Bugungi kunda, yarimo'tkazgichlar sanoatining jadal rivojlanishi bilan, IC sinovlari chiplarning ishlashini ta'minlashning muhim bo'g'ini sifatida, uning aniqligi va barqarorligi chiplarning hosildorlik darajasiga va sanoatning raqobatbardoshligiga bevosita ta'sir qiladi. Chip ishlab chiqarish jarayoni 3nm, 2nm va undan ham rivojlangan tugunlarga qarab rivojlanishda davom etar ekan, IC sinov uskunalaridagi asosiy komponentlarga talablar tobora qattiqlashib bormoqda. O'zining noyob material xususiyatlari va ishlash afzalliklariga ega granit asoslari IC sinov uskunalari uchun ajralmas "oltin sherik" ga aylandi. Buning ortida qanday texnik mantiq yotadi?
I. An'anaviy asoslarning "muammolarga dosh berolmaslik"
IC sinov jarayonida uskuna chip pinlarining elektr ishlashini, signal yaxlitligini va boshqalarni nanoskalada aniq aniqlashi kerak. Biroq, an'anaviy metall asoslar (masalan, quyma temir va po'lat) amaliy qo'llanilishda ko'plab muammolarga duch keldi.
Bir tomondan, metall materiallarning issiqlik kengayish koeffitsienti nisbatan yuqori, odatda 10 × 10⁻⁶/℃ dan yuqori. IC sinov uskunalarining ishlashi paytida hosil bo'ladigan issiqlik yoki hatto atrof-muhit haroratidagi kichik o'zgarishlar metall asosning sezilarli darajada issiqlik kengayishi va qisqarishiga olib kelishi mumkin. Masalan, 1 metr uzunlikdagi quyma temir asos harorat 10 ℃ ga o'zgarganda 100 μm gacha kengayishi va qisqarishi mumkin. Bunday o'lchovli o'zgarishlar sinov zondini chip pimlari bilan noto'g'ri joylashtirish uchun etarli bo'lib, natijada yomon aloqa yuzaga keladi va natijada sinov ma'lumotlarining buzilishiga olib keladi.
Boshqa tomondan, metall asosning amortizatsiya ko'rsatkichi past, bu esa uskunaning ishlashi natijasida hosil bo'lgan tebranish energiyasini tezda iste'mol qilishni qiyinlashtiradi. Yuqori chastotali signal sinovlari stsenariysida uzluksiz mikro-tebranish katta miqdordagi shovqinni keltirib chiqaradi, bu signal yaxlitligini sinovdan o'tkazish xatosini 30% dan ortiqqa oshiradi. Bundan tashqari, metall materiallar yuqori magnit sezgirlikka ega va sinov uskunasining elektromagnit signallari bilan bog'lanishga moyil bo'lib, natijada aniq o'lchovlarning aniqligiga xalaqit beradigan quyuq oqim yo'qotishlari va gisterezis effektlari paydo bo'ladi.
II. Granit asoslarining "qattiq mustahkamligi"
Aniq o'lchovlar uchun poydevor qo'yadigan eng yuqori issiqlik barqarorligi
Granit kvarts va dala shpati kabi mineral kristallarning ion va kovalent bog'lanishlar orqali zich birikmasidan hosil bo'ladi. Uning issiqlik kengayish koeffitsienti juda past, atigi 0,6-5 × 10⁻⁶/℃, bu metall materiallarnikiga taxminan 1/2-1/20 ga teng. Harorat 10 ℃ ga o'zgarsa ham, 1 metr uzunlikdagi granit asosining kengayishi va qisqarishi 50 nm dan kam bo'lib, deyarli "nol deformatsiya" ga erishadi. Shu bilan birga, granitning issiqlik o'tkazuvchanligi atigi 2-3 Vt/(m · K) ni tashkil qiladi, bu metallarning issiqlik o'tkazuvchanligining 1/20 dan kam. Bu uskunaning issiqlik o'tkazuvchanligini samarali ravishda oldini oladi, asosning sirt haroratini bir xilda saqlaydi va sinov zondi va chipning har doim doimiy nisbiy pozitsiyani saqlab turishini ta'minlaydi.
2. Juda kuchli tebranishlarni bostirish barqaror sinov muhitini yaratadi
Granit ichidagi noyob kristall nuqsonlari va don chegarasi sirpanuvchi tuzilishi unga kuchli energiya tarqalish qobiliyatini beradi, 0,3-0,5 gacha bo'lgan suspenziya nisbati bilan, bu metall asosga nisbatan olti baravar ko'p. Tajriba ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, 100 Gts tebranish qo'zg'alishi ostida granit asosning tebranish susayish vaqti atigi 0,1 soniyani, quyma temir asosniki esa 0,8 soniyani tashkil qiladi. Bu shuni anglatadiki, granit asos uskunani ishga tushirish va o'chirish, tashqi ta'sirlar va boshqalar natijasida yuzaga keladigan tebranishlarni darhol bostirishi va sinov platformasining tebranish amplitudasini ±1 μm ichida boshqarishi mumkin, bu esa nanoskalali zondlarning joylashuvi uchun barqaror kafolat beradi.
3. Elektromagnit shovqinni bartaraf etadigan tabiiy antimagnit xususiyatlar
Granit taxminan -10 ⁻⁵ magnit sezuvchanligiga ega diamagnetik materialdir. Ichki elektronlar kimyoviy bog'lanishlar ichida juft bo'lib mavjud va deyarli hech qachon tashqi magnit maydonlar tomonidan qutblanmaydi. 10 mT kuchli magnit maydon muhitida granit yuzasida induktsiyalangan magnit maydon intensivligi 0,001 mT dan kam, quyma temir yuzasida esa 8 mT dan yuqori. Bu tabiiy antimagnit xususiyat IC sinov uskunalari uchun sof o'lchov muhitini yaratishi, uni ustaxona motorlari va RF signallari kabi tashqi elektromagnit shovqinlardan himoya qilishi mumkin. Bu, ayniqsa, kvant chiplari va yuqori aniqlikdagi ADC/DAC kabi elektromagnit shovqinga juda sezgir bo'lgan sinov stsenariylari uchun juda mos keladi.
Uchinchidan, amaliy qo'llanilishi ajoyib natijalarga erishdi
Ko'plab yarimo'tkazgich korxonalarining amaliyoti granit asoslarining qiymatini to'liq namoyish etdi. Dunyoga mashhur yarimo'tkazgich sinov uskunalari ishlab chiqaruvchisi o'zining yuqori darajadagi 5G chip sinov platformasida granit asosini qo'llaganidan so'ng, hayratlanarli natijalarga erishdi: zond kartasining joylashuv aniqligi ±5 μm dan ±1 μm gacha oshdi, sinov ma'lumotlarining standart og'ishi 70% ga kamaydi va bitta sinovning noto'g'ri baholanish darajasi 0,5% dan 0,03% gacha sezilarli darajada pasaydi. Shu bilan birga, tebranishni bostirish effekti ajoyibdir. Uskuna tebranishning pasayishini kutmasdan sinovni boshlashi mumkin, bu bitta sinov siklini 20% ga qisqartiradi va yillik ishlab chiqarish quvvatini 3 milliondan ortiq plastinkaga oshiradi. Bundan tashqari, granit asosning ishlash muddati 10 yildan ortiq va tez-tez texnik xizmat ko'rsatishni talab qilmaydi. Metall asoslar bilan taqqoslaganda, uning umumiy qiymati 50% dan ortiqqa kamayadi.
To'rtinchidan, sanoat tendentsiyalariga moslashish va sinov texnologiyasini yangilashga rahbarlik qilish
Ilg'or qadoqlash texnologiyalari (masalan, Chiplet) rivojlanishi va kvant hisoblash chiplari kabi rivojlanayotgan sohalarning ko'payishi bilan IC sinovlarida qurilmalarning ishlashiga qo'yiladigan talablar ortib boraveradi. Granit asoslari ham doimiy ravishda innovatsiyalar va yangilanishlar bilan ta'minlanmoqda. Aşınmaya bardoshliligini oshirish uchun sirt qoplamasi bilan ishlov berish yoki faol tebranish kompensatsiyasi va boshqa texnologik yutuqlarga erishish uchun pyezoelektrik keramika bilan birlashtirish orqali ular aniqroq va aqlli yo'nalishga o'tmoqda. Kelajakda granit asos yarimo'tkazgichlar sanoatining texnologik innovatsiyalarini va o'zining ajoyib ishlashi bilan "Xitoy chiplari" ning yuqori sifatli rivojlanishini himoya qilishda davom etadi.
Granit asosini tanlash aniqroq, barqaror va samaraliroq IC sinov yechimini tanlashni anglatadi. Hozirgi ilg'or jarayon chiplarini sinovdan o'tkazishmi yoki kelajakdagi ilg'or texnologiyalarni o'rganishmi, granit asos o'rnini bosuvchi va muhim rol o'ynaydi.
Nashr vaqti: 2025-yil 15-may