DISCO DFG8830 mlynček na oblátky

DISCO DFG8830 je plne automatizovaný riediaci a leštiaci stroj na tvrdé a krehké materiály, ktorý uviedla na trh spoločnosť DISCO Corporation of Japan. Jeho hlavným zameraním je efektívne, bez poškodenia riedenie polovodičových/optických tvrdých a krehkých materiálov tretej generácie, ako je SiC a zafír. Vďaka 4-ose, 5-stupňovej architektúre vyvažuje vysoký výkon a vysokú presnosť, vďaka čomu je bežným strojom na riedenie 6-8 palcových tvrdých a krehkých doštičiek.

I. Základné umiestnenie a scenáre aplikácií

1. Umiestnenie jadra

Plne automatizovaný leštiaci a riediaci stroj špeciálne navrhnutý pre materiály s vysokou tvrdosťou a vysokou krehkosťou (SiC, zafír, keramika, sklo atď.), ktorý rieši problémy nízkej účinnosti spracovania, vysokého poškodenia a nízkeho výťažku tradičných zariadení.

2. Typické aplikácie

Polovodiče: Ztenčovanie výkonových doštičiek SiC/GaN (6-8 palcov), ztenčovanie zafírových substrátov (LED čipy).

Optika: Riedenie optického skla, keramických substrátov a infračervených materiálov.

Pokročilé balenie: Riedenie kompozitných doštičiek so sklenenými/keramickými nosnými substrátmi (celková hrúbka ≤ 3,5 mm).

3. Kompatibilné veľkosti

Spracované doštičky: Φ4/5/6 palcov (maximálne Φ150 mm).

Podporné substráty: Φ5/6/8 palcov (kompatibilné s 8-palcovými substrátmi podporujúcimi 6-palcové doštičky).

II. Celková štruktúra a konfigurácia jadra

1. Celková architektúra

Rozloženie: 4 vretená + 5 upínacích stolov + 1 otočný stôl, integrujúce celý proces nakladania, brúsenia, čistenia, sušenia a vykladania, zaberajúce iba 3,5㎡, kompaktné a efektívne.

Rozmery (Š × H × V): 1400 × 2500 × 2000 mm; Hmotnosť: približne 6000 kg.

2. Základné komponenty

(1) Vretenový systém (4 osi, Z1-Z4)

Výkon: Z1-Z3 majú 6,3 kW (vysoká tuhosť, vysoký krútiaci moment, vhodné pre ťažké zaťaženia na tvrdých a krehkých materiáloch); Z4 je dokončovacia os. Rýchlosť otáčania: 1000-4000 min⁻¹ (konštantný výkon, vhodné pre hrubé/jemné brúsenie).

Brúsny kotúč: Štandardný diamantový brúsny kotúč s priemerom Φ300 mm (veľký priemer, vysoká rýchlosť úberu, vhodný pre tvrdé a krehké materiály).

(2) Systém pracovného stola

5 pracovných stolov s vákuovými prísavkami a 1 otočný stôl umožňujú paralelné spracovanie a nepretržitú prevádzku s hornou hodinovou kapacitou (UPH) trikrát vyššou ako u jednoosových zariadení (ako napríklad DFG8340).

Vákuová adsorpcia + presnosť polohovania ±2 μm zabezpečuje, že TTV (celková odchýlka hrúbky) doštičky po stenčení je ≤ 2 μm.

(3) Riadiaci systém

Ovládacie rozhranie: 15-palcové dotykové grafické používateľské rozhranie, ovládanie pomocou ikon, podpora monitorovania v reálnom čase, ukladania parametrov a abnormálnych alarmov.

Riadiace jadro: Vysoko presné servo + mriežka s uzavretou slučkou, presnosť riadenia hrúbky ±0,1 μm, podporuje stenčovanie na mikrónovej úrovni (až do 50 μm). 3. Kľúčové moduly

Brúsny modul: 4-osové rozdelenie práce (Z1 hrubé brúsenie → Z2 stredné brúsenie → Z3 jemné brúsenie → Z4 leštenie/dokončovanie), dokončenie viacerých procesov v jednom upnutí, zníženie poškodenia pri manipulácii.

Modul čistenia a sušenia: Postrek čistou vodou + sušenie iónovým vzduchom po mletí, bez zanechania zvyškov alebo vodoznakov, spĺňa požiadavky na čistotu polovodičov.

Automatické vkladanie a vykladanie: Dve krabice s materiálom (25 doštičiek na krabicu), automatická identifikácia doštičiek/substrátov, čím sa znižuje potreba manuálneho zásahu.

III. Princíp fungovania a postup

1. Princíp mletia

Používa metódu rotácie doštičky + brúsenia v prísune: Doštička sa otáča vysokou rýchlosťou spolu s pracovným stolom a diamantový brúsny kotúč sa posúva axiálne, čím odoberá materiál abrazívnym rezaním + mikrolomením. Pri tvrdých a krehkých materiáloch je primárnou metódou odstraňovanie krehkého materiálu, doplnenou o odstraňovanie plastického materiálu, pričom hĺbka trhliny je kontrolovaná do ≤ 5 μm.

2. Štandardný procesný tok

Nakladanie: Robotické rameno zdvihne doštičku z materiálovej krabice → umiestni ju → vákuovo ju adsorbuje na pracovný stôl.

Hrubé brúsenie (Z1): Vysoká rýchlosť úberu (50 – 100 μm/min), rýchle stenčovanie na cieľovú hrúbku + 20 μm.

Stredné brúsenie (Z2): Stredná rýchlosť odoberania (20 – 50 μm/min), redukcia poškodenej vrstvy na cieľovú hrúbku + 5 μm.

Jemné brúsenie (Z3): Nízka rýchlosť úberu (5-10 μm/min), TTV ≤ 2 μm, poškodená vrstva ≤ 2 μm.

Leštenie/Úprava povrchu (Z4): Zrkadlový lesk, drsnosť povrchu Ra ≤ 0,1 μm.

Čistenie a sušenie: Sprej čistou vodou → sušenie iónovým vzduchom → vykladanie do materiálovej krabice.

3. Podpora toku spracovania substrátu: Prispôsobuje sa kompozitným doštičkám zo skla/keramického substrátu (celková hrúbka ≤ 3,5 mm), vákuová adsorpcia substrátu chráni prednú stranu doštičky, brúsi iba zadnú stranu, čím rieši problémy s deformáciou a lámaním ultratenkých doštičiek.

IV. Hlavné technologické výhody

1. Silná prispôsobivosť tvrdým a krehkým materiálom

Vysokovýkonné vreteno (6,3 kW) + diamantový brúsny kotúč s veľkým priemerom, ktorý zvyšuje účinnosť spracovania SiC/zafíru trojnásobne a predlžuje životnosť kotúča o 50 %.

Proces brúsenia s nízkym poškodením: Poškodená vrstva ≤2 μm, výťažnosť ≥99 %, čo výrazne prevyšuje tradičné lapovacie procesy.

2. Vysokoúčinná výrobná kapacita (4 osi, 5 pracovných stolov)

Paralelné spracovanie: 4 osi pracujúce súčasne, 5 pracovných stolov sa neustále otáča, UPH ≥ 30 doštičiek (6-palcový SiC), 3-krát viac ako jednoosové zariadenie.

Plne automatizované: Integrované nakladanie, vykladanie, mletie, čistenie a sušenie; nepretržitá prevádzka bez obsluhy 24 hodín.

3. Vysoká presnosť a vysoká stabilita

Regulácia hrúbky: ±0,1 μm, TTV ≤ 2 μm, spĺňa požiadavky na automobilové SiC doštičky.

Pevná konštrukcia: Teleso z liatiny + konštrukcia tlmenia vibrácií, vibrácie ≤ 0,5 μm, žiadny drift v presnosti počas dlhodobej prevádzky. 4. Flexibilná prispôsobivosť a nízke prevádzkové náklady

Kompatibilita s viacerými veľkosťami: Kompatibilné so 6-palcovými doštičkami a 8-palcovými substrátmi, čo umožňuje viacúčelové použitie a znižuje investície do zariadení.

Zelené spracovanie: Používa iba čistú vodu, čím sa eliminuje znečistenie leštiacou suspenziou; odpadovú vodu je možné priamo vypúšťať, čo znižuje prevádzkové náklady o 30 %.

V. Tabuľka kľúčových technických parametrov

Hodnota parametra tabuľky

Veľkosť spracovateľského plátku Φ4/5/6 palcov (maximálne Φ150 mm)

Veľkosť podporného substrátu Φ5/6/8 palcov

Počet vretien / Výkon 4 osi, Z1-Z3: 6,3 kW

Otáčky vretena 1000 – 4000 min⁻¹

Špecifikácia brúsneho kotúča Φ300 mm diamantový brúsny kotúč

Presnosť regulácie hrúbky ±0,1 μm

TTV (celková odchýlka hrúbky) ≤2 μm

Drsnosť povrchu Ra ≤ 0,1 μm

Kapacita (6-palcový SiC) UPH≥30 doštičiek

Celkové rozmery stroja (Š × H × V) 1400 × 2500 × 2000 mm

Hmotnosť cca 6000 kg

Podlahová plocha 3,5㎡

VI. Porovnanie s podobným zariadením (DFG8830 vs DFG8340)

Porovnávacia tabuľka Položka DFG8830 (4 osi, 5 pracovných stolov) DFG8340 (1 os, 2 stupne)

Konfigurácia vretena: 4 × 6,3 kW, divízia hrubovania/dokončovania/leštenia: 1 × 4,2 kW, jeden proces

Kapacita: UPH≥30 doštičiek (6-palcový SiC), UPH≤10 doštičiek (6-palcový SiC)

Presnosť spracovania: TTV ≤ 2 μm, poškodená vrstva ≤ 2 μm, TTV ≤ 5 μm, poškodená vrstva ≤ 5 μm

Vhodné materiály: SiC, zafír, kompozitné doštičky (so substrátom), kremíkové doštičky, keramika s nízkou tvrdosťou

Legacy: 3,5㎡, 2㎡

Použiteľné scenáre: Hromadná výroba, materiály s vysokou tvrdosťou a krehkosťou; Malé série, kremíkové doštičky/materiály s nízkou tvrdosťou

VII. Zhrnutie a hodnota v odvetví

DISCO DFG8830 so svojou 4-osou, 5-stupňovou architektúrou, vysokovýkonným vretenom a procesom s nízkym poškodením sa stal referenčným zariadením na stenčovanie polovodičov tretej generácie (SiC/GaN) a zafírových optických substrátov, čím rieši problémy pri spracovaní tvrdých a krehkých materiálov, ako je nízka účinnosť, vysoké poškodenie a nízky výťažok. V oblastiach, ako sú vozidlá s novými energetickými zdrojmi, 5G komunikácia a LED osvetlenie, pomáha DFG8830 dosiahnuť masovú výrobu výkonových zariadení SiC a zafírových LED čipov, čím posúva polovodičový priemysel smerom k širšej zakázanej pásme, tenším profilom a vyššiemu výkonu.