V procesu přechodu polovodičového průmyslu k nanoskopickým výrobním procesům má řezání destiček, jako klíčový článek ve výrobě čipů, extrémně přísné požadavky na stabilitu zařízení. Žulová základna se svou vynikající odolností proti vibracím a tepelnou stabilitou stala klíčovou součástí zařízení pro řezání destiček a poskytuje spolehlivou záruku pro dosažení vysoce přesného a vysoce efektivního zpracování destiček.
Vysoké tlumící a antivibrační vlastnosti: Zajištění přesnosti řezu na nanoúrovni
Když je zařízení pro řezání destiček v provozu, vysokorychlostní otáčení vřetena, vysokofrekvenční vibrace řezného nástroje a vibrace prostředí generované okolním zařízením mají významný vliv na přesnost řezání. Tlumicí výkon tradičních kovových základen je omezený, což ztěžuje rychlé tlumení vibrací. To vede k mikronovým vibracím řezných nástrojů a přímo způsobuje vady, jako jsou odštípnuté hrany a praskliny na destičkách. Vysoké tlumicí vlastnosti žulové základny tento problém zásadně vyřešily.
Vnitřní minerální krystaly žuly jsou těsně propleteny a vytvářejí přirozenou strukturu pro rozptyl energie. Když se vibrace přenášejí na základnu, její vnitřní mikrostruktura dokáže rychle přeměnit vibrační energii na tepelnou energii, čímž se dosáhne účinného útlumu vibrací. Experimentální data ukazují, že za stejného vibračního prostředí může žulová základna ztlumit amplitudu vibrací o více než 90 % během 0,5 sekundy, zatímco kovová základna to vyžaduje 3 až 5 sekund. Tento vynikající tlumicí výkon zajišťuje, že řezný nástroj zůstává stabilní během procesu řezání v nanoměřítku, což zaručuje hladký okraj řezané destičky a účinně snižuje rychlost odštěpování. Například při procesu řezání 5nm destiček dokáže zařízení s žulovou základnou kontrolovat velikost odštěpků do 10 μm, což je o více než 40 % více než u zařízení s kovovou základnou.
Ultranízký koeficient tepelné roztažnosti: Odolný vůči vlivu teplotních výkyvů
Během procesu řezání destiček může teplo generované třením řezných nástrojů, odvod tepla z dlouhodobého provozu zařízení a změny teploty v dílně způsobit tepelnou deformaci součástí zařízení. Koeficient tepelné roztažnosti kovových materiálů je relativně vysoký (přibližně 12×10⁻⁶/℃). Při kolísání teploty o 5℃ se kovová základna o délce 1 metru může deformovat o 60 μm, což způsobí posun polohy řezu a vážně ovlivní přesnost řezu.
Koeficient tepelné roztažnosti žulové základny je pouze (4-8) × 10⁻⁶/℃, což je méně než jedna třetina koeficientu kovových materiálů. Při stejné teplotní změně lze jeho rozměrovou změnu téměř ignorovat. Naměřená data jistého podniku vyrábějícího polovodiče ukazují, že během 8hodinového nepřetržitého řezání destiček s vysokou intenzitou, když okolní teplota kolísá o 10℃, je posun polohy řezu u zařízení s žulovou základnou menší než 20 μm, zatímco u zařízení s kovovou základnou přesahuje 60 μm. Tento stabilní tepelný výkon zajišťuje, že relativní poloha mezi řezným nástrojem a destičkou zůstává vždy přesná. I při dlouhodobém nepřetržitém provozu nebo drastických změnách teploty prostředí lze zachovat konzistenci přesnosti řezu.
Tuhost a odolnost proti opotřebení: Zajišťují dlouhodobý stabilní provoz zařízení
Kromě výhod odolnosti proti vibracím a tepelné stability dále zvyšuje vysoká tuhost a odolnost žulové základny proti opotřebení spolehlivost zařízení pro řezání destiček. Žula má tvrdost 6 až 7 na Mohsově stupnici a pevnost v tlaku přesahující 120 MPa. Během procesu řezání odolá obrovskému tlaku a rázové síle a není náchylná k deformaci. Její hustá struktura jí zároveň dodává vynikající odolnost proti opotřebení. I při častých řezacích operacích není povrch základny náchylný k opotřebení, což zajišťuje, že zařízení si po dlouhou dobu udrží vysoce přesný provoz.
V praktických aplikacích mnoho podniků vyrábějících destičky výrazně zlepšilo výtěžnost a efektivitu výroby zavedením řezacího zařízení s žulovou základnou. Data z přední světové slévárny ukazují, že po zavedení zařízení s žulovou základnou se výtěžnost řezání destiček zvýšila z 88 % na více než 95 % a cyklus údržby zařízení se ztrojnásobil, což efektivně snížilo výrobní náklady a zvýšilo konkurenceschopnost na trhu.
Závěrem lze říci, že žulová základna s vynikající odolností proti vibracím, tepelnou stabilitou, vysokou tuhostí a odolností proti opotřebení poskytuje komplexní záruky výkonu pro zařízení na řezání destiček. S postupujícím vývojem polovodičové technologie směrem k vyšší přesnosti budou žulové základny hrát významnější roli v oblasti výroby destiček a podporovat neustálý inovativní rozvoj polovodičového průmyslu.
Čas zveřejnění: 20. května 2025