Бүгүнкү күндө жарым өткөргүчтөр өнөр жайынын тез өнүгүшү менен, чиптердин иштешин камсыз кылуунун маанилүү звеносу катары интегралдык микросхеманы сыноо, анын тактыгы жана туруктуулугу чиптердин түшүмдүүлүгүнө жана тармактын атаандаштыкка жөндөмдүүлүгүнө түздөн-түз таасир этет. Чиптерди өндүрүү процесси 3 нм, 2 нм жана андан да өнүккөн түйүндөргө карай өнүгүп жаткандыктан, интегралдык микросхеманы сыноо жабдууларындагы негизги компоненттерге коюлган талаптар барган сайын катаалдашууда. Гранит негиздери, уникалдуу материалдык касиеттери жана иштөө артыкчылыктары менен, интегралдык микросхеманы сыноо жабдуулары үчүн алмаштыргыс "алтын өнөктөшкө" айланды. Мунун артында кандай техникалык логика жатат?
I. Салттуу базалардын "көтөрө албастыгы"
Интегралдык микросхеманы сыноо процессинде жабдуулар чиптин төөнөгүчтөрүнүн электрдик иштешин, сигналдын бүтүндүгүн ж.б. нано масштабда так аныкташы керек. Бирок, салттуу металл негиздери (мисалы, чоюн жана болот) практикалык колдонууда көптөгөн көйгөйлөрдү жаратты.
Бир жагынан, металл материалдардын жылуулук менен кеңейүү коэффициенти салыштырмалуу жогору, адатта 10 × 10⁻⁶/℃ жогору. Интегралдык чыңалуудагы сыноо жабдууларын иштетүү учурунда же айлана-чөйрөнүн температурасынын бир аз өзгөрүшү учурунда пайда болгон жылуулук металл негизинин олуттуу жылуулук менен кеңейишине жана кысылышына алып келиши мүмкүн. Мисалы, 1 метр узундуктагы чоюн негиз температура 10℃ өзгөргөндө 100 мкмге чейин кеңейип жана кысылышы мүмкүн. Мындай өлчөмдүү өзгөрүүлөр сыноо зондун чип төөнөгүчтөрү менен туура эмес тегизделишине, натыйжада начар байланышка жана натыйжада сыноо маалыматтарынын бурмаланышына алып келет.
Башка жагынан алганда, металл негиздин демпфердик көрсөткүчү начар, бул жабдуулардын иштешинен пайда болгон термелүү энергиясын тез жумшоону кыйындатат. Жогорку жыштыктагы сигналдарды сыноо сценарийинде үзгүлтүксүз микротермелүү көп өлчөмдөгү ызы-чууну пайда кылып, сигналдын бүтүндүгүн текшерүүдөгү катаны 30% дан ашык жогорулатат. Мындан тышкары, металл материалдары жогорку магниттик сезгичтикке ээ жана сыноо жабдууларынын электромагниттик сигналдары менен биригүүгө жакын, бул куюн токтун жоголушуна жана гистерезис эффекттерине алып келет, бул так өлчөөлөрдүн тактыгына тоскоол болот.
II. Гранит негиздеринин "катуу бекемдиги"
Так өлчөө үчүн негиз түзүүчү эң жогорку жылуулук туруктуулугу
Гранит кварц жана талаа шпаты сыяктуу минералдык кристаллдардын иондук жана коваленттик байланыштар аркылуу тыгыз айкалышынан пайда болот. Анын жылуулук кеңейүү коэффициенти өтө төмөн, болгону 0,6-5 × 10⁻⁶/℃, бул металл материалдардын болжол менен 1/2-1/20 бөлүгүнө барабар. Температура 10℃ өзгөрсө да, 1 метрлик гранит негизинин кеңейиши жана кысылышы 50 нмден аз, дээрлик "нөлдүк деформацияга" жетет. Ошол эле учурда, граниттин жылуулук өткөрүмдүүлүгү болгону 2-3 Вт/(м · К), бул металлдардыкынан 1/20 бөлүгүнө барабар. Ал жабдуулардын жылуулук өткөрүмдүүлүгүн натыйжалуу алдын алат, негиздин бетинин температурасын бирдей кармайт жана сыноо зонду менен чиптин ар дайым туруктуу салыштырмалуу абалда болушун камсыздай алат.
2. Өтө күчтүү титирөөнү басуу туруктуу сыноо чөйрөсүн түзөт
Граниттин ичиндеги уникалдуу кристаллдык кемчиликтер жана бүртүкчөлөрдүн чек араларынын жылмакай түзүлүшү ага күчтүү энергияны таркатуу мүмкүнчүлүгүн берет, анын демпферлөө коэффициенти 0,3-0,5ке чейин жетет, бул металл негизине караганда алты эседен ашык. Эксперименталдык маалыматтар көрсөткөндөй, 100Гц термелүү дүүлүктүрүүсүндө гранит негизинин термелүүнүн басаңдоо убактысы болгону 0,1 секундду, ал эми чоюн негизиники 0,8 секундду түзөт. Бул гранит негизи жабдууларды ишке киргизүү жана өчүрүү, тышкы таасирлер ж.б. натыйжасында пайда болгон термелүүлөрдү заматта басаңдата аларын жана сыноо платформасынын термелүү амплитудасын ±1 мкм чегинде башкара аларын билдирет, бул наноөлчөмдүү зонддордун жайгашуусуна туруктуу кепилдик берет.
3. Электромагниттик тоскоолдуктарды жок кылуучу табигый антимагниттик касиеттер
Гранит - болжол менен -10 ⁻⁵ магниттик сезгичтиги бар диамагниттик материал. Ички электрондор химиялык байланыштардын ичинде жуп болуп жашашат жана тышкы магнит талаалары менен дээрлик эч качан поляризацияланбайт. 10 мТ күчтүү магнит талаасынын чөйрөсүндө граниттин бетиндеги индукцияланган магнит талаасынын интенсивдүүлүгү 0,001 мТдан аз, ал эми чоюндун бетиндегиси 8 мТдан ашык. Бул табигый антимагниттик касиет интегралдык чыңалуудагы сыноо жабдуулары үчүн таза өлчөө чөйрөсүн түзүп, аны цехтин моторлору жана радио жыштык сигналдары сыяктуу тышкы электромагниттик тоскоолдуктардан коргой алат. Ал, айрыкча, кванттык чиптер жана жогорку тактыктагы ADC/DAC сыяктуу электромагниттик ызы-чууга өтө сезгич сыноо сценарийлери үчүн ылайыктуу.
Үчүнчүдөн, практикалык колдонуу олуттуу натыйжаларга жетишти
Көптөгөн жарым өткөргүч ишканалардын тажрыйбасы гранит негиздердин баалуулугун толук көрсөттү. Дүйнөгө белгилүү жарым өткөргүчтөрдү сыноо жабдууларын өндүрүүчүсү өзүнүн жогорку класстагы 5G чип сыноо платформасында гранит негизин колдонгондон кийин, таң калыштуу натыйжаларга жетишти: зонд картасынын позициялоо тактыгы ±5 мкмден ±1 мкмге чейин жогорулады, сыноо маалыматтарынын стандарттык четтөөсү 70% га төмөндөдү жана бир сыноонун туура эмес баалоо көрсөткүчү 0,5% дан 0,03% га чейин бир кыйла төмөндөдү. Ошол эле учурда, титирөөнү басуу эффектиси таң калыштуу. Жабдуулар титирөөнүн начарлашын күтпөстөн сыноону баштай алат, бул бир сыноо циклин 20% га кыскартат жана жылдык өндүрүш кубаттуулугун 3 миллиондон ашык пластинага көбөйтөт. Мындан тышкары, гранит негизинин иштөө мөөнөтү 10 жылдан ашык жана тез-тез тейлөөнү талап кылбайт. Металл негиздери менен салыштырганда, анын жалпы баасы 50% дан ашыкка төмөндөйт.
Төртүнчүдөн, өнөр жай тенденцияларына ыңгайлашуу жана сыноо технологиясын жаңыртууну жетектөө
Өркүндөтүлгөн таңгактоо технологияларынын (мисалы, Chiplet) өнүгүшү жана кванттык эсептөө чиптери сыяктуу жаңыдан пайда болуп жаткан тармактардын өсүшү менен, интегралдык схемаларды сыноодо түзмөктөрдүн иштешине коюлган талаптар жогорулай берет. Гранит негиздери да тынымсыз жаңыланып жана жаңыланып турат. Эскирүүгө туруктуулукту жогорулатуу үчүн беттик каптоо менен иштетүү же активдүү титирөөнү компенсациялоо жана башка технологиялык жетишкендиктерге жетүү үчүн пьезоэлектрдик керамика менен айкалыштыруу аркылуу алар так жана акылдуу багытка жылып баратат. Келечекте гранит негизи жарым өткөргүчтөр тармагынын технологиялык инновациясын жана "кытай чиптеринин" жогорку сапаттагы өнүгүшүн өзүнүн мыкты иштеши менен коргой берет.
Гранит негизин тандоо такыраак, туруктуу жана натыйжалуу интегралдык микросхемаларды сыноо чечимин тандоону билдирет. Азыркы өнүккөн процесстик чиптерди сынообу же келечектеги алдыңкы технологияларды изилдөөбү, гранит негизи алмаштыргыс жана маанилүү ролду ойнойт.
Жарыяланган убактысы: 2025-жылдын 15-майы