다이아몬드 와이어 절단이란 무엇인가요?
다이아몬드 와이어 절단은 전기 도금 또는 수지 결합된 다이아몬드 연마 입자가 코팅된 얇은 강선을, 제어된 장력과 이송 속도로 공작물 표면 위로 연속적으로 끌어당기며 연마 작용을 통해 재료를 제거하는 정밀 절단 공정입니다. 일반적으로 직경이 0.1~0.4 mm인 와이어는 고속(10~30 m/s)으로 이동하는 동안, 공작물이 절단면으로 천천히 이송되어 와이어 직경보다 약간 더 넓은 절단 폭을 가진 절편을 생성합니다. 와이어는 기존의 절삭 공구에 비해 매우 얇기 때문에, 다이아몬드 와이어 절단은 모든 접촉 절삭 방법 중에서 가장 좁은 절단 폭을 달성하여 재료 손실을 최소화합니다. 이는 사파이어, 광학 결정, 고순도 용융 실리카와 같은 고가의 기판을 가공할 때 매우 중요한 장점입니다. 다중 와이어 구성을 통해 단일 통과로 수십 개의 평행한 절단면을 동시에 생성할 수 있어, 웨이퍼 및 플레이트 생산의 처리량을 획기적으로 높입니다.
공정 능력
- 선경: Ø0.10 – 0.40 mm (전기 도금 또는 수지 결합 다이아몬드)
- 절단 폭: 120–450 µm (와이어 직경 + 다이아몬드 층)
- 최소 슬라이스 두께: 0.3 mm (단선); 0.5 mm (다선)
- 두께 공차: ±20 µm (표준); ±10 µm (정밀)
- 표면 거칠기 (Ra): 0.5 – 2.0 µm (절단 직후); ≤ 0.1 µm (래핑 후)
- 최대 공작물 크기: Ø300 mm × 길이 400 mm
- 다중 와이어 용량: 한 번의 패스당 최대 100개의 슬라이스를 동시에 처리
호환 가능한 재료
| 1 | 용융 실리카 | 코닝 7980 / 토소 ES-2000 |
| 2 | 석영 결정 | 합성 / 천연 — AT / BT 컷 |
| 3 | 사파이어 | C-평면 / A-평면 / R-평면 |
| 4 | 실리콘 | 플로트 존 / 초크랄스키 — 단결정 / 다결정 |
| 5 | 유리 세라믹 | ZERODUR / PYROCERAM 9606 |
| 6 | 광학 유리 | BK7 / N-BK7 / LaK 시리즈 |
| 7 | 보로실리케이트 유리 | PYREX 7740 / BOROFLOAT 33 |
| 8 | 기술용 세라믹 | Al₂O₃ / AlN / SiC |
| 9 | CaF₂ | UV 등급 / IR 등급 |
| 10 | 게르마늄 | 단결정 / 다결정 |
| 11 | 신틸레이터 결정 | NaI / CsI / LYSO / BGO |
모서리 품질 및 마감
- 절단 후 Ra: 0.5–2.0 µm (전착 와이어, 미세 입자); 1.0–3.0 µm (수지 결합형)
- 표면 하부 손상 깊이: 5–20 µm (래핑을 통해 제거 가능)
- 워프: 직경 100 mm당 ≤ 20 µm (장력 제어 절단)
- TTV(총 두께 편차): ≤ 15 µm (표준); ≤ 5 µm (정밀)
- 경계 조건: 절단 상태 그대로; 선택 사항으로 모따기 및 모서리 연마 가능
- 후처리 옵션: 양면 래핑, 연마, AR 코팅, 웨이퍼 검사
대표적인 적용 분야
- 사파이어 웨이퍼 절단: LED 및 SiC 기판 웨이퍼로 절단된 C-평면 및 A-평면 사파이어 부울
- 광학용 크리스탈 블랭크: 검출기 및 렌즈 블랭크용 CaF₂, Ge 및 신틸레이터 결정 절단
- 실리콘 잉곳의 웨이퍼화: 태양광 및 반도체용 단결정 및 다결정 실리콘 슬라이싱
- 석영 크리스탈 플레이트: 합성 석영 봉에서 절단한 AT-컷 및 BT-컷 공진기 블랭크
- 용융 실리카 판: 리소그래피 및 반도체 공구용 고순도 기판 플레이트
- 유세라믹 슬래브: 정밀 광학 및 계측용 ZERODUR 거울 기판 블랭크
맞춤 사양
당사는 불(boule)을 웨이퍼로 절단하는 공정과 블록(block)을 플레이트로 절단하는 공정 모두에 대한 맞춤형 다이아몬드 와이어 절단 주문을 접수하며, 고객이 제공하거나 당사 내부에서 조달한 원자재에 대해 완벽한 지원을 제공합니다. 맞춤형 매개변수에는 와이어 직경 선택, 그릿 크기, 절단 두께, 다중 와이어 피치, 특정 소재와의 호환성을 위한 절삭유 조성 등이 포함됩니다. 양면 래핑, 연마, 에지 연삭, 웨이퍼 검사(TTV, 뒤틀림, 휘어짐) 및 클린룸 호환 캐리어에의 포장 등 통합된 절단 후 서비스를 통해 완벽한 기판 준비 워크플로우를 제공합니다. 모든 절단된 기판은 치수 및 표면 품질에 대한 완전한 문서과 함께 배송됩니다.
절단 손실 비교: 절단 방식 대 재료 손실
4가지 절단 방식에 따른 절단 폭 및 절단당 재료 손실 — 사파이어 기준 (모스 경도 9) 0 500 1000 1500 2000+ 절단 폭 / 절단당 재료 손실 (µm) 다이아몬드 와이어 절단 120 – 200 µm ✓ 재료 수율: ~85% 연마 슬러리 와이어 톱 300 – 500 µm 재료 수율: ~65% 내경(ID) 톱 400 – 800 µm 재료 수율: ~55% 연마제 워터젯 800 – 1500 µm 재료 수율: ~40% 최대 60%, 폐기물 감소 비용 영향 사파이어: ~\$50/cm³ 절단 폭이 좁을수록 직접적인 비용 절감 다이아몬드 와이어 절단 (본 공정) 대체 방법
