探針臺(Probe Station) 是把微米 / 納米級的芯片電極用極細(xì)探針精準(zhǔn)扎到、再接到外部測試儀器的精密平臺,相當(dāng)于微觀世界的 “萬用表夾具”+“顯微鏡操作臺”,不破壞芯片就能測電性能。
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探針臺
簡單結(jié)構(gòu)(一眼看懂)
- 卡盤(樣品臺):放晶圓 / 芯片,可 X/Y/Z 移動(dòng)、旋轉(zhuǎn),真空吸附固定。
- 探針座 / 探針:極細(xì)鎢針 / 鍍金針(針尖≈1μm),三維微調(diào),扎芯片 PAD(電極點(diǎn))。
- 顯微鏡:高清放大,看探針是否扎準(zhǔn)。
- 屏蔽 / 防震:防外界干擾,測微弱電流 / 高阻必備。
- 溫控 / 真空腔(可選):-196℃(液氮)~400℃高溫、高真空環(huán)境測試。
常見類型
- 手動(dòng)探針臺:研發(fā) / 小批量,人工調(diào)針,性價(jià)比高(如森東寶 CH-12)。
- 半自動(dòng) / 全自動(dòng):量產(chǎn)晶圓測試(CP 測試),自動(dòng)走位、扎針、數(shù)據(jù)采集。
- 高低溫真空探針臺:寬溫區(qū)(77K-473K)、高真空,適合特殊環(huán)境測試(如森東寶 CGO-4-N)。
- RF / 高頻探針臺:測射頻芯片、高速器件。
二、探針臺可以測試什么(核心用途)
1)半導(dǎo)體芯片 / 晶圓(最常用)
- IV 特性(電流 - 電壓):二極管、三極管、MOSFET、IGBT、SiC/GaN 功率器件的導(dǎo)通 / 截止、擊穿電壓、漏電、飽和電流。
- CV 特性(電容 - 電壓):MOS 電容、柵氧厚度、摻雜濃度、PN 結(jié)電容。
- 霍爾效應(yīng):載流子濃度、遷移率、電阻率、導(dǎo)電類型(N/P 型)。
- RF / 高頻參數(shù):S 參數(shù)、阻抗、噪聲、頻率響應(yīng)(射頻芯片、5G/6G 器件)。
- 晶圓良率篩選(CP 測試):切割前測整片晶圓,挑出壞片,節(jié)省封裝成本。
2)光電器件(光電半導(dǎo)體)
- LED:正向電壓、亮度、波長、色溫、光效。
- PD/APD(光電探測器):響應(yīng)度、暗電流、噪聲、帶寬。
- 激光器(LD):閾值電流、輸出功率、光譜、模式。
- 太陽能電池:光電轉(zhuǎn)換效率、開路電壓、短路電流、填充因子。
3)材料科學(xué)(微納 / 二維材料)
- 電阻 / 電阻率:薄膜、納米線、石墨烯、MXene、超導(dǎo)材料。
- 微區(qū)電學(xué):點(diǎn)測、線掃描、面分布,找缺陷、不均勻性。
- 低溫 / 磁場下特性:量子點(diǎn)、納米器件、二維材料的量子效應(yīng)、磁阻。
4)MEMS / 傳感器
- 壓力 / 加速度 / 陀螺儀:靈敏度、線性度、遲滯、噪聲。
- 壓電 / 壓阻材料:機(jī)電耦合系數(shù)、阻抗、疲勞特性。
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