โซลูชันแบบบูรณาการสำหรับการเคลือบเมล็ด SiC – การเชื่อม – การเผาผนึก
 

การเคลือบแบบสเปรย์แม่นยำ • การเชื่อมแบบจัดตำแหน่งกึ่งกลาง • การขจัดฟองอากาศด้วยสุญญากาศ • การรวมคาร์บอไนเซชัน/การเผาผนึก

เปลี่ยนการเชื่อมเมล็ด SiC จากงานที่ขึ้นอยู่กับผู้ปฏิบัติงานให้เป็นกระบวนการที่ทำซ้ำได้และขับเคลื่อนด้วยพารามิเตอร์: ควบคุมความหนาของชั้นกาว, การจัดตำแหน่งกึ่งกลางด้วยการกดถุงลม, การขจัดฟองอากาศด้วยสุญญากาศ และการรวมคาร์บอไนเซชันที่ปรับอุณหภูมิ/แรงดันได้ สร้างขึ้นสำหรับสถานการณ์การผลิตขนาด 6/8/12 นิ้ว

1. ภาพรวมผลิตภัณฑ์

คืออะไร
 

โซลูชันแบบบูรณาการนี้ออกแบบมาสำหรับขั้นตอนต้นน้ำของการเติบโตของคริสตัล SiC ซึ่งเมล็ด/แผ่นเวเฟอร์จะถูกเชื่อมกับกระดาษกราไฟต์/แผ่นกราไฟต์ (และส่วนต่อประสานที่เกี่ยวข้อง) โดยจะปิดวงจรการทำงานใน:
 

การเคลือบ (กาวสเปรย์) → การเชื่อม (การจัดตำแหน่ง + การกด + การขจัดฟองอากาศด้วยสุญญากาศ) → การเผาผนึก/คาร์บอไนเซชัน (การรวมและการบ่ม)

ด้วยการควบคุมการก่อตัวของกาว การกำจัดฟองอากาศ และการรวมขั้นสุดท้ายเป็นห่วงโซ่เดียว โซลูชันนี้ช่วยปรับปรุงความสม่ำเสมอ ความสามารถในการผลิต และความสามารถในการปรับขนาด

ตัวเลือกการกำหนดค่า

A. สายกึ่งอัตโนมัติ
เครื่องเคลือบสเปรย์ SiC → เครื่องเชื่อม SiC → เตาเผา SiC

B. สายอัตโนมัติเต็มรูปแบบ
เครื่องเคลือบและเชื่อมสเปรย์อัตโนมัติ → เตาเผา SiC
การรวมตัวเลือก: การจัดการด้วยหุ่นยนต์ การสอบเทียบ/การจัดตำแหน่ง การอ่าน ID การตรวจจับฟองอากาศ

ประโยชน์หลัก

• ควบคุมความหนาและการครอบคลุมของชั้นกาวเพื่อปรับปรุงความสามารถในการทำซ้ำ
• การจัดตำแหน่งกึ่งกลางและการกดถุงลมเพื่อการสัมผัสและการกระจายแรงดันที่สม่ำเสมอ
• การขจัดฟองอากาศด้วยสุญญากาศเพื่อลดฟองอากาศ/ช่องว่างภายในชั้นกาว
• การรวมคาร์บอไนเซชันที่ปรับอุณหภูมิ/แรงดันได้เพื่อรักษาเสถียรภาพของพันธะสุดท้าย
• ตัวเลือกการทำงานอัตโนมัติเพื่อเวลาการทำงานที่เสถียร การตรวจสอบย้อนกลับ และการควบคุมคุณภาพแบบอินไลน์

2. หลักการ

ทำไมวิธีการแบบดั้งเดิมจึงมีปัญหา
ประสิทธิภาพการเชื่อมเมล็ดมักถูกจำกัดด้วยตัวแปรที่เชื่อมโยงกันสามตัว:

1. ความสม่ำเสมอของชั้นกาว (ความหนาและความสม่ำเสมอ)

2. การควบคุมฟองอากาศ/ช่องว่าง (อากาศติดอยู่ในชั้นกาว)

3. ความเสถียรหลังการเชื่อมหลังการบ่ม/คาร์บอไนเซชัน

การเคลือบด้วยมือมักนำไปสู่ความไม่สอดคล้องกันของความหนา การขจัดฟองอากาศที่ยากขึ้น ความเสี่ยงของช่องว่างภายในที่สูงขึ้น การขีดข่วนพื้นผิวกราไฟต์ที่เป็นไปได้ และความสามารถในการปรับขนาดที่ไม่ดีสำหรับการผลิตจำนวนมาก

การเคลือบแบบหมุนสามารถสร้างความหนาที่ไม่เสถียรเนื่องจากพฤติกรรมการไหลของกาว แรงตึงผิว และแรงเหวี่ยง นอกจากนี้ยังอาจเผชิญกับการปนเปื้อนด้านข้างและข้อจำกัดในการติดตั้งบนกระดาษ/แผ่นกราไฟต์ และอาจเป็นเรื่องยากสำหรับกาวที่มีของแข็งในการเคลือบอย่างสม่ำเสมอ

วิธีการทำงานแบบบูรณาการ

การเคลือบ: การเคลือบแบบสเปรย์จะสร้างความหนาและการครอบคลุมของชั้นกาวที่ควบคุมได้มากขึ้นบนพื้นผิวเป้าหมาย (เมล็ด/แผ่นเวเฟอร์, กระดาษ/แผ่นกราไฟต์)

การเชื่อม: การจัดตำแหน่งกึ่งกลาง + การกดถุงลมรองรับการสัมผัสที่สม่ำเสมอ การขจัดฟองอากาศด้วยสุญญากาศช่วยลดอากาศที่ติดอยู่ ฟองอากาศ และช่องว่างในชั้นกาว

การเผาผนึก/คาร์บอไนเซชัน: การรวมที่อุณหภูมิสูงพร้อมอุณหภูมิและความดันที่ปรับได้ช่วยรักษาเสถียรภาพของส่วนต่อประสานที่เชื่อมสุดท้าย โดยมีเป้าหมายเพื่อให้ได้ผลลัพธ์การกดที่ไม่เกิดฟองอากาศและสม่ำเสมอ

คำชี้แจงประสิทธิภาพอ้างอิง
ผลผลิตการเชื่อมคาร์บอไนเซชันสามารถเข้าถึง 90%+ (การอ้างอิงกระบวนการ) การอ้างอิงผลผลิตการเชื่อมทั่วไปแสดงอยู่ในส่วนกรณีคลาสสิก

3. กระบวนการ

A. เวิร์กโฟลว์กึ่งอัตโนมัติ

ขั้นตอนที่ 1 — การเคลือบสเปรย์ (การเคลือบ)
ใช้กาวผ่านการเคลือบสเปรย์กับพื้นผิวเป้าหมายเพื่อให้ได้ความหนาที่เสถียรและการครอบคลุมที่สม่ำเสมอ

ขั้นตอนที่ 2 — การจัดตำแหน่งและการเชื่อม (การเชื่อม)
ทำการจัดตำแหน่งกึ่งกลาง ใช้การกดถุงลม และใช้การขจัดฟองอากาศด้วยสุญญากาศเพื่อกำจัดอากาศที่ติดอยู่ในชั้นกาว

ขั้นตอนที่ 3 — การรวมคาร์บอไนเซชัน (การเผาผนึก/คาร์บอไนเซชัน)
ถ่ายโอนชิ้นส่วนที่เชื่อมเข้าเตาเผาและทำการรวมคาร์บอไนเซชันที่อุณหภูมิสูงด้วยอุณหภูมิและความดันที่ปรับได้เพื่อรักษาเสถียรภาพของพันธะสุดท้าย

B. เวิร์กโฟลว์อัตโนมัติเต็มรูปแบบ

เครื่องเคลือบและเชื่อมสเปรย์อัตโนมัติรวมการเคลือบและการเชื่อม และสามารถรวมการจัดการด้วยหุ่นยนต์และการสอบเทียบได้ ตัวเลือกแบบอินไลน์สามารถรวมการอ่าน ID และการตรวจจับฟองอากาศเพื่อการตรวจสอบย้อนกลับและการควบคุมคุณภาพ จากนั้นชิ้นส่วนจะไปยังเตาเผาสำหรับการรวมคาร์บอไนเซชัน

ความยืดหยุ่นของเส้นทางกระบวนการ
ขึ้นอยู่กับวัสดุส่วนต่อประสานและการปฏิบัติที่ต้องการ ระบบสามารถรองรับลำดับการเคลือบที่แตกต่างกันและเส้นทางสเปรย์ด้านเดียวหรือสองด้านในขณะที่ยังคงรักษาวัตถุประสงค์เดียวกัน: ชั้นกาวที่เสถียร → การขจัดฟองอากาศที่มีประสิทธิภาพ → การรวมที่สม่ำเสมอ

4. แอปพลิเคชัน

แอปพลิเคชันหลัก
การเชื่อมเมล็ดต้นน้ำของการเติบโตของคริสตัล SiC: การเชื่อมเมล็ด/แผ่นเวเฟอร์กับกระดาษกราไฟต์/แผ่นกราไฟต์และส่วนต่อประสานที่เกี่ยวข้อง ตามด้วยการรวมคาร์บอไนเซชัน

สถานการณ์ขนาด
รองรับแอปพลิเคชันการเชื่อมขนาด 6/8/12 นิ้วผ่านการเลือกการกำหนดค่าและการกำหนดเส้นทางกระบวนการที่ตรวจสอบแล้ว

ตัวบ่งชี้ที่เหมาะสมทั่วไป
• การเคลือบด้วยมือทำให้เกิดความแปรปรวนของความหนา ฟองอากาศ/ช่องว่าง รอยขีดข่วน และผลผลิตที่ไม่สอดคล้องกัน
• ความหนาของการเคลือบแบบหมุนไม่เสถียรหรือทำได้ยากบนกระดาษ/แผ่นกราไฟต์ มีข้อจำกัดในการปนเปื้อน/การติดตั้งด้านข้าง
• คุณต้องการการผลิตที่ปรับขนาดได้พร้อมความสามารถในการทำซ้ำที่แน่นหนาขึ้นและการพึ่งพาผู้ปฏิบัติงานที่น้อยลง
• คุณต้องการตัวเลือกการทำงานอัตโนมัติ การตรวจสอบย้อนกลับ และ QC แบบอินไลน์ (ID + การตรวจจับฟองอากาศ)

5. กรณีคลาสสิก (ผลลัพธ์ทั่วไป)

หมายเหตุ: ข้อมูลอ้างอิง/การอ้างอิงกระบวนการทั่วไปต่อไปนี้ ประสิทธิภาพจริงขึ้นอยู่กับระบบกาว สภาพวัสดุที่เข้ามา หน้าต่างกระบวนการที่ตรวจสอบแล้ว และมาตรฐานการตรวจสอบ

กรณีที่ 1 — การเชื่อมเมล็ดขนาด 6/8 นิ้ว (การอ้างอิงปริมาณงานและผลผลิต)
ไม่มีแผ่นกราไฟต์: 6 ชิ้น/หน่วย/วัน
พร้อมแผ่นกราไฟต์: 2.5 ชิ้น/หน่วย/วัน
ผลผลิตการเชื่อม: ≥95%

กรณีที่ 2 — การเชื่อมเมล็ดขนาด 12 นิ้ว (การอ้างอิงปริมาณงานและผลผลิต)
ไม่มีแผ่นกราไฟต์: 5 ชิ้น/หน่วย/วัน
พร้อมแผ่นกราไฟต์: 2 ชิ้น/หน่วย/วัน
ผลผลิตการเชื่อม: ≥95%

กรณีที่ 3 — การอ้างอิงผลผลิตการรวมคาร์บอไนเซชัน
ผลผลิตการเชื่อมคาร์บอไนเซชัน: 90%+ (การอ้างอิงกระบวนการ)
ผลลัพธ์เป้าหมาย: ผลลัพธ์การกดที่ไม่เกิดฟองอากาศและสม่ำเสมอ (ขึ้นอยู่กับเกณฑ์การตรวจสอบและการตรวจสอบ)

6. Q&A (คำถามที่พบบ่อย)

Q1: ปัญหาหลักที่โซลูชันนี้แก้ไขคืออะไร?
A: ช่วยรักษาเสถียรภาพของการเชื่อมเมล็ดโดยการควบคุมความหนา/การครอบคลุมของกาว ประสิทธิภาพการขจัดฟองอากาศ และการรวมหลังการเชื่อม — เปลี่ยนขั้นตอนที่ขึ้นอยู่กับทักษะให้เป็นกระบวนการผลิตที่ทำซ้ำได้

Q2: ทำไมการเคลือบด้วยมือจึงมักนำไปสู่ฟองอากาศ/ช่องว่าง?
A: วิธีการด้วยมือมีปัญหาในการรักษาความหนาที่สม่ำเสมอ ทำให้การขจัดฟองอากาศทำได้ยากขึ้นและเพิ่มความเสี่ยงของอากาศที่ติดอยู่ นอกจากนี้ยังอาจขีดข่วนพื้นผิวกราไฟต์และยากต่อการทำให้เป็นมาตรฐานในปริมาณมาก

Q3: ทำไมการเคลือบแบบหมุนจึงไม่เสถียรสำหรับการใช้งานนี้?
A: ความหนาไวต่อพฤติกรรมการไหลของกาว แรงตึงผิว และแรงเหวี่ยง การเคลือบกระดาษ/แผ่นกราไฟต์อาจถูกจำกัดด้วยการติดตั้งและความเสี่ยงของการปนเปื้อนด้านข้าง และกาวที่มีของแข็งอาจเป็นเรื่องยากที่จะเคลือบแบบหมุนอย่างสม่ำเสมอ