保持至少15～25分钟，使得陶瓷盖片子件与效应器主体子件之间的封装浆形成熔接层。
21、作为优选，降温焊接过程是指控制炉内温度，使其缓慢降温，降温速率不高于每30分钟降温100℃～120℃，降温时间控制在2000～230本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种耐高温末端效应器，其特征在于：包括效应器主体（1）和陶瓷盖片（2），所述的陶瓷盖片（2）与效应器主体（1）之间通过一熔接层密封粘接为一体，所述的熔接层是由电子封装浆加热固化形成；所述的陶瓷盖片（2）和效应器主体（1）之间形成有真空密封气道（3）。
2.根据权利要求1所述的耐高温末端效应器，其特征在于：所述的效应器主体（1）包括吸附板面（5）和密封板面（6）；所述的效应器主体（1）的密封板面（6）上开设有盖片安装槽（7），所述真空密封气道（3）沿效应器主体（1）的长度方向开设在盖片安装槽（7）的中心位置。
3.根据权利要求2所述的耐高温末端效应器，其特征在于：所述的效应器主体（1）的吸附板面（5）上设置有晶圆吸附面（8）和连通真空密封气道（3）的抽气孔（9）；在所述的晶圆吸附面（8）上设置连通真空密封气道（3）的真空吸附区域（10），所述的真空吸附区域（10）上设置有多个吸附孔（11），在晶圆吸附面（8）上还设置有凸台吸附区（22）。
4.一种权利要求1至3任意一项所述的耐高温末端效应器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
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6.根据权利要求4所述的耐高温末端效应器的制备方法，其特征在于：步骤3中电子封装浆固化曲线是由以下操作过程相互连接而形成的，包括升温过程、排水处理过程、排杂质处理过程、加热熔融过程和降温焊接过程。
7.根据权利要求6所述的耐高温末端效应器的制备方法，其特征在于：升温过程是指将电炉内温度缓慢升温至140℃～160℃，升温时间为500～700分钟；排水处理过程是指在140℃～160℃温度下，至少保持20～30分钟，使粘接产品充分排水。
8.根据权利要求6所述的耐高温末端效应器的制备方法，其特征在于：排杂质处理过程是指控制电炉内温度缓慢升温至340℃～360℃，升温时间为500～700分钟，然后在340℃～360℃温度下，至少保持25～35分钟，使粘接产品充分排杂质。
9.根据权利要求6所述的耐高温末端效应器的制备方法，其特征在于：加热熔融过程是指控制炉内温度缓慢升温至860℃～890℃，升温时间900～1200分钟，使排水排杂质产品在860℃～890℃环境下保持至少15～25分钟，使得陶瓷盖片子件与效应器主体子件之间的封装浆形成熔接层。
10.根据权利要求6所述的耐高温末端效应器的制备方法，其特征在于：降温焊接过程是指控制炉内温度，使其缓慢降温，降温速率不高于每30分钟降温100℃～120℃，随着温度缓慢降低，熔接层变为高致密度的无机玻璃态，将陶瓷盖片和效应器主体焊接在一起，得到加热固化为一体的加热固化效应器。
...【技术特征摘要】
1.一种耐高温末端效应器，其特征在于：包括效应器主体（1）和陶瓷盖片（2），所述的陶瓷盖片（2）与效应器主体（1）之间通过一熔接层密封粘接为一体，所述的熔接层是由电子封装浆加热固化形成；所述的陶瓷盖片（2）和效应器主体（1）之间形成有真空密封气道（3）。
2.根据权利要求1所述的耐高温末端效应器，其特征在于：所述的效应器主体（1）包括吸附板面（5）和密封板面（6）；所述的效应器主体（1）的密封板面（6）上开设有盖片安装槽（7），所述真空密封气道（3）沿效应器主体（1）的长度方向开设在盖片安装槽（7）的中心位置。
3.根据权利要求2所述的耐高温末端效应器，其特征在于：所述的效应器主体（1）的吸附板面（5）上设置有晶圆吸附面（8）和连通真空密封气道（3）的抽气孔（9）；在所述的晶圆吸附面（8）上设置连通真空密封气道（3）的真空吸附区域（10），所述的真空吸附区域（10）上设置有多个吸附孔（11），在晶圆吸附面（8）上还设置有凸台吸附区（22）。
4.一种权利要求1至3任意一项所述的耐高温末端效应器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的耐高温末端效应器的制备方法，其特征在于：步骤2中粘接组装，是将封装浆通过涂抹工具均匀涂抹在效应器主体子件的盖片安装槽内，同时避开真空密封气道，然后，将陶瓷盖片子件贴入盖片安装槽内，并均匀按压使其与封装浆充分贴合，并挤出气泡，最后，将粘接后的产品，保持粘接组装面朝上，放置于100级洁净室环...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐元正，马玉琦，李奇，
申请(专利权)人：杭州大和江东新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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