Guide complet du découpage des plaquettes de SiC : découpe laser et rupture par contact en trois points pour les plaquettes 4H-SiC, 6H-SiC et de 8 pouces
Flux de travail complet du processus de découpe du SiC
Notre solution utilise une séquence en six étapes qui intègre la découpe laser au clivage mécanique, ainsi que des étapes de manutention supplémentaires pour une automatisation complète.
Note de sélection de films
Film bleu est utilisé pour le montage de la plaquette (étape 1) afin de fixer la plaquette de SiC pendant la découpe laser. Après le traitement laser, un film PET Le film PET est laminé (étape 3) pour protéger les grains coupés pendant le transport et le clivage. Plus rigide que le film bleu, il assure une séparation nette lors du processus de clivage par contact en trois points.
Tableau de flux de processus
| Étape | Processus | Équipement / Composant | Fonction clé |
|---|---|---|---|
| 1 | Montage de plaquettes SiC | Film bleu + métallisation au verso | Fixe la plaquette pour le traitement laser |
| 2 | Découpe guidée par laser | Fabsil-LD31S / Fabsil-LD31E | Crée une pré-fissure interne via un laser picoseconde |
| 3 | Lamination de film PET | module de lamination de film PET | Protège les grains coupés en dés ; assure la rigidité nécessaire au clivage. |
| 4 | Découpe du dos de la plaquette | Fabsil-WB32S / Fabsil-WB31E | Clivage par contact en trois points depuis l'arrière |
| 5 | Découpe de la face avant des plaquettes | Module de retournement intégré | Clivage de précision par l'avant (après retournement automatique) |
| 6 | Éjection du dé avec expansion du film | module de préhension de plaquettes | Séparation et ramassage final des copeaux |
Analyse approfondie de la technologie : Découpe guidée par laser (Série Fabsil-LD)
Le Série Fabsil-LD31S / Fabsil-LD31E Les systèmes de découpe laser sont des équipements de traitement de précision basés sur technologie de découpe guidée par laser, conçu pour la découpe de plaquettes de carbure de silicium (SiC) semi-conductrices de troisième génération.
Comment ça marche
En exploitant la transparence du SiC à des longueurs d'onde laser spécifiques, le laser peut être focalisé. à l'intérieur le matériau. Ce matériel avancé technologie de traitement « à froid » par laser picoseconde fonctionne en générant une densité de puissance extrêmement élevée (GW/cm²) en quelques picosecondes. Cela déclenche un effet d'absorption multiphotonique, créant des ondes de choc de plasma qui, combinées à un mouvement à grande vitesse, guident la formation de pré-fissures pour découper le matériau.
Spécifications techniques clés (Série Fabsil-LD)
| Fonctionnalité | Spécification |
|---|---|
| FDC (Contrôle de la profondeur de mise au point) | Précision du contrôle de la mise au point ≤ ±5 μm; s'adapte aux variations d'épaisseur des plaquettes ≤ ±15 μm |
| Vitesse de l'axe de coupe | Jusqu'à 1000 mm/s avec des fluctuations de mouvement à grande vitesse |
| Précision de la vision par IA | ±0,5 μm pour l'identification de la position de coupe ; réduit le taux d'alarme de 90% |
| Compatibilité des plaquettes | 4 pouces, 6 pouces et 8 pouces ; épaisseur 50–500 μm |
| Manipulation des métaux par l'arrière | épaisseur du métal à l'arrière des poignées ≤5 μm (optimum : pas de métal dans les rues où l'on déguste des frites) |
| Méthode de découpe | Découpe à sec – aucun revêtement protecteur, aucun nettoyage, aucun retrait de film requis |
| Modes de dés | Prend en charge la découpe en dés à la fois par l'avant et par l'arrière. mécanisme de basculement intégré |
Automatisation basée sur l'IA
Développé sur la plateforme technologique de vision et le framework d'IA semi-automatique d'Himalaya, ce produit intègre :
-
Reconnaissance automatique des contours
-
correction automatique du niveau
-
Réglage automatique des fiducies
-
Réglage automatique de la mise au point
-
Démarrage en un clic avec lecture automatique des codes-barres et chargement des recettes
-
Statistiques des données de production, suivi de l'utilisation des équipements et fonctionnalités de téléchargement de données
Analyse approfondie de la technologie : Clivage des plaquettes (série Fabsil-WB)
Le Systèmes de découpe de plaquettes de la série Fabsil-WB32S / Fabsil-WB31E Ces systèmes intègrent des procédés de découpe avancés et des technologies de contrôle de mouvement de haute précision. Ils permettent le chargement/déchargement entièrement automatisé des plaquettes, la correction automatique de l'alignement des images, la découpe et l'ajustement automatisés, ainsi que la génération de rapports de données de production.
Le principe de fracture par contact en trois points
Après la découpe laser, des microfissures se sont formées à la fois sur la face inférieure et la surface de la plaquette, mais les grains individuels n'ont pas encore été complètement séparés. Le procédé de découpe repose sur le principe de fracture par contact en trois points:
-
Deux points d'appui sont positionnés sous la plaquette
-
UN lame à découper (frappeur) est abaissé pour entrer en contact avec la position de coupe réelle de la plaquette au point médian entre ces deux supports
-
Cela provoque la séparation des grains complètement le long du tracé découpé au laser
Découpage face avant vs. face arrière
| Processus | Description | Idéal pour |
|---|---|---|
| Découpe du dos | Rapide et efficace ; contact des lames par l'arrière | Plaquettes de SiC standard sans sensibilité sur la face supérieure |
| Découpage côté face | Usinage de précision à partir de la surface supérieure | Matériaux opaques ou applications ne nécessitant aucune force au-dessus des grains |
| Retournement automatique | Après le découpage de la face arrière, un mécanisme de retournement intégré retourne la plaquette pour le découpage de la face avant. | Plaquettes nécessitant un traitement recto verso |
Caractéristiques principales (Série Fabsil-WB)
| Fonctionnalité | Capacité |
|---|---|
| Forte compatibilité | Compatible avec les plaquettes de 4", 6" et 8" ; standard SECS/GEM interfaces |
| Production en un clic | Chargement/déchargement de cassettes, lecture automatique des codes-barres, manipulation adaptative des plaquettes entières et des fragments, étalonnage automatique du niveau |
| Cohérence des processus | Correction automatique des positions de découpe et compensation de profondeur de lame |
| Modes de dés polyvalents | Découpage séquentiel, découpe inversée, découpe par sauts, découpe par quadrants |
| Vision de haute précision | Reconnaissance d'images basée sur l'IA pour une identification précise de produits divers ; empêche les erreurs d'identification |
Spécifications clés complètes : Fabsil-WB32S vs. Fabsil-WB31E
Spécifications générales et de processus
| Spécification | Fabsil-WB32S | Fabsil-WB31E |
|---|---|---|
| Diamètre traitable | 4 pouces, 6 pouces | 4 pouces, 6 pouces, 8 pouces |
| Technologie des procédés | Cisaillement par contact en trois points ; permet le découpage recto et verso des matériaux opaques | Même |
| Matériaux applicables | Carbure de silicium (SiC) | Carbure de silicium (SiC) |
Spécifications de l'axe de mouvement
| Axe | Paramètre | Fabsil-WB32S | Fabsil-WB31E |
|---|---|---|---|
| Axe Y | Voyage | 158 mm | 215 mm |
| Vitesse maximale | 120 mm/s | 120 mm/s | |
| Rectitude | ±0,002 mm | ±0,002 mm | |
| Répétabilité | ±0,002 mm | ±0,002 mm | |
| Axe X supérieur | Voyage | 265 mm | 340 mm |
| Vitesse maximale | 120 mm/s | 120 mm/s | |
| Rectitude | ±0,002 mm | ±0,002 mm | |
| Répétabilité | ±0,002 mm | ±0,002 mm | |
| Axe X inférieur | Voyage | 158 mm | 215 mm |
| Vitesse maximale | 120 mm/s | 120 mm/s | |
| Rectitude | ±0,002 mm | ±0,002 mm | |
| Répétabilité | ±0,002 mm | ±0,002 mm | |
| Axe Z | Voyage | 60 mm | 60 mm |
| Vitesse maximale | 50 mm/s | 50 mm/s | |
| Rectitude | ±0,002 mm | ±0,002 mm | |
| Répétabilité | ±0,002 mm | ±0,002 mm | |
| Axe R | angle de rotation | 120° | 120° |
| Répétabilité | ±5 secondes d'arc | ±5 secondes d'arc | |
| vitesse de rotation | 90°/s | 90°/s |
Spécifications mécaniques et des composants
| Composant | Paramètre | Fabsil-WB32S | Fabsil-WB31E |
|---|---|---|---|
| Positionnement des contours | Méthode | Positionnement du contour du rétroéclairage | Même |
| Précision | 0,1 mm | 0,1 mm | |
| Lame à découper | Matériel | Acier SK, HRC65 | Acier SK, HRC65 |
| Longueur | 165 mm | 210 mm | |
| Étape de soutien | Matériel | SKD11, HRC58 | SKD11, HRC58 |
| Longueur | 165 mm | 210 mm | |
| Gréviste | Taper | Percuteur électronique à force d'impact contrôlable | Même |
| Système de caméra | Grand angle | 5 MP (1 unité) | 5 MP (1 unité) |
| Correction d'angle | 1,6 MP (2 unités) | 1,6 MP (2 unités) | |
| PC industriel | TOI | Windows 10, 64 bits | Même |
| BÉLIER | 16 GB | Même | |
| Stockage | Disque dur de 1 To | Même |
Exigences en matière d'installations et d'environnement
| Paramètre | Spécifications (pour les deux modèles) |
|---|---|
| Alimentation | Monophasé 220 V / 50 Hz / 10 A ; fluctuation du réseau |
| Pression d'air comprimé | 0,6–0,8 MPa |
| Débit d'air comprimé | ≥80 L/min |
| Température ambiante | 22 ± 2 °C |
| Humidité relative | 40 % à 60 % |
| Propreté | Classe 1000 ou supérieure |
| Vibrations du sol | Amplitude |
Dimensions physiques et poids
| Paramètre | Fabsil-WB32S | Fabsil-WB31E |
|---|---|---|
| Dimensions (L×P×H) | 1400 × 975 × 2100 mm | 1500 × 1120 × 2100 mm |
| Poids net | Environ 0,9 tonne | Environ 1 tonne |
Emplacements d'installation interdits
L'équipement doit PAS être placés dans des zones avec :
| Catégorie | Interdictions spécifiques |
|---|---|
| Risques chimiques | Lieux accessibles aux produits chimiques, aux matières inflammables ou explosives |
| interférences électriques | Zones proches des sources de chauffage à haute fréquence |
| Instabilité thermique | Lieux où la température ambiante varie rapidement |
| contaminants aéroportés | Zones présentant de fortes concentrations de CO₂, NOₓ ou SOₓ |
Flux de travail de mise en page et de traitement (Série Fabsil-WB)
Séquence de flux de travail automatisée
Chargement de la cassette → Transport ferroviaire → Lecture du code-barres → Extraction du contour → Chargement de la platine → Réglage du point de référence → Calibrage du niveau → Découpe des plaquettes → Déchargement terminé
Modules du système
| Module | Fonction |
|---|---|
| 1. Module de vision pour la découpe frontale | Alignement précis pour le découpage frontal |
| 2. Module de découpage en dés | Mécanisme de clivage par contact à trois points |
| 3. Module de préhension des plaquettes | Poignées en morceaux de gaufrette coupés en dés |
| 4. Module de positionnement grand angle | Détection initiale du contour de la plaquette |
| 5. Étape de traitement | Plateforme d'usinage de haute précision |
| 6. Module de chargement/déchargement | Gestion automatisée à base de cassettes |
Modules de support supplémentaires :
-
module de correction de nivellement
-
Système optique de précision
-
Module coaxial / Module de changement de matériau
-
Module FDC
-
Module antichute
-
Moteurs linéaires de haute précision X/Y
Foire aux questions (FAQ)
Questions générales sur le processus
Q1 : Quelle est l'épaisseur maximale de plaquette que le système Fabsil peut traiter ?
UN: La série Fabsil prend en charge des épaisseurs de plaquettes SiC à partir de 50 μm à 500 μm, compatible avec les plaquettes de 4, 6 et 8 pouces.
Q2 : Le système Fabsil nécessite-t-il un nettoyage chimique après le découpage ?
UN: Non. Le processus de découpe à sec nécessite aucun revêtement protecteur, aucun nettoyage et aucun retrait de filmCela élimine les déchets chimiques et réduit le coût total de possession.
Q3 : Ce système peut-il découper des plaquettes de SiC avec du métal sur la face arrière ?
UN: Oui. Le système peut traiter des plaquettes de SiC avec une épaisseur de métal sur la face arrière ≤5 μmLes meilleurs résultats sont obtenus lorsqu'aucun métal n'est présent dans les allées de découpe.
Q4 : Quelle est la différence entre le film bleu et le film PET dans votre procédé ?
UN: Film bleu est utilisé pour le montage initial de la plaquette avant la découpe laser. film PET est laminé après la découpe au laser pour protéger les grains coupés en dés pendant le transport et fournir la rigidité nécessaire à un clivage net par contact en trois points.
Questions techniques et de performance
Q5 : Comment fonctionne le système FDC (Focus Depth Control) ?
UN: Le système FDC développé en interne ajuste la profondeur de découpe laser en temps réel, compensant les variations d'épaisseur de la plaquette jusqu'à ±15 μm avec une précision de contrôle de la mise au point de ≤ ±5 μmCela permet de garantir que la pré-fissure reste parfaitement centrée, même sur des plaquettes déformées.
Q6 : Quel est le principe de la rupture par contact à trois points ?
UN: Après la découpe laser qui crée des microfissures internes, deux points de support sont positionnés sous la plaquette. Une lame de découpe (percuteur) entre en contact avec le point médian entre ces supports, ce qui provoque la séparation des grains. complètement le long des lignes tracées au laser sans force ni dommage supplémentaires.
Q7 : Quelles sont les exigences en matière de vibrations pour l'installation ?
UN: L'équipement nécessite des vibrations du sol amplitude et accélération vibratoire Évitez les endroits sujets à d'importantes vibrations, à des chocs ou à proximité de sources de chauffage à haute fréquence.
Q8 : Le système prend-il en charge les normes d'automatisation industrielle ?
UN: Oui. La série Fabsil-WB est dotée de caractéristiques standard Interfaces SECS/GEM, permettant une intégration transparente dans les usines de semi-conducteurs automatisées grâce à des capacités de reporting des données de production, de suivi de l'utilisation des équipements et de surveillance à distance.
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Résumé : Pourquoi la solution d'Himalaya Semi est leader du secteur
| Exigence | Solution semi-rigide Himalaya |
|---|---|
| Peu d'écaillage et sans fissures | Pré-fissuration guidée par laser + rupture par contact en trois points |
| Aucune contamination | Découpe à sec – sans produits chimiques, sans nettoyage requis |
| Gère les plaquettes déformées | Système FDC avec réglage de profondeur en temps réel (tolérance de ±15 μm) |
| Débit élevé | Vitesse de coupe de 1000 mm/s ; passage de cassette à cassette entièrement automatisé |
| Prêt à l'emploi de 8 pouces | La Fabsil-WB31E prend en charge les plaquettes de 8 pouces avec une course de 340 mm sur l'axe X. |
| Précision basée sur l'IA | Alignement visuel à ±0,5 μm ; réduction des alarmes de 90 % |
| Conforme aux normes SECS/GEM | Prêt pour l'automatisation des usines et l'intégration des données |
| Modes de découpe flexibles | Découpage séquentiel, inversé, par sauts et par quadrants |
| Cohérence du processus | Compensation automatique de la profondeur de lame et correction de position |
Conclusion
Alors que les plaquettes de SiC passent de 4 et 6 pouces à 8 pouces de diamètreL'industrie a besoin d'une solution de découpe alliant précision laser et fiabilité mécanique. Himalaya Semiconductor Série Fabsil-LD (découpe laser) et Série Fabsil-WB (cliquage de plaquettes) Fournir un processus complet, sans produits chimiques et à haut rendement, depuis le montage des plaquettes et la lamination PET jusqu'à l'éjection finale des puces.
En intégrant contrôle de mise au point FDC en temps réel, Alignement de vision piloté par l'IAet le Principe de rupture par contact en trois pointsNous veillons à ce que la dureté et la fragilité du SiC ne dictent plus votre rendement de production.
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| Format des plaquettes (4"/6"/8") | _______________ |
| Épaisseur de la plaquette (μm) | _______________ |
| Métal au dos ? (O/N) | _______________ |
| Volume annuel estimé | _______________ |
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À propos de l'auteur
Dr Jian Li Il est ingénieur de procédés senior chez Himalaya Semi, spécialisé dans le micro-usinage. Fort de 15 ans d'expérience et détenteur de brevets clés dans les systèmes de contrôle de découpe (notamment le système de contrôle de la scie de découpe DS9260), il dirige le développement de solutions de découpe avancées pour les semi-conducteurs de troisième génération.
Coordonnées
Siège social et centre de recherche et développement
Chambre 4234, Bâtiment 11, n° 1258, rue Jinfeng Sud,
Ville de Mudu, district de Wuzhong, ville de Suzhou, province du Jiangsu, Chine
Bureau des ventes
No. 58, Keji 3rd Road, zone de haute technologie, district de Yanta, Xi'an, Chine
Jiangsu Himalaya Semiconductor Co., Ltd.
Annexe : Tableau de référence rapide des spécifications
| Paramètre | Fabsil-LD31E (Laser) | Fabsil-WB31E (Clivage) |
|---|---|---|
| Tailles des plaquettes | 4", 6", 8" | 4", 6", 8" |
| Plage d'épaisseur | 50–500 μm | 50–500 μm |
| Précision des clés | Mise au point ≤ ±5 μm | Position ±0,002 mm |
| Vitesse maximale | 1000 mm/s | 120 mm/s |
| Précision visuelle | ±0,5 μm | 0,1 mm (contour) |
| Méthode de coupe/clivage | Laser picoseconde (GW/cm²) | Contact à trois points |
| Automation | Un clic + SECS/GEM | Un clic + SECS/GEM |
| Classe environnementale | Classe 1000+ | Classe 1000+ |