探针夹具是连接探针与测试系统的关键机械装置,直接影响半导体测试的精度与可靠性。
一、核心定义与功能
探针夹具是固定在探针座(针座)上的机械组件,用于固定探针并引出信号至测试仪器。其核心功能包括:
机械固定:通过螺旋、弹簧或管状结构稳定夹持探针,避免测试过程中的偏移或脱落。
信号传输:适配不同线缆(同轴、三轴等),降低寄生参数对高频/微弱信号的影响。
运动协同:随探针座的X-Y-Z旋钮调节,实现探针的三维微调,适配芯片测试点布局。
二、技术分类与结构
根据固定方式与信号传输特性,探针夹具可分为以下类型:
类型 结构特点 适用场景
螺旋型 通过旋转旋钮固定探针(针孔内45°倾斜),支持后端连接普通/同轴/三轴线缆。 成本低、操作简单,适用于中低精度测试(如LED/LCD模块的mA级电流测试)。
弹簧型 利用弹簧弹力固定探针,推紧弹簧后插入探针,松开即自动锁紧。 操作便捷,适用于高频/高精度测试(如射频芯片的GHz级信号传输)。
管状型 内铜管固定探针,外铜管屏蔽电磁干扰,内外铜管间为绝缘层。 抗干扰能力强,适用于噪声敏感场景(如量子芯片的微弱信号检测)。
同轴型 后端连接BNC接口同轴线缆,测试精度优于10pA(使用标准屏蔽箱)。 适用于中低频、中等精度测试(如功率器件的μA级漏电流测试)。
三轴型 后端连接三轴接口线缆,测试精度优于100fA(使用标准屏蔽箱)。 适用于高频、高精度测试(如5G PA的nA级噪声测试)。
三、关键技术参数
探针夹具的性能需结合以下参数综合评估:
固定精度:探针偏移量需控制在±1μm以内,避免接触不良或损伤芯片。
信号带宽:高频测试需支持GHz级带宽(如三轴夹具可达67GHz),降低信号衰减。
寄生参数:寄生电容需<1pF,寄生电感需<1nH,以减少对高频信号的干扰。
屏蔽效能:管状夹具的屏蔽效能需>80dB,抑制外部电磁干扰。
耐环境性:支持-60℃~300℃高低温、10kV高压等极端条件,适配汽车电子、功率半导体测试。
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