V procesu, ko se polprevodniška industrija premika k nanometrskim proizvodnim procesom, ima rezanje rezin kot ključni člen v proizvodnji čipov izjemno stroge zahteve glede stabilnosti opreme. Granitna osnova je s svojo izjemno odpornostjo na vibracije in toplotno stabilnostjo postala osrednja komponenta opreme za rezanje rezin, kar zagotavlja zanesljivo jamstvo za doseganje visoko natančne in visoko učinkovite obdelave rezin.
Visoke lastnosti dušenja in proti vibracijam: Zagotavljanje natančnosti rezanja na nano ravni
Ko oprema za rezanje rezin deluje, imajo visoka hitrost vrtenja vretena, visokofrekvenčne vibracije rezalnega orodja in vibracije okolja, ki jih ustvarja okoliška oprema, pomemben vpliv na natančnost rezanja. Dušilna zmogljivost tradicionalnih kovinskih podstavkov je omejena, zaradi česar je težko hitro zmanjšati vibracije, kar vodi do mikronskega tresenja rezalnega orodja in neposredno povzroča napake, kot so odkrušeni robovi in razpoke na rezinah. Visoke dušilne lastnosti granitnega podstavka so to težavo v osnovi rešile.
Notranji mineralni kristali granita so tesno prepleteni in tvorijo naravno strukturo za odvajanje energije. Ko se vibracije prenesejo na podlago, lahko njena notranja mikrostruktura hitro pretvori energijo vibracij v toplotno energijo, s čimer doseže učinkovito dušenje vibracij. Eksperimentalni podatki kažejo, da lahko granitna podlaga v enakem vibracijskem okolju zmanjša amplitudo vibracij za več kot 90 % v 0,5 sekunde, medtem ko kovinska podlaga potrebuje od 3 do 5 sekund. Ta izjemna zmogljivost dušenja zagotavlja, da rezalno orodje ostane stabilno med postopkom rezanja v nanometrskem merilu, kar zagotavlja gladek rob rezine in učinkovito zmanjšuje stopnjo krušenja. Na primer, pri postopku rezanja 5 nm rezin lahko oprema z granitno podlago nadzoruje velikost krušenja znotraj 10 μm, kar je več kot 40 % več kot pri opremi s kovinsko podlago.
Ultra nizek koeficient toplotnega raztezanja: Odporen na vpliv temperaturnih nihanj
Med postopkom rezanja rezin lahko toplota, ki nastane zaradi trenja rezalnih orodij, odvajanje toplote zaradi dolgotrajnega delovanja opreme in spremembe temperature v delavnici povzročijo toplotno deformacijo komponent opreme. Koeficient toplotnega raztezanja kovinskih materialov je relativno visok (približno 12×10⁻⁶/℃). Ko temperatura niha za 5℃, se lahko 1 meter dolga kovinska osnova deformira za 60 μm, kar povzroči premik položaja rezanja in resno vpliva na natančnost rezanja.
Koeficient toplotnega raztezanja granitne podlage znaša le (4-8) × 10⁻⁶/℃, kar je manj kot tretjina koeficienta kovinskih materialov. Pri enaki temperaturni spremembi lahko spremembo dimenzij skoraj zanemarimo. Izmerjeni podatki nekega podjetja za proizvodnjo polprevodnikov kažejo, da je med 8-urnim neprekinjenim visokointenzivnim rezanjem rezin, ko temperatura okolice niha za 10℃, odmik položaja rezanja pri opremi z granitno podlago manjši od 20 μm, medtem ko pri opremi s kovinsko podlago presega 60 μm. Ta stabilna toplotna zmogljivost zagotavlja, da relativni položaj med rezalnim orodjem in rezino ostane vedno natančen. Tudi pri dolgotrajnem neprekinjenem delovanju ali drastičnih spremembah temperature okolice je mogoče ohraniti doslednost natančnosti rezanja.
Togost in odpornost proti obrabi: Zagotavljata dolgoročno stabilno delovanje opreme
Poleg prednosti odpornosti na vibracije in toplotne stabilnosti visoka togost in odpornost proti obrabi granitne podlage dodatno povečata zanesljivost opreme za rezanje rezin. Granit ima trdoto od 6 do 7 na Mohsovi lestvici in tlačno trdnost, ki presega 120 MPa. Med rezanjem lahko prenese ogromen pritisk in udarno silo ter ni nagnjen k deformacijam. Hkrati mu gosta struktura zagotavlja odlično odpornost proti obrabi. Tudi med pogostim rezanjem površina podlage ni nagnjena k obrabi, kar zagotavlja, da oprema dolgo časa vzdržuje visoko natančno delovanje.
V praktičnih aplikacijah so številna podjetja za proizvodnjo rezin znatno izboljšala izkoristek izdelkov in učinkovitost proizvodnje z uvedbo opreme za rezanje z granitnimi osnovami. Podatki vodilne svetovno livarne kažejo, da se je po uvedbi opreme z granitnimi osnovami izkoristek rezanja rezin povečal z 88 % na več kot 95 %, cikel vzdrževanja opreme pa se je podaljšal za trikrat, kar je učinkovito zmanjšalo proizvodne stroške in povečalo konkurenčnost na trgu.
Skratka, granitna osnova z odlično odpornostjo proti vibracijam, toplotno stabilnostjo, visoko togostjo in odpornostjo proti obrabi zagotavlja celovita jamstva za delovanje opreme za rezanje rezin. Z napredkom polprevodniške tehnologije v smeri večje natančnosti bodo granitne osnove igrale pomembnejšo vlogo na področju proizvodnje rezin in spodbujale nenehen inovativen razvoj polprevodniške industrije.
Čas objave: 20. maj 2025