เครื่องบดเวเฟอร์ DISCO DFG8830

เครื่อง DISCO DFG8830 เป็นเครื่องลดความหนาและขัดเงาแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบสำหรับวัสดุแข็งและเปราะ ผลิตโดยบริษัท DISCO Corporation ของญี่ปุ่น จุดเด่นหลักคือการลดความหนาอย่างมีประสิทธิภาพและลดความเสียหายของวัสดุแข็งและเปราะรุ่นที่สามสำหรับเซมิคอนดักเตอร์/ออปติก เช่น SiC และแซฟไฟร์ ด้วยสถาปัตยกรรม 4 แกน 5 ขั้นตอน ทำให้มีความสมดุลระหว่างปริมาณงานสูงและความแม่นยำสูง จึงเป็นเครื่องจักรหลักสำหรับการลดความหนาเวเฟอร์ขนาด 6-8 นิ้วสำหรับวัสดุแข็งและเปราะ

I. การวางตำแหน่งหลักและสถานการณ์การใช้งาน

1. การจัดตำแหน่งแกนกลาง

เครื่องขัดเงาและลดความหนาแบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับวัสดุที่มีความแข็งสูงและเปราะสูง (เช่น ซิลิคอนคาร์ไบด์ ไพลิน เซรามิก แก้ว ฯลฯ) ช่วยแก้ปัญหาเรื่องประสิทธิภาพการประมวลผลต่ำ ความเสียหายสูง และผลผลิตต่ำของอุปกรณ์แบบดั้งเดิม

2. การใช้งานทั่วไป

สารกึ่งตัวนำ: การลดความหนาของแผ่นเวเฟอร์ SiC/GaN สำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า (6-8 นิ้ว), การลดความหนาของแผ่นรองพื้นแซฟไฟร์ (ชิป LED)

ทัศนศาสตร์: การทำให้กระจกเลนส์ วัสดุเซรามิก และวัสดุอินฟราเรดบางลง

เทคโนโลยีการบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง: การทำให้แผ่นเวเฟอร์คอมโพสิตบางลงโดยใช้แผ่นรองรับแก้ว/เซรามิก (ความหนารวม ≤ 3.5 มม.)

3. ขนาดที่เข้ากันได้

แผ่นเวเฟอร์ที่ผ่านกระบวนการผลิต: เส้นผ่านศูนย์กลาง 4/5/6 นิ้ว (เส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 150 มม.)

รองรับแผ่นรองพิมพ์: เส้นผ่านศูนย์กลาง 5/6/8 นิ้ว (ใช้งานร่วมกับแผ่นรองพิมพ์ขนาด 8 นิ้วที่รองรับเวเฟอร์ขนาด 6 นิ้วได้)

II. โครงสร้างโดยรวมและการกำหนดค่าหลัก

1. สถาปัตยกรรมโดยรวม

การจัดวาง: แกนหมุน 4 แกน + โต๊ะจับชิ้นงาน 5 ตัว + โต๊ะหมุน 1 ตัว โดยรวมกระบวนการทั้งหมดตั้งแต่การโหลด การเจียร การทำความสะอาด การอบแห้ง และการขนถ่ายเข้าไว้ด้วยกัน ใช้พื้นที่เพียง 3.5 ตารางเมตร กะทัดรัดและมีประสิทธิภาพ

ขนาด (กว้าง×ลึก×สูง): 1400×2500×2000 มม.; น้ำหนัก: ประมาณ 6000 กก.

2. ส่วนประกอบหลัก

(1) ระบบแกนหมุน (4 แกน, Z1-Z4)

กำลังไฟ: Z1-Z3 มีกำลัง 6.3 กิโลวัตต์ (มีความแข็งแกร่งสูง แรงบิดสูง เหมาะสำหรับงานหนักบนวัสดุแข็งและเปราะ); Z4 เป็นแกนสำหรับขัดละเอียด ความเร็วรอบ: 1000-4000 รอบต่อนาที (กำลังเอาต์พุตคงที่ เหมาะสำหรับการเจียรหยาบ/ละเอียด)

ล้อเจียร: ล้อเจียรเพชรมาตรฐานขนาด Φ300 มม. (เส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ อัตราการขจัดวัสดุสูง เหมาะสำหรับวัสดุแข็งและเปราะ)

(2) ระบบโต๊ะทำงาน

โต๊ะทำงานแบบใช้ถ้วยดูดสุญญากาศ 5 ตัว และโต๊ะหมุน 1 ตัว ช่วยให้สามารถประมวลผลแบบขนานและทำงานได้อย่างต่อเนื่อง โดยมีกำลังการผลิตสูงสุดต่อชั่วโมง (UPH) มากกว่าอุปกรณ์แกนเดียว (เช่น DFG8340) ถึงสามเท่า

การดูดซับด้วยสุญญากาศ + ความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่ง ±2μm ช่วยให้มั่นใจได้ว่าค่าเบี่ยงเบนความหนารวม (TTV) ของเวเฟอร์หลังการทำให้บางลงจะมีค่า ≤2μm

(3) ระบบควบคุม

ส่วนต่อประสานการใช้งาน: หน้าจอสัมผัส GUI ขนาด 15 นิ้ว การใช้งานแบบไอคอน รองรับการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ การบันทึกค่าพารามิเตอร์ และการแจ้งเตือนความผิดปกติ

แกนควบคุม: เซอร์โวความแม่นยำสูง + ระบบควบคุมแบบวงปิดด้วยตะแกรง ควบคุมความหนาได้อย่างแม่นยำ ±0.1 μm รองรับการลดความหนาในระดับไมครอน (ต่ำสุดถึง 50 μm) 3. โมดูลหลัก

โมดูลการเจียร: การแบ่งงานแบบ 4 แกน (Z1 การเจียรหยาบ → Z2 การเจียรปานกลาง → Z3 การเจียรละเอียด → Z4 การขัดเงา/การตกแต่ง) โดยดำเนินการหลายขั้นตอนในการจับยึดเพียงครั้งเดียว ช่วยลดความเสียหายจากการใช้งาน

โมดูลทำความสะอาดและทำให้แห้ง: ฉีดพ่นน้ำบริสุทธิ์ + เป่าแห้งด้วยลมไอออนหลังการเจียร ทำให้ไม่ทิ้งคราบหรือรอยน้ำ ตรงตามข้อกำหนดด้านความสะอาดของเซมิคอนดักเตอร์

การโหลดและขนถ่ายอัตโนมัติ: กล่องบรรจุวัสดุสองชนิด (25 แผ่นเวเฟอร์ต่อกล่อง) พร้อมระบบระบุเวเฟอร์/วัสดุรองรับโดยอัตโนมัติ ช่วยลดการแทรกแซงด้วยตนเอง

III. หลักการทำงานและขั้นตอนการทำงาน

1. หลักการบด

ใช้หลักการหมุนแผ่นเวเฟอร์ + การเจียรแบบป้อนเข้า: แผ่นเวเฟอร์จะหมุนด้วยความเร็วสูงไปพร้อมกับแท่นทำงาน และล้อเจียรเพชรจะป้อนเข้าในแนวแกนเพื่อกำจัดวัสดุผ่านการตัดด้วยการขัดถู + การแตกหักขนาดเล็ก สำหรับวัสดุที่แข็งและเปราะ การกำจัดแบบเปราะเป็นวิธีการหลัก เสริมด้วยการกำจัดแบบพลาสติก ควบคุมความลึกของรอยแตกให้อยู่ที่ ≤5 ไมโครเมตร

2. แผนผังกระบวนการมาตรฐาน

ขั้นตอนการโหลด: แขนหุ่นยนต์หยิบแผ่นเวเฟอร์จากกล่องวัสดุ → จัดวางตำแหน่ง → ดูดแผ่นเวเฟอร์ลงบนโต๊ะทำงานด้วยระบบสุญญากาศ

การเจียรหยาบ (Z1): อัตราการกำจัดสูง (50-100 μm/นาที) ทำให้วัสดุบางลงอย่างรวดเร็วจนถึงความหนาเป้าหมาย + 20 μm

การเจียรระดับปานกลาง (Z2): อัตราการกำจัดปานกลาง (20-50 μm/นาที) ลดชั้นที่เสียหายให้มีความหนาตามเป้าหมาย + 5 μm

การเจียรละเอียด (Z3): อัตราการกำจัดต่ำ (5-10 μm/นาที), TTV ≤ 2 μm, ชั้นที่เสียหาย ≤ 2 μm

การขัดเงา/การตกแต่งพื้นผิว (Z4): ผิวมันเงาเหมือนกระจก ความหยาบผิว Ra ≤ 0.1 μm

การทำความสะอาดและทำให้แห้ง: ฉีดพ่นด้วยน้ำบริสุทธิ์ → การเป่าแห้งด้วยลมไอออน → ขนถ่ายลงในกล่องเก็บวัสดุ

3. รองรับกระบวนการแปรรูปวัสดุรองรับ: ปรับให้เข้ากับแผ่นเวเฟอร์คอมโพสิตแก้ว/เซรามิก (ความหนารวม ≤ 3.5 มม.) การดูดซับสุญญากาศของวัสดุรองรับช่วยปกป้องด้านหน้าของแผ่นเวเฟอร์ และทำการเจียรเฉพาะด้านหลังเท่านั้น ซึ่งช่วยแก้ปัญหาการบิดเบี้ยวและการแตกหักของแผ่นเวเฟอร์บางพิเศษ

IV. ข้อได้เปรียบทางเทคโนโลยีหลัก

1. ปรับตัวได้ดีเยี่ยมกับวัสดุที่แข็งและเปราะ

แกนหมุนกำลังสูง (6.3 กิโลวัตต์) + ล้อเจียรเพชรขนาดใหญ่ ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการแปรรูป SiC/แซฟไฟร์ได้ถึง 3 เท่า และยืดอายุการใช้งานของล้อเจียรได้ถึง 50%

กระบวนการเจียรที่สร้างความเสียหายต่ำ: ชั้นความเสียหาย ≤2 ไมโครเมตร ผลผลิต ≥99% เหนือกว่ากระบวนการขัดเงาแบบดั้งเดิมอย่างมาก

2. กำลังการผลิตที่มีประสิทธิภาพสูง (4 แกน, 5 โต๊ะทำงาน)

การประมวลผลแบบขนาน: แกน 4 แกนทำงานพร้อมกัน โต๊ะทำงาน 5 โต๊ะหมุนอย่างต่อเนื่อง อัตราการผลิตต่อชั่วโมง (UPH) ≥ 30 แผ่นเวเฟอร์ (SiC ขนาด 6 นิ้ว) มากกว่าอุปกรณ์แกนเดียวถึง 3 เท่า

ระบบอัตโนมัติเต็มรูปแบบ: การโหลด การขนถ่าย การบด การทำความสะอาด และการอบแห้งแบบครบวงจร สามารถทำงานต่อเนื่องได้โดยไม่ต้องมีผู้ดูแลตลอด 24 ชั่วโมง

3. ความแม่นยำสูงและเสถียรภาพสูง

การควบคุมความหนา: ±0.1 μm, TTV≤2 μm ตรงตามข้อกำหนดของเวเฟอร์ SiC ระดับยานยนต์

โครงสร้างแข็งแรง: ตัวเรือนเหล็กหล่อ + การออกแบบลดแรงสั่นสะเทือน แรงสั่นสะเทือน ≤0.5μm ความแม่นยำไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างการใช้งานระยะยาว 4. ความสามารถในการปรับตัวที่ยืดหยุ่นและต้นทุนการดำเนินงานต่ำ

ความเข้ากันได้กับหลายขนาด: สามารถใช้งานร่วมกับเวเฟอร์ขนาด 6 นิ้วและซับสเตรตขนาด 8 นิ้ว ช่วยให้ใช้งานได้หลากหลายและลดการลงทุนด้านอุปกรณ์

กระบวนการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม: ใช้น้ำบริสุทธิ์เท่านั้น ขจัดมลพิษจากตะกอนขัดเงา สามารถปล่อยน้ำเสียลงสู่แหล่งน้ำได้โดยตรง ช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานลง 30%

V. ตารางพารามิเตอร์ทางเทคนิคที่สำคัญ

ค่าพารามิเตอร์ตาราง

ขนาดเวเฟอร์ที่รองรับสำหรับการประมวลผล: Φ4/5/6 นิ้ว (Φสูงสุด 150 มม.)

ขนาดวัสดุรองรับ Φ5/6/8 นิ้ว

จำนวนแกนหมุน / กำลังไฟ 4 แกน, Z1-Z3: 6.3 กิโลวัตต์

ความเร็วรอบแกนหมุน 1000-4000 นาที⁻¹

ข้อมูลจำเพาะของล้อเจียร: ล้อเจียรเพชร Φ300 มม.

ความแม่นยำในการควบคุมความหนา ±0.1 μm

TTV (ค่าเบี่ยงเบนความหนารวม) ≤2 μm

ความหยาบผิว Ra≤0.1μm

ความจุ (SiC ขนาด 6 นิ้ว) UPH≥30 เวเฟอร์

ขนาดโดยรวมของเครื่องจักร (กว้าง×ลึก×สูง) 1400×2500×2000 มม.

น้ำหนักโดยประมาณ 6000 กิโลกรัม

พื้นที่ใช้สอย 3.5 ตารางเมตร

VI. การเปรียบเทียบกับอุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกัน (DFG8830 เทียบกับ DFG8340)

ตารางเปรียบเทียบรายการ DFG8830 (4 แกน, 5 โต๊ะทำงาน) DFG8340 (1 แกน, 2 แท่น)

การจัดเรียงแกนหมุน: 4×6.3kW, การแบ่งส่วนการกัดหยาบ/กัดละเอียด/ขัดเงา: 1×4.2kW, กระบวนการเดียว

กำลังการผลิต: UPH≥30 เวเฟอร์ (SiC ขนาด 6 นิ้ว), UPH≤10 เวเฟอร์ (SiC ขนาด 6 นิ้ว)

ความแม่นยำในการประมวลผล: TTV≤2μm, ชั้นความเสียหาย≤2μm, TTV≤5μm, ชั้นความเสียหาย≤5μm

วัสดุที่เหมาะสม: ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC), แซฟไฟร์, แผ่นเวเฟอร์คอมโพสิต (พร้อมซับสเตรต), แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน, เซรามิกที่มีความแข็งต่ำ

เดิมที: 3.5 ตร.ม., 2 ตร.ม.

สถานการณ์ที่เหมาะสม: การผลิตจำนวนมาก วัสดุที่มีความแข็งสูงและเปราะ; การผลิตจำนวนน้อย แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน/วัสดุที่มีความแข็งต่ำ

VII. บทสรุปและคุณค่าทางอุตสาหกรรม

เครื่อง DISCO DFG8830 ด้วยสถาปัตยกรรม 4 แกน 5 ขั้นตอน แกนหมุนกำลังสูง และกระบวนการที่สร้างความเสียหายต่ำ ได้กลายเป็นอุปกรณ์มาตรฐานสำหรับการทำให้แผ่นเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม (SiC/GaN) และแผ่นซับสเตรตแสงแซฟไฟร์บางลง ช่วยแก้ปัญหาสำคัญของอุตสาหกรรม ได้แก่ ประสิทธิภาพต่ำ ความเสียหายสูง และผลผลิตต่ำ ในการประมวลผลวัสดุที่แข็งและเปราะ ในด้านต่างๆ เช่น ยานยนต์พลังงานใหม่ การสื่อสาร 5G และไฟ LED เครื่อง DFG8830 ช่วยให้อุปกรณ์ไฟฟ้า SiC และชิป LED แซฟไฟร์สามารถผลิตได้ในปริมาณมาก ผลักดันอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ไปสู่แบนด์แกปที่กว้างขึ้น โปรไฟล์ที่บางลง และประสิทธิภาพที่สูงขึ้น