Измельчитель вафель DISCO DFG8830

DISCO DFG8830 — это полностью автоматизированный станок для истончения и полировки твердых и хрупких материалов, выпущенный японской корпорацией DISCO. Его основная задача — эффективное истончение полупроводниковых/оптических твердых и хрупких материалов третьего поколения, таких как SiC и сапфир, с минимальным повреждением. Благодаря 4-осевой 5-ступенчатой ​​архитектуре, он обеспечивает баланс между высокой производительностью и высокой точностью, что делает его востребованным станком для истончения твердых и хрупких пластин диаметром 6-8 дюймов.

I. Основные позиционирования и сценарии применения

1. Позиционирование ядра

Полностью автоматизированный станок для полировки и утонения, специально разработанный для высокотвердых и высокохрупких материалов (карбид кремния, сапфир, керамика, стекло и т. д.), решает проблемы низкой эффективности обработки, высокого уровня повреждений и низкого выхода годной продукции, характерные для традиционного оборудования.

2. Типичные области применения

Полупроводники: уменьшение толщины силовых кремниевых пластин SiC/GaN (6-8 дюймов), уменьшение толщины сапфировых подложек (светодиодные чипы).

Оптика: истончение оптического стекла, керамических подложек и материалов, используемых в инфракрасном диапазоне.

Усовершенствованная упаковка: истончение композитных пластин с использованием стеклокерамических подложек (общая толщина ≤ 3,5 мм).

3. Совместимые размеры

Обработанные пластины: Φ4/5/6 дюймов (максимальный Φ150 мм).

Подложки: Φ5/6/8 дюймов (совместимы с 8-дюймовыми подложками, поддерживающими 6-дюймовые пластины).

II. Общая структура и конфигурация ядра

1. Общая архитектура

Компоновка: 4 шпинделя + 5 зажимных столов + 1 поворотный стол, объединяющие весь процесс загрузки, шлифовки, очистки, сушки и выгрузки, занимающие всего 3,5 м², компактные и эффективные.

Габариты (Ш×Г×В): 1400×2500×2000 мм; Вес: приблизительно 6000 кг.

2. Основные компоненты

(1) Шпиндельная система (4 оси, Z1-Z4)

Мощность: оси Z1-Z3 — 6,3 кВт (высокая жесткость, высокий крутящий момент, подходит для работы с твердыми и хрупкими материалами под большими нагрузками); ось Z4 — ось чистовой обработки. Скорость вращения: 1000-4000 мин⁻¹ (постоянная выходная мощность, подходит для грубой/тонкой шлифовки).

Шлифовальный круг: Стандартный алмазный шлифовальный круг диаметром Φ300 мм (большой диаметр, высокая скорость съема материала, подходит для твердых и хрупких материалов).

(2) Система рабочих столов

Пять рабочих столов с вакуумными присосками и один поворотный стол обеспечивают параллельную обработку и непрерывную работу, при этом производительность (UPH) в три раза выше, чем у одноосевого оборудования (например, DFG8340).

Вакуумная адсорбция + точность позиционирования ±2 мкм гарантирует, что общее отклонение толщины (TTV) пластины после утонения составляет ≤2 мкм.

(3) Система управления

Интерфейс управления: 15-дюймовый сенсорный графический интерфейс, управление на основе значков, поддержка мониторинга в реальном времени, сохранения параметров и оповещения о неисправностях.

Основной блок управления: высокоточный сервопривод + замкнутый контур управления с дифракционной решеткой, точность контроля толщины ±0,1 мкм, поддержка утонения на микронном уровне (до 50 мкм). 3. Ключевые модули

Шлифовальный модуль: 4-осевое разделение труда (Z1 – черновая шлифовка → Z2 – средняя шлифовка → Z3 – тонкая шлифовка → Z4 – полировка/финишная обработка), позволяющее выполнять несколько процессов за один зажим, что снижает повреждения при транспортировке.

Модуль очистки и сушки: Распыление чистой воды + ионизация воздухом после шлифовки, не оставляющая следов или водяных пятен, соответствующая требованиям к чистоте полупроводниковых изделий.

Автоматическая загрузка и выгрузка: Двойные контейнеры для материалов (по 25 пластин в каждом), автоматическая идентификация пластин/подложек, что сокращает необходимость ручного вмешательства.

III. Принцип работы и технологический процесс

1. Принцип шлифовки

Используется метод вращения пластины + шлифовка в процессе обработки: пластина вращается с высокой скоростью вместе с рабочим столом, а алмазный шлифовальный круг перемещается в осевом направлении, удаляя материал путем абразивной резки и микрофрактурирования. Для твердых и хрупких материалов основным методом является хрупкое удаление, дополненное пластическим удалением, при этом глубина трещин контролируется на уровне ≤5 мкм.

2. Стандартный технологический процесс

Загрузка: Роботизированная рука захватывает пластину из контейнера с материалом → позиционирует ее → вакуумно адсорбирует на рабочем столе.

Грубая шлифовка (Z1): высокая скорость удаления материала (50-100 мкм/мин), быстрое утонение до целевой толщины + 20 мкм.

Средняя шлифовка (Z2): Средняя скорость удаления материала (20-50 мкм/мин), уменьшение толщины поврежденного слоя до целевой толщины + 5 мкм.

Тонкое измельчение (Z3): низкая скорость удаления материала (5-10 мкм/мин), толщина слоя ≤ 2 мкм, толщина поврежденного слоя ≤ 2 мкм.

Полировка/финишная обработка поверхности (Z4): зеркальная полировка, шероховатость поверхности Ra ≤ 0,1 мкм.

Очистка и сушка: Распыление чистой воды → ионизация воздухом → выгрузка в контейнер для материала.

3. Технологический процесс обработки подложки: адаптирован для композитных пластин из стекла и керамики (общая толщина ≤ 3,5 мм), вакуумная адсорбция подложки защищает лицевую сторону пластины, шлифовка производится только с обратной стороны, что решает проблемы деформации и поломки сверхтонких пластин.

IV. Основные технологические преимущества

1. Высокая адаптивность к твердым и хрупким материалам.

Мощный шпиндель (6,3 кВт) + алмазный шлифовальный круг большого диаметра, повышающий эффективность обработки SiC/сапфира в 3 раза и увеличивающий срок службы круга на 50%.

Процесс шлифовки с минимальным повреждением: слой повреждений ≤2 мкм, предел текучести ≥99%, что значительно превосходит традиционные процессы притирки.

2. Высокоэффективная производственная мощность (4 оси, 5 рабочих столов)

Параллельная обработка: 4 оси работают одновременно, 5 рабочих столов непрерывно вращаются, производительность ≥30 пластин (6-дюймовые SiC), что в 3 раза выше, чем у одноосевого оборудования.

Полностью автоматизированная система: интегрированные процессы погрузки, разгрузки, измельчения, очистки и сушки; круглосуточная работа без участия оператора.

3. Высокая точность и высокая стабильность.

Контроль толщины: ±0,1 мкм, TTV≤2 мкм, соответствует требованиям к кремниево-карбидным пластинам автомобильного класса.

Жесткая конструкция: чугунный корпус + виброгасящая конструкция, вибрация ≤0,5 мкм, отсутствие дрейфа точности при длительной эксплуатации. 4. Гибкая адаптируемость и низкие эксплуатационные расходы.

Совместимость с различными размерами: совместим с 6-дюймовыми пластинами и 8-дюймовыми подложками, что позволяет использовать устройство в различных целях и снижает затраты на оборудование.

Экологически чистая технология обработки: используется только чистая вода, что исключает загрязнение суспензией после финишной обработки; сточные воды могут сбрасываться напрямую, что снижает эксплуатационные расходы на 30%.

V. Таблица ключевых технических параметров

Значение параметра таблицы

Размер обрабатываемой пластины: Φ4/5/6 дюймов (максимальный Φ150 мм)

Размер опорной подложки: Φ5/6/8 дюймов

Количество шпинделей / Мощность 4 осей, Z1-Z3: 6,3 кВт

Скорость вращения шпинделя 1000-4000 мин⁻¹

Технические характеристики шлифовального круга: алмазный шлифовальный круг диаметром 300 мм.

Точность контроля толщины ±0,1 мкм

TTV (общее отклонение толщины) ≤2 мкм

Шероховатость поверхности Ra≤0,1 мкм

Емкость (6-дюймовые кремниевые карбиды кремния) UPH≥30 пластин

Габаритные размеры станка (Ш×Г×В): 1400×2500×2000 мм

Вес приблизительно 6000 кг.

Площадь помещения: 3,5 м²

VI. Сравнение с аналогичным оборудованием (DFG8830 против DFG8340)

Сравнительный анализ столов: DFG8830 (4 оси, 5 рабочих столов) DFG8340 (1 ось, 2-позиционный)

Конфигурация шпинделей: 4×6,3 кВт, секция черновой/чистовой/полировки: 1×4,2 кВт, однопроцессная обработка.

Производительность: UPH≥30 пластин (6-дюймовые SiC), UPH≤10 пластин (6-дюймовые SiC)

Точность обработки: TTV≤2 мкм, слой повреждения≤2 мкм, TTV≤5 мкм, слой повреждения≤5 мкм

Подходящие материалы: карбид кремния, сапфир, композитные пластины (с подложкой), кремниевые пластины, керамика низкой твердости.

Наследие: 3,5 м², 2 м²

Области применения: массовое производство, материалы высокой твердости и хрупкие материалы; мелкосерийное производство, кремниевые пластины/материалы низкой твердости.

VII. Резюме и отраслевая ценность

Станок DISCO DFG8830 с 4-осевой 5-ступенчатой ​​архитектурой, мощным шпинделем и технологией с низким уровнем повреждений стал эталонным оборудованием для утонения полупроводников третьего поколения (SiC/GaN) и сапфировых оптических подложек, решая проблемы отрасли, связанные с низкой эффективностью, высоким уровнем повреждений и низким выходом годных изделий при обработке твердых и хрупких материалов. В таких областях, как электромобили, связь 5G и светодиодное освещение, DFG8830 помогает наладить массовое производство силовых SiC-устройств и сапфировых светодиодных чипов, продвигая полупроводниковую промышленность к расширению запрещенной зоны, уменьшению толщины и повышению производительности.