دستگاه اره الماس چند سیمه برای مواد فوق سخت و شکننده یاقوت کبود SiC
مقدمه‌ای بر دستگاه اره الماس چند سیمه
دستگاه اره الماس چند سیمه، یک سیستم برش پیشرفته است که برای پردازش مواد بسیار سخت و شکننده طراحی شده است. با استقرار سیم‌های موازی متعدد با روکش الماس، این دستگاه می‌تواند همزمان چندین ویفر را در یک چرخه برش دهد و به توان عملیاتی و دقت بالا دست یابد. این فناوری به ابزاری ضروری در صنایعی مانند نیمه‌رساناها، فتوولتائیک‌های خورشیدی، LEDها و سرامیک‌های پیشرفته، به ویژه برای موادی مانند SiC، یاقوت کبود، GaN، کوارتز و آلومینا تبدیل شده است.
در مقایسه با برش تک سیمی مرسوم، پیکربندی چند سیمی ده‌ها تا صدها برش در هر دسته ارائه می‌دهد و زمان چرخه را تا حد زیادی کاهش می‌دهد، در حالی که صافی عالی (Ra < 0.5 μm) و دقت ابعادی (±0.02 mm) را حفظ می‌کند. طراحی مدولار آن، کشش خودکار سیم، سیستم‌های جابجایی قطعه کار و نظارت آنلاین را ادغام می‌کند و تولید طولانی مدت، پایدار و کاملاً خودکار را تضمین می‌کند.
پارامترهای فنی دستگاه اره الماس چند سیمه
| مورد | مشخصات | مورد | مشخصات |
|---|---|---|---|
| حداکثر اندازه کار (مربع) | ۲۲۰ × ۲۰۰ × ۳۵۰ میلی‌متر | موتور محرک | ۱۷.۸ کیلووات × ۲ |
| حداکثر اندازه کار (گرد) | Φ205 × 350 میلی‌متر | موتور سیمی | ۱۱.۸۶ کیلووات × ۲ |
| فاصله اسپیندل | Φ250 ±10 × 370 × 2 محور (میلی‌متر) | موتور بالابر میز کار | ۲.۴۲ کیلووات × ۱ |
| محور اصلی | ۶۵۰ میلی‌متر | موتور چرخان | ۰.۸ کیلووات × ۱ |
| سرعت حرکت سیم | ۱۵۰۰ متر در دقیقه | موتور تنظیم | ۰.۴۵ کیلووات × ۲ |
| قطر سیم | Φ0.12–0.25 میلی‌متر | موتور تنشی | ۴.۱۵ کیلووات × ۲ |
| سرعت بالابر | ۲۲۵ میلی‌متر در دقیقه | موتور اسلاری | ۷.۵ کیلووات × ۱ |
| حداکثر چرخش میز | ±۱۲ درجه | ظرفیت مخزن دوغاب | ۳۰۰ لیتر |
| زاویه چرخش | ±۳ درجه | جریان خنک کننده | 200 لیتر در دقیقه |
| فرکانس نوسان | حدود ۳۰ بار در دقیقه | دقت دما | ±۲ درجه سانتی‌گراد |
| نرخ تغذیه | ۰.۰۱–۹.۹۹ میلی‌متر بر دقیقه | منبع تغذیه | ۳۳۵+۲۱۰ (میلی‌متر مربع) |
| نرخ تغذیه سیم | 0.01-300 میلی‌متر در دقیقه | هوای فشرده | ۰.۴–۰.۶ مگاپاسکال |
| اندازه دستگاه | ۳۵۵۰ × ۲۲۰۰ × ۳۰۰۰ میلی‌متر | وزن | ۱۳۵۰۰ کیلوگرم |
مکانیسم کار دستگاه اره الماس چند سیمه
-
حرکت برش چند سیمی
سیم‌های الماسه متعدد با سرعت‌های هماهنگ تا ۱۵۰۰ متر بر دقیقه حرکت می‌کنند. قرقره‌های هدایت‌شده دقیق و کنترل کشش حلقه بسته (۱۵ تا ۱۳۰ نیوتن) سیم‌ها را پایدار نگه می‌دارند و احتمال انحراف یا شکستگی را کاهش می‌دهند. -
تغذیه و موقعیت یابی دقیق
موقعیت‌یابی با استفاده از سروو موتور به دقت ±0.005 میلی‌متر دست می‌یابد. ترازبندی لیزری یا بینایی اختیاری، نتایج را برای اشکال پیچیده بهبود می‌بخشد. -
خنک‌سازی و جمع‌آوری زباله
مایع خنک‌کننده با فشار بالا به طور مداوم براده‌ها را از بین می‌برد و محل کار را خنک می‌کند و از آسیب حرارتی جلوگیری می‌کند. فیلتراسیون چند مرحله‌ای عمر مایع خنک‌کننده را افزایش داده و زمان از کارافتادگی را کاهش می‌دهد. -
پلتفرم کنترل هوشمند
سروو درایورهای با پاسخ‌دهی بالا (کمتر از ۱ میلی‌ثانیه) به صورت پویا سرعت تغذیه، کشش و سیم را تنظیم می‌کنند. مدیریت یکپارچه دستور پخت و تغییر پارامترها با یک کلیک، تولید انبوه را ساده می‌کند.
مزایای اصلی دستگاه اره الماس چند سیمه
-
بهره‌وری بالا
قادر به برش ۵۰ تا ۲۰۰ ویفر در هر بار، با میزان برش کمتر از ۱۰۰ میکرومتر، که باعث بهبود استفاده از مواد تا ۴۰٪ می‌شود. توان عملیاتی ۵ تا ۱۰ برابر سیستم‌های تک سیمه سنتی است. -
کنترل دقیق
پایداری کشش سیم در محدوده ±0.5 نیوتن، نتایج ثابتی را روی مواد شکننده مختلف تضمین می‌کند. نظارت بر زمان واقعی روی رابط HMI 10 اینچی، ذخیره دستور غذا و عملیات از راه دور را پشتیبانی می‌کند. -
ساخت انعطاف‌پذیر و ماژولار
سازگار با قطر سیم از 0.12 تا 0.45 میلی‌متر برای فرآیندهای برش مختلف. امکان استفاده از ربات به صورت اختیاری، امکان خطوط تولید کاملاً خودکار را فراهم می‌کند. -
قابلیت اطمینان در سطح صنعتی
فریم‌های ریخته‌گری/آهنگری شده‌ی سنگین، تغییر شکل را به حداقل می‌رسانند (کمتر از 0.01 میلی‌متر). قرقره‌های راهنما با پوشش سرامیکی یا کاربیدی بیش از 8000 ساعت عمر مفید ارائه می‌دهند.
زمینه‌های کاربردی دستگاه اره الماس چند سیمه
-
نیمه‌هادی‌هابرش SiC برای ماژول‌های برق خودروهای برقی، زیرلایه‌های GaN برای دستگاه‌های 5G.
-
فتوولتائیکبرش ویفر سیلیکونی با سرعت بالا با یکنواختی ±10 میکرومتر.
-
ال‌ای‌دی و اپتیکزیرلایه‌های یاقوت کبود برای اپیتاکسی و المان‌های نوری دقیق با لب‌پریدگی لبه کمتر از 20 میکرومتر.
-
سرامیک‌های پیشرفتهفرآوری آلومینا، AlN و مواد مشابه برای قطعات هوافضا و مدیریت حرارتی.
سوالات متداول – دستگاه اره الماسه چند سیمه
Q1: مزایای اره چند سیم در مقایسه با ماشین‌های تک سیم چیست؟
الف) سیستم‌های چند سیمه می‌توانند ده‌ها تا صدها ویفر را به طور همزمان برش دهند و راندمان را 5 تا 10 برابر افزایش دهند. همچنین با کاهش شیار برش کمتر از 100 میکرومتر، استفاده از مواد بیشتر می‌شود و آن را برای تولید انبوه ایده‌آل می‌کند.
Q2: چه نوع موادی قابل پردازش هستند؟
الف) این دستگاه برای مواد سخت و شکننده، از جمله کاربید سیلیکون (SiC)، یاقوت کبود، نیترید گالیوم (GaN)، کوارتز، آلومینا (Al₂O₃) و نیترید آلومینیوم (AlN) طراحی شده است.
Q3: دقت و کیفیت سطح قابل دستیابی چیست؟
الف) زبری سطح می‌تواند به Ra <0.5 μm برسد، با دقت ابعادی ±0.02 میلی‌متر. لب‌پریدگی لبه را می‌توان تا <20 μm کنترل کرد، که مطابق با استانداردهای صنعت نیمه‌هادی و اپتوالکترونیک است.
Q4: آیا فرآیند برش باعث ترک یا آسیب می‌شود؟
الف) با خنک‌کننده‌ی فشار بالا و کنترل تنش حلقه بسته، خطر ترک‌های ریز و آسیب ناشی از تنش به حداقل می‌رسد و یکپارچگی عالی ویفر تضمین می‌شود.
