У сфері виробництва напівпровідників обладнання для автоматичного оптичного контролю (AOI) відіграє вирішальну роль у забезпеченні якості мікросхем. Навіть незначне покращення точності його виявлення може призвести до величезних змін у всій галузі. База обладнання, як ключовий компонент, має глибокий вплив на точність виявлення. В останні роки галузь охопила революція в базових матеріалах. Граніт, завдяки своїм видатним характеристикам придушення вібрації, поступово замінив традиційні чавунні матеріали та став новим фаворитом обладнання для AOI-контролю. Його ефективність придушення вібрації зросла на 92% порівняно з чавуном. Які технологічні прориви та зміни в галузі стоять за цими даними?
Суворі вимоги до вібрації в обладнанні для інспекції напівпровідників AOI
Процес виробництва напівпровідникових мікросхем вступив в наномасштабну еру. Під час процесу інспекції AOI навіть надзвичайно малі вібрації можуть спричинити відхилення в результатах інспекції. Дрібні подряпини, порожнини та інші дефекти на поверхні мікросхеми часто знаходяться на мікрометровому або навіть нанометровому рівні. Оптичні лінзи обладнання для виявлення повинні фіксувати ці деталі з надзвичайно високою точністю. Будь-яка вібрація, що передається основою, призведе до зміщення або тремтіння лінзи, що призведе до розмиття зображення та, таким чином, вплине на точність розпізнавання дефектів.
Чавунні матеріали колись широко використовувалися в основах обладнання для інспекції AOI, оскільки вони мають певну міцність та технологічні характеристики, а вартість є відносно низькою. Однак, з точки зору придушення вібрації, чавун має очевидні недоліки. Внутрішня структура чавуну містить велику кількість графітових листів, які еквівалентні крихітним порожнинам всередині та порушують безперервність матеріалу. Коли обладнання працює та генерує вібрацію або його порушують зовнішні вібрації, енергія вібрації не може бути ефективно послаблена в чавуні, а постійно відбивається та накладається між графітовим листом та матрицею, що призводить до безперервного поширення вібрації. Відповідні експерименти показують, що після того, як чавунна основа збуджується зовнішньою вібрацією, час затухання вібрації може тривати кілька секунд, що матиме серйозний вплив на точність виявлення протягом цього періоду. Крім того, модуль пружності чавуну відносно низький. Під тривалою дією сили тяжіння обладнання та вібраційного навантаження він схильний до деформації, що ще більше посилює передачу вібрації.
Секрет підвищення ефективності вібраційного придушення гранітних основ на 92%
Граніт, як вид природного каменю, внаслідок геологічних процесів, що тривали сотні мільйонів років, сформував надзвичайно щільну та однорідну внутрішню структуру. Він в основному складається з мінеральних кристалів, таких як кварц та польовий шпат, тісно поєднаних, а хімічні зв'язки між кристалами міцні та стабільні. Ця структура наділяє граніт видатною здатністю придушувати вібрації. Коли вібрація передається на гранітну основу, мінеральні кристали всередині нього можуть швидко перетворювати енергію вібрації на теплову енергію та розсіювати її. Дослідження показують, що демпфування граніту в кілька разів вище, ніж у чавуну, а це означає, що він може ефективніше поглинати енергію вібрації, зменшуючи амплітуду та тривалість вібрації. Після професійних випробувань, за тих самих умов збудження вібрації, час затухання вібрації гранітної основи становить лише 8% від часу затухання вібрації чавуну, а ефективність придушення вібрації збільшилася на 92%.
Висока твердість та високий модуль пружності граніту також значно сприяють цьому. Висока твердість гарантує, що основа менш схильна до деформації під дією ваги обладнання та зовнішніх силових впливів, і завжди підтримує стабільний опорний стан. Високий модуль пружності гарантує, що основа може швидко повернутися до своєї початкової форми під впливом вібрації, зменшуючи накопичення вібрації. Крім того, граніт має чудову термостійкість і майже не залежить від змін температури навколишнього середовища, уникаючи теплового розширення та деформації стиснення, спричинених коливаннями температури, тим самим забезпечуючи стабільність роботи системи придушення вібрацій.
Трансформація галузі та перспективи, спричинені гранітними основами
Обладнання для інспекції AOI з гранітною основою значно покращило точність виявлення. Воно може надійно виявляти дефекти у стружці меншого розміру, зменшуючи коефіцієнт помилок до 1% та значно підвищуючи коефіцієнт виходу стружки. Водночас покращилася стабільність обладнання, що зменшило кількість зупинок для технічного обслуговування, спричинених вібрацією, подовжило термін служби обладнання та знизило загальні експлуатаційні витрати.
Час публікації: 14 травня 2025 р.