불었는데 끌려온다

공기를 내뿜는 그리퍼가 웨이퍼를 날려 보내지 않고 오히려 끌어당깁니다. 두 면 사이 0.1~0.3mm 틈에서 무슨 일이 벌어지는지 그리퍼 몸통을 4분의 1 잘라 내 3D로 들여다봤습니다.

• 공기를 내뿜는 손이 웨이퍼를 끌어당깁니다 — 틈이 0.1~0.3mm일 때 가장 세게
• 베르누이 그리퍼는 가운데서 나온 공기를 좁은 틈을 따라 사방으로 흘려보냅니다
• 좁은 틈을 빠르게 빠져나가는 공기는 압력이 뚝 떨어집니다
• 웨이퍼 밑의 공기는 그대로라, 위보다 세게 웨이퍼를 밀어 올립니다
• 멀리서는 부는 힘이 이겨 밀어내지만, 가까워질수록 끄는 힘이 이깁니다
• 이 힘만으로 가장 센 제품은 10kg 넘는 무게를 버팁니다
• 그래서 얇고 잘 깨지는 웨이퍼와 태양전지를 거의 닿지 않고 옮깁니다
• 공기 위에 뜬 웨이퍼는 옆으로 밀려날 수 있어, 손 둘레에 작은 멈춤 턱을 세웁니다
• 칩 하나 뒤에, 이런 베르누이 그리퍼가 있습니다

베르누이 그리퍼

압축공기를 그리퍼 끝면과 물체 사이 틈으로 흘려 생기는 낮은 압력으로 물체를 드는 비접촉 그리퍼. 그리퍼와 물체 사이에 공기 틈이 남아 거의 닿지 않고 다룹니다. 실리콘 웨이퍼·태양전지처럼 얇고 민감한 판을 옮기는 데 흔히 쓰입니다.

베르누이 정리

흐름을 따라 공기가 빨라지면 그 자리의 압력이 낮아진다는 유체역학 법칙. 물체 양쪽 압력이 다르면 물체는 압력이 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 밀립니다.

방사형 흐름

가운데 구멍에서 나온 곧은 공기 흐름이 틈에 들어서며 사방으로 납작하게 퍼지는 흐름. 곧은 흐름이 방사형으로 급히 꺾이는 노즐 둘레에 아주 낮은 압력 구역이 생깁니다.

0.1~0.3mm

노즐 끝과 물체 사이 거리가 이 범위일 때 끄는 힘이 가장 크다는 연구 값. 영상 속 틈은 보이도록 높이를 과장해 그렸습니다.

멈춤 턱(옆 멈춤)

공기 위에 뜬 물체가 옆으로 밀려나지 않게 둘레에 세우는 받침이나 마찰 패드. 끝면보다 0.15~0.2mm 넘게 솟아 물체 가장자리를 붙잡아 둡니다.