Στη διαδικασία της βιομηχανίας ημιαγωγών που κινείται προς διαδικασίες κατασκευής νανοκλίμακας, η κοπή πλακιδίων, ως βασικός κρίκος στην κατασκευή τσιπ, έχει εξαιρετικά αυστηρές απαιτήσεις για τη σταθερότητα του εξοπλισμού. Η βάση από γρανίτη, με την εξαιρετική αντοχή σε κραδασμούς και τη θερμική σταθερότητα, έχει γίνει βασικό συστατικό του εξοπλισμού κοπής πλακιδίων, παρέχοντας μια αξιόπιστη εγγύηση για την επίτευξη υψηλής ακρίβειας και απόδοσης στην επεξεργασία πλακιδίων.
Υψηλά χαρακτηριστικά απόσβεσης και αντικραδασμικής προστασίας: Διασφάλιση ακρίβειας κοπής σε νανοεπίπεδο
Όταν ο εξοπλισμός κοπής πλακιδίων βρίσκεται σε λειτουργία, η υψηλής ταχύτητας περιστροφή της ατράκτου, οι κραδασμοί υψηλής συχνότητας του εργαλείου κοπής και οι περιβαλλοντικοί κραδασμοί που παράγονται από τον περιβάλλοντα εξοπλισμό έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην ακρίβεια κοπής. Η απόδοση απόσβεσης των παραδοσιακών μεταλλικών βάσεων είναι περιορισμένη, γεγονός που καθιστά δύσκολη την ταχεία εξασθένηση των κραδασμών, γεγονός που οδηγεί σε τρέμουλο σε επίπεδο μικρών των εργαλείων κοπής και προκαλεί άμεσα ελαττώματα όπως θρυμματισμένες άκρες και ρωγμές στις πλακίδες. Τα υψηλά χαρακτηριστικά απόσβεσης της βάσης από γρανίτη έχουν λύσει ουσιαστικά αυτό το πρόβλημα.
Οι εσωτερικοί ορυκτοί κρύσταλλοι του γρανίτη είναι στενά συνυφασμένοι, σχηματίζοντας μια φυσική δομή διάχυσης ενέργειας. Όταν η δόνηση μεταδίδεται στη βάση, η εσωτερική μικροδομή της μπορεί να μετατρέψει γρήγορα την ενέργεια των κραδασμών σε θερμική ενέργεια, επιτυγχάνοντας αποτελεσματική εξασθένηση των κραδασμών. Πειραματικά δεδομένα δείχνουν ότι στο ίδιο περιβάλλον κραδασμών, η βάση γρανίτη μπορεί να εξασθενήσει το πλάτος των κραδασμών κατά περισσότερο από 90% εντός 0,5 δευτερολέπτων, ενώ η μεταλλική βάση απαιτεί 3 έως 5 δευτερόλεπτα. Αυτή η εξαιρετική απόδοση απόσβεσης διασφαλίζει ότι το εργαλείο κοπής παραμένει σταθερό κατά τη διάρκεια της διαδικασίας κοπής σε νανοκλίμακα, εγγυώντας μια ομαλή άκρη της κοπής πλακιδίων και μειώνοντας αποτελεσματικά τον ρυθμό θρυμματισμού. Για παράδειγμα, στη διαδικασία κοπής πλακιδίων 5nm, ο εξοπλισμός με βάση γρανίτη μπορεί να ελέγξει το μέγεθος θρυμματισμού εντός 10μm, το οποίο είναι πάνω από 40% υψηλότερο από αυτό του εξοπλισμού με μεταλλική βάση.
Εξαιρετικά χαμηλός συντελεστής θερμικής διαστολής: Ανθεκτικό στην επίδραση των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας
Κατά τη διαδικασία κοπής πλακιδίων, η θερμότητα που παράγεται από την τριβή των εργαλείων κοπής, η απαγωγή θερμότητας από τη μακροχρόνια λειτουργία του εξοπλισμού και οι αλλαγές στη θερμοκρασία του περιβάλλοντος του εργαστηρίου μπορούν να προκαλέσουν θερμική παραμόρφωση των εξαρτημάτων του εξοπλισμού. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής των μεταλλικών υλικών είναι σχετικά υψηλός (περίπου 12×10⁻⁶/℃). Όταν η θερμοκρασία κυμαίνεται κατά 5℃, μια μεταλλική βάση μήκους 1 μέτρου μπορεί να υποστεί παραμόρφωση 60μm, προκαλώντας μετατόπιση της θέσης κοπής και επηρεάζοντας σοβαρά την ακρίβεια κοπής.
Ο συντελεστής θερμικής διαστολής της βάσης από γρανίτη είναι μόνο (4-8) ×10⁻⁶/℃, που είναι μικρότερος από το ένα τρίτο αυτού των μεταλλικών υλικών. Υπό την ίδια μεταβολή της θερμοκρασίας, η μεταβολή των διαστάσεών της μπορεί σχεδόν να αγνοηθεί. Τα μετρούμενα δεδομένα μιας συγκεκριμένης επιχείρησης κατασκευής ημιαγωγών δείχνουν ότι κατά τη διάρκεια μιας 8ωρης συνεχούς λειτουργίας κοπής πλακιδίων υψηλής έντασης, όταν η θερμοκρασία περιβάλλοντος κυμαίνεται κατά 10℃, η μετατόπιση της θέσης κοπής του εξοπλισμού με βάση από γρανίτη είναι μικρότερη από 20μm, ενώ αυτή του εξοπλισμού με μεταλλική βάση υπερβαίνει τα 60μm. Αυτή η σταθερή θερμική απόδοση διασφαλίζει ότι η σχετική θέση μεταξύ του εργαλείου κοπής και της πλακέτας παραμένει ακριβής ανά πάσα στιγμή. Ακόμα και υπό μακροχρόνια συνεχή λειτουργία ή δραστικές αλλαγές στη θερμοκρασία περιβάλλοντος, η συνέπεια της ακρίβειας κοπής μπορεί να διατηρηθεί.
Ακαμψία και αντοχή στη φθορά: Εξασφαλίστε τη μακροπρόθεσμη σταθερή λειτουργία του εξοπλισμού
Εκτός από τα πλεονεκτήματα της αντοχής στους κραδασμούς και της θερμικής σταθερότητας, η υψηλή ακαμψία και η αντοχή στη φθορά της βάσης από γρανίτη ενισχύουν περαιτέρω την αξιοπιστία του εξοπλισμού κοπής πλακιδίων. Ο γρανίτης έχει σκληρότητα 6 έως 7 στην κλίμακα Mohs και αντοχή σε θλίψη που υπερβαίνει τα 120MPa. Μπορεί να αντέξει την τεράστια πίεση και τη δύναμη κρούσης κατά τη διαδικασία κοπής και δεν είναι επιρρεπής σε παραμόρφωση. Εν τω μεταξύ, η πυκνή δομή του του προσδίδει εξαιρετική αντοχή στη φθορά. Ακόμα και κατά τη διάρκεια συχνών εργασιών κοπής, η επιφάνεια της βάσης δεν είναι επιρρεπής σε φθορά, διασφαλίζοντας ότι ο εξοπλισμός διατηρεί λειτουργία υψηλής ακρίβειας για μεγάλο χρονικό διάστημα.
Σε πρακτικές εφαρμογές, πολλές επιχειρήσεις κατασκευής πλακιδίων έχουν βελτιώσει σημαντικά την απόδοση του προϊόντος και την αποδοτικότητα της παραγωγής υιοθετώντας εξοπλισμό κοπής με βάση γρανίτη. Δεδομένα από ένα παγκοσμίως κορυφαίο χυτήριο δείχνουν ότι μετά την εισαγωγή εξοπλισμού με βάση γρανίτη, η απόδοση κοπής πλακιδίων έχει αυξηθεί από 88% σε πάνω από 95%, ο κύκλος συντήρησης του εξοπλισμού έχει παραταθεί κατά τρεις φορές, μειώνοντας αποτελεσματικά το κόστος παραγωγής και ενισχύοντας την ανταγωνιστικότητα της αγοράς.
Συμπερασματικά, η βάση από γρανίτη, με την εξαιρετική αντοχή στους κραδασμούς, τη θερμική σταθερότητα, την υψηλή ακαμψία και την αντοχή στη φθορά, παρέχει ολοκληρωμένες εγγυήσεις απόδοσης για τον εξοπλισμό κοπής πλακιδίων. Καθώς η τεχνολογία ημιαγωγών προχωρά προς υψηλότερη ακρίβεια, οι βάσεις από γρανίτη θα διαδραματίσουν σημαντικότερο ρόλο στον τομέα της κατασκευής πλακιδίων, προωθώντας τη συνεχή καινοτόμο ανάπτυξη της βιομηχανίας ημιαγωγών.
Ώρα δημοσίευσης: 20 Μαΐου 2025