Yarımkeçirici sənayesində yüksək dəqiqlik və yüksək etibarlılığın ciddi tələbləri altında, qranit əsas materiallardan biri olsa da, onun xüsusiyyətləri də müəyyən məhdudiyyətlər gətirir. Praktik tətbiqlərdə onun əsas çatışmazlıqları və çətinlikləri aşağıdakılardır:
Birincisi, material çox kövrəkdir və emal etmək çətindir
Çatlama riski: Qranit mahiyyətcə daxilində təbii mikro çatlar və mineral hissəciklərin sərhədləri olan təbii daşdır və tipik kövrək materialdır. Ultra dəqiq emalda (nanoölçülü üyüdülmə və mürəkkəb əyri səthin emalı kimi) qüvvə qeyri-bərabərdirsə və ya emal parametrləri uyğun deyilsə, parçalanma və mikro çatların yayılması kimi problemlər yaranmağa meyllidir və iş parçasının qırılmasına səbəb olur.
Aşağı emal səmərəliliyi: Kövrək qırılmaların qarşısını almaq üçün almaz daşları ilə aşağı sürətli daşlama və maqnitorheoloji cilalama kimi xüsusi proseslər tələb olunur. Emal dövrü metal materiallardan 30% -dən 50% -ə qədər daha uzundur və avadanlıq investisiya dəyəri yüksəkdir (məsələn, beş oxlu əlaqə emal mərkəzinin qiyməti 10 milyon yuanı keçir).
Kompleks struktur məhdudiyyətləri: tökmə, döymə və digər proseslər vasitəsilə içi boş yüngül konstruksiyalar istehsal etmək çətindir. O, daha çox plitələr və əsaslar kimi sadə həndəsi formalarda istifadə olunur və onun tətbiqi qeyri-müntəzəm dayaqlar və ya daxili boru kəməri inteqrasiyası tələb edən avadanlıqlarda məhduddur.
İkincisi, yüksək sıxlıq avadanlıqda ağır yükə səbəb olur
İdarə etmək və quraşdırmaq çətindir: Qranit sıxlığı təxminən 2,6-3,0 q/sm³, çəkisi isə eyni həcmdə çuqundan 1,5-2 dəfə çoxdur. Məsələn, fotolitoqrafiya maşını üçün qranit bazanın çəkisi 5-10 tona çata bilər, bu da xüsusi qaldırıcı avadanlıq və zərbəyə davamlı təməl tələb edir ki, bu da fabrik tikintisi və avadanlıqların yerləşdirilməsi xərclərini artırır.
Dinamik cavab gecikməsi: Yüksək ətalət avadanlığın hərəkət edən hissələrinin (məsələn, vafli ötürücü robotlar) sürətlənməsini məhdudlaşdırır. Sürətli işə salma və dayandırma tələb olunan ssenarilərdə (məsələn, yüksək sürətli yoxlama avadanlığı) bu, istehsal ritminə təsir edə və səmərəliliyi azalda bilər.
Üçüncüsü, təmir və təkrarlama xərcləri yüksəkdir
Qüsurları təmir etmək çətindir: İstifadə zamanı səthin aşınması və ya toqquşma zədələnməsi baş verərsə, onu peşəkar daşlama avadanlığı vasitəsilə təmir üçün fabrikə qaytarmaq lazımdır ki, bu da yerində tez idarə oluna bilməz. Bunun əksinə olaraq, metal komponentlər spot qaynaq və lazer üzlük kimi üsullarla dərhal təmir oluna bilər, nəticədə dayanma müddəti azalır.
Dizayn iterasiya dövrü uzundur: Təbii qranit damarlarındakı fərqlər müxtəlif partiyaların material xüsusiyyətlərində (məsələn, istilik genişlənmə əmsalı və sönüm nisbəti) kiçik dalğalanmalara səbəb ola bilər. Avadanlıqların dizaynı dəyişirsə, materialın xüsusiyyətlərini yenidən uyğunlaşdırmaq lazımdır və tədqiqat və inkişaf yoxlama dövrü nisbətən uzundur.
Iv. Məhdud Resurslar və Ətraf Mühit Problemləri
Təbii daş bərpa olunmayandır: Yüksək keyfiyyətli qranit (yarımkeçiricilərdə istifadə olunan "Cinan Yaşıl" və "Küncüt Qara" kimi) xüsusi damarlara əsaslanır, məhdud ehtiyatlara malikdir və onun hasilatı ətraf mühitin mühafizəsi siyasəti ilə məhdudlaşdırılır. Yarımkeçirici sənayenin genişlənməsi ilə qeyri-sabit xammal tədarükü riski ola bilər.
Emal çirklənməsi məsələləri: Kəsmə və üyütmə prosesləri zamanı böyük miqdarda qranit tozu (silikon dioksid ehtiva edən) əmələ gəlir. Düzgün müalicə edilmədikdə, silikoza səbəb ola bilər. Bundan əlavə, tullantı suları axıdılmadan əvvəl çöküntü ilə təmizlənməlidir ki, bu da ətraf mühitin qorunmasına sərmayəni artırır.
Beş. Yaranan proseslərlə qeyri-kafi uyğunluq
Vakuum mühiti məhdudiyyətləri: Bəzi yarımkeçirici proseslər (məsələn, vakuum örtüyü və elektron şüa litoqrafiyası) avadanlıq daxilində yüksək vakuum vəziyyətinin saxlanmasını tələb edir. Bununla belə, qranit səthindəki mikro məsamələr yavaş-yavaş sərbəst buraxılan və vakuum dərəcəsinin sabitliyinə təsir edən qaz molekullarını adsorbsiya edə bilər. Buna görə əlavə səthi sıxlaşdırma müalicəsi (məsələn, qatran emprenye) lazımdır.
Elektromaqnit uyğunluğu problemləri: Qranit izolyasiya materialıdır. Statik elektrik boşalması və ya elektromaqnit qoruma tələb olunduğu ssenarilərdə (məsələn, vafli elektrostatik adsorbsiya platformaları) metal örtüklər və ya keçirici filmlər mürəkkəbləşdirilərək struktur mürəkkəbliyi və dəyəri artırılmalıdır.
Sənaye reaksiya strategiyası
Yuxarıda göstərilən çatışmazlıqlara baxmayaraq, yarımkeçirici sənayesi texnoloji yeniliklər vasitəsilə qranit çatışmazlıqlarını qismən tamamladı:
Kompozit konstruksiya dizaynı: O, həm sərtlik, həm də yüngüllük nəzərə alınmaqla "qranit baza + metal çərçivə" birləşməsini qəbul edir (məsələn, müəyyən bir fotolitoqrafiya maşını istehsalçısı qranit bazasına alüminium ərintisi pətək quruluşunu yerləşdirir, çəkisini 40% azaldır).
Süni sintetik alternativ materiallar: Qranitlərin istilik sabitliyini və vibrasiya müqavimətini simulyasiya etmək üçün keramika matris kompozitləri (məsələn, silisium karbid keramika) və epoksi qatran əsaslı süni daşlar hazırlayın, eyni zamanda emal elastikliyini artırın.
Ağıllı emal texnologiyası: Emal yolunu optimallaşdırmaq üçün süni intellekt alqoritmlərini, çat risklərini proqnozlaşdırmaq üçün stress simulyasiyasını və real vaxt rejimində parametrləri tənzimləmək üçün onlayn aşkarlamanı birləşdirərək, emal qırıntılarının dərəcəsi 5%-dən 1%-ə endirildi.
Xülasə
Yarımkeçirici sənayesində qranit çatışmazlıqları mahiyyətcə onun təbii material xassələri və sənaye tələbləri arasında oyun qaynaqlanır. Texnologiyanın inkişafı və alternativ materialların inkişafı ilə onun tətbiqi ssenariləri tədricən “əvəzolunmaz əsas istinad komponentlərinə” (məsələn, fotolitoqrafiya maşınları və ultra-dəqiq ölçmə platformaları üçün hidrostatik bələdçi relslər) doğru azala bilər, eyni zamanda tədricən qeyri-kritik struktur komponentlərində daha çevik mühəndislik materiallarına yer verə bilər. Gələcəkdə performans, xərc və davamlılığın necə tarazlaşdırılacağı sənayenin araşdırmağa davam etdiyi bir mövzu olacaq.
Göndərmə vaxtı: 24 may 2025-ci il