En el sector de la fabricación de semiconductores, los equipos de inspección óptica automatizada (AOI) desempeñan un papel crucial para garantizar la calidad de los chips. Incluso una ligera mejora en su precisión de detección puede suponer una gran transformación para toda la industria. La base del equipo, como componente clave, influye profundamente en la precisión de la detección. En los últimos años, una revolución en los materiales base ha transformado la industria. El granito, con su excepcional capacidad de supresión de vibraciones, ha sustituido gradualmente a los tradicionales materiales de hierro fundido y se ha convertido en el material preferido para los equipos de inspección AOI. Su eficiencia en la supresión de vibraciones ha aumentado un 92 % en comparación con el hierro fundido. ¿Qué avances tecnológicos y cambios en la industria se esconden tras estos datos?
Los estrictos requisitos de vibración en los equipos de inspección AOI de semiconductores
El proceso de fabricación de chips semiconductores ha entrado en la era de la nanoescala. Durante la inspección óptica automatizada (AOI), incluso vibraciones mínimas pueden provocar desviaciones en los resultados. Los arañazos finos, las oquedades y otros defectos en la superficie del chip suelen tener una escala micrométrica o incluso nanométrica. Las lentes ópticas del equipo de detección deben capturar estos detalles con una precisión extremadamente alta. Cualquier vibración transmitida por la base provocará el desplazamiento o la oscilación de la lente, lo que resultará en una imagen borrosa y, por lo tanto, afectará la precisión en la detección de defectos.
Los materiales de hierro fundido se utilizaban ampliamente en las bases de los equipos de inspección AOI debido a su resistencia, facilidad de procesamiento y bajo costo. Sin embargo, en cuanto a la supresión de vibraciones, el hierro fundido presenta deficiencias evidentes. Su estructura interna contiene numerosas láminas de grafito, que actúan como microporos y dificultan la continuidad del material. Cuando el equipo funciona y genera vibraciones, o cuando se ve afectado por vibraciones ambientales externas, la energía vibratoria no se atenúa eficazmente en el hierro fundido, sino que se refleja y superpone constantemente entre las láminas de grafito y la matriz, lo que provoca la propagación continua de la vibración. Experimentos realizados demuestran que, tras la excitación de la base de hierro fundido por vibraciones externas, el tiempo de atenuación puede prolongarse durante varios segundos, lo que afecta gravemente la precisión de la detección durante ese período. Además, el módulo de elasticidad del hierro fundido es relativamente bajo. Bajo la acción prolongada de la gravedad y la tensión de vibración del equipo, es propenso a la deformación, lo que intensifica aún más la transmisión de vibraciones.
El secreto tras un aumento del 92% en la eficiencia de supresión de vibraciones de las bases de granito
El granito, como piedra natural, ha desarrollado una estructura interna extremadamente densa y uniforme a través de procesos geológicos durante cientos de millones de años. Se compone principalmente de cristales minerales como cuarzo y feldespato estrechamente unidos, con enlaces químicos fuertes y estables. Esta estructura le confiere al granito una excepcional capacidad de absorción de vibraciones. Cuando la vibración se transmite a la base de granito, los cristales minerales en su interior convierten rápidamente la energía vibratoria en energía térmica y la disipan. Los estudios demuestran que la capacidad de amortiguación del granito es varias veces superior a la del hierro fundido, lo que significa que absorbe la energía vibratoria con mayor eficiencia, reduciendo la amplitud y la duración de la vibración. Tras pruebas profesionales, bajo las mismas condiciones de excitación vibratoria, el tiempo de atenuación de la vibración de la base de granito es solo el 8 % del de la base de hierro fundido, y la eficiencia de absorción de vibraciones aumenta un 92 %.
La elevada dureza y el alto módulo de elasticidad del granito también contribuyen significativamente. La alta dureza garantiza que la base sea menos propensa a deformarse al soportar el peso del equipo y los impactos de fuerzas externas, manteniendo siempre un estado de soporte estable. El alto módulo de elasticidad garantiza que la base pueda recuperar rápidamente su forma original al someterse a vibraciones, reduciendo la acumulación de estas. Además, el granito posee una excelente estabilidad térmica y es prácticamente inalterable ante los cambios de temperatura ambiental, evitando la deformación por expansión y contracción térmica causada por las fluctuaciones de temperatura, lo que garantiza aún más la estabilidad de su capacidad de supresión de vibraciones.
Transformación y perspectivas de la industria impulsadas por las bases de granito
El equipo de inspección AOI con base de granito ha mejorado significativamente su precisión de detección. Puede identificar defectos de forma fiable en chips de menor tamaño, reduciendo la tasa de errores de diagnóstico a menos del 1% y aumentando considerablemente el rendimiento de la producción de chips. Asimismo, se ha mejorado la estabilidad del equipo, reduciendo el número de paradas por mantenimiento debidas a vibraciones, prolongando su vida útil y disminuyendo los costes operativos generales.
Fecha de publicación: 14 de mayo de 2025