1. Cấu tạo
-
Thân máy chính (Body): Thường được chế tạo từ hợp kim nhôm hàng không hoặc thép hợp kim chất lượng cao gia công CNC nguyên khối, đảm bảo độ cứng vững, chống rung động và duy trì độ chính xác tuyến tính trong suốt quá trình đo đạc.
-
Hệ thống dẫn hướng tịnh tiến (Guideway/Dovetail Slide): Sử dụng rãnh trượt dạng rãnh đuôi én (Dovetail) hoặc thanh dẫn hướng bi chính xác cao, giúp các trục chuyển động mượt mà, hạn chế tối đa độ rơ.
-
Cơ cấu truyền động trục (Drive System): Vận hành bằng tay quay núm vặn kết hợp cơ cấu ren vít hoặc bánh răng – thanh răng (Rack & Pinion), cho phép tinh chỉnh vị trí với độ phân giải micromet (từ vài micron đến dưới micron).
-
Đế từ hoặc đế hút chân không (Base): Phần chân đế vững chắc tích hợp khóa từ tính (Magnetic Base) hoặc bàn gá cố định giúp bám chắc chắn lên mặt bàn đo quang học hoặc bệ máy chính.
-
Gá kẹp đầu dò (Probe Clamp/Holder): Đầu ra tích hợp khớp kẹp giữ kim đo/đầu dò chuyên dụng cho việc tiếp xúc mẫu bán dẫn, linh kiện điện tử vi mạch.
2. Nguyên lý hoạt động
-
Truyền động cơ học tịnh tiến: Khi người vận hành xoay các núm vặn thủ công (Handwheel), chuyển động quay được chuyển đổi thành chuyển động tịnh tiến thẳng thông qua cơ cấu ren vít hoặc bánh răng.
-
Điều chỉnh đa trục (XYZ): Thiết bị cho phép dịch chuyển độc lập hoặc đồng thời theo các trục không gian ($X, Y, Z$) để định vị chính xác đầu kim dò tiếp xúc đúng vị trí vi mạch hoặc điểm test (pad) trên bo mạch, tấm wafer mà không làm hư hại bề mặt mẫu.
-
Khóa vị trí: Sau khi đạt được vị trí cần thiết, hệ thống khóa cơ học hoặc lực ma sát từ rãnh trượt sẽ giữ cố định tuyệt đối vị trí của đầu dò trong suốt quá trình đo kiểm tín hiệu điện (IV/CV).
3. Ứng dụng
-
Ngành công nghiệp bán dẫn: Sử dụng trong các hệ thống trạm dò (Probe Station) để kiểm tra điện wafer, đo đặc tính dòng – áp (IV), dung – áp (CV) của các linh kiện bán dẫn, chip vi xử lý.
-
Phòng thí nghiệm R&D: Dùng cho việc nghiên cứu, thử nghiệm bo mạch linh kiện điện tử vi mô, quang điện tử, cảm biến nano đòi hỏi độ chính xác tiếp xúc cực cao.
-
Kiểm tra lỗi (Failure Analysis): Hỗ trợ rà soát, châm cứu tín hiệu tại các chân linh kiện (IC pins) hoặc đường mạch in siêu nhỏ (PCB/FPC testing).
4. Cách tính toán lựa chọn
-
Xác định hành trình dịch chuyển (Travel Range): Chọn kích thước hành trình phù hợp cho các trục $X, Y, Z$ (ví dụ: $\pm 10\text{mm}$, $\pm 25\text{mm}$…) dựa trên không gian làm việc và kích thước mẫu cần quét.
-
Độ chính xác và độ phân giải (Resolution/Accuracy): Tùy thuộc vào kích thước điểm test (pad size), chọn loại bệ có bước tiến tinh vi (ví dụ: độ phân giải $1\mu\text{m}$, $3\mu\text{m}$ hoặc cao hơn) để đảm bảo đầu dò đặt đúng vị trí.
-
Tải trọng đầu dò (Load Capacity): Tính toán trọng lượng của cụm đầu dò, gá kẹp sao cho nằm trong giới hạn chịu tải cho phép của bệ trượt (thường từ vài Newton đến hàng chục Newton) để tránh hiện tượng sệ trục hoặc sai số do trọng lực.
-
Phương thức khóa và không gian lắp đặt: Lựa chọn hướng tay vặn (Bên trái – Left / Bên phải – Right) phù hợp với góc nhìn và thao tác của người sử dụng trên bàn đo quang học.
-
