Einführung
Das Schneiden von Glaswafern ist ein wichtiger Prozess bei der Herstellung von Halbleitern, MEMS-Sensoren, optischen Substraten und biomedizinischen Geräten. Die zerbrechliche Beschaffenheit und die geringen Abmessungen dieser Wafer erfordern Präzisionsschneidverfahren, die das Absplittern minimieren, die Ausbeute maximieren und die Oberflächenintegrität bewahren. Zwei weit verbreitete Schneidtechnologien - Innenlochsägen und Diamantdrahtsägen - bieten unterschiedliche Stärken und Einschränkungen. In diesem Artikel werden die wichtigsten Parameter und Leistungen der beiden Technologien verglichen, um Herstellern die Auswahl der am besten geeigneten Lösung zu erleichtern.
Innendurchmesser-Säge Übersicht
Bei Sägen mit Innendurchmesser wird ein kreisförmiges Sägeblatt verwendet, dessen Innenseite mit Diamantschleifmitteln beschichtet ist. Der Wafer wird dem rotierenden Blatt zugeführt, um den Schnitt durchzuführen.
Vorteile:
- Extrem dünne Schnittfuge (bis zu 0,25 mm)
- Etablierter Prozess, der beim traditionellen Halbleiter-Slicing verwendet wird
- Hoher Durchsatz für kleinformatige Wafer
Beschränkungen:
- Begrenzte Schneidkapazität - nur für Materialien geeignet, die kleiner sind als der Innendurchmesser der Klinge
- Hohe Vibrationen beim Schneiden erhöhen das Risiko von Ausbrüchen
- Oberflächengüte erfordert Nachpolieren
- Häufiger Klingenverschleiß erfordert laufende Wartung
Diamant-Seilsäge Übersicht
Diamantdrahtsägen arbeiten mit einem Schleifendraht, der mit Diamantschleifkörpern besetzt ist. Der Draht bewegt sich kontinuierlich und schneidet mit geringem Druck und hoher Präzision durch den Wafer.
Vorteile:
- Schneiden großer Materialien (bis zu 2,5 m Durchmesser)
- Geringere Schnittbelastung, weniger Ausbrüche und Mikrorisse
- Glattes Oberflächenfinish mit reduziertem Polierverlust
- Die Lebensdauer der Drähte ist länger, was die Wartungsanforderungen senkt
Beschränkungen:
- Etwas breitere Schnittfuge als bei der Innenlochsäge (mindestens ~0,35 mm)
- Erfordert präzise Spannung und Ausrichtung
- Die Oberfläche muss weiterhin poliert werden, allerdings mit geringerem Materialabtrag
Technischer Vergleich
| Merkmal | Innendurchmesser Säge | Diamant-Seilsäge |
|---|---|---|
| Mindestfugenbreite | ~0,25 mm | ~0,35 mm |
| Maximaler Schnittdurchmesser | < Innendurchmesser der Klinge | bis zu 2,5 m |
| Oberfläche | Rauher, muss poliert werden | Glatt, leichtes Polieren erforderlich |
| Risiko der Zerspanung | Höher | Unter |
| Häufigkeit der Wartung | Hoch | Niedrig |
| Lebensdauer der Werkzeuge | Kürzere | Länger |
Eignung der Anwendung
Kappsägen eignen sich am besten für kleine, dünne Glaswafer, bei denen es auf maximale Materialeinsparung ankommt und die Teilegröße begrenzt ist. Bei der Arbeit mit Wafern mit großem Durchmesser oder dicken Substraten sind die ID-Sägen jedoch durch ihren physischen Blattdurchmesser eingeschränkt. Diamantdrahtsägen sind in diesen Fällen von Vorteil, insbesondere bei großen Optiken, Quarzglas oder dicken Borosilikatsubstraten.
Abschluss
Sägen mit Innendurchmesser bieten zwar schmalere Schnittspalten, sind aber auf kleine Materialien beschränkt und erfordern eine häufige Wartung der Sägeblätter. Diamantseilsägen bieten Vielseitigkeit in der Größe, glattere Oberflächen mit weniger Polierverlust und geringere mechanische Belastung, was sie zu einer skalierbaren und effizienten Option für moderne Schneiden von Glaswafern.
