En el campo de la fabricación de semiconductores, los equipos de inspección óptica automática (IOA) desempeñan un papel crucial para garantizar la calidad de los chips. Incluso una pequeña mejora en su precisión de detección podría suponer una gran transformación para toda la industria. La base del equipo, como componente clave, tiene un profundo impacto en la precisión de detección. En los últimos años, se ha producido una revolución en los materiales base en la industria. El granito, con su excepcional capacidad de supresión de vibraciones, ha sustituido gradualmente a los materiales tradicionales de hierro fundido y se ha convertido en el nuevo favorito de los equipos de inspección IOA. Su eficiencia de 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 nanométrica. Durante la inspección AOI, incluso vibraciones extremadamente pequeñas pueden causar desviaciones en los resultados. Los arañazos finos, huecos y otros defectos en la superficie del chip suelen ser de tamaño micrométrico o incluso nanométrico. Las lentes ópticas del equipo de detección deben capturar estos detalles con altísima precisión. Cualquier vibración transmitida por la base provocará que la lente se desplace o vibre, lo que resulta en una adquisición de imágenes borrosas y, por lo tanto, afecta la precisión del reconocimiento de defectos.
Los materiales de hierro fundido se utilizaron ampliamente en las bases de los equipos de inspección AOI debido a su resistencia y rendimiento de procesamiento, además de su bajo costo. Sin embargo, en términos de supresión de vibraciones, el hierro fundido presenta deficiencias obvias. Su estructura interna contiene una gran cantidad de láminas de grafito, que constituyen pequeños huecos en su interior y perturban la continuidad del material. Cuando el equipo opera y genera vibraciones, o se ve afectado por vibraciones ambientales externas, la energía vibratoria no puede atenuarse eficazmente en el hierro fundido, sino que se refleja y superpone constantemente entre la lámina de grafito y la matriz, lo que resulta en la propagación continua de la vibración. Experimentos relevantes muestran que, después de que la base de hierro fundido se excita por vibración externa, el tiempo de atenuación de la vibración puede durar varios segundos, lo que afecta significativamente la precisión de detección durante este período. Además, el módulo elástico del hierro fundido es relativamente bajo. Bajo la acción prolongada de la gravedad y la tensión vibratoria del equipo, es propenso a deformarse, lo que intensifica aún más la transmisión de vibraciones.
El secreto detrás de un aumento del 92% en la eficiencia de supresión de vibraciones de las bases de granito
El granito, como piedra natural, ha formado una estructura interna extremadamente densa y uniforme mediante procesos geológicos a lo largo de cientos de millones de años. Está compuesto principalmente por cristales minerales como el cuarzo y el feldespato, estrechamente combinados, y los enlaces químicos entre los cristales son fuertes y estables. Esta estructura le confiere al granito una excepcional capacidad de supresión de vibraciones. Cuando la vibración se transmite a la base de granito, los cristales minerales en su interior pueden convertir rápidamente la energía de la vibración en energía térmica y disiparla. Diversos estudios demuestran que la amortiguación del granito es varias veces superior a la del hierro fundido, lo que significa que puede absorber la energía de las vibraciones con mayor eficiencia, reduciendo la amplitud y la duración de las mismas. Tras pruebas profesionales, en las mismas condiciones de excitación de vibraciones, el tiempo de atenuación de la vibración de la base de granito es solo un 8 % menor que el del hierro fundido, y la eficiencia de supresión de vibraciones ha aumentado un 92 %.
La alta dureza y el alto módulo elástico del granito también contribuyen significativamente. Esta 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 elástico garantiza que la base pueda recuperar rápidamente su forma original al someterse a vibraciones, reduciendo así su acumulación. Además, el granito posee una excelente estabilidad térmica y es prácticamente inmune a los cambios de temperatura ambiental, evitando la expansión y contracción térmica causadas por fluctuaciones de temperatura, lo que garantiza aún más la estabilidad del rendimiento de supresión de vibraciones.
Transformación de la industria y perspectivas generadas por las bases de granito
El equipo de inspección AOI con base de granito ha mejorado significativamente su precisión de detección. Puede identificar defectos con fiabilidad en virutas de menor tamaño, reduciendo la tasa de errores de cálculo al 1 % y mejorando considerablemente el rendimiento de la producción de virutas. Además, se ha mejorado la estabilidad del equipo, lo que reduce el número de paradas por mantenimiento causadas por problemas de vibración, prolonga su vida útil y reduce los costos operativos generales.
Hora de publicación: 14 de mayo de 2025