ปัจจุบัน ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ การทดสอบไอซี (IC) ถือเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยรับประกันประสิทธิภาพของชิป ความแม่นยำ และความเสถียรของชิปส่งผลโดยตรงต่ออัตราผลตอบแทนของชิปและความสามารถในการแข่งขันของอุตสาหกรรม ขณะที่กระบวนการผลิตชิปยังคงพัฒนาไปสู่ระดับ 3 นาโนเมตร 2 นาโนเมตร และแม้แต่โหนดขั้นสูง ข้อกำหนดสำหรับส่วนประกอบหลักในอุปกรณ์ทดสอบไอซีจึงเข้มงวดมากขึ้นเรื่อยๆ ฐานแกรนิต ด้วยคุณสมบัติทางวัสดุที่เป็นเอกลักษณ์และข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพ ได้กลายเป็น "พันธมิตรทอง" ที่ขาดไม่ได้สำหรับอุปกรณ์ทดสอบไอซี ตรรกะทางเทคนิคใดอยู่เบื้องหลังสิ่งนี้?
I. ความไม่สามารถรับมือได้ของฐานรากแบบดั้งเดิม
ในระหว่างกระบวนการทดสอบ IC อุปกรณ์จำเป็นต้องตรวจจับประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของพินชิป ความสมบูรณ์ของสัญญาณ ฯลฯ ได้อย่างแม่นยำในระดับนาโน อย่างไรก็ตาม ฐานโลหะแบบดั้งเดิม (เช่น เหล็กหล่อและเหล็กกล้า) ได้เผชิญกับปัญหาหลายประการในการใช้งานจริง
ในแง่หนึ่ง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของวัสดุโลหะค่อนข้างสูง โดยปกติจะสูงกว่า 10×10⁻⁶/℃ ความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ทดสอบ IC หรือแม้แต่การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแวดล้อมเพียงเล็กน้อยก็สามารถทำให้ฐานโลหะเกิดการขยายตัวทางความร้อนและการหดตัวได้อย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น ฐานเหล็กหล่อยาว 1 เมตรสามารถขยายและหดตัวได้มากถึง 100 ไมโครเมตร เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง 10℃ การเปลี่ยนแปลงขนาดดังกล่าวเพียงพอที่จะทำให้หัววัดทดสอบไม่ตรงกับพินชิป ส่งผลให้การสัมผัสไม่ดีและทำให้ข้อมูลการทดสอบผิดเพี้ยน
ในทางกลับกัน ประสิทธิภาพการหน่วงของฐานโลหะนั้นต่ำ ทำให้ยากต่อการใช้พลังงานสั่นสะเทือนที่เกิดจากการทำงานของอุปกรณ์อย่างรวดเร็ว ในสถานการณ์การทดสอบสัญญาณความถี่สูง การสั่นแบบไมโครต่อเนื่องจะก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนจำนวนมาก ทำให้ความคลาดเคลื่อนในการทดสอบความสมบูรณ์ของสัญญาณเพิ่มขึ้นมากกว่า 30% นอกจากนี้ วัสดุโลหะยังมีความไวต่อสนามแม่เหล็กสูงและมีแนวโน้มที่จะเกิดการเชื่อมต่อกับสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าของอุปกรณ์ทดสอบ ส่งผลให้เกิดการสูญเสียกระแสเอ็ดดี้และผลกระทบจากฮิสเทอรีซิส ซึ่งรบกวนความแม่นยำของการวัดที่แม่นยำ
Ii. “ความแข็งแกร่งระดับฮาร์ดคอร์” ของฐานหินแกรนิต
เสถียรภาพทางความร้อนขั้นสูงสุด วางรากฐานสำหรับการวัดที่แม่นยำ
หินแกรนิตเกิดจากการรวมตัวกันอย่างแน่นหนาของผลึกแร่ เช่น ควอตซ์และเฟลด์สปาร์ ผ่านพันธะไอออนิกและโควาเลนต์ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำมาก เพียง 0.6-5×10⁻⁶/℃ ซึ่งประมาณ 1/2-1/20 ของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของหินแกรนิต แม้ว่าอุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงไป 10℃ แต่การขยายตัวและหดตัวของฐานหินแกรนิตยาว 1 เมตรจะน้อยกว่า 50 นาโนเมตร ซึ่งเกือบจะบรรลุ "การเสียรูปเป็นศูนย์" ในขณะเดียวกัน ค่าการนำความร้อนของหินแกรนิตอยู่ที่ 2-3 W/(m·K) ซึ่งน้อยกว่า 1/20 ของค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของโลหะ หินแกรนิตสามารถป้องกันการนำความร้อนของอุปกรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ รักษาอุณหภูมิพื้นผิวของฐานให้คงที่ และมั่นใจได้ว่าหัววัดทดสอบและชิปจะอยู่ในตำแหน่งสัมพัทธ์คงที่อยู่เสมอ
2. การลดการสั่นสะเทือนที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษสร้างสภาพแวดล้อมการทดสอบที่เสถียร
ข้อบกพร่องของผลึกที่เป็นเอกลักษณ์และโครงสร้างการเลื่อนของขอบเกรนภายในหินแกรนิตทำให้มีความสามารถในการกระจายพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีอัตราส่วนการหน่วงสูงสุดถึง 0.3-0.5 ซึ่งสูงกว่าฐานโลหะถึงหกเท่า จากการทดลองพบว่าภายใต้แรงสั่นสะเทือนที่ความถี่ 100 เฮิรตซ์ เวลาลดการสั่นสะเทือนของฐานหินแกรนิตอยู่ที่เพียง 0.1 วินาที ในขณะที่ฐานเหล็กหล่ออยู่ที่ 0.8 วินาที ซึ่งหมายความว่าฐานหินแกรนิตสามารถยับยั้งการสั่นสะเทือนที่เกิดจากการเปิดและปิดเครื่องของอุปกรณ์ แรงกระแทกจากภายนอก และอื่นๆ ได้ทันที และสามารถควบคุมแอมพลิจูดการสั่นสะเทือนของแท่นทดสอบได้ภายใน ±1 ไมโครเมตร ซึ่งรับประกันความเสถียรในการวางตำแหน่งหัววัดระดับนาโน
3. คุณสมบัติป้องกันแม่เหล็กตามธรรมชาติ กำจัดสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า
หินแกรนิตเป็นวัสดุไดอะแมกเนติกที่มีความไวต่อแม่เหล็กประมาณ -10 ⁻⁵ อิเล็กตรอนภายในมีพันธะเคมีเป็นคู่และแทบจะไม่มีขั้วจากสนามแม่เหล็กภายนอก ในสภาพแวดล้อมที่มีสนามแม่เหล็กแรงสูง 10 มิลลิตัน ความเข้มของสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำบนพื้นผิวของหินแกรนิตจะน้อยกว่า 0.001 มิลลิตัน ในขณะที่บนพื้นผิวของเหล็กหล่อจะสูงกว่า 8 มิลลิตัน คุณสมบัติต้านแม่เหล็กตามธรรมชาตินี้สามารถสร้างสภาพแวดล้อมการวัดที่บริสุทธิ์สำหรับอุปกรณ์ทดสอบไอซี ปกป้องอุปกรณ์จากสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอก เช่น มอเตอร์ในโรงงานและสัญญาณ RF เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบในสถานการณ์ที่มีความไวต่อสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าสูง เช่น ชิปควอนตัมและ ADC/Dac ความแม่นยำสูง
ประการที่สาม การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติได้ให้ผลลัพธ์ที่โดดเด่น
แนวทางปฏิบัติของบริษัทเซมิคอนดักเตอร์จำนวนมากได้แสดงให้เห็นถึงคุณค่าของฐานหินแกรนิตอย่างเต็มที่ หลังจากที่ผู้ผลิตอุปกรณ์ทดสอบเซมิคอนดักเตอร์ชื่อดังระดับโลกได้นำฐานหินแกรนิตมาใช้กับแพลตฟอร์มทดสอบชิป 5G ระดับไฮเอนด์ ก็ได้ผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง ได้แก่ ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งของการ์ดโพรบเพิ่มขึ้นจาก ±5μm เป็น ±1μm ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของข้อมูลการทดสอบลดลง 70% และอัตราการตัดสินผิดพลาดของการทดสอบเพียงครั้งเดียวลดลงอย่างมากจาก 0.5% เหลือ 0.03% ในขณะเดียวกัน ประสิทธิภาพในการลดการสั่นสะเทือนก็น่าทึ่ง อุปกรณ์สามารถเริ่มการทดสอบได้โดยไม่ต้องรอให้การสั่นสะเทือนลดลง ทำให้รอบการทดสอบสั้นลง 20% และเพิ่มกำลังการผลิตเวเฟอร์ได้มากกว่า 3 ล้านแผ่นต่อปี นอกจากนี้ ฐานหินแกรนิตยังมีอายุการใช้งานนานกว่า 10 ปี และไม่ต้องบำรุงรักษาบ่อยครั้ง เมื่อเทียบกับฐานโลหะ ต้นทุนโดยรวมลดลงมากกว่า 50%
สี่ ปรับตัวตามแนวโน้มอุตสาหกรรมและเป็นผู้นำการอัปเกรดเทคโนโลยีการทดสอบ
ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง (เช่น Chiplet) และการเติบโตของสาขาใหม่ ๆ เช่น ชิปประมวลผลควอนตัม ความต้องการประสิทธิภาพของอุปกรณ์ในการทดสอบ IC จึงเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนื่อง ฐานหินแกรนิตก็มีการพัฒนาและยกระดับอย่างต่อเนื่องเช่นกัน ด้วยการเคลือบผิวเพื่อเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ หรือการผสมผสานกับเซรามิกเพียโซอิเล็กทริกเพื่อชดเชยการสั่นสะเทือนแบบแอคทีฟ และความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอื่น ๆ ฐานหินแกรนิตจึงกำลังก้าวไปสู่ทิศทางที่แม่นยำและชาญฉลาดยิ่งขึ้น ในอนาคต ฐานหินแกรนิตจะยังคงรักษานวัตกรรมทางเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และการพัฒนาคุณภาพสูงของ "ชิปจีน" ด้วยประสิทธิภาพที่โดดเด่น
การเลือกฐานหินแกรนิตหมายถึงการเลือกโซลูชันการทดสอบ IC ที่แม่นยำ เสถียร และมีประสิทธิภาพมากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นการทดสอบชิปขั้นสูงในปัจจุบัน หรือการสำรวจเทคโนโลยีล้ำสมัยในอนาคต ฐานหินแกรนิตจะมีบทบาทสำคัญและไม่อาจทดแทนได้
เวลาโพสต์: 15 พฤษภาคม 2568