Halvledarutrustning

Diffusionsugnar spelar en viktig roll i halvledartillverkningen, där man använder exakta uppvärmningsprocesser med strålnings- och konvektionsvärme. Temperaturen i de olika zonerna måste kontrolleras noga, liksom temperaturgradienterna för att säkerställa en jämn diffusion av föroreningar i kiselplattorna. Dessa ugnar hanterar också noggrant temperaturhöjnings- och nedkylningshastigheter för att förhindra termisk stress på wafrarna. Moderna diffusionsugnar innehåller nu avancerade kontroller för att övervaka kritiska processparametrar i realtid och därmed undvika processdefekter i detta kritiska skede av halvledartillverkningsprocessen.

En annan kritisk process i produktionen av kiselskivor är så kallad vapor deposition. Denna process innefattar termiska processer som värmer källmaterialen (så kallade prekursorer) till ett ångtillstånd och sedan låter dem kondensera på wafersubstratet. Denna metod möjliggör exakta och kontrollerade tunnfilmsbeläggningar för både kiselwafers och optiska beläggningar som skärmar och PV-arrayer. System för förångningsdeponering omfattar olika steg som alla kräver exakt temperaturkontroll för att säkerställa en jämn och högkvalitativ deponering.

Kiselskivor är mycket ömtåliga och det krävs exakt detektering för att fastställa skivornas position och närvaro vid överföring av kiselskivor och även vid automatisk lastning och lossning. I de flesta fall är installationsutrymmet mycket begränsat och alla detekteringssensorer måste ha flexibel montering och vara lätta att ställa in. En annan kritisk egenskap är hög immunitet mot externa störningar, eftersom de senare kan leda till feldetektering och höga skrotkostnader.

Utrustning för rengöring av kiselskivor är nödvändig inom halvledarindustrin för att bibehålla skivornas renhet och integritet. Dessa maskiner använder en kombination av kemiska, mekaniska och ultrarena vattenbaserade processer för att avlägsna föroreningar, partiklar och organiska rester från waferytan. Utrustningen omfattar vanligtvis ultraljudsbad, kemikalietankar, centrifuger och skrubbrar, som alla är utformade för att uppnå en hög renhetsnivå. Precision är av största vikt, eftersom även de minsta orenheter kan påverka halvledarnas prestanda. Rena wafers resulterar i förbättrad avkastning och kvalitet, vilket gör dessa rengöringssystem oumbärliga vid tillverkning av halvledare.

Testutrustning för halvledare spelar en avgörande roll när det gäller att bedöma funktionaliteten och prestandan hos integrerade kretsar och halvledaranordningar. Värmekomponenter är ofta integrerade i testsystem för olika ändamål. En primär funktion är temperaturtestning, där halvledarkomponenten utsätts för olika temperaturintervall för att utvärdera dess prestanda under olika driftsförhållanden.
Värmeelement, t.ex. resistiva värmare eller Peltier-enheter, används för att exakt kontrollera temperaturen hos den enhet som testas. Detta är avgörande eftersom många halvledarkomponenter uppvisar olika beteenden vid olika temperaturer, och noggrann testning vid extrema temperaturintervall är nödvändig för att säkerställa tillförlitligheten.

Återflödesugnar används vanligen för ytmonterade komponenter (SMT). Dessa ugnar använder ett transportsystem för att föra kretskort genom en noggrant kontrollerad termisk profil. Ugnens exakta temperaturzoner smälter lödpastan och skapar starka elektriska anslutningar mellan komponenter och mönsterkort. Denna process säkerställer tillförlitlighet och konsekvens, vilket gör den lämplig för elektronik med hög densitet och miniatyriserad elektronik. Våglödning, å andra sidan, används främst för komponenter med genomgående hål. Det innebär en våg av smält lod som kretskorten förs över.

Klimatkammare används ofta vid testning och tillförlitlighetsbedömning av halvledare. Dessa kammare erbjuder kontrollerade miljöer där halvledarenheter utsätts för olika nivåer av temperatur och luftfuktighet för att avslöja eventuella konstruktionsfel eller livslängdsproblem. Klimatkammare kan också användas som en del av ett inbränningssystem där de enheter som testas (DUT) också utsätts för både temperatur och elektrisk stress för att simulera en verklig applikation. Genom att påskynda vissa fysikaliska fel kan tillverkarna säkerställa att slutprodukten uppfyller kundspecifikationerna under olika användningsförhållanden.