I. composición básica y división funcional del trabajo (componentes clave para la implementación del principio de soporte)

Sistema de posicionamiento de precisión: incluye la Plataforma de carga del eje XY y el asiento de la sonda del eje z, y la función central es alinear con precisión el punto de prueba del dispositivo con la sonda. La Plataforma de carga está impulsada por un motor de paso / cerámica piezoeléctrica, y la precisión de posicionamiento repetido puede alcanzar el nivel nanométrico (algunos modelos ≤ 10 nm), lo que garantiza que el punto de prueba objetivo se encuentre a escala micro / nano; El eje Z soporta el ajuste de micro - Movimiento (distancia mínima de paso de 0,1 nm), controla la profundidad de contacto de la sonda con la superficie del dispositivo y evita el dispositivo de tensión o contacto deficiente.

Componente de sonda: la sonda es el medio central de transmisión de señal, la mayoría de los materiales son tungsteno, renio tungsteno o carburo de tungsteno (excelente conductividad eléctrica / conductividad térmica, alta dureza), y el radio de la punta de la aguja puede ser tan pequeño como 10 - 100 nm (punto de prueba micro - nano adecuado). De acuerdo con los requisitos de prueba, la sonda se puede dividir en sonda eléctrica (señal de corriente / voltaje de transmisión), sonda óptica (señal óptica de transmisión), sonda térmica (característica de temperatura de detección), y algunos escenarios utilizarán una matriz de múltiples sondas (detección simultánea de múltiples puntos de prueba).

Sistema de observación y alineación: equipado con un microscopio de alta potencia (microscopio óptico / microscopio de interferencia láser, ampliación 500 - 5000 ×) y una cámara para observar la posición relativa de la sonda al punto de prueba del dispositivo en tiempo real, ayudando al operador o al algoritmo de posicionamiento automático a completar la alineación precisa. Algunos modelos admiten enfoque automático y posicionamiento de reconocimiento de imagen, que pueden coincidir rápidamente con las coordenadas de los puntos de prueba preestablecidos.

Interfaz de señal y sistema de blindaje: la Mesa de sonda se conecta con el instrumento de prueba externo a través de una interfaz especial (cable concéntrico, fibra óptica, conector de alta frecuencia) para garantizar la transmisión de baja pérdida de señal; Al mismo tiempo, está equipado con una cubierta de blindaje electromagnético y un dispositivo de tierra para reducir la interferencia electromagnética externa (especialmente en escenarios de prueba de alta frecuencia) y evitar que la distorsión de la señal afecte la precisión de la detección.

Módulo de control ambiental (opcional): para necesidades especiales de prueba, algunas mesas de sonda integran control de temperatura (- 40 ° C a 150 ° c), control de humedad (10% - 90% rh) o ambiente de vacío (≤ 10 - 5pa), entorno de trabajo real del simulador para garantizar la autenticidad de los datos de prueba.

II. flujo de trabajo: la lógica completa desde el posicionamiento hasta la detección

Carga y fijación de la muestra: fijar los dispositivos a probar (como obleas de chip, sensores microelectrónicos) a la Mesa de carga, mediante adsorción al vacío o fijación de pinzas mecánicas, asegurando que la muestra no se desplace durante la prueba (el desplazamiento hará que la sonda se separe del punto de prueba).

Posicionamiento del punto de prueba: a través de la observación microscópica, la Plataforma de carga se conduce manualmente o automáticamente, y el punto de prueba objetivo en el dispositivo (como pin de chip, Unión PNN de semiconductores, electrodo de nanoalambre) se mueve directamente debajo de la sonda; El eje Z sube lentamente, acercando la punta de la sonda a la superficie del punto de prueba hasta que se observa un ligero contacto entre la sonda y el punto de prueba bajo el microscopio (algunos modelos retroalimentan el Estado de contacto a través del sensor de presión para evitar daños por sobrepresión).

Transmisión de señales y adquisición de datos: los instrumentos de prueba externos (como el analizador de parámetros semiconductores, el analizador de red de alta frecuencia) aplican señales de prueba (voltaje, corriente, señal óptica, etc.) al dispositivo a través de la sonda, las señales de respuesta del dispositivo (como la corriente de salida, la resistencia, los cambios espectrales) se transmiten al instrumento en sentido inverso a través de la sonda, el instrumento analiza y procesa la señal y emite datos de prueba (como el voltaje de ruptura, la resistencia de conducción, la intensidad luminosa, etc.).

Conmutación de múltiples puntos de prueba y detección repetida: después de completar un punto de prueba, la Plataforma de carga se mueve al siguiente punto de prueba de acuerdo con las coordenadas preestablecidas, repitiendo el proceso de localización - contacto - adquisición para realizar pruebas por lotes; Algunas mesas de sonda automáticas pueden configurar la ruta de prueba a través de la programación, y nadie está de servicio para completar la detección de todo el chip / muestra.

III. principios tecnológicos básicos: la clave para garantizar la precisión y la estabilidad

Control de precisión de posicionamiento: adopta la conducción compuesta de "transmisión mecánica + micro - Movimiento de cerámica piezoeléctrica", coopera con un interferómetro láser o una regla de rejilla para realizar retroalimentación de posición, corrige el error de desplazamiento de la Plataforma de carga en tiempo real, garantiza que la precisión de posicionamiento alcance el nivel nanométrico y satisface las necesidades de alineación de Los puntos de prueba de dispositivos micro y Nano (el tamaño puede ser tan pequeño como menos de 1 micra).

Garantía de estabilidad de contacto: la punta de la sonda adopta un proceso de pulido especial para garantizar una curvatura uniforme de la punta; El asiento de la sonda está equipado con una estructura de amortiguación elástica que absorbe el pequeño impacto al entrar en contacto, al tiempo que proporciona una presión de contacto estable (generalmente controlada en el nivel μn), lo que garantiza una conexión eléctrica / óptica confiable y evita dañar la superficie del dispositivo o destruir el punto de prueba.

Supresión de interferencia de señal: la Plataforma de la sonda adopta un diseño de bajo ruido en su conjunto, y la sonda y la interfaz adoptan la tecnología de emparejamiento de Resistencia (como la transmisión concéntrica de 50 omega) para reducir la reflexión de la señal; La cubierta de blindaje electromagnético utiliza materiales conductores (como cobre y aluminio) para bloquear la interferencia de ondas electromagnéticas externas, especialmente en escenarios de prueba de alta frecuencia (nivel ghz) y baja corriente (nivel pa), lo que puede mejorar considerablemente la relación señal - ruido.

Optimización de la adaptabilidad ambiental: durante la prueba de alta / baja temperatura, la temperatura de la muestra se controla con precisión a través del módulo de calefacción / refrigeración, compensando al mismo tiempo la desviación de posicionamiento causada por la expansión térmica y la contracción fría del material; En un entorno de vacío, se excluye la interferencia del aire en la transmisión de señales (como la atenuación de señales de alta frecuencia) y el rendimiento del dispositivo (como los efectos de oxidación), y se adaptan a escenarios de aplicación aeroespacial, semiconductores, etc.

Resumen: el valor central de la Mesa de sonda

La Plataforma de sonda es esencialmente un "puente de conexión precisa a escala micro - nano", cuyo núcleo de principio de funcionamiento es resolver los puntos dolorosos de los puntos de prueba de dispositivos micro - nano "difíciles de localizar, tocar y transmitir señales" a través de la integración de maquinaria de precisión, observación óptica y tecnología de transmisión de señales, proporcionar datos objetivos y precisos de detección de rendimiento para la fabricación de semiconductores, investigación y desarrollo de chips, investigación de nanomateriales y otros campos, y es un equipo de soporte clave desde la investigación y el desarrollo de laboratorio hasta la producción industrial en masa. Las diferencias de principio entre los diferentes tipos de estaciones de sonda (como las estaciones de sonda eléctrica, las estaciones de sonda óptica y las estaciones de sonda de vacío) se reflejan principalmente en el tipo de sonda, el modo de transmisión de señal y la adaptabilidad del módulo de control ambiental, pero la lógica de "posicionamiento - contacto - transmisión" del núcleo es consistente.