一种微纳米级别材料弹性模量检测设备、检测方法和检测系统技术方案

本说明书实施例提供一种微纳米级别材料弹性模量检测设备、检测方法和检测系统，检测设备通过叠加原理对微纳米级别材料弹性模量进行检测，检测设备包括：夹持机构，夹持机构用于对微纳米级别材料进行夹持；传感器机构，传感器机构上安装有用于对微纳米级别材料末端施加力的施力针头，传感器机构对施力针头的位移量和受到的力进行测量；驱动机构，驱动机构用于驱动传感器机构移动。通过叠加原理对微纳米级别材料弹性模量进行检测，对材料弹性模量的检测较为方便，能够保证对材料弹性模量的检测精度。测精度。测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种微纳米级别材料弹性模量检测设备、检测方法和检测系统


[0001]本说明书涉及材料弹性模量检测
，具体涉及一种微纳米级别材料弹性模量检测设备、检测方法和检测系统。

技术介绍

[0002]半导体晶圆测试作为半导体制造工业中很重要的一个环节，其不仅可以检查晶圆厂的制造缺陷和良品率，还能避免后续封装浪费。晶圆测试中所用的探针是测试机与晶圆上被测芯片之间进行通信的重要功能部件，对探针的力学性能测试非常重要。
[0003]探针的力学性能特别是弹性模量是探针使用过程中一个非常重要的指标，在测试过程为了获得更好的导电性，探针需通过弯曲变形得到一定大小的力来刺破焊垫(PAD)的表面的氧化膜，同时不能出现太大的变形量；弹性模量是衡量探针在外力作用下变形能力和产生不同变形力的一个参数。由于芯片的功能不同，芯片的焊垫(PAD)的类型也不同，不同类型焊垫的氧化膜强度各有差异，这就对探针的弹性模量提出了差异化要求。
[0004]传统的材料的弹性模量检测主要依靠电子万能材料试验机，其参考标准为国标GB/T 228.1，但是由于探针尺寸太小，截面只有30
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50um，传统的万能试验机无法夹住如此小的样品，就没办法直接测出弹性模量，各大材料厂商给出的拉力测试方案中材料的厚度通常大于1mm。业界常用探针的原料也就是板材来代替探针进行测量，这种方法会带来如下问题：1. 忽略探针热加工过程中导致材料的改性，测出的弹性模量和实际探针有30%以上的误差；2. 由于材料太薄测量时无法使用引伸计夹持，无法测出样品精确的变形量，同样存在很大误差。

技术实现思路

[0005]为了解决
技术介绍
中的问题，本说明书实施例提供一种微纳米级别材料弹性模量检测设备、检测方法和检测系统，通过叠加原理对微纳米级别材料弹性模量进行检测，对材料弹性模量的检测较为方便，能够保证对材料弹性模量的检测精度。
[0006]本说明书实施例提供以下技术方案：一种微纳米级别材料弹性模量检测设备，所述检测设备通过叠加原理对所述微纳米级别材料弹性模量进行检测，所述检测设备包括：夹持机构，所述夹持机构用于对所述微纳米级别材料进行夹持；传感器机构，所述传感器机构上安装有用于对所述微纳米级别材料末端施加力的施力针头，所述传感器机构对施力针头的位移量和受到的力进行测量；驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述传感器机构移动。
[0007]优选的，所述叠加原理计算公式为：
式中，E为弹性模量，F为材料末端受到的压力，L为材料的长度，δ为材料的挠度，b为材料的宽度，t为材料的厚度。
[0008]优选的，所述驱动机构包括步进电机和电动丝杆，所述电动丝杆与所述步进电机的输出端相连接，所述传感器机构安装于所述电动丝杆上，所述电动丝杆将所述步进电机输出的角位移转换为线位移，使得所述传感器机构沿着所述电动丝杆直线运动。
[0009]优选的，所述传感器机构包括位移传感器和力传感器，所述位移传感器对所述施力针头的位移量进行测量，所述力传感器对所述施力针头受到的力进行测量。
[0010]优选的，所述检测设备还包括支架，所述驱动机构安装于所述支架上。
[0011]优选的，所述夹持机构包括两组垫块，所述微纳米级别材料的夹持面置于两组所述垫块之间，两组所述垫块之间通过沉头螺栓相连接。
[0012]优选的，所述检测设备还包括：支撑平台，所述夹持机构安装于所述支撑平台顶部。
[0013]优选的，所述传感器机构与外部PC终端之间无线连接。
[0014]一种微纳米级别材料弹性模量检测方法，基于如上述任意一项所述的检测设备对微纳米级别材料进行弹性模量检测，所述检测方法包括：对微纳米级别材料的尺寸进行三维测量，将测量数据传输到外部PC终端；通过夹持机构对微纳米级别材料进行夹持固定，微纳米级别材料末端与施力针头底端相接触；通过驱动机构带动传感器机构向下运动，施力针头随着传感器机构向下运动，施力针头压迫微纳米级别材料的末端产生向下的变形量；传感器机构对施力针头向下的位移量和受到的力进行测量；传感器机构将测量得到的数据传输给外部PC终端；外部PC终端利用工程力学中叠加原理通过微纳米级别材料的受力和变形量计算出弹性模量。
[0015]一种微纳米级别材料弹性模量检测系统，包括光学显微镜和如上述任意一项所述的检测设备，所述光学显微镜对所述微纳米级别材料的尺寸进行三维测量，同时将测量数据传输到外部PC终端。
[0016]与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：本专利技术通过夹持机构对微纳米级别材料进行夹持，通过驱动机构带动传感器机构和施力针头运动，通过施力针头对微纳米级别材料的末端施加压力，通过传感器机构对施力针头的位移量和受到的力进行测量，根据所测得的数据采用叠加原理对微纳米级别材料的弹性模量进行计算，可实现对微纳米级别材料的弹性模量的检测。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0018]图1是本专利技术提供的一种微纳米级别材料弹性模量检测设备的结构示意图；
图2是本专利技术提供的一种微纳米级别材料弹性模量检测设备的待测的微纳米级别材料和夹持机构的结构示意图；图3是本专利技术提供的一种微纳米级别材料弹性模量检测设备的测试原理示意图；图4是本专利技术提供的一种铍铜材料弹性模量测试结果示意图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。
[0020]以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0021]要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本申请，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目和方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。
[0022]还需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微纳米级别材料弹性模量检测设备，其特征在于，所述检测设备通过叠加原理对所述微纳米级别材料弹性模量进行检测，所述检测设备包括：夹持机构，所述夹持机构用于对所述微纳米级别材料进行夹持；传感器机构，所述传感器机构上安装有用于对所述微纳米级别材料末端施加力的施力针头，所述传感器机构对施力针头的位移量和受到的力进行测量；驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述传感器机构移动；所述微纳米级别材料包括夹持面和悬梁臂，所述悬梁臂包括探针。2.根据权利要求1所述的微纳米级别材料弹性模量检测设备，其特征在于，所述叠加原理计算公式为：式中，E为弹性模量，F为材料末端受到的压力，L为材料的长度，δ为材料的挠度，b为材料的宽度，t为材料的厚度。3.根据权利要求1所述的微纳米级别材料弹性模量检测设备，其特征在于，所述驱动机构包括步进电机和电动丝杆，所述电动丝杆与所述步进电机的输出端相连接，所述传感器机构安装于所述电动丝杆上，所述电动丝杆将所述步进电机输出的角位移转换为线位移，使得所述传感器机构沿着所述电动丝杆直线运动。4.根据权利要求1所述的微纳米级别材料弹性模量检测设备，其特征在于，所述传感器机构包括位移传感器和力传感器，所述位移传感器对所述施力针头的位移量进行测量，所述力传感器对所述施力针头受到的力进行测量。5.根据权利要求1所述的微纳米级别材料弹性模量检测设备，其特征在于，所述检测设备还包括支架，所述驱动机构安装于所述支架上。6.根据权利要求1所述的微纳米级别...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶克文，韩洋洋，罗雄科，
申请(专利权)人：上海泽丰半导体测试有限公司，
类型：发明
国别省市：