DISCO DFG8830 waferkværn

DISCO DFG8830 er en fuldautomatisk udtyndings- og poleringsmaskine til hårde og sprøde materialer, lanceret af DISCO Corporation i Japan. Dens kernefokus er effektiv og skadesfri udtynding af tredjegenerations halvleder-/optiske hårde og sprøde materialer såsom SiC og safir. Med en 4-akset, 5-trins arkitektur balancerer den høj kapacitet og høj præcision, hvilket gør den til en mainstream-maskine til udtynding af 6-8 tommer hårde og sprøde wafere.

I. Kernepositionering og anvendelsesscenarier

1. Kernepositionering

En fuldautomatisk polerings- og fortyndingsmaskine, der er specielt designet til materialer med høj hårdhed og høj sprødhed (SiC, safir, keramik, glas osv.), der løser problemerne med lav bearbejdningseffektivitet, høj skade og lavt udbytte i traditionelt udstyr.

2. Typiske anvendelser

Halvledere: Udtynding af SiC/GaN-effektwafere (6-8 tommer), udtynding af safirsubstrater (LED-chips).

Optik: Udtynding af optisk glas, keramiske substrater og infrarøde materialer.

Avanceret pakning: Udtynding af kompositwafere med glas-/keramiske støttesubstrater (total tykkelse ≤ 3,5 mm).

3. Kompatible størrelser

Forarbejdede vafler: Φ4/5/6 tommer (maksimalt Φ150 mm).

Understøttende substrater: Φ5/6/8 tommer (kompatibel med 8-tommer substrater, der understøtter 6-tommer wafere).

II. Overordnet struktur og kernekonfiguration

1. Overordnet arkitektur

Layout: 4 spindler + 5 spændeborde + 1 roterende bord, der integrerer hele processen med læsning, slibning, rengøring, tørring og aflæsning, og optager kun 3,5㎡, er kompakt og effektiv.

Mål (B×D×H): 1400×2500×2000 mm; Vægt: Cirka 6000 kg.

2. Kernekomponenter

(1) Spindelsystem (4 akser, Z1-Z4)

Effekt: Z1-Z3 er 6,3 kW (høj stivhed, højt drejningsmoment, egnet til tunge belastninger på hårde og sprøde materialer); Z4 er sletbearbejdningsaksen. Rotationshastighed: 1000-4000 min⁻¹ (konstant effekt, egnet til grov-/finslibning).

Slibeskive: Standard Φ300 mm diamantslibeskive (stor diameter, høj slibehastighed, egnet til hårde og sprøde materialer).

(2) Arbejdsbordssystem

5 vakuumsugekoppe-arbejdsborde og 1 roterende bord muliggør parallel bearbejdning og kontinuerlig drift med en øvre kapacitet pr. time (UPH) tre gange så stor som for enkeltakset udstyr (f.eks. DFG8340).

Vakuumadsorption + positioneringsnøjagtighed ±2 μm sikrer, at waferens TTV (total thickness deviation) efter udtynding er ≤2 μm.

(3) Styresystem

Betjeningsgrænseflade: 15-tommer touch GUI, ikonbaseret betjening, understøtter realtidsovervågning, parameterlagring og unormale alarmer.

Styrekerne: Højpræcisions servo + gitter lukket sløjfe, tykkelseskontrolnøjagtighed ±0,1 μm, understøtter udtynding på mikronniveau (ned til 50 μm). 3. Nøglemoduler

Slibemodul: 4-akset arbejdsdeling (Z1 grovslibning → Z2 mellemslibning → Z3 finslibning → Z4 polering/finish), fuldførelse af flere processer i en enkelt fastspænding, hvilket reducerer håndteringsskader.

Rengørings- og tørringsmodul: Ren vandsprøjtning + ionlufttørring efter slibning, efterlader ingen rester eller vandmærker, opfylder kravene til halvlederrenlighed.

Automatisk ilægning og aflægning: Dobbelte materialekasser (25 wafere pr. kasse), der automatisk identificerer wafere/substrater, hvilket reducerer manuel indgriben.

III. Arbejdsprincip og procesforløb

1. Slibeprincip

Anvender waferrotation + indføringsslibningsmetode: Waferen roterer med høj hastighed sammen med arbejdsbordet, og diamantslibeskiven fremføres aksialt, hvilket fjerner materiale gennem slibende skæring + mikrofrakturering. For hårde og sprøde materialer er sprødhedsfjerning den primære metode, suppleret med plastfjernelse, der kontrollerer revnedybde ≤5 μm.

2. Standardprocesflow

Indlæsning: En robotarm samler waferen op fra materialekassen → placerer den → vakuumadsorberer den på arbejdsbordet.

Grovslibning (Z1): Høj slibningshastighed (50-100 μm/min), hurtig udtynding til måltykkelse + 20 μm.

Mellem slibning (Z2): Mellem fjernelsehastighed (20-50 μm/min), hvilket reducerer det beskadigede lag til den ønskede tykkelse + 5 μm.

Finslibning (Z3): Lav fjernelse af slibeevne (5-10 μm/min), TTV ≤ 2 μm, beskadiget lag ≤ 2 μm.

Polering/overfladebehandling (Z4): Spejlblank finish, overfladeruhed Ra ≤ 0,1 μm.

Rengøring og tørring: Ren vandspray → ionlufttørring → aflæsning i materialekassen.

3. Understøtter substratbehandlingsflow: Tilpasser sig til kompositwafere af glas/keramisk substrat (total tykkelse ≤ 3,5 mm). Vakuumadsorption af substratet beskytter waferens forside, hvorved kun bagsiden slibes, hvilket løser problemerne med vridning og brud på ultratynde wafere.

IV. Kerneteknologiske fordele

1. Stærk tilpasningsevne til hårde og sprøde materialer

Højtydende spindel (6,3 kW) + diamantslibeskive med stor diameter, der øger SiC/safir-bearbejdningseffektiviteten med 3 gange og forlænger skivens levetid med 50 %.

Lavskadesslibeproces: Skadelag ≤2μm, udbytte ≥99%, hvilket langt overgår traditionelle lapningsprocesser.

2. Højeffektiv produktionskapacitet (4 akser, 5 arbejdsborde)

Parallel behandling: 4 akser arbejder samtidigt, 5 arbejdsborde roterer kontinuerligt, UPH≥30 wafere (6-tommer SiC), 3 gange så høj som enkeltakset udstyr.

Fuldautomatisk: Integreret læsning, aflæsning, kværning, rengøring og tørring; uovervåget kontinuerlig drift i 24 timer.

3. Høj præcision og høj stabilitet

Tykkelsekontrol: ±0,1 μm, TTV≤2 μm, opfylder kravene til SiC-wafere i bilindustrien.

Stiv struktur: Støbejernshus + vibrationsdæmpende design, vibrationer ≤0,5 μm, ingen afvigelse i nøjagtighed under langvarig drift. 4. Fleksibel tilpasningsevne og lave driftsomkostninger

Kompatibilitet med flere størrelser: Kompatibel med 6-tommer wafere og 8-tommer substrater, hvilket muliggør multifunktionel brug og reducerer investeringer i udstyr.

Grøn forarbejdning: Bruger kun rent vand, hvilket eliminerer forurening fra poleringsslam; spildevand kan udledes direkte, hvilket reducerer driftsomkostningerne med 30 %.

V. Tabel over vigtige tekniske parametre

Tabelparameterværdi

Behandling af waferstørrelse Φ4/5/6 tommer (maksimum Φ150 mm)

Støttesubstratstørrelse Φ5/6/8 tommer

Antal spindler / Effekt 4 akser, Z1-Z3: 6,3 kW

Spindelhastighed 1000-4000 min⁻¹

Specifikation for slibeskive: Φ300 mm diamantslibeskive

Tykkelsekontrolnøjagtighed ±0,1 μm

TTV (Total Tykkelseafvigelse) ≤2μm

Overfladeruhed Ra≤0,1μm

Kapacitet (6-tommer SiC) UPH≥30 wafere

Samlede maskinmål (B×D×H) 1400×2500×2000 mm

Vægt ca. 6000 kg

Gulvareal 3,5㎡

VI. Sammenligning med lignende udstyr (DFG8830 vs. DFG8340)

Bordsammenligningselement DFG8830 (4 akser, 5 arbejdsborde) DFG8340 (1-akset, 2-trins)

Spindelkonfiguration: 4×6,3 kW, grov-/slet-/poleringsafdeling: 1×4,2 kW, enkelt proces

Kapacitet: UPH≥30 wafere (6-tommer SiC), UPH≤10 wafere (6-tommer SiC)

Bearbejdningsnøjagtighed: TTV≤2μm, skadeslag≤2μm, TTV≤5μm, skadeslag≤5μm

Egnede materialer: SiC, safir, kompositwafere (med substrat), siliciumwafere, keramik med lav hårdhed

Ældre: 3,5㎡, 2㎡

Anvendelige scenarier: Masseproduktion, materialer med høj hårdhed og sprødhed; Små partier, siliciumwafere/materialer med lav hårdhed

VII. Resumé og brancheværdi

DISCO DFG8830 er med sin 4-aksede, 5-trins arkitektur, højtydende spindel og lavskadeproces blevet et førende udstyr til udtynding af tredjegenerations halvledere (SiC/GaN) og safiroptiske substrater og løser dermed industriens smertepunkter med lav effektivitet, høj skade og lavt udbytte i forbindelse med bearbejdning af hårde og sprøde materialer. Inden for områder som nye energikøretøjer, 5G-kommunikation og LED-belysning hjælper DFG8830 SiC-strømforsyningsenheder og safir-LED-chips med at opnå masseproduktion, hvilket driver halvlederindustrien mod bredere båndgab, tyndere profiler og højere ydeevne.