Mesin penggiling wafer DISCO DFG8830

DISCO DFG8830 adalah mesin penipisan dan pemolesan otomatis sepenuhnya untuk material keras dan rapuh, yang diluncurkan oleh DISCO Corporation dari Jepang. Fokus utamanya adalah pada penipisan material keras dan rapuh semikonduktor/optik generasi ketiga seperti SiC dan safir secara efisien dan dengan kerusakan minimal. Dengan arsitektur 4 sumbu, 5 tahap, mesin ini menyeimbangkan throughput tinggi dan presisi tinggi, menjadikannya mesin utama untuk penipisan wafer keras dan rapuh berukuran 6-8 inci.

I. Penentuan Posisi Inti dan Skenario Aplikasi

1. Penentuan Posisi Inti

Mesin pemoles dan penipisan otomatis sepenuhnya yang dirancang khusus untuk material dengan kekerasan tinggi dan kerapuhan tinggi (SiC, safir, keramik, kaca, dll.), mengatasi masalah efisiensi pemrosesan yang rendah, kerusakan tinggi, dan hasil produksi yang rendah dari peralatan tradisional.

2. Aplikasi Umum

Semikonduktor: Penipisan wafer daya SiC/GaN (6-8 inci), penipisan substrat safir (chip LED).

Optik: Penipisan kaca optik, substrat keramik, dan material inframerah.

Pengemasan Tingkat Lanjut: Penipisan wafer komposit dengan substrat pendukung kaca/keramik (ketebalan total ≤ 3,5 mm).

3. Ukuran yang Kompatibel

Wafer yang telah diproses: Φ4/5/6 inci (maksimum Φ150mm).

Substrat Pendukung: Φ5/6/8 inci (kompatibel dengan substrat 8 inci yang mendukung wafer 6 inci).

II. Struktur Keseluruhan dan Konfigurasi Inti

1. Arsitektur Keseluruhan

Tata letak: 4 spindel + 5 meja penjepit + 1 meja putar, mengintegrasikan seluruh proses pemuatan, penggilingan, pembersihan, pengeringan, dan pembongkaran, hanya menempati area 3,5㎡, ringkas dan efisien.

Dimensi (Lebar×Kedalaman×Tinggi): 1400×2500×2000mm; Berat: Sekitar 6000kg.

2. Komponen Inti

(1) Sistem Spindel (4 sumbu, Z1-Z4)

Daya: Z1-Z3 adalah 6,3kW (kekakuan tinggi, torsi tinggi, cocok untuk beban berat pada material keras dan rapuh); Z4 adalah sumbu penyelesaian. Kecepatan putar: 1000-4000 min⁻¹ (daya keluaran konstan, cocok untuk penggilingan kasar/halus).

Batu gerinda: Batu gerinda intan standar Φ300mm (diameter besar, laju pengangkatan material tinggi, cocok untuk material keras dan rapuh).

(2) Sistem meja kerja

5 meja kerja penghisap vakum dan 1 meja putar memungkinkan pemrosesan paralel dan operasi berkelanjutan, dengan UPH (kapasitas maksimum per jam) tiga kali lipat dari peralatan sumbu tunggal (seperti DFG8340).

Adsorpsi vakum + akurasi pemosisian ±2μm memastikan bahwa TTV (penyimpangan ketebalan total) wafer setelah penipisan adalah ≤2μm.

(3) Sistem kontrol

Antarmuka pengoperasian: GUI sentuh 15 inci, pengoperasian berbasis ikon, mendukung pemantauan waktu nyata, penyimpanan parameter, dan alarm abnormal.

Inti kontrol: Servo presisi tinggi + loop tertutup kisi, akurasi kontrol ketebalan ±0,1μm, mendukung penipisan tingkat mikron (hingga 50μm). 3. Modul Utama

Modul Penggilingan: Pembagian kerja 4 sumbu (Z1 penggilingan kasar → Z2 penggilingan sedang → Z3 penggilingan halus → Z4 pemolesan/penyelesaian), menyelesaikan berbagai proses dalam satu kali penjepitan, mengurangi kerusakan akibat penanganan.

Modul Pembersihan dan Pengeringan: Penyemprotan air murni + pengeringan udara ion setelah penggilingan, tidak meninggalkan residu atau noda air, memenuhi persyaratan kebersihan semikonduktor.

Pemuatan dan Pembongkaran Otomatis: Kotak material ganda (25 wafer per kotak), secara otomatis mengidentifikasi wafer/substrat, mengurangi intervensi manual.

III. Prinsip Kerja dan Alur Proses

1. Prinsip Penggilingan

Menggunakan metode rotasi wafer + penggerindaan umpan: Wafer berputar dengan kecepatan tinggi bersama meja kerja, dan roda gerinda intan bergerak secara aksial, menghilangkan material melalui pemotongan abrasif + retakan mikro. Untuk material keras dan rapuh, penghilangan material rapuh adalah metode utama, dilengkapi dengan penghilangan material plastis, dengan mengontrol kedalaman retakan ≤5μm.

2. Alur Proses Standar

Proses pemuatan: Lengan robot mengambil wafer dari kotak material → memposisikannya → menyerapnya dengan vakum ke meja kerja.

Penggilingan Kasar (Z1): Tingkat pengangkatan tinggi (50-100μm/menit), penipisan cepat hingga ketebalan target + 20μm.

Penggilingan Sedang (Z2): Tingkat pengangkatan sedang (20-50μm/menit), mengurangi lapisan yang rusak hingga ketebalan target + 5μm.

Penggilingan Halus (Z3): Tingkat pengangkatan rendah (5-10μm/menit), TTV ≤ 2μm, lapisan rusak ≤ 2μm.

Pemolesan/Penyelesaian Permukaan (Z4): Hasil akhir seperti cermin, kekasaran permukaan Ra ≤ 0,1μm.

Pembersihan dan Pengeringan: Semprotan air murni → pengeringan udara ion → pembongkaran ke dalam kotak material.

3. Mendukung Alur Pemrosesan Substrat: Beradaptasi dengan wafer komposit substrat kaca/keramik (ketebalan total ≤ 3,5 mm), adsorpsi vakum substrat melindungi sisi depan wafer, hanya bagian belakang yang digerinda, sehingga mengatasi masalah lengkungan dan kerusakan pada wafer ultra-tipis.

IV. Keunggulan Teknologi Inti

1. Kemampuan Adaptasi yang Kuat terhadap Material Keras dan Rapuh

Spindel daya tinggi (6,3kW) + roda gerinda intan berdiameter besar, meningkatkan efisiensi pemrosesan SiC/safir hingga 3 kali lipat dan memperpanjang umur roda gerinda hingga 50%.

Proses penggerindaan dengan kerusakan rendah: Lapisan kerusakan ≤2μm, hasil ≥99%, jauh melampaui proses pengasahan tradisional.

2. Kapasitas produksi efisiensi tinggi (4 sumbu, 5 meja kerja)

Pemrosesan paralel: 4 sumbu bekerja secara simultan, 5 meja kerja berputar terus menerus, UPH≥30 wafer (SiC 6 inci), 3 kali lipat dari peralatan sumbu tunggal.

Sepenuhnya otomatis: Pemuatan, pembongkaran, penggilingan, pembersihan, dan pengeringan terintegrasi; pengoperasian terus menerus tanpa pengawasan selama 24 jam.

3. Presisi tinggi dan stabilitas tinggi

Kontrol ketebalan: ±0,1μm, TTV≤2μm, memenuhi persyaratan wafer SiC kelas otomotif.

Struktur kokoh: Bodi besi cor + desain peredam getaran, getaran ≤0,5μm, tidak ada penyimpangan akurasi selama pengoperasian jangka panjang. 4. Kemampuan Adaptasi yang Fleksibel dan Biaya Operasional Rendah

Kompatibilitas Multi-ukuran: Kompatibel dengan wafer 6 inci dan substrat 8 inci, memungkinkan penggunaan serbaguna dan mengurangi investasi peralatan.

Pengolahan Ramah Lingkungan: Hanya menggunakan air murni, menghilangkan polusi lumpur pemurnian; air limbah dapat langsung dibuang, mengurangi biaya operasional hingga 30%.

V. Tabel Parameter Teknis Utama

Nilai Parameter Tabel

Ukuran Wafer yang Diproses Φ4/5/6 inci (maksimum Φ150mm)

Ukuran Substrat Penopang Φ5/6/8 inci

Jumlah Spindel / Daya 4 sumbu, Z1-Z3: 6,3kW

Kecepatan Spindel 1000-4000min⁻¹

Spesifikasi Batu Gerinda Φ300mm Batu Gerinda Berlian

Akurasi Kontrol Ketebalan ±0,1μm

TTV (Total Thickness Deviation) ≤2μm

Kekasaran Permukaan Ra≤0,1μm

Kapasitas (SiC 6 inci) UPH≥30 wafer

Dimensi Mesin Keseluruhan (Lebar×Kedalaman×Tinggi) 1400×2500×2000mm

Berat sekitar 6000kg

Luas Lantai 3,5㎡

VI. Perbandingan dengan Peralatan Serupa (DFG8830 vs DFG8340)

Tabel Perbandingan Item DFG8830 (4 sumbu, 5 meja kerja) DFG8340 (1 sumbu, 2 tahap)

Konfigurasi spindel: 4×6,3kW, divisi pengasaran/penyelesaian/pemolesan: 1×4,2kW, proses tunggal

Kapasitas: UPH≥30 wafer (SiC 6 inci), UPH≤10 wafer (SiC 6 inci)

Akurasi pemrosesan: TTV≤2μm, lapisan kerusakan≤2μm, TTV≤5μm, lapisan kerusakan≤5μm

Bahan yang sesuai: SiC, safir, wafer komposit (dengan substrat), wafer silikon, keramik dengan kekerasan rendah.

Legacy: 3,5㎡, 2㎡

Skenario penggunaan: Produksi massal, material dengan kekerasan tinggi dan rapuh; Produksi dalam jumlah kecil, wafer silikon/material dengan kekerasan rendah

VII. Ringkasan dan Nilai Industri

DISCO DFG8830, dengan arsitektur 4-sumbu, 5-tahap, spindel daya tinggi, dan proses kerusakan rendah, telah menjadi peralatan patokan untuk penipisan semikonduktor generasi ketiga (SiC/GaN) dan substrat optik safir, memecahkan masalah industri berupa efisiensi rendah, kerusakan tinggi, dan hasil rendah dalam pemrosesan material keras dan rapuh. Di bidang-bidang seperti kendaraan energi baru, komunikasi 5G, dan penerangan LED, DFG8830 membantu perangkat daya SiC dan chip LED safir mencapai produksi massal, mendorong industri semikonduktor menuju celah pita yang lebih lebar, profil yang lebih tipis, dan kinerja yang lebih tinggi.