No proceso de avance da industria dos semicondutores cara a procesos de fabricación a nanoescala, o corte de obleas, como elo clave na fabricación de chips, ten requisitos extremadamente estritos para a estabilidade dos equipos. A base de granito, coa súa excelente resistencia ás vibracións e estabilidade térmica, converteuse nun compoñente central dos equipos de corte de obleas, o que proporciona unha garantía fiable para lograr un procesamento de obleas de alta precisión e alta eficiencia.
Altas características de amortiguación e antivibración: Precisión de corte a nanoescala
Cando o equipo de corte de obleas está en funcionamento, a rotación a alta velocidade do fuso, a vibración de alta frecuencia da ferramenta de corte e a vibración ambiental xerada polo equipo circundante terán un impacto significativo na precisión do corte. O rendemento de amortiguación das bases metálicas tradicionais é limitado, o que dificulta a atenuación rápida das vibracións, o que leva a unha trepidación a nivel de micras nas ferramentas de corte e causa directamente defectos como bordos lascados e gretas nas obleas. As altas características de amortiguación da base de granito resolveron fundamentalmente este problema.
Os cristais minerais internos do granito están estreitamente entrelazados, formando unha estrutura natural de disipación de enerxía. Cando a vibración se transmite á base, a súa microestrutura interna pode converter rapidamente a enerxía da vibración en enerxía térmica, conseguindo unha atenuación eficiente da vibración. Os datos experimentais mostran que, no mesmo ambiente de vibración, a base de granito pode atenuar a amplitude da vibración en máis do 90 % en 0,5 segundos, mentres que a base metálica require de 3 a 5 segundos. Este excelente rendemento de amortiguación garante que a ferramenta de corte permaneza estable durante o proceso de corte a nanoescala, garantindo un bordo suave do corte da oblea e reducindo eficazmente a velocidade de lascado. Por exemplo, no proceso de corte de obleas de 5 nm, os equipos cunha base de granito poden controlar o tamaño das lascados con precisión de 10 μm, o que é máis dun 40 % maior que os equipos cunha base metálica.
Coeficiente de expansión térmica ultrabaixo: resistente á influencia das flutuacións de temperatura
Durante o proceso de corte de obleas, a calor xerada pola fricción das ferramentas de corte, a disipación da calor polo funcionamento a longo prazo do equipo e os cambios na temperatura ambiente do taller poden causar deformación térmica dos compoñentes do equipo. O coeficiente de expansión térmica dos materiais metálicos é relativamente alto (aproximadamente 12 × 10⁻⁶/℃). Cando a temperatura flutúa en 5 ℃, unha base metálica de 1 metro de longo pode sufrir unha deformación de 60 μm, o que provoca o desprazamento da posición de corte e afecta gravemente a precisión do corte.
O coeficiente de expansión térmica da base de granito é só de (4-8) ×10⁻⁶/℃, o que é menos dun terzo do dos materiais metálicos. Co mesmo cambio de temperatura, o seu cambio dimensional case pode ser ignorado. Os datos medidos dunha determinada empresa de fabricación de semicondutores mostran que durante unha operación continua de corte de obleas de alta intensidade de 8 horas, cando a temperatura ambiente flutúa en 10 ℃, o desprazamento da posición de corte do equipo cunha base de granito é inferior a 20 μm, mentres que o do equipo cunha base metálica supera os 60 μm. Este rendemento térmico estable garante que a posición relativa entre a ferramenta de corte e a oblea permaneza precisa en todo momento. Mesmo baixo un funcionamento continuo a longo prazo ou cambios drásticos na temperatura ambiental, pódese manter a consistencia da precisión do corte.
Rixidez e resistencia ao desgaste: garantir o funcionamento estable a longo prazo do equipo
Ademais das vantaxes da resistencia ás vibracións e a estabilidade térmica, a alta rixidez e resistencia ao desgaste da base de granito melloran aínda máis a fiabilidade do equipo de corte de obleas. O granito ten unha dureza de 6 a 7 na escala de Mohs e unha resistencia á compresión superior a 120 MPa. Pode soportar a enorme presión e forza de impacto durante o proceso de corte e non é propenso á deformación. Mentres tanto, a súa estrutura densa dótalle dunha excelente resistencia ao desgaste. Mesmo durante operacións de corte frecuentes, a superficie da base non é propensa ao desgaste, o que garante que o equipo manteña un funcionamento de alta precisión durante moito tempo.
En aplicacións prácticas, moitas empresas fabricantes de obleas melloraron significativamente o rendemento do produto e a eficiencia da produción ao adoptar equipos de corte con bases de granito. Os datos dunha fundición líder mundial mostran que, despois da introdución de equipos con base de granito, o rendemento de corte de obleas aumentou do 88 % a máis do 95 % e o ciclo de mantemento do equipo triplicouse, o que reduciu eficazmente os custos de produción e mellorou a competitividade do mercado.
En conclusión, a base de granito, coa súa excelente resistencia ás vibracións, estabilidade térmica, alta rixidez e resistencia ao desgaste, ofrece garantías de rendemento completas para os equipos de corte de obleas. A medida que a tecnoloxía dos semicondutores avanza cara a unha maior precisión, as bases de granito xogarán un papel máis significativo no campo da fabricación de obleas, promovendo o desenvolvemento innovador continuo da industria dos semicondutores.
Data de publicación: 20 de maio de 2025