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Wo eine Metallsonde nach dem perfekten Material sucht

Verwendung einer Metallsonde in der Elektronik und medizinischen Forschung

Beim Entwerfen einer Metallsonde stehen viele verschiedene Materialien zur Auswahl. Wenn Sie unserem Blog folgen, wissen Sie, dass wir bereits über die Verwendung von Wolframdraht für Sonden gesprochen haben, von medizinischen Geräteanwendungen bis hin zum Testen integrierter Schaltkreise. Generell erfordern diese und andere Präzisionsanwendungen, dass eine Metallsonde einen sehr kleinen Durchmesser hat – sogar kleiner, als Sie vielleicht für möglich halten – und dennoch stark genug ist, um ihre Form, Geradheit und Richtung beizubehalten. Darüber hinaus erfordert eine Verwendung wie Elektroniktests oder medizinische Forschung eine Metallsonde, um andere spezifische und grundlegende Anforderungen zu erfüllen:

Für diese Anwendungen wird eine Metallsonde häufig aus einem Edelmetall – typischerweise einer Legierung auf Palladiumbasis – Beryllium-Kupfer oder verschiedenen Legierungen auf Nickelbasis sowie Wolfram oder Rhenium-Wolfram hergestellt. Diese Materialien werden oft in proprietären Mischungen hergestellt, um die Anforderungen einer bestimmten Metallsondenanwendung zu erfüllen.

Die Metallsonde in der Welt der Elektronik

Das Testen von Wafern ist ein kritischer Schritt bei der Herstellung von Halbleitergeräten für die Elektronik. Es wird zum Testen integrierter Schaltungschips in einem Raster verwendet und stellt sicher, dass einzelne integrierte Schaltungen auf Funktionsfehler getestet werden und dass alle Schaltungen, die ausfallen, vor einer weiteren teuren Verarbeitung eliminiert werden können. Der Kontakt mit der integrierten Schaltung auf dem Wafer wird mit einer Metallsonde hergestellt – meistens ein Satz von Sonden, die zusammen auf einer Sondenkarte angeordnet sind.

In der Welt der Halbleitertests ist eine hohe Leistung erforderlich, um die Qualitätskontrolle und die Massenproduktion aufrechtzuerhalten. Daher werden das Material und die Form der Metallsonde basierend auf der Technik und den Eigenschaften ausgewählt, die für die jeweilige Anwendung am besten geeignet sind. Das Design der Metallsonde muss Leitfähigkeit und Steifigkeit kombinieren, um einen zuverlässigen elektrischen Pfad mit ausgezeichneter Kraftverteilung und Nachgiebigkeit zu bilden.

Die Arten von Metallsonden, die typischerweise beim Testen von Halbleitern verwendet werden, umfassen Knickstab- (Cobra-), Cantilever- und Pogo-Stift- und Sockelsonden. Jede Metallsonde muss die Spezifikationen für Abstand und Abstand erfüllen, was eine bestimmte Länge und einen bestimmten Durchmesser erfordert. Beispielsweise kann eine Legierung auf Palladiumbasis, die speziell für hohe Leitfähigkeit und hohe Härte entwickelt wurde, für Anwendungen mit engem Abstand verwendet werden, bei denen der Strompegel hoch bleibt, aber der Sondendurchmesser klein ist.

Es gibt auch eine Vielzahl von Metallsondenkonfigurationen, wie z. B. Metallklingenprofile, die üblicherweise in Sondenkarten-Montagemaschinen verwendet werden. Metallklingensonden können je nach Anwendung mit unterschiedlichen Nadelarten und -geometrien montiert werden.

Da elektronische Geräte und Schaltungen immer kleiner werden, muss jede Art von Metallsonde, die zum Testen von Halbleitern verwendet wird, einen immer kleineren Abstand und daher einen kleineren Durchmesser liefern. Da die Halbleitersondierung automatisiert ist, ist außerdem die Längentoleranz wichtig – sie trägt dazu bei sicherzustellen, dass jede Metallsonde Kontakt mit dem zu testenden integrierten Schaltungsgitter hat. Daher ist bei der Herstellung einer Metallsonde für den Einsatz in der Elektronikprüfung die Wiederholbarkeit des Längenschnitts von entscheidender Bedeutung.

Die Metallsonde in der Welt der Forschung

Forschungstechniken, die eine Metallsonde verwenden, haben unser Verständnis des Gehirns und der Funktionsweise von Neuronennetzwerken erweitert. Eine Wolframmetallsonde kann in verschiedene Bereiche des Gehirns implantiert werden, um die Aktivität an bestimmten Stellen aufzuzeichnen und/oder zu stimulieren. Die Sondierung kann auch zur Diagnose von Erkrankungen wie Krampfanfällen, Epilepsie, Migräne, Alzheimer und Demenz eingesetzt werden. (Quelle:NCBI)

Ob zur Erforschung oder Stimulation des menschlichen Gehirns, von Nerven oder anderem Gewebe, eine Metallsonde, die in der medizinischen Forschung verwendet wird, erfordert einen sehr dünnen Draht, der perfekt für seine Anwendung entwickelt wurde. Zum Beispiel haben wir erwähnt, dass eine hohe Wiederholbarkeit einer präzisen Länge für eine Metallsonde wichtig ist, die beim Halbleitertesten verwendet wird. Bei der Herstellung einer Metallsonde zur Verwendung in der tiefen Hirnstimulation (DBS) ist es jedoch zwingend erforderlich, dass die Sondenspitze absolut keine Grate oder Rauhigkeiten aufweist. Und das wichtigste Kriterium ist die Steifheit, um sicherzustellen, dass das Ziel genau dort erreicht wird, wo der Chirurg oder Forscher die Metallsondenspitze abgeben möchte.

Darüber hinaus muss die Metallsonde für die medizinische Forschung ein gültiges Signal liefern – und dies ohne Bruch der Metallsonde selbst, um Schäden an zerbrechlichem Gewebe zu vermeiden. Und natürlich müssen bei der Konstruktion einer Metallsonde die Oberflächenchemie und Biokompatibilität der für den Sondendraht und den Rohling verwendeten Materialien berücksichtigt werden. Beispielsweise wird feiner Platindraht, der für seine stabilen elektrischen und Umwelteigenschaften bekannt ist, häufig als Metallsonde in Sensoren, medizinischen Geräten, Elektroden und Stiftsonden verwendet. Vergoldetes Wolfram, Legierungen aus Nickel, Edelstahl und Berylliumkupfer werden ebenfalls verwendet.

Entwerfen und fertigen Sie unter Berücksichtigung von Toleranzen

Wir haben kaum die Oberfläche von allem untersucht, was es über die Metallsonde zu wissen gibt. Was wir einfach sagen können, ist, dass viele verschiedene Metalle verwendet werden können, um eine Metallsonde zur Verwendung in Anwendungen wie Halbleitertests und medizinischer Forschung herzustellen. Über die Materialauswahl hinaus hilft eine sorgfältige Konstruktion der Sonde – gegebenenfalls mit engen Toleranzen in Bezug auf Eigenschaften wie Durchmesser, Länge, Stärke und Geradheit – sicherzustellen, dass eine Sonde korrekt hergestellt wird und die besten Ergebnisse liefert.

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