CN1224846A - 使用方便的接触装置 - Google Patents
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Abstract
一种接触装置,用于对电检测件上紧邻排列的检测点的测试,其包括布设多个弹性接触体,该等接触体由在第一结构件7中可轴向位移的接触体元件12、12a、12b、12c组成,在第二结构件9中安置的支承接触体29与接触体单元相互作用,而形成弹性支座,该第一结构件7以可拆卸形式固定于第二结构件9上。
Description
本发明涉及一种布设有多个弹性接触体的接触装置,用于接触一个电测试件上的多外紧相邻排列的检测点。
已知的申请专利的装置是(EP0068270A1)。它用于同时接触一个电测试样品的多个、紧密相邻排列的检测点,例如一个半导体结构元件。已知的接触装置包括一定数量的由弹性金属制成的针形接触体。为了在连续性,绝缘和功能上对电测试样品上的检测点的监测,便在装置中将接触体与检测点放于一处。由于接触体失去挠力和弹力,于是在将接触体加于检测点或将检测点加于接触体上时带来了垂直于接触体长度扩展方向上的接触力。已经证明,取换已有缺陷的或是不再按所要求的方式作用的接触体是困难的和相对来说是费时的。更进一步不利的是,只有少数金属才能用来制造接触体,因为不是任何一种接触体材料都是好的弹性材料和反过来不是任何一种弹性材料都是好的接触体材料。
本发明的目的是提供一种可简单并相对快的替换接触体的接触装置,在该装置中能使用多种材料做接触体。
为解决上述任务提出了一种接触装置,该装置具有权利要求1中所述特征。这些特征是,接触体是由作为在第一结构件中可轴向位移的被导引的接触体元件组成,为了这些元件在弹性布局时,在第二结构件中安置弹性支承接触体(elastic matingcontact)与该接触体元件相互作用,而作为接触体元件的弹性支座(resilientmounting)。其中第一结构件以可装卸方式固定在第二结构件上。在电测试样品上的检测点上放置的接触体元件可由与支承接触体不同的其它材料制成,这些支承接触体以一定义了的力对着检测点压迫接触体元件,由此,接触装置能与受测试样品最佳配合,例如,能以最简单的方式通过用其它件替换第二结构件来实现对着检测点压挤接触体的元件的接触力,其中该其它件的支承接触体表现出所需要的材料特性。由此,第一结构可与第二结构件分离,也可以将个别的,例如受损坏的接触体元件容易和快速的替换掉。
在接触装置的一个有益的实施形式中要考虑到,这些支承接触体要由表现为至少一个弓形的导线(wires)组成。通过将也称为弯曲导线或者经过一其它实施变化可塑的事先弓形化,于是用来折叠导线所需之力,即所谓折力被完全消除。在接触过程中,若接触体元件置于检测点之上,则通过所控制的支承接触体和/或者接触体元件就产生了接触力。这意味着,接触体元件的材料也能表现出弹簧弹性特性。
在另外一个接触装置实施例子中,支承接触体由在一软性印刷电路板flexibleprinted circuit board)上形成的接触端组成。由此就可以实现低结构高度的接触装置。因为在软性印刷电路板上能调节一定义了的电阻抗,于是接触装置的高适应能力就达到了,例如适应于不同样品和检验参量。
在一较好的的实施例中,支承接触体是指弹性分离元件,将一个个增大接触体元件和检测点之间接触力的弹性元件与支承接触体相配。在第一次实施变化之后就可预见到,每一支承接触体与一弹性元件相配,这样,在检测过程中接触体元件在电测试件的各检测点上能以不同的接触力被挤压。在第二个较好的实施变化中能预见到只有一个与接触装置的所有接触体元件相配的弹性元件。就这样接触装置的结构被简化了。
进一步优越的实施形式由其余往下的权利要求给出。
本发明的附图简单说明如下:
图1是本发明接触装置第一实施形式的长度方向截面图。
图2-图5是本发明接触装置第一结构件实施例的各长度方向截面图。
图6是本发明接触装置第二实施例的长度方向截面图。
图7是本发明一个印刷电路板实施例的俯视图。
图8是本发明接触装置之图6局部放大的长度方向截面图。
下面描述的,也是作为试验特别装置表征的接触装置用于检测电子结构元件,这类元件的检测点小而且紧密排列。接触装置是普遍适用的,特别是在半导体技术中用于从半导体结构元件至半导体晶片上的电学试验。接触装置基本上完全适用于需要检测电检测件的检测点在连续性,绝缘性和功能的参数。
图1示出接触装置1去接触一电检测件5的相邻排列的检测点3时的第一种实施例的截面示图。此接触装置1包括一个第一结构件7和一个第二结构件9,两者靠固定件11,例如螺丝,而成可拆卸连结。为结构件7、9相互之间精确定位应准备一个引导螺丝,在图1中仅可看到其中的引导螺丝13。在第一结构件7中要轴向可位移的导入针形接触体元件12,它们能各与检测件5的一个检测点3被带入装置,关于这些后面还将进一步讨论。第一结构件7包括一个第一导板15和一个第二导板17,在它们之间装置了一个止动板19。在导板15、17中对每一接触体元件12都引入一通孔21(图2),接触体元件12就在这些通孔中被导引。与每一接触体元件12相配之通孔21在导板15、17中相互校直。在由一种弹性材料制成的止动板19中对每一接触体元件12要引入一通孔,它的内径小于或者等于接触体元件12的外径,由此,这些接触体元件在止动板19的相应通孔中维持着贴切的摩擦。因此就避免了接触体元件12从第一结构件7中掉出。
导板15、17最好由人造材料制成。在接触装置1用于高温条件下则导板15、17应由陶瓷,玻璃或硅制成。止动板19最好由一种弹性人造物质制成。
第二结构件9包括二个间距相互平行排列的第三导板23和第四导板25,它们通过一连结件27相互连接。在导板23、25中在通孔中安置着由导线制成的弹性支承接触体29,它们各与一个在第一结构件7中导入的接触体元件12相互作用。支承接触体29由一种电导材料制成,例如弹性金属。在第三和第四导板23、25中与每一接触体元件12相配的通孔以及在第一和第二导板15、17中的通孔21相互校直。支承接触体29在其由第三导板23中的通孔中突出来,弯向接触体元件12的自由端与一检测装置,例如检测压漏或相类似之物相连。由在第四导板25中引入的通孔突出来的支承接触体29的自由端在图1所描述的接触装置1的备用位置中表明与在第一结构件7中导入的接触体元件12有一个距离。在一其它的,未画出的实施例中在接触装置的备用位置中备用接触体与相配的接触元件12靠近。在第二结构件9的导板23、25之间准备了一个在双剪头30方向上可错位的瞄准板31,其中放入通路通孔,通过这些通路通孔将支承接触体29导过。与第三和第四导板23、25保持一定距离的瞄准板31用于定义的瞄准支承接触体29(从其长度伸展方向上观察),使得在针形支承接触体29的压力反跳时在长度方向上确定其折叠方向。进一步通过用瞄准板31产生的支承接触体元件29的弓形达到它们之间相互不接触,使得在这种情况下放弃支承接触体29之间的电绝缘。
下面进一步藉助一检测过程阐述接触装置1的功能:在图1描述的接触装置1的备用位置中将支承接触体29和接触体元件12安置得相互有一定距离。通过接触装置1和检测件5之间的相对运动将接触体元件12带到靠近检测点3处。这时接触体元件12在第一结构件7的通孔21中被移位并对着支承接触体29被挤压,支承接触体29弹性的支撑着接触体元件12。同时接触体元件12以一定义了的力在靠近检测点3处被挤压,由此达到了一个较小的电接触电阻。检测点3能在通孔和绝缘上相互来回被检测,同时检测件5能在性能上被检测。当检测过程结束后,接触装置1和检测件5通过一相对运动被分开。通过推压接触体元件12而被瞄准的支承接触体29基于弹性特性就自然的重新会聚于其在图1中示出的初始位置,就像被弹性止动板19止动住的接触体元件12一样。
图2示出在图1中表示的第一结构件7的实施例的局部面貌。可清楚的看到,接触体元件12是用一余隙被导入纳于导板15、17内的通孔21和在止动板19中相应通孔中被摩擦贴切的止动,该通孔直径小于或等于相应于其中排列的接触体元件12的外径。导板15、17和止动板19能像图2中所示的那样相互保持一定距离或者根据另外的,来描出的实施例——一个置于另一个之上。
图3示出第一结构件7的另外一个实施例。导板15、17被安置得有一个距离,这样就形成了一个中间空间33,在此空间中引入一止动板19′的实施形式。止动板19′,其高度小于中间空间33的,与导板15、17保持一定距离。被带入各相应止动板19′通孔中的接触体元件12a提供出一止动板19′介入的旋转环形槽,由此形成一机械形状余量。止动板19′在接触体元件12a和检测点接触时通过止动板19′和导板15、17间的缝隙在止动板通孔范围内被瞄准,即是说,接触体元件12a在轴向被移位并在卸载后弹回其初始位置。
图4中所描述的第一结构件7的第三种实施例与过去描述过的区别特征在于,没有保证接触体元件12b不遗失的止动板。在第一导板15中引入的通路开口21具有一比其在第二导板17中较大的直径,这样就使得在第一结构件7的装配状态下,其中导板15、17上下堆积置放,形成了阶梯通孔。在通孔21中可轴向移动导入的接触体元件12b的外缘与通孔形状相配并由此提供了具有不同直径的两个区域。这样就形成了一环状阶梯,依靠此阶梯接触体元件12b就置于第二导板17的边表面上并因此保证了接触体元件12b不从第一结构件7中滑掉出去。
图5示出具有第4种接触体元件12c实施形式的第一结构件7的第4种实施例,这里该接触体元件12c是锥形。锥体的最大直径大于在第二导板17中引入的通孔21的直径,这样在这个实施例中,如在图4描述的实施例一样——接触体元件12c从第一结构件7中滑落出去的问题通过一个机械形状余量被阻止了。第一导板中的通孔21的直径大于接触体元件12c的最大直径。其高度在图5中纯粹是举例如下选择的,即是,接触体元件12c的基面,在接触时,支承接触体29靠于其上,在接触装置1的备用位置中与第一导板15的边面34锁于同一水平。交替对图5中列出的导板15、17的阶梯通孔选择则通孔21能提供一锥形,使得接触体元件12被摩擦贴切的保持在第一结构件7中。
图6是接触装置1的另一实施例的截面图,同样部分用同样关系符号标示,使得过去图表的描述能使你一目了然。下面仅对不同之处进一步叙述。第二结构件9包括一主要由合成弹性材料制成的弹性元件35,它被固定于一支撑板37上。弹性元件35用作接触体元件12的弹性支座。在第一结构件7中轴向可移动导入的接触体元件12和一检测单元39,例如称为探测插板(Probe Card Board)的检测板的电联结是通过一软性印刷电路板41产生,支承接触体为了接触体元件12而存在于该板上。印刷电路板41的高度与第一结构件7和第二结构件9相比是很小的。这样就实现了具有低高度的小型的接触装置1。
如图7中所示那样,可清楚看出,图6给出的印刷电路板41的俯视图示出,在此实施例中,支承接触体29是作为在软性印刷电路板41上导入的接触插脚(Prongs)45而形成,其功能将靠图8进一步叙述。接触插脚45是通过在印刷电路41上设置的导体轨道43与检测单元39相连接。这样,在印刷电路板41上不但设置了支承接触体29,也设置了电连接,即是导体轨道43,于是电路就非常短了。更进一步也可在软性印刷电路板41上调定一定义了的阻抗,由此可以改善接触装置1对不同检测体和/或者检测参量的适应能力,例如接触力的量值。在印刷电路板41上安装的支承接触体的数量和排列与检测体5的检测点3的相对应。即是说,对于每一种检测体5的实施形式就要设置一专门与此相适应的印刷电路板41。因为第一和第二结构件7、9可拆卸的相互连结和印刷电路板41被排列得横卧其中,所以此印刷电路板能在短时间内被换掉,于是接触装置1就被适应于另一其它检测体。
图8以放大了的尺寸示出一作为接触插脚45形成的支承接触体29,它被放置于印刷电路板41中。在检测体5和接触装置1之间相对运动情况下,接触体元件12被带入具有检验点3的装置中并在第二结构件9的轴向移位。这时接触体元件12被压向印刷电路板41中的接触插脚45,由此接触插脚45被瞄准。接触插脚45再一次支撑于弹性元件35上,该元件给接触体元件12和检测点3之间加上接触力。在另外一种没有描述的实施例中导体板材料的挠屈性只以能加上所需之接触力,使得可以在这种情况下取消弹性元件35。
总结起来可以确定,通过按本发明的接触装置1的结构,对接触体元件和支承接触体可以使用各种不同的材料。由此就改善了接触装置1的功能。更有甚者,那种实施例,在该实例中反接触体被置于一薄的弹性印刷电路板41上,又给出了接触装置微型化的可能性。
Claims (12)
1、一种接触装置,用于检测一电测试件上紧邻排列的检测点,包括一有多个弹性接触体,其特征在于,该多个接触体以可轴向位移导入一第一结构件(7)形成接触体元件(12;12a;12b;12c),而在一第二结构件(9)中排列与该等接触体元件相互作用的支承接触体(29)而形成弹性支座,其中该第一结构件(7)以可拆卸方式固定在第二结构件(9)上。
2、根据权利要求1所述的接触装置,其特征在于,该支承接触体(29)由至少含有一个弓形的导线构成。
3、根据权利要求1或2所述的接触装置,其特征在于,该支承接触体(29)由在一软印刷电路板(41)上的接触插脚(45)构成。
4、根据权利要求1至3中任一权利要求所述的接触装置,其特征在于,支承接触体(29)可以是弹性元件(35)。
5、根据权利要求4所述的接触装置,其特征在于,该弹性元件(35)由合成弹性材料制成。
6、根据权利要求1至5中任一权利要求所述的接触装置,其特征在于,该第一结构件(7)包括至少两个导板(15、17),它们以平面叠放或相互有一定距离的,特别是平行相距的导板(15、17),在导板中对每一接触体元件(12;12a;12b;12c)都采用校直的通孔(21)。
7、根据权利要求6所述的接触装置,其特征在于,对导板(15,17)配置一可靠阻止接触体元件(12、12a)从第一结构件(7)中滑落出来的止动板(19)。
8、根据权利要求7所述的接触装置,其特征在于,该止动板(19;19′)安置于导板(15、17)之间。
9、根据权利要求1至8中任一权利要求所述的接触装置,其特征在于,由弹性材料制成的止动板(19)对每个接触体元件(12)设一通孔,在其中接触体元件(12)被摩擦贴切的持住。
10、根据权利要求1至9中任一权利要求所述的接触装置,其特征在于,止动板(19′)对每一接触体元件(12)提供一通孔,在其中接触体元件(12a)被形状贴切的持住。
11、根据权利要求1至10中任一权利要求所述的接触装置,其特征在于,通孔为阶梯孔,该阶梯孔之较小孔径部分处于第一结构件(7)中而较大孔径部分则处于第二结构件(9)中。
12、根据权利要求1至11中任一权利要求所述的接触装置,其特征在于,接触体元件(12;12b;12c)的外形与通孔的形状相配。
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