Tīrīšanas metodes izvēlei jābūt balstītai uz zondes materiālu un esošā piesārņojuma veidu. Pamatprincips ir saskaņot tīrīšanas intensitāti ar zondes izturību, tādējādi izvairoties no tās jutīgo konstrukciju bojājumiem. Dažādu materiālu,-piemēram, silīcija, volframa, berilija vara un nerūsējošā tērauda-izturība pret fizikālo noberšanos, ķīmiskajiem reaģentiem un ultraskaņas viļņiem ievērojami atšķiras; tāpat piesārņojuma veids (piemēram, organiskie atlikumi, oksīdi, metālu atkritumi) nosaka izmantotās tīrīšanas tehnikas efektivitāti. Tālāk ir aprakstīta sistemātiska pieeja piemērotas tīrīšanas metodes izvēlei:
I. Tīrīšanas metožu izvēle, pamatojoties uz zondes materiālu: substrāta bojājumu nodrošināšana
|
Materiāla veids |
Ieteicamās tīrīšanas metodes |
Aizliegtās metodes |
Pamatojums |
|
Silīcijs/silīcija nitrīds (AFM zondes) |
Plazmas tīrīšana, UV-ozona tīrīšana, ultraskaņas tīrīšana destilētā ūdenī |
Tīrīšana ar suku, zondes{0}}spiešanas metode, tīrīšana ar skābi/sārmu |
Silīcija{0}}zondes konsoles ir ļoti plānas (<1 μm) and prone to breakage under mechanical abrasion; strong acids or bases can corrode protective coatings. |
|
Volframa/Pt{0}}dzelzs sakausējums (STM zondes) |
Elektroķīmiskā kodināšana, iegremdēšana atšķaidītā skābē (piemēram, 5% HCl), ultraskaņas tīrīšana spirtā |
Slīpēšana ar rupju smilšpapīru, augsta{0}spiediena gaisa strūklu |
Volframa stieplēm ir lieliska vadītspēja, tāpēc tās ir piemērotas elektroķīmiskai reģenerācijai; tomēr to augstās cietības dēļ pārmērīga slīpēšana var mainīt to precīzo ģeometrisko formu. |
|
Berilija vara / Ni{0}}Mn sakausējums (Pogo tapas) |
Tīrīšana ar otu, Slaucīšana ar izopropilspirtu, Ultraskaņas tīrīšana ar specializētiem šķīdumiem |
Ilgstoša iegremdēšana stiprās skābēs |
Šie elastīgie materiāli var izturēt vieglu noberšanos; tomēr spēcīgas skābes korodē substrāta materiālu, tādējādi samazinot tā noguruma kalpošanas laiku. |
|
Nerūsējošais tērauds/supersakausējumi (rūpnieciskās zondes) |
Zondes-spiešanas metode, birstes tīrīšana, citronskābes rūsas noņemšana, ultraskaņas tīrīšana |
Nav īpašu ierobežojumu |
Šie materiāli ir ļoti izturīgi pret koroziju un nodilumu, ļaujot tiem izturēt stingrāku fizikālo un ķīmisko tīrīšanas apstrādi. |
Galvenie principi: AFM{0}}klases nanomēroga zondēm ir jāizmanto tikai bezkontakta tīrīšanas metodes; Rūpnieciskās -klases zondes var pakļaut kombinētiem fizikāliem un ķīmiskiem tīrīšanas procesiem.
II. Tīrīšanas stratēģiju pieskaņošana piesārņotāju veidiem: precīza piesārņotāju noņemšana
|
Piesārņojuma veids |
Primārais avots |
Ieteicamā tīrīšanas metode |
Darbības mehānisms |
|
Organiskie piesārņotāji (tauki, pirkstu nospiedumi, polimēru atliekas) |
Roku kontakts, vides adsorbcija |
UV-Ozona tīrīšana, plazmas tīrīšana, bezūdens etanola tīrīšana ar ultraskaņu |
UV gaisma sadala organiskās molekulas CO₂ un H2O; etanols izšķīdina ne{0}}polāras organiskas vielas. |
|
Metāla oksīdi (zondes gala melnēšana, palielināta kontakta pretestība) |
Atmosfēras oksidēšanās, augstas{0}}temperatūras vide |
Atšķaidītas skābes iegremdēšana (5% HCl vai citronskābe), elektroķīmiskā reducēšana |
Skābes šķīdums izšķīdina oksīda slāni, atjaunojot metāla vadītspēju; elektroķīmiskās metodes nodrošina augstu vadāmību un nesabojā substrāta substrātu. |
|
Neorganiskās daļiņas/putekļi (silīcija pulveris, stikla šķiedras, lodēšanas atliekas) |
Testēšanas vide, PCB putekļi |
A4 papīra spiediena tīrīšanas metode, slāpekļa attīrīšana, destilēta ūdens ultraskaņas tīrīšana |
Galvenokārt fiziska noņemšana ar ultraskaņas vibrāciju, kas palīdz atdalīšanai; izvairieties no otu izmantošanas, lai nesaskrāpētu zondes galus. |
|
Lodēšanas pastas atlikumi/lodēšanas izdedži (parasti IKT testa zondēs) |
PCB lodēšanas procesi |
Iegremdēšana specializētā zondes tīrīšanas šķīdumā, ultraskaņas tīrīšana (pēc karsēšanas, lai izšķīdinātu) |
Tīrīšanas šķīdums mīkstina plūsmu, savukārt ultraskaņas viļņi noņem atlikumus, novēršot atsperes mehānisma aizsērēšanu. |
Kombinētā stratēģija: Sarežģītam piesārņojumam (piem., "Oksidācija + putekļi") ieteicams vispirms izmantot slāpekļa attīrīšanu, lai noņemtu daļiņas, pēc tam izmantot atšķaidītās skābes apstrādi, lai noņemtu oksīda slāni, un visbeidzot noskalot ar etanolu un nosusināt.
III. Ieteicamie risinājumi tipiskiem scenārijiem
1. AFM silīcija zondes (organiskais piesārņojums)
Metode: UV-tīrīšana ar ozonu vai tīrīšana ar skābekļa plazmu
Procedūra: Ievietojiet PSD sērijas tīrīšanas sistēmā un apstrādājiet 5–10 minūtes.
Priekšrocības: bez-kontakta un nesagraujošas-; spēj dziļi iekļūt mikro-strukturālās plaisās.
2. Pogo tapas (putekļi + oksidēšana)
Metode: A4 papīra spiediena tīrīšana + izopropilspirta ultraskaņas tīrīšana
Procedūra: Vispirms izmantojiet izgrieztu A4 papīra loksni, lai piespiestu un noslauktu putekļus; pēc tam iegremdējiet izopropilspirtā un apstrādājiet ar ultraskaņu 3–5 minūtes.
Piezīme: Pēc tīrīšanas nodrošiniet rūpīgu žāvēšanu, lai novērstu šķidruma pārpalikumu, kas apdraud atsperes darbību.
3. Volframa zondes (oksīda slānis, kas izraisa sliktu kontaktu)
Metode: elektroķīmiskā kodināšana vai iegremdēšana 5% sālsskābē 5 minūtes
Procedūra: pievienojiet zondi pozitīvajam elektrodam, iegremdējiet to elektrolīta šķīdumā un kontrolējiet strāvas blīvumu 0,1–1 mA/mm².
Verifikācija: izmantojiet multimetru, lai izmērītu kontakta pretestību un apstiprinātu, ka tā ir atgriezusies sākotnējā vērtībā.
4. Porainas nerūsējošā tērauda zondes (lodēšanas aizsērēšana)
Metode: karsēta iegremdēšana specializētā tīrīšanas šķīdumā + ultraskaņas tīrīšana
Procedūra: 10 minūtes iegremdējiet zondes tīrīšanas šķīdumā, kas uzkarsēts līdz 80 grādiem; pēc tam ievietojiet tos ultraskaņas tīrītājā un 5 minūtes apstrādājiet ar ultraskaņu.
Sekošana-: izmantojiet saspiestu gaisu, lai izžāvētu iekšējos kanālus, lai novērstu koroziju, ko izraisa atlikušais mitrums.
