有限元素模型模擬分析的過程是以探針受力到產生相對位移與變形的情況 為一個完整分析，首先根據探針的實際尺寸建模，接著再進行探針受力產生形 變、位移與電阻值變化的模擬。
2.3-1 探針的外型：
首先建立探針外型的有限元素模型，接著進行之後的模擬分析，所以先在 顯微鏡下量出探針放大後的尺寸，再縮小成實際尺寸建模在有限元素軟體中，圖 2.2 與圖 2.3 分別為探針 ROL200 與探針 2mm 在顯微鏡下的放大外型。因此建立 了兩種探針的有限元素外型，分別為圖 2.4 與圖 2.5，不過接下來的各種模擬分 析，皆以 ROL200 為主。
圖 2.2 ROL200 在顯微鏡下外型 圖 2.3 2mm 在顯微鏡下外型
圖 2.4 ROL200 模擬圖 圖 2.5 2 mm 模擬圖
2.3-2 探針組成成分與材料參數設定
使用有限元素模型模擬時必須應用探針的材料性質，因此必須了解探針的組 成成分，從探針材料分析資料知道探針 ROL200 為多元合金，其中主要的組成成 分如表 2.1，而金占 73%為大多數，為了簡化有限元素模型模擬的複雜度，因此
有限元素模型探針材料部分就以金為主，金的一些材料參數如表 2.2 所示。
另外在有限元素模型中也佔很重要地位的塑膠柱 1 與塑膠柱 2 因為不知道其 組成成分為何，因此先自行猜測，最後由有限元素模型的針測過程模擬求出。表 2.3 是有限元素模型中各部位所使用到的材料參數，其中塑膠柱 1 和塑膠柱 2 是 列出由有限元素模型模擬所找出的正確參數。
Unit：weight %
Spectrum Cu Zn Ag Pt Au C Total
Spectrum 1 13.58 1.06 3.95 8.34 73.08 0 100.00 表 2.1 探針組成成分表
物 質 Young ‘ s modulus (GPa) Poisson ‘ s ratio Electrical resistivity(Ω−m)
金 78 0.44 2.2*10−8
表 2.2 金的材料性質
部位 Young ‘ s modulus (MPa)
Poisson ‘ s ratio Electrical resistivity (Ω−m)
Probe 78000 0.44 2.2*10−8
塑膠柱 1 12 0.4 無
塑膠柱 2 32 0.35 無
底板 9500 0.44 無
表 2.3 有限元素模型各部位的材料性質表
2.3-3 針測過程中週遭的受力情形：
擦係數，第二處為探針與塑膠柱 1 產生相對運動時的摩擦，參考金屬與塑膠的摩 擦係數之後，假定一個可能的係數為 0.4，第三處是探針與塑膠柱 2 產生相對運 動處，一樣設定摩擦係數為 0.4，第四處則是探針與針測機接觸處，此處是金屬 與金屬像摩擦，所以摩擦係數設定為 0.3。
圖 2.6 探針邊界條件
圖 2.7 探針上視圖
圖 2.8 探針有限元素模型
摩擦處 摩擦係數
探針與塑膠柱 1 接觸處 0.4
探針與塑膠柱 2 接觸處 0.4
探針與針測機接觸處 0.3
表 2.4 有限元素模型各部位摩擦係數
使用有限元素模型模擬針測過程必須對照真實的針測狀況，其中施力大小範 圍在真實的針測過程是 60-70 克重的例，因此在模擬時採用 65 克重的力，另外 是模擬結束用來驗證的探針最大變形量，也列在表 2.5 中。
項目 實際狀況 有限元素模型狀況
探針最大形變量 0.2mm 所求
施力 60-70grams 65grams
表 2.5 探針施力與形變條件
圖 2.9 探針模型網格圖