چرا یک جعبه ویفر حاوی 25 ویفر است؟

در دنیای پیچیده تکنولوژی مدرن،ویفرویفرهای سیلیکونی نیز از اجزای اصلی صنعت نیمه هادی هستند. آنها پایه ای برای ساخت قطعات الکترونیکی مختلف مانند ریزپردازنده ها، حافظه ها، حسگرها و غیره هستند و هر ویفر پتانسیل قطعات الکترونیکی بی شماری را به همراه دارد. پس چرا ما اغلب 25 ویفر را در یک جعبه می بینیم؟ در واقع ملاحظات علمی و اقتصاد تولید صنعتی پشت این موضوع نهفته است.

فاش شدن دلیل وجود 25 ویفر در یک جعبه

ابتدا اندازه ویفر را درک کنید. اندازه های استاندارد ویفر معمولاً 12 اینچ و 15 اینچ است که برای تطبیق با تجهیزات و فرآیندهای مختلف تولید است.ویفر 12 اینچیدر حال حاضر رایج ترین نوع هستند زیرا می توانند تراشه های بیشتری را در خود جای دهند و از نظر هزینه و کارایی تولید نسبتاً متعادل هستند.

عدد "25 قطعه" تصادفی نیست. این بر اساس روش برش و کارایی بسته بندی ویفر است. پس از تولید هر ویفر، باید برش داده شود تا چند تراشه مستقل تشکیل شود. به طور کلی، الفویفر 12 اینچیمی تواند صدها یا حتی هزاران تراشه را برش دهد. با این حال، برای سهولت مدیریت و حمل و نقل، این تراشه ها معمولاً در یک مقدار مشخص بسته بندی می شوند و 25 قطعه یک انتخاب کمیت رایج است زیرا نه خیلی بزرگ است و نه خیلی بزرگ و می تواند ثبات کافی را در طول حمل و نقل تضمین کند.

علاوه بر این، تعداد 25 قطعه نیز برای اتوماسیون و بهینه سازی خط تولید مفید است. تولید دسته ای می تواند هزینه پردازش یک قطعه را کاهش دهد و کارایی تولید را بهبود بخشد. در عین حال برای نگهداری و حمل و نقل، یک جعبه ویفر 25 تکه کارکرد آسانی دارد و خطر شکستگی را کاهش می دهد.

شایان ذکر است که با پیشرفت تکنولوژی، برخی از محصولات سطح بالا ممکن است تعداد بسته های بیشتری مانند 100 یا 200 قطعه را برای بهبود بیشتر بازده تولید اتخاذ کنند. با این حال، برای اکثر محصولات درجه یک مصرف کننده و میان رده، یک جعبه ویفر 25 تکه هنوز یک پیکربندی استاندارد رایج است.

به طور خلاصه، یک جعبه ویفر معمولاً حاوی 25 قطعه است که تعادلی است که توسط صنعت نیمه هادی بین راندمان تولید، کنترل هزینه و راحتی لجستیک یافت می شود. با توسعه مداوم فناوری، این عدد ممکن است تعدیل شود، اما منطق اصلی پشت آن - بهینه سازی فرآیندهای تولید و بهبود منافع اقتصادی - بدون تغییر باقی می ماند.

ویفرهای 12 اینچی از FOUP و FOSB استفاده می کنند و 8 اینچ به پایین (شامل 8 اینچ) از کاست، SMIF POD و جعبه قایق ویفر، یعنی 12 اینچ استفاده می کنند.حامل ویفردر مجموع FOUP نامیده می شود و 8 اینچیحامل ویفردر مجموع کاست نامیده می شود. به طور معمول، یک FOUP خالی حدود 4.2 کیلوگرم وزن دارد و یک FOUP پر از 25 ویفر حدود 7.3 کیلوگرم وزن دارد.
طبق تحقیقات و آمار تیم تحقیقاتی QYResearch، فروش جهانی جعبه ویفر در سال 2022 به 4.8 میلیارد یوان رسید و انتظار می‌رود در سال 2029 به 7.7 میلیارد یوان با نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) 7.9 درصد برسد. از نظر نوع محصول، FOUP نیمه هادی بیشترین سهم از کل بازار را در حدود 73 درصد به خود اختصاص داده است. از نظر کاربرد محصول، بیشترین کاربرد ویفرهای 12 اینچی و پس از آن ویفرهای 8 اینچی است.

در واقع، انواع مختلفی از حامل های ویفر وجود دارد، مانند FOUP برای انتقال ویفر در کارخانه های تولید ویفر. FOSB برای حمل و نقل بین تولید ویفر سیلیکونی و کارخانه های تولید ویفر؛ حامل های کاست را می توان برای حمل و نقل بین فرآیندی و استفاده در ارتباط با فرآیندها استفاده کرد.

کاست را باز کنید
OPEN CASSETTE عمدتاً در حمل و نقل بین فرآیندی و فرآیندهای تمیز کردن در تولید ویفر استفاده می شود. مانند FOSB، FOUP و سایر حامل‌ها، عموماً از موادی استفاده می‌کند که در برابر دما مقاوم هستند، خواص مکانیکی عالی، پایداری ابعادی دارند و بادوام، ضد الکتریسیته ساکن، کم گاز خروجی، بارش کم و قابل بازیافت هستند. اندازه های مختلف ویفر، گره های فرآیند و مواد انتخاب شده برای فرآیندهای مختلف متفاوت است. مواد عمومی عبارتند از PFA، PTFE، PP، PEEK، PES، PC، PBT، PEI، COP و غیره این محصول به طور کلی با ظرفیت 25 قطعه طراحی شده است.

OPEN CASSETTE را می توان همراه با مربوطه استفاده کردویفر کاستمحصولات برای ذخیره سازی ویفر و حمل و نقل بین فرآیندها برای کاهش آلودگی ویفر.

OPEN CASSETTE در ارتباط با محصولات ویفر Pod (OHT) سفارشی استفاده می شود که می تواند برای انتقال خودکار، دسترسی خودکار و ذخیره سازی مهر و موم بیشتر بین فرآیندهای تولید ویفر و تولید تراشه اعمال شود.

البته OPEN CASSETTE را می توان مستقیماً در محصولات CASSETTE ساخت. محصول Wafer Shipping Boxes دارای چنین ساختاری است که در شکل زیر نشان داده شده است. این می تواند نیازهای حمل و نقل ویفر از کارخانه های تولید ویفر به کارخانه های تولید تراشه را برآورده کند. کاست و سایر محصولات به دست آمده از آن اساساً می توانند نیازهای انتقال، ذخیره سازی و حمل و نقل بین کارخانه ای بین فرآیندهای مختلف در کارخانه های ویفر و کارخانه های تولید تراشه را برآورده کنند.

FOSB جعبه حمل ویفر درب جلو
جعبه حمل ویفر جلو باز FOSB عمدتاً برای حمل ویفرهای 12 اینچی بین کارخانه های تولید ویفر و کارخانه های تولید تراشه استفاده می شود. با توجه به اندازه بزرگ ویفرها و نیازهای بالاتر برای تمیزی؛ قطعات موقعیت یابی ویژه و طراحی ضد ضربه برای کاهش ناخالصی های تولید شده توسط اصطکاک جابجایی ویفر استفاده می شود. مواد خام از مواد با گاز خروجی کم ساخته شده اند که می تواند خطر انتشار ویفرهای آلوده کننده را کاهش دهد. در مقایسه با سایر جعبه های ویفر حمل و نقل، FOSB از هوابندی بهتری برخوردار است. علاوه بر این، در کارخانه خط بسته‌بندی بک‌اند، می‌توان از FOSB برای ذخیره و انتقال ویفرها بین فرآیندهای مختلف استفاده کرد.

FOSB به طور کلی به 25 قطعه ساخته می شود. علاوه بر ذخیره سازی و بازیابی خودکار از طریق سیستم حمل و نقل خودکار مواد (AMHS)، می توان آن را به صورت دستی نیز کار کرد.

غلاف یکپارچه باز شدن جلو

غلاف یکپارچه بازکننده جلو (FOUP) عمدتاً برای محافظت، حمل و نقل و نگهداری ویفرها در کارخانه Fab استفاده می شود. این یک ظرف حامل مهم برای سیستم انتقال خودکار در کارخانه ویفر 12 اینچی است. مهمترین عملکرد آن این است که اطمینان حاصل شود که هر 25 ویفر توسط آن محافظت می شود تا در حین انتقال بین هر دستگاه تولید توسط گرد و غبار در محیط خارجی آلوده نشود و در نتیجه بر عملکرد تأثیر بگذارد. هر FOUP دارای صفحات اتصال، پین ها و سوراخ های مختلف است به طوری که FOUP در درگاه بارگیری قرار دارد و توسط AMHS کار می کند. از مواد با گاز خروجی کم و مواد جذب رطوبت کم استفاده می کند که می تواند آزاد شدن ترکیبات آلی را تا حد زیادی کاهش دهد و از آلودگی ویفر جلوگیری کند. در عین حال، عملکرد عالی آب بندی و باد کردن می تواند محیطی با رطوبت کم برای ویفر فراهم کند. علاوه بر این، FOUP را می توان در رنگ های مختلف مانند قرمز، نارنجی، سیاه، شفاف و غیره طراحی کرد تا نیازهای فرآیند را برآورده کند و فرآیندها و فرآیندهای مختلف را متمایز کند. به طور کلی، FOUP با توجه به خط تولید و تفاوت ماشین آلات کارخانه Fab توسط مشتریان سفارشی می شود.

علاوه بر این، POUP را می توان با توجه به فرآیندهای مختلف مانند TSV و FAN OUT در بسته بندی تراشه های پشتیبان مانند SLOT FOUP، 297mm FOUP و غیره به محصولات ویژه برای تولید کنندگان بسته بندی سفارشی کرد. FOUP قابل بازیافت است و طول عمر آن نیز می باشد. بین 2-4 سال تولید کنندگان FOUP می توانند خدمات تمیز کردن محصول را برای پاسخگویی به محصولات آلوده ارائه دهند تا دوباره مورد استفاده قرار گیرند.

فرستنده ویفر افقی بدون تماس
همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، ویفرهای ویفر افقی بدون تماس عمدتاً برای حمل و نقل ویفرهای تمام شده استفاده می شوند. جعبه حمل و نقل Entegris از یک حلقه پشتیبانی برای اطمینان از عدم تماس ویفرها در حین نگهداری و حمل و نقل استفاده می کند و دارای آب بندی خوبی برای جلوگیری از آلودگی ناخالصی، سایش، برخورد، خط و خش، گاز زدایی و غیره است. این محصول عمدتاً برای Thin 3D، لنز یا ویفرهای ضربه خورده و زمینه های کاربردی آن شامل نیمه هادی های سه بعدی، 2.5 بعدی، MEMS، LED و قدرت است. این محصول مجهز به 26 حلقه نگهدارنده با ظرفیت ویفر 25 (با ضخامت های مختلف) و اندازه های ویفر 150، 200 و 300 میلی متری می باشد.