国内外真空搬运技术研究现状
图1.1 piGRIO 系列吸盘
成，大大提高了真空吸盘的使用寿命。加拿大的Crosslink Technology公司开发了双组
分低硬度聚氨酯材料，该材料制作的真空吸盘具有有意的柔韧性，使用寿命能达到100
万次工作循环[2,3,4]。
日本的 Une 和 Kunyoo 设计了一种新型的真空吸盘[5]，该吸盘表面分布着很多圆
柱，因此叫做圆柱销式吸盘。因其较大的吸附面积，该吸盘的吸力比传统的吸盘高数倍。
国内对该技术也有一定的研究，但由于成果不太突出，在此不作介绍。
但是，接触式真空吸盘在使用过程中受到诸多限制，主要表现为以下几点： (1) 表
面有明显凹槽、图元、裂痕的工件在吸取时会发生泄漏现象，导致抓取力减小甚至工
件脱落，因此对工件表面的要求较高。 (2) 由于接触式真空吸盘虽然减小了接触面积，
但实际上还是与工件表面相接处，因此还是会不可避免地对工件表面造成污染和划伤。
另外，由于其抓取力主要集中在吸盘的边缘，因此工件的受力不均匀，容易变形，也
会对产品的生产制造造成一定的影响。
1.2.2 非接触式真空搬运技术的研究发展现状
接触式真空搬运技术在使用过程中的缺陷对于精密要求非常高的芯片制造来说
是致命的。非接触式真空搬运技术就是在这种背景下发展起来的。该技术是根据流体
力学的原理，利用气流在工件与搬运器件之间产生一层正压或负压（取决于工件位置），
从而产生向上的推力或吸力，使吸浮力与工件的自重达到平衡从而实现非接触的悬浮。
由此，可以实现对工件的非接触式搬运。由于其不与工件接触、在工件表面施力均匀，
因此，相比于传统的搬运技术（滚轮输送、真空吸附等），非接触式真空搬运技术有
着以下优点：(1) 洁净度高，污染小。气动技术本身特有的清洁无污染等特点，很好
地符合了芯片制造对于洁净度极为严格的要求。 (2) 发热量小。没有机械摩擦，工件
因受热的变形量也小。 (3) 不产生磁场。 (4) 能够高速传输。非接触式真空搬运技术
面对的主要对象有玻璃基板、半导体晶片、各种胶片基板、光盘、回路基板等板状制
品，广泛应用于平板显示、半导体、太阳能光伏电池、食品、医药等行业[1]。
非接触式真空搬运技术主要有电磁式、超声波式[6]和空气悬浮式等。其中空气悬
浮式是现今非接触搬运技术领域的主流研究方向，而本文就着重介绍了空气悬浮式真空搬运技术。
非接触式真空搬运技术的研究和应用始于20 世纪 50 年代，起初是作为静压轴承的偶件[7]
，在精密加工中对旋转的工件起支承作用。而随着芯片及液晶技术的兴起，
这一技术得到了广泛的应用——第8代液晶面板生产线中已全面使用了非接触式真空
搬运技术。日本夏普公司正在建设的第10 代液晶平板生产线也拟采用该项技术。
目前，世界上已经有多家公司研究生产出了非接触式真空搬运装置。美国 New
Way Precision 公司利用空气静压轴承的基础，基于多孔质材料研发出了用于大型玻璃