Startseite - Lösungen - Diamantdrahtsäge - Präzisionsschneidlösungen für Kristallmaterialien

Kostenloses Angebot

hinterlassen Sie eine Nachricht

Präzisionsschneidlösungen für Kristallmaterialien

Kristalline Werkstoffe wie SiC, Saphir, YAG und GaN sind zu wertvoll, um sie zu verschwenden, und zu spröde, um sie mit Hitze oder Gewalt zu schneiden. Laser verursachen Mikrorisse. Trennscheiben führen zu Absplitterungen und Beschädigungen der Oberfläche. Diamantdrahtsägen hingegen schneiden Kristalle sauber, ohne thermische Schäden, ohne Risse in der Oberfläche und mit einem Schnittverlust von nur 0.08 mm. Die Oberflächengüte erreicht Ra ≤ 0.05 μm. Die Toleranzen liegen innerhalb von ±0.01 mm. Das Ergebnis? Mehr Wafer pro Ingot. Weniger Nachbearbeitung. Weniger Ausschuss. Geringere Kosten pro brauchbarem Teil. Genau das sollte präzises Kristallschneiden leisten.

Kristallschneiden verstehen: Die wahren Herausforderungen

Kristalle wie Silizium, Saphir, SiC und YAG sind in der Halbleiter- und Optikindustrie unverzichtbar. Ihre extreme Härte, geringe Bruchzähigkeit und thermische Empfindlichkeit machen sie jedoch notorisch schwer zu bearbeiten.

Kantenabsplitterungen führen zum sofortigen Aussortieren hochwertiger Bauteile. Mikrorisse unter der Oberfläche bleiben bis zur Weiterverarbeitung unsichtbar – bis dahin sind bereits erhebliche Kosten entstanden. Breite Schnittfugenverluste machen teures Material zu Abfall; Materialverluste von über 40 % sind keine Seltenheit. Verformungen und Brüche verschlimmern sich mit abnehmender Waferdicke. Oberflächenschäden beeinträchtigen die Bauteilleistung und die optische Klarheit. Langsame Verarbeitungsprozesse führen zu Engpässen im Durchsatz.

Herkömmliche Schneidemethoden schaffen oft mehr Probleme, als sie lösen. Die eigentliche Frage lautet: Wie schneidet man Kristalle sauber – ohne Beschädigungen zu verursachen, die später behoben werden müssen?

Unsere Präzisionsschneidelösung

Unsere Diamantdraht-Schneidlösung ersetzt herkömmliche, aggressive Trennscheiben und unsaubere Trennschleifer durch ein kontinuierliches, spannungsarmes Schneidverfahren, das speziell für Kristallmaterialien entwickelt wurde. Durch die Kombination von Hochgeschwindigkeits-Diamantdrahtbewegung mit geschlossener Spannungsregelung und kontinuierlicher Kühlmittelzufuhr löst unser System den grundlegenden Zielkonflikt in der Kristallbearbeitung: dünne, schnelle Schnitte ohne Beeinträchtigung der Gitterstruktur oder Oberflächenqualität.

So löst unsere Technologie direkt Ihre täglichen Produktionsengpässe:

Extrem schmale Schnittfugenbreite (0.20–0.35 mm) für maximale Ausbeute

Durch die Verwendung von feinen, galvanisch abgeschiedenen oder kunstharzgebundenen Diamantdrähten reduziert unser System den Schnittverlust pro Schnitt im Vergleich zu herkömmlichen Trennscheiben drastisch. Bei hochwertigen, gezüchteten Ingots wie Saphir, Quarz, SiC oder YAG bedeutet die Einsparung von Bruchteilen eines Millimeters pro Schnitt direkt 10 bis 15 % mehr nutzbare Wafer pro Ingot.

Stressfreies „Kaltschneiden“ zur Vermeidung von Mikrorissen und Kantenausbrüchen

Hohe Drahtvorschubgeschwindigkeiten (30–80 m/s) in Kombination mit gezielter Flüssigkeitskühlung verhindern lokale Reibungswärme. Die gleichmäßige Mikroschleifwirkung ermöglicht ein schonendes Schneiden ohne Thermoschock oder starke Stöße, schützt empfindliche Spaltflächen und gewährleistet saubere, ausrissfreie Schnittkanten.

Niedrige TTV und submikronäre Oberflächengüte (Ra ≤ 0.1 µm)

Hochsteife Maschinenstrukturen und eine aktive Drahtspannungsregelung verhindern Drahtdurchbiegungen beim Ein- und Austritt des Gussblocks. Dadurch bleiben Dickenabweichungen, Verzug und Wölbung innerhalb enger Qualitätskontrollgrenzen, während gleichzeitig glatte Oberflächen erzielt werden, die es den Fertigungslinien ermöglichen, die ersten Groblättvorgänge zu verkürzen oder ganz zu überspringen.

Geschlossene Spannungsregelung zur Vermeidung von Drahtdrift

Die automatische Drahtspannung gleicht Lastschwankungen kontinuierlich aus, während der Draht durch sich ändernde Blockquerschnitte geführt wird. Die konstante Drahtstabilität verhindert Dickenabweichungen, reduziert das Bruchrisiko und gewährleistet die langfristige Prozessreproduzierbarkeit auch bei Serienfertigung.

Materialspezifische Prozessrezepte

Da Quarz, Saphir und Halbleiterkristalle unterschiedlich auf mechanische Scherung reagieren, ermöglicht unser System die präzise Konfiguration von Vorschubgeschwindigkeiten, Bahngeschwindigkeiten, Drahtabstand und Kühlmittelzusammensetzung. Wir unterstützen Sie bei der Feinabstimmung der Prozessparameter, abgestimmt auf Ihren spezifischen Materialdurchmesser, Ihre Orientierung und Härte.

Vollständiger Arbeitsablauf beim Kristallschneiden

Von roh gezüchteten Barren bis hin zu fehlerfreien Wafern – entdecken Sie, wie sich das Präzisions-Diamantdrahtsägen in Ihre Kristallverarbeitungskette integrieren lässt, um Schnittverluste zu reduzieren und Schäden unter der Oberfläche zu vermeiden.

01

Kristallzucht und -prüfung

Einkristallblöcke werden synthetisiert und auf innere Spannungen, Gitterorientierung und Reinheit untersucht.

02

Quadratieren & Runden

Die Barren werden auf präzise Außendurchmesser geschliffen oder zu Blöcken quadratisch zugeschnitten, um die Grundgeometrie festzulegen.

DIAMANT-DRAHTSÄGE

03

Barrenzuschnitt und -segmentierung

Durch spannungsarmes Trennen werden die Enden entfernt und lange Blöcke ohne thermische Brüche in Stücke geschnitten.

DIAMANT-DRAHTSÄGE

04

Präzisions-Wafer-Slicing

Durch die Hochgeschwindigkeits-Drahtbewegung werden Kristallblöcke in dünne Scheiben mit geringem Schnittverlust (0.20–0.35 mm) und niedrigem TTV umgewandelt.

05

Kantenprofilierung und Läppen

Die Wafer sind angefast, um Absplitterungen zu verhindern. Die hochwertige Schnittführung ermöglicht das Umgehen oder Verkürzen des Groblättens.

06

CMP & Endgültige Qualitätssicherung

Durch chemisch-mechanisches Polieren entstehen spiegelglatte Oberflächen, gefolgt von Prüfungen auf TTV, Wölbung, Verzug und Oberflächenfehler.

Diamantdrahtsäge im Vergleich zu alternativen Schneidmethoden

Eigenschaften	Diamantdrahtsäge (Mehrdraht)	Diamantdrahtsäge (Einzeldraht)	Laserschneiden	Wasserstrahlschneiden	ID Saw (Innendurchmesser)	Drahtsäge (Kostenloses Schleifmittel)
Schnittprinzip	Diamantimprägnierte Drähte (über 100 parallel) tragen gleichzeitig Material ab.	Einzelner diamantimprägnierter Draht schleift in hin- und hergehender oder Schleifenbewegung	Ein Hochleistungslaserstrahl schmilzt/verdampft entlang der Schnittlinie	Hochdruckwasser und abrasive Partikel erodieren Material	Dünne, gespannte Ringklinge mit diamantbesetzter Innenkante schneidet jeweils eine Scheibe.	Schleifen von blankem Stahldraht mit loser Schleifmittelsuspension (SiC)
Kerf Breite	0.08 - 0.33 mm	0.20 - 0.40 mm	0.05 - 0.20 mm	0.8 – 2.0 mm+	0.25 - 0.40 mm	0.20 - 0.50 mm
Materialverwendung	Höchste – engste Schnittfuge, minimaler Abfall	Hoch – aber Durchsatzbegrenzungen durch Einzeldurchlauf	Sehr hohe Schnittbreite (schmale Schnittfuge), jedoch beschränkt auf dünne Materialien	Niedrige – breite Schnittfuge, Materialabfälle	Moderat	Niedrige – breite Schnittfugen- und Schlammverluste
Untergrundschäden (SSD)	Sehr flach (< 5 μm)	Flach (< 10 μm)	Schwerwiegend – thermische Spannungen, Mikrorisse	Niedrig – keine thermischen Schäden, aber Oberflächenerosion	Mäßige mechanische Belastung	Tiefgreifende – erhebliche Schäden durch lose Schleifmittel
Wärmeeinflusszone (WEZ)	Keine – echtes Kaltschneiden	Keine – Kaltverwertung	Signifikant – thermische Belastung	Keine – Kaltverfahren	Minimal – nur Reibung	Minimale – aber Schlammverunreinigung
Oberflächenrauheit (Ra)	0.2 – 0.8 μm	0.2 – 0.8 μm	Mittelschwer, Nachbearbeitung erforderlich	Rau (Ra 3.2 – 12.5 μm)	Gut (Ra 0.4 – 1.0 μm)	Schlecht (Ra 1.0 – 3.0 μm)
Stapelkapazität	Extrem hoch – Hunderte von Wafern pro Durchgang	Niedrig – eine Waffel auf einmal	Niedrig – serielle Verarbeitung	Niedrig – serielle Verarbeitung	Niedrig – eine Scheibe pro Klinge	Mittel – Mehrdraht möglich
Ausrüstungskosten	Moderat – Hoch	Moderat	Hoch (Laserquelle + Optik)	Mittel – Hoch (Pumpe + Schleifmittel)	Niedrig – Mäßig	Moderat
Betriebskosten	Niedrig – nur Kabel und Kühlmittel	Niedrig	Mittel – Gase, Strom, Instandhaltung	Hohe Anforderungen – Wasser, Schleifmittel, Entsorgung	Mittel – Klingenwechsel	Hoch – Schlamm-, Draht- und Abfallbehandlung
Ökologische Verantwortung	Geringer Wassergehalt, keine Gase, staubfrei	Niedrig	Mäßig – Gasemissionen, Wärme	Hoher – signifikanter Wasserverbrauch	Niedrig	Hochgiftiger Gülleabfall
Beste Anwendung	Hochvolumige Waferherstellung von Si, SiC, Saphir, GaN, YAG	Kleinserienfertigung, Forschung und Entwicklung, dicke Kristalle, komplexe Formen	Dünne Folien, filigrane 2D-Muster, Mikrostrukturen	Dicke Kristallblöcke, grob geschliffen	Hochpräzise runde Wafer in Kleinserien	Legacy-Prozess – weitgehend veraltet

Anwendung

Halbleitersubstrate

Zerschneiden von SiC- und GaN-Ingots in präzise Wafer

Präzisionsoptiken und Fenster

Schneiden von optischen Komponenten aus Quarz und Saphir

Industrielle Laserkristalle

Präzisionsschneiden von YAG-Stäben und Laserkristallen

Piezoelektrische Komponenten

Waferung von Lithiumniobat für HF-Telekommunikationsfilter

LED-Substrate und -Displays

Hochertragreiches Schneiden großer Saphir-LED-Ingots

Warum Zelatec wählen?

Jahrzehnte Erfahrung im Kristallschliff

Seit 2012 haben wir uns ausschließlich auf das Diamantdrahtschneiden harter, spröder Materialien spezialisiert. Dank unserer über zehnjährigen Erfahrung mit SiC, Saphir, YAG und GaN wissen wir genau, wie wir jeden Kristall präzise schneiden.

Direktpreise ab Werk

Wir fertigen unsere Anlagen selbst und verkaufen direkt – ohne Zwischenhändleraufschläge. Sie bezahlen für die Maschine und die Entwicklung, nicht für ein Vertriebsnetz.

Mehr als 200 Ingenieure & firmeneigene Technologie

Unser Forschungs- und Entwicklungsteam entwickelt intelligente CNC-Systeme und proprietäre Software speziell für das Präzisionsschneiden von Kristallen – konstruiert für Genauigkeit, nicht aus Standardteilen zusammengesetzt.

Halbleiterqualität

ISO 9001:2024, CE-Zertifizierung und erstklassige Referenzen in der Halbleiter-Lieferkette. Unsere Qualität erfüllt die höchsten Branchenanforderungen.

An Ihr Material angepasst

SiC lässt sich anders bearbeiten als Saphir. YAG lässt sich anders bearbeiten als Quarz. Wir passen Drahtgeschwindigkeit, Spannung, Vorschubgeschwindigkeit und Kühlmittel individuell an Ihren Kristall an – keine Einheitslösung.

Zuverlässige Versorgung, pünktliche Lieferung

Mehr als 6,000 Quadratmeter Produktionsfläche. Standard- und Sondermaschinen werden termingerecht geliefert – auch bei Großaufträgen.