ElFys, un'azienda pionieristica fondata da ricercatori della Aalto University in Finlandia è all'avanguardia nello sviluppo della tecnologia dei sensori di luce per realizzare prodotti con fotodiodi ad alte prestazioni utilizzati in diversi settori.
Scopriamo le prestazioni della tecnologia dei fotodiodi dell'ElFys e la fondamentale importanza che hanno i nostri microscopi digitali DSX1000 nell'assicurare dei risultati eccellenti nell'ambito del loro processo di produzione.
Una tecnologia per il cuore
Ti sei mai chiesto in quale modo lo smartwatch può rilevare in modo preciso il battito cardiaco? Come può un piccolo dispositivo in metallo portato al polso acquisire le minime variazioni della propria frequenza cardiaca nell'arco del giorno?
La risposta va ricercata nella straordinaria tecnologia riconducibile al fotodiodo, un sensore di luce in grado di convertire la luce in energia. Lo smartwatch emette una luce verde sulla pelle che viene assorbita dai globuli rossi. Attraverso i battiti cardiaci i vasi sanguigni si dilatano e si restringono, causando delle variazioni di intensità della luce riflessa. Il fotodiodo può misurare queste variazioni della luce riflessa, permettendo allo smartwatch la determinazione della frequenza cardiaca in tempo reale.
Tuttavia le prestazioni dei fotodiodi sono utili in ambiti ben diversi da quello degli smartwatch. Questi dispositivi versatili possono essere trovati in una serie di prodotti dall'uso quotidiano come: laptop, smartphone, automobili e perfino anelli. La loro applicabilità è molto estesa, spaziando dagli scanner per i bagagli degli aeroporti e i dispositivi medici di acquisizione di immagini negli ospedali fino ai registratori di cassa nei negozi.
Il potenziale dei sensori: Gli inizi di ElFys
Fondata nel 2017 dal team di ricercatori della Aalto University, la ElFys è all'avanguardia nella tecnologia dei fotodiodi, rivoluzionando i sensori di luce attraverso un'ingegnosa combinazione di moderni sistemi microelettromeccanici (MEMS - modern micro-electromechanical systems), nanotecnologia e deposizione atomica dello strato (ALD - atomic layer deposition).
Attraverso questa innovativa tecnologia, ElFys consente di acquisire ogni singolo raggio di luce, migliorando le prestazioni di numerosi dispositivi che integrano sensori di luce. L'impegno nell'ottenimento di risultati eccellenti e la dedizione alla ricerca dell'azienda l'hanno resa un fornitore leader di prodotti con fotodiodi in diversi settori.
La tecnologia dei fotodiodi sviluppata da ElFys si basa su tre innovative tecniche: nanostrutturazione della superficie, deposizione di ossido di alluminio conforme a ALD e giunzione indotta. Questa straordinaria combinazione permette di creare un fotodiodo ad alta efficienza con un migliore assorbimento della luce per acquisire l'intera carica prodotta, assicurando delle eccezionali prestazioni dei sensori di luce.
Scelta dello strumento ideale per lo scopo
Nella ricerca di risultati eccellenti ElFys si avvale di avanzate apparecchiature di ispezione per assicurare qualità e precisione per i propri prodotti con fotodiodi. Questo include l'utilizzo di microscopi per il rilevamento di difetti in wafer, chip e componenti assemblate.
Durante la scelta di un microscopio per questo scopo ElFys cercava uno strumento che offrisse un'eccezionale flessibilità, in grado di analizzare diversi tipi di campioni invece di essere limitato a un singolo scopo.
Durante il nostro incontro, il fondatore e CEO di ElFys, Mikko Juntunen, oltre che il Responsabile dei progetti di ElFys, Juha Heinonen, hanno condiviso delle utili informazioni relativamente al processo decisionale che gli ha portati ad orientarsi verso il microscopio DSX1000.
Il microscopio digitale DSX1000
Mikko Juntunen ha affermato: "Nel considerare le diverse potenziali soluzioni, siamo stati contenti di scoprire che il distributore finlandese, GWB, aveva disponibile uno strumento proprio in Finlandia. Questa rappresentava un'eccezionale opportunità di testare il prodotto prima di prendere una decisione.
Visitando GWB abbiamo potuto testare il microscopio digitale DSX1000 mediante i nostri campioni, verificando direttamente il suo funzionamento. La possibilità di provare direttamente lo strumento è stata fondamentale nel nostro processo decisionale, in quanto ci ha permesso di comprenderne le funzionalità.
Invece gli altri produttori forniscono solamente le schede tecniche con la descrizione delle caratteristiche dello strumento, lasciandoci dei dubbi sulle sue prestazioni concrete. La possibilità di provare lo strumento ci ha permesso di accordargli una totale fiducia in merito alla sua idoneità per soddisfare le nostre esigenze. Sapevamo che poteva soddisfare i nostri specifici requisiti, grazie all'esperienza pratica maturata mentre lo testavamo".
La ricerca dell'eccellenza
"Come è possibile vedere dal colore dei miei capelli, ho lavorato in questo settore per un certo tempo, e quando penso a un microscopio si tratta di un microscopio Olympus". — Mikko Juntunen, fondatore e CEO di ElFys
Il microscopio digitale DSX1000
Il microscopio digitale DSX1000 è diventato uno strumento indispensabile per ElFys, semplificando la realizzazione di ispezioni di wafer di silicio, chip e componenti assemblati dopo al produzione. Viste le ridotte dimensioni di componenti di semiconduttori, ElFys gli produce su wafer con dimensioni di 6" (le dimensioni di un CD), con migliaia di componenti per ogni wafer.
In termini di flusso di lavoro, la prima fase riguarda l'ispezione di wafer per ricercare difetti e anomalie nei chip. La modalità campo scuro del microscopio si è dimostrata particolarmente utile nell'evidenziare segni e difetti, assicurando che possano raggiungere il mercato solamente i prodotti della maggiore qualità. ElFys ha inoltre valutato estremamente utile la funzionalità di stitching del microscopio, semplice da usare, la quale è risultata particolarmente importante nell'ispezione dell'intero wafer. A causa delle dimensioni del wafer bisognava procedere ad un'ispezione per quarti. Tuttavia con la funzionalità di stitching, semplice da usare, il microscopio ha permesso la creazione di grandi immagini di alta qualità.
Immagine sottoposta a stitching con illuminazione in campo scuro (a destra) e MIX (a sinistra) di una componente con montaggio superficiale.
Acquisito da Juha Heinonen mediante il microscopio digitale DSX1000. Immagine per gentile concessione di ElFys.
Una specifica criticità da gestire da parte di ElFys consisteva nell'ispezione di chip rivestiti di uno strato di resina epossidica trasparente. In questo caso la modalità di contrasto interferenziale (DIC) si è dimostrata fondamentale per evidenziare segni e microstrutture nella superficie della resina epossidica.
Una volta realizzati i controlli preliminari, è necessario effettuare l'ispezione dell'assemblaggio del fotodiodo, risultando fondamentale per permettere alla luce di raggiungere la parte più sensibile del dispositivo. A questo punto, la struttura passa da 2D a 3D, rendendo possibile l'ispezione con il microscopio utilizzando immagini 3D delle componenti assemblate. La capacità di acquisire immagini 3D permette una visione completa di strutture complesse, mettendo contemporaneamente a fuoco diversi livelli di profondità e visualizzando minimi dettagli dell'assemblaggio.
Immagini in campo scuro di una componente con montaggio superficiale da diversi angoli. Acquisito da Juha Heinonen mediante il microscopio digitale DSX1000. Immagine per gentile concessione di ElFys.
Quando gli abbiamo chiesto se poteva consigliare l'utilizzo del microscopio digitale DSX1000 ad altre aziende del settore, Juha Heinonen è stato categorico: "Il microscopio digitale DSX1000 è un'opzione eccellente, specialmente quando si analizzano i campioni più piccoli che possono facilmente rientrare nel tavolino. La sua elevata flessibilità permette l'applicazione di diverse modalità di osservazione, consentendo di analizzare i campioni da diverse prospettive. L'esperienza utente è intuitiva ed efficiente, risparmiando tempo prezioso attraverso l'eliminazione di configurazioni precise.
In settori come quello della ricerca di semiconduttori, dove devono essere analizzati numerosi campioni simili, ha dimostrato di essere ineguagliabile. La sua automazione e le sue veloci funzionalità di acquisizione delle immagini hanno permesso ai ricercatori di analizzare velocemente diversi campioni, massimizzando la produttività e l'efficienza. Con il suo livello di automazione e velocità i ricercatori possono concentrarsi nell'analisi di un maggior numero di campioni in un tempo minore, migliorando significativamente il flusso di lavoro".
Futuri risvolti
ElFys continua a ridefinire gli standard della tecnologia dei sensori di luce, attraverso una costante attività di ricerca rivolta a estendere il funzionamento dei propri fotorilevatori nel più estremo spettro infrarosso. Utilizzando diversi materiali semiconduttori, ElFys mira a superare i limiti del silicio e ottenere dei risultati significativi nel campo dell'infrarosso, rivolgendosi a settori che impiegano la tecnologia indossabile a fini sanitari, per i quali sono importanti dei parametri addizionali come i livelli di glucosio o lattato nel sangue.
In qualità di azienda vocata alla ricerca e all'innovazione, ElFys si è contraddistinta come pioniere nel campo della tecnologia dei sensori di luce. L'impegno dell'azienda rivolto all'eccellenza e alla diversità, combinato alla disponibilità di un efficiente team di ricercatori e di responsabili tecnici, ha permesso di proiettarla in una posizione all'avanguardia nel settore. Utilizzando il
microscopio digitale DSX1000 come valido alleato per assicurare risultati eccellenti, ElFys continua a influire sulle nuove applicazioni dei sensori di luce in diversi settori, fornendo un contributo per un mondo migliore.
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