Napjainkban, a félvezetőipar gyors fejlődésével az IC-tesztelés, mint a chipek teljesítményének biztosításához elengedhetetlen láncszem, pontossága és stabilitása közvetlenül befolyásolja a chipek hozamát és az iparág versenyképességét. Ahogy a chipgyártási folyamat folyamatosan fejlődik a 3 nm-es, 2 nm-es és még fejlettebb csomópontok felé, az IC-tesztelő berendezések magkomponenseivel szembeni követelmények egyre szigorúbbak. A gránit alapok, egyedi anyagtulajdonságaik és teljesítménybeli előnyeik révén, nélkülözhetetlen "aranypartnerré" váltak az IC-tesztelő berendezések számára. Milyen műszaki logika áll ennek hátterében?
I. A hagyományos bázisok „megbirkózási képtelensége”
Az IC tesztelési folyamat során a berendezésnek pontosan nanoskálán kell érzékelnie a chip lábainak elektromos teljesítményét, a jel integritását stb. A hagyományos fém alapú (például öntöttvas és acél) termékek azonban számos problémát vetettek fel a gyakorlati alkalmazásokban.
Egyrészt a fémes anyagok hőtágulási együtthatója viszonylag magas, általában 10×10⁻⁶/℃ felett van. Az IC-vizsgáló berendezések működése során keletkező hő, vagy akár a környezeti hőmérséklet kismértékű változása is jelentős hőtágulást és összehúzódást okozhat a fém alapban. Például egy 1 méter hosszú öntöttvas alap akár 100 μm-rel is tágulhat és összehúzódhat, amikor a hőmérséklet 10℃-kal változik. Az ilyen méretváltozások elegendőek ahhoz, hogy a mérőcsúcs eltolódjon a chiptüskékkel, ami rossz érintkezést és következésképpen a tesztadatok torzulását eredményezi.
Másrészt a fém alap csillapítási teljesítménye gyenge, ami megnehezíti a berendezés működése által generált rezgési energia gyors elnyelését. Nagyfrekvenciás jelvizsgálat esetén a folyamatos mikrooszcilláció nagy mennyiségű zajt okoz, ami több mint 30%-kal növeli a jelintegritási vizsgálat hibáját. Ezenkívül a fém anyagok nagy mágneses érzékenységgel rendelkeznek, és hajlamosak a vizsgálóberendezés elektromágneses jeleivel való összekapcsolódásra, ami örvényáram-veszteségeket és hiszterézishatásokat eredményez, amelyek zavarják a pontos mérések pontosságát.
II. A gránit alapok „kemény ereje”
Kiemelkedő hőstabilitás, amely megalapozza a precíz mérést
A gránit ásványi kristályok, például kvarc és földpát szoros egyesüléséből képződik ionos és kovalens kötések révén. Hőtágulási együtthatója rendkívül alacsony, mindössze 0,6-5×10⁻⁶/℃, ami körülbelül 1/2-1/20-a a fémes anyagok hőtágulási együtthatójának. Még 10℃-os hőmérsékletváltozás esetén is az 1 méter hosszú gránitalap tágulása és összehúzódása kevesebb, mint 50 nm, így szinte „nulla deformációt” ér el. Eközben a gránit hővezető képessége mindössze 2-3 W/(m·K), ami kevesebb, mint 1/20-a a fémek hővezető képességének. Hatékonyan megakadályozza a berendezés hővezetését, egyenletesen tartja az alap felületi hőmérsékletét, és biztosítja, hogy a mérőszonda és a chip mindig állandó relatív helyzetben maradjon.
2. A szuper erős rezgéscsillapítás stabil tesztelési környezetet teremt
A gránit belsejében található egyedi kristályhibák és szemcsehatár-csúszó szerkezet erős energiaelnyelő képességgel ruházza fel, akár 0,3-0,5-ös csillapítási aránnyal, ami több mint hatszorosa a fém alapnak. Kísérleti adatok azt mutatják, hogy 100 Hz-es rezgésgerjesztés alatt a gránit alap rezgéscsillapítási ideje mindössze 0,1 másodperc, míg az öntöttvas alapé 0,8 másodperc. Ez azt jelenti, hogy a gránit alap azonnal elnyomja a berendezések indítása és leállítása, külső behatások stb. okozta rezgéseket, és ±1 μm-en belül szabályozza a tesztplatform rezgési amplitúdóját, stabil garanciát nyújtva a nanoskálájú szondák pozicionálására.
3. Természetes antimágneses tulajdonságok, kiküszöbölik az elektromágneses interferenciát
A gránit egy diamágneses anyag, amelynek mágneses szuszceptibilitása körülbelül -10⁻⁵. A belső elektronok párokban, kémiai kötésekben helyezkednek el, és külső mágneses mezők szinte soha nem polarizálják őket. 10 mT erős mágneses térben a gránit felületén indukált mágneses tér intenzitása kevesebb, mint 0,001 mT, míg az öntöttvas felületén akár több mint 8 mT is lehet. Ez a természetes antimágneses tulajdonság tiszta mérési környezetet teremthet az IC-vizsgáló berendezések számára, megvédve azokat a külső elektromágneses interferenciától, például a műhelymotoroktól és az RF-jelektől. Különösen alkalmas olyan tesztelési helyzetekre, amelyek rendkívül érzékenyek az elektromágneses zajra, mint például a kvantumchipek és a nagy pontosságú ADC/DAC-ok.
Harmadszor, a gyakorlati alkalmazás figyelemre méltó eredményeket ért el
Számos félvezetőgyártó vállalat gyakorlata teljes mértékben bizonyította a gránit alapok értékét. Miután egy világszerte elismert félvezető tesztelőberendezés-gyártó gránit alapot alkalmazott csúcskategóriás 5G chip tesztelő platformjában, lenyűgöző eredményeket ért el: a szondakártya pozicionálási pontossága ±5 μm-ről ±1 μm-re nőtt, a tesztadatok szórása 70%-kal csökkent, és az egyetlen teszt hibás megítélési aránya jelentősen, 0,5%-ról 0,03%-ra csökkent. Eközben a rezgéscsillapítási hatás figyelemre méltó. A berendezés a rezgés lecsengésének megvárása nélkül is elindíthatja a tesztet, ami 20%-kal lerövidíti az egyetlen tesztciklust, és több mint 3 millió ostyával növeli az éves termelési kapacitást. Ezenkívül a gránit alap élettartama meghaladja a 10 évet, és nem igényel gyakori karbantartást. A fém alapokhoz képest az összköltsége több mint 50%-kal csökken.
Negyedszer, alkalmazkodjon az ipari trendekhez és vezesse a tesztelési technológia korszerűsítését
A fejlett csomagolási technológiák (például a Chiplet) fejlődésével és az olyan feltörekvő területek térnyerésével, mint a kvantumszámítástechnikai chipek, az IC-tesztelés eszközteljesítményével szembeni követelmények tovább fognak emelkedni. A gránit alapok is folyamatosan fejlődnek és fejlődnek. A kopásállóság fokozása érdekében felületbevonat-kezeléssel, vagy piezoelektromos kerámiával kombinálva aktív rezgéskompenzáció és más technológiai áttörések révén pontosabb és intelligensebb irányba haladnak. A gránit alap a jövőben továbbra is védeni fogja a félvezetőipar technológiai innovációját és a "kínai chipek" kiváló minőségű fejlesztését kiemelkedő teljesítményével.
A gránit alap kiválasztása egy pontosabb, stabilabb és hatékonyabb IC-tesztelési megoldást jelent. Akár a jelenlegi fejlett folyamatchip-tesztelésről, akár a legmodernebb technológiák jövőbeli felfedezéséről van szó, a gránit alap pótolhatatlan és jelentős szerepet fog játszani.
Közzététel ideje: 2025. május 15.