V oblasti testování polovodičů hraje výběr materiálu testovací platformy rozhodující roli v přesnosti testování a stabilitě zařízení. Ve srovnání s tradičními litinovými materiály se žula stává ideální volbou pro testovací platformy polovodičů díky svému vynikajícímu výkonu.
Vynikající odolnost proti korozi zajišťuje dlouhodobý stabilní provoz
Během procesu testování polovodičů se často používají různá chemická činidla, jako je roztok hydroxidu draselného (KOH) používaný pro vývoj fotorezistů, a vysoce korozivní látky, jako je kyselina fluorovodíková (HF) a kyselina dusičná (HNO₃), používané v procesu leptání. Litina se skládá převážně z prvků železa. V takovém chemickém prostředí je vysoce pravděpodobné, že dojde k oxidačně-redukčním reakcím. Atomy železa ztrácejí elektrony a podléhají vytěsňovacím reakcím s kyselými látkami v roztoku, což způsobuje rychlou korozi povrchu, tvorbu rzi a prohlubní a poškozuje rovinnost a rozměrovou přesnost platformy.
Naproti tomu minerální složení žuly jí propůjčuje mimořádnou odolnost proti korozi. Její hlavní složka, křemen (SiO₂), má extrémně stabilní chemické vlastnosti a téměř nereaguje s běžnými kyselinami a zásadami. Minerály, jako je živec, jsou také inertní v běžném chemickém prostředí. Velké množství experimentů ukázalo, že ve stejném simulovaném chemickém prostředí pro detekci polovodičů je chemická korozní odolnost žuly více než 15krát vyšší než u litiny. To znamená, že použití žulových platforem může výrazně snížit četnost a náklady na údržbu zařízení způsobenou korozí, prodloužit životnost zařízení a zajistit dlouhodobou stabilitu přesnosti detekce.
Ultra vysoká stabilita, splňující požadavky na přesnost detekce na úrovni nanometrů
Testování polovodičů klade extrémně vysoké požadavky na stabilitu platformy a vyžaduje přesné měření charakteristik čipu v nanoměřítku. Koeficient tepelné roztažnosti litiny je relativně vysoký, přibližně 10-12 ×10⁻⁶/℃. Teplo generované provozem detekčního zařízení nebo kolísáním okolní teploty způsobuje značnou tepelnou roztažnost a smrštění litinové platformy, což má za následek odchylku polohy mezi detekční sondou a čipem a ovlivňuje přesnost měření.
Koeficient tepelné roztažnosti žuly je pouze 0,6–5 × 10⁻⁶/℃, což je zlomek nebo dokonce méně než u litiny. Její struktura je hustá. Vnitřní pnutí bylo v podstatě eliminováno dlouhodobým přirozeným stárnutím a je minimálně ovlivněno změnami teploty. Žula má navíc vysokou tuhost s tvrdostí 2 až 3krát vyšší než u litiny (ekvivalent HRC > 51), což jí umožňuje účinně odolávat vnějším nárazům a vibracím a udržovat rovinnost a přímost platformy. Například při vysoce přesné detekci čipových obvodů dokáže žulová platforma kontrolovat chybu rovinnosti v rozmezí ±0,5 μm/m, což zajišťuje, že detekční zařízení dokáže i v komplexních prostředích dosahovat detekce s přesností na nanoměřítku.
Vynikající antimagnetická vlastnost, která vytváří čisté detekční prostředí
Elektronické součástky a senzory v zařízeních pro testování polovodičů jsou extrémně citlivé na elektromagnetické rušení. Litina má určitý stupeň magnetismu. V elektromagnetickém prostředí generuje indukované magnetické pole, které ruší elektromagnetické signály detekčního zařízení, což vede ke zkreslení signálu a abnormálním detekčním datům.
Žula je na druhou stranu antimagnetický materiál a vnější magnetická pole ji sotva polarizují. Vnitřní elektrony existují v párech v chemických vazbách a struktura je stabilní a není ovlivněna vnějšími elektromagnetickými silami. V prostředí se silným magnetickým polem o intenzitě 10 mT je indukovaná intenzita magnetického pole na povrchu žuly menší než 0,001 mT, zatímco na povrchu litiny je až 8 mT. Tato vlastnost umožňuje žulové platformě vytvořit pro detekční zařízení čisté elektromagnetické prostředí, obzvláště vhodné pro scénáře s přísnými požadavky na elektromagnetický šum, jako je kvantová detekce čipů a vysoce přesná detekce analogových obvodů, což účinně zvyšuje spolehlivost a konzistenci výsledků detekce.
Při konstrukci testovacích platforem pro polovodiče žula komplexně překonala litinové materiály díky svým významným výhodám, jako je odolnost proti korozi, stabilita a antimagnetismus. S postupující technologií polovodičů směrem k vyšší přesnosti bude žula hrát stále důležitější roli při zajišťování výkonu testovacích zařízení a podpoře pokroku v polovodičovém průmyslu.
Čas zveřejnění: 15. května 2025