Inden for halvlederfremstilling spiller automatisk optisk inspektionsudstyr (AOI) en afgørende rolle i at sikre chipskvaliteten. Selv en lille forbedring af detektionsnøjagtigheden kan medføre en enorm forandring for hele industrien. Udstyrsbasen har som en nøglekomponent en dybtgående indflydelse på detektionsnøjagtigheden. I de senere år har en revolution inden for basismaterialer fejet gennem industrien. Granit, med sin enestående vibrationsdæmpningsevne, har gradvist erstattet traditionelle støbejernsmaterialer og er blevet den nye favorit inden for AOI-inspektionsudstyr. Dens vibrationsdæmpningseffektivitet er steget med 92 % sammenlignet med støbejern. Hvilke teknologiske gennembrud og brancheændringer ligger bag disse data?
De strenge krav til vibrationer i halvleder-AOI-inspektionsudstyr
Fremstillingsprocessen for halvlederchips er gået ind i nanoskala-æraen. Under AOI-inspektionsprocessen kan selv ekstremt små vibrationer forårsage afvigelser i inspektionsresultaterne. De fine ridser, hulrum og andre defekter på chippens overflade er ofte på mikrometer- eller endda nanometerniveau. De optiske linser i detektionsudstyret skal indfange disse detaljer med ekstremt høj præcision. Enhver vibration, der transmitteres af basen, vil få linsen til at forskyde sig eller ryste, hvilket resulterer i sløret billedoptagelse og dermed påvirker nøjagtigheden af defektgenkendelse.
Støbejernsmaterialer blev engang brugt i vid udstrækning i baserne til AOI-inspektionsudstyr, fordi de har en vis styrke og forarbejdningsevne, og omkostningerne er relativt lave. Med hensyn til vibrationsdæmpning har støbejern imidlertid åbenlyse mangler. Den indre struktur af støbejern indeholder et stort antal grafitark, der svarer til små hulrum indeni og forstyrrer materialets kontinuitet. Når udstyret er i drift og genererer vibrationer eller forstyrres af eksterne miljøvibrationer, kan vibrationsenergien ikke dæmpes effektivt i støbejernet, men reflekteres og overlejres konstant mellem grafitarket og matricen, hvilket resulterer i kontinuerlig udbredelse af vibrationer. Relevante eksperimenter viser, at efter at støbejernsbasen er blevet exciteret af eksterne vibrationer, kan vibrationsdæmpningstiden vare i flere sekunder, hvilket vil have en alvorlig indvirkning på detektionsnøjagtigheden i denne periode. Derudover er støbejernets elasticitetsmodul relativt lavt. Under langvarig påvirkning af udstyrets tyngdekraft og vibrationsbelastning er det tilbøjeligt til deformation, hvilket yderligere intensiverer vibrationstransmissionen.
Hemmeligheden bag en 92% stigning i vibrationsdæmpningseffektiviteten af granitbaser
Granit, som en slags natursten, har dannet en ekstremt tæt og ensartet indre struktur gennem geologiske processer over hundreder af millioner af år. Den består hovedsageligt af mineralkrystaller som kvarts og feldspat, der er tæt forbundet, og de kemiske bindinger mellem krystallerne er stærke og stabile. Denne struktur giver granit en enestående vibrationsdæmpningsevne. Når vibrationerne overføres til granitbasen, kan mineralkrystallerne indeni hurtigt omdanne vibrationsenergien til varmeenergi og sprede den. Undersøgelser viser, at dæmpningen af granit er flere gange højere end støbejerns, hvilket betyder, at den kan absorbere vibrationsenergi mere effektivt og reducere vibrationernes amplitude og varighed. Efter professionel testning under de samme vibrationsexcitationsforhold er vibrationsdæmpningstiden for granitbasen kun 8 % af støbejerns, og vibrationsdæmpningseffektiviteten er steget med 92 %.
Granits høje hårdhed og høje elasticitetsmodul bidrager også væsentligt. Den høje hårdhed sikrer, at basen er mindre tilbøjelig til at deformere, når den bærer vægten af udstyr og eksterne kraftpåvirkninger, og altid opretholder en stabil støttetilstand. Det høje elasticitetsmodul sikrer, at basen hurtigt kan vende tilbage til sin oprindelige form, når den udsættes for vibrationer, hvilket reducerer ophobning af vibrationer. Derudover har granit fremragende termisk stabilitet og er næsten upåvirket af ændringer i omgivelsestemperaturen, hvilket undgår termisk udvidelse og sammentrækningsdeformation forårsaget af temperaturudsving, hvilket yderligere sikrer stabiliteten af vibrationsdæmpningsydelsen.
Industritransformation og udsigter forårsaget af granitbaser
AOI-inspektionsudstyret med en granitbase har forbedret sin detektionsnøjagtighed betydeligt. Det kan pålideligt identificere defekter i mindre spåner, hvilket reducerer fejlvurderingsraten til inden for 1% og øger udbyttet af spånproduktionen betydeligt. Samtidig er udstyrets stabilitet blevet forbedret, hvilket reducerer antallet af nedlukninger for vedligeholdelse forårsaget af vibrationsproblemer, forlænger udstyrets levetid og sænker de samlede driftsomkostninger.
Udsendelsestidspunkt: 14. maj 2025