En el camp de la fabricació de semiconductors, els equips d'inspecció òptica automàtica (AOI) tenen un paper crucial per garantir la qualitat dels xips. Fins i tot una lleugera millora en la seva precisió de detecció podria provocar una gran transformació a tota la indústria. La base de l'equip, com a component clau, té un impacte profund en la precisió de detecció. En els darrers anys, una revolució en els materials de base ha escampat la indústria. El granit, amb el seu excel·lent rendiment de supressió de vibracions, ha substituït gradualment els materials tradicionals de ferro colat i s'ha convertit en el nou favorit dels equips d'inspecció AOI. La seva eficiència de supressió de vibracions ha augmentat un 92% en comparació amb el ferro colat. Quins avenços tecnològics i canvis en la indústria s'amaguen darrere d'aquestes dades?
Els requisits estrictes per a la vibració en els equips d'inspecció AOI de semiconductors
El procés de fabricació de xips semiconductors ha entrat a l'era nanoescala. Durant el procés d'inspecció AOI, fins i tot vibracions extremadament petites poden causar desviacions en els resultats de la inspecció. Les fines ratllades, els buits i altres defectes a la superfície del xip sovint són del nivell micromètric o fins i tot nanomètric. Les lents òptiques de l'equip de detecció han de capturar aquests detalls amb una precisió extremadament alta. Qualsevol vibració transmesa per la base farà que la lent es mogui o tremoli, cosa que provocarà una adquisició d'imatges borrosa i, per tant, afectarà la precisió del reconeixement de defectes.
Els materials de ferro colat s'utilitzaven àmpliament a les bases dels equips d'inspecció AOI perquè tenen una certa resistència i rendiment de processament, i el cost és relativament baix. Tanmateix, pel que fa a la supressió de vibracions, el ferro colat té deficiències òbvies. L'estructura interna del ferro colat conté un gran nombre de làmines de grafit, que equivalen a petits buits a l'interior i interrompen la continuïtat del material. Quan l'equip funciona i genera vibracions, o és pertorbat per vibracions ambientals externes, l'energia de vibració no es pot atenuar eficaçment al ferro colat, sinó que es reflecteix i se superposa constantment entre la làmina de grafit i la matriu, cosa que provoca la propagació contínua de la vibració. Experiments rellevants mostren que després que la base de ferro colat s'exciti per vibracions externes, el temps d'atenuació de la vibració pot durar diversos segons, cosa que tindrà un impacte seriós en la precisió de la detecció durant aquest període. A més, el mòdul elàstic del ferro colat és relativament baix. Sota l'acció a llarg termini de la gravetat de l'equip i la tensió de vibració, és propens a la deformació, intensificant encara més la transmissió de vibracions.
El secret darrere d'un augment del 92% en l'eficiència de supressió de vibracions de les bases de granit
El granit, com a tipus de pedra natural, ha format una estructura interna extremadament densa i uniforme a través de processos geològics durant centenars de milions d'anys. Està compost principalment de cristalls minerals com el quars i el feldespat estretament combinats, i els enllaços químics entre els cristalls són forts i estables. Aquesta estructura dota el granit d'una excel·lent capacitat de supressió de vibracions. Quan la vibració es transmet a la base de granit, els cristalls minerals que hi ha a l'interior poden convertir ràpidament l'energia de vibració en energia calorífica i dissipar-la. Els estudis mostren que l'amortiment del granit és diverses vegades superior al de la fosa, cosa que significa que pot absorbir l'energia de vibració de manera més eficient, reduint l'amplitud i la durada de la vibració. Després de proves professionals, en les mateixes condicions d'excitació de vibracions, el temps d'atenuació de vibracions de la base de granit és només del 8% del de la fosa, i l'eficiència de supressió de vibracions ha augmentat un 92%.
L'alta duresa i l'alt mòdul elàstic del granit també hi contribueixen significativament. L'alta duresa garanteix que la base sigui menys propensa a deformar-se en suportar el pes de l'equip i els impactes de forces externes, i que sempre mantingui un estat de suport estable. L'alt mòdul elàstic garanteix que la base pugui tornar ràpidament a la seva forma original quan se sotmet a vibracions, reduint l'acumulació de vibracions. A més, el granit té una excel·lent estabilitat tèrmica i gairebé no es veu afectat pels canvis de temperatura ambiental, evitant l'expansió tèrmica i la deformació per contracció causada per les fluctuacions de temperatura, garantint així encara més l'estabilitat del rendiment de supressió de vibracions.
Transformació de la indústria i perspectives provocades per les bases de granit
L'equip d'inspecció AOI amb base de granit ha millorat significativament la seva precisió de detecció. Pot identificar de manera fiable defectes en estelles més petites, reduint la taxa d'errors de jutjament a l'1% i millorant considerablement la taxa de rendiment de la producció d'estelles. Alhora, s'ha millorat l'estabilitat de l'equip, reduint el nombre d'aturades per manteniment causades per problemes de vibració, allargant la vida útil de l'equip i reduint els costos operatius generals.
Data de publicació: 14 de maig de 2025