Hoxe en día, co rápido desenvolvemento da industria dos semicondutores, as probas de CI, como vínculo crucial para garantir o rendemento dos chips, a súa precisión e estabilidade afectan directamente á taxa de rendemento dos chips e á competitividade da industria. A medida que o proceso de fabricación de chips continúa avanzando cara a nodos de 3 nm, 2 nm e incluso máis avanzados, os requisitos para os compoñentes principais nos equipos de proba de CI son cada vez máis estritos. As bases de granito, coas súas propiedades materiais únicas e vantaxes de rendemento, convertéronse nun "socio de ouro" indispensable para os equipos de proba de CI. Que lóxica técnica se agocha detrás disto?
I. A "incapacidade para afrontar" as bases tradicionais
Durante o proceso de probas de circuítos integrados, o equipo necesita detectar con precisión o rendemento eléctrico dos pines do chip, a integridade do sinal, etc. a nanoescala. Non obstante, as bases metálicas tradicionais (como o ferro fundido e o aceiro) expuxeron moitos problemas nas aplicacións prácticas.
Por unha banda, o coeficiente de expansión térmica dos materiais metálicos é relativamente alto, normalmente superior a 10 × 10⁻⁶/℃. A calor xerada durante o funcionamento do equipo de proba de CI ou mesmo pequenos cambios na temperatura ambiente poden causar unha expansión e contracción térmica significativas da base metálica. Por exemplo, unha base de ferro fundido de 1 metro de longo pode expandirse e contraerse ata 100 μm cando a temperatura cambia en 10 ℃. Estes cambios dimensionais son suficientes para desalinear a sonda de proba cos pines do chip, o que resulta nun contacto deficiente e, posteriormente, causa distorsión dos datos da proba.
Por outra banda, o rendemento de amortiguación da base metálica é deficiente, o que dificulta o consumo rápido da enerxía de vibración xerada polo funcionamento do equipo. No escenario de probas de sinal de alta frecuencia, a microoscilación continua introducirá unha gran cantidade de ruído, aumentando o erro da proba de integridade do sinal en máis dun 30 %. Ademais, os materiais metálicos teñen unha alta susceptibilidade magnética e son propensos a acoplarse cos sinais electromagnéticos do equipo de proba, o que resulta en perdas por correntes de Foucault e efectos de histérese, que interfiren coa precisión das medicións precisas.
Ii. A "forza inigualable" das bases de granito
Máxima estabilidade térmica, sentando as bases para unha medición precisa
O granito fórmase pola combinación compacta de cristais minerais como o cuarzo e o feldespato a través de enlaces iónicos e covalentes. O seu coeficiente de expansión térmica é extremadamente baixo, só 0,6-5 × 10⁻⁶/℃, que é aproximadamente 1/2-1/20 do dos materiais metálicos. Mesmo se a temperatura cambia en 10 ℃, a expansión e contracción da base de granito de 1 metro de longo é inferior a 50 nm, case acadando unha "deformación cero". Mentres tanto, a condutividade térmica do granito é só de 2-3 W/(m · K), que é inferior a 1/20 da dos metais. Pode evitar eficazmente a condución térmica do equipo, manter uniforme a temperatura superficial da base e garantir que a sonda de proba e o chip manteñan sempre unha posición relativa constante.
2. A supresión de vibracións superforte crea un ambiente de probas estable
Os defectos cristalinos únicos e a estrutura deslizante do límite do gran dentro do granito dótanlle dunha forte capacidade de disipación de enerxía, cunha relación de amortiguamento de ata 0,3-0,5, que é máis de seis veces maior que a da base metálica. Os datos experimentais mostran que baixo a excitación de vibración de 100 Hz, o tempo de atenuación da vibración da base de granito é de só 0,1 segundos, mentres que o da base de ferro fundido é de 0,8 segundos. Isto significa que a base de granito pode suprimir instantaneamente as vibracións causadas polo arranque e apagado do equipo, impactos externos, etc., e controlar a amplitude de vibración da plataforma de proba dentro de ±1 μm, proporcionando unha garantía estable para o posicionamento de sondas a nanoescala.
3. Propiedades antimagnéticas naturais, que eliminan as interferencias electromagnéticas
O granito é un material diamagnético cunha susceptibilidade magnética de aproximadamente -10 ⁻⁵. Os electróns internos existen en pares dentro das ligazóns químicas e case nunca están polarizados por campos magnéticos externos. Nun ambiente de campo magnético forte de 10 mT, a intensidade do campo magnético inducido na superficie do granito é inferior a 0,001 mT, mentres que na superficie do ferro fundido é de ata máis de 8 mT. Esta propiedade antimagnética natural pode crear un ambiente de medición puro para os equipos de proba de CI, protexéndoos de interferencias electromagnéticas externas, como motores de taller e sinais de radiofrecuencia. É especialmente axeitado para escenarios de proba extremadamente sensibles ao ruído electromagnético, como chips cuánticos e ADC/DAC de alta precisión.
En terceiro lugar, a aplicación práctica acadou resultados notables
As prácticas de numerosas empresas de semicondutores demostraron plenamente o valor das bases de granito. Despois de que un fabricante de equipos de probas de semicondutores de renome mundial adoptase unha base de granito na súa plataforma de probas de chips 5G de gama alta, obtivo resultados sorprendentes: a precisión de posicionamento da tarxeta de sonda aumentou de ±5 μm a ±1 μm, a desviación estándar dos datos de proba diminuíu nun 70 % e a taxa de erros de xuízo dunha soa proba caeu significativamente do 0,5 % ao 0,03 %. Mentres tanto, o efecto de supresión de vibracións é notable. O equipo pode iniciar a proba sen esperar a que a vibración decaia, acurtando o ciclo de proba única nun 20 % e aumentando a capacidade de produción anual en máis de 3 millóns de obleas. Ademais, a base de granito ten unha vida útil de máis de 10 anos e non require mantemento frecuente. En comparación coas bases metálicas, o seu custo total redúcese en máis dun 50 %.
En cuarto lugar, adaptarse ás tendencias industriais e liderar a actualización da tecnoloxía de probas
Co desenvolvemento de tecnoloxías avanzadas de empaquetado (como Chiplet) e o auxe de campos emerxentes como os chips de computación cuántica, os requisitos para o rendemento dos dispositivos nas probas de CI seguirán aumentando. As bases de granito tamén están en constante innovación e mellora. Mediante o tratamento de revestimento superficial para mellorar a resistencia ao desgaste ou mediante a combinación con cerámica piezoeléctrica para lograr unha compensación activa de vibracións e outros avances tecnolóxicos, están a avanzar cara a unha dirección máis precisa e intelixente. No futuro, a base de granito seguirá salvagardando a innovación tecnolóxica da industria dos semicondutores e o desenvolvemento de alta calidade dos "chips chineses" co seu excepcional rendemento.
Escoller unha base de granito significa escoller unha solución de probas de CI máis precisa, estable e eficiente. Tanto se se trata das actuais probas de chips de procesos avanzados como da futura exploración de tecnoloxías de vangarda, a base de granito xogará un papel irremplazable e significativo.
Data de publicación: 15 de maio de 2025