DISCO DFG8830 waferslijpmachine

De DISCO DFG8830 is een volledig geautomatiseerde dun- en polijstmachine voor harde en brosse materialen, gelanceerd door DISCO Corporation uit Japan. De machine is met name gericht op het efficiënt en schadevrij verdunnen van harde en brosse halfgeleider-/optische materialen van de derde generatie, zoals SiC en saffier. Dankzij de 4-assige, 5-traps architectuur combineert de machine een hoge doorvoer met een hoge precisie, waardoor het een gangbare machine is voor het verdunnen van harde en brosse wafers van 6-8 inch.

I. Kernpositionering en toepassingsscenario's

1. Kernpositionering

Een volledig geautomatiseerde polijst- en dunmachine, speciaal ontworpen voor zeer harde en brosse materialen (SiC, saffier, keramiek, glas, enz.), die de problemen van lage verwerkingsefficiëntie, hoge schade en lage opbrengst van traditionele apparatuur oplost.

2. Typische toepassingen

Halfgeleiders: Verdunning van SiC/GaN-vermogenswafers (6-8 inch), verdunning van saffiersubstraten (LED-chips).

Optica: Verdunnen van optisch glas, keramische substraten en infraroodmaterialen.

Geavanceerde verpakking: Verdunning van composietwafers met glas/keramische dragersubstraten (totale dikte ≤ 3,5 mm).

3. Compatibele maten

Verwerkte wafers: Φ4/5/6 inch (maximaal Φ150 mm).

Ondersteunende substraten: Φ5/6/8 inch (compatibel met 8-inch substraten die 6-inch wafers ondersteunen).

II. Algemene structuur en kernconfiguratie

1. Algemene architectuur

Indeling: 4 spindels + 5 klauwplaten + 1 draaitafel, waarmee het gehele proces van laden, slijpen, reinigen, drogen en lossen is geïntegreerd, en dat alles op een oppervlakte van slechts 3,5 m², compact en efficiënt.

Afmetingen (B×D×H): 1400×2500×2000 mm; Gewicht: Circa 6000 kg.

2. Kerncomponenten

(1) Spindelsysteem (4 assen, Z1-Z4)

Vermogen: Z1-Z3 hebben een vermogen van 6,3 kW (hoge stijfheid, hoog koppel, geschikt voor zware belastingen op harde en brosse materialen); Z4 is de afwerkingsas. Rotatiesnelheid: 1000-4000 min⁻¹ (constant vermogen, geschikt voor grof/fijn slijpen).

Slijpschijf: Standaard diamantslijpschijf van Φ300 mm (grote diameter, hoge afnamecapaciteit, geschikt voor harde en brosse materialen).

(2) Werktafelsysteem

Vijf vacuümzuignapwerktafels en één draaitafel maken parallelle verwerking en continue werking mogelijk, met een UPH (maximale capaciteit per uur) die drie keer zo hoog is als die van apparatuur met één as (zoals de DFG8340).

Vacuümadsorptie + positioneringsnauwkeurigheid ±2μm zorgt ervoor dat de TTV (totale dikteafwijking) van de wafer na het dunner maken ≤2μm is.

(3) Besturingssysteem

Bedieningsinterface: 15-inch touchscreen met grafische gebruikersinterface (GUI), bediening via pictogrammen, ondersteuning voor realtime monitoring, parameteropslag en alarmen bij afwijkingen.

Besturingskern: Zeer nauwkeurige servo + gesloten regelkring met raster, dikteregelingsnauwkeurigheid ±0,1 μm, ondersteunt verdunning op micronniveau (tot 50 μm). 3. Belangrijkste modules

Slijpmodule: 4-assige taakverdeling (Z1 grof slijpen → Z2 middelgrof slijpen → Z3 fijn slijpen → Z4 polijsten/afwerken), waardoor meerdere processen in één opspanning worden voltooid en schade door hantering wordt beperkt.

Reinigings- en droogmodule: Verneveling met zuiver water + ionenluchtdroging na het slijpen, waardoor er geen residu of watervlekken achterblijven en aan de reinheidseisen voor halfgeleiders wordt voldaan.

Automatisch laden en lossen: Dubbele materiaaldozen (25 wafers per doos), die wafers/substraten automatisch identificeren, waardoor handmatige tussenkomst wordt verminderd.

III. Werkingsprincipe en procesverloop

1. Maalprincipe

De waferrotatie in combinatie met in-feed slijpen wordt toegepast: de wafer roteert met hoge snelheid met de werktafel, terwijl de diamantslijpschijf axiaal wordt aangevoerd en materiaal verwijdert door middel van abrasief snijden en microbreuken. Bij harde en brosse materialen is het verwijderen van bros materiaal de primaire methode, aangevuld met het verwijderen van plastisch materiaal, waarbij de scheurdiepte beperkt blijft tot ≤5 μm.

2. Standaard processtroom

Laden: Een robotarm pakt de wafer uit de materiaalbak → positioneert hem → en zuigt hem vervolgens met behulp van een vacuümsysteem vast op de werktafel.

Grof slijpen (Z1): Hoge afnamesnelheid (50-100 μm/min), snelle verdunning tot de gewenste dikte + 20 μm.

Middelmatig slijpen (Z2): Gemiddelde afnamesnelheid (20-50 μm/min), waardoor de beschadigde laag wordt gereduceerd tot de gewenste dikte + 5 μm.

Fijn slijpen (Z3): Lage afnamesnelheid (5-10 μm/min), TTV ≤ 2 μm, beschadigde laag ≤ 2 μm.

Polijsten/Oppervlakteafwerking (Z4): Spiegelglans, oppervlakteruwheid Ra ≤ 0,1 μm.

Reiniging en droging: Besproeiing met zuiver water → drogen met ionenlucht → lossen in de materiaalbak.

3. Ondersteuningsverwerkingsproces voor substraten: Geschikt voor composietwafers van glas/keramiek (totale dikte ≤ 3,5 mm). Vacuümadsorptie van het substraat beschermt de voorzijde van de wafer, terwijl alleen de achterzijde wordt geslepen. Dit lost de problemen op van kromtrekken en breken van ultradunne wafers.

IV. Kerntechnologische voordelen

1. Sterk aanpassingsvermogen aan harde en breekbare materialen

Krachtige spindel (6,3 kW) + diamantslijpschijf met grote diameter, waardoor de verwerkingsefficiëntie van SiC/saffier met een factor 3 toeneemt en de levensduur van de slijpschijf met 50% wordt verlengd.

Slijpproces met minimale schade: Schadelaag ≤2 μm, opbrengst ≥99%, aanzienlijk beter dan traditionele lapprocessen.

2. Hoogefficiënte productiecapaciteit (4 assen, 5 werktafels)

Parallelle verwerking: 4 assen werken gelijktijdig, 5 werktafels draaien continu, UPH≥30 wafers (6-inch SiC), 3 keer zoveel als apparatuur met één as.

Volledig geautomatiseerd: geïntegreerd laden, lossen, malen, reinigen en drogen; onbeheerde continue werking gedurende 24 uur.

3. Hoge precisie en hoge stabiliteit

Diktecontrole: ±0,1 μm, TTV ≤ 2 μm, voldoet aan de eisen voor SiC-wafers van automobielkwaliteit.

Stevige constructie: Gietijzeren behuizing + trillingsdempend ontwerp, trillingen ≤0,5 μm, geen nauwkeurigheidsverlies tijdens langdurig gebruik. 4. Flexibele aanpasbaarheid en lage bedrijfskosten

Compatibiliteit met meerdere formaten: Compatibel met 6-inch wafers en 8-inch substraten, waardoor ze voor diverse doeleinden gebruikt kunnen worden en de investeringskosten voor apparatuur worden verlaagd.

Groene verwerking: Er wordt uitsluitend zuiver water gebruikt, waardoor vervuiling door polijstslib wordt voorkomen; afvalwater kan direct worden geloosd, wat de bedrijfskosten met 30% verlaagt.

Tabel met de belangrijkste technische parameters

Tabelparameterwaarde

Verwerkingswafels met een afmeting van Φ4/5/6 inch (maximaal Φ150 mm)

Afmetingen van het ondersteuningssubstraat: Φ5/6/8 inch

Aantal spindels / Vermogen 4 assen, Z1-Z3: 6,3 kW

Spindelsnelheid 1000-4000 min⁻¹

Specificaties slijpschijf: Diamantslijpschijf met een diameter van 300 mm

Nauwkeurigheid van de dikteregeling: ±0,1 μm

TTV (Totale dikteafwijking) ≤2 μm

Oppervlakteruwheid Ra≤0,1μm

Capaciteit (6-inch SiC) UPH≥30 wafers

Totale afmetingen van de machine (B×D×H): 1400×2500×2000 mm

Gewicht circa 6000 kg

Vloeroppervlakte 3,5 m²

VI. Vergelijking met soortgelijke apparatuur (DFG8830 versus DFG8340)

Tabelvergelijking Artikel DFG8830 (4 assen, 5 werktafels) DFG8340 (1 as, 2-traps)

Spindelconfiguratie: 4 × 6,3 kW, voorbewerken/afwerken/polijsten: 1 × 4,2 kW, enkelvoudig proces

Capaciteit: UPH≥30 wafers (6-inch SiC), UPH≤10 wafers (6-inch SiC)

Verwerkingsnauwkeurigheid: TTV≤2μm, beschadigingslaag≤2μm, TTV≤5μm, beschadigingslaag≤5μm

Geschikte materialen: SiC, saffier, composietwafers (met substraat), siliciumwafers, keramiek met lage hardheid.

Legacy: 3,5 m², 2 m²

Toepassingsgebieden: Massaproductie, materialen met een hoge hardheid en brosheid; Kleine series, siliciumwafers/materialen met een lage hardheid.

VII. Samenvatting en waarde voor de industrie

De DISCO DFG8830, met zijn 4-assige, 5-traps architectuur, krachtige spindel en schadearme proces, is uitgegroeid tot een referentie-instrument voor het dunner maken van halfgeleiders van de derde generatie (SiC/GaN) en saffieren optische substraten. Het apparaat lost de problemen op waar de industrie mee kampt: lage efficiëntie, hoge schade en lage opbrengst bij de verwerking van harde en brosse materialen. In sectoren zoals elektrische voertuigen, 5G-communicatie en LED-verlichting draagt ​​de DFG8830 bij aan de massaproductie van SiC-vermogenscomponenten en saffieren LED-chips, waardoor de halfgeleiderindustrie zich kan richten op bredere bandgap, dunnere profielen en hogere prestaties.