Στον τομέα της κατασκευής ημιαγωγών, ο εξοπλισμός αυτόματης οπτικής επιθεώρησης (AOI) διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στη διασφάλιση της ποιότητας των τσιπ. Ακόμη και μια μικρή βελτίωση στην ακρίβεια ανίχνευσης θα μπορούσε να επιφέρει μια τεράστια μεταμόρφωση σε ολόκληρο τον κλάδο. Η βάση του εξοπλισμού, ως βασικό συστατικό, έχει βαθύ αντίκτυπο στην ακρίβεια ανίχνευσης. Τα τελευταία χρόνια, μια επανάσταση στα βασικά υλικά έχει σαρώσει τον κλάδο. Ο γρανίτης, με την εξαιρετική του απόδοση καταστολής κραδασμών, έχει σταδιακά αντικαταστήσει τα παραδοσιακά υλικά από χυτοσίδηρο και έχει γίνει το νέο αγαπημένο του εξοπλισμού επιθεώρησης AOI. Η απόδοσή του στην καταστολή κραδασμών έχει αυξηθεί κατά 92% σε σύγκριση με τον χυτοσίδηρο. Ποιες τεχνολογικές ανακαλύψεις και αλλαγές στον κλάδο κρύβονται πίσω από αυτά τα δεδομένα;
Οι αυστηρές απαιτήσεις για τους κραδασμούς στον εξοπλισμό επιθεώρησης AOI ημιαγωγών
Η διαδικασία κατασκευής ημιαγωγικών τσιπ έχει εισέλθει στην εποχή της νανοκλίμακας. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας επιθεώρησης AOI, ακόμη και εξαιρετικά μικροσκοπικοί κραδασμοί μπορεί να προκαλέσουν αποκλίσεις στα αποτελέσματα της επιθεώρησης. Οι λεπτές γρατσουνιές, τα κενά και άλλα ελαττώματα στην επιφάνεια του τσιπ βρίσκονται συχνά σε επίπεδο μικρομέτρου ή ακόμα και νανομέτρου. Οι οπτικοί φακοί του εξοπλισμού ανίχνευσης πρέπει να καταγράφουν αυτές τις λεπτομέρειες με εξαιρετικά υψηλή ακρίβεια. Οποιαδήποτε δόνηση που μεταδίδεται από τη βάση θα προκαλέσει μετατόπιση ή κούνημα του φακού, με αποτέλεσμα την θολή λήψη εικόνας και, ως εκ τούτου, την επηρέαση της ακρίβειας αναγνώρισης ελαττωμάτων.
Τα υλικά από χυτοσίδηρο χρησιμοποιούνταν κάποτε ευρέως στις βάσεις του εξοπλισμού επιθεώρησης AOI επειδή έχουν συγκεκριμένη αντοχή και απόδοση επεξεργασίας, και το κόστος είναι σχετικά χαμηλό. Ωστόσο, όσον αφορά την καταστολή των κραδασμών, ο χυτοσίδηρος έχει προφανείς ελλείψεις. Η εσωτερική δομή του χυτοσιδήρου περιέχει μεγάλο αριθμό φύλλων γραφίτη, τα οποία ισοδυναμούν με μικροσκοπικά κενά στο εσωτερικό και διαταράσσουν τη συνέχεια του υλικού. Όταν ο εξοπλισμός λειτουργεί και παράγει κραδασμούς ή διαταράσσεται από εξωτερικούς περιβαλλοντικούς κραδασμούς, η ενέργεια των κραδασμών δεν μπορεί να εξασθενήσει αποτελεσματικά στον χυτοσίδηρο, αλλά ανακλάται και υπερτίθεται συνεχώς μεταξύ του φύλλου γραφίτη και της μήτρας, με αποτέλεσμα τη συνεχή διάδοση των κραδασμών. Σχετικά πειράματα δείχνουν ότι αφού η βάση από χυτοσίδηρο διεγείρεται από εξωτερικούς κραδασμούς, ο χρόνος εξασθένησης των κραδασμών μπορεί να διαρκέσει αρκετά δευτερόλεπτα, γεγονός που θα έχει σοβαρό αντίκτυπο στην ακρίβεια ανίχνευσης κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Επιπλέον, το μέτρο ελαστικότητας του χυτοσιδήρου είναι σχετικά χαμηλό. Υπό τη μακροχρόνια δράση της βαρύτητας του εξοπλισμού και της τάσης των κραδασμών, είναι επιρρεπής σε παραμόρφωση, εντείνοντας περαιτέρω τη μετάδοση των κραδασμών.
Το μυστικό πίσω από την αύξηση κατά 92% της αποτελεσματικότητας καταστολής κραδασμών των βάσεων από γρανίτη
Ο γρανίτης, ως είδος φυσικής πέτρας, έχει σχηματίσει μια εξαιρετικά πυκνή και ομοιόμορφη εσωτερική δομή μέσω γεωλογικών διεργασιών για εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια. Αποτελείται κυρίως από ορυκτούς κρυστάλλους όπως ο χαλαζίας και ο άστριος, στενά συνδυασμένους, και οι χημικοί δεσμοί μεταξύ των κρυστάλλων είναι ισχυροί και σταθεροί. Αυτή η δομή προσδίδει στον γρανίτη εξαιρετική ικανότητα καταστολής κραδασμών. Όταν η δόνηση μεταδίδεται στη βάση του γρανίτη, οι ορυκτοί κρύσταλλοι στο εσωτερικό του μπορούν να μετατρέψουν γρήγορα την ενέργεια των κραδασμών σε θερμική ενέργεια και να την διαχύσουν. Μελέτες δείχνουν ότι η απόσβεση του γρανίτη είναι αρκετές φορές υψηλότερη από αυτή του χυτοσιδήρου, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να απορροφήσει την ενέργεια των κραδασμών πιο αποτελεσματικά, μειώνοντας το πλάτος και τη διάρκεια των κραδασμών. Μετά από επαγγελματικές δοκιμές, υπό τις ίδιες συνθήκες διέγερσης κραδασμών, ο χρόνος εξασθένησης των κραδασμών της βάσης του γρανίτη είναι μόνο το 8% αυτού του χυτοσιδήρου και η απόδοση καταστολής κραδασμών έχει αυξηθεί κατά 92%.
Η υψηλή σκληρότητα και το υψηλό μέτρο ελαστικότητας του γρανίτη συμβάλλουν επίσης σημαντικά. Η υψηλή σκληρότητα διασφαλίζει ότι η βάση είναι λιγότερο πιθανό να παραμορφωθεί όταν φέρει το βάρος του εξοπλισμού και τις εξωτερικές δυνάμεις, και διατηρεί πάντα μια σταθερή κατάσταση στήριξης. Το υψηλό μέτρο ελαστικότητας διασφαλίζει ότι η βάση μπορεί να επιστρέψει γρήγορα στο αρχικό της σχήμα όταν υποβληθεί σε κραδασμούς, μειώνοντας τη συσσώρευση κραδασμών. Επιπλέον, ο γρανίτης έχει εξαιρετική θερμική σταθερότητα και σχεδόν δεν επηρεάζεται από τις αλλαγές στη θερμοκρασία περιβάλλοντος, αποφεύγοντας τη θερμική διαστολή και την παραμόρφωση συστολής που προκαλούνται από τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας, διασφαλίζοντας έτσι περαιτέρω τη σταθερότητα της απόδοσης καταστολής κραδασμών.
Μετασχηματισμός Βιομηχανίας και Προοπτικές που Επιφέρουν οι Γρανιτένιες Βάσεις
Ο εξοπλισμός επιθεώρησης AOI με βάση από γρανίτη έχει βελτιώσει σημαντικά την ακρίβεια ανίχνευσης. Μπορεί να εντοπίσει αξιόπιστα ελαττώματα σε μικρότερα τσιπ, μειώνοντας το ποσοστό λανθασμένης εκτίμησης στο 1% και ενισχύοντας σημαντικά το ποσοστό απόδοσης της παραγωγής τσιπ. Εν τω μεταξύ, η σταθερότητα του εξοπλισμού έχει βελτιωθεί, μειώνοντας τον αριθμό των διακοπών λειτουργίας για συντήρηση που προκαλούνται από προβλήματα κραδασμών, παρατείνοντας τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού και μειώνοντας το συνολικό λειτουργικό κόστος.
Ώρα δημοσίευσης: 14 Μαΐου 2025