अर्धचालक उद्योगमा उच्च परिशुद्धता र उच्च विश्वसनीयताको कडा आवश्यकताहरू अन्तर्गत, ग्रेनाइट मुख्य सामग्रीहरू मध्ये एक भए पनि, यसको गुणहरूले केही सीमितताहरू पनि ल्याउँछ। व्यावहारिक अनुप्रयोगहरूमा यसको मुख्य बेफाइदा र चुनौतीहरू निम्न छन्:
पहिलो, सामग्री अत्यधिक भंगुर र प्रशोधन गर्न गाह्रो छ।
क्र्याक हुने जोखिम: ग्रेनाइट मूलतः प्राकृतिक सूक्ष्म-क्र्याकहरू र भित्र खनिज कण सीमाहरू भएको प्राकृतिक ढुङ्गा हो, र यो एक विशिष्ट भंगुर सामग्री हो। अति-परिशुद्धता मेसिनिङमा (जस्तै नानोस्केल ग्राइन्डिङ र जटिल घुमाउरो सतह प्रशोधन), यदि बल असमान छ वा प्रशोधन प्यारामिटरहरू अनुपयुक्त छन् भने, चिपिङ र माइक्रोक्र्याक प्रसार जस्ता समस्याहरू हुने सम्भावना हुन्छ, जसले गर्दा वर्कपीस स्क्र्याप हुन्छ।
कम प्रशोधन दक्षता: भंगुर फ्र्याक्चरबाट बच्नको लागि, हीरा ग्राइन्डिङ पाङ्ग्राहरू सहित कम-गतिको ग्राइन्डिङ र चुम्बकीय पालिसिङ जस्ता विशेष प्रक्रियाहरू आवश्यक पर्दछ। प्रशोधन चक्र धातु सामग्रीहरूको भन्दा ३०% देखि ५०% लामो छ, र उपकरण लगानी लागत उच्च छ (उदाहरणका लागि, पाँच-अक्ष लिंकेज मेसिनिङ सेन्टरको मूल्य १ करोड युआन भन्दा बढी छ)।
जटिल संरचना सीमितताहरू: कास्टिङ, फोर्जिङ र अन्य प्रक्रियाहरू मार्फत खोक्रो हल्का संरचनाहरू उत्पादन गर्न गाह्रो छ। यो प्रायः प्लेटहरू र आधारहरू जस्ता साधारण ज्यामितीय आकारहरूमा प्रयोग गरिन्छ, र यसको प्रयोग अनियमित समर्थन वा आन्तरिक पाइपलाइन एकीकरण आवश्यक पर्ने उपकरणहरूमा सीमित छ।
दोस्रो, उच्च घनत्वले उपकरणमा भारी भार निम्त्याउँछ
ह्यान्डल गर्न र स्थापना गर्न गाह्रो: ग्रेनाइटको घनत्व लगभग २.६-३.० ग्राम/सेमी³ छ, र यसको तौल उही मात्रा अन्तर्गत कास्ट आइरनको भन्दा १.५-२ गुणा छ। उदाहरणका लागि, फोटोलिथोग्राफी मेसिनको लागि ग्रेनाइट आधारको तौल ५ देखि १० टनसम्म पुग्न सक्छ, जसको लागि समर्पित लिफ्टिङ उपकरण र झट्का-प्रुफ फाउन्डेसनहरू आवश्यक पर्दछ, जसले कारखाना निर्माण र उपकरण तैनाथीको लागत बढाउँछ।
गतिशील प्रतिक्रिया ढिलाइ: उच्च जडत्वले उपकरणको गतिशील भागहरूको गतिलाई सीमित गर्दछ (जस्तै वेफर ट्रान्सफर रोबोटहरू)। द्रुत सुरुवात र रोक आवश्यक पर्ने परिदृश्यहरूमा (जस्तै उच्च-गति निरीक्षण उपकरण), यसले उत्पादन ताललाई असर गर्न सक्छ र दक्षता घटाउन सक्छ।
तेस्रो, मर्मत र पुनरावृत्तिको लागत उच्च छ
दोषहरू मर्मत गर्न गाह्रो हुन्छ: यदि प्रयोगको क्रममा सतहमा झर्ने वा टक्करबाट क्षति भयो भने, यसलाई व्यावसायिक ग्राइन्डिङ उपकरणहरू मार्फत मर्मतको लागि कारखानामा फिर्ता गर्नुपर्छ, जुन साइटमा छिटो ह्यान्डल गर्न सकिँदैन। यसको विपरित, स्पट वेल्डिङ र लेजर क्ल्याडिङ जस्ता विधिहरू मार्फत धातुका कम्पोनेन्टहरू तुरुन्तै मर्मत गर्न सकिन्छ, जसले गर्दा डाउनटाइम छोटो हुन्छ।
डिजाइन पुनरावृत्ति चक्र लामो छ: प्राकृतिक ग्रेनाइट नसहरूमा भिन्नताले विभिन्न ब्याचहरूको सामग्री गुणहरू (जस्तै थर्मल विस्तार गुणांक र ड्याम्पिङ अनुपात) मा थोरै उतारचढाव ल्याउन सक्छ। यदि उपकरणको डिजाइन परिवर्तन भयो भने, सामग्री गुणहरू पुन: मिलाउन आवश्यक छ, र अनुसन्धान र विकास प्रमाणीकरण चक्र अपेक्षाकृत लामो छ।
चौथो सीमित स्रोतसाधन र वातावरणीय चुनौतीहरू
प्राकृतिक ढुङ्गा नवीकरणीय छैन: उच्च गुणस्तरको ग्रेनाइट (जस्तै "जिनान ग्रीन" र "सेसेम ब्ल्याक" अर्धचालकहरूमा प्रयोग गरिन्छ) विशिष्ट नसहरूमा निर्भर गर्दछ, सीमित भण्डारहरू छन् र यसको खानी वातावरणीय संरक्षण नीतिहरूद्वारा प्रतिबन्धित छ। अर्धचालक उद्योगको विस्तारसँगै, अस्थिर कच्चा पदार्थ आपूर्तिको जोखिम हुन सक्छ।
प्रशोधन प्रदूषण समस्याहरू: काट्ने र पिस्ने प्रक्रियाहरूको क्रममा, ठूलो मात्रामा ग्रेनाइट धुलो (सिलिकन डाइअक्साइड भएको) उत्पादन हुन्छ। यदि राम्रोसँग ह्यान्डल गरिएन भने, यसले सिलिकोसिस निम्त्याउन सक्छ। यसबाहेक, फोहोर पानीलाई डिस्चार्ज गर्नु अघि सेडिमेन्टेशनद्वारा प्रशोधन गर्न आवश्यक छ, जसले गर्दा वातावरणीय संरक्षण लगानी बढ्छ।
पाँच. उदीयमान प्रक्रियाहरूसँग अपर्याप्त अनुकूलता
भ्याकुम वातावरण सीमितताहरू: केही अर्धचालक प्रक्रियाहरू (जस्तै भ्याकुम कोटिंग र इलेक्ट्रोन बीम लिथोग्राफी) लाई उपकरण भित्र उच्च भ्याकुम अवस्था कायम राख्न आवश्यक पर्दछ। यद्यपि, ग्रेनाइटको सतहमा रहेका सूक्ष्म छिद्रहरूले ग्यास अणुहरू सोस्न सक्छन्, जुन बिस्तारै निस्कन्छ र भ्याकुम डिग्रीको स्थिरतालाई असर गर्छ। त्यसकारण, अतिरिक्त सतह घनीकरण उपचार (जस्तै रेजिन गर्भाधान) आवश्यक छ।
विद्युत चुम्बकीय अनुकूलता समस्याहरू: ग्रेनाइट एक इन्सुलेट सामग्री हो। स्थिर बिजुली डिस्चार्ज वा विद्युत चुम्बकीय ढाल आवश्यक पर्ने परिदृश्यहरूमा (जस्तै वेफर इलेक्ट्रोस्टेटिक सोखना प्लेटफर्महरू), धातु कोटिंग्स वा प्रवाहकीय फिल्महरू कम्पाउन्ड गर्न आवश्यक छ, जसले संरचनात्मक जटिलता र लागत बढाउँछ।
उद्योग प्रतिक्रिया रणनीति
माथि उल्लेखित कमजोरीहरूको बावजुद, अर्धचालक उद्योगले प्राविधिक नवप्रवर्तन मार्फत ग्रेनाइटको कमीलाई आंशिक रूपमा पूरा गरेको छ:
कम्पोजिट संरचना डिजाइन: यसले "ग्रेनाइट आधार + धातु फ्रेम" को संयोजन अपनाउँछ, कठोरता र हल्का तौल दुवैलाई ध्यानमा राख्दै (उदाहरणका लागि, एक निश्चित फोटोलिथोग्राफी मेसिन निर्माताले ग्रेनाइट आधारमा एल्युमिनियम मिश्र धातुको महकोम्ब संरचना इम्बेड गर्दछ, जसले गर्दा तौल ४०% ले घट्छ)।
कृत्रिम सिंथेटिक वैकल्पिक सामग्रीहरू: प्रशोधन लचिलोपन बढाउँदै ग्रेनाइटको थर्मल स्थिरता र कम्पन प्रतिरोधको अनुकरण गर्न सिरेमिक म्याट्रिक्स कम्पोजिटहरू (जस्तै सिलिकन कार्बाइड सिरेमिक) र इपोक्सी रेजिन-आधारित कृत्रिम ढुङ्गाहरू विकास गर्नुहोस्।
बुद्धिमान प्रशोधन प्रविधि: प्रशोधन मार्गलाई अनुकूलन गर्न एआई एल्गोरिदमहरू, क्र्याक जोखिमहरूको भविष्यवाणी गर्न तनाव सिमुलेशन, र वास्तविक समयमा प्यारामिटरहरू समायोजन गर्न अनलाइन पत्ता लगाउने संयोजन गरेर, प्रशोधन स्क्र्याप दर ५% बाट १% भन्दा कममा घटाइएको छ।
निष्कर्षमा
अर्धचालक उद्योगमा ग्रेनाइटका कमजोरीहरू मूलतः यसको प्राकृतिक सामग्री गुणहरू र औद्योगिक मागहरू बीचको खेलबाट उत्पन्न हुन्छन्। प्रविधिको प्रगति र वैकल्पिक सामग्रीहरूको विकाससँगै, यसको प्रयोग परिदृश्यहरू बिस्तारै "अपरिवर्तनीय कोर सन्दर्भ घटकहरू" (जस्तै फोटोलिथोग्राफी मेसिनहरूको लागि हाइड्रोस्टेटिक गाइड रेलहरू र अल्ट्रा-प्रेसिजन मापन प्लेटफर्महरू) तिर संकुचित हुन सक्छन्, जबकि बिस्तारै गैर-महत्वपूर्ण संरचनात्मक घटकहरूमा थप लचिलो इन्जिनियरिङ सामग्रीहरूलाई बाटो दिँदै। भविष्यमा, प्रदर्शन, लागत र दिगोपनलाई कसरी सन्तुलन गर्ने भन्ने विषय उद्योगले अन्वेषण गरिरहनेछ।
पोस्ट समय: मे-२४-२०२५