В областта на производството на полупроводници, оборудването за автоматична оптична инспекция (AOI) играе ключова роля за осигуряване на качеството на чиповете. Дори леко подобрение в точността на откриване може да доведе до огромна трансформация в цялата индустрия. Базата от оборудване, като ключов компонент, има дълбоко влияние върху точността на откриване. През последните години революция в основните материали засегна индустрията. Гранитът, със своите изключителни характеристики за потискане на вибрациите, постепенно замени традиционните чугунени материали и се превърна в новия фаворит на оборудването за AOI инспекция. Ефективността му на потискане на вибрациите се е увеличила с 92% в сравнение с чугуна. Какви технологични пробиви и промени в индустрията стоят зад тези данни?
Строгите изисквания за вибрации в оборудването за инспекция на полупроводници AOI
Процесът на производство на полупроводникови чипове навлезе в наномащабната ера. По време на процеса на AOI инспекция, дори изключително малки вибрации могат да причинят отклонения в резултатите от инспекцията. Фините драскотини, кухини и други дефекти по повърхността на чипа често са на микрометрово или дори нанометрово ниво. Оптичните лещи на детекторното оборудване трябва да улавят тези детайли с изключително висока прецизност. Всяка вибрация, предавана от основата, ще доведе до изместване или трептене на лещата, което ще доведе до замъглено изображение и по този начин ще повлияе на точността на разпознаване на дефекти.
Чугунените материали някога са били широко използвани в основите на оборудване за инспекция на AOI, тъй като имат определена здравина и производителност при обработка, а цената е сравнително ниска. По отношение на потискането на вибрациите обаче, чугунът има очевидни недостатъци. Вътрешната структура на чугуна съдържа голям брой графитни листове, които са еквивалентни на малки кухини вътре и нарушават непрекъснатостта на материала. Когато оборудването работи и генерира вибрации или е смутено от външни вибрации на околната среда, енергията на вибрациите не може да бъде ефективно намалена в чугуна, а постоянно се отразява и наслагва между графитния лист и матрицата, което води до непрекъснато разпространение на вибрациите. Съответните експерименти показват, че след като чугунената основа е възбудена от външни вибрации, времето за намаляване на вибрациите може да продължи няколко секунди, което ще окаже сериозно влияние върху точността на откриване през този период. Освен това, модулът на еластичност на чугуна е сравнително нисък. При дългосрочно действие на гравитацията на оборудването и вибрационното напрежение, той е склонен към деформация, което допълнително усилва предаването на вибрациите.
Тайната зад 92% увеличение на ефективността на потискане на вибрациите на гранитните основи
Гранитът, като вид естествен камък, е образувал изключително плътна и еднородна вътрешна структура чрез геоложки процеси в продължение на стотици милиони години. Той е съставен главно от минерални кристали като кварц и фелдшпат, тясно свързани, а химичните връзки между кристалите са здрави и стабилни. Тази структура придава на гранита изключителна способност за потискане на вибрациите. Когато вибрациите се предават на гранитната основа, минералните кристали вътре в него могат бързо да преобразуват вибрационната енергия в топлинна енергия и да я разсейват. Проучванията показват, че затихването на гранита е няколко пъти по-високо от това на чугуна, което означава, че той може да абсорбира вибрационната енергия по-ефективно, намалявайки амплитудата и продължителността на вибрациите. След професионални тестове, при същите условия на възбуждане на вибрациите, времето за затихване на вибрациите на гранитната основа е само 8% от това на чугуна, а ефективността на потискане на вибрациите се е увеличила с 92%.
Високата твърдост и високият модул на еластичност на гранита също допринасят значително. Високата твърдост гарантира, че основата е по-малко склонна да се деформира при носене на тежестта на оборудването и външните силови въздействия и винаги поддържа стабилно опорно състояние. Високият модул на еластичност гарантира, че основата може бързо да се върне в първоначалната си форма, когато е подложена на вибрации, намалявайки натрупването на вибрации. Освен това, гранитът има отлична термична стабилност и почти не се влияе от промените в температурата на околната среда, избягвайки термично разширение и свиване, причинени от температурни колебания, като по този начин допълнително осигурява стабилност на вибрационните характеристики.
Трансформация на индустрията и перспективи, породени от гранитните основи
Оборудването за инспекция AOI с гранитна основа значително е подобрило точността си на откриване. То може надеждно да идентифицира дефекти в по-малки стружки, намалявайки процента на грешни преценки до 1% и значително увеличавайки добива на стружки. В същото време е подобрена стабилността на оборудването, намалявайки броя на спиранията за поддръжка, причинени от проблеми с вибрациите, удължавайки експлоатационния му живот и намалявайки общите експлоатационни разходи.
Време на публикуване: 14 май 2025 г.