반도체 제조 분야에서 자동 광학 검사(AOI) 장비는 칩 품질 보장에 중요한 역할을 합니다. 검출 정확도가 조금만 개선되어도 산업 전체에 큰 변화를 가져올 수 있습니다. 핵심 부품인 장비 베이스는 검출 정확도에 지대한 영향을 미칩니다. 최근 몇 년 동안 베이스 소재의 혁신이 업계를 휩쓸었습니다. 뛰어난 진동 억제 성능을 갖춘 화강암은 기존 주철 소재를 점차 대체하며 AOI 검사 장비의 새로운 인기 소재로 자리 잡았습니다. 화강암의 진동 억제 효율은 주철 대비 92% 향상되었습니다. 이러한 데이터 뒤에는 어떤 기술적 혁신과 산업적 변화가 숨어 있을까요?
반도체 AOI 검사장비의 엄격한 진동 요구사항
반도체 칩 제조 공정은 나노 스케일 시대로 접어들었습니다. AOI 검사 과정에서는 극히 미세한 진동조차도 검사 결과에 편차를 초래할 수 있습니다. 칩 표면의 미세한 스크래치, 기공 및 기타 결함은 종종 마이크로미터 또는 나노미터 수준에 이릅니다. 검출 장비의 광학 렌즈는 이러한 세부 사항을 매우 높은 정밀도로 포착해야 합니다. 베이스에서 전달되는 진동은 렌즈의 이동이나 흔들림을 유발하여 이미지 획득을 흐리게 만들고, 이는 결함 인식의 정확도에 영향을 미칩니다.
주철 소재는 특정 강도와 가공 성능을 갖추고 있으며 비용이 비교적 저렴하기 때문에 한때 AOI 검사 장비의 베이스로 널리 사용되었습니다. 그러나 진동 억제 측면에서 주철은 명백한 단점을 가지고 있습니다. 주철의 내부 구조는 다수의 흑연 시트로 구성되어 있으며, 이는 내부에 미세한 공극과 같은 역할을 하여 재료의 연속성을 방해합니다. 장비가 작동 중 진동을 발생시키거나 외부 환경 진동에 의해 교란되면, 진동 에너지는 주철 내부에서 효과적으로 감쇠되지 않고 흑연 시트와 매트릭스 사이에 지속적으로 반사되어 중첩되어 진동이 지속적으로 전파됩니다. 관련 실험에 따르면 주철 베이스가 외부 진동에 의해 자극된 후 진동 감쇠 시간이 수 초 동안 지속될 수 있으며, 이는 이 기간 동안 검출 정확도에 심각한 영향을 미칩니다. 또한, 주철의 탄성 계수는 상대적으로 낮습니다. 장비의 중력과 진동 응력의 장기적인 작용으로 인해 변형되기 쉽고, 진동 전달이 더욱 심화됩니다.
화강암 바닥의 진동 억제 효율이 92% 증가한 비결은?
화강암은 천연석의 일종으로 수억 년에 걸친 지질학적 과정을 통해 매우 치밀하고 균일한 내부 구조를 형성했습니다. 화강암은 주로 석영이나 장석과 같은 광물 결정들이 밀접하게 결합되어 있으며, 결정들 사이의 화학 결합은 강하고 안정적입니다. 이러한 구조는 화강암에 탁월한 진동 억제 능력을 부여합니다. 진동이 화강암 하부로 전달되면, 내부의 광물 결정들은 진동 에너지를 열에너지로 빠르게 변환하여 방출합니다. 연구에 따르면 화강암의 감쇠력은 주철보다 몇 배 더 높아 진동 에너지를 더욱 효율적으로 흡수하여 진동의 진폭과 지속 시간을 단축할 수 있습니다. 전문가의 테스트 결과, 동일한 진동 가진 조건에서 화강암 하부의 진동 감쇠 시간은 주철의 8%에 불과했으며, 진동 억제 효율은 92% 향상되었습니다.
화강암의 높은 경도와 높은 탄성 계수 또한 상당한 기여를 합니다. 높은 경도는 장비의 무게와 외부 충격에 대한 지지력으로 인해 베이스가 변형될 가능성을 줄이고 항상 안정적인 지지 상태를 유지하도록 합니다. 높은 탄성 계수는 베이스가 진동을 받았을 때 빠르게 원래 모양으로 돌아와 진동 누적을 줄여줍니다. 또한, 화강암은 열 안정성이 뛰어나고 주변 온도 변화에 거의 영향을 받지 않아 온도 변화에 따른 열 팽창 및 수축 변형을 방지하여 진동 억제 성능의 안정성을 더욱 보장합니다.
화강암 기반이 가져온 산업 변화와 전망
화강암 기반 AOI 검사 장비는 검출 정확도를 크게 향상시켰습니다. 작은 크기의 칩에서도 결함을 안정적으로 식별하여 오판정률을 1% 이내로 줄이고 칩 생산 수율을 크게 향상시켰습니다. 또한, 장비의 안정성이 향상되어 진동 문제로 인한 유지보수 가동 중단 횟수가 줄어들고 장비 수명이 연장되며 전체 운영 비용이 절감되었습니다.
게시 시간: 2025년 5월 14일