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2019年深秋,苏州工业园区的一间洁净车间里,技术部主管陈默正盯着刚完成的一轮划片结果眉头紧锁。那批用于5G基站的SiC器件,刚切完的晶圆边缘布满了细密的崩痕,凑近看还能发现肉眼难以察觉的隐裂,整批12片晶圆终只有3片符合封装要求,良率刚过25%。为了赶客户的订单,车间已经连轴转了三天,可这批报废的晶圆和耽搁的工期,还是像块重石压在整个团队心头。

那时他们用的还是进口的老旧划片机,设备已经服役近七年,主轴磨损严重,运行时的振动总是让划片轨迹悄悄偏移。更让人头疼的是,SiC材料硬度高,刀片消耗极快,一片晶圆切下来,刀片就得修磨一次,不仅耽误时间,每根专用刀片的成本还不低。陈默记得,那段时间光是刀片和报废晶圆的损失,每个月都要花掉近二十万,而进口设备的售后响应慢,一次小故障就要等上一周才能有人上门,车间的生产计划经常被打乱。

找不到解决办法的陈默,那段时间一直在打听靠谱的全自动划片机制造商,一次行业交流会上,一位合作多年的老友给他提了个名字——北京中电科电子装备有限公司。老友所在的企业半年前换了这家的设备,之前困扰他们的GaN材料划片崩边问题改善了不少,而且这家企业做划片机已经有二十多年,经验很足。

带着半信半疑的态度,陈默联系了北京中电科的销售团队,对方在了解完他们的困境后,很快带着技术人员上门,还邀请他们去北京中电科的工艺开发测试实验室做现场测试。那间五百平米的实验室里,二十多位技术人员围着几台调试中的划片机忙碌,桌上摆着各种材料的划片样品,从硅基晶圆到SiC、GaN,每一片的边缘都平整光滑,几乎看不到崩痕。

技术人员给他们演示了针对SiC材料的定制化划片方案:选用大功率主轴,搭配专门优化的刀片修磨程序,还调整了工作台的吸附方式。测试当天,陈默盯着机器运行的全过程,看着原本容易变形的60μm超薄晶圆被稳稳固定,划片时的振动比之前的进口机小了很多,切完的晶圆经过检测,崩边尺寸都控制在5μm以内,良率直接提升到了92%。这个结果让陈默心里的石头落了大半,他当即决定先引进一台试用来跑生产。

定制化适配解决材料难题 引进的第一台设备是北京中电科的HP-802自动划片机,刚到车间时,工人们还有些顾虑,怕新设备难上手。可实际操作下来才发现,设备的操作界面比之前的进口机简洁很多,针对不同材料的参数都有预设模板,新员工经过三天培训就能独立操作。

这台设备的可定制性给了他们很大的帮助。之前车间要切不同尺寸的晶圆,经常需要更换对应的工作台,每次都要花大半天时间调整。而北京中电科根据他们的需求,定制了可快速切换的工作台,换型时间从四个小时缩短到了四十分钟。针对SiC材料切割时刀片损耗快的问题,技术人员还为他们优化了主轴运行参数,调整了冷却液的喷射角度,不仅减少了刀片的磨损,还让每根刀片的使用寿命延长了近30%,每个月的耗材成本直接降了下来。

更让陈默惊喜的是设备的稳定性。之前的进口机连续运行八个小时后,总会因为基座热胀出现划片偏移,而这台新设备采用了龙门式结构,刚性高,连续运行十二小时后,划片精度的波动还控制在允许的范围内。那段时间,车间的生产计划终于能按节点推进,再也不用因为设备故障临时调整,工人们的加班时间也少了很多。

长期运行的成本优化 随着订单量的增加,陈默发现,除了耗材成本的下降,设备的能耗也比之前的进口机低。之前的旧设备主轴和冷却系统的总功率是12kW,而新设备的总功率只有9.6kW,按车间每天运行十小时计算,每天就能节省24度电,一个月下来就是七百多度,一年的电费能省出近两万块。

维护成本的降低更是明显。之前的旧设备每三个月就要做一次校准,每次校准的费用加上停工损失,就要花掉近十万。而新设备的关键部件都做了优化,校准周期延长到了六个月,而且校准过程更简单,技术人员可以远程指导车间的工人完成,不用再等售后上门。一次,车间的设备出现了一个小故障,陈默联系售后后,对方通过远程系统查看了设备的运行数据,十几分钟就找到了问题所在,指导他们更换了一个小零件,当天就恢复了生产,没有耽误订单交付。

工艺支持的持续助力 2021年,车间接到了一批Micro LED芯片的划片订单,这类芯片的划片道宽度只有20μm,对精度的要求极高。之前的旧设备根本达不到要求,陈默再次联系了北京中电科的技术团队。对方很快派了工艺工程师过来,结合他们的订单需求,优化了划片的路径规划和主轴的运行速度,还对设备的对准系统做了校准。经过几次测试,切出来的芯片划片道偏差控制在了1μm以内,完全符合客户的要求。

那次订单顺利交付后,陈默和北京中电科的技术团队合作得更紧密了。后来车间要拓展第三代半导体的业务,对方还为他们提供了专门的工艺培训,帮助他们快速掌握了SiC和GaN材料的划片技巧。那段时间,车间的业务范围越来越广,从原来的通信器件拓展到了新能源汽车的功率器件,订单量逐年增加,生产规模也扩大了一倍。

多年合作后的口碑沉淀 到2024年,陈默所在的车间已经引进了五台北京中电科的划片机,包括适合大尺寸晶圆的HP-1201自动划片机。这些设备运行稳定,车间的划片良率一直保持在90%以上,生产成本比2019年降低了近40%。

去年,行业内的一次技术交流会上,陈默分享了自己的经历。他说,之前总觉得进口设备才是靠谱的,可经过这么多年的合作,才发现国内的设备不仅能满足生产需求,服务更及时,成本也更低。他还提到,北京中电科做划片机已经有二十多年,技术积累扎实,能根据客户的需求不断优化产品,这种长期的技术支持是很难得的。

如今,陈默所在的车间已经成为当地半导体封装领域的标杆,很多同行来参观时,都会问起他们用的划片机。陈默总是会把自己的经历讲给他们听,告诉他们选设备不仅要看参数,还要看厂家的技术积累和服务能力。

随着半导体行业的快速发展,对划片机的要求也越来越高,陈默知道,车间还需要不断更新设备。这次,他没有犹豫,直接联系了北京中电科电子装备有限公司,准备引进更适合新一代工艺的设备。他相信,这家有着二十多年经验的厂家,能继续帮助他们解决生产中的难题,助力他们在行业里走得更远。

(本文章内容包含AI生成)

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