金属材料与半导体探针知识分享
金属微观结构
按材料化学组成分类：
金属——由单一元素构成的具有特殊的光泽、延展性、导电性、导热性的物质，如金、银、铜、铁、铝等。
金属微观结构
金属晶格类型
常见的晶格类型
体心立方晶格金属：铬(Cr)、钨(w)、钼(Mo)、钒(V)、α铁(α—Fe)等.
面心立方晶格金属：铝(Al）、铜(Cu）、镍(Ni)、金(Au)、银(Ag)、γ铁(γ—Fe)等密排六方晶格金属：镁(Mg)、锌（Zn）、镉（Cd）等
金属微观结构
金属在自然冷却结晶时形成多晶体，单晶体通过定向凝固技术生长得到。其中涡轮发动机单晶叶片通过定向凝固消除了对空洞和裂纹敏感的横向晶界，使晶界平行于应力轴方向。
金属微观结构
晶体缺陷——由于各种原因在金属液体结晶时，实际晶体中原子的规律排列受到干扰和破坏，使晶体中的某些原子偏离正常位置，造成原子排列的不完全性。
金属的力学性能
二、塑性
强度
屈服强度：材料抵抗外力作用开始产生明显塑形变形的最低应力
抗拉强度：材料抵抗外力作用不至于断裂的最大应力。
弹性变形：遵循胡克定律 F=K*X，材料力学中可把K当作弹性模量，也可以简单理解为劲度系数
塑形/弹性变形
外力卸载后不能恢复的变形------塑形变形
以在弹簧两端施加拉力为例：
塑形/弹性变形
硬度测试：将压头（金刚石圆锥、钢球或硬质合金球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，测量压头在材料表面留下的压痕深度或者压痕面积，根据具体的测试方法将硬度分为布氏硬度，洛氏硬度和维氏硬度，三者可以相互转换。
布氏硬度：HB
洛氏硬度: HRA, HRB, HRC
维氏硬度: HV
疲劳强度
由于所承受的载荷为交变载荷，零件承受的应力虽然低于材料的屈服强度，但是经过长时间的工作后，仍然会产生裂纹或突然发生断裂。金属材料抵抗交变载荷而不产生破坏的能力称为疲劳强度。
金属材料加工方法
常见的金属材料加工方法：铸造、锻压、焊接
材料加工方法—铸造
铸造：液体金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，待其冷却凝固，以获得毛坯或零件的生产方法，通常称为金属液态成型或铸造
材料加工方法—锻造
轧制：金属压力加工方法之一。利用轧辊压力改变金属原料形状，以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的工件的一种加工工艺。
材料方法—锻造
拉拔：用外力作用于被拉金属的前端，将金属坯料从小于坯料断面的模孔中拉出，以获得相应的形状和尺寸制品的一种塑形加工方法。
材料加工方法—特种加工
激光加工：是利用激光束与物质相互作用的特性，对材料进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术
材料加工方法—粉末冶金
粉末冶金：粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术。
常见的探针材料
钨及钨合金
超高强度，高硬度带来的优异的抗疲劳和耐磨性；
常温下不受空气侵蚀有较好的抗氧化性
导电性差，一般用于小电流芯片测试，如LED芯片检测
铍铜合金
通过热处理可获得较高强度和硬度
较好的导电性
抗氧化能力差
铜银合金
优异的导电性，可达70%IACS
强度和硬度一般
抗氧化能力差
常见的探针材料
钯银铜合金
强度，硬度高，满足大多使用场景
良好的抗氧化能力
导电性较好8%-14%IACS
片材加工困难，目前市场上以线材为主
相较于钯银铜有更高强度和硬度
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