Waar een metalen sonde naar het perfecte materiaal zoekt

Een metalen sonde gebruiken in elektronica en medisch onderzoek

Er zijn veel verschillende materialen om uit te kiezen wanneer u een metalen sonde ontwerpt. Als je onze blog volgt, weet je dat we al eerder hebben gesproken over het gebruik van wolfraamdraad voor sondes, van toepassingen voor medische apparatuur tot het testen van geïntegreerde schakelingen. Over de hele linie vereisen deze en andere precisietoepassingen dat een metalen sonde een zeer kleine diameter heeft - zelfs kleiner dan je zou denken - maar toch sterk genoeg om zijn vorm, rechtheid en richting te behouden. Bovendien vereist een gebruik zoals het testen van elektronica of medisch onderzoek een metalen sonde om aan andere specifieke en fundamentele behoeften te voldoen:

• Afgelegen zijn en een bepaalde afstand afleggen
• Contact maken om een ​​signaal - meestal elektrisch - door de metalen sondedraad te voeren

Voor deze toepassingen wordt een metalen sonde vaak gemaakt van een edelmetaal - meestal een op palladium gebaseerde legering - berylliumkoper of verschillende legeringen op nikkelbasis, evenals wolfraam of rheniumwolfraam. Deze materialen worden vaak gemaakt in gepatenteerde mengsels om te voldoen aan de behoeften van een specifieke metalen sondetoepassing.

De metalen sonde in de wereld van elektronica

Het testen van wafers is een cruciale stap in de fabricage van halfgeleiderapparaten voor elektronica. Gebruikt voor het testen van geïntegreerde circuitchips in een raster, zorgt het ervoor dat individuele geïntegreerde circuits worden getest op functionele defecten en dat eventuele circuits die falen kunnen worden geëlimineerd voordat verdere dure verwerking plaatsvindt. Contact met de geïntegreerde schakeling op de wafer wordt tot stand gebracht met een metalen sonde - meestal een reeks sondes die samen op een sondekaart zijn gerangschikt.

In de wereld van het testen van halfgeleiders zijn hoge prestaties vereist om de kwaliteitscontrole en de productie van grote volumes te handhaven. Daarom worden het materiaal en de vorm van de metalen sonde gekozen op basis van de techniek en kenmerken die het meest geschikt zijn voor de specifieke toepassing. Het ontwerp van de metalen sonde moet geleidbaarheid en stijfheid combineren om een ​​betrouwbaar elektrisch pad te vormen met een uitstekende krachtverdeling en compliantie.

De typen metalen sondes die doorgaans worden gebruikt bij het testen van halfgeleiders, zijn onder meer knikbalk (cobra), cantilever en pogo-pen en socket-sondes. Elke metalen sonde moet voldoen aan de specificaties voor afstand en steek, wat een bepaalde lengte en diameter vereist. Een op palladium gebaseerde legering die speciaal is ontwikkeld voor een hoge geleidbaarheid en een hoge hardheid kan bijvoorbeeld worden gebruikt voor toepassingen met een kleine spoed waarbij het stroomniveau hoog blijft maar de sondediameter klein is.

Er zijn ook verschillende configuraties van metalen sondes, zoals metalen bladprofielen die gewoonlijk worden gebruikt in machines voor het assembleren van sondekaarten. Metalen sondes kunnen worden gemonteerd met verschillende naaldstijlen en geometrieën op basis van de toepassing.

Naarmate elektronische apparaten en circuits kleiner en kleiner worden, moet het type metalen sonde dat wordt gebruikt voor het testen van halfgeleiders een steeds kleinere pitch en dus een kleinere diameter opleveren. Omdat het tasten van halfgeleiders geautomatiseerd is, is bovendien lengtetolerantie ook belangrijk, zodat elke metalen taster contact maakt met het te testen geïntegreerde circuitrooster. Daarom is bij het vervaardigen van een metalen sonde voor gebruik bij het testen van elektronica de herhaalbaarheid van de lengteafsnijding cruciaal.

De metalen sonde in de onderzoekswereld

Onderzoekstechnieken die gebruik maken van een metalen sonde hebben ons begrip van de hersenen en hoe netwerken van neuronen functioneren verbeterd. Een wolfraammetaalsonde kan in verschillende delen van de hersenen worden geïmplanteerd om activiteit op specifieke plaatsen vast te leggen en/of te stimuleren. Probing kan ook worden gebruikt voor de diagnose van aandoeningen, waaronder epilepsieaanvallen, migraine, de ziekte van Alzheimer en dementie. (Bron:NCBI)

Of het nu wordt gebruikt om de menselijke hersenen, zenuwen of ander weefsel te verkennen of te stimuleren, een metalen sonde die in medisch onderzoek wordt gebruikt, vereist een zeer dunne draad die perfect is ontworpen voor zijn toepassing. We hebben bijvoorbeeld vermeld dat een hoge herhaalbaarheid van een precieze lengte belangrijk is voor een metalen sonde die zal worden gebruikt bij het testen van halfgeleiders. Bij het vervaardigen van een metalen sonde voor gebruik bij diepe hersenstimulatie (DBS), is het echter verplicht dat de sondepunt absoluut geen bramen of ruwheid heeft. En het belangrijkste criterium is stijfheid, om ervoor te zorgen dat het doel precies wordt bereikt waar de chirurg of onderzoeker de metalen sondepunt wil afleveren.

Bovendien moet de metalen sonde voor medisch onderzoek een geldig signaal afgeven - en dit zonder de metalen sonde zelf te breken, om schade aan kwetsbaar weefsel te voorkomen. En natuurlijk moet bij het ontwerpen van een metalen sonde rekening worden gehouden met de oppervlaktechemie en biocompatibiliteit van de materialen die worden gebruikt voor de sondedraad en de blank. Zo wordt fijn platinadraad, dat bekend staat om zijn stabiele elektrische en omgevingseigenschappen, veel gebruikt als metalen sonde in sensoren, medische apparaten, elektroden en pinsondes. Verguld wolfraam, legeringen van nikkel, roestvrij staal en berylliumkoper worden ook gebruikt.

Ontwerp en fabriceer met toleranties in gedachten

We hebben nauwelijks het oppervlak onderzocht van alles wat er te weten valt over de metalen sonde. Wat we eenvoudig kunnen zeggen, is dat veel verschillende metalen kunnen worden gebruikt om een ​​metalen sonde te maken voor gebruik in toepassingen zoals het testen van halfgeleiders en medisch onderzoek. Naast de materiaalkeuze, zal zorgvuldige engineering van de sonde - met kleine toleranties, indien van toepassing, op kenmerken zoals diameter, lengte, sterkte en rechtheid - ervoor zorgen dat een sonde correct wordt gefabriceerd en de beste resultaten zal opleveren.

Wilt u meer weten over welke fabricagemethode geschikt is voor uw toepassing - en uw toleranties? Ontvang een gratis exemplaar van onze gids voor het vergelijken van precisie-snijmethoden.