تطبيق فحص النظافة الفنية في صناعة الإلكترونيات وأشباه الموصلات

في صناعة الإلكترونيات وأشباه الموصلات، تُعدّ النظافة التقنية عاملاً حاسماً في ضمان جودة المنتج وأدائه وموثوقيته. ويمتد تطبيقها على كامل العملية، من معالجة المواد الخام إلى تغليف المنتج النهائي. وفيما يلي تفاصيلها:

1. مصادر ومخاطر التلوث

1.1 تصنيع رقائق السيليكون

رقائق السيليكون، المادة الأساسية لأجهزة أشباه الموصلات، قد تتلوث بجسيمات أو شوائب معدنية أو مواد عضوية على أسطحها. قد يُسبب هذا عيوبًا في نقل الأنماط أثناء عمليات الطباعة الضوئية والحفر اللاحقة، مما يُضعف سلامة دوائر الشريحة.

1.2 التصوير الضوئي وترسيب الأغشية الرقيقة

أثناء عملية الطباعة الضوئية، قد تُسبب الشوائب الدقيقة على القناع أو المقاوم الضوئي أو سطح الرقاقة تشوهًا في نمط الطباعة، بل وقد تُسبب قصرًا في الدوائر أو فتحًا لها. على سبيل المثال، قد تُسبب ذرة غبار صغيرة الحجم ميكرونًا واحدًا عطلًا في ترانزستور الشريحة.

- أثناء ترسب الفيلم الرقيق (مثل الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) والترسيب الفيزيائي للبخار (PVD)، يمكن دمج الملوثات في طبقة الفيلم الرقيق، مما يؤدي إلى مقاومة غير طبيعية وعيوب هيكلية، وبالتالي التأثير على الأداء الكهربائي للجهاز.

1.3 التعبئة والتغليف والاختبار

- أثناء عملية التعبئة والتغليف، يمكن أن يؤدي التلوث في منطقة ربط الأسلاك إلى تقليل قوة الترابط، مما يؤدي إلى ضعف الاتصال بين الشريحة والدوائر الخارجية وحتى فشل نقل الإشارة.

خلال مرحلة الاختبار، قد تُسبب الملوثات ضعفًا في الاتصال بين المجس ونقاط اختبار الشريحة، مما يؤدي إلى نتائج اختبار خاطئة. كما قد تُسبب المجسات الملوثة تلوثًا متبادلًا للشرائح الأخرى.

٢. تطبيق معدات اختبار النظافة من JYBO CleanTech في صناعة الإلكترونيات وأشباه الموصلات

2.1 خزائن النظافة الفنية JYBO CleanTech يمكن استخراج الشوائب من أسطح المكونات باستخدام طرق استخلاص متنوعة، بما في ذلك الشطف بالضغط، والموجات فوق الصوتية، والتنظيف بالرج، والشطف بالتروية، والتطهير بالهواء. يمكن تطبيق جميع طرق الاستخلاص هذه على مكونات أشباه الموصلات الإلكترونية لضمان استيفائها لمعايير اختبار النظافة المحددة.

يلعب تطهير الهواء دورًا محوريًا في مكونات أشباه الموصلات الإلكترونية. يستخدم تطهير الهواء هواءً مضغوطًا نظيفًا خاليًا من الزيت لتطهير مكون الاختبار، وإزالة الجسيمات منه. بشكل عام، تشمل معايير بدء تطهير الهواء شكل الفوهة: فوهة دائرية كاملة التدفق؛ قطر الفوهة: 1.5 مم؛ الضغط: 1.5 بار؛ المسافة بين الفوهة والجزء: 10 سم كحد أقصى؛ ووقت التطهير/مساحة الجزء: ثانية واحدة/سم².

أثناء اختبار التأهيل/اختبار التوهين، يعتمد إجمالي وقت التطهير لكل سطح قطعة على عدد عمليات الاستخراج اللازمة لتحقيق معيار التوهين. في حال عدم تحقيق معيار التوهين باستخدام معلمات بدء التشغيل هذه، أو في حال توفر معلمات أخرى أكثر ملاءمة مع إثباتات موثقة، يُمكن تعديل معلمات بدء التشغيل هذه.

٢.٢ يتضمن نظام تحليل الجسيمات الأوتوماتيكي JYBO CleanTech طرازين مختلفين. يتميز كل طراز بمجهر مسح لقياس الجسيمات بمواصفات مختلفة، مثل التكبير الموضوعي، والبكسل، والتكبير البصري، وكلاهما من إنتاج شركة Olympus في اليابان، وتتميز مواصفاتهما المختلفة بخصائص أداء متباينة. أما مكونات نظام الفحص الأخرى، بما في ذلك الكاميرات، ومصادر الضوء، وأجهزة الكمبيوتر، والبرامج، فتتميز جميعها بأداء ممتاز. والجدير بالذكر أن مصادر الضوء والبرامج تُصنع داخليًا، وتتميز بميزات وقدرات فريدة، ويتم تحسينها باستمرار.

يوفر نظام تحليل الجسيمات الآلي من JYBO CleanTech تحليلًا مفصلاً لنوع وحجم وكمية الجسيمات. يُنشئ النظام تقرير فحص نظافة شاملًا تلقائيًا بنقرة واحدة، ويحفظ هذه البيانات تلقائيًا. مع تراكم بيانات النظافة، تتمكن الشركات من تتبع مصدر التلوث بفعالية، وتحسين عمليات الإنتاج بشكل دقيق، وتحسين جودة المنتج وكفاءته.

2.3 ال خزانة نظافة المكونات صُمم الجهاز وصيانته وفقًا لمعايير اختبار النظافة عالية الجودة. وتحديدًا، يلبي الجهاز متطلبات النظافة من الفئة 1، ما يعني أن عدد الجسيمات التي يبلغ حجمها 0.5 ميكرون أو أكثر يخضع لرقابة صارمة بحيث لا يتجاوز 1 لكل قدم مكعب من الهواء. توفر بيئة النظافة عالية الجودة هذه ظروف تشغيل تنظيف ممتازة لاختبار نظافة المكونات، حيث تعزل بفعالية مختلف الجسيمات الدقيقة والملوثات التي قد تكون موجودة في البيئة الخارجية، مما يقلل بشكل كبير من احتمالية التأثير على دقة وموثوقية نتائج الاختبار، ويضمن صحة بيانات الاختبار وطبيعتها العلمية.

باختصار، يرتبط نظام تحليل النظافة التقنية ارتباطًا مباشرًا بالإنتاجية (نسبة المنتجات المؤهلة) وعمر خدمة أجهزة أشباه الموصلات. وتُعد معايير النظافة الصارمة في هذه الصناعة (من مستوى الميكرون إلى مستوى النانومتر) أحد العوامل الرئيسية للتقدم المستمر في تكنولوجيا تصنيع أشباه الموصلات.