Inline-rengøring af trådsave og skæretråde med ultralyd

Rene trådoverflader er vigtige, når det gælder trådsave og diamanttrådsave. Kun rene, velholdte tråde giver præcise snit (f.eks. i siliciumwafere, halvledere, mineraler og sten) og sikrer høj effektivitet og kvalitet. Inline-rengøring af trådsave med ultralyd er den overlegne teknik til rengøring af trådsave i en kontinuerlig inline-proces, som sikrer konstant nyrengjorte tråde og dermed optimal skæreydelse.

Rengøring af save- og skæretråde med ultralyd

Ved produktion af halvlederplader og siliciumwafere samt til skæreopgaver i andre industrier anvendes trådsave og skæretråde i vid udstrækning til at skære waferne i tynde plader. Disse save- og skæretråde (f.eks. diamanttrådsave og trådsave med slibekorn) skal vedligeholdes godt og holdes fri for forurening for at opnå den ønskede skærepræcision og effektivitet. Desuden er det kun en ren save- eller skæretråd, der forhindrer fejl og skader på det materiale, der skæres.
Ultralydsrengøring med højtydende, lavfrekvente ultralydsbølger, som skaber intens turbulens og akustisk kavitation, har etableret sig som en meget pålidelig teknik til kontinuerlig rengøring af endeløse materialer.
Hielscher Ultrasonics’ teknologi til rengøring af trådsave tilfører fokuseret ultralyd til et vandbad via en specialdesignet sonotrode (ultralydssonde eller ultralydshorn) i en kontinuerlig proces. Skære- eller savetråden føres langs den ultralydsoverførende sonotrode i meget kort afstand og passerer dermed gennem den intense kavitationszone. De høje amplituder og den fokuserede sonikering via ultralydssonotroden sikrer høj effektivitet og overgår ultralydsrengøringstanke langt. (Klik her for at læse mere om manglen på kavitation i ultralydsrengøringsbade og -tanke!) Den intense kavitationszone under sonotroden er kendetegnet ved intens turbulens, forskydningsspændinger, høje tryk og temperaturer samt de tilhørende tryk- og temperaturforskelle og væskestråler. Disse intense kræfter fjerner støv, snavs og forurenende partikler fra skæretrådene og dispergerer dem i vandbadet, hvor partiklerne skylles væk.

Teknisk diagram over et system til inline-rengøring med ultralyd integreret i en trådsavmaskine

Forbedret rengøring af trådsave og skæretråde med ultralyd

Hielschers ultralydsrengøringsteknologi giver væsentlige forbedringer i industrier, der anvender trådsave (f.eks. skæring med diamanttråd) – herunder waferskæring i halvleder- og solcelleindustrien. Ultralydskavitation rengør alle skæretråde, såsom diamantimprægnerede tråde, meget effektivt. På den ene side giver renere skæretråde renere snit. Dermed opnås højere produktkvalitet og lavere kassationsrater under produktionen. På den anden side kan den intensivt rengjorte tråd anvendes ved en højere skærefrekvens, hvilket muliggør hurtigere skæring og mere effektiv udnyttelse af systemet samt højere produktionseffektivitet.
I solcelle- og halvlederindustrien anvendes hovedsageligt diamanttråde til waferskæring på grund af deres høje skæreevne og effektivitet samt deres slidstyrke. Skæring af materialer såsom siliciumwafere (f.eks. monokrystallinsk silicium) er en mekanisk separationsproces, som medfører friktion og varme. På grund af friktionen og materialesliddet bliver partikler såsom støv og materialerester siddende på skæretrådens overflade. Sådan forurening kan medføre upræcise snit, overfladeskader og fejl.
Ultralyd er velkendt for sine egenskaber til rengøring af metaldele. Der er to virkningsprincipper. For det første svinger selve rengøringsvæsken, hvilket får væsken til at bevæge sig i forhold til de dele, der skal rengøres. For det andet – og mere væsentligt – er der den kavitation, som skyldes høje amplituder. Begge disse ultralydseffekter giver intens og pålidelig rengøring af endeløse materialer.

Hvorfor rengøre trådsave med ultralyd?

Save- og skæretråde anvendes i vid udstrækning i industrien på grund af snittenes præcision og den mindre snitbredde (dvs. savsnittets bredde). For at opnå denne skærepræcision skal tråden imidlertid være fri for forurening, da enhver ujævnhed på overfladen kan medføre fejl i snittet. Forurening stammer hovedsageligt fra selve skæreprocessen, hvilket gør kontinuerlig rengøring af trådsave afgørende.
Rengøringsprocessen for trådsaven (f.eks. diamantimprægneret skæretråd og højpræcisionstrådsave) kræver effektiv rengøring uden at beskadige trådsavens overflade. Ethvert tab af skarphed skal undgås, samtidig med at støv og snavs fjernes effektivt.
Inline-rengøring med ultralyd er den perfekte løsning til kontinuerlig rengøring af præcisionstrådsave. Hielschers systemer til inline-rengøring med ultralyd fjerner snavs og støv ved berøringsfri, men intens mekanisk rengøring. Virkningsprincippet for inline-rengøring af endeløse materialer såsom skæretråde med ultralyd er baseret på fænomenet akustisk kavitation. Hielschers systemer til inline-rengøring med ultralyd har en specialdesignet sonotrode, som placeres i et vandbad. Skæretråden passerer tæt forbi sonotroden. Sonotroden overfører amplituder til rengøringsvandbadet og skaber dermed akustisk kavitation. Vandbadet skyller snavspartiklerne væk; partiklerne kan filtreres fra med et båndfilter, der fås som ekstraudstyr.

Hvordan fungerer rengøring med ultralydskavitation?

Akustisk kavitation er kendetegnet ved intense vibrationer, høje temperaturer og tryk samt de tilhørende temperatur- og trykforskelle og forskydningskræfter og væskestråler. Disse intense kavitationskræfter fjerner støv og snavs fra skæretrådens overflade, hvilket sikrer vedvarende høj skæreeffektivitet og præcision.
Berøringsfri rengøring: Trådsaven kommer ikke i kontakt med slibende rengøringsværktøjer, men rengøres i stedet af vand, som sættes i bevægelse af ultralyd. Dermed forhindrer Hielschers ultralydsrengøringsteknologi enhver ødelæggelse af trådoverfladen.

Hvorfor bør jeg rengøre mine trådsave med inline-rengøring med ultralyd?

Den effektive og intense rengøring i kontinuerlig inline-drift forbedrer skærepræcisionen og kvaliteten betydeligt:

• mere præcis skæring, f.eks. til tyndere wafere
• mere præcise snit giver mindre spild
• højere skærehastighed muliggør større produktionskapacitet pr. trådsavmaskine
• forbedret waferoverflade
• længere levetid for skæretråden / trådsaven
• egnet til alle materialer i enhver skala i enhver produktion

Hielscher Ultrasonics’ højtydende inline-rengøringssystemer

Afhængigt af den nødvendige rengøringsintensitet tilbyder Hielscher ultralydstransducere med forskellige ultralydseffekter (f.eks. 200W-systemet UP200St eller 1kW-ultralydsapparatet UIP1000hdT) til integration i trådsavmaskiner af enhver type. Hielschers højtydende ultralydstransducere opfylder kravene til industrikvalitet, er bygget til 24/7/365-drift og kan anvendes pålideligt i barske miljøer under krævende driftsforhold til kontinuerlig rengøring af endeløse tråde.
Hielschers ultralydstransducere er alsidige og nemme at håndtere og kan monteres i forskellige vinkler og på steder med begrænset plads. Både standardsystemer og kundetilpassede ultralydsapparater er tilgængelige for at opfylde dine krav.

Ultralydsrengøringsmoduler som OEM

Er du producent af trådsavsystemer, og ønsker du at integrere moduler fra Hielscher til inline-rengøring med ultralyd? Kontakt os for at komme i kontakt med vores forsknings- og udviklingsteam og drøfte de specifikke krav. Uanset om du planlægger installation på steder med begrænset plads eller eftermontering i eksisterende trådsavsystemer, vil vores rengøringsmoduler fra Hielscher opfylde dine krav.