லேசர் மார்க்கிங் மெஷின் பேஸ் மேம்படுத்தல் வழிகாட்டி: பைக்கோசெகண்ட்-லெவல் செயலாக்கத்தில் கிரானைட் மற்றும் வார்ப்பிரும்பு இடையே துல்லியமான தணிவின் ஒப்பீடு.

பைக்கோசெகண்ட்-லெவல் லேசர் மார்க்கிங் இயந்திரங்களின் துறையில், துல்லியம் என்பது உபகரணங்களின் செயல்திறனை மதிப்பிடுவதற்கான முக்கிய குறிகாட்டியாகும். லேசர் அமைப்பு மற்றும் துல்லிய கூறுகளுக்கான முக்கிய கேரியராக, அடித்தளம், அதன் பொருள் செயலாக்க துல்லியத்தின் நிலைத்தன்மையை நேரடியாக பாதிக்கிறது. கிரானைட் மற்றும் வார்ப்பிரும்பு, இரண்டு முக்கிய அடிப்படை பொருட்களாக, பைக்கோசெகண்ட்-லெவல் அல்ட்ரா-ஃபைன் செயலாக்கத்தின் போது துல்லியத் தணிப்பு பண்புகளில் குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. இந்தக் கட்டுரை, உபகரணங்களை மேம்படுத்துவதற்கான அறிவியல் அடிப்படையை வழங்க இரண்டின் செயல்திறன் நன்மைகள் மற்றும் தீமைகளை ஆழமாக பகுப்பாய்வு செய்யும்.
பொருள் பண்புகள் துல்லியத்தின் அடிப்படையை தீர்மானிக்கின்றன.
கிரானைட் என்பது நூற்றுக்கணக்கான மில்லியன் ஆண்டுகளாக புவியியல் செயல்முறைகள் மூலம் உருவாக்கப்பட்ட ஒரு பற்றவைக்கப்பட்ட பாறை ஆகும். அதன் உள் படிக அமைப்பு அடர்த்தியானது மற்றும் சீரானது, இண்டியம் எஃகு போன்ற துல்லியமான உலோகக் கலவைகளுடன் ஒப்பிடக்கூடிய நேரியல் விரிவாக்க குணகம் 0.5-8 × 10⁻⁶/℃ வரை குறைவாக உள்ளது. இந்த பண்பு சுற்றுப்புற வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கமாக இருக்கும்போது அதன் பரிமாண மாற்றத்தை கிட்டத்தட்ட மிகக் குறைவாக ஆக்குகிறது, வெப்ப விரிவாக்கம் மற்றும் சுருக்கத்தால் ஏற்படும் ஒளியியல் பாதை ஆஃப்செட் மற்றும் இயந்திர பிழைகளைத் திறம்பட தவிர்க்கிறது. கூடுதலாக, கிரானைட்டின் அடர்த்தி 2.6-2.8g /cm³ வரை அதிகமாக உள்ளது, இது இயற்கையாகவே சிறந்த அதிர்வு உறிஞ்சுதல் திறனைக் கொண்டுள்ளது. இது லேசர் செயலாக்கத்தின் போது உருவாகும் உயர் அதிர்வெண் அதிர்வுகளை விரைவாகக் குறைக்கும், ஒளியியல் அமைப்பு மற்றும் நகரும் பாகங்களின் நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்கிறது.

சிறந்த வார்ப்பு செயல்திறன் மற்றும் செலவு நன்மைகள் காரணமாக வார்ப்பிரும்பு தளங்கள் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சாம்பல் நிற வார்ப்பிரும்பின் வழக்கமான செதில் கிராஃபைட் அமைப்பு அதற்கு ஒரு குறிப்பிட்ட தணிப்பு செயல்திறனை அளிக்கிறது, இது சுமார் 30% முதல் 50% வரை அதிர்வு ஆற்றலை உறிஞ்சும். இருப்பினும், வார்ப்பிரும்பின் வெப்ப விரிவாக்கத்தின் குணகம் தோராயமாக 10-12 × 10⁻⁶/℃ ஆகும், இது கிரானைட்டை விட 2-3 மடங்கு அதிகம். நீண்ட கால தொடர்ச்சியான செயலாக்கத்தால் உருவாகும் வெப்பக் குவிப்பின் கீழ், பரிமாண சிதைவு ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது. இதற்கிடையில், வார்ப்பிரும்புக்குள் வார்ப்பு அழுத்தம் உள்ளது. பயன்பாட்டு செயல்பாட்டின் போது அழுத்தம் வெளியிடப்படுவதால், அது அடித்தளத்தின் தட்டையான தன்மை மற்றும் செங்குத்தாக மாற்ற முடியாத மாற்றங்களை ஏற்படுத்தக்கூடும். ​
பைக்கோசெகண்ட்-நிலை செயலாக்கத்தில் துல்லியத் தணிப்பு வழிமுறை
பைக்கோசெகண்ட் லேசர் செயலாக்கம், அதன் அல்ட்ரா-ஷார்ட் பல்ஸ் பண்புகளுடன், துணை-மைக்ரான் மட்டத்திலோ அல்லது நானோமீட்டர் மட்டத்திலோ கூட நுண்ணிய செயலாக்கத்தை அடைய முடியும், ஆனால் இது உபகரணங்களின் நிலைத்தன்மைக்கு கடுமையான தேவைகளையும் முன்வைக்கிறது. கிரானைட் அடித்தளம், அதன் நிலையான உள் அமைப்பைக் கொண்டு, உயர் அதிர்வெண் லேசர் தாக்கத்தின் கீழ் துணை-மைக்ரான் மட்டத்தில் அதிர்வு பதிலைக் கட்டுப்படுத்த முடியும், லேசர் குவியத்தின் நிலைப்படுத்தல் துல்லியத்தை திறம்பட பராமரிக்கிறது. அளவிடப்பட்ட தரவு, கிரானைட் அடித்தளத்துடன் கூடிய லேசர் குறியிடும் இயந்திரம் தொடர்ச்சியான 8-மணிநேர பைக்கோசெகண்ட் செயலாக்கத்திற்குப் பிறகும் ±0.5μm க்குள் ஒரு கோட்டு அகல விலகலைப் பராமரிக்கிறது என்பதைக் காட்டுகிறது.
வார்ப்பிரும்பு அடித்தளம் பைக்கோசெகண்ட் லேசரின் உயர் அதிர்வெண் அதிர்வுக்கு ஆளாகும்போது, ​​தொடர்ச்சியான தாக்கத்தின் காரணமாக உள் தானிய அமைப்பு நுண்ணிய சோர்வுக்கு உட்படும், இதன் விளைவாக அடித்தளத்தின் விறைப்பு குறைகிறது. ஒரு குறிப்பிட்ட குறைக்கடத்தி உற்பத்தி நிறுவனத்தின் கண்காணிப்பு தரவு, ஆறு மாத செயல்பாட்டிற்குப் பிறகு, வார்ப்பிரும்பு அடித்தளங்களைக் கொண்ட உபகரணங்களின் செயலாக்க துல்லியம் குறைப்பு விகிதம் 12% ஐ அடைகிறது என்பதைக் காட்டுகிறது, இது முக்கியமாக கோடு விளிம்புகளின் கடினத்தன்மை அதிகரிப்பு மற்றும் நிலைப்படுத்தல் பிழைகளின் விரிவாக்கம் என வெளிப்படுகிறது. இதற்கிடையில், வார்ப்பிரும்பு சுற்றுச்சூழல் ஈரப்பதத்திற்கு ஒப்பீட்டளவில் உணர்திறன் கொண்டது. நீண்ட கால பயன்பாடு துருப்பிடிக்க வாய்ப்புள்ளது, இது துல்லியத்தின் சீரழிவை மேலும் துரிதப்படுத்துகிறது.
நடைமுறை பயன்பாடுகளில் செயல்திறன் வேறுபாடுகளின் சரிபார்ப்பு
3C மின்னணு துல்லிய கூறு செயலாக்கத் துறையில், ஒரு பிரபலமான நிறுவனம் இரண்டு வகையான பொருள் தளங்களின் உபகரண செயல்திறன் குறித்த ஒப்பீட்டு சோதனையை நடத்தியது. சோதனையில், ஒரே உள்ளமைவைக் கொண்ட இரண்டு பைக்கோசெகண்ட் லேசர் குறியிடும் இயந்திரங்கள் முறையே கிரானைட் மற்றும் வார்ப்பிரும்பு தளங்களுடன் பொருத்தப்பட்டிருந்தன, அவை 0.1 மிமீ அகலம் கொண்ட மொபைல் போன் திரைகளின் கண்ணாடியை வெட்டி குறிக்கின்றன. 200 மணிநேர தொடர்ச்சியான செயலாக்கத்திற்குப் பிறகு, கிரானைட் அடிப்படை உபகரணங்களின் செயலாக்க துல்லியத்தின் தக்கவைப்பு விகிதம் 98.7% ஆகவும், வார்ப்பிரும்பு அடிப்படை உபகரணங்களின் தக்கவைப்பு விகிதம் 86.3% ஆகவும் இருந்தது. பிந்தையவரால் செயலாக்கப்பட்ட கண்ணாடியின் விளிம்புகள் வெளிப்படையான மரக்கால் பற்கள் குறைபாடுகளைக் காட்டின. ​
விண்வெளி கூறுகளின் உற்பத்தியில், ஒரு குறிப்பிட்ட ஆராய்ச்சி நிறுவனத்தின் நீண்டகால கண்காணிப்புத் தரவு வேறுபாடுகளை மிகவும் உள்ளுணர்வாக பிரதிபலிக்கிறது: கிரானைட் அடித்தளத்துடன் கூடிய லேசர் குறியிடும் இயந்திரம் ஐந்து வருட சேவை வாழ்க்கைக்குள் 3μm க்கும் குறைவான ஒட்டுமொத்த துல்லியமான குறைப்பைக் கொண்டுள்ளது; இருப்பினும், மூன்று ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, அடித்தளத்தின் சிதைவால் ஏற்படும் வார்ப்பிரும்பு அடிப்படை உபகரணங்களின் செயலாக்கப் பிழை ±10μm என்ற செயல்முறை தரத்தை மீறிவிட்டது, மேலும் ஒட்டுமொத்த இயந்திர துல்லிய அளவுத்திருத்தம் மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும்.
முடிவுகளை மேம்படுத்துவதற்கான பரிந்துரைகள்
நிறுவனங்கள் உயர்-துல்லியமான மற்றும் நீண்ட-சுழற்சி நிலையான செயலாக்கத்தை தங்கள் முக்கிய தேவைகளாக எடுத்துக் கொண்டால், குறிப்பாக குறைக்கடத்தி சில்லுகள் மற்றும் துல்லியமான ஒளியியல் கூறுகள் போன்ற துறைகளில், அவற்றின் சிறந்த வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் அதிர்வு எதிர்ப்புடன் கூடிய கிரானைட் தளங்கள் ஒரு சிறந்த மேம்படுத்தல் தேர்வாகும். அதன் ஆரம்ப கொள்முதல் செலவு வார்ப்பிரும்பை விட 30% முதல் 50% அதிகமாக இருந்தாலும், முழு வாழ்க்கை சுழற்சி செலவின் பார்வையில், துல்லிய அளவுத்திருத்தத்தின் குறைக்கப்பட்ட அதிர்வெண் மற்றும் பராமரிப்புக்கான உபகரணங்கள் செயலிழப்பு நேரம் ஆகியவை ஒட்டுமொத்த நன்மைகளை கணிசமாக மேம்படுத்தலாம். ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த செயலாக்க துல்லியத் தேவைகள் மற்றும் வரையறுக்கப்பட்ட பட்ஜெட்டுகள் கொண்ட பயன்பாட்டு சூழ்நிலைகளுக்கு, பயன்பாட்டு சூழலை நியாயமான முறையில் கட்டுப்படுத்தும் முன்மாதிரியின் கீழ் வார்ப்பிரும்பு தளங்களை இன்னும் ஒரு இடைநிலை தீர்வாகப் பயன்படுத்தலாம்.
பைக்கோசெகண்ட்-லெவல் செயலாக்கத்தில் கிரானைட் மற்றும் வார்ப்பிரும்பின் துல்லியமான தணிப்பு பண்புகளை முறையாக ஒப்பிடுவதன் மூலம், லேசர் குறியிடும் இயந்திரத்தின் செயலாக்க துல்லியம் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை மேம்படுத்துவதற்கு பொருத்தமான அடிப்படைப் பொருளைத் தேர்ந்தெடுப்பது ஒரு முக்கிய படியாகும் என்பதைக் காணலாம். நிறுவனங்கள், அவற்றின் சொந்த தொழில்நுட்பத் தேவைகள் மற்றும் செலவுக் கருத்தில் கொண்டு, உயர்நிலை உற்பத்திக்கு உறுதியான உபகரண அடித்தளத்தை வழங்க அடிப்படை மேம்படுத்தல் திட்டத்தில் அறிவியல் முடிவுகளை எடுக்க வேண்டும்.