Szlifierka do płytek DISCO DFG8830

DISCO DFG8830 to w pełni zautomatyzowana maszyna do polerowania i ścieniania twardych i kruchych materiałów, wprowadzona na rynek przez japońską firmę DISCO Corporation. Jej głównym celem jest wydajne i bezusterkowe ścinanie twardych i kruchych materiałów półprzewodnikowych/optycznych trzeciej generacji, takich jak SiC i szafir. Wyposażona w 4-osiową, 5-etapową architekturę, maszyna łączy wysoką wydajność z wysoką precyzją, co czyni ją powszechnie stosowaną maszyną do ścieniania twardych i kruchych płytek o średnicy 6-8 cali.

I. Pozycjonowanie rdzenia i scenariusze zastosowań

1. Pozycjonowanie rdzenia

W pełni zautomatyzowana maszyna do polerowania i polerowania zaprojektowana specjalnie do materiałów o dużej twardości i kruchości (SiC, szafir, ceramika, szkło itp.), rozwiązująca problemy związane z niską wydajnością obróbki, dużym ryzykiem uszkodzeń i niską wydajnością tradycyjnego sprzętu.

2. Typowe zastosowania

Półprzewodniki: ścienianie płytek mocy SiC/GaN (6-8 cali), ścienianie podłoży szafirowych (chipy LED).

Optyka: ścienianie szkła optycznego, podłoży ceramicznych i materiałów podczerwonych.

Zaawansowane pakowanie: ścienianie płytek kompozytowych z podłożami szklanymi/ceramicznymi (całkowita grubość ≤ 3,5 mm).

3. Kompatybilne rozmiary

Przetworzone wafle: Φ4/5/6 cali (maksymalnie Φ150 mm).

Podłoża pomocnicze: Φ5/6/8 cala (kompatybilne z podłożami 8-calowymi, podtrzymującymi wafle 6-calowe).

II. Ogólna struktura i konfiguracja rdzenia

1. Ogólna architektura

Układ: 4 wrzeciona + 5 stołów uchwytowych + 1 stół obrotowy, integrujące cały proces załadunku, szlifowania, czyszczenia, suszenia i rozładunku, zajmujące tylko 3,5 m², kompaktowe i wydajne.

Wymiary (szer. × gł. × wys.): 1400 × 2500 × 2000 mm; Waga: około 6000 kg.

2. Główne komponenty

(1) System wrzecionowy (4 osie, Z1-Z4)

Moc: Z1-Z3 o mocy 6,3 kW (wysoka sztywność, wysoki moment obrotowy, odpowiednie do dużych obciążeń twardych i kruchych materiałów); Z4 to oś wykańczająca. Prędkość obrotowa: 1000-4000 min⁻¹ (stała moc wyjściowa, odpowiednia do szlifowania zgrubnego/dokładnego).

Tarcza szlifierska: Standardowa diamentowa tarcza szlifierska o średnicy Φ300 mm (duża średnica, wysoka wydajność usuwania, odpowiednia do twardych i kruchych materiałów).

(2) System stołu roboczego

5 stołów roboczych z przyssawkami próżniowymi i 1 stół obrotowy umożliwiają równoległe przetwarzanie i ciągłą pracę przy UPH (maksymalnej wydajności na godzinę) trzykrotnie większej niż w przypadku urządzeń jednoosiowych (takich jak DFG8340).

Adsorpcja próżniowa + dokładność pozycjonowania ±2μm zapewniają, że TTV (całkowita odchyłka grubości) wafla po ścieńczeniu wynosi ≤2μm.

(3) Układ sterowania

Interfejs operacyjny: 15-calowy dotykowy interfejs graficzny, obsługa za pomocą ikon, obsługa monitorowania w czasie rzeczywistym, przechowywanie parametrów i alarmy awaryjne.

Rdzeń sterujący: wysoce precyzyjny serwomechanizm + zamknięta pętla kratowa, dokładność kontroli grubości ±0,1 μm, obsługa ścieniania na poziomie mikronów (do 50 μm). 3. Kluczowe moduły

Moduł szlifierski: podział pracy na 4 osie (Z1 szlifowanie zgrubne → Z2 szlifowanie średnie → Z3 szlifowanie dokładne → Z4 polerowanie/wykańczanie), wykonywanie wielu procesów w jednym zamocowaniu, co zmniejsza uszkodzenia powstałe podczas obsługi.

Moduł czyszczenia i suszenia: natryskiwanie czystą wodą + suszenie jonowe powietrzem po szlifowaniu, nie pozostawiające pozostałości ani śladów wody, spełniające wymogi czystości półprzewodników.

Automatyczne ładowanie i rozładowywanie: Podwójne pojemniki na płytki (25 płytek w pojemniku), automatyczna identyfikacja płytek/podłoży, redukująca konieczność ręcznej ingerencji.

III. Zasada działania i przebieg procesu

1. Zasada mielenia

Wykorzystuje metodę rotacji płytki + szlifowania wgłębnego: płytka obraca się z dużą prędkością wzdłuż stołu roboczego, a diamentowa tarcza szlifierska przesuwa się osiowo, usuwając materiał poprzez cięcie ścierne + mikropęknięcia. W przypadku materiałów twardych i kruchych, usuwanie kruchości jest podstawową metodą, uzupełnioną usuwaniem plastyczności, co pozwala kontrolować głębokość pęknięć ≤5 μm.

2. Standardowy przepływ procesu

Załadunek: Ramię robota podnosi płytkę z pojemnika z materiałem → umieszcza ją w odpowiednim położeniu → podciśnienie adsorbuje ją na stole roboczym.

Szlifowanie zgrubne (Z1): Wysoka wydajność usuwania (50-100μm/min), szybkie rozrzedzanie do docelowej grubości + 20μm.

Średnie szlifowanie (Z2): Średnia szybkość usuwania (20-50μm/min), zmniejszająca uszkodzoną warstwę do docelowej grubości + 5μm.

Szlifowanie precyzyjne (Z3): Niska szybkość usuwania (5-10μm/min), TTV ≤ 2μm, uszkodzona warstwa ≤ 2μm.

Polerowanie/wykańczanie powierzchni (Z4): Wykończenie lustrzane, chropowatość powierzchni Ra ≤ 0,1μm.

Czyszczenie i suszenie: natrysk czystej wody → suszenie jonowe powietrzem → rozładunek do pojemnika na materiał.

3. Proces przetwarzania podłoża pomocniczego: Dostosowuje się do kompozytowych płytek z podłożem szklanym/ceramicznym (grubość całkowita ≤ 3,5 mm); adsorpcja próżniowa podłoża chroni przednią stronę płytki, szlifując tylko tylną stronę, rozwiązując problemy odkształcania się i pękania w przypadku ultracienkich płytek.

IV. Główne zalety technologiczne

1. Duża zdolność adaptacji do materiałów twardych i kruchych

Wrzeciono o dużej mocy (6,3 kW) + diamentowa tarcza szlifierska o dużej średnicy, zwiększająca wydajność obróbki SiC/szafiru o 3-krotnie i wydłużająca żywotność tarczy o 50%.

Proces szlifowania o niskim poziomie uszkodzeń: grubość warstwy uszkodzonej ≤2μm, wydajność ≥99%, znacznie przewyższający tradycyjne procesy docierania.

2. Wysoka wydajność produkcji (4 osie, 5 stołów roboczych)

Przetwarzanie równoległe: 4 osie pracujące jednocześnie, 5 stołów roboczych obracających się w sposób ciągły, UPH ≥ 30 płytek (6-calowy SiC), 3-krotnie więcej niż w przypadku urządzeń jednoosiowych.

Pełna automatyzacja: zintegrowane ładowanie, rozładowywanie, mielenie, czyszczenie i suszenie; ciągła praca bez nadzoru przez 24 godziny.

3. Wysoka precyzja i wysoka stabilność

Kontrola grubości: ±0,1μm, TTV≤2μm, spełnia wymagania dotyczące płytek SiC klasy samochodowej.

Sztywna konstrukcja: korpus żeliwny + konstrukcja tłumiąca drgania, drgania ≤0,5 μm, brak odchyleń w dokładności podczas długotrwałej pracy. 4. Elastyczna adaptacja i niskie koszty eksploatacji

Kompatybilność z wieloma rozmiarami: Kompatybilność z 6-calowymi płytkami i 8-calowymi podłożami umożliwia uniwersalne zastosowanie i redukuje koszty inwestycji w sprzęt.

Zielone przetwarzanie: wykorzystuje wyłącznie czystą wodę, co eliminuje zanieczyszczenia pochodzące z szlamu polerskiego; ścieki można odprowadzać bezpośrednio, co zmniejsza koszty operacyjne o 30%.

V. Tabela kluczowych parametrów technicznych

Wartość parametru tabeli

Przetwarzanie wielkości wafli Φ4/5/6 cali (maksymalnie Φ150 mm)

Rozmiar podłoża pomocniczego Φ5/6/8 cala

Liczba wrzecion / Moc 4 osi, Z1-Z3: 6,3 kW

Prędkość wrzeciona 1000-4000 min⁻¹

Specyfikacja tarczy szlifierskiej Φ300 mm Diamentowa tarcza szlifierska

Dokładność kontroli grubości ±0,1μm

TTV (całkowite odchylenie grubości) ≤2μm

Chropowatość powierzchni Ra≤0,1μm

Pojemność (6-calowe płytki SiC) UPH≥30

Całkowite wymiary maszyny (szer. × gł. × wys.) 1400 × 2500 × 2000 mm

Waga ok. 6000 kg

Powierzchnia użytkowa 3,5 m²

VI. Porównanie z podobnym sprzętem (DFG8830 vs DFG8340)

Pozycja porównawcza stołu DFG8830 (4 osie, 5 stołów roboczych) DFG8340 (1 oś, 2 stopnie)

Konfiguracja wrzeciona: 4×6,3 kW, podział obróbki zgrubnej/wykańczającej/polerowania: 1×4,2 kW, pojedynczy proces

Pojemność: UPH≥30 płytek (6-calowe SiC), UPH≤10 płytek (6-calowe SiC)

Dokładność przetwarzania: TTV≤2μm, warstwa uszkodzona≤2μm, TTV≤5μm, warstwa uszkodzona≤5μm

Odpowiednie materiały: SiC, szafir, płytki kompozytowe (z podłożem), płytki krzemowe, ceramika o niskiej twardości

Dziedzictwo: 3,5㎡, 2㎡

Scenariusze zastosowania: Produkcja masowa, materiały o dużej twardości i kruchości; Produkcja w małych partiach, płytki krzemowe/materiały o małej twardości

VII. Podsumowanie i wartość dla branży

DISCO DFG8830, dzięki 4-osiowej, 5-stopniowej architekturze, wrzecionu o dużej mocy i procesowi minimalizacji uszkodzeń, stał się punktem odniesienia w zakresie pocieniania półprzewodników trzeciej generacji (SiC/GaN) i szafirowych podłoży optycznych, rozwiązując branżowe problemy związane z niską wydajnością, wysokim ryzykiem uszkodzeń i niską wydajnością w obróbce twardych i kruchych materiałów. W takich dziedzinach jak nowe pojazdy energetyczne, komunikacja 5G i oświetlenie LED, DFG8830 pomaga urządzeniom zasilającym SiC i szafirowym chipom LED osiągnąć masową produkcję, napędzając przemysł półprzewodnikowy w kierunku szerszej przerwy energetycznej, cieńszych profili i wyższej wydajności.