Бүгінгі таңда жартылай өткізгіш өнеркәсібінің қарқынды дамуымен IC тестілеу чиптердің өнімділігін қамтамасыз етудің шешуші буыны ретінде, оның дәлдігі мен тұрақтылығы чиптердің кірістілік жылдамдығына және саланың бәсекеге қабілеттілігіне тікелей әсер етеді. Чиптерді өндіру процесі 3 нм, 2 нм және одан да жетілдірілген түйіндерге қарай ілгерілеуді жалғастырған сайын, IC тестілеу жабдығының негізгі компоненттеріне қойылатын талаптар барған сайын қатаң бола түсуде. Гранит негіздері өзінің бірегей материал қасиеттерімен және өнімділік артықшылықтарымен IC сынау жабдықтары үшін таптырмас «алтын серіктес» болды. Мұның астарында қандай техникалық логика жатыр?
I. Дәстүрлі негіздердің «төзе алмауы».
IC тестілеу процесі кезінде жабдық чип түйреуіштерінің электрлік өнімділігін, сигналдың тұтастығын және т.б. наноөлшемде дәл анықтауы керек. Дегенмен, дәстүрлі металл негіздер (мысалы, шойын және болат) практикалық қолдануда көптеген проблемаларды ашты.
Бір жағынан, металдық материалдардың термиялық кеңею коэффициенті салыстырмалы түрде жоғары, әдетте 10×10⁻⁶/℃ жоғары. IC сынау жабдығының жұмысы кезінде пайда болатын жылу немесе тіпті қоршаған орта температурасының шамалы өзгеруі металл негізінің айтарлықтай термиялық кеңеюі мен жиырылуын тудыруы мүмкін. Мысалы, ұзындығы 1 метр болатын шойын негізі температура 10℃ өзгерген кезде 100 мкм-ге дейін кеңейіп, жиырылуы мүмкін. Мұндай өлшемдік өзгерістер сынақ зондының чип түйреуіштерімен сәйкес келмеуі үшін жеткілікті, бұл нашар байланысқа және кейіннен сынақ деректерінің бұрмалануына әкеледі.
Екінші жағынан, металл негіздің демпферлік өнімділігі нашар, бұл жабдықтың жұмысы нәтижесінде пайда болатын діріл энергиясын тез тұтынуды қиындатады. Жоғары жиілікті сигналды сынау сценарийінде үздіксіз микро-тербеліс сигналдың тұтастығын тексеру қателігін 30%-дан астам жоғарылататын шудың үлкен мөлшерін енгізеді. Сонымен қатар, металл материалдар жоғары магниттік сезімталдыққа ие және сынау жабдығының электромагниттік сигналдарымен қосылуға бейім, нәтижесінде құйынды токтың жоғалуы және нақты өлшемдердің дәлдігіне кедергі келтіретін гистерезис әсерлері пайда болады.
II. Гранит негіздерінің «қатты күші».
Термиялық тұрақтылық, дәл өлшеу үшін негіз қалау
Гранит иондық және коваленттік байланыстар арқылы кварц пен дала шпаты сияқты минералды кристалдардың тығыз үйлесуі арқылы түзіледі. Оның термиялық кеңею коэффициенті өте төмен, небәрі 0,6-5×10⁻⁶/℃, бұл металдық материалдардың шамамен 1/2-1/20 бөлігін құрайды. Температура 10℃ өзгерсе де, ұзындығы 1 метрлік гранит негізінің кеңеюі мен қысқаруы 50 нм-ден аз болып, «нөлдік деформацияға» жетеді. Бұл ретте граниттің жылу өткізгіштігі небәрі 2-3 Вт/(м · К), бұл металдардың 1/20 бөлігінен аз. Ол жабдықтың жылу өткізгіштігін тиімді болдырмайды, негіздің бетінің температурасын біркелкі ұстай алады және сынақ зонд пен чип әрқашан тұрақты салыстырмалы позицияны сақтай алады.
2. Өте күшті дірілді басу тұрақты сынақ ортасын жасайды
Бірегей кристалдық ақаулар және граниттің ішіндегі дән шекарасының сырғанайтын құрылымы оған күшті энергияны ысырап ету қабілетін береді, демпферлік қатынасы 0,3-0,5 дейін, бұл металл негізден алты есе көп. Эксперименттік мәліметтер 100Гц тербеліс қозуы кезінде гранит негізінің дірілді әлсірету уақыты небәрі 0,1 секунд, ал шойын негізі 0,8 секунд екенін көрсетеді. Бұл гранит негізі жабдықты іске қосу және өшіру, сыртқы әсерлер және т.б. туындаған тербелістерді лезде басып, сынақ платформасының діріл амплитудасын ±1мкм шегінде басқара алатынын білдіреді, бұл наноөлшемді зондтардың орналасуына тұрақты кепілдік береді.
3. Табиғи магнитке қарсы қасиеттер, электромагниттік кедергілерді жою
Гранит - шамамен -10 ⁻⁵ магниттік сезімталдығы бар диамагнитті материал. Ішкі электрондар химиялық байланыстардың ішінде жұпта болады және сыртқы магнит өрістерімен ешқашан дерлік поляризацияланбайды. 10 мТ күшті магнит өрісі жағдайында гранит бетіндегі индукцияланған магнит өрісінің қарқындылығы 0,001 мТ-ден аз, ал шойын бетінде 8 мТ-ден жоғары. Бұл табиғи антимагниттік қасиет IC сынау жабдығы үшін таза өлшеу ортасын жасап, оны шеберхана қозғалтқыштары және РЖ сигналдары сияқты сыртқы электромагниттік кедергілерден қорғай алады. Ол кванттық чиптер және жоғары дәлдіктегі ADC/Dac сияқты электромагниттік шуға өте сезімтал сценарийлерді сынау үшін өте қолайлы.
Үшіншіден, практикалық қолдану тамаша нәтижелерге қол жеткізді
Көптеген жартылай өткізгіш кәсіпорындардың тәжірибесі гранит негіздерінің құндылығын толығымен көрсетті. Әлемге әйгілі жартылай өткізгішті сынау жабдығы өндірушісі өзінің жоғары деңгейлі 5G чиптерін сынау платформасында гранит негізін қабылдағаннан кейін ол таңғаларлық нәтижелерге қол жеткізді: зонд картасының орналасу дәлдігі ±5 мкм-ден ± 1 мкм-ге дейін өсті, сынақ деректерінің стандартты ауытқуы 70%-ға төмендеді, ал бір реттік тестілеу жылдамдығы 0%-дан 5%-ға төмендеді. 0,03%. Сонымен қатар, дірілді басу әсері керемет. Жабдық дірілдің ыдырауын күтпестен сынақты бастай алады, бір сынақ циклін 20%-ға қысқартады және жылдық өндіріс қуатын 3 миллионнан астам пластинкаға арттырады. Сонымен қатар, гранит негізінің қызмет ету мерзімі 10 жылдан асады және жиі жөндеуді қажет етпейді. Металл негіздермен салыстырғанда оның жалпы құны 50% -дан астамға төмендейді.
Төртіншіден, өнеркәсіптік үрдістерге бейімделу және тестілеу технологиясын жаңартуға жетекшілік ету
Жетілдірілген орау технологияларының дамуымен (мысалы, Чиплет) және кванттық есептеу чиптері сияқты дамып келе жатқан өрістердің өсуімен IC тестілеудегі құрылғы өнімділігіне қойылатын талаптар арта береді. Гранит негіздері де үнемі жаңарып, жаңарып отырады. Тозуға төзімділікті арттыру үшін беттік жабынды өңдеу арқылы немесе белсенді дірілді компенсациялау және басқа да технологиялық жетістіктерге жету үшін пьезоэлектрлік керамикамен біріктіру арқылы олар дәлірек және интеллектуалды бағытқа қарай жылжиды. Болашақта гранит базасы жартылай өткізгіш өнеркәсібінің технологиялық инновациясын және өзінің тамаша көрсеткіштерімен «қытайлық чиптердің» жоғары сапалы дамуын қорғауды жалғастырады.
Гранит негізін таңдау дәлірек, тұрақты және тиімді IC сынау шешімін таңдауды білдіреді. Ол қазіргі озық технологиялық чиптерді сынау болсын немесе алдыңғы қатарлы технологияларды болашақ барлау болсын, гранит негізі таптырмайтын және маңызды рөл атқарады.
Хабарлама уақыты: 15 мамыр 2025 ж