वेफरच्या बॉक्समध्ये २५ वेफर्स का असतात?

आधुनिक तंत्रज्ञानाच्या प्रगत जगात,वेफर्ससिलिकॉन वेफर्स म्हणूनही ओळखले जाणारे हे सेमीकंडक्टर उद्योगाचे मुख्य घटक आहेत. मायक्रोप्रोसेसर, मेमरी, सेन्सर्स इत्यादी विविध इलेक्ट्रॉनिक घटकांच्या निर्मितीसाठी ते आधार आहेत आणि प्रत्येक वेफरमध्ये असंख्य इलेक्ट्रॉनिक घटक बनवण्याची क्षमता असते. मग आपल्याला एका बॉक्समध्ये अनेकदा २५ वेफर्स का दिसतात? यामागे वैज्ञानिक विचार आणि औद्योगिक उत्पादनाचे अर्थशास्त्र आहे.

 

एका बॉक्समध्ये २५ वेफर्स असण्यामागचे कारण उघड करत आहोत.

सर्वप्रथम, वेफरचा आकार समजून घ्या. वेगवेगळ्या उत्पादन उपकरणांना आणि प्रक्रियांना जुळवून घेण्यासाठी, प्रमाणित वेफरचे आकार साधारणपणे १२ इंच आणि १५ इंच असतात.१२-इंची वेफर्ससध्या हे सर्वात प्रचलित प्रकार आहेत कारण त्यात जास्त चिप्स बसू शकतात आणि उत्पादन खर्च व कार्यक्षमतेच्या बाबतीत ते तुलनेने संतुलित आहेत.

"२५ नग" हा आकडा योगायोगाने दिलेला नाही. तो वेफरच्या कटिंग पद्धतीवर आणि पॅकेजिंग कार्यक्षमतेवर आधारित आहे. प्रत्येक वेफर तयार झाल्यावर, अनेक स्वतंत्र चिप्स बनवण्यासाठी त्याला कापण्याची आवश्यकता असते. सर्वसाधारणपणे सांगायचे झाल्यास,१२-इंची वेफरशेकडो किंवा हजारो चिप्स कापू शकतात. तथापि, व्यवस्थापन आणि वाहतुकीच्या सोयीसाठी, हे चिप्स सहसा एका विशिष्ट संख्येत पॅक केले जातात आणि २५ नग ही एक सामान्य संख्या आहे, कारण ती खूप जास्तही नसते आणि वाहतुकीदरम्यान पुरेशी स्थिरता सुनिश्चित करते.

याव्यतिरिक्त, २५ नगांची संख्या उत्पादन लाइनच्या स्वयंचलन आणि अनुकूलनासाठी देखील अनुकूल आहे. बॅच उत्पादनामुळे एका नगाचा प्रक्रिया खर्च कमी होतो आणि उत्पादन कार्यक्षमता सुधारते. त्याच वेळी, साठवणूक आणि वाहतुकीसाठी, २५ नगांचा वेफर बॉक्स हाताळण्यास सोपा असतो आणि तुटण्याचा धोका कमी करतो.

हे लक्षात घेण्यासारखे आहे की तंत्रज्ञानाच्या प्रगतीमुळे, उत्पादन कार्यक्षमता आणखी सुधारण्यासाठी काही उच्च-श्रेणीच्या उत्पादनांमध्ये १०० किंवा २०० नग यांसारख्या मोठ्या संख्येने पॅकेजेसचा वापर केला जाऊ शकतो. तथापि, बहुतेक ग्राहक-श्रेणी आणि मध्यम-श्रेणीच्या उत्पादनांसाठी, २५-नगांचा वेफर बॉक्स ही अजूनही एक सामान्य मानक रचना आहे.

थोडक्यात सांगायचे झाल्यास, वेफर्सच्या एका बॉक्समध्ये साधारणपणे २५ नग असतात. सेमीकंडक्टर उद्योगाने उत्पादन कार्यक्षमता, खर्च नियंत्रण आणि लॉजिस्टिक्सची सोय यांच्यात साधलेला हा एक समतोल आहे. तंत्रज्ञानाच्या सततच्या विकासामुळे या संख्येत बदल होऊ शकतो, परंतु त्यामागील मूळ तर्क - उत्पादन प्रक्रिया अधिक कार्यक्षम करणे आणि आर्थिक लाभ वाढवणे - तोच राहतो.

१२-इंची वेफर फॅब्स FOUP आणि FOSB वापरतात, आणि ८-इंच व त्यापेक्षा कमी (८-इंचासह) वेफर्स कॅसेट, SMIF POD, आणि वेफर बोट बॉक्स वापरतात.वेफर वाहकयाला एकत्रितपणे FOUP म्हटले जाते, आणि ८-इंचवेफर वाहकया सर्वांना एकत्रितपणे कॅसेट म्हणतात. साधारणपणे, एका रिकाम्या FOUP चे वजन सुमारे ४.२ किलो असते आणि २५ वेफर्सने भरलेल्या FOUP चे वजन सुमारे ७.३ किलो असते.
QYResearch संशोधन संघाच्या संशोधन आणि आकडेवारीनुसार, जागतिक वेफर बॉक्स बाजाराची विक्री २०२२ मध्ये ४.८ अब्ज युआनवर पोहोचली आणि २०२९ पर्यंत ती ७.७ अब्ज युआनपर्यंत पोहोचण्याची अपेक्षा आहे, ज्याचा चक्रवाढ वार्षिक वाढ दर (CAGR) ७.९% आहे. उत्पादनाच्या प्रकारानुसार, सेमीकंडक्टर FOUP चा संपूर्ण बाजारात सर्वात मोठा वाटा आहे, जो सुमारे ७३% आहे. उत्पादनाच्या उपयोगाच्या बाबतीत, सर्वात मोठा उपयोग १२-इंच वेफर्सचा आहे, त्यानंतर ८-इंच वेफर्सचा क्रमांक लागतो.

खरं तर, वेफर कॅरिअर्सचे अनेक प्रकार आहेत, जसे की वेफर उत्पादन प्रकल्पांमध्ये वेफर हस्तांतरणासाठी FOUP; सिलिकॉन वेफर उत्पादन आणि वेफर उत्पादन प्रकल्पांदरम्यान वाहतुकीसाठी FOSB; कॅसेट कॅरिअर्सचा वापर आंतर-प्रक्रिया वाहतुकीसाठी आणि प्रक्रियांसोबत केला जाऊ शकतो.

 

कॅसेट उघडा

ओपन कॅसेटचा वापर प्रामुख्याने वेफर उत्पादनातील आंतर-प्रक्रिया वाहतूक आणि स्वच्छता प्रक्रियांमध्ये केला जातो. FOSB, FOUP आणि इतर वाहकांप्रमाणे, यात सामान्यतः तापमान-प्रतिरोधक, उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म, आकारमान स्थिरता, टिकाऊपणा, अँटी-स्टॅटिक, कमी आउट-गॅसिंग, कमी अवक्षेपण आणि पुनर्वापर करण्यायोग्य सामग्री वापरली जाते. वेगवेगळ्या वेफरचे आकार, प्रक्रिया नोड्स आणि वेगवेगळ्या प्रक्रियांसाठी निवडलेली सामग्री वेगवेगळी असते. सामान्य सामग्रीमध्ये PFA, PTFE, PP, PEEK, PES, PC, PBT, PEI, COP इत्यादींचा समावेश होतो. हे उत्पादन सामान्यतः २५ नग क्षमतेसह डिझाइन केलेले असते.

ओपन कॅसेटचा वापर संबंधित सोबत केला जाऊ शकतो.वेफर कॅसेटवेफर दूषित होण्याचे प्रमाण कमी करण्यासाठी, प्रक्रियांदरम्यान वेफरच्या साठवणुकीसाठी आणि वाहतुकीसाठी वापरली जाणारी उत्पादने.

ओपन कॅसेटचा वापर कस्टमाइज्ड वेफर पॉड (OHT) उत्पादनांसोबत केला जातो, जे वेफर उत्पादन आणि चिप उत्पादनातील प्रक्रियांदरम्यान स्वयंचलित प्रसारण, स्वयंचलित प्रवेश आणि अधिक सीलबंद साठवणुकीसाठी लागू केले जाऊ शकते.

अर्थातच, ओपन कॅसेटपासून थेट कॅसेट उत्पादने बनवता येतात. खालील चित्रात दाखवल्याप्रमाणे, वेफर शिपिंग बॉक्सेस या उत्पादनाची रचना असते. ते वेफर उत्पादन कारखान्यांपासून चिप उत्पादन कारखान्यांपर्यंत वेफरच्या वाहतुकीची गरज पूर्ण करू शकते. कॅसेट आणि त्यापासून तयार झालेली इतर उत्पादने, वेफर कारखाने व चिप कारखान्यांमधील विविध प्रक्रियांदरम्यान होणारे वहन, साठवणूक आणि आंतर-कारखाना वाहतुकीच्या गरजा मूलतः पूर्ण करू शकतात.

 

समोरून उघडणारा वेफर शिपिंग बॉक्स (FOSB)

फ्रंट ओपनिंग वेफर शिपिंग बॉक्स (FOSB) चा वापर प्रामुख्याने वेफर उत्पादन कारखाने आणि चिप उत्पादन कारखाने यांच्या दरम्यान १२-इंची वेफर्सच्या वाहतुकीसाठी केला जातो. वेफर्सचा मोठा आकार आणि स्वच्छतेसाठी असलेल्या उच्च आवश्यकतांमुळे, वेफरच्या हालचालीमुळे होणाऱ्या घर्षणातून निर्माण होणारी अशुद्धता कमी करण्यासाठी विशेष पोझिशनिंग पीसेस आणि शॉकप्रूफ डिझाइनचा वापर केला जातो; यासाठी लागणारा कच्चा माल कमी-आउटगॅसिंग सामग्रीपासून बनवलेला असतो, ज्यामुळे आउट-गॅसिंगमुळे वेफर्स दूषित होण्याचा धोका कमी होतो. इतर वाहतूक वेफर बॉक्सच्या तुलनेत, FOSB मध्ये अधिक चांगली हवा-बंद क्षमता असते. याव्यतिरिक्त, बॅक-एंड पॅकेजिंग लाइन कारखान्यात, विविध प्रक्रियांदरम्यान वेफर्सच्या साठवणूक आणि हस्तांतरणासाठी देखील FOSB चा वापर केला जाऊ शकतो.

एफओएसबी (FOSB) साधारणपणे २५ नगांमध्ये बनवले जाते. ऑटोमेटेड मटेरियल हँडलिंग सिस्टीम (AMHS) द्वारे स्वयंचलित साठवणूक आणि पुनर्प्राप्ती व्यतिरिक्त, ते हाताने देखील चालवता येते.

समोरून उघडणारा युनिफाइड पॉड

फ्रंट ओपनिंग युनिफाइड पॉड (FOUP) चा वापर प्रामुख्याने फॅब फॅक्टरीमध्ये वेफर्सच्या संरक्षणासाठी, वाहतुकीसाठी आणि साठवणुकीसाठी केला जातो. १२-इंच वेफर फॅक्टरीमधील स्वयंचलित वहन प्रणालीसाठी (ऑटोमेटेड कन्व्हेइंग सिस्टीम) हा एक महत्त्वाचा वाहक कंटेनर आहे. त्याचे सर्वात महत्त्वाचे कार्य म्हणजे प्रत्येक उत्पादन मशीनमधील वहनादरम्यान बाहेरील वातावरणातील धुळीमुळे प्रत्येक २५ वेफर्स दूषित होऊ नयेत आणि त्यामुळे उत्पादनावर होणारा परिणाम टाळता यावा, हे सुनिश्चित करणे. प्रत्येक FOUP मध्ये विविध कनेक्टिंग प्लेट्स, पिन्स आणि छिद्रे असतात, जेणेकरून FOUP लोडिंग पोर्टवर ठेवला जातो आणि AMHS द्वारे चालवला जातो. यामध्ये कमी वायू उत्सर्जन (लो आउट-गॅसिंग) आणि कमी आर्द्रता शोषणाऱ्या सामग्रीचा वापर केला जातो, ज्यामुळे सेंद्रिय संयुगांचे उत्सर्जन मोठ्या प्रमाणात कमी होते आणि वेफर दूषित होण्यापासून बचाव होतो; त्याच वेळी, उत्कृष्ट सीलिंग आणि हवा भरण्याच्या कार्यामुळे वेफरसाठी कमी आर्द्रतेचे वातावरण निर्माण होते. याव्यतिरिक्त, प्रक्रियेच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी आणि विविध प्रक्रिया व पद्धतींमध्ये फरक करण्यासाठी FOUP लाल, नारंगी, काळा, पारदर्शक इत्यादी वेगवेगळ्या रंगांमध्ये डिझाइन केला जाऊ शकतो; सामान्यतः, फॅब फॅक्टरीच्या उत्पादन लाइन आणि मशीनमधील फरकांनुसार ग्राहकांद्वारे FOUP सानुकूलित (कस्टमाइझ) केला जातो.

याव्यतिरिक्त, चिप बॅक-एंड पॅकेजिंगमधील TSV आणि FAN OUT सारख्या विविध प्रक्रियांनुसार, पॅकेजिंग उत्पादकांसाठी POUP ला SLOT FOUP, 297mm FOUP इत्यादींसारख्या विशेष उत्पादनांमध्ये सानुकूलित केले जाऊ शकते. FOUP पुनर्वापर करण्यायोग्य आहे आणि त्याचे आयुष्यमान २-४ वर्षांच्या दरम्यान असते. दूषित उत्पादने पुन्हा वापरात आणता यावीत यासाठी FOUP उत्पादक उत्पादन स्वच्छता सेवा प्रदान करू शकतात.

 

संपर्करहित क्षैतिज वेफर शिपर्स

खालील आकृतीत दाखवल्याप्रमाणे, कॉन्टॅक्टलेस हॉरिझॉन्टल वेफर शिपर्सचा वापर प्रामुख्याने तयार वेफर्सच्या वाहतुकीसाठी केला जातो. एन्टेग्रिसच्या ट्रान्सपोर्ट बॉक्समध्ये सपोर्ट रिंगचा वापर केला जातो, ज्यामुळे साठवणूक आणि वाहतुकीदरम्यान वेफर्स एकमेकांना स्पर्श करत नाहीत. तसेच, अशुद्धतेमुळे होणारे प्रदूषण, झीज, टक्कर, ओरखडे, डीगॅसिंग इत्यादी टाळण्यासाठी यात उत्तम सीलिंग असते. हे उत्पादन प्रामुख्याने थिन 3D, लेन्स किंवा बम्प्ड वेफर्ससाठी योग्य आहे आणि त्याच्या वापराच्या क्षेत्रांमध्ये 3D, 2.5D, MEMS, LED आणि पॉवर सेमीकंडक्टर्स यांचा समावेश आहे. या उत्पादनात २६ सपोर्ट रिंग्स असून, २५ वेफर्स (वेगवेगळ्या जाडीच्या) ठेवण्याची क्षमता आहे आणि वेफरच्या आकारांमध्ये १५० मिमी, २०० मिमी आणि ३०० मिमी यांचा समावेश आहे.