最後更新:2026年10月8日檢測・量測檢測・量測中國大陸:悬臂梁

懸臂(懸臂樑)是什麼

Cantilever

懸臂是只固定一端的樑,利用其撓曲量與前端所受力量成正比的特性。在半導體中,它作為原子力顯微鏡(AFM)的探針,以奈米以下的精度量測表面起伏;在晶圓測試的探針卡中,則作為斜向伸出的探針接觸焊墊。也用於MEMS感測器與開關的結構。

目錄4 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關用語
  4. 比較文章

定義與原理

懸臂(Cantilever)是指只固定一端、另一端自由的樑,也稱為「懸臂樑」。前端受力時樑會撓曲,而撓曲量與力量成正比,因此可作為量測微小力量或位移的彈簧,或作為抵壓探針的彈性體。在半導體中,它出現在原子力顯微鏡(AFM)的探針、晶圓測試探針卡的探針,以及MEMS感測器或開關的結構中。

AFM的懸臂是在長約100μm的矽或氮化矽薄樑前端,裝上前端半徑數nm的尖銳探針。探針掃過試片表面時,懸臂會因與表面原子之間的作用力而撓曲,再以照射在其背面之雷射光反射角度的變化(光槓桿)偵測奈米以下的撓曲量。懸臂的彈簧常數與共振頻率,會依接觸式量測或振動輕敲式量測等量測模式來選擇。在半導體中,用於量測表面粗糙度、段差以及CMP後的平坦度。

在探針卡中,懸臂式是歷史最悠久的方式。將鎢等細針斜向伸出,以其前端抵壓晶圓上的焊墊,使晶片與測試機電氣連接。探針撓曲可使抵壓力保持一定,並刮除焊墊表面的氧化膜,確保接觸。其結構簡單、價格低廉,但探針數量與配置的自由度有限,因此在多接腳・窄間距晶片或同時量測多顆晶片的用途中,會使用垂直式或MEMS式探針卡。

懸臂(懸臂樑)的常見問題

AFM的懸臂如何量測表面?
以前端尖銳的探針掃過試片表面,量測懸臂因與表面之間作用力而撓曲的量。撓曲量以照射在懸臂背面之雷射光反射方向的變化來偵測,可量測奈米以下的起伏。
懸臂式探針卡有什麼特點?
是將細金屬針斜向伸出、抵觸焊墊的方式,特點是結構簡單、價格低廉。另一方面,探針數量與配置的自由度有限,接腳數多的晶片或同時量測多顆晶片的用途,會使用垂直式或MEMS式探針卡。

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