ปัจจุบันนี้ ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ การทดสอบ IC ถือเป็นตัวเชื่อมโยงที่สำคัญในการรับรองประสิทธิภาพของชิป ความแม่นยำ และความเสถียรของชิปส่งผลโดยตรงต่ออัตราผลผลิตของชิปและความสามารถในการแข่งขันของอุตสาหกรรม ในขณะที่กระบวนการผลิตชิปยังคงก้าวหน้าไปสู่โหนด 3 นาโนเมตร 2 นาโนเมตร และขั้นสูงกว่านั้น ข้อกำหนดสำหรับส่วนประกอบหลักในอุปกรณ์ทดสอบ IC ก็เข้มงวดมากขึ้นเรื่อยๆ ฐานแกรนิตที่มีคุณสมบัติเฉพาะตัวของวัสดุและข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพได้กลายมาเป็น "หุ้นส่วนทอง" ที่ขาดไม่ได้สำหรับอุปกรณ์ทดสอบ IC ตรรกะทางเทคนิคใดอยู่เบื้องหลังสิ่งนี้?
I. ความไม่สามารถรับมือได้ของฐานรากแบบดั้งเดิม
ในระหว่างกระบวนการทดสอบ IC อุปกรณ์จะต้องตรวจจับประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของพินชิป ความสมบูรณ์ของสัญญาณ ฯลฯ ได้อย่างแม่นยำในระดับนาโน อย่างไรก็ตาม ฐานโลหะแบบดั้งเดิม (เช่น เหล็กหล่อและเหล็ก) มีปัญหาหลายประการในการใช้งานจริง
ในทางหนึ่ง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของวัสดุโลหะค่อนข้างสูง โดยปกติจะสูงกว่า 10×10⁻⁶/℃ ความร้อนที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ทดสอบ IC หรือแม้แต่การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแวดล้อมเพียงเล็กน้อยก็สามารถทำให้ฐานโลหะขยายตัวเนื่องจากความร้อนและหดตัวได้อย่างมาก ตัวอย่างเช่น ฐานเหล็กหล่อยาว 1 เมตรอาจขยายและหดตัวได้มากถึง 100μm เมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง 10℃ การเปลี่ยนแปลงมิติดังกล่าวเพียงพอที่จะทำให้โพรบทดสอบไม่ตรงกับพินชิป ส่งผลให้สัมผัสไม่ดี และทำให้ข้อมูลการทดสอบผิดเพี้ยนในเวลาต่อมา
ในทางกลับกัน ประสิทธิภาพการหน่วงของฐานโลหะนั้นไม่ดี ทำให้ยากต่อการใช้พลังงานสั่นสะเทือนที่เกิดจากการทำงานของอุปกรณ์อย่างรวดเร็ว ในสถานการณ์การทดสอบสัญญาณความถี่สูง การสั่นแบบไมโครต่อเนื่องจะทำให้เกิดสัญญาณรบกวนจำนวนมาก ทำให้ข้อผิดพลาดในการทดสอบความสมบูรณ์ของสัญญาณเพิ่มขึ้นมากกว่า 30% นอกจากนี้ วัสดุโลหะยังมีความไวต่อแม่เหล็กสูงและมีแนวโน้มที่จะจับคู่กับสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าของอุปกรณ์ทดสอบ ส่งผลให้เกิดการสูญเสียกระแสวนและเอฟเฟกต์ฮิสเทอรีซิส ซึ่งรบกวนความแม่นยำของการวัดที่แม่นยำ
Ii. ความแข็งแกร่งระดับฮาร์ดคอร์ของฐานหินแกรนิต
เสถียรภาพทางความร้อนขั้นสูงสุด วางรากฐานสำหรับการวัดที่แม่นยำ
หินแกรนิตเกิดจากการรวมตัวกันอย่างแน่นหนาของผลึกแร่ เช่น ควอตซ์และเฟลด์สปาร์ ผ่านพันธะไอออนิกและโควาเลนต์ ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำมาก เพียง 0.6-5×10⁻⁶/℃ ซึ่งประมาณ 1/2-1/20 ของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของหินแกรนิตนี้ต่ำมาก โดยมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนเพียง 0.6-5×10⁻⁶/℃ ซึ่งเท่ากับประมาณ 1/2-1/20 ของค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของวัสดุโลหะ แม้ว่าอุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงไป 10℃ การขยายตัวและหดตัวของฐานหินแกรนิตยาว 1 เมตรก็จะน้อยกว่า 50 นาโนเมตร ซึ่งเกือบจะบรรลุ "การเสียรูปเป็นศูนย์" ในขณะเดียวกัน ค่าการนำความร้อนของหินแกรนิตอยู่ที่เพียง 2-3 W/(m · K) ซึ่งน้อยกว่า 1/20 ของค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อนของโลหะ หินแกรนิตสามารถป้องกันการนำความร้อนของอุปกรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ รักษาให้อุณหภูมิพื้นผิวของฐานสม่ำเสมอ และทำให้มั่นใจได้ว่าหัววัดทดสอบและชิปจะรักษาตำแหน่งสัมพันธ์ที่คงที่อยู่เสมอ
2. การลดการสั่นสะเทือนที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษสร้างสภาพแวดล้อมการทดสอบที่มีเสถียรภาพ
ข้อบกพร่องของผลึกที่ไม่เหมือนใครและโครงสร้างการเลื่อนของขอบเกรนภายในหินแกรนิตทำให้หินแกรนิตมีความสามารถในการกระจายพลังงานที่แข็งแกร่ง โดยมีอัตราส่วนการหน่วงสูงถึง 0.3-0.5 ซึ่งมากกว่าฐานโลหะถึง 6 เท่า ข้อมูลการทดลองแสดงให้เห็นว่าภายใต้การกระตุ้นการสั่นสะเทือนที่ 100Hz เวลาการลดทอนการสั่นสะเทือนของฐานหินแกรนิตอยู่ที่เพียง 0.1 วินาที ในขณะที่ฐานเหล็กหล่ออยู่ที่ 0.8 วินาที ซึ่งหมายความว่าฐานหินแกรนิตสามารถระงับการสั่นสะเทือนที่เกิดจากการสตาร์ทและปิดเครื่องอุปกรณ์ แรงกระแทกจากภายนอก ฯลฯ ได้ทันที และควบคุมแอมพลิจูดการสั่นสะเทือนของแท่นทดสอบภายใน ±1μm ซึ่งให้การรับประกันความเสถียรสำหรับการวางตำแหน่งของหัววัดในระดับนาโน
3. คุณสมบัติป้องกันแม่เหล็กตามธรรมชาติ กำจัดสัญญาณรบกวนจากแม่เหล็กไฟฟ้า
หินแกรนิตเป็นวัสดุไดอะแมกเนติกที่มีความไวต่อแม่เหล็กประมาณ -10 ⁻⁵ อิเล็กตรอนภายในมีคู่กันภายในพันธะเคมีและแทบจะไม่มีโพลาไรซ์โดยสนามแม่เหล็กภายนอก ในสภาพแวดล้อมที่มีสนามแม่เหล็กแรงสูง 10mT ความเข้มของสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำบนพื้นผิวของหินแกรนิตจะน้อยกว่า 0.001mT ในขณะที่บนพื้นผิวของเหล็กหล่อจะสูงถึงมากกว่า 8mT คุณสมบัติต้านแม่เหล็กตามธรรมชาตินี้สามารถสร้างสภาพแวดล้อมการวัดที่บริสุทธิ์สำหรับอุปกรณ์ทดสอบ IC โดยปกป้องอุปกรณ์จากสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าภายนอก เช่น มอเตอร์ในเวิร์กช็อปและสัญญาณ RF เหมาะอย่างยิ่งสำหรับสถานการณ์การทดสอบที่ไวต่อสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างมาก เช่น ชิปควอนตัมและ ADC/Dac ที่มีความแม่นยำสูง
ประการที่สาม การประยุกต์ใช้ในทางปฏิบัติได้ให้ผลลัพธ์ที่โดดเด่น
แนวทางปฏิบัติของบริษัทเซมิคอนดักเตอร์จำนวนมากได้แสดงให้เห็นถึงคุณค่าของฐานหินแกรนิตอย่างเต็มที่ หลังจากที่ผู้ผลิตอุปกรณ์ทดสอบเซมิคอนดักเตอร์ที่มีชื่อเสียงระดับโลกได้นำฐานหินแกรนิตมาใช้ในแพลตฟอร์มทดสอบชิป 5G ระดับไฮเอนด์ ก็ได้รับผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง: ความแม่นยำในการวางตำแหน่งของการ์ดโพรบเพิ่มขึ้นจาก ±5μm เป็น ±1μm ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของข้อมูลการทดสอบลดลง 70% และอัตราการตัดสินผิดพลาดของการทดสอบครั้งเดียวลดลงอย่างมีนัยสำคัญจาก 0.5% เป็น 0.03% ในขณะเดียวกัน ผลกระทบต่อการลดการสั่นสะเทือนก็น่าทึ่งมาก อุปกรณ์สามารถเริ่มการทดสอบได้โดยไม่ต้องรอให้การสั่นสะเทือนลดลง ทำให้รอบการทดสอบครั้งเดียวสั้นลง 20% และเพิ่มกำลังการผลิตประจำปีได้กว่า 3 ล้านแผ่นเวเฟอร์ นอกจากนี้ ฐานหินแกรนิตยังมีอายุการใช้งานมากกว่า 10 ปีและไม่ต้องบำรุงรักษาบ่อยครั้ง เมื่อเทียบกับฐานโลหะแล้ว ต้นทุนโดยรวมของฐานหินแกรนิตลดลงมากกว่า 50%
ประการที่สี่ ปรับตัวให้เข้ากับแนวโน้มอุตสาหกรรมและเป็นผู้นำการอัปเกรดเทคโนโลยีการทดสอบ
ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยีบรรจุภัณฑ์ขั้นสูง (เช่น Chiplet) และการเติบโตของสาขาใหม่ ๆ เช่น ชิปคอมพิวเตอร์ควอนตัม ความต้องการประสิทธิภาพของอุปกรณ์ในการทดสอบ IC จะยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ฐานหินแกรนิตยังมีนวัตกรรมและการอัพเกรดอย่างต่อเนื่อง ผ่านการเคลือบพื้นผิวเพื่อเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอหรือโดยการรวมกับเซรามิกเพียโซอิเล็กทริกเพื่อให้ได้การชดเชยการสั่นสะเทือนที่ใช้งานอยู่และความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอื่น ๆ กำลังมุ่งหน้าสู่ทิศทางที่แม่นยำและชาญฉลาดยิ่งขึ้น ในอนาคต ฐานหินแกรนิตจะยังคงปกป้องนวัตกรรมทางเทคโนโลยีของอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และการพัฒนาคุณภาพสูงของ "ชิปจีน" ด้วยประสิทธิภาพที่โดดเด่น
การเลือกฐานหินแกรนิตหมายถึงการเลือกโซลูชันการทดสอบ IC ที่แม่นยำ มีเสถียรภาพ และมีประสิทธิภาพมากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นการทดสอบชิปกระบวนการขั้นสูงในปัจจุบันหรือการสำรวจเทคโนโลยีล้ำสมัยในอนาคต ฐานหินแกรนิตจะมีบทบาทสำคัญและไม่สามารถแทนที่ได้
เวลาโพสต์ : 15 พ.ค. 2568