Í framleiðslu hálfleiðara gegnir sjálfvirkur ljósleiðaraskoðunarbúnaður (AOI) lykilhlutverki í að tryggja gæði flísanna. Jafnvel lítilsháttar framför í greiningarnákvæmni gæti leitt til mikilla umbreytinga í allri greininni. Búnaðargrunnurinn, sem lykilþáttur, hefur djúpstæð áhrif á greiningarnákvæmni. Á undanförnum árum hefur bylting í grunnefnum gengið yfir greinina. Granít, með framúrskarandi titringsdeyfingargetu, hefur smám saman komið í stað hefðbundinna steypujárnsefna og orðið nýi uppáhalds AOI skoðunarbúnaðurinn. Titringsdeyfingargeta þess hefur aukist um 92% samanborið við steypujárn. Hvaða tækniframfarir og breytingar í greininni liggja að baki þessum gögnum?
Strangar kröfur um titring í skoðunarbúnaði fyrir hálfleiðara AOI
Framleiðsluferli hálfleiðaraflísar er komið inn í nanóskalatímabilið. Við skoðun á AOI geta jafnvel mjög litlar titringar valdið frávikum í skoðunarniðurstöðum. Fínar rispur, holur og aðrir gallar á yfirborði flísarinnar eru oft á míkrómetra- eða jafnvel nanómetrastigi. Lensur greiningarbúnaðarins þurfa að fanga þessar upplýsingar með mikilli nákvæmni. Allur titringur sem botninn sendir veldur því að linsan færist til eða hristist, sem leiðir til óskýrrar myndatöku og hefur þar með áhrif á nákvæmni gallagreiningar.
Steypujárnsefni voru áður mikið notuð í undirstöður AOI skoðunarbúnaðar vegna ákveðins styrks og vinnslugetu og kostnaðurinn er tiltölulega lágur. Hins vegar hefur steypujárn augljósa galla hvað varðar titringsdeyfingu. Innri uppbygging steypujárns inniheldur mikið magn af grafítplötum sem eru jafngild örsmáum holum að innan og raska samfellu efnisins. Þegar búnaðurinn er í gangi og myndar titring eða verður fyrir truflunum af utanaðkomandi umhverfistitringi er ekki hægt að draga úr titringsorkunni á áhrifaríkan hátt í steypujárninu heldur endurkastast hún stöðugt og leggst ofan á milli grafítplötunnar og fylliefnisins, sem leiðir til stöðugrar útbreiðslu titrings. Viðeigandi tilraunir sýna að eftir að steypujárnsgrunnurinn er örvaður af utanaðkomandi titringi getur titringsdeyfingartíminn varað í nokkrar sekúndur, sem mun hafa alvarleg áhrif á nákvæmni greiningarinnar á þessu tímabili. Að auki er teygjanleiki steypujárns tiltölulega lágur. Undir langtímaáhrifum þyngdarafls og titringsálags búnaðarins er það viðkvæmt fyrir aflögun, sem eykur enn frekar titringsflutninginn.
Leyndarmálið á bak við 92% aukningu á titringsdeyfingu í granítgrunnum
Granít, sem náttúrusteinn, hefur myndað afar þétta og einsleita innri uppbyggingu í gegnum jarðfræðileg ferli í hundruð milljóna ára. Það er aðallega samsett úr steinefnum eins og kvarsi og feldspat sem eru nátengd, og efnatengi milli kristallanna eru sterk og stöðug. Þessi uppbygging gefur granítinu framúrskarandi titringsdeyfingargetu. Þegar titringurinn berst til granítgrunnsins geta steinefnakristallarnir í því hratt breytt titringsorkunni í varmaorku og dreift henni. Rannsóknir sýna að deyfing graníts er nokkrum sinnum meiri en steypujárns, sem þýðir að það getur tekið á sig titringsorku á skilvirkari hátt og dregið úr sveifluvídd og lengd titringsins. Eftir faglegar prófanir, við sömu titringsörvunarskilyrði, er titringsdeyfingartími granítgrunnsins aðeins 8% af steypujárni og titringsdeyfingarvirkni hefur aukist um 92%.
Mikil hörku og mikill teygjanleiki granítsins stuðla einnig verulega. Mikil hörku tryggir að grunnurinn aflagast síður þegar hann ber þyngd búnaðar og utanaðkomandi krafta og viðheldur alltaf stöðugu burðarástandi. Mikill teygjanleiki tryggir að grunnurinn geti fljótt snúið aftur í upprunalegt form þegar hann verður fyrir titringi, sem dregur úr uppsöfnun titrings. Að auki hefur granít framúrskarandi hitastöðugleika og er nánast óbreytt af breytingum á umhverfishita, sem kemur í veg fyrir hitaþenslu og samdráttaraflögun af völdum hitasveiflna, og tryggir þannig enn frekar stöðugleika titringsdeyfingar.
Umbreyting iðnaðarins og horfur sem granítgrunnar valda
Skoðunarbúnaðurinn fyrir AOI með granítgrunni hefur bætt nákvæmni sína verulega. Hann getur áreiðanlega greint galla í smærri flögum, dregið úr mismatshlutfalli innan við 1% og aukið verulega afköst flísframleiðslu. Á sama tíma hefur stöðugleiki búnaðarins batnað, sem dregur úr fjölda viðhaldsstöðvana vegna titringsvandamála, lengir endingartíma búnaðarins og lækkar heildarrekstrarkostnað.
Birtingartími: 14. maí 2025