Зашто је топлотна стабилност од суштинског значаја за тачност и износ испитивања
Како топлотне промене испод степени узрокују лажне грешке и одступање мерења
У оквиру једног тест циклуса за полупроводничку плочицу, термалне промене мање од 1 степена могу изазвати значајне проблеме. Ове промене могу проузроковати померање сонде. Када се сонде померају, електрични контакти могу бити погрешно поравнати, што доводи до погрешног избацивања истински позитивних чипова. Истовремено, мерни алати ће такође померати због промена термичке отпорности и почети погрешно да мере (померање носа). На пример, померање од 0,5 °C утиче на померање силицијумског забрањеног простора за око 0,3%, што резултира погрешним мерењем скоро свих параметара које имамо. Због свих ових термичких недоследности, тест је неуспешан, а поузданост производа је знатно смањена. Стога, произвођачи морају да уложе много новца у изузетно прецизне системе термичке контроле који обезбеђују стабилну температуру како би се избегле озбиљне и скупе грешке. електрични грејач хране у кутији за ручак, стони грејач оброка, компактна посуда за грејање хране
Емипиријски подаци су показали да када се стабилност температуре одржава у оквиру ± 0,1 °C, постоји повећање просечног приноса за 2,3% у тестирању 300мм логичких вафера.
Промишљене студије су показале да постоји корелација између стабилности температуре у просторији и нивоа перформанси вафера. Прошле године, часопис за тестирање полупроводника је указао да су објекти за тестирање 300мм логичких вафера забележили повећање добитника од 2,3% када је температура стабилизована у распону ± 0,1 ° Ц. Зашто се то дешава? Уженим распоном температура значи да постоји смањење лажно негативних резултата који се могу појавити. Процењено је да уз узрост од само 1% више вафера може се вратити производ вредан милионе долара у великим производним операцијама. Због тога компаније користе хладилере са контролисаном температуром за полупроводнике у процесу производње. Ови хладилице могу да подесу и одржавају температуру у року од 1 °C и да имају најзначајнији утицај на контролу квалитета (КК) и профит и губитак (П&Л) пословања.
Предности прве полупроводничке иновације за хладњак са контролисаном температуром
+/- 0,1°C Тачност са ПИД подешавањем у реалном времену и повратном информацијом двоструког сензора
Током тестирања са полупроводницима и сличном технологијом, флуктуације снаге могу дати лажне податке. Из тог разлога, тестови чврстог стања захтевају критички фокус на стабилност температуре. Већина окружења за тестирање користи систем повратних информација са два сензора. Овај систем користи и сензор са улаза и сензор са излаза. Поред тога, окружења за тестирање користе ПИД контролере за вршење подешавања у реалном времену. Ова технологија, заједно са власничким методама тестирања, отклања проблем термичког кашњења на који инжењери проводе сате решавајући га. Прецизност ПИД контролера омогућава да температуре остану стабилне чак и уз брзе промене функционалности опреме за тестирање. Једна трећина грешке мерења теста, мерена као померање мерења, била је резултат прецизности повратних информација са два сензора у поређењу са старијим системима. Поред повећане тачности тестирања, системи повратних информација са сензора и термичког кашњења повећавају век трајања и функционалност своје опреме за тестирање смањењем броја циклуса кроз које пролазе њихови компресори. Већина инжењера зна да је век трајања јединице за тестирање драстично смањен температурним скоковима који настају као резултат циклуса укључивања и искључивања компресора. електрични грејач хране за ручак, стони грејач оброка, компактна посуда за грејање хране
Побољшање резултата и дужи трајност алата је оно о чему се ради у овом уређењу.
Да би се спречило да се станице за тестирање мешају једна у другу због нежељене топлоте, користимо вишеканалну топлотну изолацију.
Приликом тестирања плочица у великим количинама, користимо паралелно тестирање. Међутим, термичка унакрсна интерференција између места за тестирање може проузроковати нетачне резултате тестирања. Вишеканална термичка изолација је дизајнирана да избегне такву интерференцију тако што осигурава да свако место за тестирање има своје пумпе, измењиваче топлоте и регулаторе протока. На овај начин, термалне варијације на свакој станици за тестирање одржавају се на једној дефинисаној вредности и спречавају се различите термичке унакрсне интерференције. електрични грејач хране у кутији за ручак, стони грејач оброка, компактна посуда за грејање хране
Изолацијска стратегија Утјецај температурних промена на принос
Уједно петље > 1,0°C 3 5% губитак
Вишеканални < 0,05°C 1,2% повећање
Студија која се фокусирала на топлотну управљање полупроводницима спроведена 2023. године показала је да је топлотна управљање изолационим каналом током вишестопског тестирања у објектима за тестирање довело до 19% мање лажних неуспеха. Осим тога, дизајн изолованих канала за топлотну управљање спречава усмерна интерференција и поједностављава одржавање, омогућавајући да се канал за топлотну управљање сервисира појединачно без заустављања целог производњег процеса.
Хладилници са контролисаном температуром полупроводника морају имати добру конструктивну чврстоћу како би се избегла појединачна точка неуспјеха која би могла да уништи систем усред испитивања. Тренд у индустрији је да имају двоструке пумпе и двоструке компресоре, тако да ако нешто не иде у реду са главном компонентом, резервна се појављује и спречава те предносне температурне клање. Такође, у хладилницима постаје норма предвиђање одржавања. Они могу анализирати вибрације и проток оперативних течности и идентификовати проблеме пре него што се појаве. Неке фабрике извештавају да је 30% смањење непланираног времена простора од овог надзора. Осим тога, стабилно оперативно стање је од кључног значаја за предвиђачко одржавање хладилника. Имају посебне контролне вентили да би одржавали температуру до једне десетине степени Целзијуса, и могу да мењају подешавања за контролу ПИД-а на лету како би се брзо променила оптерећење. Бројне заштитне мере које су уграђене у хладилнике заиста продужују живот опреме и минимизују негативан утицај лажних негатива на производњу, као што је документовано у извештајима индустрије о здрављу опреме.
Полупроводнички хладилници са контролисаном температуром и утицај смањења топлотног стреса на трајање рада хардвера
Деградација зонди картица је смањена за 37% медијан
Пробања вафера резултира брзим и екстремним променама температуре које доводе до топлотне цикличне уморности на картицама сонде и брзом механичком слому сондационих зглобова. Међутим, у комбинацији са механичким хладницима који се посебно користе за полупроводнике, смањују се проблеми повезани са топлотним циклусом и механичким разломом спојавача, умор и пукотине у сондама и жицама. Живот компоненте често се објављује, а у вашем случају, просечан живот компоненти повећава се за 100% када се оперативна температура смањује за 10 степени Целзијуса. Што се тиче зондиних картица, радни живот је много већи од циклуса замене. Хладници који одржавају топлотну стабилност у распону од +/- 0,1 степени Целзијуса пружају повратак инвестиције због повећаног радног живота зондичких картица. У подацима о теренским испитивању са локацијама за логичко тестирање великих количина наведено је да се повећава експлоатациони век опреме за испитивање као резултат смањења топлотне цикличне уморности. Са правом опремом, радни век опреме за испитивање може се повећати за 37%. Осим тога, са смањеном умором топлотних циклуса, потребно је мање рекалибрирања опреме, што резултира побољшаном оперативном конзистенцијом опреме.
Често постављене питања
Какав утицај има топлотна стабилност у проценкама полупроводника?
У смислу процене полупроводника, топлотна стабилност је од суштинског значаја у проценама полупроводника јер омогућава исправно позиционирање електричних контаката, добијање стабилних мерења и избегавање одбацивања добрих чипова као дефектних.
Какав је утицај прецизности температуре на приносе вафера?
Побољшање прецизности у контроли температуре, посебно у распону од ± 0,1 °C, један је од најважнијих фактора за побољшање приноса, јер олакшава забринутост од одступања мерења и лажне негативности. Побољшање приноса на 300 мм логичким плочама пријављено је као високо као 2,3%.
Која је сврха редукције у хладницима са контролисаном температуром?
У хладилицама, редуктивност омогућава да се рад настави непрекидно путем употребе резервних система као што су двојне пумпе и двојни компресори. Ово смањује вероватноћу изненадних промена температуре узрокованих неуспехом система.