CN116854467A - 一种生瓷复合材料及用其制备晶圆搬运臂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
发明提供了一种生瓷复合材料及用其制备晶圆搬运臂的制备方法，生瓷复合材料包括：包括粘结剂、烧结助剂、增塑剂、分散剂、陶瓷粉末，其中，粘结剂包括P溶剂和O溶剂，P溶剂的含量为1wt％‑1.5wt％，粘度为60cps‑70cps，O溶剂的含量为3wt％‑6.5wt％，粘度不小于4800cps，烧结助剂的含量为3.5wt％‑5wt％，增塑剂的含量为2wt％‑10wt％，分散剂的含量为2wt％‑4wt％，其余部分为陶瓷粉末，本申请提供的生瓷复合材料硬度高、抗氧化性强，耐磨性强，制备的晶圆搬运臂可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及半导体晶圆工具技术领域，具体涉及一种生瓷复合材料及用其制备晶圆搬运臂的制备方法。
背景技术
LED行业使用的芯片基片材料主要以硅衬底、蓝宝石、碳化硅衬底片为主，材质硬度较高，其大批量生产过程中以晶圆片形态存在，常规尺寸包含有4、6、8、22英寸等，晶圆片在生产转运过程中，一般采取插入片盒流转加工。
晶圆片片盒一般结构较紧凑，一般为3mm左右，对于手臂的厚度要求极高，厚度过大，取放片过程中臂会碰到相邻的晶圆片造成撞片，在这么薄的材料基础上，需要保证真空手臂的长久使用不变形，且不影响取片位置精度，加上晶圆片硬度较大，常规的材料磨损较快，很快会损坏，造成手臂更换周期短，使用成本较高。
目前，常用的真空手臂的材料为粘接式钢片，钢片式真空手臂是通过多片钢片组合，使用胶水粘结在一起，在手臂内部预设真空气道，实现真空吸附晶圆片；钢片材质硬度较低，与材质坚硬的蓝宝石晶圆片摩擦频繁，磨损很快，另外粘接式的钢片使用过程中钢片之间容易脱胶漏气，影响使用。
发明内容
基于此，本发明的目的是提供一种生瓷复合材料及用其制备晶圆搬运臂的制备方法，以解决现有技术中的问题。
本发明一方面提供一种生瓷复合材料，包括粘结剂、烧结助剂、增塑剂、分散剂、陶瓷粉末，其中，所述粘结剂包括P溶剂和O溶剂，所述P溶剂的含量为1wt％-1.5wt％，粘度为60cps-70cps，所述O溶剂的含量为3wt％-6.5wt％，粘度不小于4800cps，所述烧结助剂的含量为3.5wt％-5wt％，所述增塑剂的含量为2wt％-10wt％，所述分散剂的含量为2wt％-4wt％，其余部分为陶瓷粉末。
优选地，所述陶瓷粉末包括粒径为0.4μm-0.48μm的第一氧化锆粉料、粒径为0.65μm-0.75μm的第二氧化锆粉料和粒径为0.95μm-1.1μm的第三氧化锆粉料的一种或多种。
本发明另一方面提供一种采用上述生瓷复合卷料制备晶圆搬运臂的制备方法，包括以下步骤：
采用所述生瓷复合材料制备生瓷片；
按预设数量选取所述生瓷片，形成生瓷片组，将所述生瓷片组放入叠片盒中，通过等静压机进行静压叠片，制备半成品结构层；
根据预设结构形状对所述半成品结构层进行激光打孔、裁切处理，以形成形状各异的第一结构层、第二结构层、第三结构层和第四结构层，其中，所述第二结构层上设有若干用于吸附晶圆的真空孔，所述第三结构层上设有与所述真空孔连通的真空流道；
依次将所述第四结构层、所述第三结构层、所述第二结构层和所述第一结构层装在叠片台上，通过等静压机进行叠片静压处理使其一体成型，得到半成品搬运臂；
将所述半成品搬运臂放入真空烧结炉中进行烧结，以得到成品晶圆搬运臂。
优选地，所述采用所述生瓷复合材料制备生瓷片具体包括：
将所述生瓷复合材料放入真空搅拌罐中进行真空搅拌混合，去除所述生瓷复合材料中的气泡，得到流延浆料；
通过流延辊对所述流延浆料进行流延处理，制备厚度均匀的生瓷卷料，其中，流延处理的温度为30℃-65℃，流延速度3m/min-5m/min，制备的生瓷卷料的厚度为150μm-155μm；
对所述生瓷卷料进行裁切，以得到所述生瓷片。
优选地，所述预设数量为4片或者5片。
优选地，所述将所述生瓷片组放入叠片盒中进行静压叠片，制备半成品结构层具体包括：
在所述叠片盒的底部布置PET膜，在所述PET膜上周期性交叉布置所述生瓷片组和所述PET膜，直至与叠片盒的顶部开口平齐；
将布置完所述生瓷片组和所述PET膜的叠片盒放入等静压机模具中进行静压处理；
静压后所述生瓷片组中的各所述生瓷片一体成型，通过所述PET膜将一体成型后的所述生瓷片组分离，得到所述半成品结构层。
优选地，所述依次将所述第四结构层、所述第三结构层、所述第二结构层和所述第一结构层装在叠片台上具体包括：
所述第一结构层、所述第二结构层、所述第三结构层和所述第四结构层上均设有固定孔，所述叠片台上设有与所述固定孔相适配的定位销；
通过所述固定孔和所述定位销依次将所述第四结构层和所述第三结构层套设在所述叠片台上，对所述真空流道进行填充，所述真空流道内的填充物在烧结过程中融化蒸发；
通过所述固定孔和所述定位销依次将所述第二结构层和所述第一结构层套设在所述叠片台上，所述定位销的顶部高出所述第一结构层。
优选地，所述通过等静压机进行叠片静压处理使其一体成型，得到半成品搬运臂具体包括：
在高出所述第一结构层的定位销上布置橡胶软条并固定；
将固定后的所述叠片台放入真空袋中，抽空真空袋并密封，静置预设时间后检查真空袋是否泄漏；
若所述真空袋不存在泄漏，将所述真空袋放入等静压机的容器中进行静压处理，静压压力为50kg/cm2-300kg/cm2，等静压机容器内的液体温度为80℃-85℃，静压时间为20min-30min；
静压完成后将真空袋从等静压机中取出，打开真空袋取出一体成型的半成品搬运臂。
优选地，所述将所述半成品搬运臂放入真空烧结炉中进行烧结，以得到成品晶圆搬运臂具体包括：
将所述半成品搬运臂放置在烧结板上，在半成品搬运臂的上方放置抚平板；
在烧结板的四周放置隔块，在隔块上依次放置烧结板、半成品搬运臂、抚平板，依次循环，以形成若干间隔堆叠的半成品搬运臂；
在最上层的抚平板上放置防尘盖板，将间隔堆叠的所述半成品搬运臂转移至真空烧结炉内，采用逐步升温的方式将烧结炉内的温度升至1600℃-1650℃，保温4h-6h，最后逐步降温至40℃-50℃，得到成品晶圆搬运臂。
优选地，所述制备方法还包括：
对所述成品晶圆搬运臂表面进行打磨去除毛刺，对所述真空腔进行吹气清洗以去除真空腔内的杂质；
对设有所述真空孔的吸附面进行研磨处理，清洗掉表面研磨粉末；
配置抛光液，所述抛光液由氧化铝粉和水混合而成，所述氧化铝粉和水的质量比为1:10；
采用所述抛光液对研磨后的吸附面进行抛光处理，抛光后的吸附面粗糙度在Ra0.1以内
本发明的有益效果是：提供一种生瓷复合材料配方，通过生瓷复合材料制备的生瓷片易于加工，激光裁切相比传统的硬性加工而言，加工难度小，成品率高，综合加工成本低；通过等静压机一体成型工艺流程，使搬运臂的真空可靠性更佳，长时间使用不会发生分层及漏气的情况；晶圆搬运臂经过高温烧结后，表面的抗氧化性明显优于金属材质，氧化锆陶瓷表面摩氏硬度可达7.5～8.0，吸附位置具备较强的耐磨性，减少了吸附位置磨损、变形造成的真空失效问题，相对传统的钢片粘结式优势明显；另外，通过本申请制备的晶圆搬运臂整体厚度较薄，一般在2mm左右，满足了取放片对于厚度的要求极限，减少了碰撞上下相邻晶圆片的风险；进一步的，通过本申请的制备方法制备不同的结构层，第三结构层上下分别放置第二结构层和第四结构层，形成密封的真空气道，真空气道在搬运臂内部，减少传统钢片脱胶分层导致漏气的问题。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明提供的晶圆搬运臂的制备方法流程图；
图2为本发明生瓷片静压叠片示意图；
图3为本发明各结构层的结构示意图；
图4为本发明结构层静压叠片示意图；
图5为本发明烧结过程半成品搬运臂叠放结构示意图。
主要元件符号说明：
10、叠片盒；11、生瓷片；12、PET膜；20、叠片台；21、第一结构层；22、第二结构层；23、第三结构层；24、第四结构层；25、固定孔；26、真空孔；27、真空流道；30、半成品搬运臂；31、烧结板；32、抚平板；33、隔块；34、防尘盖板。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种生瓷复合材料，包括粘结剂、烧结助剂、增塑剂、分散剂、陶瓷粉末，其中，粘结剂包括P溶剂和O溶剂，P溶剂的含量为1wt％-1.5wt％，粘度为60cps-70cps，O溶剂的含量为3wt％-6.5wt％，粘度不小于4800cps，烧结助剂的含量为3.5wt％-5wt％，增塑剂的含量为2wt％-10wt％，分散剂的含量为2wt％-4wt％，其余部分为陶瓷粉末，应当理解的是，以上各含量均按重量份计算；具体的在本实施例中，陶瓷粉末包括粒径在0.4μm-0.48μm的第一氧化锆粉料、粒径在0.65μm-0.75μm的第二氧化锆粉料和粒径在0.95μm-1.1μm的第三氧化锆粉料的一种或多种。
实施例一
本发明第一实施例提供一种采用上述生瓷复合卷料制备晶圆搬运臂的制备方法，如图1所示，制备方法包括以下步骤：
S10，采用所述生瓷复合材料制备生瓷片；
可选的，在本实施例中，生瓷复合材料中，P溶剂的含量为1wt％，粘度为65cps；O溶剂的含量为5wt％，粘度为4800cps，烧结助剂的含量为3.5wt％，增塑剂的含量为2wt％，增塑剂可以提高生瓷复合材料的强度，分散剂的含量为2wt％，分散剂可以提高粉料的混合均匀性，其余部分为陶瓷粉末，其中，陶瓷粉末包括粒径为0.4μm的第一氧化锆粉料、粒径为0.65μm的第二氧化锆粉料和粒径为0.95μm的第三氧化锆粉料混合而成，陶瓷粉末经过干燥处理，干燥温度为125℃-135℃，干燥时间为22h-26h，优选的，在本实施例中，干燥温度为130℃，干燥时间为24h。
在具体实施时，将本实施例中的上述生瓷复合材料放入真空搅拌罐中进行真空搅拌混合，真空搅拌罐设置转速为12RPM-16RPM(RPM：Revolutions Per Minute，转/每分钟)，搅拌时间为4h-6h，优选的，在本实施例中，真空搅拌罐设置转速为15RPM，搅拌时间为5h；搅拌过程中对真空搅拌罐抽真空，以去除生瓷复合材料中的气泡，得到高粘度的流延浆料；通过流延辊对流延浆料进行流延处理，制备厚度均匀的生瓷卷料，其中，流延处理的温度为30℃-65℃，流延速度3m/min-5m/min，制备的生瓷卷料的厚度为150μm-155μm，优选的，流延处理的温度为40℃，流延速度4m/min，制备的生瓷卷料的厚度为150μm。对生瓷卷料进行裁切，以得到生瓷片。在具体实施时，制备得到生瓷卷料时，将生瓷卷料置于裁切机上进行裁切，得到若干的生瓷片，由于本发明提供生瓷复合材料制备的晶圆搬运臂在高温烧结的时候会产生收缩，(收缩量一般为73％-80％)，可选的，在本实施例中，裁切生瓷片的长度一般超过计算的长度，例如根据需要可以超过5-10mm。
S20，按按预设数量选取所述生瓷片，形成生瓷片组，将所述生瓷片组放入叠片盒中，通过等静压机进行静压叠片，制备半成品结构层；
在具体实施时，根据实际需求，按照设计需求选择生瓷片的数量，例如，可以根据设计的厚度选择生瓷片的数量，形成生瓷片组，进行后续的静压叠片，制备半成品结构层，可选的，半成品结构层中生瓷片的数量为4片或者5片，具体的，为了提高制备半成品结构层的效率，可以对多个生瓷片组同时进行叠片。
在具体实施时，如图2所示，叠片盒10的尺寸大于生瓷片11的外宽尺寸0.5mm-0.8mm，首先在叠片盒10的底部布置PET膜12，然后在底部的PET膜上周期性交叉布置生瓷片组和PET膜，直至与叠片盒的顶部开口平齐，叠片盒的底部和顶部均为PET膜；使得每一生瓷片组均被PET膜隔开，防止静压的过程中不同生瓷片组之间的生瓷片产生粘粘，有利于不同半成品结构层的分离。在另一可选的实施例中，叠片盒内的高度也可以略高于或略低于叠片盒的顶部开口，优选的，高于或低于顶部开口的距离不超过1.5mm。
将布置完生瓷片组和PET膜的叠片盒放入等静压机模具中进行静压处理；在具体实施时，将布置了生瓷片组和PET膜的叠片盒一起装入真空袋内，将真空袋抽真空并封好真空袋的口部，静置5分钟以上，检查真空袋是否有漏气情况，正常真空包装静置后真空袋保持收缩紧密，若真空袋有漏气情况时，静置后目视可看到包装袋松弛，气体进入包装袋内，检查真空袋没有漏气情况后，将其放入等静压机的密闭容器中进行静压处理，静压的液体压力可以为50kg/cm2-300kg/cm2，液体的温度为75℃-85℃，静压时间为20min-30min，可选的，在本实施例中，静压的液体压力可以为100kg/cm2，液体的温度为80℃，静压时间为25min，通过等静压机处理使得各生瓷片受到同等压强。静压完成后，从静压机中取出，擦干包装袋表面的液体，然后拆开真空袋；静压后每一生瓷片组中的各生瓷片受压一体成型，通过PET膜将一体成型后的生瓷片组分离，得到若干半成品结构层。
S30，根据预设结构形状对所述半成品结构层进行激光打孔、裁切处理，以形成形状各异的第一结构层、第二结构层、第三结构层和第四结构层，其中，所述第二结构层上设有若干用于吸附晶圆的真空孔，所述第三结构层上设有与所述真空孔连通的真空流道。
在具体实施时，如图3所示，根据预设的结构形状对半成品结构层进行激光裁切和激光打孔，具体的，在本实施例中，每一半成品结构层可以均分为四块区域，通过激光对每一区域进行打孔和裁切，以制备形状各异的第一结构层21、第二结构层22、第三结构层23和第四结构层24，也即一块半成品结构层上可以同时制备四个结构层，第二结构层上设有若干真空孔，带有真空孔的吸附面用于对吸附晶圆以完成晶圆的转运，第三结构层上设有与真空孔连通的真空流道，真空流道与抽真空设备相连，使得带有真空孔的吸附面产生负压吸力。
S40，依次将所述第四结构层、所述第三结构层、所述第二结构层和所述第一结构层装在叠片台上，通过等静压机进行叠片静压处理使其一体成型，得到半成品搬运臂
如图3及图4所示，叠片台20上设有若干定位销，可选的，第一结构层21包括固定部和连接部，固定部为方形固定部，连接部为长条形连接部，固定部和连接部均设有若干固定孔25，第二结构层22包括固定部、连接部和夹持部，夹持部为“U”形夹持部，在第二结构层22的夹持部上对称设有若干真空孔26，真空孔沿“U”形夹持部的轴线两侧对称布置，第三结构层23包括固定部、连接部和夹持部，第三结构层23上设有自固定部延伸至夹持部的真空流道27，真空流道27在夹持部为圆弧形；可选的，真空流道27为贯穿第三结构层23的槽，槽的上下两端分别与第二结构层22和第三结构层23接触，以形成真空气道；第四结构层24包括固定部和连接部和夹持部；优选的，第一结构层21、第二结构层22、第三结构层23、第四结构层24的固定部和连接部形状相同，各自的固定部和连接部上布置的固定孔的形状和内径也相同，第二结构层22、第三结构层23、第四结构层24的夹持部的形状相同，优选的，为了提高各结构层的静压稳定性，在夹持部开口端两侧也设有固定孔。各固定孔的形状和数量与叠片台20上的定位销相适配。
将裁切好的第一结构层21、第二结构层22、第三结构层23、第四结构层24进行按照设计结构进行叠片，叠片过程中，各结构层的固定孔与叠片台20上的定位销对准并完全压合进去，具体的，首先将第四结构层24上的固定孔与叠片台上的定位销对应，将第四结构层24放入叠片台20上，类似的，然后将第三结构层23放入叠片台20上，并对真空流道27进行填充，填充物尺寸略小于真空流道27的尺寸，填充物在烧结过程中会融化蒸发，防止静压后堵塞真空气道，保持烧结成型后的搬运臂真空气道畅通；最后通过固定孔和所述定位销依次将第二结构层和第一结构层套设在叠片台上，第一结构层放入后，定位销的顶部高出第一结构层0.5mm-1mm。
在高出第一结构层的定位销上表面对应位置放置橡胶软条，并使用美纹胶带辅助固定，防止凸起的定位销刺破真空袋，将装有结构层的叠片台20放入真空袋中，将真空袋抽真空并封好真空袋的口部，静置5分钟以上，检查真空袋是否有漏气情况，正常真空包装静置后真空袋保持收缩紧密，若真空袋有漏气情况时，静置后目视可看到包装袋松弛，气体进入包装袋内，检查真空袋没有漏气情况后，将其放入等静压机的密闭容器中进行静压处理，静压的液体压力可以为50kg/cm2-300kg/cm2，液体的温度为75℃-85℃，静压时间为20min-30min，可选的，在本实施例中，静压的液体压力可以为120kg/cm2，液体的温度为80℃，静压时间为25min，通过等静压机处理使得各结构层受到同等压强。静压完成后，从静压机中取出，擦干包装袋表面的液体，静压后各结构层一体成型，然后拆开真空袋；得到半成品搬运臂30。
S50，将所述半成品搬运臂放入真空烧结炉中进行烧结，以得到成品晶圆搬运臂。
在具体实施时，如图5所示，将静压后的半成品搬运臂30放置在烧结板31上，优选的，为了提高烧结的效率，可以将多个半成品搬运臂并列的放置在烧结板上，各半成品搬运臂间隔5mm-10mm，然后在并列放置的半成品搬运臂的上方放置抚平板32；在烧结板的四周放置隔块33，在隔块33上再依次放置烧结板、半成品搬运臂、抚平板，依次循环，以形成若干间隔堆叠的半成品搬运臂；使烧结过程中，产品表面的温场均匀，受热一致，在最上层的抚平板32上放置防尘盖板34，最后将间隔堆叠的半成品搬运臂转移至真空烧结炉内，采用逐步升温的方式将烧结炉内的温度升至1600℃-1650℃，可选的，可以采用3℃/min的升温速率逐步升温，升温至1600℃-1650℃后保温4h-6h，最后逐步降温至40℃-50℃，得到成品晶圆搬运臂。
本申请提供的生瓷复合材料及采用该复合材料制备的晶圆搬运臂，提供生瓷复合材料配方，通过生瓷复合材料制备的生瓷片易于加工，激光裁切相比传统的硬性加工而言，加工难度小，成品率高，综合加工成本低；通过等静压机一体成型工艺流程，使搬运臂的真空可靠性更佳，长时间使用不会发生分层及漏气的情况；晶圆搬运臂经过高温烧结后，表面的抗氧化性明显优于金属材质，氧化锆陶瓷表面摩氏硬度可达7.5～8.0，吸附位置具备较强的耐磨性，减少了吸附位置磨损、变形造成的真空失效问题，相对传统的钢片粘结式优势明显，另外，通过本申请制备的晶圆搬运臂整体厚度较薄，一般在2mm左右，满足了取放片对于厚度的要求极限，减少了碰撞上下相邻晶圆片的风险；进一步的，通过本申请的制备方法制备不同的结构层，第三结构层上下分别放置第二结构层和第四结构层，形成密封的真空气道，真空气道在搬运臂内部，减少传统钢片脱胶分层导致漏气的问题，具体使用时抽真空的装置通过对第三结构层的真空气道抽气，通过与真空气道连通的真空孔传导真空吸力到晶圆片表面，将晶圆片吸住。
实施例二
本实施例当中的晶圆搬运臂的制备方法与第一实施例当中的晶圆搬运臂的制备方法的不同之处在于，晶圆搬运臂的制备方法还包括：
对所述成品晶圆搬运臂表面进行打磨去除毛刺，吹气清洗以去除所述真空流道内的杂质；
在具体实施时，对烧结后的搬运臂表面进行打磨去除毛刺，检查有无变形、分层等情况，检查成品晶圆搬运臂的外形公差、平整度等参数是否在公差范围内，对产品的表面进行清洁，真空气道进行吹气清洗，清除中间的灰尘杂质，测试有无漏气情况。
对设有真空孔的吸附面进行研磨处理，清洗掉表面研磨粉末；
在具体实施时，第二结构层与的夹持部上设有若干贯通的真空孔，第二结构层的夹持部一侧与第三结构层连接，并使得真空孔与真空气道连通，另一侧为吸附面，用于在真空吸力的作用下吸附晶圆，为了提高吸附效果，对吸附面进行研磨处理，提高平整度，具体的，将搬运臂的吸附面向上，固定在研磨工作台上，使用砂轮对吸附面进行打磨，进给量为0.005mm/min，去除量为30um-40um，直到整个吸附面都研磨到为止，最后冲洗掉表面的研磨粉末。
配置抛光液，抛光液由氧化铝粉和水混合而成，氧化铝粉和水的质量比为1:10；
采用抛光液对研磨后的吸附面进行抛光处理，抛光后的吸附面粗糙度在Ra0.1以内。
在具体实施时，将搬运臂吸附面向上，固定在抛光机工作台上，使用氧化铝抛光液，打开喷嘴，对研磨过的吸附面进行抛光，抛光头转速300RPM，向下进给速率设置为0.001mm/min，去除量8um-10um，抛光后表面粗糙度达到RA0.1以内，目视没有明显的未抛光痕迹，或可见的划痕，全部合格后，得到研磨抛光后的搬运臂成品。
实施例三
本实施例当中的制备晶圆搬运臂的生瓷复合材料与实施例一的不同之处在于：
在本实施例中，P溶剂的含量为1.5wt％，粘度为60cps，O溶剂的含量为3wt％，粘度为5000cps，烧结助剂的含量为4wt％，增塑剂的含量为5wt％，分散剂的含量为3wt％，其余部分为陶瓷粉末，陶瓷粉末包括粒径为0.45μm的第一氧化锆粉料、粒径为0.7μm的第二氧化锆粉料和粒径为1μm的第三氧化锆粉料混合而成。
实施例四
本实施例当中的制备晶圆搬运臂的生瓷复合材料与实施例一的不同之处在于：
在本实施例中，P溶剂的含量为1.25wt％，粘度为70cps，O溶剂的含量为6.5wt％，粘度为5200cps，烧结助剂的含量为5wt％，增塑剂的含量为10wt％，分散剂的含量为4wt％，其余部分为陶瓷粉末，陶瓷粉末包括粒径为0.48μm的第一氧化锆粉料、粒径为0.5μm的第二氧化锆粉料和粒径为1.1μm的第三氧化锆粉料混合而成。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种生瓷复合材料，其特征在于，包括粘结剂、烧结助剂、增塑剂、分散剂、陶瓷粉末，其中，所述粘结剂包括P溶剂和O溶剂，所述P溶剂的含量为1wt％-1.5wt％，粘度为60cps-70cps，所述O溶剂的含量为3wt％-6.5wt％，粘度不小于4800cps，所述烧结助剂的含量为3.5wt％-5wt％，所述增塑剂的含量为2wt％-10wt％，所述分散剂的含量为2wt％-4wt％，其余部分为陶瓷粉末。
2.根据权利要求1所述的生瓷复合材料，其特征在于，所述陶瓷粉末包括粒径为0.4μm-0.48μm的第一氧化锆粉料、粒径为0.65μm-0.75μm的第二氧化锆粉料和粒径为0.95μm-1.1μm的第三氧化锆粉料的一种或多种。
3.一种采用权利要求1或2所述的生瓷复合材料制备晶圆搬运臂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用所述生瓷复合材料制备生瓷片；
按预设数量选取所述生瓷片，形成生瓷片组，将所述生瓷片组放入叠片盒中，通过等静压机进行静压叠片，制备半成品结构层；
根据预设结构形状对所述半成品结构层进行激光打孔、裁切处理，以形成形状各异的第一结构层、第二结构层、第三结构层和第四结构层，其中，所述第二结构层上设有若干用于吸附晶圆的真空孔，所述第三结构层上设有与所述真空孔连通的真空流道；
依次将所述第四结构层、所述第三结构层、所述第二结构层和所述第一结构层装在叠片台上，通过等静压机进行叠片静压处理使其一体成型，得到半成品搬运臂；
将所述半成品搬运臂放入真空烧结炉中进行烧结，以得到成品晶圆搬运臂。
4.根据权利要求3所述的晶圆搬运臂的制备方法，其特征在于，所述采用所述生瓷复合材料制备生瓷片具体包括：
将所述生瓷复合材料放入真空搅拌罐中进行真空搅拌混合，去除所述生瓷复合材料中的气泡，得到流延浆料；
通过流延辊对所述流延浆料进行流延处理，制备厚度均匀的生瓷卷料，其中，流延处理的温度为30℃-65℃，流延速度3m/min-5m/min，制备的生瓷卷料的厚度为150μm-155μm；
对所述生瓷卷料进行裁切，以得到所述生瓷片。
5.根据权利要求3所述的晶圆搬运臂的制备方法，其特征在于，所述预设数量为4片或者5片。
6.根据权利要求3所述的晶圆搬运臂的制备方法，其特征在于，所述将所述生瓷片组放入叠片盒中进行静压叠片，制备半成品结构层具体包括：
在所述叠片盒的底部布置PET膜，在所述PET膜上周期性交叉布置所述生瓷片组和所述PET膜，直至与叠片盒的顶部开口平齐；
将布置完所述生瓷片组和所述PET膜的叠片盒放入等静压机模具中进行静压处理；
静压后所述生瓷片组中的各所述生瓷片一体成型，通过所述PET膜将一体成型后的所述生瓷片组分离，得到所述半成品结构层。
7.根据权利要求3所述的晶圆搬运臂的制备方法，其特征在于，所述依次将所述第四结构层、所述第三结构层、所述第二结构层和所述第一结构层装在叠片台上具体包括：
所述第一结构层、所述第二结构层、所述第三结构层和所述第四结构层上均设有固定孔，所述叠片台上设有与所述固定孔相适配的定位销；
通过所述固定孔和所述定位销依次将所述第四结构层和所述第三结构层套设在所述叠片台上，对所述真空流道进行填充，所述真空流道内的填充物在烧结过程中融化蒸发；
通过所述固定孔和所述定位销依次将所述第二结构层和所述第一结构层套设在所述叠片台上，所述定位销的顶部高出所述第一结构层。
8.根据权利要求7所述的晶圆搬运臂的制备方法，其特征在于，所述通过等静压机进行叠片静压处理使其一体成型，得到半成品搬运臂具体包括：
在高出所述第一结构层的定位销上布置橡胶软条并固定；
将固定后的所述叠片台放入真空袋中，抽空真空袋并密封，静置预设时间后检查真空袋是否泄漏；
若所述真空袋不存在泄漏，将所述真空袋放入等静压机的容器中进行静压处理，静压压力为50kg/cm2-300kg/cm2，等静压机容器内的液体温度为80℃-85℃，静压时间为20min-30min；
静压完成后将真空袋从等静压机中取出，打开真空袋取出一体成型的半成品搬运臂。
9.根据权利要求3所述的晶圆搬运臂的制备方法，其特征在于，所述将所述半成品搬运臂放入真空烧结炉中进行烧结，以得到成品晶圆搬运臂具体包括：
将所述半成品搬运臂放置在烧结板上，在半成品搬运臂的上方放置抚平板；
在烧结板的四周放置隔块，在隔块上依次放置烧结板、半成品搬运臂、抚平板，依次循环，以形成若干间隔堆叠的半成品搬运臂；
在最上层的抚平板上放置防尘盖板，将间隔堆叠的所述半成品搬运臂转移至真空烧结炉内，采用逐步升温的方式将烧结炉内的温度升至1600℃-1650℃，保温4h-6h，最后逐步降温至40℃-50℃，得到成品晶圆搬运臂。
10.根据权利要求3所述的晶圆搬运臂的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：
对所述成品晶圆搬运臂表面进行打磨去除毛刺，吹气清洗以去除所述真空流道内的杂质；
对设有所述真空孔的吸附面进行研磨处理，清洗掉表面研磨粉末；
配置抛光液，所述抛光液由氧化铝粉和水混合而成，所述氧化铝粉和水的质量比为1:10；
采用所述抛光液对研磨后的吸附面进行抛光处理，抛光后的吸附面粗糙度在Ra0.1以内。
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