Oprema za stanjivanje pločica za obradu safirnih/SiC/Si pločica od 4 do 12 inča
Princip rada
Proces stanjivanja pločice odvija se u tri faze:
Grubo brušenje: Dijamantni kotač (veličina zrna 200–500 μm) uklanja 50–150 μm materijala pri 3000–5000 okretaja u minuti kako bi se brzo smanjila debljina.
Fino brušenje: Finiji kotač (veličina zrna 1–50 μm) smanjuje debljinu na 20–50 μm pri <1 μm/s kako bi se smanjila oštećenja podloge.
Poliranje (CMP): Kemijsko-mehanička suspenzija uklanja preostala oštećenja, postižući Ra <0,1 nm.
Kompatibilni materijali
Silicij (Si): Standard za CMOS pločice, razrijeđen na 25 μm za 3D slaganje.
Silicijev karbid (SiC): Za toplinsku stabilnost potrebni su specijalizirani dijamantni kotači (80% koncentracije dijamanta).
Safir (Al₂O₃): Razrijeđen na 50 μm za UV LED primjene.
Osnovne komponente sustava
1. Sustav mljevenja
Dvoosna brusilica: Kombinira grubo/fino brušenje u jednoj platformi, smanjujući vrijeme ciklusa za 40%.
Aerostatsko vreteno: Raspon brzine od 0 do 6000 o/min s radijalnim odstupanjem <0,5 μm.
2. Sustav za rukovanje pločicama
Vakuumska stezna glava: sila držanja >50 N s točnošću pozicioniranja od ±0,1 μm.
Robotska ruka: Prenosi pločice od 4 do 12 inča brzinom od 100 mm/s.
3. Sustav upravljanja
Laserska interferometrija: Praćenje debljine u stvarnom vremenu (rezolucija 0,01 μm).
Unaprijed pokrenuto umjetnom inteligencijom: Predviđa trošenje kotača i automatski prilagođava parametre.
4. Hlađenje i čišćenje
Ultrazvučno čišćenje: Uklanja čestice >0,5 μm s učinkovitošću od 99,9%.
Deionizirana voda: Hladi pločicu na <5°C iznad sobne temperature.
Osnovne prednosti
1. Ultra visoka preciznost: TTV (ukupna varijacija debljine) <0,5 μm, WTW (varijacija debljine unutar pločice) <1 μm.
2. Integracija više procesa: Kombinira brušenje, CMP i plazma jetkanje u jednom stroju.
3. Kompatibilnost materijala:
Silikon: Smanjenje debljine sa 775 μm na 25 μm.
SiC: Postiže TTV <2 μm za RF primjene.
Dopirane pločice: InP pločice dopirane fosforom s pomakom otpornosti <5%.
4. Pametna automatizacija: Integracija MES-a smanjuje ljudske pogreške za 70%.
5. Energetska učinkovitost: 30% niža potrošnja energije putem regenerativnog kočenja.
Ključne primjene
1. Napredno pakiranje
• 3D integrirani krugovi: Stanjivanje pločica omogućuje vertikalno slaganje logičkih/memorijskih čipova (npr. HBM snopova), postižući 10× veću propusnost i 50% smanjenu potrošnju energije u usporedbi s 2.5D rješenjima. Oprema podržava hibridno spajanje i TSV (Through-Silicon Via) integraciju, što je ključno za AI/ML procesore koji zahtijevaju međusobni razmak <10 μm. Na primjer, 12-inčne pločice stanjene na 25 μm omogućuju slaganje 8+ slojeva uz održavanje <1,5% savijanja, što je bitno za automobilske LiDAR sustave.
• Pakiranje s ventilatorom: Smanjenjem debljine pločice na 30 μm, duljina međusobnih veza skraćuje se za 50%, čime se minimizira kašnjenje signala (<0,2 ps/mm) i omogućuju ultra tanke čiplete od 0,4 mm za mobilne SoC-ove. Proces koristi algoritme brušenja s kompenzacijom naprezanja kako bi se spriječilo savijanje (kontrola TTV-a >50 μm), osiguravajući pouzdanost u visokofrekventnim RF primjenama.
2. Energetska elektronika
• IGBT moduli: Stanjivanje na 50 μm smanjuje toplinski otpor na <0,5 °C/W, što omogućuje 1200 V SiC MOSFET-ima rad na temperaturama spoja od 200 °C. Naša oprema koristi višestupanjsko brušenje (grubo: granulacija 46 μm → fino: granulacija 4 μm) kako bi se uklonila oštećenja ispod površine, postižući >10 000 ciklusa pouzdanosti termičkog cikliranja. To je ključno za EV pretvarače, gdje SiC pločice debljine 10 μm poboljšavaju brzinu preključivanja za 30%.
• GaN-na-SiC uređaji za napajanje: Stanjivanje pločice na 80 μm povećava pokretljivost elektrona (μ > 2000 cm²/V·s) za 650V GaN HEMT-ove, smanjujući gubitke vodljivosti za 18%. Proces koristi laserski potpomognuto rezanje kako bi se spriječilo pucanje tijekom stanjivanja, postižući krhotine na rubovima <5 μm za RF pojačala snage.
3. Optoelektronika
• GaN-na-SiC LED diode: safirne podloge od 50 μm poboljšavaju učinkovitost ekstrakcije svjetlosti (LEE) na 85% (u odnosu na 65% za pločice od 150 μm) minimiziranjem hvatanja fotona. Ultra-niska kontrola TTV-a naše opreme (<0,3 μm) osigurava ujednačenu emisiju LED dioda na 12-inčnim pločicama, što je ključno za mikro-LED zaslone koji zahtijevaju ujednačenost valne duljine <100 nm.
• Silicijska fotonika: Silicijske pločice debljine 25 μm omogućuju 3 dB/cm niži gubitak propagacije u valovodima, što je ključno za optičke primopredajnike od 1,6 Tbps. Proces integrira CMP zaglađivanje kako bi se smanjila hrapavost površine na Ra <0,1 nm, povećavajući učinkovitost spajanja za 40%.
4. MEMS senzori
• Akcelerometri: Silicijske pločice od 25 μm postižu omjer signal-šum >85 dB (u odnosu na 75 dB za pločice od 50 μm) povećanjem osjetljivosti na pomak mase. Naš dvoosni sustav brušenja kompenzira gradijente naprezanja, osiguravajući pomak osjetljivosti od <0,5% iznad -40°C do 125°C. Primjene uključuju detekciju sudara u automobilima i praćenje kretanja u proširenoj/stvarnoj stvarnosti (AR/VR).
• Senzori tlaka: Stanjivanje na 40 μm omogućuje mjerne raspone od 0 do 300 bara s histerezom <0,1% FS. Korištenjem privremenog lijepljenja (staklenih nosača), proces sprječava lom pločice tijekom jetkanja stražnje strane, postižući toleranciju nadtlaka od <1 μm za industrijske IoT senzore.
• Tehnička sinergija: Naša oprema za stanjivanje pločica objedinjuje mehaničko brušenje, CMP i plazma nagrizanje kako bi se riješili izazovi s različitim materijalima (Si, SiC, safir). Na primjer, GaN-na-SiC zahtijeva hibridno brušenje (dijamantni kotači + plazma) za uravnoteženje tvrdoće i toplinskog širenja, dok MEMS senzori zahtijevaju hrapavost površine ispod 5 nm putem CMP poliranja.
• Utjecaj na industriju: Omogućavanjem tanjih, učinkovitijih pločica, ova tehnologija potiče inovacije u AI čipovima, 5G mmWave modulima i fleksibilnoj elektronici, s TTV tolerancijama <0,1 μm za sklopive zaslone i <0,5 μm za automobilske LiDAR senzore.
XKH-ove usluge
1. Prilagođena rješenja
Skalabilne konfiguracije: Komore od 4–12 inča s automatskim utovarom/istovarom.
Dopiranje: Prilagođeni recepti za kristale dopirane Er/Yb-om i InP/GaAs pločice.
2. Potpuna podrška
Razvoj procesa: Besplatni probni periodi s optimizacijom.
Globalna obuka: Godišnje tehničke radionice o održavanju i rješavanju problema.
3. Obrada više materijala
SiC: Razrjeđivanje pločice na 100 μm s Ra <0,1 nm.
Safir: debljina 50 μm za UV laserske prozore (propusnost >92% na 200 nm).
4. Usluge s dodanom vrijednošću
Potrošni materijal: Dijamantni kotači (2000+ pločica/životni vijek) i CMP suspenzije.
Zaključak
Ova oprema za stanjivanje pločica pruža vodeću preciznost u industriji, svestranost za više materijala i pametnu automatizaciju, što je čini nezamjenjivom za 3D integraciju i energetsku elektroniku. Sveobuhvatne usluge XKH-a - od prilagodbe do naknadne obrade - osiguravaju klijentima postizanje isplativosti i izvrsnosti performansi u proizvodnji poluvodiča.


