היתרונות של בסיסי גרניט מבחינת עמידות לרעידות ויציבות תרמית בציוד חיתוך ופלים.

בתהליך המעבר של תעשיית המוליכים למחצה לתהליכי ייצור בקנה מידה ננומטרי, חיתוך פרוסות ופלים, כחוליה מרכזית בייצור שבבים, מציבה דרישות מחמירות ביותר ליציבות הציוד. בסיס הגרניט, עם עמידותו בפני רעידות ויציבותו התרמית יוצאת הדופן, הפך למרכיב מרכזי בציוד חיתוך פרוסות ופלים, ומספק ערובה אמינה להשגת עיבוד פרוסות מדויק ויעיל.

מאפייני ריכוך ואנטי-ויברציה גבוהים: שמירה על דיוק חיתוך ברמת ננו
כאשר ציוד חיתוך הוופלים פועל, הסיבוב המהיר של הציר, הרטט בתדר גבוה של כלי החיתוך והרטט הסביבתי שנוצר על ידי הציוד שמסביב, כולם משפיעים באופן משמעותי על דיוק החיתוך. ביצועי הריסון של בסיסי מתכת מסורתיים מוגבלים, מה שמקשה על החלשה מהירה של רעידות, מה שמוביל לרעידות ברמת מיקרון של כלי חיתוך וגורם ישירות לפגמים כגון קצוות סדוקים וסדקים בוופלים. מאפייני הריסון הגבוהים של בסיס הגרניט פתרו בעיה זו באופן מהותי.
גבישי המינרלים הפנימיים של הגרניט שזורים זה בזה באופן הדוק, ויוצרים מבנה פיזור אנרגיה טבעי. כאשר הרטט מועבר לבסיס, המיקרו-מבנה הפנימי שלו יכול להמיר במהירות את אנרגיית הרטט לאנרגיה תרמית, ולהשיג ניכוי יעיל של רטט. נתונים ניסויים מראים כי תחת אותה סביבת רטט, בסיס הגרניט יכול להחליש את משרעת הרטט ביותר מ-90% תוך 0.5 שניות, בעוד שבסיס המתכת דורש 3 עד 5 שניות. ביצועי ריסון יוצאי דופן אלה מבטיחים שכלי החיתוך יישאר יציב במהלך תהליך החיתוך הננומטרי, מה שמבטיח קצה חלק של חיתוך פרוסות הגרניט ומפחית ביעילות את קצב הסתתפים. לדוגמה, בתהליך חיתוך פרוסות גרניט ב-5 ננומטר, ציוד עם בסיס גרניט יכול לשלוט בגודל הסתתפים בטווח של 10 מיקרון, גבוה ביותר מ-40% מזה של ציוד עם בסיס מתכת.
מקדם התפשטות תרמית נמוך במיוחד: עמיד בפני השפעת תנודות טמפרטורה
במהלך תהליך חיתוך פרוסות סיליקון, חום הנוצר כתוצאה מחיכוך כלי החיתוך, פיזור חום כתוצאה מפעולה ארוכת טווח של הציוד ושינויים בטמפרטורת סביבת הסדנה עלולים לגרום לעיוות תרמי של רכיבי הציוד. מקדם ההתפשטות התרמית של חומרים מתכתיים גבוה יחסית (כ-12×10⁻⁶/℃). כאשר הטמפרטורה משתנה ב-5℃, בסיס מתכת באורך מטר אחד עלול לעבור עיוות של 60 מיקרון, מה שיגרום לשינוי מיקום החיתוך ומשפיע באופן חמור על דיוק החיתוך.
מקדם ההתפשטות התרמית של בסיס הגרניט הוא רק (4-8) ×10⁻⁶/℃, שהוא פחות משליש מזה של חומרי מתכת. תחת אותו שינוי טמפרטורה, כמעט ניתן להתעלם משינוי הממדים שלו. הנתונים שנמדדו של מפעל ייצור מוליכים למחצה מסוים מראים שבמהלך פעולת חיתוך פרוסות ופלים רציפה בעוצמה גבוהה בת 8 שעות, כאשר טמפרטורת הסביבה משתנה ב-10℃, היסט מיקום החיתוך של הציוד עם בסיס גרניט הוא פחות מ-20 מיקרון, בעוד שזה של הציוד עם בסיס מתכת עולה על 60 מיקרון. ביצועים תרמיים יציבים אלה מבטיחים שהמיקום היחסי בין כלי החיתוך לפלסטיק יישאר מדויק בכל עת. אפילו תחת פעולה רציפה לטווח ארוך או שינויים דרסטיים בטמפרטורת הסביבה, ניתן לשמור על עקביות דיוק החיתוך.
קשיחות ועמידות בפני שחיקה: הבטחת פעולה יציבה לטווח ארוך של הציוד
בנוסף ליתרונות של עמידות בפני רעידות ויציבות תרמית, הקשיחות הגבוהה ועמידות הבלאי של בסיס הגרניט משפרות עוד יותר את אמינות ציוד חיתוך הוופלים. לגרניט קשיות של 6 עד 7 בסולם מוס וחוזק דחיסה העולה על 120 מגה פסקל. הוא יכול לעמוד בלחץ ובכוח פגיעה עצומים במהלך תהליך החיתוך ואינו נוטה לעיוות. בינתיים, המבנה הצפוף שלו מעניק לו עמידות מצוינת בפני שחיקה. אפילו במהלך פעולות חיתוך תכופות, פני השטח של הבסיס אינם נוטים לבלאי, מה שמבטיח שהציוד ישמור על פעולה מדויקת לאורך זמן.
ביישומים מעשיים, מפעלי ייצור פרוסות פרוסות רבים שיפרו משמעותית את תפוקת המוצר ואת יעילות הייצור על ידי אימוץ ציוד חיתוך על בסיס גרניט. נתונים מבית יציקה מוביל בעולם מראים כי לאחר הכנסת ציוד על בסיס גרניט, תפוקת חיתוך פרוסות פרוסות פרוסות עלתה מ-88% ליותר מ-95%, מחזור תחזוקת הציוד הוארך פי שלושה, מה שהפחית ביעילות את עלויות הייצור ושפר את התחרותיות בשוק.
לסיכום, בסיס הגרניט, עם עמידותו המצוינת לרעידות, יציבותו התרמית, קשיחותו הגבוהה ועמידותו בפני שחיקה, מספק ערבויות ביצועים מקיפות לציוד חיתוך פרוסות סיליקון. ככל שטכנולוגיית המוליכים למחצה מתקדמת לעבר דיוק גבוה יותר, בסיסי הגרניט ימלאו תפקיד משמעותי יותר בתחום ייצור הפרוסות סיליקון, ויקדמו את הפיתוח החדשני המתמשך של תעשיית המוליכים למחצה.