DISCO DFG8830 mlýnek na oplatky

DISCO DFG8830 je plně automatizovaný stroj na ztenčování a leštění tvrdých a křehkých materiálů, který uvedla na trh japonská společnost DISCO Corporation. Jeho hlavním zaměřením je efektivní a bezproblémové ztenčování polovodičových/optických tvrdých a křehkých materiálů třetí generace, jako je SiC a safír. Díky čtyřosé, pětistupňové architektuře vyvažuje vysokou propustnost a vysokou přesnost, což z něj činí běžný stroj na ztenčování tvrdých a křehkých waferů o průměru 6-8 palců (15-20 cm).

I. Základní umístění a scénáře použití

1. Umístění jádra

Plně automatizovaný lešticí a ředicí stroj speciálně navržený pro vysoce tvrdé a křehké materiály (SiC, safír, keramika, sklo atd.), který řeší problémy s nízkou účinností zpracování, vysokým poškozením a nízkým výtěžkem tradičních zařízení.

2. Typické aplikace

Polovodiče: Ztenčování výkonových destiček SiC/GaN (15-20 cm), ztenčování safírových substrátů (LED čipy).

Optika: Ztenčování optického skla, keramických substrátů a infračervených materiálů.

Pokročilé balení: Ztenčování kompozitních destiček se skleněnými/keramickými nosnými substráty (celková tloušťka ≤ 3,5 mm).

3. Kompatibilní velikosti

Zpracované oplatky: Φ4/5/6 palců (maximálně Φ150 mm).

Podpůrné substráty: Φ5/6/8 palců (kompatibilní s 8palcovými substráty podporujícími 6palcové wafery).

II. Celková struktura a konfigurace jádra

1. Celková architektura

Uspořádání: 4 vřetena + 5 upínacích stolů + 1 ​​otočný stůl, integrující celý proces nakládání, broušení, čištění, sušení a vykládání, zabírá pouze 3,5㎡, kompaktní a efektivní.

Rozměry (Š×H×V): 1400×2500×2000 mm; Hmotnost: přibližně 6000 kg.

2. Základní komponenty

(1) Vřetenový systém (4 osy, Z1-Z4)

Výkon: Z1-Z3 mají 6,3 kW (vysoká tuhost, vysoký točivý moment, vhodné pro těžké zatížení tvrdých a křehkých materiálů); Z4 je osa pro dokončování. Rychlost otáčení: 1000-4000 min⁻¹ (konstantní výkon, vhodné pro hrubé/jemné broušení).

Brusný kotouč: Standardní diamantový brusný kotouč Φ300 mm (velký průměr, vysoký úběr materiálu, vhodný pro tvrdé a křehké materiály).

(2) Systém pracovního stolu

5 pracovních stolů s vakuovými přísavkami a 1 otočný stůl umožňují paralelní zpracování a nepřetržitý provoz s horní hodinovou kapacitou (UPH) třikrát vyšší než u jednoosého zařízení (například DFG8340).

Vakuová adsorpce + přesnost polohování ±2 μm zajišťuje, že TTV (celková odchylka tloušťky) destičky po ztenčení je ≤2 μm.

(3) Řídicí systém

Ovládací rozhraní: 15palcové dotykové grafické uživatelské rozhraní, ovládání pomocí ikon, podpora monitorování v reálném čase, ukládání parametrů a abnormálních alarmů.

Řídicí jádro: Vysoce přesné servo + mřížka s uzavřenou smyčkou, přesnost řízení tloušťky ±0,1 μm, podpora ztenčování na mikronové úrovni (až do 50 μm). 3. Klíčové moduly

Brousicí modul: 4osé rozdělení práce (Z1 hrubé broušení → Z2 střední broušení → Z3 jemné broušení → Z4 leštění/dokončování), dokončení více procesů v jednom upínání, snížení poškození při manipulaci.

Modul čištění a sušení: Postřik čistou vodou + sušení iontovým vzduchem po mletí, bez zanechání zbytků nebo vodoznaků, splňuje požadavky na čistotu polovodičů.

Automatické vkládání a vykládání: Dvě krabice s materiálem (25 waferů na krabici), automatická identifikace waferů/substrátů, čímž se snižuje nutnost manuálního zásahu.

III. Princip fungování a postup procesu

1. Princip mletí

Používá metodu rotace destičky + přísuvného broušení: Destička se otáčí vysokou rychlostí s pracovním stolem a diamantový brusný kotouč se posouvá axiálně, čímž odebírá materiál abrazivním řezáním + mikrolomem. U tvrdých a křehkých materiálů je primární metodou odstraňování křehkosti, doplněnou plastickým odstraňováním, s kontrolou hloubky trhliny ≤5 μm.

2. Standardní procesní tok

Nakládání: Robotické rameno zvedne destičku z materiálového boxu → umístí ji → vakuově ji adsorbuje na pracovní stůl.

Hrubé broušení (Z1): Vysoká rychlost úběru (50–100 μm/min), rychlé ztenčení na cílovou tloušťku + 20 μm.

Střední broušení (Z2): Střední rychlost úběru (20–50 μm/min), zmenšení poškozené vrstvy na cílovou tloušťku + 5 μm.

Jemné broušení (Z3): Nízká rychlost úběru (5–10 μm/min), TTV ≤ 2 μm, poškozená vrstva ≤ 2 μm.

Leštění/úprava povrchu (Z4): Zrcadlový lesk, drsnost povrchu Ra ≤ 0,1 μm.

Čištění a sušení: Postřik čistou vodou → sušení iontovým vzduchem → vykládání do krabice s materiálem.

3. Podpora toku zpracování substrátu: Přizpůsobí se kompozitním destičkám ze skla/keramického substrátu (celková tloušťka ≤ 3,5 mm), vakuová adsorpce substrátu chrání přední stranu destičky, brousí pouze zadní stranu, čímž řeší problémy s deformací a lámáním ultratenkých destiček.

IV. Klíčové technologické výhody

1. Silná přizpůsobivost tvrdým a křehkým materiálům

Vysoce výkonné vřeteno (6,3 kW) + diamantový brusný kotouč s velkým průměrem, což zvyšuje účinnost zpracování SiC/safír třikrát a prodlužuje životnost kotouče o 50 %.

Proces broušení s nízkým poškozením: Poškozená vrstva ≤2 μm, výtěžnost ≥99 %, což výrazně překračuje tradiční lapovací procesy.

2. Vysoce efektivní výrobní kapacita (4 osy, 5 pracovních stolů)

Paralelní zpracování: 4 osy pracující současně, 5 nepřetržitě se otáčejících pracovních stolů, UPH≥30 destiček (6palcový SiC), 3krát více než u jednoosého zařízení.

Plně automatizované: Integrované nakládání, vykládání, mletí, čištění a sušení; nepřetržitý provoz bez obsluhy po dobu 24 hodin.

3. Vysoká přesnost a vysoká stabilita

Řízení tloušťky: ±0,1 μm, TTV ≤ 2 μm, splňuje požadavky na automobilové SiC destičky.

Pevná konstrukce: Litinové tělo + konstrukce s tlumením vibrací, vibrace ≤ 0,5 μm, žádný drift přesnosti během dlouhodobého provozu. 4. Flexibilní přizpůsobivost a nízké provozní náklady

Kompatibilita s různými velikostmi: Kompatibilní s 6palcovými wafery a 8palcovými substráty, což umožňuje víceúčelové použití a snižuje investice do zařízení.

Zelené zpracování: Používá pouze čistou vodu, čímž se eliminuje znečištění lešticí kaší; odpadní vodu lze přímo vypouštět, což snižuje provozní náklady o 30 %.

V. Tabulka klíčových technických parametrů

Hodnota parametru tabulky

Velikost zpracovatelského destičkového plátku Φ4/5/6 palců (maximálně Φ150 mm)

Velikost podpůrného substrátu Φ5/6/8 palců

Počet vřeten / Výkon 4 osy, Z1-Z3: 6,3 kW

Otáčky vřetena 1000–4000 min⁻¹

Specifikace brusného kotouče Φ300mm diamantový brusný kotouč

Přesnost regulace tloušťky ±0,1 μm

TTV (celková odchylka tloušťky) ≤2 μm

Drsnost povrchu Ra ≤ 0,1 μm

Kapacita (6palcové SiC) UPH≥30 destiček

Celkové rozměry stroje (Š×H×V) 1400×2500×2000 mm

Hmotnost cca 6000 kg

Podlahová plocha 3,5㎡

VI. Srovnání s podobným zařízením (DFG8830 vs. DFG8340)

Porovnávací tabulka Položka DFG8830 (4 osy, 5 pracovních stolů) DFG8340 (1 osa, 2 stupně)

Konfigurace vřetena: 4×6,3 kW, dělení hrubování/dokončování/leštění: 1×4,2 kW, jeden proces

Kapacita: UPH≥30 destiček (6palcový SiC), UPH≤10 destiček (6palcový SiC)

Přesnost zpracování: TTV ≤ 2 μm, poškozená vrstva ≤ 2 μm, TTV ≤ 5 μm, poškozená vrstva ≤ 5 μm

Vhodné materiály: SiC, safír, kompozitní destičky (s podkladem), křemíkové destičky, keramika s nízkou tvrdostí

Legacy: 3,5㎡, 2㎡

Použitelné scénáře: Hromadná výroba, materiály s vysokou tvrdostí a křehkostí; Malé šarže, křemíkové destičky/materiály s nízkou tvrdostí

VII. Shrnutí a hodnota pro odvětví

DISCO DFG8830 se svou 4osou, 5stupňovou architekturou, vysoce výkonným vřetenem a procesem s nízkým poškozením se stal referenčním zařízením pro ztenčování polovodičů třetí generace (SiC/GaN) a safírových optických substrátů, čímž řeší problémy v tomto odvětví, jako je nízká účinnost, vysoké poškození a nízký výtěžek při zpracování tvrdých a křehkých materiálů. V oblastech, jako jsou vozidla s novými zdroji energie, 5G komunikace a LED osvětlení, pomáhá DFG8830 dosáhnout masové výroby výkonových SiC součástek a safírových LED čipů, což posouvá polovodičový průmysl směrem k širší zakázané pásmové mezeře, tenčím profilům a vyššímu výkonu.