Í framleiðslu hálfleiðara hefur hreinleiki hreinrýmaumhverfisins bein áhrif á afköst skífuframleiðslu og afköst örgjörvans. Fimm helstu skífuframleiðsluverksmiðjur heims hafa allar hætt að nota hefðbundin steypujárnsefni og skipt yfir í granítpalla. Að baki þessari umbreytingu liggur markmiðið að mengunarlausu umhverfi í hreinrýmum. Granítpallar, með sínum eigin einkennum, hafa sýnt fram á óviðjafnanlega kosti í hreinrýmum og eru orðnir nýir uppáhaldsstaðir skífuframleiðsluverksmiðja.
„Banvæni gallinn“ í steypujárnsefnum í hreinum rýmum
Steypujárn, sem hefðbundið iðnaðarefni, hafði eitt sinn ákveðna kosti hvað varðar vélræna eiginleika, en það á við mörg vandamál að stríða í hreinrýmum hálfleiðara. Í fyrsta lagi er yfirborðsörbygging steypujárnsins ekki þétt, með fjölda svitahola og smárra sprunga sem eru ósýnilegar berum augum. Við daglegan rekstur hreinrýma eru þessi svitahola mjög viðkvæm fyrir að draga í sig ryk, olíubletti og ýmis efnamengunarefni og verða að felustöðum fyrir mengunargjafa. Þegar mengunarefni safnast fyrir við nákvæma framleiðslu á skífum geta þau fallið af og fest sig við yfirborð skífunnar, sem veldur alvarlegum gæðavandamálum eins og skammhlaupum og opnum hringrásum í örgjörvanum.
Í öðru lagi hefur steypujárn tiltölulega lélega efnafræðilega stöðugleika. Við framleiðslu á skífum eru notuð ýmis ætandi efnahvörf eins og flúorsýra og brennisteinssýra. Steypujárn er viðkvæmt fyrir oxun og tæringu við rof þessara efna. Ryð og málmjónir sem myndast við tæringu menga ekki aðeins umhverfið í hreinum herbergjum heldur geta einnig orðið fyrir efnahvörfum við efnin á yfirborði skífunnar, sem skaðar eðlis- og efnafræðilega eiginleika skífanna og dregur verulega úr framleiðslugetu.
„Núllmengun“ eiginleiki granítpalla
Ástæðan fyrir því að granítpallar eru í uppáhaldi hjá fimm fremstu skífuframleiðslustöðvum heims liggur í eðli sínu „mengunarlausum“ eiginleikum þeirra. Granít er náttúrusteinn sem hefur myndast í gegnum jarðfræðileg ferli yfir hundruð milljóna ára. Innri steinefnakristallar þess eru nákristallaðir, uppbyggingin er þétt og einsleit og það eru nánast engar svitaholur á yfirborðinu. Þessi einstaka uppbygging tryggir að það muni ekki draga í sig ryk og mengunarefni. Jafnvel við tíðar truflanir á loftflæði og starfsemi starfsfólks og búnaðar í hreinrýminu, getur yfirborð granítpallsins samt haldist hreint, sem kemur í veg fyrir fjölgun og útbreiðslu mengunarefna.
Hvað varðar efnafræðilegan stöðugleika stendur granít sig einstaklega vel. Helstu efnisþættir þess eru steinefni eins og kvars og feldspat. Það hefur afar stöðuga efnafræðilega eiginleika og hvarfast varla við nein algeng efnafræðileg hvarfefni. Í flóknu efnafræðilegu umhverfi skífuframleiðslu geta granítpallar tekist á við rof ýmissa tærandi hvarfefna með auðveldum hætti, án þess að mynda tæringarefni eða málmjónamengun, sem veitir öruggan og hreinan grunnpall fyrir skífuframleiðslu. Á sama tíma er granít ekki leiðandi og myndar ekki stöðurafmagn, sem kemur í veg fyrir mengunarhættu af völdum stöðurafmagns sem gleypir rykagnir og tryggir enn frekar umhverfisgæði hreinrýmisins.
Efnisval út frá sjónarhóli kostnaðar og ávinnings
Þó að upphaflegur kostnaður við innkaup á granítpöllum sé tiltölulega hærri en á steypujárnspöllum, þá vegur heildarávinningurinn miklu meira en kostnaðarmunurinn til lengri tíma litið. Tíð þrif og viðhald á steypujárnspöllum vegna mengunarvandamála, sem og gríðarlegt tap vegna aukinnar vörugalla, hefur haldið heildarframleiðslukostnaði háum. Granítpallurinn, með núll mengunarkosti sínum, dregur verulega úr tíðni þrifa og viðhalds í hreinum rýmum og gallatíðni vara, lækkar rekstrarkostnað og eykur framleiðsluhagkvæmni og gæði vöru. Tökum verksmiðju með árlega framleiðslugetu upp á eina milljón skífur sem dæmi. Eftir að hafa tekið upp granítpalla getur það dregið úr mengunartapi um meira en tíu milljónir júana á ári og arðsemi fjárfestingarinnar er mjög umtalsverð.
Fimm helstu verksmiðjur heims fyrir skífuframleiðslu hafa hætt við steypujárn og valið granítpalla út frá ítarlegri athugun á kröfum um hreinrými og framleiðsluhagkvæmni. Mengunarlaus kostur granítpalla veitir áreiðanlega tryggingu fyrir skífuframleiðslu og knýr framleiðslu hálfleiðara í átt að meiri nákvæmni og hærri afköstum. Með sífelldri þróun hálfleiðaratækni munu granítpallar örugglega gegna mikilvægara hlutverki í framtíðarskífuframleiðslu.
Birtingartími: 14. maí 2025