Oblea ontziratzeko erdieroaleen fabrikazio prozesu zehatz eta konplexuan, tentsio termikoa iluntasunean ezkutatutako "suntsitzaile" bat bezalakoa da, ontziratzearen kalitatea eta txipen errendimendua etengabe mehatxatzen dituena. Txipen eta ontziratze-materialen arteko hedapen termiko-koefizienteen aldeetatik hasi eta ontziratze-prozesuan zehar gertatzen diren tenperatura-aldaketa bortitzetaraino, tentsio termikoaren sorrera-bideak anitzak dira, baina guztiek adierazten dute errendimendu-tasa murriztea eta txipen epe luzerako fidagarritasuna eragitea. Granitozko oinarria, bere material-propietate bereziekin, isilean "laguntzaile" indartsu bihurtzen ari da tentsio termikoaren arazoari aurre egiteko.
Oblea ontziratzean tentsio termikoaren dilema
Oblea ontziratzeak hainbat materialen arteko lankidetza dakar. Txip-ak normalean silizioa bezalako erdieroale materialekin osatuta daude, eta plastikozko ontziratze-materialak eta substratuak bezalako ontziratze-materialak, berriz, kalitate aldetik desberdinak dira. Ontziratze-prozesuan tenperatura aldatzen denean, material desberdinek hedapen eta uzkurdura termiko maila asko aldatzen dute, hedapen termikoaren koefizientean (CTE) dagoen alde nabarmenengatik. Adibidez, siliziozko txipen hedapen termikoaren koefizientea gutxi gorabehera 2,6×10⁻⁶/℃ da, eta epoxi erretxinazko molde-material arrunten hedapen termikoaren koefizientea, berriz, 15-20 ×10⁻⁶/℃-koa da. Hutsune handi honek txiparen eta ontziratze-materialaren uzkurdura-maila asinkronoa izatea eragiten du ontziratu ondorengo hozte-fasean, bien arteko interfazean tentsio termiko handia sortuz. Tentsio termikoaren etengabeko eraginpean, oblea okertu eta deformatu egin daiteke. Kasu larrietan, akats hilgarriak ere sor ditzake, hala nola txiparen pitzadurak, soldadura-juntura hausturak eta interfazearen delaminazioa, eta horrek txiparen errendimendu elektrikoa kaltetzen du eta bere bizitza erabilgarria nabarmen murrizten du. Industriaren estatistiken arabera, tentsio termiko arazoek eragindako obleen ontzien akatsen tasa % 10etik % 15era bitartekoa izan daiteke, eta horrek erdieroaleen industriaren garapen eraginkorra eta kalitatezkoa mugatzen duen faktore gakoa bihurtzen da.
Granitozko oinarrien abantaila bereizgarriak
Hedapen termiko koefiziente baxua: Granitoa batez ere kuartzoa eta feldespatoa bezalako kristal mineralez osatuta dago, eta bere hedapen termiko koefizientea oso baxua da, oro har 0,6 eta 5×10⁻⁶/℃ artekoa, siliziozko txipen antzekoagoa dena. Ezaugarri honek aukera ematen du obleak ontziratzeko ekipoen funtzionamenduan, tenperatura gorabeherak izan arren, granitozko oinarriaren eta txiparen eta ontziratzeko materialen arteko hedapen termikoaren aldea nabarmen murrizteko. Adibidez, tenperatura 10℃ aldatzen denean, granitozko oinarriaren gainean eraikitako ontziratzeko plataformaren tamainaren aldaketa % 80 baino gehiago murriztu daiteke ohiko metalezko oinarriarekin alderatuta, eta horrek asko arintzen du hedapen eta uzkurdura termiko asinkronoak eragindako tentsio termikoa, eta euskarri-ingurune egonkorragoa eskaintzen dio obleari.
Egonkortasun termiko bikaina: Granitoak egonkortasun termiko bikaina du. Bere barne-egitura trinkoa da, eta kristalak lotura ioniko eta kobalenteen bidez estuki lotuta daude, barnean bero-eroankortasun motela ahalbidetuz. Ontziratzeko ekipoak tenperatura-ziklo konplexuak jasaten dituenean, granitozko oinarriak tenperatura-aldaketen eragina eraginkortasunez murriztu dezake eta tenperatura-eremu egonkor bat mantendu. Esperimentu garrantzitsuek erakusten dute ontziratzeko ekipoen tenperatura-aldaketa-tasa arruntaren pean (adibidez, ±5 ℃ minutuko), granitozko oinarriaren gainazaleko tenperaturaren uniformetasunaren desbideratzea ±0,1 ℃-ren barruan kontrola daitekeela, tokiko tenperatura-diferentziak eragindako tentsio termikoaren kontzentrazio-fenomenoa saihestuz, oblea ingurune termiko uniforme eta egonkor batean dagoela ziurtatuz ontziratzeko prozesu osoan zehar, eta tentsio termikoaren sorreraren iturria murriztuz.
Zurruntasun handia eta bibrazio-amortiguazioa: Oblea ontziratzeko ekipoen funtzionamenduan, barruko mugitzen diren pieza mekanikoek (motorrak, transmisio-gailuak, etab.) bibrazioak sortuko dituzte. Bibrazio horiek obleara transmititzen badira, tentsio termikoak oblean eragindako kaltea areagotuko dute. Granitozko oinarriek zurruntasun handia eta gogortasun handiagoa dute metalezko material askok baino, eta horrek kanpoko bibrazioen interferentziari eraginkortasunez aurre egin diezaioke. Bien bitartean, bere barne-egitura bereziak bibrazio-amortiguazio errendimendu bikaina ematen dio eta bibrazio-energia azkar xahutzeko aukera ematen dio. Ikerketa-datuek erakusten dute granitozko oinarriak ontziratzeko ekipoen funtzionamenduak sortutako maiztasun handiko bibrazioa (100-1000Hz) % 60tik % 80ra murriztu dezakeela, bibrazioaren eta tentsio termikoaren akoplamendu-efektua nabarmen murriztuz, eta oblea ontziratzearen zehaztasun handia eta fidagarritasun handia bermatuz.
Aplikazio praktikoaren efektua
Erdieroaleen fabrikazio enpresa ezagun baten oblea-ontziratzeko ekoizpen-lerroan, granitozko oinarriak dituzten ontziratzeko ekipoak sartu ondoren, lorpen nabarmenak egin dira. Ontziratu ondoren 10.000 oblearen ikuskapen-datuen analisian oinarrituta, granitozko oinarria hartu aurretik, tentsio termikoak eragindako oblearen deformazioaren akats-tasa % 12koa zen. Hala ere, granitozko oinarrira aldatu ondoren, akats-tasa nabarmen jaitsi zen, % 3ra arte, eta errendimendu-tasa nabarmen hobetu zen. Gainera, epe luzeko fidagarritasun-probek erakutsi dute tenperatura altuko (125 ℃) eta tenperatura baxuko (-55 ℃) 1.000 ziklo egin ondoren, granitozko oinarri-paketean oinarritutako txiparen soldadura-junturako akatsen kopurua % 70 murriztu dela oinarrizko pakete tradizionalarekin alderatuta, eta txiparen errendimendu-egonkortasuna asko hobetu dela.
Erdieroaleen teknologiak zehaztasun handiago eta tamaina txikiagorantz aurrera egiten jarraitzen duen heinean, obleen ontziratzean tentsio termikoaren kontrolaren eskakizunak gero eta zorrotzagoak dira. Granitozko oinarriak, hedapen termiko koefiziente baxuan, egonkortasun termikoan eta bibrazioen murrizketan dituzten abantaila zabalekin, aukera gako bihurtu dira obleen ontziratzearen kalitatea hobetzeko eta tentsio termikoaren eragina murrizteko. Gero eta paper garrantzitsuagoa betetzen ari dira erdieroaleen industriaren garapen jasangarria bermatzeko.
Argitaratze data: 2025eko maiatzaren 15a