หินก้อนหนึ่งสามารถทำให้การตรวจจับเศษวัสดุ "มีความเสถียรดุจภูเขา" ได้อย่างไร? ไขปริศนาในแนวนอนของฐานหินแกรนิต

ในห้องปฏิบัติการที่มีความแม่นยำสูงสำหรับการผลิตชิป มี "ฮีโร่เบื้องหลัง" ที่ดูเหมือนจะไม่โดดเด่นอะไรนัก นั่นก็คือฐานเครื่องจักรที่ทำจากหินแกรนิต อย่าประมาทหินก้อนนี้เด็ดขาด เพราะมันคือหัวใจสำคัญในการรับประกันความแม่นยำของการทดสอบแบบไม่ทำลายแผ่นเวเฟอร์! วันนี้เรามาดูกันว่ามันช่วยให้เครื่องมือตรวจจับอยู่ในแนว "ราบและแนวตั้ง" ได้อย่างไร

1. เกิดมาพร้อมกับ "ยีนที่เสถียร"
หินแกรนิตไม่ใช่หินธรรมดา โครงสร้างภายในของมันเปรียบเสมือน "จิ๊กซอว์แร่" ที่ประสานกันอย่างแน่นหนา ควอตซ์ เฟลด์สปาร์ และผลึกอื่นๆ เรียงตัวกันอย่างใกล้ชิด มีความหนาแน่นสูงมากและแทบไม่มีช่องว่าง นี่ก็เหมือนกับการสร้างบ้านด้วยคอนกรีตเสริมเหล็ก ซึ่งทั้งแข็งแรงและมั่นคง เมื่ออุปกรณ์ตรวจสอบ "วาง" อยู่บนนั้น แม้จะมีน้ำหนักหลายตัน การเสียรูปของฐานหินแกรนิตก็แทบจะไม่มีเลย เพียงแค่หนึ่งในสิบของการเสียรูปของเหล็กเท่านั้น!

สิ่งที่น่าประทับใจยิ่งกว่าคือ หินแกรนิตแทบจะไม่กลัวการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเลย วัสดุโลหะทั่วไปมักจะ "ขยายตัวและมีน้ำหนักเพิ่มขึ้น" เมื่อได้รับความร้อน และ "หดตัวและบางลง" เมื่อเย็นลง อย่างไรก็ตาม หินแกรนิตดูเหมือนจะมี "เวทมนตร์แห่งอุณหภูมิคงที่" เมื่ออุณหภูมิผันผวนเพียง 1 องศาเซลเซียส การขยายตัวและการหดตัวของมันจะน้อยกว่าการขยายตัวและการหดตัวของเส้นผมมนุษย์ถึงหนึ่งในพันเท่า ควรสังเกตว่าแม้ว่าอุณหภูมิในห้องทดสอบจะเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ฐานหินแกรนิตก็สามารถรองรับอุปกรณ์ได้อย่างมั่นคงและป้องกันไม่ให้ระดับความเรียบ "เบี่ยงเบน"
ประการที่สอง เทคนิคการประมวลผลของ "รายละเอียดที่แยบยล"
เพื่อให้ฐานหินแกรนิตมีความแม่นยำยิ่งขึ้น วิศวกรจึงใช้ "เทคโนโลยีล้ำสมัย" ในการแปรรูป ลองนึกภาพการขัดหินด้วย "กระดาษทรายคุณภาพสูง" ที่ทำจากเพชร นี่คือวิธีการทำงานของเครื่องเจียรห้าแกน มันจะเจียรพื้นผิวของหินแกรนิตให้เรียบกว่ากระจกในสามขั้นตอน:

การเจียรหยาบ: ขั้นแรก ให้ขจัดตำหนิบนพื้นผิวของหินและควบคุมความเรียบให้ได้ระดับหนึ่งในยี่สิบของเส้นผมมนุษย์
การบดละเอียดปานกลาง: การปรับปรุงเพิ่มเติม โดยเพิ่มความเรียบให้เป็นหนึ่งในห้าสิบของเส้นผมมนุษย์
การขัดละเอียด: ขั้นตอนสุดท้ายคือการขัดเงาด้วยผงขัดละเอียดพิเศษ จนได้ความเรียบเนียนระดับหนึ่งในพันของเส้นผมมนุษย์! ณ จุดนี้ พื้นผิวของฐานหินแกรนิตจะเหมือน "แท่นราบ" ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับอุปกรณ์ตรวจสอบ

ขาตั้งคุณภาพสูงบางรุ่นยังมี "สมองอัจฉริยะ" โดยมีระดับความแม่นยำสูงในตัว ทำหน้าที่เหมือน "ยามตัวเล็ก ๆ" คอยเฝ้าระวังตลอด 24 ชั่วโมง เมื่อตรวจพบว่าอุปกรณ์เอียงไป 0.01 องศา (มุมที่เล็กกว่าปลายปากกา) ระบบไฮดรอลิกจะทำงานทันทีและ "ปรับให้ตรง" ภายใน 30 วินาที
ประการที่สาม การออกแบบอันชาญฉลาดช่วยเพิ่มเสถียรภาพให้ดียิ่งขึ้น
วิศวกรยังได้คิดค้นโครงสร้างฐานของเครื่องอย่างหนัก ฐานด้านล่างทำเป็นรูปทรงรังผึ้งหกเหลี่ยม คล้ายกับรังผึ้ง ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดน้ำหนัก แต่ยังช่วยกระจายแรงกดอย่างสม่ำเสมอ เมื่อหัววัดเคลื่อนที่บนแผ่นเวเฟอร์ การเปลี่ยนแปลงรูปทรงที่แต่ละจุดของฐานจะเกือบเท่ากัน ทำให้มั่นใจได้ว่าการอ้างอิงในแนวนอนจะคงที่ตลอดเวลา

สิ่งที่น่าทึ่งยิ่งกว่าคือ มี "ตัวดูดซับแรงกระแทกที่มองไม่เห็น" ซึ่งเป็นตัวดูดซับแรงกระแทกเซรามิกแบบเพียโซอิเล็กทริก ติดตั้งอยู่ระหว่างฐานและพื้น มันสามารถดักจับแรงสั่นสะเทือนต่างๆ ได้ตั้งแต่ 1 ถึง 1000 เฮิรตซ์ เหมือนเรดาร์ และปล่อยคลื่นย้อนกลับออกมาทันทีเพื่อ "หักล้าง" การรบกวน ตัวอย่างเช่น แรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากการทำงานของเครื่องจักรในห้องข้างๆ หรือแรงกระแทกจากยานพาหนะที่วิ่งผ่านไปมาภายนอก ล้วน "ไร้ประโยชน์" เมื่ออยู่ด้านหน้าของมัน
ข้อมูลบ่งบอกได้ด้วยตัวเอง: ผลกระทบนั้นรุนแรงแค่ไหน?
ในการใช้งานจริง ประสิทธิภาพของฐานหินแกรนิตนั้นน่าทึ่งอย่างแท้จริง:

การตรวจสอบด้วยแสง: ความแม่นยำในการระบุข้อบกพร่องบนพื้นผิวของแผ่นเวเฟอร์ได้รับการปรับปรุงจาก 3 ไมครอนเป็น 1 ไมครอน (1 ไมครอน = หนึ่งในหกสิบของเส้นผมมนุษย์)
การทดสอบด้วยคลื่นอัลตราโซนิค: ความคลาดเคลื่อนในการวัดความหนาของแผ่นเวเฟอร์ลดลงถึงสามในสี่
การใช้งานระยะยาว: หลังจากใช้งานต่อเนื่องเป็นเวลาหนึ่งปี การเปลี่ยนแปลงระดับแทบจะไม่มีเลย ในขณะที่ฐานเครื่องจักรทั่วไปมักจะ "โก่งงอ" ไปนานแล้ว

ด้วยข้อดีของวัสดุธรรมชาติ การประมวลผลที่แม่นยำ และการออกแบบที่ล้ำสมัย ฐานหินแกรนิตได้พิสูจน์ให้เห็นถึง "ความแข็งแกร่ง" ว่าหากคุณต้องการตรวจจับรอยแตกได้อย่างแม่นยำ หินชนิดนี้จึงเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้อย่างแท้จริง!