Nettoyage en ligne par ultrasons des scies à fil et des fils de coupe

Des surfaces de fil propres sont importantes lorsqu’il s’agit de scies à fil et de scies à fil diamanté. Seuls des fils propres et bien entretenus produisent des coupes précises (par ex. plaquettes de silicium, semi-conducteurs, minéraux et pierres) et offrent une efficacité et une qualité élevées. Le nettoyage en ligne par ultrasons des scies à fil est la technique supérieure pour nettoyer les scies à fil dans un processus continu en ligne, garantissant ainsi des fils fraîchement nettoyés en permanence pour des performances de coupe optimales.

Nettoyage des fils de sciage et de coupe par ultrasons

Lors de la production de cartes de semi-conducteurs et de plaquettes de silicium, ainsi que pour des applications de coupe dans d’autres industries, les scies à fil et les fils de coupe sont largement utilisés pour découper les plaquettes en plaques minces. Ces fils de sciage et de coupe (par ex. scies à fil diamanté, scies à fil à grains) doivent être bien entretenus et maintenus exempts de contamination afin d’obtenir la précision et l’efficacité de coupe souhaitées. De plus, seul un fil de sciage ou de coupe propre prévient les défauts et l’endommagement du matériau coupé.
Le nettoyage par ultrasons utilisant des ondes ultrasonores haute performance à basse fréquence, qui provoquent d’intenses turbulences et une cavitation acoustique, s’est imposé comme une technique très fiable pour le nettoyage continu de matériaux sans fin.
La technologie de nettoyage des scies à fil de Hielscher Ultrasonics applique des ultrasons focalisés au moyen d’une sonotrode spécialement conçue (sonde ou corne ultrasonore) dans un processus continu dans un bain d’eau. Le fil de coupe ou de sciage est guidé le long de la sonotrode transmettant les ultrasons, à très faible distance, passant ainsi à travers la zone chaude de cavitation intense. Les amplitudes élevées et la sonication focalisée via la sonotrode à ultrasons assurent une grande efficacité et surpassent de loin les cuves de nettoyage à ultrasons. (Cliquez ici pour en savoir plus sur le manque de cavitation dans les bains et cuves de nettoyage à ultrasons !) La zone chaude de cavitation sous la sonotrode se caractérise par d’intenses turbulences, des contraintes de cisaillement, des pressions et températures élevées ainsi que les différentiels correspondants, ainsi que par des jets de liquide. Ces forces intenses éliminent la poussière, la saleté et les particules contaminantes des fils de coupe et les dispersent dans le bain d’eau, où les particules sont évacuées par rinçage.

Schéma technique d’un système de nettoyage en ligne par ultrasons intégré dans une machine de sciage à fil

Nettoyage amélioré des scies à fil et des fils de coupe par ultrasons

La technologie de nettoyage par ultrasons de Hielscher apporte des améliorations substantielles aux industries qui utilisent des scies à fil (par ex. coupe au fil diamanté) – y compris la découpe de plaquettes dans l’industrie des semi-conducteurs et du photovoltaïque. Grâce à la cavitation ultrasonore, tous les fils de coupe, tels que les fils imprégnés de diamant, sont nettoyés de manière très efficace. D’une part, des fils de coupe plus propres donnent des coupes plus nettes. On obtient ainsi une meilleure qualité de produit et des taux de rebut plus faibles en production. D’autre part, le fil nettoyé intensivement peut fonctionner à une fréquence de coupe plus élevée, ce qui permet une coupe plus rapide et une utilisation plus efficace du système, ainsi que des niveaux plus élevés d’efficacité de production.
Dans l’industrie photovoltaïque et des semi-conducteurs, la découpe de plaquettes se fait principalement avec des fils diamantés en raison de leur capacité et de leur efficacité de coupe élevées ainsi que de leur résistance à l’abrasion. La découpe de matériaux tels que les plaquettes de silicium (par ex. silicium monocristallin) est un processus de séparation mécanique qui génère du frottement et de la chaleur. En raison du frottement et de l’usure du matériau, des particules telles que poussières et débris restent à la surface du fil de coupe. Une telle contamination peut entraîner des coupes imprécises, des dommages de surface et des défauts.
Les ultrasons sont bien connus pour leurs capacités de nettoyage des pièces métalliques. Il existe deux principes de fonctionnement. Premièrement, il y a une oscillation du liquide de nettoyage lui-même, qui provoque un mouvement du liquide par rapport aux pièces à nettoyer. Deuxièmement – et plus important encore – il y a la cavitation provoquée par des amplitudes élevées. Ces deux effets ultrasonores produisent un nettoyage intense et fiable des matériaux sans fin.

Pourquoi nettoyer les scies à fil par ultrasons ?

Les fils de sciage et de coupe sont largement utilisés dans l’industrie en raison de la précision des coupes et du trait de scie plus étroit (c.-à-d. la largeur de la coupe). Cependant, pour obtenir cette précision de coupe, le fil doit être exempt de contamination, car toute imperfection de surface peut provoquer des erreurs dans la coupe. Les contaminations proviennent principalement du processus de coupe lui-même, ce qui rend indispensable le nettoyage continu des scies à fil.
Le processus de nettoyage de la scie à fil (par ex. fil de coupe imprégné de diamant, scies à fil de haute précision) exige un nettoyage efficace sans endommager la surface de la scie à fil. Toute perte de tranchant doit être évitée tout en éliminant efficacement la poussière et la saleté.
Le nettoyage en ligne par ultrasons est la solution parfaite pour le nettoyage continu des scies à fil de précision. Les systèmes de nettoyage en ligne par ultrasons de Hielscher éliminent la saleté et la poussière par un nettoyage mécanique sans contact, mais intense. Le principe de fonctionnement du nettoyage en ligne par ultrasons des matériaux sans fin tels que les fils de coupe repose sur le phénomène de cavitation acoustique. Les systèmes de nettoyage en ligne par ultrasons de Hielscher comportent une sonotrode spécialement conçue, qui est plongée dans un bain d’eau. Le fil de coupe passe à proximité immédiate de la sonotrode. La sonotrode transmet des amplitudes dans le bain d’eau de nettoyage, générant une cavitation acoustique. Le bain d’eau évacue les particules de saleté ; les particules peuvent être filtrées à l’aide d’un filtre à bande disponible en option.

Comment fonctionne le nettoyage par cavitation ultrasonore ?

La cavitation acoustique se caractérise par des vibrations intenses, des températures et pressions élevées ainsi que les différentiels correspondants, ainsi que par des forces de cisaillement et des jets de liquide. Ces forces de cavitation intenses éliminent la poussière et la saleté de la surface du fil de coupe, ce qui assure en continu une efficacité et une précision de coupe élevées.
Nettoyage sans contact : La scie à fil n’est pas en contact avec des outils de nettoyage abrasifs, mais est nettoyée par de l’eau agitée par ultrasons. La technologie de nettoyage par ultrasons de Hielscher empêche ainsi toute destruction de la surface du fil.

Pourquoi nettoyer mes scies à fil par nettoyage en ligne par ultrasons ?

Grâce au nettoyage efficace et intense en mode continu en ligne, la précision et la qualité de coupe sont nettement améliorées :

• coupe plus précise, par ex. pour des plaquettes plus fines
• des coupes plus précises entraînent moins de déchets
• une vitesse de coupe plus élevée permet une plus grande capacité de production par machine de sciage à fil
• surface des plaquettes améliorée
• durée de vie plus longue du fil de coupe / de la scie à fil
• adapté à tous les matériaux, à toute échelle et dans toute production

Systèmes de nettoyage en ligne haute performance de Hielscher Ultrasonics

Selon l’intensité de nettoyage requise, Hielscher propose des transducteurs à ultrasons de différentes puissances ultrasonores (par ex. le système UP200St de 200W ou le processeur à ultrasons UIP1000hdT de 1kW) pour l’intégration dans des machines de sciage à fil de tout type. Les transducteurs à ultrasons haute performance de Hielscher répondent aux exigences de qualité industrielle, sont conçus pour un fonctionnement 24/7/365 et peuvent fonctionner de manière fiable dans des environnements difficiles, dans des conditions d’utilisation intensive, pour le nettoyage continu de fils sans fin.
Polyvalents et faciles à manipuler, les transducteurs à ultrasons de Hielscher peuvent être montés selon différents angles et dans des espaces restreints. Des systèmes standard ainsi que des ultrasonicateurs personnalisés sont disponibles afin de répondre à vos besoins.

Modules de nettoyage par ultrasons en OEM

Vous êtes fabricant de systèmes de scies à fil et souhaitez intégrer des modules de nettoyage en ligne à ultrasons de Hielscher ? Contactez-nous pour entrer en relation avec notre équipe R&D et discuter des exigences spécifiques. Que vous prévoyiez une installation dans des espaces restreints ou une mise à niveau de systèmes de scies à fil existants, nos modules de nettoyage Hielscher répondront à vos exigences.