I dag, med den raske utviklingen av halvlederindustrien, påvirker IC-testing, som et avgjørende ledd for å sikre ytelsen til brikker, nøyaktigheten og stabiliteten direkte brikkens utbytte og industriens konkurranseevne. Etter hvert som chipproduksjonsprosessen fortsetter å utvikle seg mot 3nm, 2nm og enda mer avanserte noder, blir kravene til kjernekomponenter i IC-testutstyr stadig strengere. Granittbaser, med sine unike materialegenskaper og ytelsesfordeler, har blitt en uunnværlig "gyllen partner" for IC-testutstyr. Hvilken teknisk logikk ligger bak dette?
I. Tradisjonelle basers «manglende evne til å mestre»
Under IC-testprosessen må utstyret nøyaktig detektere den elektriske ytelsen til chip-pinnene, signalintegriteten osv. på nanoskala. Tradisjonelle metallbaser (som støpejern og stål) har imidlertid avdekket mange problemer i praktiske anvendelser.
På den ene siden er varmeutvidelseskoeffisienten for metalliske materialer relativt høy, vanligvis over 10×10⁻⁶/℃. Varmen som genereres under drift av IC-testutstyr eller til og med små endringer i omgivelsestemperaturen kan forårsake betydelig termisk utvidelse og sammentrekning av metallbasen. For eksempel kan en 1 meter lang støpejernsbase utvide seg og trekke seg sammen med opptil 100 μm når temperaturen endres med 10 ℃. Slike dimensjonsendringer er tilstrekkelige til å feiljustere testproben med chippinnene, noe som resulterer i dårlig kontakt og deretter forårsaker forvrengning av testdataene.
På den annen side er dempningsevnen til metallbasen dårlig, noe som gjør det vanskelig å raskt forbruke vibrasjonsenergien som genereres av driften av utstyret. I tilfeller med høyfrekvent signaltesting vil kontinuerlig mikrooscillasjon introdusere en stor mengde støy, noe som øker feilen i signalintegritetstestingen med mer enn 30 %. I tillegg har metallmaterialer høy magnetisk susceptibilitet og er utsatt for kobling med de elektromagnetiske signalene fra testutstyret, noe som resulterer i virvelstrømstap og hystereseeffekter, som forstyrrer nøyaktigheten av presise målinger.
Ii. Den "harde styrken" til granittbaser
Ultimat termisk stabilitet, som legger grunnlaget for presis måling
Granitt dannes av den tette kombinasjonen av mineralkrystaller som kvarts og feltspat gjennom ioniske og kovalente bindinger. Dens varmeutvidelseskoeffisient er ekstremt lav, bare 0,6-5 × 10⁻⁶/℃, som er omtrent 1/2-1/20 av den for metalliske materialer. Selv om temperaturen endres med 10 ℃, er utvidelsen og sammentrekningen av den 1 meter lange granittbasen mindre enn 50 nm, noe som nesten oppnår "null deformasjon". Samtidig er den varmeledningsevnen til granitt bare 2-3 W/(m·K), som er mindre enn 1/20 av den for metaller. Det kan effektivt forhindre varmeledning fra utstyret, holde overflatetemperaturen på basen jevn og sikre at testproben og brikken alltid opprettholder en konstant relativ posisjon.
2. Supersterk vibrasjonsdemping skaper et stabilt testmiljø
De unike krystalldefektene og glidende korngrensestrukturen i granitten gir den en sterk energispredningskapasitet, med et dempningsforhold på opptil 0,3–0,5, som er mer enn seks ganger så høyt som for metallbasen. Eksperimentelle data viser at under vibrasjonseksitasjon på 100 Hz er vibrasjonsdempningstiden for granittbasen bare 0,1 sekunder, mens den for støpejernsbasen er 0,8 sekunder. Dette betyr at granittbasen umiddelbart kan dempe vibrasjoner forårsaket av oppstart og nedstengning av utstyr, eksterne støt osv., og kontrollere vibrasjonsamplituden til testplattformen innenfor ±1 μm, noe som gir en stabil garanti for plasseringen av nanoskala-prober.
3. Naturlige antimagnetiske egenskaper, eliminerer elektromagnetisk interferens
Granitt er et diamagnetisk materiale med en magnetisk susceptibilitet på omtrent -10⁻⁵. De interne elektronene eksisterer parvis innenfor kjemiske bindinger og polariseres nesten aldri av eksterne magnetfelt. I et sterkt magnetfeltmiljø på 10 mT er den induserte magnetfeltintensiteten på overflaten av granitt mindre enn 0,001 mT, mens den på overflaten av støpejern er så høy som mer enn 8 mT. Denne naturlige antimagnetiske egenskapen kan skape et rent målemiljø for IC-testutstyr, og beskytte det mot ekstern elektromagnetisk interferens som verkstedmotorer og RF-signaler. Det er spesielt egnet for testscenarier som er ekstremt følsomme for elektromagnetisk støy, for eksempel kvantebrikker og høypresisjons ADC-er/DAC-er.
For det tredje har den praktiske anvendelsen oppnådd bemerkelsesverdige resultater
Praksisen til en rekke halvlederbedrifter har fullt ut demonstrert verdien av granittbaser. Etter at en globalt anerkjent produsent av halvledertestutstyr tok i bruk en granittbase i sin avanserte 5G-brikketestplattform, oppnådde de forbløffende resultater: Posisjoneringsnøyaktigheten til probekortet økte fra ±5 μm til ±1 μm, standardavviket for testdataene ble redusert med 70 %, og feilvurderingsraten for en enkelt test falt betydelig fra 0,5 % til 0,03 %. Samtidig er vibrasjonsdempingseffekten bemerkelsesverdig. Utstyret kan starte testen uten å vente på at vibrasjonen skal avta, noe som forkorter den enkelte testsyklusen med 20 % og øker den årlige produksjonskapasiteten med over 3 millioner wafere. I tillegg har granittbasen en levetid på over 10 år og krever ikke hyppig vedlikehold. Sammenlignet med metallbaser reduseres den totale kostnaden med mer enn 50 %.
For det fjerde, tilpass deg industrielle trender og led an oppgraderingen av testteknologi
Med utviklingen av avanserte pakketeknologier (som Chiplet) og fremveksten av nye felt som kvanteberegningsbrikker, vil kravene til enhetsytelse i IC-testing fortsette å øke. Granittbaser er også i stadig utvikling og oppgradering. Gjennom overflatebeleggbehandling for å forbedre slitestyrken eller ved å kombinere med piezoelektrisk keramikk for å oppnå aktiv vibrasjonskompensasjon og andre teknologiske gjennombrudd, beveger de seg mot en mer presis og intelligent retning. I fremtiden vil granittbasen fortsette å ivareta den teknologiske innovasjonen i halvlederindustrien og den høykvalitetsutviklingen av "kinesiske brikker" med sin enestående ytelse.
Å velge en granittbase betyr å velge en mer nøyaktig, stabil og effektiv IC-testløsning. Enten det er dagens avanserte prosessbrikketesting eller fremtidig utforskning av banebrytende teknologier, vil granittbasen spille en uerstattelig og betydelig rolle.
Publiseringstid: 15. mai 2025