Подрібнювач вафель DISCO DFG8830

DISCO DFG8830 – це повністю автоматизована машина для витончення та полірування твердих і крихких матеріалів, випущена японською корпорацією DISCO. Її основна увага приділяється ефективному, без пошкоджень витонченню напівпровідникових/оптичних твердих і крихких матеріалів третього покоління, таких як SiC та сапфір. Завдяки 4-осьовій, 5-етапній архітектурі вона поєднує високу продуктивність і високу точність, що робить її масовою машиною для витончення твердих і крихких пластин товщиною 6-8 дюймів.

I. Основне позиціонування та сценарії застосування

1. Основне позиціонування

Повністю автоматизована полірувальна та витончувальна машина, спеціально розроблена для високотвердих та крихких матеріалів (SiC, сапфір, кераміка, скло тощо), вирішує проблеми низької ефективності обробки, високого рівня пошкоджень та низького виходу традиційного обладнання.

2. Типові застосування

Напівпровідники: зменшення товщини силових пластин SiC/GaN (6-8 дюймів), зменшення товщини сапфірових підкладок (світлодіодні чіпи).

Оптика: Витончення оптичного скла, керамічних підкладок та інфрачервоних матеріалів.

Розширене пакування: Витончення композитних пластин зі скляними/керамічними підкладками (загальна товщина ≤ 3,5 мм).

3. Сумісні розміри

Оброблені пластини: Φ4/5/6 дюймів (максимум Φ150 мм).

Підтримувані підкладки: Φ5/6/8 дюймів (сумісні з 8-дюймовими підкладками, що підтримують 6-дюймові пластини).

II. Загальна структура та конфігурація ядра

1. Загальна архітектура

Компонування: 4 шпинделі + 5 затискних столів + 1 поворотний стіл, що об'єднує весь процес завантаження, шліфування, очищення, сушіння та розвантаження, займає лише 3,5㎡, компактний та ефективний.

Розміри (Ш×Г×В): 1400×2500×2000 мм; Вага: приблизно 6000 кг.

2. Основні компоненти

(1) Шпиндельна система (4 осі, Z1-Z4)

Потужність: Z1-Z3 – 6,3 кВт (висока жорсткість, високий крутний момент, підходять для важких навантажень на твердих і крихких матеріалах); Z4 – вісь для чистової обробки. Швидкість обертання: 1000-4000 хв⁻¹ (постійна вихідна потужність, підходить для грубого/тонкого шліфування).

Шліфувальний круг: стандартний алмазний шліфувальний круг Φ300 мм (великий діаметр, висока швидкість видалення, підходить для твердих і крихких матеріалів).

(2) Система робочого столу

5 вакуумних робочих столів із присосками та 1 поворотний стіл забезпечують паралельну обробку та безперервну роботу з верхньою продуктивністю за годину (UPH), яка втричі перевищує показники одноосьового обладнання (наприклад, DFG8340).

Вакуумна адсорбція + точність позиціонування ±2 мкм забезпечують, що TTV (загальне відхилення товщини) пластини після стоншення ≤2 мкм.

(3) Система керування

Інтерфейс керування: 15-дюймовий сенсорний графічний інтерфейс, керування на основі значків, підтримує моніторинг у режимі реального часу, зберігання параметрів та відображення аномальних сигналів тривоги.

Ядро керування: високоточний сервопривід + ґратка замкнутого циклу, точність контролю товщини ±0,1 мкм, підтримує мікронне стоншення (до 50 мкм). 3. Ключові модулі

Модуль шліфування: 4-осьовий розподіл праці (Z1 чорнове шліфування → Z2 середнє шліфування → Z3 тонке шліфування → Z4 полірування/фінішна обробка), виконання кількох процесів за один раз, зменшення пошкоджень під час обробки.

Модуль очищення та сушіння: розпилення чистої води + іонне сушіння повітрям після подрібнення, без залишків або водяних слідів, що відповідає вимогам чистоти напівпровідників.

Автоматичне завантаження та розвантаження: подвійні коробки з матеріалами (25 пластин у коробці), автоматична ідентифікація пластин/підкладок, що зменшує ручне втручання.

III. Принцип роботи та хід процесу

1. Принцип шліфування

Використовує метод обертання пластини + шліфування з подачею: пластина обертається з високою швидкістю разом з робочим столом, а алмазний шліфувальний круг подається аксіально, видаляючи матеріал шляхом абразивного різання + мікророзриву. Для твердих і крихких матеріалів основним методом є видалення крихкого матеріалу, доповненого пластичним видаленням, контролюючи глибину тріщини ≤5 мкм.

2. Стандартний технологічний процес

Завантаження: Роботизована рука бере пластину з коробки з матеріалом → позиціонує її → вакуумно адсорбує її на робочому столі.

Грубе шліфування (Z1): Висока швидкість видалення (50-100 мкм/хв), швидке стоншування до цільової товщини + 20 мкм.

Середнє шліфування (Z2): Середня швидкість видалення (20-50 мкм/хв), зменшення пошкодженого шару до цільової товщини + 5 мкм.

Тонке шліфування (Z3): Низька швидкість видалення (5-10 мкм/хв), TTV ≤ 2 мкм, пошкоджений шар ≤ 2 мкм.

Полірування/Оздоблення поверхні (Z4): Дзеркальне покриття, шорсткість поверхні Ra ≤ 0,1 мкм.

Очищення та сушіння: розпилення чистої води → сушіння іонним повітрям → розвантаження в контейнер для матеріалу.

3. Підтримка процесу обробки підкладки: Адаптується до композитних пластин зі склокерамічної/керамічної підкладки (загальна товщина ≤ 3,5 мм), вакуумна адсорбція підкладки захищає передню сторону пластини, шліфуючи лише задню сторону, вирішуючи проблеми деформації та поломки надтонких пластин.

IV. Основні технологічні переваги

1. Сильна адаптивність до твердих і крихких матеріалів

Потужний шпиндель (6,3 кВт) + алмазний шліфувальний круг великого діаметра, що збільшує ефективність обробки SiC/сапфіру в 3 рази та подовжує термін служби круга на 50%.

Процес шліфування з низьким рівнем пошкодження: шар пошкодження ≤2 мкм, вихід ≥99%, що значно перевищує традиційні процеси притирання.

2. Високоефективна виробнича потужність (4 осі, 5 робочих столів)

Паралельна обробка: 4 осі працюють одночасно, 5 робочих столів безперервно обертаються, UPH≥30 пластин (6-дюймовий SiC), що в 3 рази більше, ніж у одноосьового обладнання.

Повністю автоматизовано: інтегроване завантаження, розвантаження, подрібнення, очищення та сушіння; безперервна робота без нагляду протягом 24 годин.

3. Висока точність і висока стабільність

Контроль товщини: ±0,1 мкм, TTV ≤ 2 мкм, що відповідає вимогам до пластин SiC автомобільного класу.

Жорстка конструкція: чавунний корпус + конструкція з гасінням вібрацій, вібрація ≤0,5 мкм, відсутність дрейфу точності під час тривалої експлуатації. 4. Гнучка адаптивність та низькі експлуатаційні витрати

Сумісність з різними розмірами: Сумісний з 6-дюймовими пластинами та 8-дюймовими підкладками, що дозволяє використовувати їх багатоцільово та зменшує інвестиції в обладнання.

Екологічна обробка: Використовується лише чиста вода, що усуває забруднення полірувальним шламом; стічні води можна скидати безпосередньо, що знижує експлуатаційні витрати на 30%.

V. Таблиця ключових технічних параметрів

Значення параметра таблиці

Розмір оброблюваної пластини Φ4/5/6 дюймів (максимум Φ150 мм)

Розмір опорної підкладки Φ5/6/8 дюймів

Кількість шпинделів / Потужність 4 осі, Z1-Z3: 6,3 кВт

Швидкість шпинделя 1000-4000 хв⁻¹

Специфікація шліфувального круга Алмазний шліфувальний круг Φ300 мм

Точність контролю товщини ±0,1 мкм

TTV (загальне відхилення товщини) ≤2 мкм

Шорсткість поверхні Ra ≤ 0,1 мкм

Місткість (6-дюймовий SiC) UPH≥30 пластин

Загальні розміри машини (Ш×Г×В) 1400×2500×2000 мм

Вага приблизно 6000 кг

Площа підлоги 3,5㎡

VI. Порівняння з аналогічним обладнанням (DFG8830 проти DFG8340)

Таблиця порівняння Елемент DFG8830 (4 осі, 5 робочих столів) DFG8340 (1 вісь, 2-ступінчастий)

Конфігурація шпинделя: 4×6,3 кВт, поділ чорнової/чистової/полірувальної обробки: 1×4,2 кВт, однопроцесорний режим

Місткість: UPH≥30 пластин (6-дюймовий SiC), UPH≤10 пластин (6-дюймовий SiC)

Точність обробки: TTV ≤ 2 мкм, шар пошкодження ≤ 2 мкм, TTV ≤ 5 мкм, шар пошкодження ≤ 5 мкм

Придатні матеріали: SiC, сапфір, композитні пластини (з підкладкою), кремнієві пластини, кераміка низької твердості

Спадщина: 3,5㎡, 2㎡

Застосовувані сценарії: Масове виробництво, високотверді та крихкі матеріали; Невеликі партії, кремнієві пластини/матеріали низької твердості.

VII. Короткий зміст та галузева цінність

DISCO DFG8830, з його 4-осьовою, 5-етапною архітектурою, потужним шпинделем та процесом з низьким рівнем пошкодження, став еталоном обладнання для стоншування напівпровідників третього покоління (SiC/GaN) та сапфірових оптичних підложок, вирішуючи проблеми галузі з низькою ефективністю, високим рівнем пошкодження та низьким виходом при обробці твердих та крихких матеріалів. У таких галузях, як транспортні засоби на нових джерелах енергії, зв'язок 5G та світлодіодне освітлення, DFG8830 допомагає силовим пристроям SiC та сапфіровим світлодіодним чіпам досягти масового виробництва, стимулюючи напівпровідникову промисловість до ширшої забороненої зони, тонших профілів та вищої продуктивності.