超音波振動を用いた非接触チャックに関する研究(吸引力の発生について)

摘要

近年，IC チップや小型レンズ，半導体ウェハなどを取り扱う際，塵埃の付着を防ぐために，非接触による搬送，据え付けを行う必要が出てきた．ところで，超音波で振動する面上に物体を置いた場合，物体は振動面上でスクイーズ効果により浮上するとともに，振動面内に止まることが知られている．よって，このような効果を利用することにより，圧縮空気の供給や水平方向の止め具を不要としたクリーンな非接触チャックを構成できると考え，これまでの研究において，超音波振動面上におかれた浮上物体に加わる水平方向保持力の発生原因を示すことにより，非接触チャックとしての利用可能性を明らかにしてきた．しかし図1 に示すように，超音波振動面の下に物体を設置した場合には，物体を水平方向に保持する力に加え，吸引（牽引）する力が生じることが実験的に明かとなっている．そこで本研究では，超音波振動を利用した非接触チャックの吸引力に関する実験を行うとともに，その発生要因を明らかにするために，CFD を用いて数値的な検討を行ったので報告する．