I. optimisation et maintenance des performances des équipements

1. Mise à niveau matérielle et correction des paramètres

Tête de coupe avec broche optimisée:

Choisissez une tête diamantée de haute dureté (telle qu'un revêtement de diamant à l'échelle nanométrique), améliorez l'tranchant et la résistance à l'usure, réduisez la fréquence de changement d'outil (la durée de vie de la tête d'outil traditionnelle est d'environ 5 000 coupes et peut atteindre plus de 8 000 après la mise à niveau).

Ajustement de la vitesse de rotation de la broche et de la vitesse d'alimentation: par exemple, lors de la Coupe d'une plaquette de silicium de 4 pouces, la vitesse de rotation de la broche est augmentée de 30 000 tr / min à 35 000 tr / min, tandis que la vitesse d'alimentation est optimisée de 50 mm / s à 60 mm / s, ce qui peut réduire le temps de coupe de la plaquette de silicium monocristallin de 15% ~ 20% (la meilleure combinaison de paramètres doit être vérifiée par l'expérience Doe).

Mise à niveau du banc et du système de positionnement:

L'utilisation de la table d'entraînement de moteur linéaire de haute précision (précision de positionnement ≤ ± 1 μm), remplaçant la structure traditionnelle de servomoteur + vis à billes, réduit le décalage de coupe causé par le jeu mécanique et améliore le bon taux de jetabilité (de 98% à plus de 99,5%).

2. Maintenance préventive et alerte aux pannes

Mise en place d’un modèle de maintenance prédictive: surveillance en temps réel des paramètres tels que les vibrations de la broche (seuil ≤ 0,5 g), la température de la tête d’outil (≤ 60°C), le courant de coupe, etc., via des capteurs, en combinaison avec des algorithmes d’ia pour prédire la durée de vie restante des composants (par exemple, rappel automatique du remplacement lorsque la tête d’outil est usée jusqu’à 0,1 mm) et éviter les temps d’arrêt non planifiés (réduction de 30% des temps d’arrêt

Changement rapide d'outils et processus d'étalonnage:

Conception de pinces de tête d'outil à démontage rapide, le temps de changement d'outil est réduit de 30 minutes à 10 minutes;

Système de calibrage visuel intégré (p. ex. double caméra CCD) avec étalonnage automatique de la position de la tête d'outil après le changement d'outil (temps de calibrage réduit de 15 à 5 minutes).

II. Optimisation des processus et intégration des processus

1. Raffinement des paramètres du processus de coupe

Stratégie de coupe par étapes:

Phase de coupe grossière: utilisez une vitesse d'avance élevée (80 mm / s) pour éliminer rapidement la plupart des matériaux et réduire le temps de coupe à vide;

Phase de finition: réduire la vitesse d'alimentation à 30 mm / s, coopérer avec la rotation à grande vitesse de la broche (40 000 tr / min), assurer la rugosité de la surface de coupe ra ≤ 0,5 μm, éviter l'usinage secondaire.

Optimisation du refroidissement et de la lubrification:

Utilisant le refroidissement mixte de l'eau désionisée + liquide de coupe de trace (concentration 3% ~ 5%), remplaçant le refroidissement à l'eau pure, réduisant la profondeur des dommages thermiques de coupe (de 20 μm à moins de 10 μm), tout en améliorant la durée de vie de la tête de coupe de 20%;

L'optimisation de l'angle de la buse (45° par rapport à la surface de coupe) et du débit (5 L / min) garantit une couverture précise de la zone de coupe par le fluide de refroidissement.

2. Intégration du prétraitement et du post - traitement des plaquettes

Conception de processus intégrée:

Chargement de la fonction de meulage de la face arrière de la plaquette sur la machine à lobes, éliminant le processus de meulage indépendant et réduisant le nombre de manipulations de plaquettes (chaque pièce prend environ 20 secondes à manipuler, 100 pièces / lot peuvent économiser 3 minutes);

Traitement de chanfreinage des bords immédiatement après la coupe (par meule rotative intégrée) pour éviter le risque d'avalanche causé par le transfert manuel, avec une amélioration de 0,8%.

Iii. Production intelligente et mise à niveau automatique

1. Système automatisé de chargement et de déchargement et de logistique

Déployer un robot à six axes + une poignée d'adsorption sous vide pour réaliser le chargement, le positionnement et le déchargement automatiques de la plaquette dans l'ensemble du processus (le chargement et le déchargement manuels traditionnels prennent 15 secondes par tranche et sont réduits à 5 secondes après l'automatisation) et prendre en charge la production continue 24 heures sur 24.

L'utilisation d'AGV (Automated Guide Vehicle) avec des processus avant et arrière pour réduire le temps d'attente des plaquettes (efficacité de rotation logistique améliorée de 40%).

2. Gestion de la production numérique

Importez le système mes pour surveiller la machine à lobes oee (Equipment Integrated efficiency) en temps réel:

Oee cible ≥ 85% (environ 70% pour la production conventionnelle), optimisé de manière ciblée par l’analyse des causes d’arrêt (changement d’outil, calibrage, attente);

Définir des indicateurs KPI: augmentation de la taille de coupe quotidienne moyenne de 800 à 1 000 pièces pour un seul appareil (augmentation de 25% de la capacité).

Construire un jumeau numérique: simuler l'impact de différents paramètres de coupe sur l'efficacité dans un environnement virtuel, valider à l'avance le schéma optimal (par exemple, la planification des chemins de coupe pour différentes épaisseurs de plaquettes) et réduire les coûts d'essais et d'erreurs.

L'amélioration de l'efficacité de production de la machine à lobes semi - conducteurs nécessite la construction d'un système d'optimisation de la triade "équipement - processus - gestion": base d'équipement compactée par mise à niveau matérielle et maintenance intelligente, efficacité de la machine unique par raffinement des processus et intégration des processus, augmentation de la capacité globale par automatisation et gestion numérique. En même temps, il est nécessaire d'intégrer les caractéristiques de haute précision de la fabrication de semi - conducteurs pour maintenir un équilibre entre l'efficacité et la qualité, et finalement atteindre une augmentation simultanée de la capacité et de la rentabilité.