למה קופסת ופלים מכילה 25 ופלים?

בעולם המתוחכם של הטכנולוגיה המודרנית,ופלים, הידועים גם בשם פרוסות סיליקון, הם המרכיבים המרכזיים של תעשיית המוליכים למחצה. הם הבסיס לייצור רכיבים אלקטרוניים שונים כגון מיקרו-מעבדים, זיכרון, חיישנים וכו', וכל פרוסה נושאת את הפוטנציאל של אינספור רכיבים אלקטרוניים. אז מדוע אנו רואים לעתים קרובות 25 פרוסות סיליקון בקופסה? למעשה, מאחורי זה עומדים שיקולים מדעיים וכלכלת הייצור התעשייתי.

 

חשיפת הסיבה לכך שיש 25 ופלים בקופסה

ראשית, יש להבין את גודל הוופל. גדלי הוופלים הסטנדרטיים הם בדרך כלל 12 אינץ' ו-15 אינץ', כדי להתאים אותם לציוד ותהליכי ייצור שונים.ופלים בגודל 12 אינץ'הם כיום הסוג הנפוץ ביותר משום שהם יכולים להכיל יותר שבבים ומאוזנים יחסית מבחינת עלות ייצור ויעילות.

המספר "25 יחידות" אינו מקרי. הוא מבוסס על שיטת החיתוך ויעילות האריזה של הוופל. לאחר ייצור כל וופל, יש לחתוך אותו כדי ליצור שבבים עצמאיים מרובים. באופן כללי,פרוסת 12 אינץ'יכול לחתוך מאות או אפילו אלפי שבבים. עם זאת, לשם נוחות הניהול וההובלה, שבבים אלה ארוזים בדרך כלל בכמות מסוימת, ו-25 חתיכות הן בחירה נפוצה בכמות מכיוון שהן לא גדולות מדי ולא גדולות מדי, והן יכולות להבטיח יציבות מספקת במהלך ההובלה.

בנוסף, כמות של 25 יחידות תורמת גם לאוטומציה ואופטימיזציה של קו הייצור. ייצור אצווה יכול להפחית את עלות העיבוד של יחידה בודדת ולשפר את יעילות הייצור. יחד עם זאת, לאחסון והובלה, קופסת ופלים של 25 יחידות קלה לתפעול ומפחיתה את הסיכון לשבירה.

ראוי לציין שעם התקדמות הטכנולוגיה, חלק מהמוצרים היוקרתיים עשויים לאמץ מספר גדול יותר של אריזות, כגון 100 או 200 יחידות, כדי לשפר עוד יותר את יעילות הייצור. עם זאת, עבור רוב המוצרים הצרכניים והבינוניים, קופסת ופלים של 25 יחידות היא עדיין תצורה סטנדרטית נפוצה.

לסיכום, קופסת פרוסות ופלים מכילה בדרך כלל 25 יחידות, וזהו איזון שמצאה תעשיית המוליכים למחצה בין יעילות ייצור, בקרת עלויות ונוחות לוגיסטית. עם ההתפתחות המתמשכת של הטכנולוגיה, מספר זה עשוי להשתנות, אך ההיגיון הבסיסי מאחוריו - אופטימיזציה של תהליכי ייצור ושיפור התועלת הכלכלית - נותר ללא שינוי.

מפעלי ופלים בגודל 12 אינץ' משתמשים ב-FOUP וב-FOSB, ומפעלי 8 אינץ' ומטה (כולל 8 אינץ') משתמשים ב-Cassette, SMIF POD ו-wafer boat box, כלומר, בגודל 12 אינץ'.נושאת פרוסותנקרא יחד FOUP, וה-8 אינץ'נושאת פרוסותנקרא יחד קסטה. בדרך כלל, FOUP ריק שוקל כ-4.2 ק"ג, ו-FOUP מלא ב-25 פרוסות שוקל כ-7.3 ק"ג.
על פי המחקר והסטטיסטיקה של צוות המחקר QYResearch, מכירות שוק קופסאות הוופלים העולמי הגיעו ל-4.8 מיליארד יואן בשנת 2022, וצפויות להגיע ל-7.7 מיליארד יואן בשנת 2029, עם קצב צמיחה שנתי מצטבר (CAGR) של 7.9%. מבחינת סוג המוצר, FOUP של מוליכים למחצה תופס את הנתח הגדול ביותר של השוק כולו, כ-73%. מבחינת יישום המוצר, היישום הגדול ביותר הוא ופלים בגודל 12 אינץ', ואחריהם ופלים בגודל 8 אינץ'.

למעשה, ישנם סוגים רבים של נשאי ופלים, כגון FOUP להעברת ופלים במפעלי ייצור ופלים; FOSB להובלה בין מפעלי ייצור ופלים מסיליקון למפעלי ייצור ופלים; נשאי CASSETTE יכולים לשמש להובלה בין תהליכים ולשימוש בשילוב עם תהליכים.

 

קלטת פתוחה

קסטה פתוחה משמשת בעיקר בתהליכי הובלה וניקוי בין-תהליכיים בייצור פרוסות סיליקון. בדומה ל-FOSB, FOUP ונושאים אחרים, היא משתמשת בדרך כלל בחומרים עמידים בטמפרטורה, בעלי תכונות מכניות מצוינות, יציבות ממדית, עמידים, אנטי-סטטיים, פליטת גזים נמוכה, משקעים נמוכים וניתנים למחזור. גדלי פרוסות סיליקון שונים, צמתי תהליך וחומרים שנבחרים לתהליכים שונים שונים זה מזה. החומרים הכלליים הם PFA, PTFE, PP, PEEK, PES, PC, PBT, PEI, COP וכו'. המוצר מתוכנן בדרך כלל עם קיבולת של 25 יחידות.

ניתן להשתמש בקלטת פתוחה בשילוב עם המכשיר המתאיםקלטת פרוסותמוצרים לאחסון ופלים והובלה בין תהליכים להפחתת זיהום ופלים.

קלטת פתוחה (OPEN CASSETTE) משמשת בשילוב עם מוצרי תרמילי פרוסות (OHT) מותאמים אישית, אשר ניתנים ליישום בתמסורת אוטומטית, גישה אוטומטית ואחסון אטום יותר בין תהליכים בייצור פרוסות פרוסות וייצור שבבים.

כמובן, ניתן לייצר ישירות מוצרי CASSETTE מ-OPEN CASSETTE. למוצר Wafer Shipping Box יש מבנה כזה, כפי שמוצג באיור למטה. הוא יכול לענות על צרכי הובלת ופלים ממפעלי ייצור ופלים למפעלי ייצור שבבים. CASSETTE ומוצרים אחרים הנגזרים ממנו יכולים בעיקרון לענות על צרכי ההולכה, האחסון וההובלה הבין-מפעלית בין תהליכים שונים במפעלי ופלים ובמפעלי שבבים.

 

קופסת משלוח פרוסות עם פתיחה קדמית FOSB

תיבת משלוח ופלים עם פתיחה קדמית FOSB משמשת בעיקר להובלת ופלים בגודל 12 אינץ' בין מפעלי ייצור ופלים למפעלי ייצור שבבים. בשל גודלם הגדול של הוופלים ודרישות ניקיון גבוהות יותר; נעשה שימוש בחלקי מיקום מיוחדים ועיצוב עמיד בפני זעזועים כדי להפחית זיהומים הנוצרים מחיכוך תזוזת הוופלים; חומרי הגלם עשויים מחומרים בעלי פליטת גזים נמוכה, מה שיכול להפחית את הסיכון לזיהום ופלים בגזים. בהשוואה לקופסאות הובלה אחרות של ופלים, ל-FOSB יש אטימות טובה יותר לאוויר. בנוסף, במפעל קו אריזה אחורי, ניתן להשתמש ב-FOSB גם לאחסון והעברה של ופלים בין תהליכים שונים.

FOSB מורכב בדרך כלל מ-25 חלקים. בנוסף לאחסון ושליפה אוטומטיים באמצעות מערכת טיפול בחומרים אוטומטית (AMHS), ניתן גם להפעיל אותו באופן ידני.

פוד מאוחד עם פתיחה קדמית

פוד קדמי מאוחד (FOUP) משמש בעיקר להגנה, הובלה ואחסון של ופלים במפעל הפאב. זהו מיכל נשיאה חשוב עבור מערכת השינוע האוטומטית במפעל הוופלים בגודל 12 אינץ'. תפקידו החשוב ביותר הוא להבטיח שכל 25 ופלים מוגנים על ידו כדי למנוע זיהום על ידי אבק בסביבה החיצונית במהלך ההעברה בין כל מכונת ייצור, ובכך להשפיע על התפוקה. לכל FOUP יש לוחות חיבור, פינים וחורים שונים כך שה-FOUP ממוקם על פתח הטעינה ומופעל על ידי AMHS. הוא משתמש בחומרים בעלי פליטת גזים נמוכה וחומרים בעלי ספיגת לחות נמוכה, שיכולים להפחית במידה ניכרת את שחרור התרכובות האורגניות ולמנוע זיהום ופלים; יחד עם זאת, פונקציית האיטום והניפוח המעולה יכולה לספק סביבת לחות נמוכה עבור הוופל. בנוסף, ניתן לעצב את FOUP בצבעים שונים, כגון אדום, כתום, שחור, שקוף וכו', כדי לעמוד בדרישות התהליך ולהבדיל בין תהליכים שונים; בדרך כלל, FOUP מותאם אישית על ידי הלקוחות בהתאם להבדלי קו הייצור והמכונה של מפעל הפאב.

בנוסף, ניתן להתאים אישית POUP למוצרים מיוחדים עבור יצרני אריזות בהתאם לתהליכים שונים כגון TSV ו-FAN OUT באריזות שבב אחוריות, כגון SLOT FOUP, 297mm FOUP וכו'. FOUP ניתן למחזור, ותוחלת החיים שלו היא בין 2-4 שנים. יצרני FOUP יכולים לספק שירותי ניקוי מוצרים כדי לטפל במוצרים מזוהמים לשימוש חוזר.

 

משלוחי ופלים אופקיים ללא מגע

משלוחי ופלים אופקיים ללא מגע משמשים בעיקר להובלת ופלים מוגמרים, כפי שמוצג באיור למטה. תיבת ההובלה של Entegris משתמשת בטבעת תמיכה כדי להבטיח שהופלים לא יבואו במגע במהלך האחסון וההובלה, ובעלת איטום טוב כדי למנוע זיהום, בלאי, התנגשות, שריטות, ניקוז גזים וכו'. המוצר מתאים בעיקר לפלסטיק תלת-ממדי דקים, ופלים בעלי עדשה או ופלים עם אגירה, ותחומי היישום שלו כוללים תלת-ממד, 2.5D, MEMS, LED ומוליכים למחצה להספק. המוצר מצויד ב-26 טבעות תמיכה, עם קיבולת ופלים של 25 (בעוביים שונים), וגדלי הופלים כוללים 150 מ"מ, 200 מ"מ ו-300 מ"מ.