基于3D打印的晶舟缺片检测传感器研究OA
Wafer Boat Missing Wafer Detection Sensor Based on 3D Printing
为了实现对半导体产线中晶舟缺片的检测,课题组设计了一种基于 3D 打印的柔性接触式缺片检测传感器.该传感器以压阻效应为传感机理,通过有限元仿真与对比试验,系统分析硅胶、热塑性弹性体(Thermoplastic Elastomer,TPE)、热塑性聚氨酯弹性体(Thermoplastic Polyurethane Elastomer,TPU)3 种基底材料的应变放大性能,选择性能最优的硅胶作为基底材料;将硅胶基底与传感器壳体粘接,采用直写打印技术(Direct Ink Writing,DIW)打印传感层,完成基底、壳体与传感层的一体化结构集成;开发了传感器适用的软硬件系统,实现传感信号的采集、处理与晶圆状态判别.以装有25 片203.2 mm(8 英寸)晶圆的晶舟盒为对象进行测试,传感器可精准识别晶圆存在状态,具备优异的稳定性,为晶舟缺片检测提供了一种可靠解决方案.
To address the problem of detecting missing wafers in wafer cassettes within semiconductor production lines,the research group designed a 3D-printed flexible contact-based missing-wafer detection sensor.The sensor operates on the piezoresistive effect principle.Through finite element simulation and comparative experiments,the strain amplification performance of three substrate materials-silicone,Thermoplastic Elastomer(TPE),and Thermoplastic Polyurethane Elastomer(TPU)-was systematically analyzed,and silicone was selected as the optimal substrate material.The silicone substrate was bonded to the sensor housing,and the sensing layer was printed using Direct Ink Writing(DIW)technology,achieving structural integration of the substrate,housing,and sensing layer.A dedicated hardware and software system was developed for the sensor to enable signal acquisition,processing,and wafer status discrimination.Using a wafer cassette loaded with 25 pieces of 203.2 mm(8-inch)wafers as the test object,the sensor can accurately identify the presence status of wafers and exhibits excellent stability,providing a reliable solution for missing-wafer detection in wafer cassettes.
朱指南;徐强;闫诗伟;周家佳;张鑫;于培师;赵军华
江南大学 机械工程学院,江苏 无锡 214122||江南大学 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,江苏 无锡 214122江南大学 机械工程学院,江苏 无锡 214122||江南大学 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,江苏 无锡 214122江南大学 机械工程学院,江苏 无锡 214122||江南大学 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,江苏 无锡 214122江南大学 机械工程学院,江苏 无锡 214122||江南大学 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,江苏 无锡 214122江南大学 机械工程学院,江苏 无锡 214122||江南大学 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,江苏 无锡 214122江南大学 机械工程学院,江苏 无锡 214122||江南大学 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,江苏 无锡 214122江南大学 机械工程学院,江苏 无锡 214122||江南大学 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室,江苏 无锡 214122
机械制造
3D打印晶舟缺片检测压阻效应柔性基底
3D printingwafer boatmissing wafer detectionpiezoresistive effectflexible substrate
《轻工机械》 2026 (4)
16-24,9
国家自然科学基金(12372078)江苏省基础研究重点项目(BK20243044).
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