專為碳化矽、矽晶圓及電池固態硬質材料設計,實現次微米級高精度研磨

鍵和機械最新研發之 JHP 系列圓筒磨床,專為應對現代半導體、光電及新能源產業中「高硬度、高脆性」材料的精密加工挑戰而設計。本設備具備卓越的機台剛性與微進給控制能力,能有效抑制研磨震動,避免硬脆材料在加工過程中產生崩邊或微裂紋,是長晶、切割、研磨到拋光一貫化製程中,不可或缺的精密研磨設備。

JHP 系列具備廣泛的材料適應性,透過搭配獨特專屬的砂輪、冷卻系統、量測系統與人工智能輔助,可穩定加工以下高階材料:

  • 半導體與第三代半導體材料:矽晶圓、碳化矽、氮化鎵
  • 光學與高階絕緣材料:石英、玻璃、玻璃纖維、陶瓷、氧化鋯、氧化鋁
  • 新能源與電池應用:支援鋰鈷氧化物、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷鋁酸鋰、錳酸鋰、石墨、矽基材料等電池關鍵原材料,針對其成型固狀型態之「特殊硬質柱狀材料」進行精密研磨

面對台灣指標性矽晶圓與碳化矽長晶廠針對高階製程的需求,JHP 系列提供了實質的技術對策,並已成功為國內知名第三代半導體大廠完成 6 吋、8 吋、12 吋碳化矽晶錠的外科研磨測試,具備高度可靠的實績驗證:

  • 抑制高硬脆材料崩角:針對碳化矽與氮化鎵晶錠加工,優化的主軸設計可確保加工面的完整性,降低材料報廢率,有效提高良率。
  • 確保高真圓度與圓柱度:滿足半導體產業對於晶錠外圓與基準面加工的嚴苛幾何公差要求。
  • 穩定的大批量生產:可整合自動化機械手,確保批次加工的高度一致性。

專為硬脆材料打造的核心硬體架構

要完美加工極硬材料,機台的底盤與心臟是關鍵。JHP 系列導入了多項專屬設計:

  • 米漢納鑄鐵機身:本台採用米漢納鑄鐵,賦予機台極高的強度、緻密性、均質性及耐磨性,為次微米級加工提供最穩固的基礎。
  • 高阻尼動壓主軸:砂輪主軸採用動壓設計,相較於傳統軸承式主軸,具備更優異的阻尼效果與抗震能力,大幅提升研磨表面光潔度。
  • 特殊排屑砂輪設計:針對易產生高熱的硬脆材料,獨特的砂輪排列設計能顯著提升排屑與散熱效率,防止材料表面熱損傷。

智慧化機內量測系統 (In-process Gauge)

為確保加工良率與無人化生產的穩定性,JHP 系列搭載了全方位的線上監測與量測防護機制:

  • 端面量測:精準檢知端面位置,確保加工基準點。
  • 外徑量測:於加工過程中即時監控外徑尺寸變化,達成閉迴路尺寸補償。
  • 自動動平衡系統:內建振動感測器,能線上量測主軸不平衡振動狀態並即時校正砂輪動平衡,維持加工精度。
  • 間隙防撞與聲發射檢測:以高靈敏度聲發射感測器量測機台振動狀態,精確檢測是否發生碰撞。在砂輪未接觸工件的空行程段落可進行自動加速,不僅防撞更大幅提升加工效率。

JHP系列 核心技術規格

項目/機型 CNC直進式
JHP 3506 CNC JHP 3510 CNC JHP 3515 CNC
加工能力 主軸最大旋徑 (mm) ø 350
最大研磨長度 (mm) 600 1000 1500
最大研磨直徑 (mm) ø 330
兩頂針最大荷重 (kgs) 150
兩頂心間距離 (mm) 600 1000 1500
主軸中心高 (mm) 175
砂輪 砂輪尺寸 ø 510× 50~100× ø 203.2
迴轉速度 1250 rpm
最大周速 33 m/sec
進給角度 90°
旋轉角度 ±0°
快速移動 6 m/min
最大行程 280 mm
最小設定單位 0.0001 mm
研磨進給速率 0.001~6000 mm/min
油壓壓力 動壓 3 kg / 靜壓 20 kg
尾座 滑筒行程 30 mm
滑筒直徑 D : 70 mm
頂針規格 MT.4 ( 選配 MT.5)
油壓缸壓力 20 kg
主軸台 主軸轉速(可變) 10~500 rpm/min
頂針規格 MT.4( 選配MT.5)
主軸型式 短軸式(選配軸套式)
迴轉角度 120°(90°CCW;30°CW)
工作台 旋轉角度(逆時針方向) +9° +7° +5°
旋轉角度(順時針方向) -5° -4° -3°
快速移動速度 10 m/min
最小設定單位 0.0001 mm
最大行程 700 mm 1100 mm 1600 mm
研磨進給速率 0.001~6000 mm/min
馬達 砂輪主軸(交流感應) 7.5 HP 4 P( 選配 10 HP 4 P)
主軸台 1.8 KW
工作台進給(Z軸) 1.8 KW
砂輪台進給(X軸) 1.8 KW
油壓幫浦 1 HP 4 P
砂輪頭用油箱幫浦 動壓1 HP 4 P 靜壓2 HP 4 P
冷卻幫浦 1/2 HP 2 P
鐵屑分離機 1/25 HP 2 P
油溫控制器 靜壓砂輪頭600 W/
動壓砂輪頭400 W/滑軌250 W
油箱 油壓箱
( 滑軌面、螺桿尾座、量測)
60 L
砂輪頭潤滑油箱 50 L
冷卻液箱 160 L
機器 淨重 (kgs) 全罩 7460 8080 8500
毛重 (kgs) 全罩 7860 8480 8900
佔地面積 全罩 長(mm) 5020 5910 7120
寬(mm) 3290 3290 3310
高(mm) 2320 2320 2360
包裝尺寸 全罩 長(mm) 4400/1100 5300/1100 6500/1100
寬(mm) 2280/2280 2280/2280 2280/2280
高(mm) 2350/1100 2350/2280 2350/2280

表格僅供參考, 如有變更,恕不另行通知


針對半導體長晶廠與新能源設備商,鍵和不僅提供單機設備,更能針對特定硬脆材料提供完整的「砂輪選型、切削參數優化、自動化上下料、量測系統、人工智能輔助系統」一站式解決方案。

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