Пристальный взгляд на использование вольфрамовой проволоки для зондов

Преимущества вольфрамовых зондов для тестирования приложений

Зондирование — это широкая отрасль со многими типами приложений, но два из них оказались идеальными для вольфрамовой проволоки:

• Датчики пластин используется для тестирования полупроводниковых пластин
• Нейронные зонды для тестирования активности мозга

Какие свойства вольфрамовой проволоки делают ее отличным материалом для самых разных задач? Для заготовок зондов прямолинейность является ключевым свойством, и здесь механические свойства вольфрама придают ему замечательную жесткость даже при малых диаметрах.

Это четко суммирует преимущества вольфрамовой проволоки как для зондов для пластин, так и для нейронных тестов — приложения, которые кажутся почти нелогичными для вольфрама, поскольку он не является материалом с высокой проводимостью. Тем не менее, для этих приложений вольфрамовые зонды просто работают.

Консольные бесфланцевые зонды для тестирования интегральных схем

В процессе изготовления полупроводниковых приборов нет лучшего времени для тестирования интегральной схемы, чем когда она находится на монокристаллической кремниевой пластине. Это происходит до того, как отдельные цепи будут нарезаны, нарезаны кубиками и упакованы, а также до того, как будут понесены расходы, связанные со всеми этими действиями.

Производство полупроводников разделено на две отдельные стадии:начальную часть, где вольфрам играет различные роли, и заключительную часть.

Передний конец — это место, где буля разрезается на пластины, и эти пластины проходят через осаждение, фотолитографию, ионную имплантацию и другие процессы. Это дает массив интегральных схем, напечатанных на поверхности пластины.

На данный момент вольфрам уже облегчил вытягивание слитка и использовался для ионной имплантации пластины. Теперь вольфрам будет использоваться для определения того, какой из чипов дефектный, по завершении начального этапа изготовления пластины.

Тестирование каждого чипа, известное как пробное тестирование пластины. превратился в три различных метода. Первый, и до сих пор распространенный, известен как тестирование с помощью консольного зонда.

Здесь сложная конструкция проводов расходится от расположения четырех сторон чипа (отсюда и название «консоль» для необходимой геометрии) — крошечные контактные пятна на конце каждого провода для передачи сигнала. тест, известный как приземление.

Преимущества вольфрамовой проволоки для зондов для пластин

Несколько соображений неумолимо заставляли производителей использовать вольфрамовую проволоку в качестве «иглы» зонда:

• Жесткость, необходимая для точности позиционирования.
• Без пружинения, так что изгиб провода остается точно над чипом.
• Способность проволоки сохранять свои свойства при все меньшем диаметре по мере увеличения плотности стружки

Кроме того, поскольку проволока должна протирать оксидный слой при каждом касании, производители зондовых карт пришли к выводу, что им необходимо включить этап очистки зонда в свои автоматизированные системы. Прочность и способность проникать через оксидный слой для получения сигнала делают вольфрам идеальным для этого применения.

Улучшенное тестирование с рением-вольфрамом

Именно здесь, по причуде промышленной истории, рений-вольфрамовая проволока решила возникающую проблему с выходом результатов испытаний консольных зондов. Этот провод был впервые разработан в 1920-х годах, когда он продемонстрировал более высокую пластичность и оказался полезным благодаря своей устойчивости к механическим ударам в лампах накаливания для освещения в суровых условиях.

Действуя как игла зонда, вольфрам с его удлиненной зернистой структурой прокалывает оксидный слой, позволяя тестировать сигнал интегральной схемы. Однако вольфрамовый зонд «нагружается» тем же самым оксидом, и последовательность очистки для определенных применений зонда становится относительно менее эффективной.

Было обнаружено, что содержимое рения будет находиться между зернами вольфрама без какой-либо потери прочности. Таким образом, использование рениево-вольфрамовой проволоки дает следующие преимущества:

• Меньше убежищ для захвата оксида
• Меньше перекрестных сигналов
• Более эффективные и менее частые этапы очистки.

Устойчивость вольфрама для тестирования пластин

Со временем вольфрам уступил часть своего господства другим материалам. Поскольку проводимость имеет первостепенное значение при поиске мельчайшего электрического сигнала, решения для покрытия и легирования с использованием более мягких металлов, таких как медь, золото и палладий, использовались, когда точность позиционирования была возможна для определенных геометрий.

Были разработаны методы, известные как зондирование коброй и зондирование с микропружиной, которые могли лучше справляться с экспоненциальным ростом плотности стружки и, как следствие, с малым шагом. Эти конкурирующие системы зондирования пластин более дорогие, но они могут выполнить необходимый заключительный этап на многих из самых сложных микросхем, требующих самых плотных шагов.

Тем не менее, зондирование кантилеверных пластин по-прежнему остается устойчивой и широко используемой технологией для интегральных схем, питающих ряд интеллектуальных устройств, с шагом, который выигрывает от уникальных свойств вольфрамовой проволоки.

Преимущества вольфрамовой проволоки для нейронных тестов

В другом месте мы говорим о некоторых свойствах, которые делают вольфрамовую проволоку ценной для медицинских устройств, где используется электрический ток и важна точность.

Например, высокая плотность вольфрамовой проволоки делает ее очень рентгеноконтрастной, что позволяет использовать ее в таких областях, как рентгеноскопия. Кроме того, высокая прочность на растяжение вольфрамовой проволоки делает ее экономичной альтернативой специальным металлам для управляемых проволочных направителей при минимально инвазивных медицинских процедурах.

По мере того, как расширялась способность проникать глубже в человеческое тело, возрастала и способность проникать глубже в человеческий мозг — и именно здесь найдено еще одно важное применение вольфрамовой проволоки:зонды для тестирования нервной активности.

Для того, чтобы найти причинно-следственные области для заболеваний, способность нацеливаться на очень конкретную область мозга имеет решающее значение. Частично успех вольфрамовой проволоки в нейронных зондах связан со способностью проникать в точные точки в ткани мозга, не вызывая сопутствующих повреждений.

Неврологическое зондирование — это разнообразная область исследований и клинического применения, охватывающая глубокую стимуляцию мозга (DBS), обезболивание и множество других применений. Но все они полагаются на точность позиционирования, и вольфрамовая проволока играет свою роль, помогая ученым и врачам в достижении результатов лечения и экспериментальных достижений.

Во многом это связано с тем, что зонды из вольфрамовой проволоки можно сделать очень тонкими, сохраняя при этом их прямолинейность и форму — характеристики, которые жизненно важны для точности направления.

Нейронные датчики для стимуляции

То же самое относится к использованию DBS-терапии при таких состояниях, как болезнь Паркинсона, и стимуляции периферических нервов (PNS) для облегчения как хронической, так и острой боли. Несмотря на то, что вольфрамовая проволока не является материалом с высокой проводимостью, она ценна для целей терапии стимуляции мозга и нервов в дополнение к нейронному зондированию.

Для этих и подобных применений вольфрамовая проволока обладает характеристиками, которые жизненно важны для точности направления — гораздо больше, чем любой другой металл. Там, где диаметр проволоки должен быть невероятно маленьким и узким, вольфрамовая проволока также сохраняет свою прямолинейность и форму даже при очень маленьком диаметре и большой длине.

Что дальше с вольфрамовой проволокой?

Со всеми его интересными свойствами неудивительно, что вольфрамовая проволока используется во все большем количестве приложений как в электронике, так и в медицине, а также в промышленности.

Опытные поставщики вольфрамовой проволоки, такие как Metal Cutting Corporation, которая занимается производством специальных вольфрамовых изделий с 1967 года и является эксклюзивным дистрибьютором Nippon Tungsten Co., Ltd. в Северной Америке, могут помочь вам решить, подходит ли вольфрамовая проволока для ваших нужд. приложение.

Чтобы узнать больше о вольфрамовой проволоке и ее возможностях в датчиках и других продуктах, загрузите наше бесплатное руководство по свойствам и применению вольфрамовой проволоки.