ნახევარგამტარების წარმოების სფეროში, ვაფლის შემოწმების აღჭურვილობის სიზუსტე პირდაპირ განსაზღვრავს ჩიპების ხარისხსა და მოსავლიანობას. როგორც ძირითადი დეტექციის კომპონენტების საყრდენი საფუძველი, აღჭურვილობის საბაზისო მასალის განზომილებიანი სტაბილურობა გადამწყვეტ როლს ასრულებს აღჭურვილობის გრძელვადიან ექსპლუატაციაში. გრანიტი და თუჯი ორი ხშირად გამოყენებული საბაზისო მასალაა ვაფლის შემოწმების აღჭურვილობისთვის. 10-წლიანმა შედარებითმა კვლევამ გამოავლინა მნიშვნელოვანი განსხვავებები მათ შორის განზომილებიანი სტაბილურობის თვალსაზრისით, რაც მნიშვნელოვან მითითებებს იძლევა აღჭურვილობის შერჩევისთვის.
ექსპერიმენტული ფონი და დიზაინი
ნახევარგამტარული ვაფლების წარმოების პროცესს დეტექციის სიზუსტის უკიდურესად მაღალი მოთხოვნები აქვს. მიკრომეტრის დონის განზომილებიანმა გადახრამაც კი შეიძლება გამოიწვიოს ჩიპის მუშაობის დაქვეითება ან თუნდაც ჯართად გადაქცევა. გრანიტისა და თუჯის განზომილებიანმა სტაბილურობამ ხანგრძლივი გამოყენების დროს, კვლევის ჯგუფმა შეიმუშავა ექსპერიმენტები, რომლებიც რეალურ სამუშაო გარემოს სიმულირებას ახდენდა. ერთი და იგივე სპეციფიკაციის გრანიტისა და თუჯის ნიმუშები შეირჩა და მოთავსდა გარემოს კამერაში, სადაც ტემპერატურა მერყეობდა 15℃-დან 35℃-მდე, ხოლო ტენიანობა 30%-დან 70%-მდე RH-მდე. აღჭურვილობის მუშაობის დროს მექანიკური ვიბრაცია სიმულირებული იყო ვიბრაციის ცხრილის საშუალებით. ნიმუშების ძირითადი ზომები იზომებოდა ყოველ კვარტალში მაღალი სიზუსტის ლაზერული ინტერფერომეტრის გამოყენებით და მონაცემები უწყვეტად იწერებოდა 10 წლის განმავლობაში.
ექსპერიმენტული შედეგი: გრანიტის აბსოლუტური უპირატესობა
ათწლიანი ექსპერიმენტული მონაცემები აჩვენებს, რომ გრანიტის სუბსტრატი გასაოცარ სტაბილურობას ავლენს. მისი თერმული გაფართოების კოეფიციენტი უკიდურესად დაბალია, საშუალოდ მხოლოდ 4.6×10⁻⁶/℃. ტემპერატურის მკვეთრი ცვლილებების დროს, განზომილებიანი გადახრა ყოველთვის კონტროლდება ±0.001 მმ-ის ფარგლებში. ტენიანობის ცვლილებების შემთხვევაში, გრანიტის მკვრივი სტრუქტურა მას თითქმის უცვლელს ხდის და არანაირი გაზომვადი განზომილებიანი ცვლილება არ ხდება. მექანიკური ვიბრაციის გარემოში, გრანიტის შესანიშნავი დემპფერული მახასიათებლები ეფექტურად შთანთქავს ვიბრაციის ენერგიას და განზომილებიანი რყევა უკიდურესად მცირეა.
ამის საპირისპიროდ, თუჯის სუბსტრატის შემთხვევაში, მისი თერმული გაფართოების საშუალო კოეფიციენტი აღწევს 11×10⁻⁶/℃ - 13×10⁻⁶/℃, ხოლო ტემპერატურის ცვლილებით გამოწვეული მაქსიმალური განზომილებიანი გადახრა 10 წლის განმავლობაში არის ±0.05 მმ. ნოტიო გარემოში თუჯი მიდრეკილია ჟანგის და კოროზიისკენ. ზოგიერთი ნიმუში ავლენს ლოკალურ დეფორმაციას და განზომილებიანი გადახრა კიდევ უფრო იზრდება. მექანიკური ვიბრაციის ზემოქმედებით, თუჯს აქვს ცუდი ვიბრაციის დემპფერაციის მახასიათებლები და მისი ზომა ხშირად მერყეობს, რაც ართულებს ვაფლის შემოწმების მაღალი სიზუსტის მოთხოვნების დაკმაყოფილებას.
სტაბილურობის განსხვავების ძირითადი მიზეზი
გრანიტი ასობით მილიონი წლის განმავლობაში გეოლოგიური პროცესების შედეგად ჩამოყალიბდა. მისი შიდა სტრუქტურა მკვრივი და ერთგვაროვანია, ხოლო მინერალური კრისტალები სტაბილურადაა განლაგებული, რაც ბუნებრივად გამორიცხავს შიდა სტრესს. ეს მას უკიდურესად არამგრძნობს გარე ფაქტორების ცვლილებების მიმართ, როგორიცაა ტემპერატურა, ტენიანობა და ვიბრაცია. თუჯი ჩამოსხმის პროცესით მზადდება და შიგნით მიკროსკოპული დეფექტები აქვს, როგორიცაა ფორები და ქვიშის ხვრელები. ამასობაში, ჩამოსხმის პროცესში წარმოქმნილი ნარჩენი სტრესი გარე გარემოს სტიმულაციის ქვეშ მიდრეკილია განზომილებიანი ცვლილებებისკენ. თუჯის მეტალური თვისებები მას ტენიანობის გამო ჟანგვისკენ მიდრეკილს ხდის, რაც აჩქარებს სტრუქტურულ დაზიანებას და ამცირებს განზომილებიანი სტაბილურობას.
გავლენა ვაფლის შემოწმების აღჭურვილობაზე
გრანიტის სუბსტრატზე დაფუძნებული ვაფლის შემოწმების მოწყობილობა, თავისი სტაბილური განზომილებიანი მახასიათებლებით, უზრუნველყოფს შემოწმების სისტემის მაღალი სიზუსტის შენარჩუნებას დიდი ხნის განმავლობაში, ამცირებს აღჭურვილობის სიზუსტის ცვალებადობით გამოწვეულ შეცდომებს და გამოტოვებულ აღმოჩენებს და მნიშვნელოვნად აუმჯობესებს პროდუქტის მოსავლიანობას. ამავდროულად, დაბალი ტექნიკური მომსახურების მოთხოვნები ამცირებს აღჭურვილობის სრული სასიცოცხლო ციკლის ღირებულებას. თუჯის სუბსტრატების გამოყენებით მოწყობილობებს, ცუდი განზომილებიანი სტაბილურობის გამო, სჭირდებათ ხშირი კალიბრაცია და ტექნიკური მომსახურება. ეს არა მხოლოდ ზრდის საოპერაციო ხარჯებს, არამედ შეიძლება გავლენა იქონიოს ნახევარგამტარული წარმოების ხარისხზე არასაკმარისი სიზუსტის გამო, რაც პოტენციურ ეკონომიკურ დანაკარგებს იწვევს.
ნახევარგამტარული ინდუსტრიის მიერ უფრო მაღალი სიზუსტისა და უკეთესი ხარისხისკენ სწრაფვის ტენდენციის გათვალისწინებით, გრანიტის, როგორც ვაფლის შემოწმების აღჭურვილობის საბაზისო მასალის არჩევა, უდავოდ, გონივრული ნაბიჯია აღჭურვილობის მუშაობის უზრუნველსაყოფად და საწარმოების კონკურენტუნარიანობის გასაზრდელად.
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 14 მაისი