W procesie przechodzenia przemysłu półprzewodnikowego w stronę procesów produkcyjnych nanoskali, cięcie płytek, jako kluczowe ogniwo w produkcji chipów, ma niezwykle surowe wymagania dotyczące stabilności sprzętu. Podstawa granitowa, z jej wyjątkową odpornością na drgania i stabilnością termiczną, stała się podstawowym elementem sprzętu do cięcia płytek, zapewniając niezawodną gwarancję osiągnięcia wysokiej precyzji i wysokiej wydajności obróbki płytek.
Wysokie właściwości tłumienia i antywibracyjne: gwarancja dokładności cięcia na poziomie nano
Gdy urządzenie do cięcia płytek jest w użyciu, szybkie obroty wrzeciona, drgania o wysokiej częstotliwości narzędzia tnącego i drgania otoczenia generowane przez otaczający sprzęt będą miały znaczący wpływ na dokładność cięcia. Wydajność tłumienia tradycyjnych podstaw metalowych jest ograniczona, co utrudnia szybkie tłumienie drgań, co prowadzi do drgań narzędzi tnących na poziomie mikronów i bezpośrednio powoduje wady, takie jak wyszczerbione krawędzie i pęknięcia na płytkach. Wysokie właściwości tłumienia podstawy granitowej zasadniczo rozwiązały ten problem.
Wewnętrzne kryształy mineralne granitu są ściśle splecione, tworząc naturalną strukturę rozpraszania energii. Gdy drgania są przekazywane do podstawy, jej wewnętrzna mikrostruktura może szybko przekształcić energię drgań w energię cieplną, osiągając efektywne tłumienie drgań. Dane eksperymentalne pokazują, że w tym samym środowisku drgań podstawa granitowa może tłumić amplitudę drgań o ponad 90% w ciągu 0,5 sekundy, podczas gdy podstawa metalowa wymaga od 3 do 5 sekund. Ta wyjątkowa wydajność tłumienia zapewnia, że narzędzie tnące pozostaje stabilne podczas procesu cięcia w skali nano, gwarantując gładką krawędź cięcia wafla i skutecznie zmniejszając szybkość odpryskiwania. Na przykład w procesie cięcia wafla 5 nm sprzęt z podstawą granitową może kontrolować rozmiar odpryskiwania w zakresie 10 μm, co jest ponad 40% więcej niż w przypadku sprzętu z podstawą metalową.
Bardzo niski współczynnik rozszerzalności cieplnej: odporność na wpływ wahań temperatury
Podczas procesu cięcia płytek, ciepło generowane przez tarcie narzędzi tnących, rozpraszanie ciepła z długotrwałej pracy sprzętu i zmiany temperatury otoczenia warsztatu mogą powodować odkształcenia termiczne elementów sprzętu. Współczynnik rozszerzalności cieplnej materiałów metalowych jest stosunkowo wysoki (około 12×10⁻⁶/℃). Gdy temperatura waha się o 5℃, 1-metrowa metalowa podstawa może ulec odkształceniu o 60μm, powodując przesunięcie pozycji cięcia i poważnie wpływając na dokładność cięcia.
Współczynnik rozszerzalności cieplnej podstawy granitowej wynosi zaledwie (4-8) ×10⁻⁶/℃, co stanowi mniej niż jedną trzecią współczynnika materiałów metalowych. Przy tej samej zmianie temperatury, zmiana wymiarów może być prawie zignorowana. Zmierzone dane pewnego przedsiębiorstwa produkującego półprzewodniki pokazują, że podczas 8-godzinnej ciągłej operacji cięcia płytek o wysokiej intensywności, gdy temperatura otoczenia waha się o 10℃, przesunięcie pozycji cięcia sprzętu z podstawą granitową jest mniejsze niż 20μm, podczas gdy przesunięcie sprzętu z podstawą metalową przekracza 60μm. Ta stabilna wydajność cieplna zapewnia, że względne położenie między narzędziem tnącym a płytką pozostaje precyzyjne przez cały czas. Nawet przy długotrwałej ciągłej pracy lub drastycznych zmianach temperatury otoczenia, można zachować stałość dokładności cięcia.
Sztywność i odporność na zużycie: zapewniają długotrwałą, stabilną pracę sprzętu
Oprócz zalet odporności na wibracje i stabilności termicznej, wysoka sztywność i odporność na zużycie podstawy granitowej dodatkowo zwiększają niezawodność sprzętu do cięcia płytek. Granit ma twardość od 6 do 7 w skali Mohsa i wytrzymałość na ściskanie przekraczającą 120 MPa. Może wytrzymać ogromne ciśnienie i siłę uderzenia podczas procesu cięcia i nie jest podatny na odkształcenia. Tymczasem jego gęsta struktura zapewnia mu doskonałą odporność na zużycie. Nawet podczas częstych operacji cięcia powierzchnia podstawy nie jest podatna na zużycie, co zapewnia, że sprzęt utrzymuje wysoką precyzję działania przez długi czas.
W praktycznych zastosowaniach wiele przedsiębiorstw produkujących wafle znacznie poprawiło wydajność produkcji i efektywność produkcji, stosując urządzenia tnące z granitowymi podstawami. Dane z wiodącej na świecie odlewni pokazują, że po wprowadzeniu urządzeń z granitowymi podstawami wydajność cięcia wafli wzrosła z 88% do ponad 95%, a cykl konserwacji urządzeń został wydłużony trzykrotnie, co skutecznie zmniejszyło koszty produkcji i zwiększyło konkurencyjność rynkową.
Podsumowując, granitowa podstawa, dzięki swojej doskonałej odporności na drgania, stabilności termicznej, wysokiej sztywności i odporności na zużycie, zapewnia kompleksowe gwarancje wydajności dla urządzeń do cięcia płytek. W miarę postępu technologii półprzewodnikowej w kierunku wyższej precyzji, granitowe podstawy będą odgrywać coraz większą rolę w dziedzinie produkcji płytek, promując ciągły innowacyjny rozwój przemysłu półprzewodnikowego.
Czas publikacji: 20-05-2025