사파이어용 고급 절삭 솔루션

고부가가치 제조를 위해서는 산업용 사파이어 가공에서 수율과 정밀도를 극대화하는 것이 매우 중요합니다. 젤라텍은 단단하고 깨지기 쉬운 결정 소재에 특화된 첨단 무한 다이아몬드 와이어 절단 시스템을 제공합니다. 초기 잉곳 절단 및 사각형 가공부터 고밀도 웨이퍼 슬라이싱에 이르기까지, 당사의 신뢰할 수 있는 솔루션은 절단 손실을 최소화하고, 표면 손상을 줄이며, 결정 격자의 무결성을 보호합니다. 검증된 실용적인 절단 기술로 생산 라인을 최적화하려면 젤라텍과 협력하십시오.

사파이어 슬라이싱의 주요 과제

수익성을 저해하지 않고 사파이어(모스 경도 9)를 절단하는 것은 상당한 기술적 난제입니다. 단단한 칼날이나 연마 슬러리를 사용하는 기존 절단 방식은 심각한 재료 낭비를 초래하여 고순도 잉곳의 최대 30%가 쓸모없는 절단 분진으로 변질됩니다.

높은 기계적 및 열적 스트레스는 모서리 파손과 표면 아래 깊은 미세 균열을 유발합니다. 이러한 결함은 표면 품질을 저하시키고 제조업체로 하여금 후속 공정에서 길고 비용이 많이 드는 양면 래핑 및 연마 작업을 거치게 만듭니다.

재료 수율을 보호하려면 절단 폭 손실이 적고, 장력을 정밀하게 제어하며, 열 손상이 전혀 발생하지 않도록 설계된 냉간 절단 공정이 필요합니다.

솔루션 소개

당사는 사파이어 가공의 실제 제조 과정에서 발생하는 문제점을 중심으로 설계된 공정 중심의 절삭 솔루션을 제공합니다. 획일적인 장비를 제공하는 대신, 연속 무한 다이아몬드 와이어 루프, 고하중 모션 플랫폼, 그리고 맞춤형 파라미터를 통합하여 작업 흐름 전반에 걸쳐 발생하는 수율, 정확도, 표면 손상 문제를 해결합니다.

대형 주괴 선별 및 머리-꼬리 분리 솔루션
  • 생산상의 어려움: 대구경 사파이어 잉곳에는 극심한 내부 잔류 응력이 존재합니다. 초기 헤드 및 테일 크롭핑 과정에서 발생하는 강한 응력으로 인해 라인 엉킴, 와이어 꼬임 또는 갑작스러운 결정 균열이 발생하여 고가치 잉곳을 완전히 손실하는 경우가 빈번합니다.

  • 당사의 솔루션: 고속 무한 다이아몬드 와이어 루프와 자동 힘 감지 공급 조절 기능을 결합한 고성능 절단 솔루션입니다.

  • 해결 과제: 이 시스템은 와이어가 원형 단면을 통과할 때 발생하는 절삭 저항 변화를 모니터링하고, 라인 걸림을 방지하기 위해 이송 속도를 동적으로 조절합니다. 이를 통해 결정 미세 균열을 유발하지 않고 대형 잉곳의 머리 부분과 꼬리 부분을 응력 없이 분리할 수 있습니다.

주괴 사각형화 및 블록 서식 지정 솔루션
  • 생산상의 어려움: 단단한 날이나 왕복톱을 사용하여 둥근 덩어리를 직교하는 직사각형 블록으로 변환하는 과정에서 결정면을 따라 와이어가 휘어지는 현상이 자주 발생합니다. 이로 인해 측면 표면이 고르지 않게 되고, 모서리가 심하게 깨지며, 가장자리를 따라 재료가 낭비됩니다.

  • 당사의 솔루션: 견고한 공작물 고정, 결정 방향 정렬(A면, C면, R면) 및 고속 단방향 다이아몬드 와이어 절단을 특징으로 하는 정밀 직각 가공 솔루션입니다.

  • 해결 과제: 절단 전에 결정 격자 벡터와 정확하게 정렬함으로써, 연속 와이어가 가장자리에서 미세한 파손 없이 매끄럽게 절단됩니다. 그 결과, 웨이퍼 가공에 바로 사용할 수 있는 직선의 평행한 직사각형 블록을 얻을 수 있어 사전 연삭 공정이 필요 없어집니다.

고수율 웨이퍼 및 기판 슬라이싱 솔루션
  • 생산상의 어려움: 느슨한 연마 슬러리나 두꺼운 블레이드를 사용하여 사파이어 잉곳을 얇은 웨이퍼로 절단하면 절단 폭이 넓어져(최대 30%의 재료가 분진으로 손실됨) 표면 아래에 깊은 손상이 발생하여 후속 래핑 및 CMP 연마 공정에 과부하를 초래합니다.

  • 당사의 솔루션: 동적 장력 제어 및 연속 유체 냉각을 지원하는 초정밀 무한 다이아몬드 와이어 슬라이싱 장치.

  • 이 기술의 장점: 절삭 손실을 크게 줄여 잉곳당 사용 가능한 웨이퍼 회수율을 극대화합니다. 매끄러운 냉간 절삭 작용으로 열 미세 균열을 방지하고 총 두께 편차(TTV)를 엄격한 기준치 내로 유지하여 후속 래핑 시간을 50% 이상 단축합니다.

맞춤형 프로파일 및 광학 부품 슬라이싱 솔루션
  • 생산상의 어려움: 연구 개발 연구소와 특수 광학 부품 제조업체는 두꺼운 광학 창, 돔 또는 특수 블랭크와 같은 비표준 형상 절단에 직면하는 경우가 많은데, 이러한 경우 표준 절단 설정으로는 표면 마감이 고르지 않거나 열 균열이 발생합니다.

  • 당사의 솔루션: 맞춤형 공작물 고정 장치 설계 및 경험적 매개변수 조정을 결합한 적응형 다이아몬드 와이어 절단 장치.

  • 해결 효과: 당사는 고객의 부품 형상에 맞춘 맞춤형 지그와 이송 속도 및 절삭 속도 매개변수를 사전 프로그래밍합니다. 소량 생산되지만 고부가가치인 광학 부품을 첫 시도에 완벽하게 절삭하여 표면 정밀도(Ra≤1μm)를 확보함으로써 시행착오로 인한 불량품 손실을 방지합니다.

사파이어 가공 및 절단 워크플로우

01단계

결정 성장 및 어닐링

대량의 사파이어 결정(부울)은 KY 또는 HEM 방법을 통해 성장시키고 초기 열 응력을 완화하기 위해 고온에서 어닐링합니다.

02단계
다이아몬드 와이어 톱 통합

잉곳 크롭핑

고강도 다이아몬드 와이어를 이용한 연속 절단 방식으로, 응력 파손 없이 잘 자란 콩깍지에서 심하게 변형된 머리와 꼬리 부분을 제거합니다.

03단계
다이아몬드 와이어 톱 통합

주괴 사각형 만들기

다축 위치 조정을 통해 절단면을 A/C/R 평면 결정 격자에 맞춰 정렬하고, 둥근 잉곳을 모서리 파손 없이 직교하는 직사각형 블록으로 절단합니다.

04단계
다이아몬드 와이어 톱 통합

웨이퍼 및 기판 슬라이싱

초미세 무선(0.20~0.30mm)이 잉곳을 웨이퍼로 절단하여 절단면 손실을 최소화하고 최상의 표면 조도(Ra ≤ 0.1µm)를 구현합니다.

05단계

래핑 및 CMP 폴리싱

모서리 모따기, 양면 래핑 및 CMP 연마를 통해 최종적으로 에피네프린팅 또는 광학 등급 표면을 구현하여 처리 시간을 크게 단축할 수 있습니다.

사파이어 절삭 공구 비교

처리 단계다이아몬드 와이어 쏘대체 도구비교 차원성과 및 효율성 분석
잉곳 크롭핑무한 다이아몬드 와이어 톱내경(ID) 톱최대 주괴 직경 및 안정성다이아몬드 와이어는 직경이 큰 덩어리(6인치 이상)를 안정적이고 깊게 절단하는 데 적합하지만, 내경 톱은 날 직경에 엄격한 제한이 있어 두꺼운 덩어리를 절단하는 데 어려움을 겪습니다.
주괴 사각형 만들기다축 다이아몬드 와이어 톱CNC 다이아몬드 원형톱/그라인더절단 손실 및 격자 정렬와이어톱은 더 좁은 절단 폭과 정밀한 결정 방향(A/C/R 평면)을 제공하는 반면, 원형톱은 더 넓은 절단 폭 손실, 높은 재료 낭비 및 빠른 날 마모를 초래합니다.
웨이퍼 슬라이싱초미세 다이아몬드 와이어 톱 (0.20-0.30 mm)전통적인 무연마 슬러리 톱절삭 속도, 표면 마감 및 환경 영향고체 고정형 다이아몬드 와이어는 수냉식 냉각 방식으로 고속 절단이 가능하며 표면 조도(Ra ≤ 0.1μm)가 낮습니다. 반면 슬러리 톱은 속도가 느리고 유독성 SiC 슬러리를 사용하며 폐기 비용이 많이 듭니다.
웨이퍼 슬라이싱무한 다이아몬드 와이어 톱ID 톱 (단일 날)항복률 및 두께 균일성연속 루프 와이어는 정밀한 두께 공차로 안정적이고 고밀도의 슬라이싱을 가능하게 합니다. 반면 ID 톱은 날의 휘어짐과 낮은 단일 웨이퍼 처리량이라는 단점을 가지고 있습니다.

당신이 달성할 것

주괴 생산량 극대화

초미세 다이아몬드 와이어(0.20~0.30mm)는 절삭 손실을 최소화하여 값비싼 결정 덩어리 하나에서 더 많은 사용 가능한 웨이퍼를 추출합니다.

후 처리 시간 단축

저충격 절삭 방식은 표면 손상을 최소화하여 후속 래핑 및 CMP 연마 주기를 크게 단축합니다.

정밀 격자 무결성

견고한 다축 정렬을 통해 A, C 또는 R 결정면을 따라 균열 없이 절단할 수 있으며 모서리 파손도 전혀 없습니다.

더욱 깨끗하고 친환경적인 운영

수냉식 냉각 방식은 지저분하고 위험한 연마성 슬러리를 없애 폐기물 처리 및 기계 유지 보수 비용을 절감합니다.

어플리케이션

젤라텍을 선택해야 하는 이유

10년 이상의 하드웨어 분야 경력
2012년부터 당사는 사파이어, SiC 및 첨단 세라믹용 다이아몬드 와이어 톱에만 전념해 왔습니다. 이러한 깊이 있는 전문성은 고객 여러분의 소재에 더욱 적합한 공정 제안과 높은 생산량으로 직결됩니다.
강력한 연구 개발 및 독자적인 기술
200명이 넘는 당사의 연구 개발 엔지니어들은 대구경 웨이퍼에서도 1mm 미만의 정확도, 매끄러운 표면, 일관된 웨이퍼 형상을 제공하는 지능형 CNC 시스템과 특수 소프트웨어를 개발합니다.
인증된 품질, 최고 수준의 공급망
ISO9001:2024, CE 및 국가첨단기술기업 인증을 획득했습니다. 당사의 품질 경영은 정밀도와 신뢰성이 필수적인 반도체 공급망에서 확고한 입지를 구축하는 데 기여했습니다.
기성품이 아닌 맞춤형 솔루션
고객의 정확한 결정 방향, 크기 및 생산량 요구 사항에 맞춰 기계 구성, 와이어 종류 및 절단 매개변수를 맞춤 설정합니다. 고객의 생산에 맞춰 시스템을 구축하는 것이지, 그 반대가 아닙니다.
안정적인 생산 및 정시 배송
6,000m²가 넘는 생산 공간을 바탕으로 표준 주문과 맞춤 주문 모두를 효율적으로 처리합니다. 당사의 물류 네트워크는 전 세계적으로 안전한 포장과 적시 배송을 보장합니다.
지속적인 개선을 위한 노력
고객 피드백은 당사의 공정 개선 및 설계 업그레이드의 원동력이며, 이를 통해 당사의 기계는 글로벌 수요에 부응하게 됩니다. 당사의 비전은 혁신과 품질을 기반으로 절단 기계 분야에서 세계적으로 신뢰받는 선도 기업이 되는 것입니다.

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