מטחנת ופלים DISCO DFG8830

ה-DISCO DFG8830 היא מכונת דילול וליטוש אוטומטית לחלוטין לחומרים קשים ושבירים, שהושקה על ידי תאגיד DISCO מיפן. המוקד העיקרי שלה הוא דילול יעיל ודחוס של חומרים קשים ושבירים מדור שלישי במוליכים למחצה/אופטיים, כגון SiC וספיר. המכונה, בעלת ארכיטקטורה של 4 צירים ו-5 שלבים, מאזנת תפוקה גבוהה ודיוק גבוה, מה שהופך אותה למכונה מרכזית לדילול פרוסות קשיות ושבירות בגודל 6-8 אינץ'.

א. מיקום ליבה ותרחישי יישום

1. מיצוב ליבה

מכונת ליטוש ודילול אוטומטית לחלוטין, שתוכננה במיוחד עבור חומרים בעלי קשיות גבוהה ושבירות גבוהה (SiC, ספיר, קרמיקה, זכוכית וכו'), ופותרת את נקודות הכאב של יעילות עיבוד נמוכה, נזק גבוה ותפוקה נמוכה של ציוד מסורתי.

2. יישומים אופייניים

מוליכים למחצה: דילול פרוסות הספק SiC/GaN (6-8 אינץ'), דילול מצעי ספיר (שבבי LED).

אופטיקה: דילול של זכוכית אופטית, מצעים קרמיים וחומרים אינפרא אדום.

אריזה מתקדמת: דילול פרוסות סיליקון מרוכבות עם מצעי תמיכה מזכוכית/קרמית (עובי כולל ≤ 3.5 מ"מ).

3. גדלים תואמים

ופלים מעובדים: Φ4/5/6 אינץ' (מקסימום Φ150 מ"מ).

מצעים תומכים: Φ5/6/8 אינץ' (תואם למצעים בגודל 8 אינץ' התומכים בפרוסות 6 אינץ').

II. מבנה כללי ותצורת ליבה

1. ארכיטקטורה כוללת

פריסה: 4 צירים + 5 שולחנות צ'אק + שולחן סיבובי אחד, המשלבים את כל תהליך הטעינה, הטחינה, הניקוי, הייבוש והפריקה, תופסים רק 3.5 מ"ר, קומפקטי ויעיל.

מידות (רוחב×עומק×גובה): 1400×2500×2000 מ"מ; משקל: כ-6000 ק"ג.

2. רכיבי ליבה

(1) מערכת ציר (4 צירים, Z1-Z4)

הספק: Z1-Z3 הם 6.3 קילוואט (קשיחות גבוהה, מומנט גבוה, מתאים לעומסים כבדים על חומרים קשים ושבירים); Z4 הוא ציר הגימור. מהירות סיבוב: 1000-4000 דקות (תפוקת כוח קבועה, מתאים לטחינה גסה/עדינה).

גלגל השחזה: גלגל השחזה יהלום סטנדרטי בקוטר Φ300 מ"מ (קוטר גדול, קצב הסרה גבוה, מתאים לחומרים קשים ושבירים).

(2) מערכת שולחן עבודה

5 שולחנות עבודה עם כוסות יניקה ושולחן סיבובי אחד מאפשרים עיבוד מקבילי ותפעול רציף, עם קיבולת עליונה לשעה (UPH) פי שלושה מזו של ציוד בעל ציר יחיד (כגון DFG8340).

ספיחה בוואקום + דיוק מיקום ±2μm מבטיחים ש-TTV (סטיית עובי כוללת) של הפרוסה לאחר דילול תהיה ≤2μm.

(3) מערכת בקרה

ממשק הפעלה: מסך מגע גרפי בגודל 15 אינץ', פעולה מבוססת סמלים, תומך בניטור בזמן אמת, אחסון פרמטרים ואזעקות חריגות.

ליבת בקרה: סרוו דיוק גבוה + סריגה בלולאה סגורה, דיוק בקרת עובי ±0.1 מיקרומטר, תומך בדילול ברמת מיקרון (עד 50 מיקרומטר). 3. מודולים מרכזיים

מודול השחזה: חלוקת עבודה בעלת 4 צירים (Z1 השחזה גסה → Z2 השחזה בינונית → Z3 השחזה דקה → Z4 ליטוש/גימור), השלמת תהליכים מרובים בהידוק יחיד, הפחתת נזקי טיפול.

מודול ניקוי וייבוש: ריסוס מים טהורים + ייבוש באוויר יונים לאחר הטחינה, ללא השארת שאריות או סימני מים, ועמידה בדרישות ניקיון מוליכים למחצה.

טעינה ופריקה אוטומטיות: קופסאות חומר כפולות (25 פרוסות בקופסה), זיהוי אוטומטי של פרוסות/מצעים, צמצום התערבות ידנית.

ג. עקרון עבודה וזרימת תהליך

1. עקרון הטחינה

שימוש בשיטת סיבוב פרוסות + טחינת הזנה: הפרוסות מסתובבות במהירות גבוהה יחד עם שולחן העבודה, וגלגל השחזה של היהלום מזין את החומר בצורה צירית, ומסירות אותו באמצעות חיתוך שוחק + מיקרו-שברים. עבור חומרים קשים ושבירים, הסרת שבירות היא השיטה העיקרית, בתוספת הסרת פלסטיק, תוך שליטה בעומק הסדק ≤5 מיקרומטר.

2. זרימת תהליך סטנדרטית

טעינה: זרוע רובוטית מרימה את הוופל מקופסת החומר ← ממקמת אותה ← ואקום סופג אותה על שולחן העבודה.

טחינה גסה (Z1): קצב הסרה גבוה (50-100 מיקרומטר/דקה), דילול מהיר לעובי היעד + 20 מיקרומטר.

טחינה בינונית (Z2): קצב הסרה בינוני (20-50 מיקרומטר/דקה), צמצום השכבה הפגועה לעובי היעד + 5 מיקרומטר.

טחינה עדינה (Z3): קצב הסרה נמוך (5-10 מיקרומטר/דקה), TTV ≤ 2 מיקרומטר, שכבה פגומה ≤ 2 מיקרומטר.

ליטוש/גימור פני השטח (Z4): גימור מראה, חספוס פני השטח Ra ≤ 0.1 מיקרומטר.

ניקוי וייבוש: ריסוס מים טהורים → ייבוש אוויר יונים → פריקה לתוך קופסת החומר.

3. תמיכה בזרימת עיבוד מצע: מסתגל לפלים מרוכבים מזכוכית/קרמית (עובי כולל ≤ 3.5 מ"מ), ספיחה בוואקום של המצע מגנה על הצד הקדמי של הוופל, טוחנת רק את הצד האחורי, פותרת את בעיות העיוות והשבירה של ופלים דקים במיוחד.

IV. יתרונות טכנולוגיים מרכזיים

1. יכולת הסתגלות חזקה לחומרים קשים ושבירים

ציר בעל עוצמה גבוהה (6.3 קילוואט) + גלגל השחזה יהלום בקוטר גדול, המגדיל את יעילות עיבוד ה-SiC/ספיר פי 3 ומאריך את חיי הגלגל ב-50%.

תהליך השחזה עם נזק נמוך: שכבת נזק ≤2μm, תפוקה ≥99%, הרבה מעבר לתהליכי השחזה המסורתיים.

2. כושר ייצור יעיל במיוחד (4 צירים, 5 שולחנות עבודה)

עיבוד מקבילי: 4 צירים הפועלים בו זמנית, 5 שולחנות עבודה מסתובבים ברציפות, פרוסות סיליקון בעובי UPH≥30 (SiC בגודל 6 אינץ'), פי 3 מזה של ציוד בעל ציר יחיד.

אוטומטי לחלוטין: טעינה, פריקה, טחינה, ניקוי וייבוש משולבים; פעולה רציפה ללא השגחה במשך 24 שעות.

3. דיוק גבוה ויציבות גבוהה

בקרת עובי: ±0.1 מיקרומטר, TTV≤2 מיקרומטר, עומדת בדרישות פרוסות SiC ברמת רכב.

מבנה קשיח: גוף ברזל יצוק + עיצוב שיכוך רעידות, רעידות ≤0.5 מיקרומטר, ללא סחיפה בדיוק במהלך פעולה ארוכת טווח. 4. גמישות ויכולת הסתגלות ועלויות תפעול נמוכות

תאימות לגדלים מרובים: תואם לפלסטיק בגודל 6 אינץ' ולמצעים בגודל 8 אינץ', המאפשר שימוש רב-תכליתי והפחתת השקעות בציוד.

עיבוד ירוק: שימוש במים טהורים בלבד, מבטל זיהום של ליטוש; ניתן לשחרר שפכים ישירות, מה שמפחית את עלויות התפעול ב-30%.

V. טבלת פרמטרים טכניים מרכזיים

ערך פרמטר הטבלה

גודל פרוסת עיבוד Φ4/5/6 אינץ' (מקסימום Φ150 מ"מ)

גודל מצע תמיכה Φ5/6/8 אינץ'

מספר צירים / הספק 4 צירים, Z1-Z3: 6.3 קילוואט

מהירות ציר 1000-4000 דקות

מפרט גלגל השחזה גלגל השחזה יהלום Φ300 מ"מ

דיוק בקרת עובי ±0.1 מיקרומטר

TTV (סטיית עובי כוללת) ≤2μm

חספוס פני השטח Ra≤0.1μm

קיבולת (6 אינץ' SiC) פרוסות UPH≥30

מידות מכונה כוללות (רוחב×עומק×גובה) 1400×2500×2000 מ"מ

משקל כ-6000 ק"ג

שטח רצפה 3.5 מ"ר

VI. השוואה עם ציוד דומה (DFG8830 לעומת DFG8340)

פריט השוואה שולחני DFG8830 (4 צירים, 5 שולחנות עבודה) DFG8340 (ציר אחד, 2 שלבים)

תצורת ציר: 4×6.3 קילוואט, מחלקת גס/גימור/ליטוש: 1×4.2 קילוואט, תהליך יחיד

קיבולת: פרוסות UPH≥30 (SiC 6 אינץ'), פרוסות UPH≤10 (SiC 6 אינץ')

דיוק עיבוד: TTV≤2μm, שכבת נזק≤2μm, TTV≤5μm, שכבת נזק≤5μm

חומרים מתאימים: SiC, ספיר, פרוסות סיליקון מרוכבות (עם מצע), פרוסות סיליקון, קרמיקה בעלת קשיות נמוכה

מורשת: 3.5㎡, 2㎡

תרחישים רלוונטיים: ייצור המוני, חומרים בעלי קשיות גבוהה ושבירים; אצווה קטנה, פרוסות סיליקון/חומרים בעלי קשיות נמוכה

VII. סיכום וערך בתעשייה

ה-DISCO DFG8830, עם ארכיטקטורת 4 צירים ו-5 שלבים, ציר בעל הספק גבוה ותהליך בעל נזק נמוך, הפך לציוד ייחוס לדילול מוליכים למחצה מדור שלישי (SiC/GaN) ומצעים אופטיים מספיר, ופותר את נקודות הכאב של התעשייה של יעילות נמוכה, נזק גבוה ותפוקה נמוכה בעיבוד חומרים קשים ושבירים. בתחומים כמו כלי רכב אנרגיה חדשים, תקשורת 5G ותאורת LED, ה-DFG8830 מסייע להתקני כוח SiC ושבבי LED מספיר להשיג ייצור המוני, ומניע את תעשיית המוליכים למחצה לעבר פער אנרגיה רחב יותר, פרופילים דקים יותר וביצועים גבוהים יותר.