단 하나 철사는 기술을 보았습니다: 다이아몬드 철사 절단이 작동하는 방법

단일 와이어 톱 기술이 정밀 다이아몬드 와이어 절단을 제공하는 방법

단 하나 철사 톱을 다른 시키는 몇몇 모수가 있습니다. 단단하고 부서지기 쉬운 물자 (kerf 손실<0.5mm) 를 통해서 자르기 위하여 다이아몬드 입히는 철사의 1 개의 지속적인 공급의 사용입니다. 커트 당 물자의 1.5-3.0 mm를 멀리 자르는 전통적인 잎 톱과는 다른, 철사 톱은 0.15mm 만큼 적게 제거합니다 - 반도체 급료 실리콘 또는 사파이어에서 킬로그램 당 달러의 수백을 위해 소매할 수 있는 귀중한 원료를 저장하.

이 기사에서는 단일 와이어 톱이 무엇인지, 작동 방식, 단일 와이어 톱이 작동하는 재료, 단일 와이어 시스템 대 단일 와이어 시스템 중에서 선택해야 하는 시기를 설명합니다 다 철사 톱, 그리고 a를 선택하는 방법 단 하나 철사는 기계를 보았습니다 귀하의 요구에 가장 적합합니다. 아래에 사용된 사양은 출판된 소스,연구 기사 및 산업 보고서에서 가져온 것입니다.

단일 와이어 톱이란 무엇이며 다른 절삭 공구와 어떻게 다릅니까?

단 하나 철사 톱은 정밀한 다이아몬드 철사를 당기는 높게 정밀한 절단 공구입니다—a 0.04 에서 0.35mm kerf는 단 하나 철사가 조각 또는 변경한 단면도로 분리하기 위하여 공작물을 통해서 그것을 본드하기 위하여 톱질했습니다. 다이아몬드 연마재 입자는 전기도금을 한 철강선 기질에 붙어 있습니다, 또는 수지는 접착시켰습니다. 철 또는 구리 철사가 공작물을 통해서 10 와 25 m/sec 사이에서 속도로 당겨지기 때문에 입자는 공작물 표면을 마모시키고 갈아냅니다.

와이어 톱이 다른 절삭 공구와 차별화되는 점은 독특한 커프입니다. 표준 다이아몬드 블레이드 톱은 절단할 때마다 1,5~3,0mm 의 재료를 제거하는 반면,단일 와이어 톱은 0,15~0,35mm 만 제거합니다. 실리콘 웨이퍼 제조에서 원재료 절감은 잉곳당 수십 개의 추가 웨이퍼를 추가할 수 있습니다—웨이퍼당 비용을 낮추는 것과 같습니다.

다른 절단 기술과 비교해,단 하나 철사 톱은 더 전문화한 과정입니다. 밴드 톱 및 안 직경 톱은 연약한 금속의 절단 단면도 및 다른 범용 신청을 위해 주로 사용됩니다. 다 철사 톱은 대규모 가동 저미고 분리하는 웨이퍼 조각의 수백으로 다수 Si 주괴를 위해 사용됩니다. 단 하나 철사 톱은 간격 채우는 공간에 있는 정확한,단 하나 공작물 저미 신청 - 복잡한 기하학 절단,고립한 공작물 절단,그리고 부서지기 쉬운 단단한 공작물을 위한 트리밍 가동을 허용하.

Donghe에서 문서화된 10,000개 이상의 사례에서 단일 와이어 톱은 후속 연마 및 칩 제거 랩핑을 위한 표면 거칠기 조건을 최적으로 달성하여 연마 시간과 샘플 처리 작업을 모두 줄였습니다.

다이아몬드 와이어 절단 공정: 단계별

다이아몬드 철사 단면도는 이동하는 거친 철사 신청이 효과적으로 거친 모래로 공작물을 째는 응력 근거한 절단 원리를 채택합니다. 철사는 10-25 m/sec 에 고압적인 드라이브 시스템에 의해 공작물 표면을 가로질러,농축한 kerf 로 표면을 마모시키는 전통적인 절단 기계장치 같이 톱날을 통해서 강제하기 보다는 당겨집니다.

이것은 절단 과정이 전형적인 단 하나 철사 톱 기계에서 이용되는 기계장치의 단순화된 삽화입니다:

1. 철사 선적 – 체계의 1 차적인 공급 원료는 중단한 다이아몬드 임신된 철강선의 스풀입니다 (직경 0.08-0.35 mm) 는 폴리스를 통해서 실을 꿰고 기계적인 짐 세포 체계에 의해 20-50 N에 긴장된 차원의 파손 또는 손실을 피하기 위하여 절단의 실행 내내 일정한 선적 조건 하에서 철사를 지켜야 합니다.
2. 작업물 장착 – 진공 척 또는 기계식 클램프로 정밀 스테이지에 장착된 작업물. 고정밀 어플리케이션을 위해 ±0.003mm의 위치 정확도로 작업물을 와이어에 밀어 넣는 스테이지 위치 지정.
3. 절단 유체 전달 – 냉각수(탈이온수 또는 수용성 절단 유체)는 절단 영역을 2-5L/분으로 넘치고 세 가지 기능을 수행합니다: 1) 와이어 작업물 커프 인터페이스에서 냉각을 제공하고 2) 플러시합니다. 커프에서 칩을 제거하고 3) 다이아몬드 연마재와 작업물 표면 사이의 상호 작용을 윤활합니다.
4. 철사 동의 – 철사는 연속적인 반복으로 또는 (대신으로) 왕복 (뒤로) 동의에서 10-25 m/sec 에 여행합니다. 왕복 운동은 다이아몬드 모래의 양측이 kerf 에 칩을 배달하는 것을 허용합니다,그것에 의하여 철사에 착용을 낮추고 그것의 생활을 연장하는 연속적인 반복 체계 (철사가 닫히는 철사 반복을 형성하는 곳에) – 철사가 막다른 곳에 인 틀린 반복 체계와 비교해 – 연속적인 절단 과정을 가능하게 해서 더 높은 처리량을 위한 잠재력을 제안합니다.
5. 급식 및 저미는 – 일 조각 급식 속도는 단단한 물자를 위한 0.5-5mm/min 사이에서 변화합니다. 일 조각 급식 비율, 철사 각측정속도, 및 철사 긴장 조합은 kerf 폭, 표면 거칠기, 및 지하 손상 깊이를 지시합니다. 연구는에서 간행했습니다 마이크로머신(2024) 와이어 속도를 높이고 작업물 공급 속도를 줄임으로써 표면이 더 매끄럽고 표면 아래 손상이 더 얕은 부품을 생산할 수 있다는 사실을 발견했습니다.
6. 인덱싱 (멀티 컷 모드) – 작업 조각 단계는 각 절단 후 다음 절단 위치로 진행됩니다. CNC 제어 톱질 라인은 최대 30 개의 프로그래밍 가능한 레시피를 허용하므로 사용자는 시간이 많이 걸리는 수동 재조정 없이도 재료 유형과 절단 형상을 자동으로 전환할 수 있습니다.

슬러리 와이어 대 다이아몬드 와이어: 두 가지 절단 방법 비교

철사 톱질에는 2 개의 주요 과정이 있습니다: 슬러리 철사 절단과 다이아몬드 철사 절단. 슬러리 철사 톱은 느슨한 거친 입자 (대부분의 수시로 실리콘 탄화물 모래) 를 가진 보통 철강선을 슬러리에 중단해 사용합니다. 다이아몬드 철사 톱은 표면에 다이아몬드 모래를 가진 철강선을 영구히 접착시켰습니다 - 느슨한 거친 슬러리를 멀리 하는 조정 거친 방법론 고용합니다.

광전지 제조자는 년 2015-2020 년에 있는 다이아몬드 철사 절단 기술에 슬러리에서 스위치를 지도했습니다. 그들의 동기부여는 간단했습니다: 다이아몬드 철사는 중요한 웨이퍼 생산자에서 기업 통풍관 자료에 의해 재판하는 슬러리 철사 보다는 더 적은 물자 손실 적어도 2-3 를 더 빠르게 삭감하고 30-40% 를 열매를 산출합니다.

단일 와이어로 절단되는 재료: 실리콘 웨이퍼부터 광학 부품까지

단 하나 철사 톱은 잎 톱에 의해 전시된 정상적인 힘의 밑에 열심히 자르고는, 부수는, 잘게 썰거나, 부서지는 가장 일반적인 부서지기 쉬운 물자를 위해 디자인됩니다. 다이아몬드 철사에서 관리된 저힘 가는 단계는 5 (정상적인 유리) 와 9.5 (실리콘 탄화물) 사이 Mohs 경도를 가진 물자의 조각을 격변적인 파괴 없이 가능하게 합니다.

에 의해 가공되는 일반적인 단단하고 부서지기 쉬운 재료에 대한 일반적인 절단 매개변수입니다 단단하고 부서지기 쉬운 재료를 위한 단일 와이어 톱 아래에 표시됩니다:

반도체 산업에서 점점 더 얇은 웨이퍼에 대한 수요는 엄청납니다. a에 따르면 스트래스클라이드 대학교에서 2025년 연구, 2034 년까지 n 형 TOPCon 단결정 실리콘 웨이퍼의 평균 두께가 140m 에서 약 115m 로 감소 할 것으로 예상됩니다. 실리콘 이종 접합 (SHJ) 웨이퍼는 100m 에 근접 할 것으로 예상됩니다. 이러한 목표를 실현하려면 와이어 직경 및 공급 속도의 엄격한 제어와 함께 50m 미만의 다이아몬드 와이어 직경이 필요합니다. 전용 단일 와이어 톱이 제공하는 다이아몬드 와이어 정밀 절단은 이러한 사양을 충족시키는 최적의 플랫폼입니다 실리콘 웨이퍼 절단.

탄화규소(Mohs 9-9.5)의 극한 경도가 발생합니다 SiC 웨이퍼 절단 최대 40-50N의 높은 그릿 밀도와 높은 장력을 지닌 다이아몬드 와이어를 사용해야 합니다. 단일 와이어 톱은 작업자에게 각 웨이퍼에 대해 이러한 매개변수를 변경할 수 있는 기능을 제공합니다. 이는 고정 매개변수 다중 와이어 시스템에는 없는 기능입니다. 웨이퍼당 $200-500의 비용이 드는 소모된 SiC 기판을 가공할 때 특히 유용합니다.

단일 와이어 톱 대 다중 와이어 톱: 각각 사용 시기

산업 신청에 있는 단 하나 철사 톱 또는 다 철사 톱을 사용할지 결정하는 것은 3 개의 변수에 경첩을 답니다: 처리량 필요조건, 원한 커트 기하학, 및 조각 당 물자 비용. 두 기계는 다이아몬드 철사 절단 기술에 의지하고 그러나 저것은 그들의 상사성이 끝나는 곳입니다.

실제 처리량 벤치마크: 에 따름 스톤월드 매거진, 1 개의 제작 상점은 단 하나 잎 톱에서 5 철사 다 철사 톱에 전환해서 동일한 8 시간 교대 40% 수확량을 더 얻었습니다. 그들의 단 하나 톱은 10 분에 있는 1 개의 커트를 완료했습니다; 다 철사 기계는 주기 당 25 분을 가지고 가고 그러나 동시에 5 개의 커트를 일으켰습니다.

실험실 샘플 재료,R&D 프로토타이핑,개별 검사가 필요한 값비싼 기판의 정밀 절단의 경우 단일 와이어 톱은 유연성 측면에서 이점을 유지합니다. Donghe 는 두 가지 모두를 공급합니다 단일 와이어 톱 시스템 그리고 다중 와이어 플랫폼과 엔지니어들은 두 기계를 동시에 작동하는 시설에서 최적의 결과가 나온다는 점을 지적하면서 두 가지를 모두 작동하는 시설을 조사했습니다.

와이어 톱 기계 선택을 위한 주요 사양

판매 가능한 와이어 톱 사양부터 시작하십시오. 기계의 기술적 매개 변수를 공작물 재료,재료 비용,공작물 당 절단 횟수 및 필요한 정밀도 표준에 맞추십시오. 단단한 응용 환경에서 산업용 와이어 톱을 선택할 때 6 가지 사양이 특히 중요합니다.

• ✔
  컷 봉투 — 최대 공작물 치수를 확인합니다. 200 × 200 × 200 mm 등급의 기계는 250 mm 부울을 수용하지 않습니다. 가장 큰 예상 공작물을 측정하고 20% 여백을 추가하십시오.
• ✔
  와이어 직경 범위 — 0.04 – 0.35 mm 와이어를 지원하는 기계는 초박형 실리콘 웨이퍼 절단에서 두꺼운 세라믹 절단에 이르기까지 전체 스펙트럼을 커버합니다. 작업이 200 μm 미만의 기판과 관련된 경우 기계가 직경 0.10 mm 이하의 와이어를 처리하는지 확인하십시오.
• ✔
  와이어 장력 제어 — PID 제어로 로드셀 피드백을 찾습니다. 일정한 장력 시스템은 얇은 웨이퍼에서 10μm 미만의 TTV 에 필요한 ±2N 정확도를 유지합니다. 중력-중량 장력 시스템은 일반 절단에는 적합하지만 반도체 등급 정밀도에는 부족합니다.
• ✔
  컴퓨터 수치 제어(CNC) 통합 조리법 저장 (30+ 조리법) 를 가진 — CNC 기계는 통신수 의존하는 가변성을 삭제합니다. 풀그릴 급식 비율,철사 속도,및 색인은 생산 뛰기의 맞은편에 반복성을 지킵니다. 수동 기계는 가끔 실험실 일을 위해 수락가능합니다 그러나 더 높은 양에 변이를 소개합니다.
• ✔
  와이어 속도 범위 — 표준 단일 와이어 톱은 10 – 25 m/s 에서 작동합니다. 속도가 높을수록 처리량은 향상되지만 와이어 마모는 증가합니다. SiC 및 사파이어 (Mohs 9+) 의 경우 고압 기능 (40 – 150 N) 으로 15 m/s 이상의 속도를 권장합니다.
• ✔
  총 소유 비용 (TCO) — 구매 가격은 5 년 TCO 의 30–50% 를 차지합니다. 와이어 소비,가이드 휠 교체,냉각수 비용 및 유지 보수 비용이 나머지를 차지합니다. 구매하기 전에 대상 재료에 대한 와이어 소비율 (컷당 미터) 을 요청하십시오.

산업 응용 분야: 와이어 톱이 사용되는 곳

와이어 톱은 각각 다른 종류의 절단이 필요한 5 가지 주요 산업에 적용됩니다. IMARC 그룹에 따르면 세계 다이아몬드 와이어 시장은 에서 평가되었습니다 2024년에는 15억 달러, 2033년에는 32억 달러에 이를 것으로 예상된다 (CAGR 8.94%) 주로 반도체 수요에 의해 주도. 이것은 광전지 응용 프로그램의 영향 증가에도 불구하고 그렇게.

반도체 제조

단 하나 철사 톱은 칩 제조자 팹에서 삭감된 실리콘 웨이퍼를 위해 이용된 가장 일반적인 다이아몬드 철사입니다. 웨이퍼 제조 철사 톱은 웨이퍼 팹에 의해 실리콘,GaAs 및 게르마늄을 자르기 위하여 이용됩니다. 집적 회로,MEMS 장치 및 힘 전자공학을 위한 기질로 잉곳을 자르십시오. 칩 제조는 표면 거칠기 < 1 개 m 및 지하 손상 깊이 15 m/sec 및 급식 비율 < 2 개 mm/sec 로 일상적으로 달성합니다.

태양광(태양광) 셀 생산

태양광은 전 세계적으로 다이아몬드 와이어 소비의 가장 큰 비중을 차지합니다. PV 셀 제조업체는 단일 또는 다중 와이어 다이아몬드 와이어 톱으로 일반적인 두께가 140-180m 인 웨이퍼에 실리콘 잉곳을 슬라이스합니다. 웨이퍼 두께를 최소화하는 업계 추세 – 따라서 사용 된 실리콘의 양 – 와트 당 더 미세한 다이아몬드 와이어 (직경 50m 이후) 및 더 가까운 장력 제어가 사용되었습니다. 동허의 광전지 응용 분야용 와이어 톱 이 세그먼트를 위해 건축됩니다. 오늘 우리는 호리호리한 단면도,높은 철사 긴장 및 절단의 최적 깊이를 가진 다이아몬드 철사를 필요로 합니다. 오늘 우리는 Donghe 를 필요로 합니다.

광학 및 레이저 부품

대부분의 광학 부품 섹션은 사파이어,석영, 용융 실리카로 만들어진 와이어 톱을 사용하여 절단됩니다. 광학 선명도를 위해 스크래치가 없어야 하고 연마 공정에서 공작물 전처리가 거의 필요하지 않기 때문에 부드러운 절단 작용을 하는 다이아몬드 와이어가 이상적입니다.

실험실 및 R & D 샘플 준비

실험실 다이아몬드 철사 톱 재료 과학 및 지질 공학 실험실에서 시료 준비에 사용되며,거의 모든 기판 유형 – 깨지기 쉬운 결정 및 박막 구조에서 벌크 세라믹에 이르기까지 작업합니다. 기판이 최소 마이크로미터 (지하 손상) 로 절단되기 때문에 전자 현미경 시료 준비,고장 분석 및 연구에 대한 사용이 더욱 보편화되고 있습니다.

석재 및 건축

채석장에서 대리석과 화강암 블록을 절단하기 위해 수 톤의 무게를 지닌 거대한 직경의 와이어 톱. 휴대용 다이아몬드 와이어 톱은 건설 인력이 대형 와이어 톱으로 철거자가 접근 할 수없는 지역에서 블레이드 톱으로 콘크리트를 절단하는 데 사용됩니다 – 수중,두꺼운 강화 벽,작은 공간. 큰 와이어 톱은 작은 정밀 시스템과 다른 와이어 크기 (1-11 mm) 와 다른 건설 방법을 사용하지만 절단 기술은 변하지 않습니다.

FAQ — 단일 와이어 톱 기술