Hochpräzise Diamantdraht-Schneidsysteme für die Bearbeitung von AlN-Wafern in der Halbleiterfertigung
Aluminiumnitrid (AlN)-Substrate sind entscheidende Hochleistungskeramiken für die Leistungselektronik und die Halbleiterverpackung. Das präzise Schneiden von AlN-Wafern trägt dazu bei, die Materialintegrität zu wahren, den Wärmewiderstand zu minimieren und eine zuverlässige Leistung in Hochleistungsanwendungen zu gewährleisten, was sich positiv auf die Steigerung des Wirkungsgrads und der Ausbeute der Bauelemente auswirkt. Unter den verschiedenen Arten der AlN-Bearbeitung sind das Schneiden ultradünner Wafer, das Zerschneiden mehrschichtiger Substrate und das Schneiden kundenspezifischer Bauteile in der Industrie am weitesten verbreitet. In Produktionslinien mit hohen Stückzahlen sind die einzelnen Bearbeitungsschritte in automatisierte Stationen integriert. Die AlN-Rohlinge werden durch Diamantdraht-Schneidsysteme geführt und durch verschiedene Präzisionsverfahren wie Hochspannungsdrahtschneiden, spannungsfreies Schneiden, Oberflächenschleifen usw. bearbeitet.
Diamantdraht-Schneidsysteme für AlN-Substrate bearbeiten das Keramikmaterial nach der Rohlingvorbereitung, häufig mittels hochpräziser Drahtspannungsregelung und spannungsarmem Schneiden nahe der Endtoleranz. Hocheffiziente Schneidsysteme für ultradünne Wafer, dicke Substrate oder kundenspezifische Bauteile müssen eine extrem hohe Maßgenauigkeit – bei minimalem Schnittverlust – gewährleisten und gleichzeitig eine hohe Prozessstabilität aufweisen. Gleichzeitig sollten AlN-Schneidsysteme der hohen Härte und Sprödigkeit keramischer Werkstoffe gewachsen sein und eine kompakte Bauweise aufweisen, um eine möglichst platzsparende Gestaltung der Produktionslinie zu gewährleisten.
Hochpräzise, schnittverlustarme und kompakte Diamantdraht-Schneidsysteme von ewirexon helfen Halbleiterherstellern dabei, eine extrem hohe Maßgenauigkeit und damit ein optimales Schneideergebnis zu erzielen. Gleichzeitig bleibt der Materialverlust im Hauptproduktionsmodus gering. Die aus hochsteifen Stahlrahmen gefertigten Schneidsysteme sind verschleißfest und dank ihrer optimierten Drahtspannungsregelung ideal für die flexible Bearbeitung verschiedener AlN-Substratdicken oder Ausrichtungen der Schneidrichtung geeignet. Aufgrund ihrer stabilen mechanischen Konstruktion erfordern sie eine geringere Wartungshäufigkeit als branchenübliche Schneidsysteme. Die Kombination aus präziser Drahtführungsgeometrie und optimiertem Einlaufkonus gewährleistet minimale Schäden unter der Oberfläche. Dank des reduzierten Platzbedarfs der Maschine lassen sich besonders platzsparende Produktionslinienkonzepte realisieren. Die AlN-Schneidsysteme wurden unter zyklischen Betriebsbedingungen getestet, um Anwendungen mit einer hohen Anzahl von Start-Stopp-Vorgängen zu simulieren, wie sie in der Halbleiterwafer-Fertigung üblich sind.
Geringerer Materialabfall und geringere Produktionsverluste dank der präzise optimierten Drahtverlaufsgeometrie der Schneidsysteme, wodurch Schnittspaltverluste und Schäden unter der Oberfläche minimiert werden.
Es sind Einsparungen bei den Produktionskosten und eine Verbesserung der Materialausbeute möglich, da die hochpräzisen Schneidklingen eine hohe Materialausnutzung bei gleichbleibender Prozessstabilität gewährleisten.
Optimales Schneideergebnis: Bei Einsatz in der speziell darauf abgestimmten Produktionslinie werden eine hohe Maßgenauigkeit und eine äußerst glatte Oberflächenqualität erzielt, was eine schnelle und effiziente Waferbearbeitung ermöglicht.
Senkung der Betriebskosten aufgrund der langen Lebensdauer der Schneidsysteme, die durch eine hochsteife Rahmenkonstruktion und eine hohe Bauteilfestigkeit erreicht wird, was durch Zyklusversuche bestätigt wurde.
| NEIN. | Parameter | Spezifikation |
| 1 | Modell | TCQF400LNC-FM-HL |
| 2 | Schneidprinzip | Endloser Diamantdraht / Mechanisches Schneiden |
| 3 | Schneidefunktionen | Zuschneiden / Winkel- und Profilzuschnitt |
| 4 | Maximale Werkstückgröße (mm) | Φ600 mm, Höhe 500 mm |
| 5 | Größe der Arbeitsfläche (mm) | Drehteller Ø380 |
| 6 | Genauigkeit der Schnittplanarität (mm) | 0.08 |
| 7 | Oberflächenrauheit (μm) | Ra 0,8 μm |
| 8 | Drahtspezifikation (mm) | Ø 0,65–1,0/2580 |
| 9 | Spannsystem | Regelung der konstanten Drahtspannung |
| 10 | Anzahl der Führungsräder | 4 Räder |
| 11 | Antriebsmotor | Servomotor |
| 12 | Drahtgeschwindigkeit (m/s) | 51Max (einstellbar) |
| 13 | Gesamtleistung | 2.8 |
| 14 | Spannung | 220 V, 50 Hz |
| 15 | Steuerungssystem | Maßgeschneidertes Tongcheng T32-System |
| 16 | Abmessungen (L × B × H) (mm) | 1350 × 1066 × 1968 |
| 17 | Bruttogewicht kg | 720 |
Ein Halbleiterhersteller hat in Zusammenarbeit mit ewirexon sein AlN-Schneideverfahren modernisiert und dadurch eine höhere Ausbeute, weniger Materialverschwendung und eine gleichbleibende Präzision in der Produktion erreicht.
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