Nový systém pro obrábění křemíkových plátků
Společnost GF Machining Solutions představila pod označením LASER S 500 (U) novinku v segmentu laserového mikroobrábění. Nový stroj je určen pro obrábění destiček z karbidu křemíku (SiC), které se odlišuje od konvenčních technik.
V polovodičovém průmyslu se široce využívají tvrdé a křehké materiály s přesnými fyzikálními vlastnostmi. Nový stroj LASER S 500 (U) je konstruován tak, aby s těmito materiály dokázal snadno pracovat. Zvládne bez problémů i výzvy, jaké představují součástky pro ICT vyžadující vysokou přesnost i při složitých geometriích či náročné díly pro hodinářský průmysl.
Složitý výrobní proces má nové řešení
Pro podporu globálního posunu směrem k elektrifikaci se při napájení elektroniky a radiofrekvenčních komponent stále častěji používají destičky z karbidu křemíku (SiC), jejichž široké využití vyplývá z jejich výjimečné tepelné vodivosti, stability, mechanické pevnosti a širokého pásma, což umožňuje elektronickým součástkám pracovat při vyšších kapacitách. Křemíkové SiC wafery mají různé aplikace včetně konvertorů, invertorů, nabíječek baterií a napájecích zdrojů, a jsou využívány v různých průmyslových odvětvích, jako je automobilový průmysl, obnovitelná energie, telekomunikace, obrana a informační a komunikační technologie (ICT).
Nasazení SiC waferů však představuje náročné obráběcí výzvy pro výrobce v celém řetězci, od růstu monokrystalů až po balení IC. Tradičně byly výrobní procesy vhodnější pro aplikace zahrnující křemík (Si). Obrábění karbidu křemíku (SiC) pro výrobu plátků však zahrnuje práci s mnohem tvrdším materiálem pomocí technik, které nejsou pro tento účel plně optimalizovány.
Během výrobního procesu se s destičkami SiC, obecně o velikosti 6 až 8 palců, manipuluje vícekrát, ale jejich extrémní tvrdost a křehkost výrazně zvyšuje riziko odštípnutí nebo zlomení. Aby se toto riziko zmírnilo, jsou destičky SiC opatřeny okrajovými profily (obvykle typu R nebo F) podle norem SEMI. Tyto profily jsou vytvářeny pomocí broušení diamantovými kotouči, které však čelí problémům s opotřebením a tím i nerovnoměrným broušením a nesprávným vytvářením úhlů. Tento proces je v současné podobě časově náročný a má za následek vysoké výrobní náklady.
Jak zvládnout náročné materiály
Nejnovější inovace GF Machining Solutions s novinkou LASER S 500 (U) přináší ve výrobě SiC destiček výraznou změnu. Tento pokročilý laserový ablační stroj kombinuje vysokou dynamiku s přesnou termoregulací a poskytuje bezkonkurenční kvalitu profilu hran, přesnost i konzistenci a nabízí několik významných výhod, které transformují výrobní proces.
Kombinace lineárních a momentových motorů umožňuje vyšší rychlost i zrychlení v osách. Pokročilý design, kinematika a motory LASER S 500 (U) zajišťují bezkonkurenční přesnost a opakovatelnost, a to i při dlouhých operacích. Díky vysoce výkonným laserovým zdrojům a všestranným konfiguracím lze snadno realizovat jakékoli obráběcí úlohy. Použití bezkontaktní technologie eliminuje opotřebení nástroje, zajišťuje spolehlivost procesu a udržuje stálou kvalitu během dlouhých výrobních sérií bez rizika poškození. Pokud jde o efektivitu, má nový stroj výrazně zkracovat dobu zpracování – z hodiny na několik minut, a také podstatně snižuje náklady na díl tím, že eliminuje potřebu drahých brusných nástrojů.
Kombinace stroje a patentovaného CAM softwaru GF Machining Solutions LaserSUITE360 navíc umožňuje vytvoření jakéhokoli profilu hrany, tvaru zářezu nebo velikosti plátku. Těchto výhod je dosaženo prostřednictvím inovativního procesu, který integruje řešení od CAD/CAM až po samotný obráběcí proces prováděný při extrémně vysokých rychlostech díky vysokým dynamickým pohybům, inovativním strategiím obrábění a stabilní přesnosti.
Základní komponenty novinky LASER S 500 (U) jsou chlazené vodou, což zajišťuje prevenci teplotních výkyvů i zachování dokonalé přesnosti během celého výrobního cyklu, ať už se jedná o hodiny, dny nebo týdny.
Řešení vylepšuje zpracování waferů o pokročilé funkce, jako je technologie vestavěné kamery, která přesně identifikuje kritické oblasti a čte identifikační čísla. To umožňuje změnit velikost seškrábaných 8palcových waferů na nové 6palcové wafery doplněné o jejich specifická identifikační čísla, všechny zpracované stejným řešením. Nový LASER S 500 (U) integruje nejnovější generaci vysokorychlostního optického 3D skeneru pro rychlost skenování až 3500 mm/s.
Petr Sedlický
Foto: GF Machining Solutions
2
