EN
Сынақ дәлдігі мен шығым үшін неге термиялық тұрақтылық қажет?
Дәлдігі бір градустан төмен термиялық өзгерістер қалай жалған қателер мен өлшеулердің ығысуына әкеледі
Жартылай өткізгіштік пластиналардың бір ғана сынақ циклы кезінде 1 градустан төмен температураның өзгерістері маңызды мәселелерге әкеледі. Бұл өзгерістер пробалық карталардың орын ауысуына себеп болады. Пробалық карталар орын ауысқан кезде электрлік жалғаныстар дәл келмейді, сондықтан шынымен де жарамды микросхемалар қате түрде жарамсыз деп танылады. Бір уақытта өлшеу құралдары да жылулық кедергінің өзгеруіне байланысты ауытқиды және дұрыс емес өлшеулер жүргізеді (мұрын-ауытқу). Мысалы, 0,5 °C-тық ауытқу кремнийдің зоналық саңылауын шамамен 0,3% ауытқытады, бұл барлық параметрлік сынақтарымыздың шамамен барлығын дұрыс емес өлшеуге алып келеді. Барлық осы жылулық тұрақсыздықтарға байланысты сынақ нәтижелері мен өнімнің сенімділігі әлдеқайда төмендейді. Сондықтан өндірушілер ауытқулар мен қымбатқа түсетін қателіктерден сақтану үшін тұрақты температураны қамтамасыз ететін өте дәл жылулық реттеу жүйелеріне көп қаржы салуға мәжбүр болады.
Эмпирикалық деректер температураның тұрақтылығын ±0,1 °C шегінде сақтаған кезде 300 мм логикалық пластиналарды сынақтан өткізгенде орташа шығымның 2,3% артатынын көрсетті.
Салалық зерттеулер бұрыштың температурасының тұрақтылығы мен пластиналардың өнімділігі арасында байланыс бар екенін көрсетті. Өткен жылы «Жартылай өткізгіштерді сынау журналы» 300 мм логикалық пластиналарды сынау орындарында температураны ±0,1 °C ауқымында тұрақтандырған кезде шығымның 2,3%-ға артқанын хабарлады. Бұл неге болады? Тарылған температура ауқымы — бұл жалған теріс нәтижелердің пайда болуын азайтады. Есептеулер бойынша, тек 1% ғана артық пластиналар шығымы үлкен көлемді өндірістік операцияларда миллиондаған долларлық өнімді қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Дәл осы себептен компаниялар жартылай өткізгіштерді өндіру процесінде температураны реттейтін суытқыштарды қолданады. Бұл суытқыштар температураны 1 °C дәлдікпен орнатып, сақтай алады және Сапаны бақылау (QC) мен Кәсіпорынның пайдасы мен зияты (P&L) үшін ең маңызды әсерін тигізеді.
Бірінші жартылай өткізгіштердің температураны реттейтін суытқышының жаңалығының артықшылықтары
+/- 0,1°C дәлдігі, нақты уақытта PID реттеуі және екі сенсорлы кері байланыс
Жартылай өткізгіштер мен оған ұқсас технологиялармен сынақтар өткізілген кезде, қуаттың тербелістері жалған деректер беруі мүмкін. Осы себепті, қатты денелердегі сынақтар температураның тұрақтылығына ерекше назар аударуды талап етеді. Көптеген сынақ ортасы екі датчикті кері байланыс жүйесін қолданады. Бұл жүйе кіріс пен шығыс датчиктерінің екеуін де пайдаланады. Сонымен қатар, сынақ ортасы нақты уақытта реттеулер жасау үшін PID-реттегіштерді қолданады. Бұл технология мен иелікке ие болатын сынақ әдістері инженерлердің сағаттар бойы шешуге тырысатын жылулық қалып қалу мәселесін шешеді. PID-реттегіштің дәлдігі сынақ құрылғысының қызметіндегі тез өзгерістер кезінде температураны тұрақты ұстап тұруға мүмкіндік береді. Өлшеу дрейфі ретінде өлшенген сынақ өлшеу қатесінің үштен бір бөлігі екі датчикті кері байланыс жүйесінің дәлдігіне байланысты болды, ал бұл көне жүйелерге қарағанда жоғары деңгейде болды. Сынақ дәлдігінің артуымен қатар, датчиктерден келетін кері байланыс пен жылулық қалып қалу жүйелері сынақ құрылғыларының қызмет мерзімі мен қызмет ету қабілетін арттырады, өйткені компрессорлардың жасайтын циклдар саны азаяды. Көптеген инженерлер сынақ құрылғысының қызмет мерзімі компрессорлардың қосылу-өшіру циклы нәтижесінде пайда болатын температура шығысы салдарынан қатты төмендейтінін біледі.
Бұл орнату толығымен құралдардың нәтижелерін жақсарту мен ұзақ мерзімді пайдалану қабілетін арттыруға бағытталған.
Қажетсіз жылулық әсерден сынақ станцияларының бір-біріне әсер етуін болдырмау үшін біз көп каналды жылулық изоляцияны қолданамыз.
Кремнийдік пластиналарды көптеген санда сынаған кезде біз параллель сынақ әдісін қолданамыз. Алайда, сынақ бөлімдері арасындағы жылулық өзара әсерлер дәл емес сынақ нәтижелеріне әкелуі мүмкін. Көп каналды жылулық изоляция — әрбір сынақ бөлімі үшін жеке сорғылар, жылу алмастырғыштар және ағыс реттегіштерін қамтамасыз ету арқылы осындай әсерлерді болдырмауға бағытталған. Бұл әдіс арқылы әрбір сынақ станциясындағы жылулық ауытқулар белгіленген бір мәнде ұстап тұрылады және жылулық өзара әсерлердің болмауы қамтамасыз етіледі.
Изоляция стратегиясы: температураның ауытқуы мен шығымға әсері
Жалғыз контур > 1,0°C 3 – 5% шығым
Көп каналды < 0,05°C 1,2% ұтыс
2023 жылы өткізілген жартылай өткізгіштердің жылу басқаруына арналған зерттеу көрсеткендей, сынау орындарында көп нүктелі сынау кезінде изоляцияланған каналдардың жылу басқаруы жалған ақаулар санын 19% қысқартты. Сонымен қатар, изоляцияланған жылу басқару каналдарының дизайны өзара әсерлесуді болдырмауға мүмкіндік береді және жылу басқару каналын барлық өндірісті тоқтатпай-ақ жеке қызмет көрсетуге мүмкіндік беру арқылы қызмет көрсетуді жеңілдетеді.
Жартылай өткізгіштік температура-бақыланатын суытқыштар жүйені тестілеу кезінде жұмысын тоқтатуға әкелетін жалғыз ақаулық нүктелерін болдырмау үшін жоғары деңгейдегі сенімді конструкцияға ие болуы керек. Саладағы бағыт — екі сорғы мен екі компрессор орнату, яғни негізгі компонентте ақау пайда болған жағдайда резервті компонент іске қосылып, қиындық туғызатын температураның тербелісін болдырмайды. Сонымен қатар, суытқыштарда алдын ала техникалық қызмет көрсету қазір қалыптасқан тәжірибе болып табылады. Олар жұмыс істеп тұрған сұйықтықтардың тербелісі мен ағысын талдап, мәселелерді олар пайда болғаннан бұрын анықтай алады. Кейбір фабрикалар осы бақылаудың нәтижесінде жоспарланбаған тоқтатулардың 30%-ға азайғанын хабарлайды. Болғанымен, алдын ала техникалық қызмет көрсетуге суытқыштардың тұрақты жұмыс күйі өте маңызды. Олар температураны оннан бір градус Цельсий дәлдікпен ұстай алатын арнайы реттегіш клапандарға ие, сонымен қатар жүктемедегі тез өзгерістерді қамтамасыз ету үшін PID реттеу параметрлерін уақытылы өзгерте алады. Суытқыштарға енгізілген көптеген қорғаныс шаралары шынымен-ақ жабдықтардың қызмет ету мерзімін ұзартады және жабдықтың жағдайы туралы индустриялық есептерде құжатталғандай, жалған теріс нәтижелердің өндірістік циклдарына тигізетін теріс әсерін азайтады.
Жартылай өткізгіштік температура-бақыланатын суытқыштар және құрылғының қызмет ету мерзіміне жылулық кернеудің төмендеуінің әсері
Зондтық карталардың деградациясы медианалық көрсеткіш бойынша 37% азаяды
Пластиналарды сынақтан өткізу кезінде жылдам және аса шамалы температура өзгерістері пайда болады, бұл зондтау карталарында жылулық циклдық қаттылыққа ұшырауға және зондтау құрылғыларының жылдам механикалық бұзылуына әкеледі. Дегенмен, жартылай өткізгіштер үшін арнайы қолданылатын механикалық суытқыштармен бірге қолданғанда, жылулық циклдауға байланысты мәселелер мен қосылыс тіркесілерінің, зондтар мен сымдардағы қаттылыққа ұшырау мен трещиналардың механикалық бұзылуы азаяды. Компоненттердің жұмыс істеу мерзімі жиі көрсетіледі, ал сіздің жағдайыңызда жұмыс температурасын 10 градус Цельсийге төмендеткенде компоненттердің орташа жұмыс істеу мерзімі 100%-ға артады. Зондтау карталары үшін жұмыс істеу мерзімі алмастыру циклінен әлдеқайда ұзағырақ. Температураны ±0,1 градус Цельсий шегінде тұрақтандыратын суытқыштар зондтау карталарының жұмыс істеу мерзімінің ұзаруы арқасында инвестициялардың қайтарылуын қамтамасыз етеді. Жоғары көлемді логикалық сынақ орындарынан алынған өрістік сынақ деректерінде жылулық циклдық қаттылықтың азаюы нәтижесінде сынақ құрылғыларының жұмыс істеу мерзімінің ұзаруы көрсетілген. Дұрыс жабдықтарды қолданғанда сынақ құрылғыларының жұмыс істеу мерзімі 37%-ға артуы мүмкін. Сонымен қатар, жылулық циклдық қаттылықтың азаюы нәтижесінде құрылғыларды қайта калибрлеуге сирек қажет болады, бұл құрылғылардың жұмыс істеу тұрақтылығын жақсартады.
ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)
Жартылай өткізгіш бағалауларында жылулық тұрақтылық қандай әсер етеді?
Жартылай өткізгіш бағалауларында жылулық тұрақтылық электрлік контакттарды дұрыс орналастыруға, тұрақты өлшеу мәндерін алуға және жарамды чиптерді ақаулы деп шығармай қалдыруға мүмкіндік беретіндіктен, ол өте маңызды.
Температураның дәлдігі пластиналардың шығымына қандай әсер етеді?
Температураны бақылаудың дәлдігін, әсіресе ±0,1°C диапазонында, жақсарту — шығымды жақсартудың ең маңызды факторларының бірі болып табылады, өйткені бұл өлшеулердің ығысуы мен жалған теріс нәтижелерге қатысты қорқыныштарды азайтады. 300 мм логикалық пластиналар бойынша шығымның жақсаруы 2,3% дейін жеткені хабарланған.
Температураны реттейтін суытқыштарда резервтілікті қамтамасыз ету мақсаты қандай?
Суытқыштарда резервтілік екі сорғы мен екі компрессор сияқты резервтік жүйелерді қолдану арқылы үзіліссіз жұмыс істеуге мүмкіндік береді. Бұл жүйенің ақауынан туындаған қатты температураның өзгеруінің ықтималдығын төмендетеді.