探針臺是一種用于對半導體器件進行電性能測試的重要設備。其原理主要是通過將探針與被測元件的引腳接觸,然后測量電流、電壓或者阻抗來確定元件的性能和參數。以下是具體介紹:
低溫探針臺
樣品固定與定位:將待測的半導體器件(如晶圓、芯片等)固定在探針臺的卡盤上。卡盤安裝在可在X、Y、Z和Theta(θ)方向移動的載物臺上,通過載物臺的移動能精確定位待測物,使測試點處于顯微鏡視野中心,便于后續探針準確接觸。
探針定位與接觸:機械手安裝在平臺上,探針臂和尖端插入機械手中。用戶通過調整操縱器將探針尖端精確定位在器件內的正確位置,再通過降低壓板使探針與晶片接觸,建立電氣連接。對于有多個器件的晶圓,測試完一個器件后,升起壓板,移動載物臺到下一個器件,重復定位探針的過程。
光學輔助觀察:探針臺配備有顯微鏡等光學元件,用于放大觀察樣品與探針,幫助操作者精確對準測量點,確保探針準確接觸到待測器件的特定位置,提高測試的精度和重復性。
真空探針臺
電性能測試:接觸完成后,電性能測試儀器會給芯片施加一定的電壓、電流或頻率信號,然后利用示波器等儀器檢測芯片的輸出電信號,從而獲取芯片的電參數,如電阻、電容、電壓-電流特性等,以此分析芯片的性能。
數據采集與處理:內置傳感器實時記錄探針與樣品相互作用產生的信號,測試完成后,探針臺將測試數據傳輸給數據處理系統,以便進行進一步的分析和研究,判斷器件是否符合要求,為芯片的設計改進和生產質量控制提供依據。
此外,在流場測控領域中,探針臺通常由一個支撐結構和一個多孔探針組成。當探針被放置在流場中時,它會受到來自流體的各種作用力,通過測量探針所受的力、壓力、溫度等,來推導流場中的流速、壓力、溫度等參數。常用的方法包括熱線探針、冷線探針、熱膜探針和壓力探針等。
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