다중 와이어 톱 기계의 유형: 분류 가이드

다 철사는 기계 유형을 보았습니다: 각 디자인은 다른 기업을 어떻게 봉사하는지

다중 와이어 톱 기계란 무엇입니까?

다중 와이어 톱은 특정 간격으로 여러 개의 평행 와이어를 사용하여 작업물을 한 단계로 수많은 조각으로 자르고 평평하고 심지어 웨이퍼나 슬래브를 생성하는 절단 장비입니다.

한 번에 한 번 절단하는 단일 와이어 톱 공구와 달리 다중 와이어 톱 기계는 수백 또는 수천 번의 절단을 동시에 달성합니다. 가공된 홈이 있는 와이어 가이드 롤러는 슬라이스 두께를 제어하는 와이어 피치를 설정합니다. 공작물은 제어된 속도로 와이어 웹에 공급됩니다.

그 사이에,다 철사 톱의 2 개의 주요 가족을 위한 철사의 2 개의 분리되는 종류가 있습니다: 자유로운 연마재,슬러리 근거한: 벌거벗은 철강선. 절단은 PEG (폴리에틸렌 글리콜) 에서 중단된 실리콘 탄화물 모래의 슬러리를 통해서 일어납니다; andFi×ed 연마재,다이아몬드 철사: 화강암은 fi×ed 모래 (실제로 작더라도,합성 다이아몬드 입자) 에 절단을 책임지는 철사에 직접 접착된 있습니다.

블레이드의 두 종류는 절단되는 재료,필요한 정밀도 수준 및 생산량에 따라 고유 한 이점이 있습니다. 다른 유형의 블레이드는이 두 가지 주요 범주 밖에서 찾을 수 있습니다. 예를 들어 돌 블록 절단을위한 전문 옵션,더 극단적 인 절단 기술이 필요한 재료의 무한 루프 기계 아래에서 기능 메커니즘,사양 및이를 사용하는 산업에 따라 사용 가능한 블레이드 유형을 각각 분류합니다 – 디자이너와 구매자 모두가 응용 분야에 적합한 기계를 시각화 할 수 있도록 도와줍니다.

슬러리 기반 다중 와이어 톱

슬러리 기반 멀티 와이어 톱 (자유 연마 와이어 톱이라고도 함) 은 실리콘 웨이퍼 산업의 첫 번째 주력 기계였습니다. 이 기계는 와이어 웹을 만들기 위해 가이드 롤러 주위에 감겨있는 베어 스틸 와이어 (일반적으로 직경 100-160m) 를 사용합니다. 와이어 자체는 절단을 수행하지 않지만 대신 폴리에테르케톤 (PEG) 의 SiC 연마 입자를 포함하는 슬러리를 와이어 웹에 흐르게합니다.

와이어가 빠른 속도로 이동함에 따라 연마 입자를 공작물 표면 전체에 끌어 당깁니다. 연마 입자는 3 바디 마모 공정을 사용하여 재료 제거 공정의 실제 작업을 수행합니다.

역사적으로,슬러리 기반-시스템은 태양 전지 및 반도체 웨이퍼 생산을 위한 시장 선두 주자였습니다. 생산 기계 와이어 수는 기계 당 1,000 ~ 2,000+ 사이이며 단일 300mm 실리콘 잉곳은 단일 실행에서 수백 개의 웨이퍼로 절단될 수 있습니다. 용접은 상대적으로 낮은 와이어 장력 (스트랜드 당 약 20-30N) 에서 발생하며 웨이퍼는 “무광”외관으로 설명 될 수있는 것을 소유합니다.

그러나,슬러리 기반 톱의 커프 폭은 일반적으로 200-250 m – 디아몬 와이어 대체물보다 실질적으로 넓은 영역에있다. 이는 각각의 웨이퍼가 그 때문에 원래의 원료로부터 톱밥의 더 많은 양을 생산하기 때문에 중요하다. 블랜치 외. 국제 첨단 제조 기술 저널에서 실리콘 잉곳이 200 + m 웨이퍼로 톱질 될 때,원래 실리콘 잉곳의 40-50 % 가 톱밥이된다는 것을 발견했다.

오늘 현재로,슬러리 근거한 다 철사 톱은 단결정 실리콘 제조에 있는 다이아몬드 철사 체계에 의해 거의 완전하게 대체됩니다. 그들은,그러나, 아직도 몇몇 다결정 실리콘 신청에서 사용되고 슬러리에 있는 느슨한 연마재를 가진 더 연약한 3 개의 몸 마포가 지하에 있는 더 적은 손상을 일으키는 톱질 물자를 위해 그 후에 직접적인 다이아몬드 충격에 있는 느슨한 연마재의 가는/겹치는 활동은 몇몇 부서지기 쉬운 물자에 있는 더 낮은 균열 깊이를 생성할지도 모르곱니다 이것은 후속 웨이퍼 엷게 하고 닦기를 위해 유리할 수 있습니다.

다이아몬드 와이어 멀티 와이어 톱

일부 산업에서는 여전히 단일 와이어 절단이 사용되고 있지만,다이아몬드 와이어 멀티 와이어 톱질은 반도체 및 광전지 산업에서 현재 산업 표준입니다. 슬러리에 느슨한 연마재를 사용하는 것과는 달리 와이어에 부착되는 고체 연마재는 전기 도금 (니켈 본딩) 또는 수지 본딩을 통해 다이아몬드 입자입니다. 이 긴 두 몸체 충격 (작업물에 연마재) 으로 절단 효율뿐만 아니라 재료 낭비는 슬러리 기반에 비해 크게 향상됩니다. 그림은 고체 연마 와이어가 어떻게 만들어지는지 보여줍니다. 각 와이어는 작업물에 직접 충격을 가하도록 설계되었습니다.

시장 번호는 아주 명확합니다. Statista 에 따르면,단결정 실리콘의 웨이퍼 제조 시장 점유율의 98% 이상이 이제 와이어 톱질 기술로 제공됩니다. 글로벌 다이아몬드 와이어 톱질 시장 규모는 2024 년에 $10 억 8 천만 달러로 평가되며,증가하는 광전지 시장뿐만 아니라 전기 자동차의 전력 전자 장치 용 탄화 규소 기판에 대한 수요 증가로 인해 2033 년까지 8,5% 의 CAGR 로 $21 억 4 천만 달러에 도달 할 것으로 예상됩니다.

와이어 직경은 중요한 매개 변수입니다. 현재 구분 된 최대 코어 와이어 직경은 36m 인 반면 다이아몬드 오버레이를 포함한 유효 코어 직경은 약 50-60m 이며,이는 새로 발표 된 PCME 데이터에 따르면 커프 폭의 약 55-80m 를 초래하는 조합으로 절단 원료 질량의 약 30 % 를 절약합니다 (Procedia Manufacturing). 3. 기존의 반도체 와이어 직경은 일반적으로 100-350m 로 더 크며 이로 인해 커프 폭은 150-350m [PMC 184 (198), 201]. 절감액은 비례적으로 비례합니다. (Polymer Material & Composite Engineering (PMC), Volume 107,2006)

하위 유형: 전기도금 대 수지 결합

전기도금을 한 다이아몬드 철사: 다이아몬드 입자는 니켈에 의하여 도금된 강철 핵심 철사에 전기도금을 합니다. 철사의 이 유형은 다이아몬드 입자가 더 드러내기 때문에 더 공격적이고 더 빠릅니다. 전기도금을 한 철사는 획일한 kerf 를 가진 빠른 커트가 요구되는 반도체 공업에서 널리 이용됩니다. 수지 접착된 다이아몬드 철사: 다이아몬드 입자는 수지 모체. 그것은 다이아몬드 코팅의 1 개 이상 층을 포함할지도 모릅니다. 수지 접착된 철사는 더 느리 그러나 매우 더 긴 철사 생활을 제공합니다. 그것은 돌 가공 공업에서 더 넓은 사용을 보았습니다.

다이아몬드 와이어 멀티 와이어 톱의 사용 실리콘 웨이퍼 슬라이싱, SiC 기판 슬라이싱, 사파이어 윈도우 절단, 석영 가공 및 화합물 반도체 웨이퍼 슬라이싱이 포함됩니다. UV 보조 다이아몬드 와이어 절단 및 톱질은 기존 DWS와 비교하여 Kaolin의 다양한 입도에서 표면 거칠기를 4.3-29.7%만큼 효과적으로 감소시키는 것으로 입증되면서 더 많은 진전이 이루어지고 있으며, Micromachines에서 National Institute of Health (NIH) 및 Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) 에서 공동 간행물을 제공했습니다 (2023).

돌 블록 절단용 다중 와이어 톱

돌 구획 다 철사 톱은 끝낸 석판 또는 도와로 화강암과 대리석의 전체 구획을 단 하나 가동에서 삭감할 수 있는 튼튼한 산업 기계입니다. 다이아몬드 구슬 케이블의 체계를 사용하여 (각자는 일정한 간격으로 간격을 둔 다이아몬드 임신된 구슬로 갖춰진 철강선으로 이루어져 있습니다), 직경 6.3-7.3 mm의 반도체 가공에 의해 설명되는 가는 철사 다이아몬드 철사와 비교해. 수시로 생산 기계는 평행으로 44 의 철사를 달립니다, 그러나 기계 윤곽은 구획 크기 및 원한 석판 간격에 따라서 20 에서 80 까지 변화할 수 있습니다.

작동 원리는 동일하게 유지됩니다: 평행선은 공작물을 통해 함께 이동되는 정확하게 정의된 거리에 있습니다. 그러나 치수는 상당히 큰 규모에 불과합니다. A 멀티 와이어 커팅 머신 화강암을 위해 3.0 1.8 1.8 미터를 측정하는 구획을 가공할 수 있어, 각 통행에 동등한 간격의 20+ 석판을 일으키. 급식 비율은 평균에 대략 60 cm/hr입니다, 그러나 물자의 경도에 변화합니다: 화강암은 대리석 보다는 느린 급식 비율을 요구합니다 (각각 60-80 cm/hr에 대하여 40-50 cm/hr).

프레임 구조는 두 가지 기본 유형입니다: 이중 열 프레임은 더 일반적이고 저렴하지만 4 열 프레임은 더 단단한 재료에 사용되거나 전체 블록에 걸쳐 슬래브에 대한 더 단단한 전체 두께 공차를 지정할 수 있습니다.

이 지역은 새로운 분야로 급속하게 개발되었습니다: 매우 얇은 다이아몬드 철사. 구슬 케이블에서 0,35 mm 다이아몬드 철사로 전환해서,선은 3 mm 간격과 단지 0,5 mm 의 낮은 석판을 생성하고 종래의 구슬 케이블 선의 6-8 mm kerf 와 비교해 왜 중요합니까? 각 구획은 높 가치 자연적인 돌을 사용할 때 생산 수확량을 증가시키는 완성되는 석판을 더 얻습니다.

멀티 와이어 돌 톱의 전력 소비는 일반적으로 같은 직경의 전통적인 갱소 약 160 kw에 비해 110 kw입니다. 더 빠른 설정, 일정한 슬래브 크로스 두께 – 다음 멀티 와이어는 화강암과 대리석의 큰 블록에 대한 완제품에 채석장의 가장 인기있는 방법이되고있다.

끝없는 반복 다 철사는 정밀도 물자를 위해 톱

끝없는 반복 다 철사 톱은 철사 윤곽의 아주 다른 유형에 근거를 둡니다; 1 개의 권선에서 또 다른 한개에 철사를 감기 보다는 오히려,다이아몬드 철사는 지속적인 끝없는 반복입니다. 이것은 극적으로 다이아몬드 철사 반전을 간단하게 하고 철사 반전에 기인한 지상 불완전성을 삭제합니다. 이것은 당연히 최고 표면 질 end-gs 를 위해서만 가득 차있는 절단 길이의 건축이 최대화되는 중요할 것입니다.

철사의 포스트 가공한 끝없는 반복 체계 직경은 표면에 전기도금을 한 다이아몬드 입자를 가진 0.3 에서 1.0 mm 사이에서 입니다. 철사는 대략 150-250 N. Kerf 폭에 통제되는 자동 귀환 제어 장치 긴장인 초당 30-80 미터 선형 철사 속도로 작동할 수 있습니다 물자 커트 및 냉각액의 조건에 따라서 30-100 시간에서 어디에서든지 계속되는 정상적인 철사 생활을 가진 대략 0.35 mm입니다.

이들은 가장 진보된 정밀도 절단 신청을 위해 사용됩니다: 힘 전자공학을 위한 SiC 기질, 광학 및 방위 신청을 위한 사파이어 창, 광학 유리 성분, 압전 세라믹스, NdFeB 희토류 자석, 화합물 반도체의 지속적인, 일방통행 철사 동의 때문에, 표면 질은 몇몇 물자에 후속 포스트 커트 래핑을 위한 필요를 극소화하거나 방지하는 예상할 수 있고 높습니다.

무한 루프 시스템의 와이어 수는 릴과 유사한 릴보다 적습니다. – 각 루프에 장력을 가하고 안내해야 하기 때문에 1 ~ 16개 정도의 와이어입니다. – 이는 정확도로 실행당 배치 실행 처리량의 균형을 유지합니다. TTV는 0.01~0.05mm 정도이며 대부분의 릴-릴 설정보다 훨씬 단단합니다.

이러한 애플리케이션의 높은 정확도 요구 사항은 정확히 무엇입니까 DONGHE 의 루프 와이어 절단기 반도체, 광학 및 고강도 세라믹 시장을 목표로 매 실행마다 정확히 동일한 표면 품질을 요구하는 회사를 위해 제작되었습니다.

다중 와이어 톱 비교: 사양, Kerf 및 처리량

다음은 기계 선택과 관련된 사양에 와이어 톱 기계의 네 가지 주요 유형을 비교하는 표입니다: 와이어 직경, 커프 폭, 달성 가능한 정밀도, 와이어 수, 절단 속도 및 주요 재료.

이 비교에서 파생 될 결론은 거의 없습니다. 슬러리와 다이아몬드 와이어는 가장 많은 수의 와이어 (500 -2000 +) 를 제공하므로 실행 당 출력이 리드 KPI 인 높은 처리량 웨이퍼 제조의 표준입니다. 다이아몬드 와이어는 또한 더 단단한 TTV,더 좁은 커프와 슬러리 처리량을 일치 시키거나 능가하며 모노 - c - 실리콘 marketâ € ¦의 98% 이상을 침투했습니다생산량 이외의 것은 찾기 어렵습니다.

돌 구획을 위한 다 철사 톱은 완전히 다른 가늠자에 작동합니다: 더 적은 철사, 매우 더 큰 kerf, 및 1 밀리미터의 백분의 일에 의해 몬 해결책, 두어 미크론 아닙니다. 돌 석판을 위한 일정한 긴장 체계는 일관된 지상 끝을 배달하기 위하여 필요하다면 철사의 수백을 건너뜁니다 – 이것은 TTV< 0.05 mm를 얻을 수 있는 철사의 10’s를 위한 전문화한 벽감입니다. 결국 어떤 가동이 “제일” 인지 결정하는 신청 제약조건입니다 – 단 하나 다 철사 톱 기계 디자인은 모든 물자, 정밀도 수준, 순서 크기를 위해 적당하지 않습니다.

귀하의 응용 분야에 적합한 다중 와이어 톱을 선택하는 방법

멀티 와이어 컷오프 기계를 구입하기로 결정함에 있어 4 가지 질문을 하십시오. 각 질문은 공정에 가장 적합한 기계 구성을 신속하게 찾는 데 도움이 됩니다.

의사결정 프레임워크: 4가지 질문

선택 체크리스트

여러 재료를 절단하거나 다중 와이어를 처음 사용하는 제조업체의 경우 응용 엔지니어링 경험을 통해 기계가 여러 응용 분야에서 어떻게 작동할 수 있는지 이해하는 데 도움을 줄 수 있는 기계 제작자에게 직접 문의하세요.

자주 묻는 질문

철사 절단기의 다른 유형은 무엇입니까?

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오늘날 시장에서 와이어 절단기의 4 가지 카테고리: 단일 와이어 톱 (대체 최종 절단 및 복잡한 프로파일을 생산하는 데 사용됨), 멀티 와이어 톱 (대용량 동시 슬라이싱용), 무한 루프 와이어 톱 (요구되는 재료의 고품질 표면용) 및 와이어 ED 기계 (EDM 작업에서 전기 전도 금속용). 멀티 와이어 톱은 절단 메커니즘에 따라 세 가지 유형으로 분할됩니다: 슬러리 기반 (자유 연마재), 고정 연마재 (다이아몬드 와이어) 및 레이저,플라즈마 또는 워터젯.

슬러리와 다이아몬드 와이어 멀티 와이어 톱의 차이점은 무엇입니까?

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슬러리 멀티 와이어 톱은 수성 윤활제, 폴리에틸렌 글리콜 및 200-250m의 커프에 부유 된 탄화 규소 연마재 자체와 함께 베어 스틸 와이어를 사용합니다. 다이아몬드 와이어 톱s 단지 55-80 m의 커프로 철사에 접착된 실리콘 탄화물 보다는 오히려 다이아몬드 입자를 이용하십시오. 다이아몬드 철사는 더 빠르게 움직이고 더 적은 낭비를 일으킵니다; 절단의 효율성은 커프의 70%에 더 가깝습니다.

화학 슬러리 대신 더 짧은 수성 냉각수가 사용됩니다. 모든 모노 실리콘 웨이퍼의 98% 이상 슬라이딩은 다이아몬드 와이어 공정으로 절단됩니다.

다중 와이어 톱 기계는 몇 개의 와이어를 사용합니까?

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철사 조사에는 기계 유형에 달려 있습니다—반도체 웨이퍼 톱에는 2,000 이상 500 이상 철사가 일반적입니다, 돌 구획 절단기는 보통 20 에서 80 철사에 한 번에 이용되고, 정밀도 끝없는 반복 체계는 1 개에서 16 개의 철사를 비치할 수 있습니다.

다 철사는 어떤 물자를 자를 수 있습니까 보입니까?

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다 철사 톱은 실리콘 주괴, 실리콘 탄화물, 사파이어, 갈륨 비소, 석영, 광학 유리, 압전 세라믹스, Nd Fe B, 자석, 화강암, 대리석, 석회화, 및 흑연에 커트를 실행합니다. 철사의 유형 및 기계의 배열에 관해서는 각 체계를 위해 취급하게 쉬울 물자는 다를 것입니다.

얼마나 두꺼운 다 철사는 커트 할 수 있습니까?

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반도체 멀티 와이어 톱은 100 180 m의 웨이퍼를 생산할 수있는 능력을 가지고 있습니다. 반도체 멀티 와이어 톱은 3 mm 초박형 모델의 두께에서 석판을 절단 할 수있는 반면 표준 모델은 30 + mm 만 생산할 수 있습니다.

단일 와이어 톱보다 다중 와이어 톱이 더 낫습니까?

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여러 와이어 톱은 더 빠른 슬라이스 속도를 제공하여 수백 개의 웨이퍼 또는 수십 개의 석판을 동시에 슬라이스 할 수 있지만 단일 와이어 톱은 한 번에 단일 슬라이스 만 생성합니다. 다시 한번 단일 와이어 톱의 장점은 복잡한 3D 윤곽 프로파일,불규칙한 프로파일 및 필요한 경우 작은 배치 프로토 타이핑을 허용한다는 것입니다; 반면 다중 와이어 톱은 생산 속도,병렬 슬라이싱을위한 일반적인 옵션입니다.