DISCO DFG8830 vaflių malūnėlis

„DISCO DFG8830“ – tai visiškai automatizuota kietų ir trapių medžiagų retinimo ir poliravimo mašina, kurią pristatė Japonijos „DISCO Corporation“. Jos pagrindinis tikslas – efektyvus ir mažai pažeidžiantis trečios kartos puslaidininkinių / optinių kietų ir trapių medžiagų, tokių kaip SiC ir safyras, retinimas. Dėl 4 ašių, 5 pakopų architektūros ji suderina didelį našumą ir didelį tikslumą, todėl tai yra pagrindinė mašina 6–8 colių kietų ir trapių plokštelių retinimui.

I. Pagrindiniai pozicionavimo ir taikymo scenarijai

1. Pagrindinis pozicionavimas

Visiškai automatizuota poliravimo ir retinimo mašina, specialiai sukurta didelio kietumo, didelio trapumo medžiagoms (SiC, safyrui, keramikai, stiklui ir kt.), sprendžianti tradicinės įrangos mažo apdorojimo efektyvumo, didelės žalos ir mažo našumo problemas.

2. Tipinės taikymo sritys

Puslaidininkiai: SiC/GaN galios plokštelių ploninimas (6–8 colių), safyro substratų (LED lustų) ploninimas.

Optika: optinio stiklo, keraminių pagrindų ir infraraudonųjų spindulių medžiagų ploninimas.

Pažangus pakavimas: Kompozitinių plokštelių ploninimas stiklo/keramikos atraminiais pagrindais (bendras storis ≤ 3,5 mm).

3. Suderinami dydžiai

Apdoroti vafliai: Φ4/5/6 colio (maksimalus Φ150 mm).

Atraminiai pagrindai: Φ5/6/8 colio (suderinama su 8 colių pagrindais, palaikančiais 6 colių plokštes).

II. Bendra struktūra ir pagrindinė konfigūracija

1. Bendra architektūra

Išdėstymas: 4 verpstės + 5 griebtuvų stalai + 1 sukamasis stalas, integruojantis visą pakrovimo, šlifavimo, valymo, džiovinimo ir iškrovimo procesą, užimantis tik 3,5 m² ploto, kompaktiškas ir efektyvus.

Matmenys (P × G × A): 1400 × 2500 × 2000 mm; Svoris: maždaug 6000 kg.

2. Pagrindiniai komponentai

(1) Veleno sistema (4 ašys, Z1–Z4)

Galia: Z1–Z3 yra 6,3 kW (didelis standumas, didelis sukimo momentas, tinka didelėms apkrovoms apdirbti kietas ir trapias medžiagas); Z4 yra apdailos ašis. Sukimosi greitis: 1000–4000 min⁻¹ (pastovi galia, tinka grubiam/smulkiam šlifavimui).

Šlifavimo diskas: standartinis Φ300 mm deimantinis šlifavimo diskas (didelis skersmuo, didelis šalinimo greitis, tinka kietoms ir trapioms medžiagoms).

(2) Darbo stalo sistema

5 vakuuminiai siurbimo puodelių darbastaliai ir 1 sukamasis stalas leidžia lygiagrečiai apdoroti ir nepertraukiamai veikti, o UPH (didžiausias našumas per valandą) yra tris kartus didesnis nei vienos ašies įrangos (pvz., DFG8340).

Vakuuminė adsorbcija + padėties nustatymo tikslumas ±2 μm užtikrina, kad plokštelės TTV (bendras storio nuokrypis) po retinimo yra ≤2 μm.

(3) Valdymo sistema

Valdymo sąsaja: 15 colių jutiklinis grafinis vartotojo sąsajos ekranas, valdomas piktogramomis, palaiko stebėjimą realiuoju laiku, parametrų saugojimą ir nenormalių aliarmų signalus.

Valdymo šerdis: didelio tikslumo servo + uždara grandinė, storio valdymo tikslumas ±0,1 μm, palaiko mikronų lygio ploninimą (iki 50 μm). 3. Pagrindiniai moduliai

Šlifavimo modulis: 4 ašių darbo pasidalijimas (Z1 grubus šlifavimas → Z2 vidutinis šlifavimas → Z3 smulkus šlifavimas → Z4 poliravimas/apdaila), atliekant kelis procesus vienu spaustuku, sumažinant pažeidimus tvarkant.

Valymo ir džiovinimo modulis: gryno vandens purškimas + joninis oro džiovinimas po šlifavimo, nepaliekant likučių ar vandens žymių, atitinkantis puslaidininkių švaros reikalavimus.

Automatinis pakrovimas ir iškrovimas: dviejų medžiagų dėžės (25 plokštelės dėžėje), automatiškai identifikuojančios plokšteles / substratus, sumažinant rankinį įsikišimą.

III. Veikimo principas ir proceso eiga

1. Šlifavimo principas

Naudojamas plokštelių sukimosi + šlifavimo padavimo metodas: plokštelė sukasi dideliu greičiu kartu su darbiniu stalu, o deimantinis šlifavimo diskas juda ašine kryptimi, pašalindamas medžiagą abrazyviniu būdu ir sukeldamas mikroįtrūkimus. Kietoms ir trapioms medžiagoms trapumo šalinimas yra pagrindinis metodas, papildytas plastiko šalinimu, kontroliuojant įtrūkimo gylį ≤5 μm.

2. Standartinis proceso srautas

Pakrovimas: Robotinė ranka paima plokštelę iš medžiagų dėžės → ją pastato → vakuume adsorbuoja ant darbinio stalo.

Grubus šlifavimas (Z1): didelis šalinimo greitis (50–100 μm/min.), greitas retinimas iki tikslinio storio + 20 μm.

Vidutinis šlifavimas (Z2): vidutinis šalinimo greitis (20–50 μm/min.), sumažinant pažeistą sluoksnį iki tikslinio storio + 5 μm.

Smulkus šlifavimas (Z3): mažas šalinimo greitis (5–10 μm/min.), TTV ≤ 2 μm, pažeistas sluoksnis ≤ 2 μm.

Poliravimas / paviršiaus apdailinimas (Z4): veidrodinis paviršius, paviršiaus šiurkštumas Ra ≤ 0,1 μm.

Valymas ir džiovinimas: Gryno vandens purškimas → jonų oro džiovinimas → iškrovimas į medžiagų dėžę.

3. Pagrindo apdorojimo srautas: prisitaiko prie stiklo / keramikos pagrindo kompozicinių plokštelių (bendras storis ≤ 3,5 mm), pagrindo vakuuminė adsorbcija apsaugo priekinę plokštelės pusę, šlifuojant tik galinę pusę, taip išsprendžiant itin plonų plokštelių deformacijos ir lūžimo problemas.

IV. Pagrindiniai technologiniai pranašumai

1. Stiprus prisitaikymas prie kietų ir trapių medžiagų

Didelės galios velenas (6,3 kW) + didelio skersmens deimantinis šlifavimo diskas, 3 kartus padidinantis SiC/safyro apdorojimo efektyvumą ir 50 % prailginantis disko tarnavimo laiką.

Mažo pažeidimo šlifavimo procesas: pažeidimo sluoksnis ≤2μm, išeiga ≥99%, gerokai viršijantis tradicinius šlifavimo procesus.

2. Didelio efektyvumo gamybos pajėgumai (4 ašys, 5 darbo stalai)

Lygiagretus apdorojimas: 4 ašys veikia vienu metu, 5 nuolat besisukantys darbastaliai, UPH≥30 plokštelių (6 colių SiC), 3 kartus daugiau nei vienos ašies įranga.

Visiškai automatizuotas: integruotas pakrovimas, iškrovimas, malimas, valymas ir džiovinimas; nepertraukiamas veikimas be priežiūros 24 valandas.

3. Didelis tikslumas ir didelis stabilumas

Storio valdymas: ±0,1 μm, TTV≤2 μm, atitinkantis automobilių klasės SiC plokštelių reikalavimus.

Tvirta konstrukcija: ketaus korpusas + vibracijos slopinimo konstrukcija, vibracija ≤0,5 μm, tikslumas nepakinta ilgalaikio veikimo metu. 4. Lankstus prisitaikymas ir mažos eksploatavimo išlaidos

Suderinamumas su įvairiais dydžiais: Suderinamas su 6 colių plokštelėmis ir 8 colių pagrindais, todėl galima naudoti įvairiems tikslams ir sumažinti investicijas į įrangą.

Žaliasis apdorojimas: naudojamas tik grynas vanduo, pašalinant poliravimo mišinių taršą; nuotekas galima tiesiogiai išpilti, taip 30 % sumažinant eksploatavimo išlaidas.

V. Pagrindinių techninių parametrų lentelė

Lentelės parametro reikšmė

Apdorojimo plokštelės dydis Φ4/5/6 coliai (maksimalus Φ150 mm)

Pagrindo dydis Φ5/6/8 colių

Velenų skaičius / Galia 4 ašys, Z1-Z3: 6,3 kW

Veleno greitis 1000–4000 min./min.

Šlifavimo disko specifikacija: Φ300 mm deimantinis šlifavimo diskas

Storio kontrolės tikslumas ±0,1 μm

TTV (bendras storio nuokrypis) ≤2μm

Paviršiaus šiurkštumas Ra≤0.1μm

Talpa (6 colių SiC) UPH≥30 plokštelių

Bendri mašinos matmenys (P × G × A) 1400 × 2500 × 2000 mm

Svoris apie 6000 kg

Grindų plotas 3,5㎡

VI. Palyginimas su panašia įranga (DFG8830 ir DFG8340)

Lentelių palyginimo elementas DFG8830 (4 ašys, 5 darbo stalai) DFG8340 (1 ašies, 2 pakopų)

Veleno konfigūracija: 4 × 6,3 kW, grubus apdirbimas / apdaila / poliravimas: 1 × 4,2 kW, vieno proceso

Talpa: UPH≥30 plokštelių (6 colių SiC), UPH≤10 plokštelių (6 colių SiC)

Apdorojimo tikslumas: TTV≤2μm, pažeidimo sluoksnis≤2μm, TTV≤5μm, pažeidimo sluoksnis≤5μm

Tinkamos medžiagos: SiC, safyras, kompozicinės plokštelės (su substratu), silicio plokštelės, mažo kietumo keramika

Palikimas: 3,5㎡, 2㎡

Taikomi scenarijai: masinė gamyba, didelio kietumo ir trapios medžiagos; mažos partijos, silicio plokštelės / mažo kietumo medžiagos

VII. Santrauka ir pramonės vertė

DISCO DFG8830, pasižymintis 4 ašių, 5 pakopų architektūra, didelio galingumo verpste ir mažo pažeidimo procesu, tapo etalonine įranga trečios kartos puslaidininkių (SiC/GaN) ir safyro optinių substratų ploninimui, išspręsdamas pramonės problemas, susijusias su mažu efektyvumu, dideliais pažeidimais ir mažu našumu apdorojant kietas ir trapias medžiagas. Tokiose srityse kaip naujos energijos transporto priemonės, 5G ryšys ir LED apšvietimas, DFG8830 padeda SiC maitinimo įrenginiams ir safyro LED lustams pasiekti masinę gamybą, skatindamas puslaidininkių pramonę siekti platesnės draustinės juostos, plonesnių profilių ir didesnio našumo.