Kāpēc termiskā stabilitāte ir būtiska testēšanas precizitātei un iznākumam
Kā zem viena grāda termiskās izmaiņas izraisa kļūdainus atteikumus un mērījumu nobīdi
Vienā pusvadītāju virsmas plāksnītes testa ciklā pat mazākas par 1 °C temperatūras izmaiņas izraisīs būtiskas problēmas. Šīs izmaiņas var izraisīt pārbaudes kartišu nobīdi. Kad pārbaudes kartišas nobīdās, elektriskie kontaktpunkti var nesakrist, tādējādi pareizi funkcionējošus mikroshēmu čipus kļūdaini atzīmējot kā defektīvus. Vienlaikus arī mērinstrumenti nobīdīsies dēļ mainīgās termiskās pretestības un sāks sniegt neprecīzus mērījumus („nose-drift“). Piemēram, 0,5 °C temperatūras nobīde ietekmē silīcija joslu spraugu lielumu aptuveni par 0,3 %, kas rezultātā liek kļūdaini novērtēt gandrīz visus mūsu parametru testus. Šo visu termiskās nestabilitātes dēļ samazinās testu precizitāte un produkta uzticamība. Tāpēc ražotājiem ir jāiztērē lielas naudas summas ārkārtīgi precīzu termiskās regulēšanas sistēmu iegādei, lai nodrošinātu stabila temperatūra un izvairītos no nopietnām un dārgām kļūdām. elektriskā pusdienas kastīte, darba galda ēdiena sildītājs, kompakts ēdiena sildītāja konteiners
Empīriskie dati ir parādījuši, ka, kad temperatūras stabilitāte tiek uzturēta ietvaros ±0,1 °C, 300 mm loģikas virsmu testēšanā vidējais iznākums palielinās par 2,3%.
No industriālajiem pētījumiem ir redzams, ka starp telpas temperatūras stabilitāti un wafera veiktspēju pastāv korelācija. Pagājušogad žurnāls "Semiconductor Testing Journal" norādīja, ka 300 mm loģikas waferu testēšanas iekārtās ražošanas iznākums palielinājās par 2,3 %, kad temperatūra tika stabilizēta ±0,1 °C robežās. Kāpēc tas notiek? Šaurākas temperatūras robežas nozīmē mazāku kļūdaini negatīvo rezultātu skaitu. Novērtēts, ka pat tikai par 1 % lielāks waferu iznākums lielapjomīgās ražošanas operācijās var atgūt miljoniem dolāru vērtības produktus. Tāpēc uzņēmumi ražošanas procesā izmanto temperatūras regulējamus dzesētājus pusvadītājiem. Šie dzesētāji spēj iestatīt un uzturēt temperatūru 1 °C precizitātē un sniedz visnozīmīgāko ieguldījumu kvalitātes kontroles (QC) un uzņēmuma peļņas un zaudējumu (P&L) jomā.
Pirmās pusvadītāju temperatūras regulējamā dzesētāja inovācijas priekšrocības
+/- 0,1 °C precizitāte ar reāllaika PID regulēšanu un divu sensoru atgriezenisko saiti
Testējot ar pusvadītājiem un līdzīgām tehnoloģijām, jaudas svārstības var radīt nepatiesus datus. Tāpēc cietvielu testēšanai ir būtiska temperatūras stabilitāte. Vairumā testēšanas vides izmanto divu sensoru atgriezeniskās saites sistēmu. Šī sistēma izmanto gan ieejas, gan izejas sensoru. Turklāt testēšanas vidē izmanto PID kontrolierus, lai veiktu reāllaika pielāgojumus. Šī tehnoloģija kopā ar patentētajām testēšanas metodēm novērš termiskās inercijas problēmu, kurai inženieri pavadījuši stundām laiku. PID kontroliera precizitāte ļauj uzturēt stabila temperatūru pat tad, ja testēšanas aprīkojuma funkcionalitātē notiek straujas izmaiņas. Vienu trešdaļu no testa mērījumu kļūdām, ko mēra kā mērījumu nobīdi, izraisīja divu sensoru atgriezeniskās saites precizitāte salīdzinājumā ar vecākām sistēmām. Papildus palielinātai testēšanas precizitātei sensoru atgriezeniskās saites un termiskās inercijas sistēmas pagarinās testēšanas aprīkojuma kalpošanas laiku un uzlabos tā funkcionalitāti, samazinot kompresoru veikto ciklu skaitu. Vairums inženieru zina, ka testa vienības kalpošanas laiks drastiski samazinās sakarā ar temperatūras pikojumiem, kas rodas kompresoru ieslēgšanas un izslēgšanas ciklu rezultātā. elektriskā pusdienas kaste ēdiena sildītājs, darba galda ēdiena sildītājs, kompakts ēdiena sildītāja konteiners
Šis uzstādījums ir pilnībā veltīts rīku uzlabotiem rezultātiem un ilgākai kalpošanas ilgumam.
Lai novērstu testēšanas staciju savstarpēju traucēšanu nevēlamās siltuma ietekmē, mēs izmantojam daudzkanālu termisko izolāciju.
Testējot plāksnītes lielos daudzumos, mēs izmantojam paralēlo testēšanu. Tomēr termiskā krusteniska ietekme starp testēšanas zonām var izraisīt neprecīzus testa rezultātus. Daudzkanālu termiskā izolācija ir izstrādāta, lai novērstu šādu ietekmi, nodrošinot katrai testēšanas zonai atsevišķus sūkņus, siltummainus un plūsmas vadības ierīces. Šādā veidā katras testēšanas stacijas termiskās svārstības tiek uzturētas vienā noteiktā vērtībā, un tiek novērsta termiskā krusteniskā ietekme. elektriskā pusdienas kastīte ēdiena sildītājs, darba galda ēdiena sildītājs, kompakts ēdiena sildītāja konteiners
Izolācijas stratēģija: temperatūras svārstību ietekme uz ražošanas iznākumu
Vienkanāla kontūra > 1,0 °C — 3–5 % zaudējumi
Daudzkanāla < 0,05 °C — 1,2 % pieaugums
2023. gadā veikta pētījuma par pusvadītāju termiskās pārvaldības jomu rezultāti rādīja, ka izolēto kanālu termiskā pārvaldība daudzvietu testēšanas laikā testēšanas iekārtās samazināja nepareizos bojājumus par 19%. Turklāt izolēto termiskās pārvaldības kanālu konstrukcija novērš krusteniskās ietekmes un vienkāršo apkopi, jo termiskās pārvaldības kanālu var apkalpot atsevišķi, neizslēdzot visu ražošanas procesu.
Pusvadītāju temperatūras regulēšanas dzesētājiem jābūt ar augsta līmeņa izturību konstrukcijā, lai novērstu viena kļūmes punkta rašanos, kas varētu izraisīt sistēmas izslēgšanos testa laikā. Nozaru tendence ir izmantot divus sūkņus un divus kompresorus, tādējādi, ja galvenajā komponentā rodas kļūme, ieslēdzas rezerves komponents un tiek novērstas problēmās izraisītās temperatūras svārstības. Turklāt prognozējošā tehniskā apkope kļūst par standartu dzesētāju vidē. Tie spēj analizēt darba šķidrumu vibrācijas un plūsmu un identificēt problēmas pirms tām radoties. Daži pusvadītāju ražošanas uzņēmumi ziņo par 30% samazinājumu neparedzētajā ekspluatācijas pārtraukumā šīs uzraudzības dēļ. Turklāt stabila ekspluatācijas stāvokļa uzturēšana ir būtiska prognozējošai tehniskajai apkopei dzesētāju vidē. Tie ir aprīkoti ar īpašiem regulēšanas vārstiem, kas nodrošina temperatūras uzturēšanu vienā desmitdaļā grāda pēc Celsija, un tie spēj mainīt PID regulēšanas iestatījumus reāllaikā, lai ātri reaģētu uz slodzes izmaiņām. Dzesētājos iebūvētie daudzskaitlīgie aizsardzības pasākumi patiešām pagarinās aprīkojuma kalpošanas laiku un minimizēs negatīvo ietekmi, ko nepareizās negatīvās diagnozes rada ražošanas cikliem, kā to dokumentējuši nozares ziņojumi par aprīkojuma veselību.
Pusvadītāju temperatūras regulējamie dzesētāji un samazinātās termiskās slodzes ietekme uz aprīkojuma kalpošanas laiku
Zondju kartīšu degradācija ir samazināta par 37% mediānā
Vafelīšu testēšana izraisa ātras un ļoti lielas temperatūras izmaiņas, kas rada termisko ciklisku nogurumu probu kartēs un ātru mehānisko sabrukumu probu montāžās. Tomēr, izmantojot kopā ar mehāniskajiem dzesētājiem, kas paredzēti tieši pusvadītāju ierīcēm, samazinās problēmas, kas saistītas ar termisko ciklēšanu un lodējuma savienojumu mehānisko sabrukumu, nogurumu un plaisām probās un vados. Komponentu kalpošanas laiks bieži tiek norādīts ražotāja dokumentācijā, un jūsu gadījumā komponentu vidējais kalpošanas laiks palielinās par 100 %, ja darba temperatūra tiek pazemināta par 10 grādiem Celsija. Attiecībā uz probu kartēm darbības kalpošanas laiks ir daudz garāks nekā to nomaiņas cikls. Dzesētāji, kas nodrošina termisko stabilitāti ±0,1 grādu Celsija diapazonā, nodrošina ieguldījumu atdevi, jo palielinās probu kartu darbības kalpošanas laiks. Palielinājums testēšanas aprīkojuma darbības kalpošanas laikā, ko izraisa samazināts termiskais cikliskais nogurums, tiek minēts lauka testēšanas datu ziņojumos no lielapjoma loģikas testēšanas vietām. Ar pareizo aprīkojumu testēšanas aprīkojuma darbības kalpošanas laiku var palielināt par 37 %. Turklāt, samazinot termisko cikliskā noguruma ietekmi, nepieciešams retāk veikt aprīkojuma kalibrēšanu, kas rezultātā uzlabojas aprīkojuma darbības vienmērīgums.
BKJ
Kādu ietekmi termiskā stabilitāte rada pusvadītāju novērtējumos?
Pusvadītāju novērtējumu ziņā termiskā stabilitāte ir būtiska, jo tā ļauj pareizi novietot elektriskos kontaktus, iegūt stabiliem mērījumu rezultātiem un izvairīties no labu čipu noraidīšanas kā defektīviem.
Kāda ir temperatūras precizitātes ietekme uz virsmas plāksnīšu (wafer) iznākumu?
Temperatūras kontroles precizitātes uzlabošana, īpaši diapazonā ±0,1 °C, ir viens no svarīgākajiem faktoriem iznākuma uzlabošanai, jo tā samazina bažas par mērījumu nobīdi un kļūdaini negatīviem rezultātiem. Ziņots, ka 300 mm loģikas virsmas plāksnīšu (wafer) iznākums ir uzlabojies līdz pat 2,3 %.
Kāda ir mērķtiecība, izmantojot temperatūras regulēšanu nodrošinošus dzesētājus ar redundanci?
Aukstuma iekārtās redundance ļauj nepārtraukti turpināt darbību, izmantojot rezerves sistēmas, piemēram, divus sūkņus un divus kompresorus. Tas samazina sistēmas atteices izraisītu pēkšņu temperatūras izmaiņu varbūtību.