У працэсе пераходу паўправадніковай прамысловасці да нанамаштабных вытворчых працэсаў, рэзка пласцін, як ключавое звяно ў вытворчасці мікрасхем, мае надзвычай строгія патрабаванні да стабільнасці абсталявання. Гранітная аснова, з яе выдатнай устойлівасцю да вібрацыі і тэрмічнай стабільнасцю, стала асноўным кампанентам абсталявання для рэзкі пласцін, забяспечваючы надзейную гарантыю дасягнення высокадакладнай і высокаэфектыўнай апрацоўкі пласцін.
Высокія характарыстыкі дэмпфіравання і антывібрацыі: забеспячэнне дакладнасці рэзкі на нанаўзроўні
Падчас працы абсталявання для рэзкі пласцін высокая хуткасць кручэння шпіндзеля, высокачастотная вібрацыя рэжучага інструмента і вібрацыя навакольнага асяроддзя, якая ствараецца навакольным абсталяваннем, істотна ўплываюць на дакладнасць рэзкі. Дэмпфіруючыя характарыстыкі традыцыйных металічных асноў абмежаваныя, што ўскладняе хуткае згасанне вібрацый. Гэта прыводзіць да мікроннага вагання рэжучых інструментаў і непасрэдна выклікае такія дэфекты, як сколы па краях і расколіны на пласцінах. Высокія дэмпфіруючыя характарыстыкі гранітнай асновы кардынальна вырашылі гэтую праблему.
Унутраныя мінеральныя крышталі граніту цесна пераплятаюцца, утвараючы натуральную структуру рассейвання энергіі. Калі вібрацыя перадаецца на аснову, яе ўнутраная мікраструктура можа хутка пераўтвараць энергію вібрацыі ў цеплавую, дасягаючы эфектыўнага паслаблення вібрацыі. Эксперыментальныя дадзеныя паказваюць, што ў аднолькавых умовах вібрацыі гранітная аснова можа паслабіць амплітуду вібрацыі больш чым на 90% на працягу 0,5 секунды, у той час як металічнай аснове патрабуецца ад 3 да 5 секунд. Гэта выдатнае паслабленне гарантуе, што рэжучы інструмент застаецца стабільным падчас працэсу нанамаштабнай рэзкі, гарантуючы гладкі край рэзкі пласціны і эфектыўна зніжаючы хуткасць сколаў. Напрыклад, пры працэсе рэзкі пласцін таўшчынёй 5 нм абсталяванне з гранітнай асновай можа кантраляваць памер сколаў у межах 10 мкм, што больш чым на 40% вышэй, чым у абсталявання з металічнай асновай.
Звышнізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння: устойлівы да ўздзеяння ваганняў тэмпературы
Падчас працэсу рэзкі пласцін цяпло, якое выпрацоўваецца ў выніку трэння рэжучых інструментаў, рассейванне цяпла пры працяглай працы абсталявання і змены тэмпературы навакольнага асяроддзя ў майстэрні, могуць выклікаць цеплавую дэфармацыю кампанентаў абсталявання. Каэфіцыент цеплавога пашырэння металічных матэрыялаў адносна высокі (прыблізна 12×10⁻⁶/℃). Пры ваганнях тэмпературы на 5℃ металічная аснова даўжынёй 1 метр можа дэфармавацца на 60 мкм, што прывядзе да зрушэння пазіцыі рэзкі і сур'ёзнага ўплыву на дакладнасць рэзкі.
Каэфіцыент цеплавога пашырэння гранітнай асновы складае ўсяго (4-8) × 10⁻⁶/℃, што менш за адну траціну ад каэфіцыента металічных матэрыялаў. Пры аднолькавым змене тэмпературы змяненнем яе памераў можна практычна не карыстацца. Вымераныя дадзеныя аднаго паўправадніковага прадпрыемства паказваюць, што падчас 8-гадзіннай бесперапыннай аперацыі высокаінтэнсіўнай рэзкі пласцін, калі тэмпература навакольнага асяроддзя вагаецца на 10℃, зрушэнне пазіцыі рэзкі абсталявання з гранітнай асновай складае менш за 20 мкм, у той час як абсталявання з металічнай асновай перавышае 60 мкм. Гэтая стабільная цеплавая прадукцыйнасць гарантуе, што адноснае становішча паміж рэжучым інструментам і пласцінай заўсёды застаецца дакладным. Нават пры працяглай бесперапыннай працы або рэзкіх зменах тэмпературы навакольнага асяроддзя можна падтрымліваць стабільную дакладнасць рэзкі.
Калянасць і зносаўстойлівасць: забяспечваюць доўгатэрміновую стабільную працу абсталявання
Акрамя пераваг вібрацыйнай і тэрмічнай стабільнасці, высокая калянасць і зносаўстойлівасць гранітнай асновы яшчэ больш павышаюць надзейнасць абсталявання для рэзкі пласцін. Граніт мае цвёрдасць ад 6 да 7 па шкале Мооса і трываласць на сціск, якая перавышае 120 МПа. Ён можа вытрымліваць велізарны ціск і ўдарную сілу падчас працэсу рэзкі і не схільны да дэфармацыі. У той жа час яго шчыльная структура надае яму выдатную зносаўстойлівасць. Нават падчас частых аперацый рэзкі паверхня асновы не схільная да зносу, што забяспечвае высокую дакладнасць працы абсталявання на працягу доўгага часу.
На практыцы многія прадпрыемствы па вытворчасці пласцін значна палепшылі выхад прадукцыі і эфектыўнасць вытворчасці, выкарыстоўваючы абсталяванне для рэзкі з гранітнай асновай. Дадзеныя вядучага сусветнага ліцейнага завода паказваюць, што пасля ўкаранення абсталявання з гранітнай асновай выхад рэзкі пласцін павялічыўся з 88% да больш чым 95%, а цыкл тэхнічнага абслугоўвання абсталявання павялічыўся ў тры разы, што эфектыўна знізіла вытворчыя выдаткі і павысіла канкурэнтаздольнасць на рынку.
У заключэнне, гранітная аснова, дзякуючы сваёй выдатнай вібрацыйнай устойлівасці, тэрмаўстойлівасці, высокай калянасці і зносаўстойлівасці, забяспечвае ўсебаковыя гарантыі прадукцыйнасці абсталявання для рэзкі пласцін. Па меры развіцця паўправадніковых тэхналогій у бок павышэння дакладнасці, гранітныя асновы будуць адыгрываць усё больш значную ролю ў галіне вытворчасці пласцін, спрыяючы пастаяннаму інавацыйнаму развіццю паўправадніковай прамысловасці.
Час публікацыі: 20 мая 2025 г.