Làm thế nào để thực hiện đo lường trục chính mài wafer?
Thực tế giám sát|Làm thế nào để thực hiện đo lường trục chính mài wafer?Trong quá trình mài, trục chính – bộ phận ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng wafer – thường được bao phủ bởi vỏ bảo vệ, khiến dữ liệu đo lường dễ bị nhiễu nền. Vậy làm thế nào để thực hiện đo lường một cách hiệu quả và chính xác?
Quy trình mài trong sản xuất bán dẫn
Quy trình mài bán dẫn là một bước quan trọng trong sản xuất bán dẫn, thường được sử dụng
để làm mỏng và làm phẳng các lớp khác nhau trên wafer. Mục tiêu chính của quá trình mài
là tạo ra các wafer có độ dày mỏng hơn, đồng thời đảm bảo độ phẳng giữa các lớp
và chất lượng bề mặt.
Đặc biệt trong các công nghệ đóng gói tiên tiến, yêu cầu khả năng tản nhiệt cao hơn,
quá trình mài giúp tạo ra wafer mỏng hơn, từ đó cải thiện hiệu suất tản nhiệt
và nâng cao hiệu năng của các linh kiện điện tử.
Quy trình mài sử dụng các thiết bị cơ khí chuyên dụng, bao gồm đĩa mài, trục chính
và vật liệu mài. Các thiết bị này cho phép gia công bề mặt wafer với độ chính xác cao
và khả năng kiểm soát tinh vi.
Trong thiết bị mài, trục chính mài và động cơ trục chính là hai thành phần then chốt.
Mối quan hệ vận hành giữa chúng có ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả mài
cũng như độ ổn định của toàn bộ quy trình sản xuất.
Chuyển động của trục chính mài yêu cầu khả năng điều khiển với độ chính xác rất cao
nhằm đảm bảo độ chính xác gia công và chất lượng bề mặt trong quá trình mài.
Động cơ trục chính cần cung cấp khả năng kiểm soát tốc độ và vị trí chính xác,
để trục chính vận hành đúng theo các thông số đã thiết lập.
Rung động trong quá trình mài có thể gây ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.
Một động cơ chất lượng tốt cần có đặc tính rung thấp và độ ổn định cao,
giúp trục chính mài duy trì trạng thái vận hành ổn định.
Do đó, việc quản lý trục chính là yếu tố then chốt để đảm bảo chất lượng mài.
Tuy nhiên, vì trục chính là bộ phận trung tâm của thiết bị và được bao phủ bởi vỏ bảo vệ,
nếu gắn trực tiếp cảm biến lên trục chính trong quá trình đo lường
thì rất dễ bị nhiễu nền từ kết cấu bên ngoài.
Vậy làm thế nào để thực hiện đo lường một cách hiệu quả?
Mô tả phương pháp giám sát
Thiết bị phân tích động học VMS-PH + Hệ thống quản lý chất lượng rotor VMS-RM
Sử dụng thiết bị phân tích động học VMS-PH để vận hành trong cả hai trạng thái
có tải và không tải, nhằm xác định vị trí đo lường tối ưu cho việc lắp đặt cảm biến.
Đồng thời, kết hợp với hệ thống quản lý chất lượng rotor VMS-RM
để giám sát dài hạn trạng thái thiết bị, phục vụ cho quản lý xu hướng
và xây dựng cơ sở cho bảo trì dự đoán.
Tình trạng đo lường
1. So sánh phân tích động học khi không tải – từ trạng thái đứng yên tăng tốc đến 30 rpm
Kết quả: Sau khi loại bỏ ảnh hưởng của nhiễu nền và dao động nền, tín hiệu vận hành của bản thân động cơ đều thấp hơn 0.03, do đó có thể được sử dụng làm vị trí tham chiếu cho đo lường trong điều kiện có tải.
2. So sánh phân tích động học trong điều kiện có tải
Kết quả: So sánh phân tích động học trong quá trình bắt đầu từ trạng thái đứng yên
và ép xuống thực hiện mài, với ngưỡng đánh giá được thiết lập ở
0.03.
Kết quả cho thấy: vị trí 001 có mức rung động lớn nhất,
vị trí 002 có mức rung động nhỏ nhất,
thứ tự biên độ rung động lần lượt là:
H1 > H3 > H4 > H2.
3. So sánh phân tích động học trong điều kiện có tải với các loại dung dịch mài khác nhau (Vị trí đo: thân động cơ)
Môi chất mài: Nước
Môi chất mài: Dung dịch mài
Kết quả: Tín hiệu động học khi sử dụng dung dịch mài có biên độ rung lớn hơn một chút so với khi sử dụng nước.
4. So sánh phân tích động học trước và sau bảo trì trong điều kiện có tải với dung dịch mài (Vị trí đo: thân động cơ)
Kết quả: Sau khi bảo trì, mức rung đã giảm xuống còn 0.03 mm/s!
5. Quản lý xu hướng tình trạng vận hành của thiết bị
Kết luận đo lường
Do trục chính được che chắn bởi vỏ bảo vệ nên tín hiệu đo theo phương trục dễ bị nhiễu nền. Vì vậy, thân động cơ được xác định là vị trí đo tối ưu, vừa gần trục chính vừa có thể thu nhận rõ ràng tín hiệu động học của quá trình mài. Ngoài ra, kết quả cũng cho thấy tín hiệu động học khi sử dụng dung dịch mài có biên độ lớn hơn so với khi sử dụng nước.
Hệ thống RM học và ghi nhận giá trị rung động Broadband cùng dữ liệu phổ tần của thiết bị tại từng thời điểm làm cơ sở giám sát. Thông qua việc quản lý xu hướng tình trạng vận hành theo thời gian, hệ thống có thể phát hiện sớm các thay đổi bất thường của thiết bị và cung cấp dữ liệu tham chiếu quan trọng cho công tác bảo trì dự đoán (Predictive Maintenance).
Hệ thống giám sát sức khỏe rotor có dây