Inom halvledartillverkning spelar automatisk optisk inspektionsutrustning (AOI) en avgörande roll för att säkerställa chipskvaliteten. Även en liten förbättring av dess detektionsnoggrannhet skulle kunna leda till en enorm omvandling av hela branschen. Utrustningsbasen, som en nyckelkomponent, har en djupgående inverkan på detektionsnoggrannheten. Under senare år har en revolution inom basmaterial svept genom branschen. Granit, med sin enastående vibrationsdämpande prestanda, har gradvis ersatt traditionella gjutjärnsmaterial och blivit den nya favoriten bland AOI-inspektionsutrustning. Dess vibrationsdämpande effektivitet har ökat med 92 % jämfört med gjutjärn. Vilka tekniska genombrott och branschförändringar ligger bakom dessa data?
De strikta kraven för vibrationer i inspektionsutrustning för halvledar-AOI
Tillverkningsprocessen för halvledarchips har gått in i nanoskaleeran. Under AOI-inspektionsprocessen kan även extremt små vibrationer orsaka avvikelser i inspektionsresultaten. De fina reporna, hålrummen och andra defekter på chipets yta är ofta på mikrometer- eller till och med nanometernivå. De optiska linserna i detektionsutrustningen måste fånga dessa detaljer med extremt hög precision. Alla vibrationer som överförs av basen kommer att få linsen att förskjutas eller skaka, vilket resulterar i suddig bildtagning och därigenom påverkar noggrannheten i defektidentifieringen.
Gjutjärnsmaterial användes en gång i stor utsträckning i baserna för AOI-inspektionsutrustning eftersom de har viss styrka och bearbetningsprestanda, och kostnaden är relativt låg. När det gäller vibrationsdämpning har dock gjutjärn uppenbara brister. Gjutjärnets interna struktur innehåller ett stort antal grafitark, som motsvarar små hålrum inuti och stör materialets kontinuitet. När utrustningen är i drift och genererar vibrationer, eller störs av externa miljövibrationer, kan vibrationsenergin inte dämpas effektivt i gjutjärnet utan reflekteras och överlagras konstant mellan grafitarket och matrisen, vilket resulterar i kontinuerlig vibrationsförökning. Relevanta experiment visar att efter att gjutjärnsbasen exciterats av externa vibrationer kan vibrationsdämpningstiden vara i flera sekunder, vilket kommer att ha en allvarlig inverkan på detekteringsnoggrannheten under denna period. Dessutom är gjutjärnets elasticitetsmodul relativt låg. Under långvarig påverkan av utrustningens gravitation och vibrationsbelastning är det benäget att deformeras, vilket ytterligare intensifierar vibrationsöverföringen.
Hemligheten bakom en 92% ökning av vibrationsdämpningseffektiviteten hos granitbaser
Granit, som en sorts natursten, har bildat en extremt tät och enhetlig inre struktur genom geologiska processer under hundratals miljoner år. Den består huvudsakligen av mineralkristaller som kvarts och fältspat som är tätt sammanfogade, och de kemiska bindningarna mellan kristallerna är starka och stabila. Denna struktur ger granit enastående vibrationsdämpande förmåga. När vibrationerna överförs till granitbasen kan mineralkristallerna inuti snabbt omvandla vibrationsenergin till värmeenergi och avleda den. Studier visar att dämpningen hos granit är flera gånger högre än hos gjutjärn, vilket innebär att den kan absorbera vibrationsenergi mer effektivt, vilket minskar vibrationernas amplitud och varaktighet. Efter professionella tester, under samma vibrationsexciteringsförhållanden, är vibrationsdämpningstiden för granitbasen endast 8 % av gjutjärnets, och vibrationsdämpningseffektiviteten har ökat med 92 %.
Granitens höga hårdhet och höga elasticitetsmodul bidrar också avsevärt. Den höga hårdheten säkerställer att basen är mindre benägen att deformeras när den bär vikten av utrustning och yttre kraftpåverkan, och alltid bibehåller ett stabilt stödjande tillstånd. Den höga elasticitetsmodulen säkerställer att basen snabbt kan återgå till sin ursprungliga form när den utsätts för vibrationer, vilket minskar ackumuleringen av vibrationer. Dessutom har granit utmärkt termisk stabilitet och är nästan opåverkad av förändringar i omgivningstemperaturen, vilket undviker termisk expansion och kontraktionsdeformation orsakad av temperaturfluktuationer, vilket ytterligare säkerställer stabiliteten hos vibrationsdämpningen.
Branschomvandling och framtidsutsikter orsakade av granitbaser
AOI-inspektionsutrustningen med granitbas har avsevärt förbättrat sin detekteringsnoggrannhet. Den kan tillförlitligt identifiera defekter i mindre flisor, vilket minskar felbedömningsgraden till inom 1 % och avsevärt ökar utbytet av flisproduktionen. Samtidigt har utrustningens stabilitet förbättrats, vilket minskar antalet avbrott för underhåll orsakade av vibrationsproblem, förlänger utrustningens livslängd och sänker de totala driftskostnaderna.
Publiceringstid: 14 maj 2025