DISCO DFG8830 мелница за вафли

DISCO DFG8830 е напълно автоматизирана машина за изтъняване и полиране на твърди и крехки материали, пусната на пазара от DISCO Corporation of Japan. Основният ѝ фокус е върху ефективното, минимално изтъняване на полупроводникови/оптични твърди и крехки материали от трето поколение, като SiC и сапфир. С 4-осна, 5-степенна архитектура, тя балансира висока производителност и висока прецизност, което я прави масова машина за изтъняване на твърди и крехки пластини с размер 6-8 инча.

I. Основно позициониране и сценарии за приложение

1. Позициониране на ядрото

Напълно автоматизирана машина за полиране и изтъняване, специално проектирана за материали с висока твърдост и висока крехкост (SiC, сапфир, керамика, стъкло и др.), решаваща проблемите с ниска ефективност на обработка, големи повреди и нисък добив на традиционното оборудване.

2. Типични приложения

Полупроводници: Изтъняване на силови пластини SiC/GaN (6-8 инча), изтъняване на сапфирени подложки (LED чипове).

Оптика: Изтъняване на оптично стъкло, керамични подложки и инфрачервени материали.

Разширено опаковане: Изтъняване на композитни пластини със стъклени/керамични носещи подложки (обща дебелина ≤ 3,5 мм).

3. Съвместими размери

Обработени пластини: Φ4/5/6 инча (максимум Φ150 мм).

Поддържащи подложки: Φ5/6/8 инча (съвместими с 8-инчови подложки, поддържащи 6-инчови пластини).

II. Обща структура и основна конфигурация

1. Цялостна архитектура

Разположение: 4 шпиндела + 5 затягащи маси + 1 въртяща се маса, интегриращи целия процес на зареждане, шлифоване, почистване, сушене и разтоварване, заемащи само 3,5㎡, компактни и ефективни.

Размери (Ш×Д×В): 1400×2500×2000 мм; Тегло: Приблизително 6000 кг.

2. Основни компоненти

(1) Шпинделна система (4 оси, Z1-Z4)

Мощност: Z1-Z3 са 6,3 kW (висока твърдост, висок въртящ момент, подходящи за големи натоварвания върху твърди и крехки материали); Z4 е оста за довършителна обработка. Скорост на въртене: 1000-4000 min⁻¹ (постоянна изходна мощност, подходяща за грубо/фино шлайфане).

Шлайф диск: Стандартен диамантен шлифовъчен диск Φ300 мм (голям диаметър, висока скорост на отстраняване, подходящ за твърди и чупливи материали).

(2) Система от работни маси

5 работни маси с вакуумни вендузи и 1 въртяща се маса позволяват паралелна обработка и непрекъсната работа, с горен капацитет на час (UPH) три пъти по-висок от този на едноосно оборудване (като DFG8340).

Вакуумна адсорбция + точност на позициониране ±2μm гарантира, че TTV (общо отклонение на дебелината) на пластината след изтъняване е ≤2μm.

(3) Система за управление

Оперативен интерфейс: 15-инчов сензорен графичен потребителски интерфейс, работа с икони, поддържа наблюдение в реално време, съхранение на параметри и анормални аларми.

Контролно ядро: Високопрецизен серво + решетъчен затворен контур, точност на контрол на дебелината ±0,1 μm, поддържа изтъняване на микронно ниво (до 50 μm). 3. Ключови модули

Модул за шлайфане: 4-осно разделение на труда (Z1 грубо шлайфане → Z2 средно шлайфане → Z3 фино шлайфане → Z4 полиране/довършителни работи), завършвайки множество процеси с едно затягане, намалявайки повредите при работа.

Модул за почистване и сушене: Пръскане с чиста вода + йонно сушене на въздух след смилане, без остатъци или водни следи, отговарящо на изискванията за чистота на полупроводниците.

Автоматично зареждане и разтоварване: Двойни кутии с материали (25 пластини в кутия), автоматично идентифициране на пластини/субстрати, намалявайки ръчната намеса.

III. Принцип на работа и технологичен процес

1. Принцип на смилане

Използва метод на въртене на пластината + шлифоване с подаване: Пластината се върти с висока скорост заедно с работната маса, а диамантеният шлифовъчен диск се подава аксиално, отстранявайки материал чрез абразивно рязане + микрофрактуриране. За твърди и крехки материали, крехкото отстраняване е основният метод, допълнен от пластично отстраняване, като се контролира дълбочината на пукнатината ≤5μm.

2. Стандартен технологичен поток

Зареждане: Роботизирана ръка взема пластината от кутията с материала → позиционира я → вакуумно я адсорбира върху работната маса.

Грубо шлифоване (Z1): Висока скорост на отстраняване (50-100μm/min), бързо изтъняване до целевата дебелина + 20μm.

Средно шлифоване (Z2): Средна скорост на отстраняване (20-50μm/min), намаляваща повредения слой до целевата дебелина + 5μm.

Фино шлайфане (Z3): Ниска скорост на отстраняване (5-10μm/min), TTV ≤ 2μm, повреден слой ≤ 2μm.

Полиране/Повърхностна обработка (Z4): Огледално покритие, грапавост на повърхността Ra ≤ 0,1 μm.

Почистване и сушене: Пръскане с чиста вода → йонно сушене на въздух → разтоварване в кутията за материали.

3. Поддържа потока за обработка на субстрата: Адаптира се към композитни пластини от стъкло/керамичен субстрат (обща дебелина ≤ 3,5 мм), вакуумната адсорбция на субстрата защитава предната страна на пластината, като шлайфа само задната страна, решавайки проблемите с изкривяването и счупването на ултратънките пластини.

IV. Основни технологични предимства

1. Силна адаптивност към твърди и крехки материали

Мощен шпиндел (6,3 kW) + диамантен шлифовъчен диск с голям диаметър, увеличаващ ефективността на обработката на SiC/сапфир с 3 пъти и удължаващ живота на диска с 50%.

Процес на шлайфане с ниски повреди: Повреден слой ≤2μm, добив ≥99%, което значително надвишава традиционните процеси на притискане.

2. Високоефективен производствен капацитет (4 оси, 5 работни маси)

Паралелна обработка: 4 оси, работещи едновременно, 5 работни маси, въртящи се непрекъснато, UPH≥30 пластини (6-инчов SiC), 3 пъти повече от едноосното оборудване.

Напълно автоматизирано: Интегрирано товарене, разтоварване, смилане, почистване и сушене; непрекъсната работа без надзор в продължение на 24 часа.

3. Висока прецизност и висока стабилност

Контрол на дебелината: ±0,1 μm, TTV ≤ 2 μm, отговаря на изискванията за автомобилни SiC пластини.

Твърда конструкция: Чугунено тяло + дизайн за амортизиране на вибрациите, вибрации ≤0,5 μm, без отклонение в точността при продължителна работа. 4. Гъвкава адаптивност и ниски експлоатационни разходи

Съвместимост с множество размери: Съвместим с 6-инчови пластини и 8-инчови подложки, което позволява многоцелева употреба и намалява инвестициите в оборудване.

Зелена обработка: Използва само чиста вода, елиминирайки замърсяването от полиращата каша; отпадъчните води могат да се изхвърлят директно, намалявайки оперативните разходи с 30%.

V. Таблица с ключови технически параметри

Таблица Параметър Стойност

Размер на обработваемата пластина Φ4/5/6 инча (максимум Φ150 мм)

Размер на поддържащата основа Φ5/6/8 инча

Брой шпиндели / Мощност 4 оси, Z1-Z3: 6,3 kW

Скорост на шпиндела 1000-4000 мин⁻¹

Спецификация на шлифовъчното колело Φ300 мм диамантено шлифовъчно колело

Точност на контрол на дебелината ±0,1 μm

TTV (Общо отклонение на дебелината) ≤2μm

Грапавост на повърхността Ra≤0,1 μm

Капацитет (6-инчови SiC) UPH≥30 пластини

Общи размери на машината (Ш×Д×В) 1400×2500×2000 мм

Тегло приблизително 6000 кг

Площ на пода 3,5㎡

VI. Сравнение с подобно оборудване (DFG8830 срещу DFG8340)

Таблица за сравнение Артикул DFG8830 (4 оси, 5 работни маси) DFG8340 (1-осен, 2-степенен)

Конфигурация на шпиндела: 4×6.3kW, разделяне на груба/финишна обработка/полиране: 1×4.2kW, един процес

Капацитет: UPH≥30 пластини (6-инчови SiC), UPH≤10 пластини (6-инчови SiC)

Точност на обработка: TTV≤2μm, увреден слой≤2μm, TTV≤5μm, увреден слой≤5μm

Подходящи материали: SiC, сапфир, композитни пластини (с подложка), силициеви пластини, керамика с ниска твърдост

Legacy: 3.5㎡, 2㎡

Приложими сценарии: Масово производство, материали с висока твърдост и крехки материали; Малки партиди, силициеви пластини/материали с ниска твърдост

VII. Обобщение и стойност за индустрията

DISCO DFG8830, със своята 4-осна, 5-степенна архитектура, мощен шпиндел и процес с ниско ниво на повреди, се превърна в еталонно оборудване за изтъняване на полупроводници от трето поколение (SiC/GaN) и сапфирени оптични субстрати, решавайки проблемите в индустрията с ниска ефективност, високо ниво на повреди и нисък добив при обработката на твърди и крехки материали. В области като превозни средства с нова енергия, 5G комуникации и LED осветление, DFG8830 помага на SiC захранващи устройства и сапфирени LED чипове да постигнат масово производство, тласвайки полупроводниковата индустрия към по-широка забранена зона, по-тънки профили и по-висока производителност.