I dag, med den hurtige udvikling af halvlederindustrien, påvirker IC-testning, som et afgørende led for at sikre chips ydeevne, direkte chipsens nøjagtighed og stabilitet og industriens konkurrenceevne. I takt med at chipproduktionsprocessen fortsætter med at udvikle sig mod 3nm, 2nm og endnu mere avancerede noder, bliver kravene til kernekomponenter i IC-testudstyr stadig strengere. Granitbaser, med deres unikke materialegenskaber og ydeevnefordele, er blevet en uundværlig "gylden partner" for IC-testudstyr. Hvilken teknisk logik ligger bag dette?
I. "Manglende evne til at håndtere" traditionelle baser
Under IC-testprocessen skal udstyret præcist kunne detektere chipbenenes elektriske ydeevne, signalintegritet osv. på nanoskala. Traditionelle metalbaser (såsom støbejern og stål) har dog afsløret mange problemer i praktiske anvendelser.
På den ene side er den termiske udvidelseskoefficient for metalliske materialer relativt høj, normalt over 10×10⁻⁶/℃. Varmen, der genereres under drift af IC-testudstyr, eller selv små ændringer i omgivelsestemperaturen, kan forårsage betydelig termisk udvidelse og sammentrækning af metalbasen. For eksempel kan en 1 meter lang støbejernsbase udvide og trække sig sammen med op til 100 μm, når temperaturen ændres med 10℃. Sådanne dimensionsændringer er tilstrækkelige til at forskyde testproben med chipbenene, hvilket resulterer i dårlig kontakt og efterfølgende forvrængning af testdataene.
På den anden side er metalbasens dæmpningsevne dårlig, hvilket gør det vanskeligt hurtigt at forbruge den vibrationsenergi, der genereres af udstyrets drift. I tilfælde af højfrekvent signaltestning vil kontinuerlig mikrooscillation introducere en stor mængde støj, hvilket øger fejlen i signalintegritetstesten med mere end 30%. Derudover har metalmaterialer en høj magnetisk modtagelighed og er tilbøjelige til at koble sig til testudstyrets elektromagnetiske signaler, hvilket resulterer i hvirvelstrømstab og hystereseeffekter, som forstyrrer nøjagtigheden af præcise målinger.
Ii. Granitbasernes "hardcore-styrke"
Ultimativ termisk stabilitet, der lægger grundlaget for præcis måling
Granit dannes ved den tætte kombination af mineralkrystaller som kvarts og feldspat gennem ioniske og kovalente bindinger. Dens termiske udvidelseskoefficient er ekstremt lav, kun 0,6-5 × 10⁻⁶/℃, hvilket er cirka 1/2-1/20 af metalliske materialers. Selv hvis temperaturen ændres med 10 ℃, er udvidelsen og sammentrækningen af den 1 meter lange granitbase mindre end 50 nm, hvilket næsten opnår "nul deformation". Samtidig er granitens termiske ledningsevne kun 2-3 W/(m·K), hvilket er mindre end 1/20 af metallers. Det kan effektivt forhindre udstyrets varmeledningsevne, holde basens overfladetemperatur ensartet og sikre, at testproben og chippen altid opretholder en konstant relativ position.
2. Superstærk vibrationsdæmpning skaber et stabilt testmiljø
De unikke krystaldefekter og korngrænseglidende struktur inde i granit giver den en stærk energiabsorptionskapacitet med et dæmpningsforhold på op til 0,3-0,5, hvilket er mere end seks gange så højt som for metalbasen. Eksperimentelle data viser, at vibrationsdæmpningstiden for granitbasen under en vibrationsexcitation på 100 Hz kun er 0,1 sekunder, mens den for støbejernsbasen er 0,8 sekunder. Det betyder, at granitbasen øjeblikkeligt kan undertrykke vibrationer forårsaget af opstart og nedlukning af udstyr, eksterne påvirkninger osv. og kontrollere vibrationsamplituden på testplatformen inden for ±1 μm, hvilket giver en stabil garanti for positioneringen af nanoskala-sonder.
3. Naturlige antimagnetiske egenskaber, der eliminerer elektromagnetisk interferens
Granit er et diamagnetisk materiale med en magnetisk susceptibilitet på cirka -10⁻⁵. De interne elektroner findes parvis i kemiske bindinger og polariseres næsten aldrig af eksterne magnetfelter. I et stærkt magnetfeltmiljø på 10 mT er den inducerede magnetfeltintensitet på overfladen af granit mindre end 0,001 mT, mens den på overfladen af støbejern er så høj som mere end 8 mT. Denne naturlige antimagnetiske egenskab kan skabe et rent målemiljø til IC-testudstyr og beskytte det mod ekstern elektromagnetisk interferens såsom værkstedsmotorer og RF-signaler. Det er især velegnet til testscenarier, der er ekstremt følsomme over for elektromagnetisk støj, såsom kvantechips og højpræcisions-ADC'er/DAC'er.
For det tredje har den praktiske anvendelse opnået bemærkelsesværdige resultater
Praksis hos adskillige halvledervirksomheder har fuldt ud demonstreret værdien af granitbaser. Efter at en globalt anerkendt producent af halvledertestudstyr indførte en granitbase i sin avancerede 5G-chiptestplatform, opnåede de forbløffende resultater: Positioneringsnøjagtigheden af probekortet steg fra ±5 μm til ±1 μm, standardafvigelsen af testdataene faldt med 70 %, og fejlvurderingsraten for en enkelt test faldt betydeligt fra 0,5 % til 0,03 %. Samtidig er vibrationsundertrykkelseseffekten bemærkelsesværdig. Udstyret kan starte testen uden at vente på, at vibrationerne aftager, hvilket forkorter den enkelte testcyklus med 20 % og øger den årlige produktionskapacitet med over 3 millioner wafere. Derudover har granitbasen en levetid på over 10 år og kræver ingen hyppig vedligeholdelse. Sammenlignet med metalbaser reduceres dens samlede omkostninger med mere end 50 %.
For det fjerde, tilpas dig til industrielle tendenser og før an i opgraderingen af testteknologi
Med udviklingen af avancerede emballageteknologier (såsom Chiplet) og fremkomsten af nye områder som kvantecomputerchips, vil kravene til enhedernes ydeevne i IC-testning fortsætte med at stige. Granitbaser innoveres og opgraderes også konstant. Gennem overfladebehandling for at forbedre slidstyrken eller ved at kombinere med piezoelektrisk keramik for at opnå aktiv vibrationskompensation og andre teknologiske gennembrud, bevæger de sig i en mere præcis og intelligent retning. I fremtiden vil granitbasen fortsat sikre den teknologiske innovation i halvlederindustrien og den højkvalitetsudvikling af "kinesiske chips" med sin enestående ydeevne.
At vælge en granitbase betyder at vælge en mere præcis, stabil og effektiv IC-testløsning. Uanset om det er den nuværende avancerede proceschiptestning eller den fremtidige udforskning af banebrydende teknologier, vil granitbasen spille en uerstattelig og betydelig rolle.
Udsendelsestidspunkt: 15. maj 2025