應(yīng)用于硅片傳輸機器人的磁流體密封研究.pdf

1、集成電路(IC)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對硅片傳輸機器人工作環(huán)境的潔凈度及真空度提出了更高的要求。與傳統(tǒng)機械密封相比，磁流體密封具有氣密性高、低功耗、無污染、壽命長等特點，能夠滿足真空硅片加工環(huán)境的密封要求。因此，研究應(yīng)用于真空硅片傳輸機器人的磁流體密封技術(shù)及設(shè)計方法具有重要意義。
　　 本文分析了國內(nèi)外硅片傳輸機器人和磁流體密封技術(shù)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀。根據(jù)磁流體力學(xué)理論推導(dǎo)出了磁流體密封的耐壓公式，得出合理設(shè)計磁流體密封結(jié)構(gòu)參數(shù)以提高密封

2、間隙內(nèi)的磁場梯度是增強磁流體密封耐壓能力的關(guān)鍵。建立了雙軸磁流體密封結(jié)構(gòu)的磁場分析模型，利用ANSYS有限元分析軟件求解了密封結(jié)構(gòu)的非線性磁場分布情況，得到了內(nèi)、外軸密封間隙內(nèi)磁感應(yīng)強度分析結(jié)果。以此為基礎(chǔ)，分析了密封結(jié)構(gòu)參數(shù)對密封壓差的影響情況，指出了雙軸磁流體密封結(jié)構(gòu)中影響密封壓差的重要結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)取值區(qū)間。根據(jù)雙軸磁流體密封結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計的已有結(jié)論，結(jié)合硅片傳輸機器人的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計了一種具有雙軸磁流體密封結(jié)構(gòu)的硅片傳輸機器人；依

3、據(jù)三軸磁流體密封相對于雙軸磁流體密封的徑向擴展性及結(jié)構(gòu)相似性，設(shè)計了一種具有三軸磁流體密封結(jié)構(gòu)的硅片傳輸機器人。以上兩種機器人均具備R、θ及Z等三個自由度，能在保證硅片制造環(huán)境真空度及潔凈度的同時滿足硅片傳輸?shù)膭幼饕?。設(shè)計并搭建了三軸磁流體密封實驗臺，經(jīng)實驗測試得出本文所研究設(shè)計的應(yīng)用于硅片傳輸機器人三軸磁流體密封裝置的靜密封耐壓能力約為2.3個大氣壓，動密封耐壓能力在轉(zhuǎn)軸速度為200-300r/min時接近靜密封耐壓值，從而驗證了三