Mengapa Kawat Tungsten adalah Pilihan Unggul untuk Sonda Wafer dan Saraf

Manfaat Sonda Tungsten untuk Aplikasi Pengujian

Probing adalah industri luas dengan banyak jenis aplikasi, tetapi dua yang telah terbukti ideal untuk kawat tungsten adalah:

• Wafer probes yang digunakan untuk pengujian wafer semikonduktor
• Neural probes untuk pengujian aktivitas di otak

Properti kawat tungsten apa yang menjadikannya material yang bagus untuk aplikasi probing yang sangat berbeda ini? Untuk tujuan blank sonda, ketegarisan adalah properti kunci — dan di sini, properti mekanik tungsten memberikan kekakuan yang luar biasa, bahkan pada diameter kecil.

Itu secara rapi merangkum manfaat kawat tungsten untuk wafer probes dan sonda pengujian saraf — aplikasi yang tampaknya tidak intuitif untuk tungsten karena bukan material yang sangat konduktif. Namun, untuk aplikasi ini, sonda tungsten hanya bekerja.

Cantilever Wafer Probes untuk Pengujian Sirkuit Terpadu

Dalam proses pembuatan perangkat semikonduktor, tidak ada waktu yang lebih baik untuk menguji sirkuit terpadu daripada ketika ada pada wafer silikon monokristal. Ini sebelum sirkuit individual dipotong, dipisah, dan dikemas — dan sebelum biaya terkait dengan semua aktivitas tersebut ditanggung.

Pembuatan semikonduktor dibagi menjadi dua tahap yang berbeda: front end, di mana tungsten memainkan berbagai peran, dan back end.

Front end adalah tempat boule dipotong menjadi wafer dan wafer tersebut melalui proses deposition, photolithography, ion implantation, dan proses lain. Ini menghasilkan array sirkuit terpadu yang dicetak pada permukaan wafer.

Pada titik ini, tungsten telah memfasilitasi penarikan ingot dan telah digunakan untuk ion plantation wafer. Sekarang tungsten akan digunakan untuk menentukan chip mana yang cacat, pada akhir front end dari pembuatan wafer.

Pengujian setiap chip, yang dikenal sebagai wafer probe test, telah berevolusi menjadi tiga metode yang berbeda. Yang pertama, dan masih umum, dikenal sebagai cantilever probe testing.

Di sini, konstruksi kompleks kawat meradiasi dari, dan di atas, posisi empat sisi chip (dahulu nama “cantilever” untuk geometri yang diperlukan) — menyajikan patch kontak kecil di akhir setiap kawat untuk melakukan sinyal tes yang dikenal sebagai touchdown.

Keuntungan Kawat Tungsten untuk Wafer Probes

Beberapa pertimbangan membawa produsen secara tidak terelakkan untuk menggunakan kawat tungsten sebagai pilihan “jarum” sonda:

• Kekakuan yang diperlukan untuk akurasi posisi
• Tidak ada springback, sehingga lengkungan kawat tetap tepat di atas chip
• Kemampuan kawat untuk mempertahankan propertinya pada diameter yang semakin kecil seiring bertambahnya kepadatan chip

Selain itu, karena kawat perlu menggosok lapisan oksida dengan setiap touchdown, produsen kartu sonda menyadari bahwa mereka perlu menyertakan langkah pembersihan sonda dalam sistem otomatis mereka. Ketahanan dan kemampuan untuk menembus lapisan oksida untuk mendapatkan sinyal menjadikan tungsten ideal untuk aplikasi ini.

Pengujian yang Ditingkatkan dengan Rhenium Tungsten

Di sinilah, dalam keragaan sejarah industri, kawat rhenium tungsten memecahkan masalah muncul dalam hasil yield cantilever probe testing. Kawat ini pertama kali dikembangkan pada tahun 1920-an, ketika menunjukkan duktilitas yang lebih tinggi dan terbukti berguna untuk resistensi benturan mekaniknya dalam filamen lampu untuk kebutuhan pencahayaan di lingkungan keras.

Bertindak sebagai jarum sonda, tungsten — dengan struktur butir yang panjang — menembus lapisan oksida untuk memungkinkan tes sinyal sirkuit terpadu. Namun, sonda tungsten menjadi “termuat” dengan oksida yang sama itu, dan urutan pembersihan untuk beberapa aplikasi probing menjadi relatif kurang efisien.

Ditemukan bahwa konten rhenium akan berada di antara butir tungsten tanpa kehilangan daya tahan. Oleh karena itu, penggunaan kawat rhenium tungsten menawarkan manfaat termasuk:

• Kurang tempat berlindung untuk oksida menjadi terjebak
• Kurang sinyal silang
• Langkah pembersihan yang lebih efektif dan kurang sering

Ketahanan Tungsten untuk Pengujian Wafer

Seiring waktu, tungsten menyerahkan sebagian dominansinya kepada material lain. Karena konduktivitas adalah yang terpenting saat mencari sinyal listrik yang kecil, plating dan solusi alloying yang melibatkan logam yang lebih lunak seperti tembaga, emas, dan paladium telah digunakan ketika akurasi posisi mungkin untuk geometri tertentu.

Metode yang dikenal sebagai cobra probing dan micro spring probing dikembangkan yang dapat menangani pertumbuhan eksponensial kepadatan chip dan pitch yang resulting. Sistem wafer probe yang bersaing ini lebih mahal, namun mereka dapat menyelesaikan tahap front end akhir yang diperlukan pada banyak chip yang paling kompleks yang membutuhkan padatan yang paling rapat.

Namun, cantilever wafer probing terus menjadi teknologi yang abadi dan banyak digunakan untuk sirkuit terpadu yang mendorong berbagai perangkat pintar dengan pitch yang mendapat manfaat dari properti unik kawat tungsten.

Manfaat Kawat Tungsten untuk Neural Test Probes

Kami membicarakan di tempat lain tentang beberapa properti yang membuat kawat tungsten berharga dalam aplikasi alat medis di mana arus listrik digunakan dan presisi adalah kunci.

Misalnya, kepadatan tinggi kawat tungsten menjadikannya sangat radiopas, memungkinkannya unggul dalam aplikasi seperti fluoroskopi. Selain itu, kekuatan tarik tinggi kawat tungsten menjadikannya alternatif hemat biaya terhadap logam spesial untuk kawat pengantar dapat dikontrol dalam prosedur medis minim invasif.

Saat kemampuan untuk pergi lebih dalam ke dalam tubuh manusia telah meningkat, demikian pula kemampuan untuk pergi lebih dalam ke dalam otak manusia — dan itulah tempat aplikasi penting lain untuk kawat tungsten ditemukan: sonda untuk menguji aktivitas neural.

Untuk tujuan probing untuk menemukan area penyebab kondisi medis, kemampuan untuk menargetkan area yang sangat spesifik dari otak sangat penting. Sebagian dari keberhasilan kawat tungsten dalam sonda neural adalah karena kemampuan untuk pergi ke titik yang tepat di dalam jaringan otak tanpa menyebabkan kerusakan sampingan.

Probing neurologi adalah bidang penelitian dan aplikasi klinis yang beragam, mencakup deep brain stimulation (DBS), manajemen nyeri, dan banyak aplikasi lainnya. Namun, semuanya bergantung pada akurasi posisi, dan kawat tungsten memainkan perannya untuk membantu ilmuwan dan dokter mencapai hasil perawatan dan temuan eksperimental.

Ini sangat merupakan fungsi dari fakta bahwa sonda kawat tungsten dapat dibuat sangat tipis sambil mempertahankan ketegarisan dan bentuknya — karakteristik yang vital untuk akurasi arah.

Sonda Neural untuk Aplikasi Stimulasi

Hal yang sama berlaku untuk penggunaan pengobatan DBS untuk kondisi seperti Parkinson’s disease dan peripheral nerve stimulation (PNS) untuk pengobatan nyeri kronis dan akut. Meski bukan material yang sangat konduktif, kawat tungsten berharga untuk tujuan terapi stimulasi otak dan saraf selain probing neural.

Untuk aplikasi ini dan sejenisnya, kawat tungsten memiliki karakteristik yang vital untuk akurasi arah — jauh lebih dari logam lainnya. Di mana diameter kawat harus sangat kecil dan sempit, kawat tungsten juga mempertahankan ketegarisan dan bentuknya bahkan pada diameter yang sangat kecil dan panjang yang panjang.

Apa selanjutnya untuk kawat tungsten?

Dengan semua properti menariknya, tidak heran jika kawat tungsten digunakan dalam berbagai aplikasi yang berkembang di kedua bidang elektronika dan kedokteran, serta di industri umum.

Penyedia yang berpengalaman dari kawat tungsten — seperti Metal Cutting Corporation, yang berbisnis dalam produk tungsten khusus sejak 1967 dan adalah distributor eksklusif Amerika Utara untuk Nippon Tungsten Co., Ltd. — dapat membantu Anda memutuskan apakah kawat tungsten tepat untuk aplikasi Anda.

Untuk mempelajari lebih lanjut tentang kawat tungsten dan kelayakannya dalam sonda dan produk lainnya, unduh panduan gratis kami tentang properti dan aplikasi kawat tungsten.