Puslaidininkių pramonei pereinant prie nanoskalės gamybos procesų, plokštelių pjovimui, kaip pagrindinei lustų gamybos grandiai, keliami itin griežti įrangos stabilumo reikalavimai. Granito pagrindas, pasižymintis išskirtiniu atsparumu vibracijai ir terminiu stabilumu, tapo pagrindiniu plokštelių pjovimo įrangos komponentu, užtikrinančiu patikimą didelio tikslumo ir didelio efektyvumo plokštelių apdorojimo garantiją.
Didelės slopinimo ir antivibracinės savybės: užtikrinamas nano lygio pjovimo tikslumas
Kai veikia plokštelių pjovimo įranga, didelis veleno sukimosi greitis, pjovimo įrankio aukšto dažnio vibracija ir aplinkinės įrangos keliama aplinkos vibracija daro didelę įtaką pjovimo tikslumui. Tradicinių metalinių pagrindų slopinimo savybės yra ribotos, todėl sunku greitai sumažinti vibracijas, o tai sukelia pjovimo įrankių mikronų lygio virpėjimą ir tiesiogiai defektus, tokius kaip nuskilę kraštai ir įtrūkimai plokštelėse. Didelės granito pagrindo slopinimo savybės iš esmės išsprendė šią problemą.
Granito vidiniai mineraliniai kristalai yra glaudžiai susipynę, sudarydami natūralią energijos išsklaidymo struktūrą. Kai vibracija perduodama pagrindui, jo vidinė mikrostruktūra gali greitai paversti vibracijos energiją šilumine energija, taip efektyviai slopindama vibraciją. Eksperimentiniai duomenys rodo, kad esant tokiai pačiai vibracijos aplinkai, granito pagrindas gali sumažinti vibracijos amplitudę daugiau nei 90 % per 0,5 sekundės, o metaliniam pagrindui tam reikia 3–5 sekundžių. Šis puikus slopinimo efektyvumas užtikrina, kad pjovimo įrankis išliktų stabilus nanoskalės pjovimo proceso metu, garantuodamas lygų plokštelės pjovimo kraštą ir efektyviai sumažindamas skilimo greitį. Pavyzdžiui, 5 nm plokštelių pjovimo procese įranga su granito pagrindu gali kontroliuoti skilimo dydį iki 10 μm, tai yra daugiau nei 40 % daugiau nei įranga su metaliniu pagrindu.
Itin mažas šiluminio plėtimosi koeficientas: atsparus temperatūros svyravimų įtakai
Plokštelių pjovimo proceso metu pjovimo įrankių trinties metu susidaranti šiluma, ilgalaikio įrangos veikimo metu išsiskirianti šiluma ir dirbtuvių aplinkos temperatūros pokyčiai gali sukelti įrangos komponentų terminę deformaciją. Metalinių medžiagų šiluminio plėtimosi koeficientas yra gana didelis (maždaug 12 × 10⁻⁶/℃). Kai temperatūra svyruoja 5 ℃, 1 metro ilgio metalinis pagrindas gali deformuotis 60 μm, todėl pjovimo padėtis gali pasislinkti ir tai labai paveikia pjovimo tikslumą.
Granito pagrindo šiluminio plėtimosi koeficientas yra tik (4–8) × 10⁻⁶/℃, tai yra mažiau nei trečdalis metalinių medžiagų šiluminio plėtimosi koeficiento. Esant tokiam pačiam temperatūros pokyčiui, jo matmenų pokyčio beveik negalima ignoruoti. Tam tikros puslaidininkių gamybos įmonės išmatuoti duomenys rodo, kad per 8 valandas nepertraukiamą didelio intensyvumo plokštelių pjovimo operaciją, kai aplinkos temperatūra svyruoja 10 ℃, įrangos su granito pagrindu pjovimo padėties poslinkis yra mažesnis nei 20 μm, o įrangos su metaliniu pagrindu – didesnis nei 60 μm. Šis stabilus šiluminis veikimas užtikrina, kad santykinė pjovimo įrankio ir plokštelės padėtis visada išliktų tiksli. Net ir esant ilgalaikiam nepertraukiamam veikimui arba drastiškiems aplinkos temperatūros pokyčiams, galima išlaikyti pjovimo tikslumo pastovumą.
Tvirtumas ir atsparumas dilimui: užtikrinkite ilgalaikį stabilų įrangos veikimą
Be atsparumo vibracijai ir terminio stabilumo privalumų, didelis granito pagrindo standumas ir atsparumas dilimui dar labiau padidina plokštelių pjovimo įrangos patikimumą. Granito kietumas pagal Moso skalę yra nuo 6 iki 7, o gniuždymo stipris viršija 120 MPa. Jis gali atlaikyti didžiulį slėgį ir smūgio jėgą pjovimo proceso metu ir nėra linkęs deformuotis. Tuo tarpu tanki struktūra suteikia jam puikų atsparumą dilimui. Net ir dažnai pjaustant, pagrindo paviršius nėra linkęs dilti, todėl įranga ilgą laiką išlaiko aukštą veikimo tikslumą.
Praktiškai daugelis plokštelių gamybos įmonių, įdiegdamos granito pagrindo pjovimo įrangą, ženkliai pagerino produkcijos išeigą ir gamybos efektyvumą. Pasauliniu mastu pirmaujančios liejyklos duomenys rodo, kad įdiegus granito pagrindo įrangą, plokštelių pjovimo išeiga padidėjo nuo 88 % iki daugiau nei 95 %, įrangos priežiūros ciklas pailgėjo tris kartus, todėl gamybos sąnaudos efektyviai sumažėjo ir padidėjo konkurencingumas rinkoje.
Apibendrinant galima teigti, kad granito pagrindas, pasižymintis puikiu atsparumu vibracijai, terminiu stabilumu, dideliu standumu ir atsparumu dilimui, suteikia išsamias plokštelių pjovimo įrangos eksploatacines savybes. Puslaidininkių technologijoms tobulėjant siekiant didesnio tikslumo, granito pagrindai vaidins vis svarbesnį vaidmenį plokštelių gamybos srityje, skatindami nuolatinį novatorišką puslaidininkių pramonės vystymąsi.
Įrašo laikas: 2025 m. gegužės 20 d.