武漢探針臺工作原理由運(yùn)動系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、光學(xué)定位系統(tǒng)、信號接口系統(tǒng)四大模塊構(gòu)成，各模塊協(xié)同完成測試任務(wù)。
首先，探針臺由一個固定的平臺和一組可移動的探針組成。這些探針通常由金屬制成，具有極小的頂端，以便能夠精確地與被測物體的特定區(qū)域接觸。探針臺還配備有微動裝置，用于精細(xì)調(diào)整探針的位置和角度，確保與被測物體的準(zhǔn)確接觸。
在操作過程中，待測器件首先被固定在探針臺的平臺上。這個平臺具備精細(xì)的XYZ軸移動能力，以便在需要時能夠精確調(diào)整器件的位置。接下來，通過控制系統(tǒng)，探針針頭的位置被精確調(diào)整，使其能夠與待測器件的特定電極或區(qū)域接觸。
一旦探針與待測器件接觸，根據(jù)具體的測試需求，電性能測試儀器會進(jìn)行一系列的電性能測試。這些測試可能包括測量電壓、電流、阻抗等參數(shù)，以及分析電壓-電流特性、電容-電壓特性等。這些測試有助于了解待測器件的電子性質(zhì)、性能參數(shù)以及可能存在的缺陷。
在測試過程中，探針臺還會實(shí)時采集和記錄與探針接觸產(chǎn)生的各種信號。這些信號可能包括力的大小、位移、電信號等，它們提供了關(guān)于待測器件表面形貌、結(jié)構(gòu)以及性能的重要信息。這些信號經(jīng)過內(nèi)置的傳感器和探測器采集后，會進(jìn)一步經(jīng)過放大、濾波、數(shù)字化等處理，以便后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和處理。
經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)會通過計(jì)算機(jī)軟件或其他數(shù)據(jù)處理設(shè)備進(jìn)行詳細(xì)分析。這些分析可能包括圖像重建、性能參數(shù)提取等，以生成高分辨率的表面形貌圖像、力學(xué)性能參數(shù)報告等結(jié)果。這些結(jié)果對于評估待測器件的質(zhì)量、性能以及后續(xù)的應(yīng)用具有重要意義。
總的來說，探針臺通過精確控制探針的運(yùn)動、實(shí)時采集信號以及詳細(xì)處理和分析數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對材料或器件的電子性質(zhì)和性能參數(shù)的準(zhǔn)確測量。這使得探針臺在半導(dǎo)體行業(yè)、材料科學(xué)以及其他相關(guān)領(lǐng)域的研究和生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。
武漢探針臺工作原理工作步驟詳解（以半導(dǎo)體晶圓測試為例）
樣品裝載與對準(zhǔn)
晶圓通過真空吸附固定于卡盤，顯微鏡拍攝焊盤圖像，軟件識別特征點(diǎn)（如十字標(biāo)記）并計(jì)算探針運(yùn)動路徑。
示例：對12英寸晶圓上的1000個芯片進(jìn)行測試時，系統(tǒng)需在30分鐘內(nèi)完成所有焊盤定位，誤差≤2μm。
探針接觸與壓力控制
探針臂以0.1~1N壓力垂直下壓至焊盤，壓力傳感器實(shí)時監(jiān)測并反饋至控制器，避免壓壞樣品。
類比：探針接觸過程類似用筆尖輕觸紙張，需控制力度防止劃破。
電學(xué)性能測試
測試儀器（如Keysight B2900系列源表）通過探針施加電壓/電流，測量響應(yīng)信號（如IV曲線、擊穿電壓）。
案例：測試MOSFET的閾值電壓時，源表在0~5V范圍內(nèi)掃描柵極電壓，記錄漏極電流突變點(diǎn)。
多探針協(xié)同與高頻測試
射頻探針臺采用GSG（地-信號-地）三探針布局，通過去嵌入算法消除寄生參數(shù)，實(shí)現(xiàn)110GHz高頻測試。
技術(shù)挑戰(zhàn)：需保證探針間距誤差≤5μm，且探針與焊盤接觸電阻<0.1Ω。
