Ultrazvukové inline čištění drátových pil a řezacích drátů

Čisté povrchy drátů jsou u drátových pil a diamantových drátových pil důležité. Pouze čisté, dobře udržované dráty vytvářejí přesné řezy (např. křemíkových waferů, polovodičů, minerálů a kamenů) a zajišťují vysokou efektivitu a kvalitu. Ultrazvukové inline čištění drátových pil je vynikající technika čištění drátových pil v kontinuálním inline procesu, která zajišťuje trvale čerstvě vyčištěné dráty pro optimální řezný výkon.

Čištění pilových a řezacích drátů ultrazvukem

Při výrobě polovodičových desek a křemíkových waferů i při řezacích aplikacích v jiných odvětvích se drátové pily a řezací dráty hojně používají k řezání waferů na tenké plátky. Tyto pilové a řezací dráty (např. diamantové drátové pily, zrnové drátové pily) musí být dobře udržovány a zbaveny kontaminace, aby bylo dosaženo požadované přesnosti a efektivity řezání. Navíc pouze čistý pilový nebo řezací drát zabraňuje vadám a poškození řezaného materiálu.
Ultrazvukové čištění pomocí vysoce výkonných nízkofrekvenčních ultrazvukových vln, které vyvolávají intenzivní turbulence a akustickou kavitaci, se etablovalo jako vysoce spolehlivá technika pro kontinuální čištění nekonečných materiálů.
Technologie čištění drátových pil od Hielscher Ultrasonics aplikuje fokusovaný ultrazvuk pomocí speciálně navržené sonotrody (ultrazvukové sondy nebo tzv. hornu) v kontinuálním procesu do vodní lázně. Řezací nebo pilový drát je veden ve velmi těsné blízkosti podél sonotrody vysílající ultrazvuk, a prochází tak intenzivní horkou zónou kavitace. Vysoké amplitudy a fokusovaná sonikace pomocí ultrazvukové sonotrody zajišťují vysokou účinnost a daleko předčí ultrazvukové čisticí vany. (Klikněte zde a přečtěte si více o nedostatku kavitace v ultrazvukových čisticích lázních a vanách!) Kavitační horká zóna pod sonotrodou se vyznačuje intenzivními turbulencemi, smykovým napětím, vysokými tlaky a teplotami a jejich příslušnými rozdíly a také kapalinovými proudy. Tyto intenzivní síly odstraňují z řezacích drátů prach, nečistoty a kontaminující částice a dispergují je ve vodní lázni, kde jsou částice odplaveny.

Technické schéma ultrazvukového inline čisticího systému integrovaného do stroje s drátovou pilou

Zlepšené čištění drátových pil a řezacích drátů pomocí ultrazvuku

Ultrazvuková čisticí technologie Hielscher přináší podstatná zlepšení odvětvím, která používají drátové pily (např. řezání diamantovým drátem) – včetně řezání waferů v polovodičovém a fotovoltaickém průmyslu. Pomocí ultrazvukové kavitace jsou jakékoli řezací dráty, jako jsou dráty impregnované diamantem, čištěny velmi účinně. Na jedné straně čistší řezací dráty vedou k čistším řezům. Tím se dosahuje vyšší kvality výrobků a nižší zmetkovitosti ve výrobě. Na druhé straně může být intenzivně vyčištěný drát provozován s vyšší frekvencí řezání, což umožňuje rychlejší řezání a efektivnější využití systému i vyšší úroveň efektivity výroby.
Ve fotovoltaickém a polovodičovém průmyslu se k řezání waferů používají především diamantové dráty díky své vysoké řezné schopnosti a efektivitě a také díky své odolnosti proti otěru. Řezání materiálů, jako jsou křemíkové wafery (např. monokrystalický křemík), je mechanický proces dělení, který způsobuje tření a teplo. V důsledku tření a opotřebení materiálu zůstávají na povrchu řezacího drátu částice, jako je prach a úlomky. Taková kontaminace může vést k nepřesným řezům, poškození povrchu a vadám.
Ultrazvuk je dobře známý svými schopnostmi při čištění kovových dílů. Existují dva principy působení. Zaprvé dochází k oscilaci samotné čisticí kapaliny, která způsobuje pohyb kapaliny vůči čištěným dílům. Zadruhé – a to je důležitější – jde o kavitaci vyvolanou vysokými amplitudami. Oba tyto ultrazvukové účinky zajišťují intenzivní a spolehlivé čištění nekonečných materiálů.

Proč ultrazvukové čištění drátových pil?

Pilové a řezací dráty jsou v průmyslu hojně používány díky přesnosti řezů a menšímu prořezu (tj. šířce řezu pily). Aby však bylo dosaženo této přesnosti řezání, musí být drát bez kontaminace, protože jakékoli povrchové nedokonalosti mohou způsobit chyby v řezu. Kontaminace vznikají většinou samotným procesem řezání, což činí kontinuální čištění drátových pil nezbytným.
Proces čištění drátové pily (např. řezacího drátu impregnovaného diamantem, vysoce přesných drátových pil) vyžaduje účinné čištění bez poškození povrchu drátové pily. Při účinném odstraňování prachu a nečistot je nutné zabránit jakékoli ztrátě ostrosti.
Ultrazvukové inline čištění je dokonalým řešením pro kontinuální čištění přesných drátových pil. Ultrazvukové inline čisticí systémy Hielscher odstraňují nečistoty a prach bezkontaktním, a přesto intenzivním mechanickým čištěním. Princip ultrazvukového inline čištění nekonečných materiálů, jako jsou řezací dráty, je založen na jevu akustické kavitace. Ultrazvukové inline čisticí systémy Hielscher jsou vybaveny speciálně navrženou sonotrodou, která je vložena do vodní lázně. Řezací drát prochází kolem sonotrody v těsné blízkosti. Sonotroda přenáší amplitudy do čisticí vodní lázně a vytváří akustickou kavitaci. Vodní lázeň odplavuje částice nečistot; částice lze odfiltrovat pomocí volitelně dostupného pásového filtru.

Jak funguje čištění pomocí ultrazvukové kavitace?

Akustická kavitace se vyznačuje intenzivními vibracemi, vysokými teplotami a tlaky a jejich příslušnými rozdíly a také smykovými silami a kapalinovými proudy. Tyto intenzivní kavitační síly odstraňují prach a nečistoty z povrchu řezacího drátu, což vede k trvale vysoké efektivitě a přesnosti řezání.
Bezkontaktní čištění: Drátová pila není v kontaktu s abrazivními čisticími nástroji, ale je místo toho čištěna ultrazvukem rozkmitanou vodou. Ultrazvuková čisticí technologie Hielscher tak zabraňuje jakékoli destrukci povrchu drátu.

Proč čistit drátové pily ultrazvukovým inline čištěním?

Díky účinnému a intenzivnímu čištění v kontinuálním inline režimu se výrazně zlepšuje přesnost a kvalita řezání:

• přesnější řezání, např. pro tenčí wafery
• přesnější řezy vedou k menšímu odpadu
• vyšší rychlost řezání umožňuje vyšší výrobní kapacitu na jeden stroj s drátovou pilou
• zlepšený povrch waferů
• delší životnost řezacího drátu / drátové pily
• vhodné pro všechny materiály v jakémkoli měřítku v jakékoli výrobě

Vysoce výkonné inline čisticí systémy Hielscher Ultrasonics

V závislosti na požadované intenzitě čištění nabízí Hielscher ultrazvukové měniče s různým ultrazvukovým výkonem (např. 200W systém UP200St nebo 1kW ultrazvukový přístroj UIP1000hdT) pro integraci do strojů s drátovou pilou všech typů. Vysoce výkonné ultrazvukové měniče Hielscher splňují průmyslovou kvalitu, jsou konstruovány pro provoz 24/7/365 a mohou spolehlivě pracovat v drsném prostředí za náročných podmínek pro kontinuální čištění nekonečných drátů.
Ultrazvukové měniče Hielscher jsou všestranné a snadno ovladatelné a lze je montovat v různých úhlech a v malých prostorech. K dispozici jsou standardní systémy i ultrazvukové přístroje na míru, aby splnily vaše požadavky.

Ultrazvukové čisticí moduly jako OEM

Jste výrobcem systémů drátových pil a chcete integrovat ultrazvukové inline čisticí moduly Hielscher? Kontaktujte nás a spojte se s naším týmem výzkumu a vývoje, abyste probrali konkrétní požadavky. Ať už plánujete instalaci v malých prostorech, nebo dodatečnou montáž do stávajících systémů drátových pil, naše čisticí moduly Hielscher budou odpovídat vašim požadavkům.