Was ist ein elektrostatischer Chuck (ESC)?

Das elektrostatische Spannfutter (ESC) ist eine spezielle Art von Klemme, die verwendet wird, um Gegenstände mithilfe elektrischer Kraft, durch Anziehungskräfte von statischer Elektrizität, festzuhalten oder aufzunehmen.

Für das bloße Auge unsichtbar, hat jede Materie eine intrinsische positive und negative Ladung. Wenn das Objekt auf einen ESC gelegt und eine bipolare Spannung an seine Innenelektroden angelegt wird, wird ein elektrisches Feld erzeugt und positive und negative Ladungen driften innerhalb des Materials, um der Polarität der Innenelektrode des ESCs zu entsprechen. Diese Anziehungskraft zwischen ESC und Material wird als elektrostatische Kraft bezeichnet und ist der grundlegende Mechanismus unserer elektrostatischen Chucks.

Apropos „statische Elektrizität“ – viele erinnern sich an die schmerzhafte Erfahrung, die man macht, wenn man im Winter eine Autotür berührt. Dieser leichte Stromschlag wird erzeugt, wenn die in einer Person gespeicherte statische Elektrizität aufgrund der Reibung der Kleidung über elektrischen Strom zum Türknauf fließt.

Andererseits bewegt der ESC nur die Eigenladung innerhalb des Spannfutters, wie in der Abbildung gezeigt, weshalb der erzeugte Strom minimal ist und weder dem Material noch Personen in der Nähe schadet. Der Gebrauch ist sicher, da keine elektrischen Schläge verursacht werden (allerdings sind bei der Verwendung Vorsichtsmaßnahmen zu beachten).

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass ein ESC durch die künstliche Erzeugung von statischer Elektrizität Dinge zusammenhält. Wo wird er also verwendet?

Wo werden elektrostatische Chucks verwendet?

Viele elektrische Produkte, einschließlich PCs, Smartphones und Autos, verwenden heute beispielsweise Komponenten, die als IC-Chips bezeichnet werden, d. h. das Rechengehirn elektronischer Komponenten. Diese Komponenten werden allgemein als „Halbleiter“ bezeichnet, und ESCs haben als Teil der technischen Ausstattung eine wichtige Rolle bei der Herstellung von Halbleitern gespielt, um Siliziumwafer als Substratmaterialien in atmosphärischer Luft und Vakuumumgebungen zuverlässig zu greifen und festzuhalten.

In den letzten Jahren wurde die elektrostatische Technologie für Roboterhände bei der Produktionsautomatisierung adaptiert. Darüber hinaus haben wir neue Verbraucheranwendungen entwickelt, wie zum Beispiel eine elektrostatische Pinnwand, an der Notizzettel, Dokumente oder Fotos ohne die Verwendung von Reißzwecken oder Magneten angebracht werden können.
Die elektrostatische Technologie ist die Grundlage der technologischen Fortschritte in der Elektronik, die Sie heute sehen und verwenden.

Warum wird ein elektrostatischer Chuck gewählt?

Warum entscheidet man sich für einen ESC, obwohl es eine Vielzahl von Möglichkeiten gibt, Materialien mit mechanischen Klemmen oder Vakuumspannfuttern aufzunehmen und zu platzieren?

Die elektrostatische Kraft ist eine materialschonende Greiftechnik. Wenn Sie beispielsweise versuchen, empfindliche Objekte wie dünne Metallfolien oder Polymerfolien anzuheben, kann die kleinste ungleichmäßige physikalische Kraft unbeabsichtigte Kerben, Kratzer und Krümmungen im Material verursachen und es dadurch beschädigen. Im Gegensatz dazu zieht der ESC das gesamte Werkstück gleichmäßig an und erzeugt so weniger physischen Verschleiß am Material.

Darüber hinaus haben wir in letzter Zeit vermehrt Interesse aus der Bekleidungsindustrie erhalten, um den gestiegenen Anforderungen an die Reduzierung manueller Arbeit und der Beschleunigung der Produktionsautomatisierung zu begegnen. ESCs werden zum flächigen Greifen und Transportieren relativ dicker, stabiler Materialien wie Stoffgewebe eingesetzt, unabhängig davon, ob das Material luftdurchlässig oder perforiert ist oder Einbuchtungen aufweist.

Elektrostatische Chucks werden oft mit Vakuum-Chucks verglichen. Werfen wir also einen Blick auf eine direkte Gegenüberstellung der wichtigsten Funktionen und Eigenschaften.

Spannmittel ist nicht gleich Spannmittel, wie der obige Vergleich deutlich zeigt.

Wenn Sie Probleme mit Ihrem derzeitigen Pick-and-Place-Equipment haben, ist ein ESC auf jeden Fall eine Überlegung wert.

Creative Technology`s Stärken

Wir sind seit über 25 Jahren ein Pionier im Bereich der elektrostatischen Chucks. Neben der eigenen Fertigung sind wir weltweit der führende Vorreiter in der Wiederaufbereitung (Refurbishment) von ESCs, die bis dahin als Einwegartikel galten und nach Gebrauch entsorgt werden mussten.

Unser derzeitiges Hauptziel ist es, Produkte anzubieten, die „alle Arten von Materialien greifen“.

Wir haben ESC-Materialien und ihre internen Elektrodenmuster untersucht und erforscht, um das Greifen von Glas und Stoff zu ermöglichen – Materialien, die zuvor als nur schwierig greifbar galten. Nun erstreckt sich unsere Forschung auf das Einspannen von dreidimensionalen Objekten.

Wichtig ist nicht nur das Aufnehmen, sondern auch das Lösen des Materials. Wir bieten Lösungen, um die Reaktionsfähigkeit des ESC in verschiedenen Kriterien zu verbessern und dabei aber auch die Randprozesse und deren Auswirkungen zu berücksichtigen. Ebenso konzentrieren wir uns darauf, Komplettlösungen anzubieten, bei dem wir uns an erster Stelle mit dem Einsatz vor Ort beim Kunden befassen.

Basierend auf unserer langjährigen Erfahrung bieten wir spezialisierte Engineering-Lösungen für Ihre vielfältigen Anforderungen im Greifen, Transportieren und Loslassen von Material Wir freuen uns auf Ihre Anfrage!

Wahl nach Material