Nel campo della produzione di semiconduttori, le apparecchiature di ispezione ottica automatica (AOI) svolgono un ruolo cruciale nel garantire la qualità dei chip. Anche un piccolo miglioramento nella precisione di rilevamento potrebbe portare a un'enorme trasformazione per l'intero settore. La base dell'apparecchiatura, in quanto componente chiave, ha un profondo impatto sulla precisione di rilevamento. Negli ultimi anni, una rivoluzione nei materiali di base ha travolto il settore. Il granito, con le sue eccezionali prestazioni di soppressione delle vibrazioni, ha gradualmente sostituito i tradizionali materiali in ghisa, diventando il nuovo materiale preferito per le apparecchiature di ispezione AOI. La sua efficienza di soppressione delle vibrazioni è aumentata del 92% rispetto alla ghisa. Quali innovazioni tecnologiche e cambiamenti nel settore si celano dietro questi dati?
I severi requisiti per le vibrazioni nelle apparecchiature di ispezione AOI dei semiconduttori
Il processo di produzione dei chip semiconduttori è entrato nell'era della nanoscala. Durante il processo di ispezione AOI, anche vibrazioni estremamente piccole possono causare deviazioni nei risultati dell'ispezione. I piccoli graffi, i vuoti e gli altri difetti sulla superficie del chip sono spesso a livello micrometrico o addirittura nanometrico. Le lenti ottiche dell'apparecchiatura di rilevamento devono catturare questi dettagli con estrema precisione. Qualsiasi vibrazione trasmessa dalla base causerà lo spostamento o l'oscillazione della lente, con conseguente acquisizione sfocata dell'immagine e conseguente compromissione dell'accuratezza del riconoscimento dei difetti.
Un tempo, i materiali in ghisa erano ampiamente utilizzati nelle basi delle apparecchiature di ispezione AOI perché presentano una certa resistenza e prestazioni di lavorazione, e il costo è relativamente basso. Tuttavia, in termini di soppressione delle vibrazioni, la ghisa presenta evidenti carenze. La struttura interna della ghisa contiene un gran numero di lamine di grafite, che equivalgono a minuscoli vuoti al suo interno e interrompono la continuità del materiale. Quando l'apparecchiatura è in funzione e genera vibrazioni, o è disturbata da vibrazioni ambientali esterne, l'energia delle vibrazioni non può essere attenuata efficacemente nella ghisa, ma viene costantemente riflessa e sovrapposta tra la lamina di grafite e la matrice, con conseguente propagazione continua delle vibrazioni. Esperimenti pertinenti dimostrano che, dopo che la base in ghisa è stata sollecitata da vibrazioni esterne, il tempo di attenuazione delle vibrazioni può durare diversi secondi, il che avrà un impatto significativo sulla precisione di rilevamento durante questo periodo. Inoltre, il modulo elastico della ghisa è relativamente basso. Sotto l'azione a lungo termine della gravità dell'apparecchiatura e delle sollecitazioni vibrazionali, è soggetta a deformazione, intensificando ulteriormente la trasmissione delle vibrazioni.
Il segreto dietro un aumento del 92% dell'efficienza di soppressione delle vibrazioni delle basi in granito
Il granito, in quanto pietra naturale, ha formato una struttura interna estremamente densa e uniforme attraverso processi geologici durati centinaia di milioni di anni. È composto principalmente da cristalli minerali come quarzo e feldspato strettamente combinati, e i legami chimici tra i cristalli sono forti e stabili. Questa struttura conferisce al granito un'eccezionale capacità di smorzamento delle vibrazioni. Quando la vibrazione viene trasmessa alla base di granito, i cristalli minerali al suo interno possono convertire rapidamente l'energia vibrazionale in energia termica e dissiparla. Studi dimostrano che lo smorzamento del granito è diverse volte superiore a quello della ghisa, il che significa che può assorbire l'energia vibrazionale in modo più efficiente, riducendone l'ampiezza e la durata. Dopo test professionali, nelle stesse condizioni di eccitazione delle vibrazioni, il tempo di attenuazione delle vibrazioni della base di granito è solo l'8% di quello della ghisa e l'efficienza di smorzamento delle vibrazioni è aumentata del 92%.
Anche l'elevata durezza e l'elevato modulo elastico del granito contribuiscono in modo significativo. L'elevata durezza riduce la probabilità che la base si deformi sotto il peso dell'attrezzatura e sotto l'impatto di forze esterne, mantenendo sempre uno stato di supporto stabile. L'elevato modulo elastico garantisce che la base possa tornare rapidamente alla sua forma originale quando sottoposta a vibrazioni, riducendone l'accumulo. Inoltre, il granito ha un'eccellente stabilità termica e non è praticamente influenzato dalle variazioni di temperatura ambientale, evitando le deformazioni da dilatazione e contrazione termica causate dalle fluttuazioni di temperatura, garantendo così ulteriormente la stabilità delle prestazioni di soppressione delle vibrazioni.
Trasformazione del settore e prospettive portate dalle basi in granito
L'apparecchiatura di ispezione AOI con base in granito ha migliorato significativamente la sua precisione di rilevamento. È in grado di identificare in modo affidabile i difetti nei chip di piccole dimensioni, riducendo il tasso di errore di valutazione entro l'1% e migliorando notevolmente la resa nella produzione di chip. Allo stesso tempo, la stabilità dell'apparecchiatura è stata migliorata, riducendo il numero di fermi macchina per manutenzione causati da problemi di vibrazioni, prolungandone la durata utile e riducendo i costi operativi complessivi.
Data di pubblicazione: 14-05-2025