كيف تؤثر قاعدة الجرانيت على دقة الاختبارات غير المدمرة للرقائق؟

​
​
في عالم تصنيع أشباه الموصلات الدقيق، يُعدّ الاختبار غير المتلف للرقائق حلقةً أساسيةً لضمان جودة الشرائح. وتُعتبر قاعدة الجرانيت، التي تبدو غير مهمة، في الواقع "البطل المجهول" الذي يُحدد دقة الكشف. فكيف تؤثر هذه القاعدة على نتائج الاختبار؟ ستُجري هذه المقالة تحليلاً معمقاً من جوانب مثل خصائص المواد والتصميم الهيكلي.
1. أساس متين: توفر المزايا الطبيعية للجرانيت أساسًا متينًا للدقة
1. أداء زلزالي ممتاز
أثناء تشغيل جهاز اختبار الرقائق غير المتلف، يُولّد دوران المحرك وحركة المكونات الميكانيكية اهتزازات. وإذا لم يتم كبح هذه الاهتزازات بفعالية، فإنها ستؤثر بشكل كبير على دقة الاختبار. يتميز الجرانيت ببنية داخلية متداخلة مع بلورات معدنية مثل الكوارتز والفلسبار، مما يمنحه قدرة طبيعية على امتصاص الاهتزازات، حيث يستطيع امتصاص أكثر من 90% من طاقة اهتزاز الجهاز. تُظهر بيانات القياس الفعلية لأحد مصنعي أشباه الموصلات أنه بعد استخدام قاعدة الجرانيت، انخفضت سعة اهتزاز جهاز الكشف من 12 ميكرومتر إلى 2 ميكرومتر، مما يمنع بشكل فعال انحراف إشارة الكشف الناتج عن الاهتزاز.
2. معامل تمدد حراري منخفض للغاية
أثناء عملية الكشف، تؤثر عوامل مثل تسخين المعدات وتغيرات درجة حرارة البيئة على استقرار قاعدة الجهاز. تتمدد المواد العادية بشكل ملحوظ عند تسخينها، لكن معامل التمدد الحراري للجرانيت لا يتجاوز خُمس معامل التمدد الحراري للفولاذ. حتى مع تقلب درجة الحرارة المحيطة بمقدار 10 درجات مئوية، يمكن إهمال تشوهه. وهذا ما يُمكّن قاعدة الجرانيت من توفير منصة مرجعية ثابتة لمعدات الفحص، مما يضمن دقة الموضع النسبي بين مسبار الفحص والرقاقة في جميع الأوقات، ويتجنب أخطاء الفحص الناتجة عن التشوه الحراري.
ثانيًا، التصميم الدقيق: يُعزز التحسين الهيكلي موثوقية الكشف بشكل أكبر
معالجة عالية الدقة وضمان التسطيح
تُصنع قاعدة الجرانيت عالية الجودة بتقنية CNC متطورة خماسية المحاور، بدقة سطحية تبلغ ±0.5 ميكرومتر/متر، مما يوفر سطحًا مستويًا للغاية لتركيب معدات الفحص. في فحص الرقائق، يُعدّ استقامة وتوازن مسبار الفحص أمرًا بالغ الأهمية لنتائج الفحص. تضمن قاعدة الجرانيت عالية الدقة تحديد موضع المسبار بدقة، مما يجعل بيانات الفحص أكثر دقة وموثوقية.
2. التكيف الهيكلي المخصص
يمكن تخصيص قواعد آلات الجرانيت لتناسب متطلبات معدات وعمليات اختبار الرقائق غير المتلفة المختلفة. على سبيل المثال، لتلبية متطلبات معدات الفحص البصري لانعكاس الضوء، يمكن معالجة سطح قاعدة الآلة بشكل خاص؛ ولتلبية متطلبات تركيب معدات الاختبار بالموجات فوق الصوتية، يمكن تصنيع القاعدة مسبقًا بفتحات تركيب دقيقة وقنوات كابلات، مما يتيح تركيب المعدات بسرعة ودقة ويقلل من انحرافات الكشف الناتجة عن أخطاء التركيب.
ثالثًا: الاستقرار على المدى الطويل: تقليل فقدان الدقة الناتج عن صيانة المعدات
يتميز الجرانيت بصلابة عالية ومقاومة فائقة للتآكل، حيث تبلغ صلابته على مقياس موس من 6 إلى 7، أي ثلاثة أضعاف مقاومة الفولاذ العادي للتآكل. خلال عمليات الفحص طويلة الأمد، لا يتعرض سطح قاعدة الجهاز للتآكل، ويحافظ دائمًا على دقة عالية. في المقابل، قد تتسبب القواعد المصنوعة من مواد أخرى في تغييرات في مرجع تركيب الجهاز نتيجة للتآكل، مما يؤثر على دقة الكشف ويتطلب معايرة وصيانة متكررة. يساهم العمر التشغيلي الطويل والاستقرار العالي لقاعدة الجرانيت في تقليل عدد مرات صيانة الجهاز بشكل فعال، ويخفض من مخاطر فقدان الدقة التي قد تحدث أثناء عملية الصيانة.
من مقاومة الصدمات والحرارة إلى التصميم الدقيق، تضمن كل ميزة في قاعدة الجرانيت دقة الاختبارات غير المتلفة للرقائق. في عصر تصنيع أشباه الموصلات الحالي الذي يسعى إلى تحقيق أعلى مستويات الدقة، يُعد اختيار قاعدة جرانيت عالية الجودة بمثابة إضافة طبقة متينة من الضمان لدقة وموثوقية نتائج الاختبار.