מערכת כיוון פרוסות למדידת כיוון גבישים
מבוא לציוד
מכשירי אוריינטציה של ופלים הם מכשירים מדויקים המבוססים על עקרונות דיפרקציית קרני רנטגן (XRD), המשמשים בעיקר בתעשיות ייצור מוליכים למחצה, חומרים אופטיים, קרמיקה ותעשיות חומרים גבישיים אחרות.
מכשירים אלה קובעים את כיוון סריג הגביש ומנחים תהליכי חיתוך או ליטוש מדויקים. המאפיינים העיקריים כוללים:
- מדידות בדיוק גבוה:מסוגל לפענח מישורים קריסטלוגרפיים עם רזולוציות זוויתיות עד 0.001°.
- תאימות מדגם גדול:תומך בפרוסות סיליקון בקוטר של עד 450 מ"מ ומשקל של 30 ק"ג, מתאים לחומרים כמו סיליקון קרביד (SiC), ספיר וסיליקון (Si).
- עיצוב מודולרי:פונקציות הניתנות להרחבה כוללות ניתוח עקומת נדנדה, מיפוי פגמי שטח תלת-ממדי והתקני ערימה לעיבוד דגימות מרובות.
פרמטרים טכניים מרכזיים
| קטגוריית פרמטרים | ערכים/תצורה אופייניים |
| מקור רנטגן | Cu-Kα (נקודת מוקד 0.4×1 מ"מ), מתח תאוצה 30 קילו-וולט, זרם צינור מתכוונן 0–5 מיליאמפר |
| טווח זוויתי | θ: -10° עד 50°+; 2θ: -10° עד 100°+ |
| דיוק | רזולוציית זווית הטיה: 0.001°, זיהוי פגמי פני שטח: ±30 שניות קשת (עקומת נדנוד) |
| מהירות סריקה | סריקת אומגה משלימה כיוון מלא של הסריג תוך 5 שניות; סריקת תטא אורכת כדקה אחת |
| שלב הדוגמה | חריץ V, יניקה פנאומטית, סיבוב רב-זוויתי, תואם לפלסטיק בגודל 2-8 אינץ' |
| פונקציות ניתנות להרחבה | ניתוח עקומת נדנוד, מיפוי תלת-ממדי, התקן ערימה, זיהוי פגמים אופטיים (שריטות, GBs) |
עקרון עבודה
1. בסיס לדיפרקציית קרני רנטגן
- קרני רנטגן מקיימות אינטראקציה עם גרעינים אטומיים ואלקטרונים בסריג הגביש, ויוצרות דפוסי דיפרקציה. חוק בראג (nλ = 2d sinθ) מסדיר את הקשר בין זוויות הדיפרקציה (θ) לבין מרווח הסריג (d).
גלאים לוכדים את הדפוסים הללו, אשר מנותחים כדי לשחזר את המבנה הקריסטלוגרפי.
2. טכנולוגיית סריקת אומגה
- הגביש מסתובב ברציפות סביב ציר קבוע בעוד שקרני רנטגן מאירות אותו.
- גלאים אוספים אותות דיפרקציה על פני מספר מישורים קריסטלוגרפיים, ומאפשרים קביעת כיוון מלאה של הסריג תוך 5 שניות.
3. ניתוח עקומת נדנדה
- זווית גביש קבועה עם זוויות פגיעה משתנות של קרני רנטגן למדידת רוחב שיא (FWHM), הערכת פגמי סריג ועיוות.
4. בקרה אוטומטית
- ממשקי PLC ומסכי מגע מאפשרים קביעת זוויות חיתוך מוגדרות מראש, משוב בזמן אמת ושילוב עם מכונות חיתוך לבקרת לולאה סגורה.
יתרונות ותכונות
1. דיוק ויעילות
- דיוק זוויתי ±0.001°, רזולוציית גילוי פגמים <30 קשתות.
- מהירות סריקת אומגה מהירה פי 200 מסריקות תטא מסורתיות.
2. מודולריות וגמישות
- ניתן להרחבה עבור יישומים מיוחדים (למשל, פרוסות SiC, להבי טורבינה).
- משתלב עם מערכות MES לניטור ייצור בזמן אמת.
3. תאימות ויציבות
- מתאים לדגימות בעלות צורה לא סדירה (למשל, מטילי ספיר סדוקים).
- עיצוב מקורר אוויר מפחית את צורכי התחזוקה.
4. פעולה חכמה
- כיול בלחיצה אחת ועיבוד מרובה משימות.
- כיול אוטומטי עם גבישי ייחוס כדי למזער טעויות אנוש.
יישומים
1. ייצור מוליכים למחצה
- כיוון חיתוך פרוסות: קובע את כיוון פרוסות Si, SiC ו-GaN ליעילות חיתוך אופטימלית.
- מיפוי פגמים: מזהה שריטות או נקעים על פני השטח כדי לשפר את תפוקת השבב.
2. חומרים אופטיים
- גבישים לא ליניאריים (למשל, LBO, BBO) עבור התקני לייזר.
- סימון משטח ייחוס של פרוסת ספיר עבור מצעי LED.
3. קרמיקה וחומרים מרוכבים
- מנתח את כיוון הגרעינים ב-Si3N4 ו-ZrO2 עבור יישומים בטמפרטורה גבוהה.
4. מחקר ובקרת איכות
- אוניברסיטאות/מעבדות לפיתוח חומרים חדשניים (למשל, סגסוגות בעלות אנטרופיה גבוהה).
- בקרת איכות תעשייתית להבטחת עקביות אצווה.
שירותי XKH
XKH מציעה תמיכה טכנית מקיפה לאורך מחזור החיים של מכשירי כיוון פרוסות, כולל התקנה, אופטימיזציה של פרמטרי תהליך, ניתוח עקומת נדנדה ומיפוי פגמי פני שטח תלת-ממדי. פתרונות מותאמים אישית (למשל, טכנולוגיית הערמת מטילי ייצור) מסופקים כדי לשפר את יעילות ייצור המוליכים למחצה וחומרים אופטיים ביותר מ-30%. צוות ייעודי מבצע הדרכות באתר, בעוד שתמיכה מרחוק 24/7 והחלפת חלקי חילוף מהירה מבטיחים את אמינות הציוד.
