Warum enthält eine Waffelpackung 25 Waffeln?

In der hochentwickelten Welt der modernen Technologie,WaffelnSiliziumwafer, auch bekannt als Siliziumwafer, sind die Kernkomponenten der Halbleiterindustrie. Sie bilden die Grundlage für die Herstellung verschiedenster elektronischer Bauteile wie Mikroprozessoren, Speicher, Sensoren usw., und jeder Wafer birgt das Potenzial für unzählige elektronische Komponenten. Warum sieht man also oft 25 Wafer in einer Verpackung? Dahinter stecken wissenschaftliche Überlegungen und wirtschaftliche Aspekte der industriellen Produktion.

 

Der Grund dafür, warum sich 25 Waffeln in einer Schachtel befinden, wird enthüllt.

Zunächst sollte man die Größe des Wafers verstehen. Standard-Wafergrößen sind üblicherweise 12 Zoll und 15 Zoll, um sie an verschiedene Produktionsanlagen und -prozesse anzupassen.12-Zoll-Wafersind derzeit der gebräuchlichste Typ, da sie mehr Chips aufnehmen können und ein relativ ausgewogenes Verhältnis zwischen Herstellungskosten und Effizienz aufweisen.

Die Zahl „25 Stück“ ist kein Zufall. Sie basiert auf dem Schneideverfahren und der Verpackungseffizienz des Wafers. Nach der Herstellung muss jeder Wafer in mehrere unabhängige Chips zerteilt werden. Im Allgemeinen gilt:12-Zoll-WaferMan kann Hunderte oder sogar Tausende von Chips schneiden. Um die Handhabung und den Transport zu vereinfachen, werden diese Chips jedoch üblicherweise in einer bestimmten Menge verpackt. 25 Stück sind eine gängige Packungsgröße, da diese weder zu groß noch zu klein ist und eine ausreichende Stabilität während des Transports gewährleistet.

Darüber hinaus begünstigt die Packungsgröße von 25 Stück die Automatisierung und Optimierung der Produktionslinie. Die Serienfertigung senkt die Bearbeitungskosten pro Stück und steigert die Produktionseffizienz. Gleichzeitig ist eine 25er-Waferbox für Lagerung und Transport einfach zu handhaben und verringert das Bruchrisiko.

Es ist erwähnenswert, dass mit dem technologischen Fortschritt einige High-End-Produkte möglicherweise in größeren Verpackungseinheiten, beispielsweise 100 oder 200 Stück, angeboten werden, um die Produktionseffizienz weiter zu steigern. Für die meisten Produkte im Konsumbereich und im mittleren Preissegment ist eine Verpackung mit 25 Wafern jedoch nach wie vor eine gängige Standardkonfiguration.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine Waferbox üblicherweise 25 Stück enthält. Diese Menge stellt ein optimales Verhältnis zwischen Produktionseffizienz, Kostenkontrolle und Logistik in der Halbleiterindustrie dar. Mit der ständigen Weiterentwicklung der Technologie kann diese Anzahl angepasst werden, die zugrunde liegende Logik – die Optimierung der Produktionsprozesse und die Steigerung der Wirtschaftlichkeit – bleibt jedoch unverändert.

12-Zoll-Waferfabriken verwenden FOUP und FOSB, und 8-Zoll- und kleinere (einschließlich 8-Zoll) verwenden Cassette, SMIF POD und Waferbootbox, d. h. die 12-Zoll-Waferfabrik.Waferträgerwird gemeinsam als FOUP bezeichnet, und die 8-ZollWaferträgerDiese werden zusammenfassend als Kassette bezeichnet. Normalerweise wiegt eine leere FOUP etwa 4,2 kg und eine mit 25 Waffeln gefüllte FOUP etwa 7,3 kg.
Laut den Recherchen und Statistiken des Forschungsteams von QYResearch erreichte der weltweite Markt für Waferboxen im Jahr 2022 einen Umsatz von 4,8 Milliarden Yuan und wird voraussichtlich bis 2029 auf 7,7 Milliarden Yuan ansteigen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 7,9 % entspricht. Bezüglich des Produkttyps entfällt mit rund 73 % der größte Marktanteil auf Halbleiter-FOUP (Found-Up-Packs). Die häufigste Anwendung sind 12-Zoll-Wafer, gefolgt von 8-Zoll-Wafern.

Tatsächlich gibt es viele Arten von Waferträgern, wie zum Beispiel FOUP für den Wafertransfer in Waferfertigungsanlagen; FOSB für den Transport zwischen Siliziumwaferproduktions- und Waferfertigungsanlagen; CASSETTE-Träger können für den Transport zwischen Prozessen und in Verbindung mit Prozessen verwendet werden.

 

GEÖFFNETE KASSETTE

Offene Kassetten werden hauptsächlich für den Transport und die Reinigung zwischen den Prozessschritten in der Waferfertigung eingesetzt. Wie FOSB, FOUP und andere Trägermaterialien bestehen sie in der Regel aus temperaturbeständigen, mechanisch stabilen, langlebigen, antistatischen, ausgasungsarmen, wenig kontaminierenden und recycelbaren Materialien. Die Materialauswahl variiert je nach Wafergröße, Prozessknoten und Prozess. Gängige Materialien sind PFA, PTFE, PP, PEEK, PES, PC, PBT, PEI, COP usw. Die Kassetten sind üblicherweise für eine Kapazität von 25 Stück ausgelegt.

Die offene Kassette kann in Verbindung mit der entsprechendenWaferkassetteProdukte für die Waferlagerung und den Transport zwischen den Prozessschritten zur Reduzierung der Waferkontamination.

OPEN CASSETTE wird in Verbindung mit kundenspezifischen Wafer Pod (OHT)-Produkten verwendet, die für die automatisierte Übertragung, den automatisierten Zugriff und die besser abgedichtete Lagerung zwischen Prozessen in der Wafer- und Chipherstellung eingesetzt werden können.

Offene Kassetten lassen sich selbstverständlich direkt zu Kassettenprodukten weiterverarbeiten. Die Wafer-Versandboxen weisen eine solche Struktur auf, wie in der Abbildung unten dargestellt. Sie erfüllen die Anforderungen des Wafertransports von Wafer- zu Chipfertigungsanlagen. Kassetten und daraus abgeleitete Produkte decken im Wesentlichen die Bedürfnisse des Transports, der Lagerung und des innerbetrieblichen Warentransports zwischen verschiedenen Prozessschritten in Wafer- und Chipfabriken ab.

 

Frontöffnungs-Wafer-Versandkarton FOSB

Die Wafer-Versandbox mit Frontöffnung (FOSB) dient hauptsächlich dem Transport von 12-Zoll-Wafern zwischen Wafer- und Chipfertigungsanlagen. Aufgrund der Größe der Wafer und der hohen Reinheitsanforderungen werden spezielle Positionierungselemente und eine stoßfeste Konstruktion eingesetzt, um Verunreinigungen durch Reibung beim Wafertransport zu minimieren. Die verwendeten Rohstoffe sind ausgasungsarm, wodurch das Risiko einer Kontamination der Wafer durch Ausgasungen reduziert wird. Im Vergleich zu anderen Wafer-Transportboxen bietet die FOSB eine bessere Luftdichtigkeit. Darüber hinaus kann die FOSB in der Verpackungslinie auch zur Lagerung und zum Transport von Wafern zwischen verschiedenen Prozessschritten verwendet werden.

FOSB besteht in der Regel aus 25 Teilen. Neben der automatischen Lagerung und Entnahme über das automatisierte Materialflusssystem (AMHS) kann es auch manuell bedient werden.

Einheitliche Frontöffnung

Der Front Opening Unified Pod (FOUP) dient hauptsächlich dem Schutz, Transport und der Lagerung von Wafern in der Halbleiterfertigung. Er ist ein wichtiger Trägerbehälter für das automatisierte Fördersystem in der 12-Zoll-Waferfabrik. Seine wichtigste Funktion besteht darin, jeweils 25 Wafer vor Staubkontamination während des Transports zwischen den Produktionsmaschinen zu schützen und so die Ausbeute zu sichern. Jeder FOUP verfügt über diverse Verbindungsplatten, Stifte und Bohrungen, sodass er am Ladeanschluss positioniert und vom automatischen Transportsystem (AMHS) bedient wird. Er besteht aus Materialien mit geringer Ausgasung und Feuchtigkeitsaufnahme, wodurch die Freisetzung organischer Verbindungen und die Kontamination der Wafer deutlich reduziert werden. Gleichzeitig sorgt die hervorragende Abdichtung und Aufblasfunktion für eine niedrige Luftfeuchtigkeit im Inneren der Wafer. FOUPs sind in verschiedenen Farben wie Rot, Orange, Schwarz und Transparent erhältlich, um den jeweiligen Prozessanforderungen gerecht zu werden und unterschiedliche Prozesse zu kennzeichnen. In der Regel werden FOUPs kundenspezifisch an die Produktionslinie und die Maschinen der Halbleiterfertigung angepasst.

Darüber hinaus kann POUP für Verpackungshersteller individuell an verschiedene Verfahren wie TSV und FAN OUT in der Chip-Back-End-Verpackung angepasst werden, beispielsweise als SLOT FOUP oder 297-mm-FOUP. FOUP ist recycelbar und hat eine Lebensdauer von zwei bis vier Jahren. FOUP-Hersteller bieten Reinigungsdienstleistungen an, um die Wiederverwendung kontaminierter Produkte zu gewährleisten.

 

Kontaktlose horizontale Wafer-Versender

Kontaktlose horizontale Wafer-Transportboxen werden hauptsächlich für den Transport von fertigen Wafern eingesetzt (siehe Abbildung unten). Die Transportbox von Entegris verwendet Stützringe, um den Kontakt der Wafer während Lagerung und Transport zu verhindern. Dank ihrer guten Abdichtung schützt sie vor Verunreinigungen, Abnutzung, Stößen, Kratzern, Entgasung usw. Das Produkt eignet sich besonders für dünne 3D-, Linsen- oder Bump-Wafer und findet Anwendung in den Bereichen 3D, 2,5D, MEMS, LED und Leistungshalbleiter. Die Box ist mit 26 Stützringen ausgestattet und bietet Platz für 25 Wafer (unterschiedlicher Dicke) in den Größen 150 mm, 200 mm und 300 mm.