في مجال تصنيع أشباه الموصلات، تلعب معدات الفحص البصري الآلي (AOI) دورًا حاسمًا في ضمان جودة الرقائق. حتى التحسن الطفيف في دقة الكشف قد يُحدث نقلة نوعية في الصناعة بأكملها. لقاعدة المعدات، كمكون أساسي، تأثير عميق على دقة الكشف. في السنوات الأخيرة، شهدت الصناعة ثورة في المواد الأساسية. وقد حل الجرانيت، بفضل أدائه المتميز في تثبيط الاهتزازات، محل مواد الحديد الزهر التقليدية تدريجيًا، وأصبح الخيار المفضل لمعدات فحص AOI. وقد زادت كفاءته في تثبيط الاهتزازات بنسبة 92% مقارنةً بالحديد الزهر. ما هي التطورات التكنولوجية والتغيرات الصناعية الكامنة وراء هذه البيانات؟
المتطلبات الصارمة للاهتزاز في معدات فحص AOI لأشباه الموصلات
دخلت عملية تصنيع رقائق أشباه الموصلات عصر النانو. خلال عملية فحص AOI، قد تُسبب حتى الاهتزازات الطفيفة جدًا انحرافات في نتائج الفحص. غالبًا ما تكون الخدوش الدقيقة والفراغات والعيوب الأخرى على سطح الشريحة على مستوى الميكرومتر أو حتى النانومتر. يجب أن تلتقط العدسات البصرية لمعدات الكشف هذه التفاصيل بدقة عالية للغاية. أي اهتزاز تنقله القاعدة سيتسبب في انزياح العدسة أو اهتزازها، مما يؤدي إلى تشويش التقاط الصورة، وبالتالي التأثير على دقة التعرف على العيوب.
استُخدمت مواد الحديد الزهر على نطاق واسع في قواعد معدات فحص AOI لما تتمتع به من قوة وأداء معالجة متميزين، بالإضافة إلى انخفاض تكلفتها نسبيًا. ومع ذلك، يعاني الحديد الزهر من عيوب واضحة فيما يتعلق بتثبيط الاهتزازات. يحتوي هيكله الداخلي على عدد كبير من صفائح الجرافيت، والتي تُشبه فجوات صغيرة داخله، مما يُعيق استمرارية المادة. عند تشغيل الجهاز وتوليد اهتزازات، أو عند تعرضه لاهتزازات بيئية خارجية، لا يُمكن تخفيف طاقة الاهتزاز بشكل فعال في الحديد الزهر، بل تنعكس باستمرار وتتراكب بين صفائح الجرافيت والمصفوفة، مما يؤدي إلى انتشار الاهتزازات بشكل مستمر. تُظهر التجارب ذات الصلة أنه بعد إثارة قاعدة الحديد الزهر باهتزاز خارجي، يمكن أن يستمر وقت تخفيف الاهتزاز لعدة ثوانٍ، مما يؤثر بشكل كبير على دقة الكشف خلال هذه الفترة. بالإضافة إلى ذلك، يتميز الحديد الزهر بمعامل مرونة منخفض نسبيًا. وتحت تأثير جاذبية الجهاز وإجهاد الاهتزاز على المدى الطويل، يكون عرضة للتشوه، مما يزيد من شدة انتقال الاهتزاز.
السر وراء زيادة كفاءة قمع الاهتزازات لقواعد الجرانيت بنسبة 92٪
الجرانيت، كنوع من الأحجار الطبيعية، شكّل بنية داخلية كثيفة وموحدة للغاية عبر عمليات جيولوجية على مدى مئات الملايين من السنين. يتكون بشكل رئيسي من بلورات معدنية مترابطة بشكل وثيق، مثل الكوارتز والفلسبار، وتتميز هذه البلورات بقوة الروابط الكيميائية وثباتها. يمنح هذا الهيكل الجرانيت قدرة فائقة على كبح الاهتزازات. عندما ينتقل الاهتزاز إلى قاعدة الجرانيت، تستطيع البلورات المعدنية الموجودة بداخلها تحويل طاقة الاهتزاز إلى طاقة حرارية بسرعة وتبديدها. تشير الدراسات إلى أن قدرة الجرانيت على التخميد أعلى بعدة مرات من قدرة الحديد الزهر، مما يعني قدرته على امتصاص طاقة الاهتزاز بكفاءة أكبر، مما يقلل من سعة الاهتزاز ومدته. بعد الاختبارات الاحترافية، وفي ظل نفس ظروف إثارة الاهتزاز، يبلغ زمن تخفيف اهتزاز قاعدة الجرانيت 8% فقط من زمن الحديد الزهر، وقد زادت كفاءة كبح الاهتزاز بنسبة 92%.
كما تُسهم صلابة الجرانيت العالية ومعامل مرونته العالي بشكل كبير. تضمن هذه الصلابة العالية انخفاض احتمالية تشوه القاعدة عند تحمل وزن المعدات وتأثيرات القوى الخارجية، وتحافظ دائمًا على ثباتها. كما تضمن معامل المرونة العالي عودة القاعدة إلى شكلها الأصلي بسرعة عند تعرضها للاهتزاز، مما يُقلل من تراكم الاهتزازات. بالإضافة إلى ذلك، يتميز الجرانيت بثبات حراري ممتاز، ويكاد يكون غير متأثر بتغيرات درجة الحرارة المحيطة، مما يُجنّبه التمدد الحراري والانكماش الناتج عن تقلبات درجات الحرارة، مما يضمن استقرار أداء كبح الاهتزازات.
التحول الصناعي والآفاق التي أحدثتها قواعد الجرانيت
لقد حسّن جهاز فحص AOI ذو القاعدة الجرانيتية دقة الكشف بشكل ملحوظ. فهو قادر على تحديد العيوب بدقة في الرقائق الصغيرة، مما يقلل من معدل الخطأ في التقدير إلى أقل من 1%، ويعزز بشكل كبير معدل إنتاج الرقائق. في الوقت نفسه، تم تعزيز استقرار الجهاز، مما قلل من عدد مرات إيقاف التشغيل للصيانة بسبب مشاكل الاهتزاز، وأطال عمر الجهاز، وخفض تكاليف التشغيل الإجمالية.
وقت النشر: ١٤ مايو ٢٠٢٥