Керамик материал нь дэлхийн дээд зэрэглэлийн үйлдвэрлэлийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болж байна. Өндөр хатуулаг, өндөр температурт тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй тул хөнгөн цагааны исэл, цахиурын карбид, хөнгөн цагаан нитрид зэрэг дэвшилтэт керамик эдлэлүүд нь сансар огторгуй, хагас дамжуулагч сав баглаа боодол, биоанагаахын хэрэглээнд өргөн хэрэглэгддэг. Гэсэн хэдий ч эдгээр материалын төрөлхийн хэврэг, хугарлын бат бөх чанар багатай тул тэдгээрийг нарийн боловсруулах нь үргэлж хэцүү сорилт гэж тооцогддог. Сүүлийн жилүүдэд шинэ зүсэх хэрэгсэл, нийлмэл процесс, ухаалаг хяналтын технологийг ашигласнаар керамик боловсруулалтын саад бэрхшээлийг аажмаар даван туулж байна.
Хэцүү байдал: Өндөр хатуулаг ба хэврэгшил зэрэгцэн оршдог
Металлуудаас ялгаатай нь керамик нь боловсруулах явцад хагарах, хагарахад илүү мэдрэмтгий байдаг. Жишээлбэл, цахиурын карбид нь маш хатуу бөгөөд уламжлалт зүсэх хэрэгсэл нь ихэвчлэн хурдан элэгддэг тул металл боловсруулалтын аравны нэгээр л ашиглалтад ордог. Дулааны нөлөөлөл нь бас чухал эрсдэл юм. Боловсруулалтын явцад орон нутгийн температурын өсөлт нь фазын хувирал болон үлдэгдэл хүчдэлд хүргэж, улмаар гүний гүнд гэмтэл учруулж, эцсийн бүтээгдэхүүний найдвартай байдлыг алдагдуулж болзошгүй юм. Хагас дамжуулагч субстратын хувьд нанометрийн хэмжээний гэмтэл ч гэсэн чипний дулаан ялгаруулалт болон цахилгааны гүйцэтгэлийг доройтуулдаг.
Техникийн нээлт: Хэт хатуу зүсэх хэрэгсэл ба нийлмэл процессууд
Машин боловсруулахад тулгарч буй эдгээр сорилтуудыг даван туулахын тулд салбар нь шинэ зүсэх хэрэгсэл, процессыг оновчтой болгох шийдлүүдийг тасралтгүй нэвтрүүлж байна. Поликристалл алмаз (PCD) болон куб бор нитрид (CBN) зүсэгч багажууд нь уламжлалт карбидын зүсэгч багажийг аажмаар сольж, элэгдэлд тэсвэртэй, боловсруулалтын тогтвортой байдлыг эрс сайжруулсан. Цаашилбал, хэт авианы чичиргээний тусламжтайгаар зүсэх болон уян хатан талбайн боловсруулалтын технологийг ашиглах нь өмнө нь зөвхөн хэврэг хугарлаар арилгасан керамик материалыг "хуванцар шиг" зүсэх боломжийг олгож, улмаар хагарал, ирмэгийн эвдрэлийг багасгасан.
Гадаргуугийн боловсруулалтын хувьд химийн механик өнгөлгөө (CMP), соронзон геологийн өнгөлгөө (MRF), плазмын тусламжтайгаар өнгөлөх (PAP) зэрэг шинэ технологиуд нь керамик эд ангиудыг нанометрийн түвшний нарийвчлалын эрин үе рүү хөтөлж байна. Жишээлбэл, хөнгөн цагаан нитридын дулаан шингээгч субстратууд нь PAP процессуудтай хослуулан CMP-ээр дамжуулан гадаргуугийн барзгар байдлыг 2 нм-ээс доош түвшинд хүрсэн нь хагас дамжуулагчийн салбарт чухал ач холбогдолтой юм.
Хэрэглээний хэтийн төлөв: Чипсээс эрүүл мэндийн үйлчилгээ хүртэл
Технологийн эдгээр нээлтүүд нь үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд хурдацтай нэвтэрч байна. Хагас дамжуулагч үйлдвэрлэгчид том керамик вааран хавтангийн тогтвортой байдлыг хангахын тулд өндөр хатуулагтай машин хэрэгсэл, дулааны алдааг нөхөх системийг ашиглаж байна. Биоанагаахын салбарт циркон имплантын нарийн төвөгтэй муруй гадаргууг соронзон геологийн өнгөлгөөний тусламжтайгаар өндөр нарийвчлалтайгаар боловсруулдаг. Энэ нь лазер болон бүрэх процессуудтай хослуулан биологийн нийцтэй байдал, бат бөх чанарыг сайжруулдаг.
Ирээдүйн чиг хандлага: Ухаалаг ба ногоон үйлдвэрлэл
Цаашид керамикийн нарийн боловсруулалт улам ухаалаг, байгаль орчинд ээлтэй байх болно. Нэг талаас хиймэл оюун ухаан, дижитал ихрүүдийг үйлдвэрлэлийн процесст нэвтрүүлж, багаж хэрэгслийн зам, хөргөх арга, боловсруулах параметрүүдийг бодит цагийн оновчтой болгох боломжийг олгож байна. Нөгөөтэйгүүр, градиент керамик дизайн, хог хаягдлыг дахин боловсруулах нь ногоон үйлдвэрлэлд шинэ хандлагыг бий болгож, судалгааны халуун цэг болж байна.
Дүгнэлт
Керамикийн нарийн боловсруулалт "нано нарийвчлал, бага гэмтэл, ухаалаг удирдлага" руу үргэлжлүүлэн хөгжинө гэж таамаглаж байна. Дэлхийн үйлдвэрлэлийн салбарын хувьд энэ нь зөвхөн материал боловсруулах шинэ дэвшил төдийгүй өндөр зэрэглэлийн үйлдвэрлэлийн ирээдүйн өрсөлдөх чадварын чухал үзүүлэлт юм. Дэвшилтэт үйлдвэрлэлийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг болох керамик боловсруулалтын шинэлэг дэвшил нь сансар огторгуй, хагас дамжуулагч, биоанагаах ухаан зэрэг салбарыг шууд шинэ өндөрлөгт хүргэх болно.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 9-р сарын 23-ны хооронд