Instrument d'orientation de plaquettes basé sur XRD pour la détermination de l'angle de coupe de haute précision
Un instrument d'orientation de plaquettes est un appareil de haute précision basé sur la technologie de diffraction des rayons X (XRD), conçu pour les industries des semi-conducteurs et des matériaux optiques afin de déterminer l'orientation du réseau cristallin et les angles de coupe. Ses principaux composants comprennent :
- Système de génération de rayons X : Tubes à rayons X à cible en cuivre ou en molybdène avec une taille de spot focal de 0,4 × 1 mm, une tension de tube de 30 à 50 kV et un courant de tube de 0 à 5 mA.
- Goniomètre : Conception à liaison à deux axes (Ω-θ) prenant en charge une résolution angulaire de ±0,001° et une analyse de la courbe de balayage.
- Table d'échantillon : Structure d'alignement en V ou plane, compatible avec les plaquettes de 2 à 12 pouces et les gros lingots (≤ 20 kg).
- Module d'automatisation : Dispositif d'empilage pour le positionnement simultané de 12 lingots, améliorant l'efficacité de la production.
Spécifications techniques complètes de l'instrument d'orientation de plaquettes
| Prend en charge les cristaux cubiques (Si), hexagonaux (saphir) et asymétriques (YAG)Catégorie de paramètre |
Paramètre |
Spécifications/Description |
Système de rayons X
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Tube à rayons X |
Cible en cuivre (Cu), spot focal de 0,4 × 1 mm, refroidi par air |
| Tension/courant des rayons X |
30 kV, 0 à 5 mA réglable |
| Type de détecteur |
Tube Geiger-Müller (basse énergie) ou compteur à scintillation (haute énergie) |
| Constante de temps |
0,1/0,4/3 sec réglable |
Goniomètre
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Taille de l'échantillon |
Plaquette : 2 à 12 pouces ; Lingot : ≤ 200 mm (diamètre) × 500 mm (longueur) |
| Plage angulaire |
θ : -10° à +50°, 2θ : -10° à +110° |
| Précision d'orientation |
±10″ à ±30″ (modèles de haute précision : ±3″) |
| Résolution angulaire |
Lecture minimale : 1″ (numérique) ou 10″ (échelle) |
| Vitesse de balayage |
Orientation complète en 10 sec (entièrement automatisée) |
Automatisation et contrôle
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Table d'échantillon |
Rainure en V (plaquettes de 2 à 8 pouces), alignement des bords/OF, capacité de 1 à 50 kg |
| Mouvement multi-axes |
Positionnement sur les axes X/Y/Z, rotation à 360° ±15°, contrôle de l'inclinaison |
| Interface |
PLC/RS232/Ethernet, compatible MES |
Spécifications physiques
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Dimensions |
1130 × 650 × 1200 mm (L × l × H) |
| Poids |
150 à 300 kg |
| Exigences d'alimentation |
Monophasé 220 V±10 %, 50/60 Hz, ≤ 0,5 kW |
| Niveau sonore |
< 65 dB (en fonctionnement) |
Fonctionnalités avancées
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Contrôle de la tension en boucle fermée |
Surveillance en temps réel, régulation de la tension de 0,1 à 1,0 MPa |
| Optimisation basée sur l'IA |
Détection des défauts, alertes de maintenance prédictive |
| Compatibilité multi-matériaux |
Matériaux applicables : SiC, GaN, quartz, grenat |
Principe de fonctionnement
L'appareil fonctionne grâce aux technologies de diffraction des rayons X et de balayage Omega :
1. Diffraction des rayons X :
- Les rayons X incidents sur la surface du cristal aux angles de Bragg génèrent des signaux de diffraction, ce qui permet de calculer l'espacement du réseau et l'orientation.
- Le balayage de la courbe de balayage évalue les défauts du réseau et la contrainte de surface.
Prend en charge les cristaux cubiques (Si), hexagonaux (saphir) et asymétriques (YAG)
2. Balayage Omega :
- Le cristal tourne autour d'un axe fixe tandis que le tube à rayons X et le détecteur restent immobiles, collectant dynamiquement des données de diffraction multi-angles pour une cartographie complète du réseau en 5 secondes.
- Le mouvement intégré sur les axes X/Y/Z permet une orientation cristallographique 3D.
Prend en charge les cristaux cubiques (Si), hexagonaux (saphir) et asymétriques (YAG)
3. Contrôle automatisé :
- Rotation de l'échantillon et acquisition de données contrôlées par automate ou ordinateur, prenant en charge les paramètres de coupe prédéfinis (par exemple, coupes à 8° ou 32° pour les plaquettes de silicium).
Principales caractéristiques et avantages
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Prend en charge les cristaux cubiques (Si), hexagonaux (saphir) et asymétriques (YAG)Fonctionnalité
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Description
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Paramètres techniques/études de cas
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Ultra-haute précision
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Précision de balayage Omega ±0,001°, résolution FWHM de la courbe de balayage <0,005°Erreur de coupe de plaquette en carbure de silicium ≤ ±0,5°
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Mesure à grande vitesse
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Prend en charge les cristaux cubiques (Si), hexagonaux (saphir) et asymétriques (YAG)
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Tests par lots de plaquettes de silicium : 120 plaquettes/heure
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Compatibilité multi-matériaux
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Prend en charge les cristaux cubiques (Si), hexagonaux (saphir) et asymétriques (YAG)
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Matériaux applicables : SiC, GaN, quartz, grenat
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Intégration de l'IA
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Algorithmes d'apprentissage profond pour la détection des défauts, l'optimisation des processus en temps réel
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Le tri des défauts réduit le taux de rebut à <1 %
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Conception modulairePlateforme X-Y extensible pour la cartographie 3D ou l'intégration EBSD
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Détection de la densité de dislocation des plaquettes de silicium ≤ 100 cm⁻²
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Instrument d'orientation de plaquettes
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Domaines d'application
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1. Fabrication de semi-conducteurs :Coupe de plaquettes de silicium : Détermine les orientations et minimise la perte de coupe (<5 %).
Plaquettes de carbure de silicium (SiC) : Le processus de coupe décalée à 8° améliore la tension de claquage des appareils, taux de perte <10 %.
- 2. Traitement des matériaux optiques :<100>Substrats de saphir : Coupe les puces LED avec une précision de ±0,1° pour réduire la perte d'efficacité lumineuse.<111>Cristaux laser YAG : Coupe précise des surfaces de résonateur laser pour une qualité de faisceau supérieure.3. Alliages et céramiques à haute température :
- Aubes de turbine : Le contrôle de l'orientation des alliages à base de nickel améliore la résistance aux températures élevées (>1200 °C).Céramiques en zircone : Coupe les plaques arrière de smartphone avec une uniformité d'épaisseur de ±0,02 mm.
4. Recherche et contrôle qualité :
- Analyse des défauts cristallins : Cartographie de la densité de dislocation via les courbes de balayage (<10³ cm⁻²).
- R&D de nouveaux matériaux : Évalue l'orientation du réseau des cellules solaires pérovskites pour l'efficacité photovoltaïque.
Instrument d'orientation de plaquettes
- FAQ
- 1. Q : Comment calibrer un instrument d'orientation de plaquettes ?
A : L'étalonnage implique l'alignement de la source et du détecteur de rayons X à l'aide de cristaux de référence, ce qui nécessite généralement une précision angulaire <0,001° et des ajustements logiciels automatisés pour la précision.
- 2. Q : Quelle est la précision typique d'un instrument d'orientation de plaquettes ? A : Les modèles haut de gamme atteignent une précision de ±0,001°, ce qui est essentiel pour la coupe de plaquettes de semi-conducteurs et l'analyse des défauts cristallins dans des industries comme le photovoltaïque et la céramique de pointe.
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