Misure in temperatura da uscire pazzi!

[edgar]

La probe station è collegata con SMU

Marca e modello sia della probe station che della/e SMU ?

Misurando in inversa (parliamo sempre di temperatura ambiente), sempre con SMU High power, a -5 V dovrei avere una corrente di circa 100 nA, invece ho una corrente di 15 uA con fluttuazioni molto elevate come dicevo prima. Il sistema di misura applica una tensione e legge una corrente. Per verificare le fluttuazioni ho usato la modalità IV tracer del sistema di misura, ovvero io gli dò una tensione (nel mio caso, ma potrei dargli anche un range) e lui visualizza continuamente la corrente acquisendola a step di tempo predefiniti, finché non interrompo l'operazione

Hai verificato che il sistema integri almeno 1 PLC quando misura?

[deltax]

La probe station è collegata con SMU

Marca e modello sia della probe station che della/e SMU ?

Misurando in inversa (parliamo sempre di temperatura ambiente), sempre con SMU High power, a -5 V dovrei avere una corrente di circa 100 nA, invece ho una corrente di 15 uA con fluttuazioni molto elevate come dicevo prima. Il sistema di misura applica una tensione e legge una corrente. Per verificare le fluttuazioni ho usato la modalità IV tracer del sistema di misura, ovvero io gli dò una tensione (nel mio caso, ma potrei dargli anche un range) e lui visualizza continuamente la corrente acquisendola a step di tempo predefiniti, finché non interrompo l'operazione

Hai verificato che il sistema integri almeno 1 PLC quando misura?

te li dico domani/dopodomani....sull'ultima domanda, non ho verificato ma credo proprio di si, sono strumenti abbastanza costosi in dotazione all'università, non è materiale "amatoriale".

Però mi ha incuriosito una cosa che hai detto sulla piastra per le misure in temp che non ho ben capito...cioè tu mi stai dicendo che i fornelli elettrici per misure elettriche vengono alimentati in DC e appositamente schermati per non interferire con i dispositivi elettronici?
Se è cosi, questo non l'avevo proprio considerato, cioè pensavo fosse trascurabile (cosi come il campo magnetico, dal valore di qualche microtesla,usato dal forno ad induzione).

[edgar]

Hai verificato che il sistema integri almeno 1 PLC quando misura?

te li dico domani/dopodomani....sull'ultima domanda, non ho verificato ma credo proprio di si, sono strumenti abbastanza costosi in dotazione all'università, non è materiale "amatoriale".

Le SMU sono strumenti complessi ed hanno un sacco di funzioni/impostazioni. Se non si presta un po' di attenzione si fa presto a impostarle in modalità veloce a scapito della sensibilità

Però mi ha incuriosito una cosa che hai detto sulla piastra per le misure in temp che non ho ben capito...cioè tu mi stai dicendo che i fornelli elettrici per misure elettriche vengono alimentati in DC e appositamente schermati per non interferire con i dispositivi elettronici?

Quelli che tu chiami fornelli ma che in ambito test su wafer vengono chiamati thermal chuck, sono degli apparati semplici concettualmente ma estremamente critici da realizzare sia a causa delle deformazioni meccaniche dei materiali al variare della temperatura con ovvi riflessi sulla planarità, sia per la necessità di integrare un riscaldatore/raffreddatore veloce (qundi con potenze elevate in gioco) in un ambiente che deve essere a basso rumore elettrico.
Ne esistono di coassiali e, per misure di bassi livelli, anche di triassiali
A secondo delle prestazioni si parla di apparati anche da diverse decine di migliaia di euro, se poi si va sugli estremi di temperatura e diametri di 12" si può viaggiare nella regione dei 100K euro.
Puoi farti un'idea di cosa sono qui

Se è cosi, questo non l'avevo proprio considerato, cioè pensavo fosse trascurabile (cosi come il campo magnetico, dal valore di qualche microtesla,usato dal forno ad induzione).

Non è trascurabile, purtroppo. Fai conto che per certe misure anche il passaggio dell'acqua all'interno del chuck per raffreddarlo può comportare variazioni di capacità misurabili.
Se mi dici che stai cercando di usare un fornello da chimici al posto di un chuck termico mi vengono seri dubbi sulla qualità complessiva del setup.

[claudiocedrone]

Scusate se mi intrometto in cose che non conosco ma che a maggior ragione mi incuriosiscono proprio per quello ; avendo il vizio di "analizzare" quanto leggo, ho notato:

...Le misure in temperatura di componenti incapsulati di solito si fanno in camera climatica, su wafer invece con un termochuck...

Quel "di solito" come è da intendersi ? Perché in questo caso, se non erro, le misure vengono effettuate su di un componente (diodo Schottky BAT42) incapsulato...

[edgar]

Quel "di solito" come è da intendersi ? Perché in questo caso, se non erro, le misure vengono effettuate su di un componente (diodo Schottky BAT42) incapsulato...

Quel di solito non preclude la possibilità di fare misure su incapsulati con una probe station, ma non è la cosa più immediata del mondo. Quando si fanno misure su wafer si può sapere con una ragionevole precisione la temperatura del wafer stesso, perché è appoggiato direttamente su una superficie a temperatura nota, ha una superficie piatta (è lappato) e viene trattenuto con del vuoto a stretto contatto col thermo chuck. Basta lasciare il tempo al sistema per stabilizzarsi ed il gioco è praticamente fatto.
Diverso è il caso del componente incapsulato. Se lo si appoggia sul chuck, sempre che si riesca in qualche modo a trattenerlo col vuoto, si fa un bel cortocircuito dato che il chuck è metallico, quindi va interposto un isolante. Si potrebbe usare dell'allumina con un'opportuna metallizzazione e ci si potrebbe saldare il componente. In questo modo si ha isolamento e buon trasferimento termico. Un PCB in vetronite invece introdurrebbe una resistenza termica tra elemento riscaldante e componente che peggiorerebbe l'incertezza (sulla temperatura).
Se si facesse questo lavoro in camera climatica il problema non si porrebbe: basta dare tempo e tutto quanto si trova all'interno si porta alla temperatura impostata. Si potrebbe pure sospendere il componente ai terminali dei cavi. A favore della camera climatica gioca anche il fattore prezzo: una piccola probe station ha costi comunque più alti di una piccola camera climatica. Se poi si vuole scendere sotto la temperatura ambiente con una probe station diventa un "pain in the back"

Giusto per spiegare, una probe station è una cosa del genere:

PM5.JPG (104.02 KiB) Osservato 1718 volte

Il chuck è quella piastra tonda sotto il microscopio mentre le connessioni elettriche al dispositivo appoggiato sul chuck vengono realizzate con i micromanipolatori (i braccetti) che si vedono montati sui due semi anelli sovrastanti.
E' molto comoda, anzi praticamente indispensabile per lavorare su wafer, ma con componenti incapsulati bisogna scendere a qualche compromesso tipo montarli su un substrato, temperatura o non temperatura.

[claudiocedrone]

Bene, quindi, se ho capito bene, nello specifico (BAT42, incapsulato) sarebbe più conveniente (e "semplice") l'uso di una camera climatica.

[edgar]

:-) Bene, quindi, se ho capito bene, nello specifico (BAT42, incapsulato) sarebbe più conveniente (e "semplice") l'uso di una camera climatica.

Io opterei per quella ad occhi chiusi. 2 cavi coassiali/triassiali che entrano nella camera, dispositivo saldato /collegato agli estremi dei cavi sospesi a mezz'aria nella camera climatica. Quando di deve fare la misura semmai si spegne la camera climatica per avere un ambiente elettricamente più silenzioso.

[deltax]

Edgar puoi anche sciogliere il tuo riserbo sul setup di misura...il setup fa proprio schifo!!
Allora come al solito ho fatto pasticci e mi sono dimenticato di dire una cosa: con la probe station faccio (o meglio, farò, o meglio ancora, dovrei fare) le misure sul dispositivo di test, che è un dispositivo planare dalle dimensioni di circa 4x4 cm, e il tutto è collegato alla SMU; mentre per il diodo commerciale BAT42, che è incapsulato, uso uno strumento uscito con la SMU (non so come si chiami) che permette di collegare dei cavetti "a uncino" ai terminali del componente discreto. Sarebbe assurdo voler contattare il BAT42 con le puntine microscopiche della probe station...

Credo comunque che dalla mia situazione non se ne possa uscire. Quello ho a disposizione (fornello per chimici) per le misure in temp...

[edgar]

Cominciamo col vedere marca e modello della SMU per capire qual è il limite inferiore di misura. Da li poi si può iniziare a speculare