نظام توجيه الرقاقة لقياس اتجاه البلورة
مقدمة المعدات
أجهزة توجيه الرقاقة هي أجهزة دقيقة تعتمد على مبادئ حيود الأشعة السينية (XRD)، وتستخدم في المقام الأول في تصنيع أشباه الموصلات والمواد البصرية والسيراميك وغيرها من صناعات المواد البلورية.
تحدد هذه الأجهزة اتجاه الشبكة البلورية وتُوجِّه عمليات القطع أو التلميع الدقيقة. ومن أهم ميزاتها:
- قياسات عالية الدقة:قادرة على حل المستويات البلورية بدقة زاوية تصل إلى 0.001 درجة.
- توافق العينة الكبيرة:يدعم رقائق يصل قطرها إلى 450 ملم وأوزان تصل إلى 30 كجم، وهو مناسب لمواد مثل كربيد السيليكون (SiC) والياقوت والسيليكون (Si).
- التصميم المعياري:تتضمن الوظائف القابلة للتوسعة تحليل المنحنى المتأرجح، ورسم خرائط عيوب السطح ثلاثية الأبعاد، وأجهزة التكديس لمعالجة العينات المتعددة.
المعايير الفنية الرئيسية
| فئة المعلمة | القيم/التكوين النموذجي |
| مصدر الأشعة السينية | Cu-Kα (بقعة بؤرية 0.4×1 مم)، جهد تسريع 30 كيلو فولت، تيار أنبوب قابل للتعديل 0-5 مللي أمبير |
| المدى الزاوي | θ: من -10° إلى +50°؛ 2θ: من -10° إلى +100° |
| الدقة | دقة زاوية الميل: 0.001 درجة، اكتشاف عيب السطح: ±30 ثانية قوسية (منحنى التأرجح) |
| سرعة المسح الضوئي | يكمل مسح أوميجا التوجيه الكامل للشبكة في 5 ثوانٍ؛ يستغرق مسح ثيتا حوالي دقيقة واحدة |
| مرحلة العينة | أخدود على شكل حرف V، شفط هوائي، دوران متعدد الزوايا، متوافق مع رقائق مقاس 2–8 بوصة |
| الوظائف القابلة للتوسعة | تحليل منحنى التأرجح، رسم الخرائط ثلاثية الأبعاد، جهاز التكديس، الكشف البصري عن العيوب (الخدوش، الجيجا بايت) |
مبدأ العمل
1. مؤسسة حيود الأشعة السينية
- تتفاعل الأشعة السينية مع النوى الذرية والإلكترونات في الشبكة البلورية، مما يُولّد أنماط حيود. يُنظّم قانون براج (nλ = 2d sinθ) العلاقة بين زوايا الحيود (θ) وتباعد الشبكة (d).
تلتقط الكواشف هذه الأنماط، والتي يتم تحليلها لإعادة بناء البنية البلورية.
2. تقنية مسح أوميجا
- تدور البلورة بشكل مستمر حول محور ثابت بينما تضيئها الأشعة السينية.
- تقوم أجهزة الكشف بجمع إشارات الحيود عبر مستويات بلورية متعددة، مما يتيح تحديد اتجاه الشبكة بالكامل في 5 ثوانٍ.
3. تحليل المنحنى المتأرجح
- زاوية بلورية ثابتة مع زوايا سقوط الأشعة السينية المتغيرة لقياس عرض الذروة (FWHM)، وتقييم عيوب الشبكة والإجهاد.
4. التحكم الآلي
- تتيح واجهات PLC والشاشة التي تعمل باللمس زوايا القطع المحددة مسبقًا، والتغذية الراجعة في الوقت الفعلي، والتكامل مع آلات القطع للتحكم في الحلقة المغلقة.
المزايا والخصائص
1. الدقة والكفاءة
- الدقة الزاوية ±0.001 درجة، دقة اكتشاف العيب <30 ثانية قوسية.
- تعتبر سرعة مسح أوميجا أسرع بـ 200 مرة من عمليات مسح ثيتا التقليدية.
2. النمطية وقابلية التوسع
- قابلة للتوسع للتطبيقات المتخصصة (على سبيل المثال، رقائق SiC، وشفرات التوربينات).
- يتكامل مع أنظمة MES لمراقبة الإنتاج في الوقت الفعلي.
3. التوافق والاستقرار
- يتسع للعينات ذات الأشكال غير المنتظمة (على سبيل المثال، سبائك الياقوت المتشققة).
- يقلل التصميم المبرد بالهواء من احتياجات الصيانة.
4. التشغيل الذكي
- معايرة بنقرة واحدة ومعالجة متعددة المهام.
- معايرة تلقائية باستخدام بلورات مرجعية لتقليل الخطأ البشري.
التطبيقات
1. تصنيع أشباه الموصلات
- اتجاه تقطيع الرقاقة: يحدد اتجاهات رقاقة Si وSiC وGaN لتحسين كفاءة القطع.
- رسم خريطة العيوب: تحديد الخدوش أو الخلع السطحية لتحسين إنتاج الرقاقة.
2. المواد البصرية
- البلورات غير الخطية (على سبيل المثال، LBO، BBO) لأجهزة الليزر.
- علامة سطحية مرجعية لرقاقة الياقوت لركائز LED.
3. السيراميك والمركبات
- يقوم بتحليل اتجاه الحبوب في Si3N4 وZrO2 للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية.
4. البحث ومراقبة الجودة
- الجامعات/المختبرات لتطوير مواد جديدة (على سبيل المثال، السبائك ذات الإنتروبيا العالية).
- مراقبة الجودة الصناعية لضمان اتساق الدفعة.
خدمات XKH
تقدم XKH دعمًا فنيًا شاملًا لدورة حياة أجهزة توجيه الرقاقات، بما في ذلك التركيب، وتحسين معاملات العملية، وتحليل منحنى التذبذب، ورسم خرائط عيوب السطح ثلاثية الأبعاد. كما نوفر حلولًا مصممة خصيصًا (مثل تقنية تكديس السبائك) لتحسين كفاءة إنتاج أشباه الموصلات والمواد البصرية بأكثر من 30%. يُجري فريق متخصص تدريبًا في الموقع، بينما يضمن الدعم عن بُعد على مدار الساعة طوال أيام الأسبوع واستبدال قطع الغيار بسرعة موثوقية المعدات.
