يتضمن تطوير معدات اختبار درجة الحرارة لرقائق ذاكرة أشباه الموصلات أكثر من مجرد تحقيق نطاق درجة حرارة محدد. تحميل العينة عالي الكثافة، والتشغيل الكهربائي المستمر، وتوليد الحرارة الداخلية، واتساق درجة الحرارة كلها تحتاج إلى أخذها في الاعتبار عند تصميم المعدات.
عملت DANBLE مع إحدى شركات تكنولوجيا أشباه الموصلات لتطوير حل مخصص لاختبار درجة الحرارة لاختبار شرائح الذاكرة التي تعمل بالطاقة. تتميز المعدات بمنطقتي اختبار مستقلتين ، مع نطاق درجة حرارة يتراوح من -40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية ومتطلبات توحيد درجة الحرارة المحملة تبلغ ± ± 2.5 درجة مئوية. كان منع التكثيف مطلبًا أساسيًا آخر.
اتبع المشروع عملية تطوير النموذج الأولي أولاً. قدمت DANBLE نموذجًا أوليًا لتقييم العملاء، وشرعت في الإنتاج الضخم لـ 18 وحدة بعد أن اجتاز النموذج الأولي اختبار العميل، واكتمل التسليم والتشغيل في الموقع في فيتنام.
يوضح هذا المشروع العملية الكاملة لتطوير معدات اختبار أشباه الموصلات المخصصة، بدءًا من التحقق من صحة التصميم الأولي وحتى إنتاج الدفعات والتنفيذ في الموقع.
يحتاج العميل إلى معدات اختبار بيئية متخصصة لرقائق الذاكرة التي تعمل في ظل ظروف درجة حرارة يمكن التحكم فيها. وبما أن المنتجات تظل قيد التشغيل أثناء الاختبار، فإن المعدات اللازمة لاستيعاب كل من البيئة الحرارية المحددة والحرارة الناتجة عن العينات.
أضافت المساحة الداخلية المدمجة وترتيب العينات متعدد الطبقات متطلبات إضافية لتوزيع درجة الحرارة وإدارة تدفق الهواء.
وكانت المواصفات الرئيسية للمشروع:
المعلمة |
مواصفة |
|---|---|
طلب |
اختبار شرائح ذاكرة أشباه الموصلات |
كمية المعدات |
18 وحدة |
تكوين منطقة الاختبار |
منطقتان للاختبار لكل وحدة |
الأبعاد الداخلية (العرض × العمق × الارتفاع) |
400 × 280 × 1400 ملم لكل منطقة |
نطاق درجة الحرارة |
-40 درجة مئوية إلى +100 درجة مئوية |
تكوين رف العينة |
60 طبقة |
قدرة المنتج |
60 شريحة ذاكرة |
تحميل العينة |
30 كجم |
تبديد الحرارة |
1.6 كيلو واط |
حالة التشغيل |
اختبار التشغيل |
تحميل توحيد درجة الحرارة |
± ± 2.5 درجة مئوية |
متطلبات التكثيف |
لا يوجد ماء التكثيف أثناء الاختبار |
وجهة التسليم |
فيتنام |
حالة المشروع |
تم التحقق من صحة النموذج الأولي؛ تم إنتاج 18 وحدة وتسليمها وتشغيلها بكميات كبيرة |
تشتمل المعدات على منطقتين للاختبار ضمن هيكل مدمج. تتميز كل منطقة بأبعاد داخلية تبلغ 400 × 280 × 1400 مم، مما يسمح بتخصيص تصميم المعدات وفقًا لترتيب العينات المحدد للعميل ومتطلبات الاختبار.
يتطلب تكوين المنطقة المزدوجة دراسة متأنية للتخطيط الداخلي والإدارة الحرارية وتوزيع تدفق الهواء. ولهذه العوامل أهمية خاصة عند اختبار منتجات أشباه الموصلات التي تولد الحرارة أثناء التشغيل.
تم تطوير تصميم المعدات وفقًا لنطاق درجة الحرارة الذي يطلبه العميل وسعة العينة وظروف الاختبار المحملة.
أثناء اختبار أشباه الموصلات التي تعمل بالطاقة، يمكن أن تؤثر الحرارة الناتجة عن المنتجات على توزيع درجة الحرارة في جميع أنحاء مساحة الاختبار.
مع حامل عينات مكون من 60 طبقة وحمل محدد لتبديد الحرارة يبلغ 1.6 كيلووات، كان الحفاظ على درجات حرارة ثابتة عبر ترتيب العينة أحد الاعتبارات الهندسية الرئيسية.
كان الهدف هو توحيد درجة الحرارة المحملة بما لا يزيد عن ± 2.5 درجة مئوية. يتضمن تحقيق هذا المتطلب تنسيق نظام التحكم الحراري مع تدفق الهواء الداخلي ووضع العينات، بدلاً من تقييم أداء درجة الحرارة فقط في ظل الظروف الفارغة.
كما طلب العميل أيضًا تشغيل المعدات دون توليد مياه تكثيف أثناء الاختبار.
يعد التحكم في الرطوبة أحد الاعتبارات المهمة في تطبيقات أشباه الموصلات، حيث يمكن أن يتداخل التكثيف حول المنتجات أو التوصيلات الكهربائية مع ظروف الاختبار.
لذلك يجب أخذ العلاقة بين درجة الحرارة والرطوبة المحيطة ودرجة حرارة السطح ونقطة الندى في الاعتبار عند تصميم المعدات وإجراءات الاختبار. شكلت متطلبات التكثيف جزءًا من المواصفات الفنية للمشروع واعتبارات القبول.
جزء مهم من هذا المشروع كان عملية التطوير المرحلية.
بدلاً من المتابعة مباشرة إلى كمية الإنتاج الكاملة، قامت DANBLE أولاً بتوفير نموذج أولي لتقييم العملاء. وقد سمح ذلك للعميل بتقييم المعدات المقترحة مقابل متطلبات التطبيق الخاصة به قبل الالتزام بالدفعة الكاملة.
مر المشروع بثلاث مراحل رئيسية:
المرحلة 1 - تطوير النموذج الأولي
قامت DANBLE بتطوير المعدات المخصصة وفقًا لنطاق درجة الحرارة المطلوب، وهيكل المنطقة المزدوجة، وتكوين حامل العينات، وظروف اختبار الطاقة، وهدف توحيد درجة الحرارة، ومتطلبات منع التكثيف.
المرحلة الثانية – اختبار العملاء والتحقق من صحتهم
تم تقديم النموذج الأولي للعميل للاختبار. وبعد التحقق الناجح من العميل، انتقل المشروع إلى مرحلة الإنتاج الضخم.
أنشأت هذه الخطوة أساسًا لمتابعة تكوين المعدات المتفق عليه قبل تصنيع الكمية الكاملة.
المرحلة 3 – الإنتاج الضخم لـ 18 وحدة
بعد أن اجتاز النموذج الأولي اختبار العميل، شرع DANBLE في الإنتاج الضخم لجميع الوحدات الـ 18. تم تسليم المعدات المكتملة إلى فيتنام، حيث تم أيضًا الانتهاء من التشغيل في الموقع.
وقد وفر هذا النهج النموذجي الأول طريقة عملية للتحقق من صحة الحل المقترح قبل توسيع نطاق الإنتاج لتطبيق متخصص لأشباه الموصلات.
ولم ينته المشروع بتصنيع المعدات. وبعد التحقق الناجح من النموذج الأولي وإنتاج الدفعات، تم تسليم جميع الوحدات الـ 18 إلى فيتنام، وتم الانتهاء من التشغيل في الموقع.
بالنسبة لمعدات اختبار أشباه الموصلات المخصصة، يعد التثبيت والتشغيل جزءًا مهمًا من عملية التسليم الشاملة. يجب تشغيل المعدات في بيئة العمل المخصصة لها، مع توافق تكوينها مع تطبيق العميل ومتطلبات التشغيل.
أدى إكمال التحقق من صحة النموذج الأولي والإنتاج الضخم والتسليم ومراحل التشغيل في الموقع إلى تحويل المشروع من المتطلبات الفنية الأولية إلى حل اختبار تم تنفيذه.
يسلط هذا المشروع الضوء على العديد من الاعتبارات العملية لمعدات اختبار درجة حرارة أشباه الموصلات المخصصة.
التصميم الخاص بالتطبيقات: تم تطوير المعدات وفقًا لتكوين عينة العميل ونطاق درجة الحرارة والتشغيل بالطاقة والحمل الحراري.
تكوين المنطقة المزدوجة: تم دمج منطقتين للاختبار في هيكل المعدات لتتناسب مع ترتيب الاختبار المطلوب.
التحكم في درجة الحرارة المحملة: تناولت متطلبات التصميم توحيد درجة الحرارة في ظل ظروف الاختبار التي تعمل بالطاقة، وليس فقط نطاق درجة الحرارة الاسمية.
التحقق من الصحة على أساس النموذج الأولي: تم إجراء اختبار العميل للنموذج الأولي قبل بدء دفعة الإنتاج المكونة من 18 وحدة.
التنفيذ الكامل للمشروع: امتد العمل إلى ما هو أبعد من التصنيع إلى التسليم والتشغيل في الموقع في فيتنام.
بالنسبة لمصنعي أشباه الموصلات وشركات التكنولوجيا، تعتبر هذه العوامل مهمة عند اختيار مورد لمعدات الاختبار البيئي المتخصصة المخصصة للإنتاج المتكرر أو عمليات اختبار الموثوقية.
نعم. يمكن تطوير المعدات المخصصة حول أبعاد المنتج، والحمل الحراري للتشغيل، ونطاق درجة الحرارة، وسعة العينة، وتوحيد درجة الحرارة المطلوبة. يتطلب اختبار الطاقة اهتمامًا خاصًا بالحرارة الناتجة عن العينات أثناء التشغيل.
يتيح التحقق من صحة النموذج الأولي للعميل تقييم التكوين المقترح وفقًا لشروط التطبيق المقصودة قبل تصنيع كمية الإنتاج الكاملة. فهو يوفر فرصة لتأكيد التصميم وفقًا للمتطلبات الفنية المتفق عليها قبل زيادة الإنتاج.
وتشمل الاعتبارات الرئيسية الإدارة الحرارية، وتوزيع تدفق الهواء، وتحديد موقع العينة، وتوحيد درجة الحرارة، والتفاعل بين منطقتي الاختبار. يعتمد التصميم المحدد على تكوين المعدات ومتطلبات الاختبار الخاصة بالعميل.
يمكن أن يشمل تسليم المشروع التشغيل في الموقع وفقًا لنطاق المشروع ومتطلبات التثبيت المتفق عليها. في مشروع أشباه الموصلات هذا، تم تسليم جميع الوحدات الـ 18 إلى فيتنام وتم الانتهاء من التشغيل في الموقع.
بدءًا من تطوير النموذج الأولي والتحقق من صحة العميل وحتى الإنتاج الضخم والتشغيل في الموقع، تضمن مشروع أشباه الموصلات هذا التنفيذ الكامل لحل مخصص لاختبار درجة الحرارة.
وتتكون الدفعة النهائية من 18 وحدة، تتميز كل منها بمنطقتي اختبار مصممتين لتطبيقات شرائح ذاكرة أشباه الموصلات. تم تحديد المعدات للتشغيل بين -40 درجة مئوية و+100 درجة مئوية، مع حامل عينات مكون من 60 طبقة، واختبار مدعوم، ومتطلبات توحيد درجة الحرارة المحملة تبلغ ± ± 2.5 درجة مئوية، وعدم وجود ماء تكثيف أثناء الاختبار.
بالنسبة للتطبيقات ذات ترتيبات العينات المحددة والمتطلبات الحرارية الصعبة، تساعد عملية التطوير القائمة على النموذج الأولي على ربط تصميم المعدات والتحقق من صحة العملاء وإنتاج الدُفعات.
تقوم DANBLE بتطوير معدات اختبار بيئية مخصصة لأشباه الموصلات والتطبيقات الإلكترونية، مع حلول مشروع مصممة خصيصًا لمتطلبات الاختبار المحددة.
