ワイヤーソーおよび切断ワイヤの超音波インライン洗浄

ワイヤーソーやダイヤモンドワイヤーソーでは、ワイヤーの表面が清潔であることが重要です。シリコンウェハー、半導体、鉱物、石材など、精密な切断を実現し、高い効率と品質を提供するのは、清潔でよく手入れされたワイヤーだけです。超音波インライン・ワイヤーソークリーニングは、連続的なインラインプロセスでワイヤーソーをクリーニングする優れた技術です。

超音波による鋸切断ワイヤーの洗浄

半導体基板やシリコンウェーハの製造時、および他の産業における切断用途では、ウェーハを薄板に切断するためにワイヤーソーや切断ワイヤーが広く使用されている。これらのソーイングワイヤーやカッティングワイヤー（例えば、ダイヤモンドワイヤーソー、グレインワイヤーソー）は、所望の切断精度と効率を得るために、十分にメンテナンスされ、汚染されていない状態に保たれていなければなりません。さらに、清潔なソーイングワイヤーやカッティングワイヤーでなければ、切断された材料の欠陥や損傷を防ぐことはできません。
激しい乱流と音響キャビテーションを引き起こす高性能の低周波超音波を用いた超音波洗浄は、エンドレス材料の連続洗浄において信頼性の高い技術として確立されている。
Hielscher Ultrasonics’ ワイヤーソークリーニング技術は、特別に設計されたソノトロード（超音波プローブまたはホーン）を介して集束超音波を水槽に連続プロセスで適用します。切断または鋸引きされたワイヤーは、超音波を発信するソノトロードに沿って非常に接近して誘導され、強力なキャビテーションホットゾーンを通過します。超音波ソノトロードを介した高振幅と集中的な超音波処理により、高効率が保証され、超音波洗浄槽を圧倒的に凌駕します。(超音波洗浄槽のキャビテーション不足については、こちらをご覧ください！ソノトロード下のキャビテーショナルホットゾーンは、激しい乱流、せん断応力、高圧、高温、それぞれの差圧、および液体ジェットによって特徴付けられます。これらの激しい力により、切断ワイヤーから塵、埃、汚染粒子が除去され、水浴中に分散され、粒子は洗い流されます。

ワイヤーソーマシン一体型超音波インライン洗浄システムの技術計画

超音波によるワイヤーソーと切断ワイヤの洗浄の改善

Hielscherの超音波洗浄技術は、ワイヤーソーを使用する産業（ダイヤモンドワイヤー切断など）に大幅な改善をもたらします。 – 半導体や太陽電池産業におけるウェーハ切断を含む。超音波キャビテーションにより、ダイヤモンド含浸ワイヤなどの切断ワイヤは非常に効率的に洗浄されます。一方、切断ワイヤーがきれいになると、切断もきれいになります。その結果、製品の品質が向上し、生産工程での不良率が低下します。一方、集中的に洗浄されたワイヤーは、より高い切断周波数で作動させることができるため、より速い切断が可能になり、より効率的なシステム利用が可能になり、生産効率も向上します。
太陽電池および半導体産業では、その高い切断能力と効率、耐摩耗性により、主にウェハー切断にダイヤモンドワイヤーが使用されています。シリコンウェーハ（単結晶シリコンなど）の切断は機械的な分離プロセスであり、摩擦と熱が発生します。摩擦と材料の摩耗により、切断ワイヤの表面にはほこりや破片などの粒子が残ります。このような汚染は、精度の低い切断、表面の損傷、欠陥の原因となります。
超音波は、金属部品の洗浄に威力を発揮することでよく知られている。動作原理は2つある。第一に、洗浄液自体の振動があり、洗浄対象部品に対して液体が移動する。次に、より重要なのは、高振幅によるキャビテーションです。この2つの超音波効果により、限りない材料を強力かつ確実に洗浄することができます。

ワイヤーソーを超音波洗浄する理由

ソーワイヤーやカッティングワイヤーは、切断精度が高く、カーフ（切り口の幅）が小さいため、産業界で広く使用されている。しかし、このような切断精度を得るためには、表面の欠陥が切断の誤差を引き起こす可能性があるため、ワイヤーが汚染されていない必要があります。汚染は主に切断プロセスそのものに起因するため、ワイヤーソーの継続的な洗浄が不可欠です。
ワイヤーソー（ダイヤモンド含浸切断ワイヤー、高精度ワイヤーソーなど）の洗浄工程では、ワイヤーソーの表面を傷つけることなく効果的に洗浄する必要があります。切れ味の低下は避けなければなりませんが、同時にゴミや汚れも効率的に除去しなければなりません。
超音波インライン洗浄は、精密ワイヤーソーの連続洗浄に最適なソリューションです。Hielscherの超音波インライン洗浄システムは、非接触でありながら強力な機械洗浄で汚れやほこりを除去します。超音波インライン洗浄の動作原理は、音響キャビテーション現象に基づいています。Hielscherの超音波インライン洗浄システムは、特別に設計されたソノトロードを水槽に挿入します。切断ワイヤーはソノトロードの近くを通過します。ソノトロードは、音響キャビテーションを発生させる洗浄水槽に振幅を伝達します。水浴は汚れの粒子を洗い流し、粒子はオプションのベルトフィルターでろ過することができます。

超音波キャビテーションによる洗浄とは？

音響キャビテーションは、激しい振動、高温、高圧、それぞれの差圧、せん断力、液体の噴流によって特徴付けられます。これらの強力なキャビテーション力により、切断ワイヤー表面から塵や埃が除去され、継続的に高い切断効率と精度が得られます。
コンタクトレス・クリーニング： ワイヤーソーは研磨剤入りの洗浄ツールに触れることなく、超音波で攪拌された水で洗浄されます。これにより、Hielscherの超音波洗浄技術はワイヤー表面の破壊を防ぎます。

なぜ超音波インライン洗浄でワイヤーソーを洗浄すべきなのか？

連続インラインモードでの効率的で強力な洗浄により、切断の精度と品質が大幅に向上します：

• より薄いウェハーなど、より精密な切断が可能
• より正確なカットが無駄を省く
• 切断速度の高速化により、ワイヤーソーマシン1台あたりの生産能力が向上
• ウェーハ表面の改善
• カッティングワイヤー/ワイヤーソーのライフサイクルの延長
• 生産規模を問わず、あらゆる素材に対応

Hielscher Ultrasonics’ 高性能インライン洗浄システム

要求される洗浄強度に応じて、Hielscher社は様々な超音波出力を持つ超音波トランスデューサーを提供しています（例えば、次のようなものです）。 200Wシステム UP200St または 1kW超音波発生装置 UIP1000hdT)は、あらゆる種類のワイヤーソーマシンに組み込むことができます。Hielscherの高性能超音波トランスデューサは工業用グレードで、24時間365日稼動するように設計されており、エンドレスワイヤーの連続洗浄のために、過酷な環境下でも確実に稼動させることができます。
汎用性が高く、取り扱いが簡単なHielscherの超音波トランスデューサは、様々な角度や狭いスペースに取り付けることができます。お客様のご要望にお応えするため、標準システムだけでなく、カスタマイズされた超音波振動子もご用意しています。

超音波洗浄モジュール

ワイヤーソーシステムのメーカーで、Hielscherの超音波インライン洗浄モジュールを統合したいとお考えですか？弊社までご連絡ください。&Dチームにご相談ください。狭いスペースへの設置、既存のワイヤーソーシステムへの後付けなど、Hielscherのクリーニングモジュールはお客様のご要望にお応えします。