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。