מהפכת בסיסי ציוד בדיקת AOI של מוליכים למחצה: לגרניט יעילות דיכוי רעידות גבוהה ב-92% בהשוואה לברזל יצוק.

​
בתחום ייצור המוליכים למחצה, ציוד בדיקה אופטית אוטומטית (AOI) ממלא תפקיד מכריע בהבטחת איכות השבבים. אפילו שיפור קל בדיוק הגילוי שלו יכול לחולל טרנספורמציה עצומה בתעשייה כולה. בסיס הציוד, כמרכיב מפתח, משפיע עמוקות על דיוק הגילוי. בשנים האחרונות, מהפכה בחומרי הבסיס שטפה את התעשייה. גרניט, עם ביצועי דיכוי הרעידות המצוינים שלו, החליף בהדרגה את חומרי הברזל היצוק המסורתיים והפך למועדף החדש של ציוד בדיקת AOI. יעילות דיכוי הרעידות שלו גדלה ב-92% בהשוואה לברזל יצוק. אילו פריצות דרך טכנולוגיות ושינויים בתעשייה עומדים מאחורי נתונים אלה?
הדרישות המחמירות לרעידות בציוד בדיקת AOI של מוליכים למחצה
תהליך הייצור של שבבי מוליכים למחצה נכנס לעידן הננומטרי. במהלך תהליך בדיקת AOI, אפילו רעידות זעירות ביותר עלולות לגרום לסטיות בתוצאות הבדיקה. שריטות עדינות, חללים ופגמים אחרים על פני השבב הם לרוב ברמת מיקרומטר או אפילו ננומטר. העדשות האופטיות של ציוד הגילוי צריכות ללכוד פרטים אלה בדיוק גבוה ביותר. כל רעידות המועברות על ידי הבסיס תגרום לעדשה לזוז או לרעוד, וכתוצאה מכך לטשטוש תמונה ובכך להשפיע על דיוק זיהוי הפגמים.
חומרי ברזל יצוק היו בעבר בשימוש נרחב בבסיסי ציוד בדיקת AOI מכיוון שיש להם חוזק וביצועי עיבוד מסוימים, והעלות נמוכה יחסית. עם זאת, מבחינת דיכוי רעידות, לברזל יצוק יש חסרונות ברורים. המבנה הפנימי של ברזל יצוק מכיל מספר רב של יריעות גרפיט, המקבילות לחללים זעירים בפנים ומשבשות את המשכיות החומר. כאשר הציוד פועל ומייצר רעידות, או מופרע על ידי רעידות סביבתיות חיצוניות, אנרגיית הרטט אינה יכולה להיות מוחלשת ביעילות בברזל יצוק, אלא מוחזרת ומונחת כל הזמן בין יריעת הגרפיט למטריצה, וכתוצאה מכך מתפשטת רעידות באופן רציף. ניסויים רלוונטיים מראים שלאחר שבסיס ברזל יצוק מעורר רעידות חיצוניות, זמן הנחתת הרטט יכול להימשך מספר שניות, דבר שתשפיע באופן משמעותי על דיוק הגילוי במהלך תקופה זו. בנוסף, מודול האלסטיות של ברזל יצוק נמוך יחסית. תחת פעולה ארוכת טווח של כוח המשיכה של הציוד ועומס רעידות, הוא נוטה לעיוות, מה שמגביר עוד יותר את העברת הרטט.
הסוד מאחורי עלייה של 92% ביעילות דיכוי הרעידות של בסיסי גרניט

גרניט, כאבן טבעית, יצר מבנה פנימי צפוף ואחיד ביותר באמצעות תהליכים גיאולוגיים במשך מאות מיליוני שנים. הוא מורכב בעיקר מגבישי מינרלים כמו קוורץ ופצלת פלדס המשולבים זה בזה, והקשרים הכימיים בין הגבישים חזקים ויציבים. מבנה זה מעניק לגרניט יכולת דיכוי רעידות יוצאת דופן. כאשר הרטט מועבר לבסיס הגרניט, גבישי המינרלים שבתוכו יכולים להמיר במהירות את אנרגיית הרטט לאנרגיית חום ולפזר אותה. מחקרים מראים כי ריכוך הגרניט גבוה פי כמה מזה של ברזל יצוק, מה שאומר שהוא יכול לספוג אנרגיית רעידות בצורה יעילה יותר, ולהפחית את משרעת ומשך הרטט. לאחר בדיקות מקצועיות, תחת אותם תנאי עירור רעידות, זמן הנחתת הרטט של בסיס הגרניט הוא רק 8% מזה של ברזל יצוק, ויעילות דיכוי הרטט גדלה ב-92%.
גם הקשיות הגבוהה ומודול האלסטיות הגבוה של הגרניט תורמים משמעותית. הקשיות הגבוהה מבטיחה שהבסיס פחות יתעוות בעת נושא את משקל הציוד ופגיעות כוח חיצוניות, ותמיד שומר על מצב תמיכה יציב. מודול האלסטיות הגבוה מבטיח שהבסיס יוכל לחזור במהירות לצורתו המקורית כאשר הוא נתון לרעידות, מה שמפחית את הצטברות הרעידות. בנוסף, לגרניט יציבות תרמית מצוינת והוא כמעט ואינו מושפע משינויים בטמפרטורת הסביבה, תוך הימנעות מהתפשטות תרמית ועיוות התכווצות הנגרם מתנודות טמפרטורה, ובכך מבטיח עוד יותר את יציבות ביצועי דיכוי הרעידות.
טרנספורמציה וסיכויים בתעשייה כתוצאה מבסיסי גרניט
ציוד בדיקת AOI עם בסיס גרניט שיפר משמעותית את דיוק הגילוי שלו. הוא יכול לזהות באופן אמין פגמים בשבבים קטנים יותר, להפחית את שיעור השגיאות ל-1% ולשפר מאוד את שיעור התפוקה של ייצור השבבים. במקביל, יציבות הציוד שופרה, מה שמפחית את מספר ההשבתות לצורך תחזוקה הנגרמות עקב בעיות רעידות, מאריך את חיי הציוד ומוריד את עלויות התפעול הכוללות.