DE102010011854B4 - Measuring head for improved contacting - Google Patents

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Abstract

Messkopf (M)
- mit einem Grundkörper (G), der auf einer Oberseite (O) einen zentralen Bereich (ZB) sowie einen den zentralen Bereich umschließenden Randbereich (RB) aufweist,
- mit einer Kontaktfeder (KF), die einen Auflagebereich (AB), mit dem sie auf dem Randbereich (RB) des Grundkörpers (G) aufliegt, und einen Kontaktbereich (KB) aufweist,
- mit einer Ausnehmung (A) durch den Grundkörper (G) im zentralen Bereich (ZB),
- mit einer zweiten Kontaktfeder (KF2), wobei
- der Kontaktbereich (KB) der Kontaktfeder (KF) in einem Abstand über der Oberseite (O) angeordnet ist,
- die zweite Kontaktfeder (KF2) einen zweiten Auflagebereich (AB) aufweist, mit dem sie auf einem Randbereich (RB) auf einer Unterseite des Grundkörpers (G) aufliegt,
- die zweite Kontaktfeder (KF2) einen zweiten Kontaktbereich (KB) aufweist, der durch die Ausnehmung (A) im zentralen Bereich (ZB) ragt und in einem Abstand über der Oberseite (O) angeordnet ist.

Figure DE102010011854B4_0000
Measuring head (M)
- With a base body (G) having on a top (O) a central region (ZB) and a peripheral region surrounding the central region (RB),
- Having a contact spring (KF) having a support area (AB), with which it rests on the edge region (RB) of the base body (G), and a contact area (KB),
- With a recess (A) through the base body (G) in the central region (ZB),
- With a second contact spring (KF2), wherein
the contact region (KB) of the contact spring (KF) is arranged at a distance above the upper side (O),
- The second contact spring (KF2) has a second support area (AB) with which it rests on an edge region (RB) on an underside of the base body (G),
- The second contact spring (KF2) has a second contact region (KB) which projects through the recess (A) in the central region (ZB) and is arranged at a distance above the top (O).
Figure DE102010011854B4_0000

Description

Die Erfindung betrifft Messköpfe für eine verbesserte Kontaktierung von z. B. zu testenden elektrischen oder elektronischen Bauelementen.The invention relates to measuring heads for improved contacting of z. B. to be tested electrical or electronic components.

Bei der Entwicklung und Produktion von elektrischen oder elektronischen Bauelementen, z. B. HF-Bauelementen, ist eine Prüfung der Bauteile auf Einhaltung von Spezifikation unerlässlich. Eine Prüfung kann bereits in Form von On-Wafer-Messungen während des Herstellungsprozesses vorteilhaft sein. Insbesondere bei der Endprüfung eines fertigen Bauteils sind alle vom Bauteil zur Verfügung gestellten Funktionen zu testen, um die Auslieferung fehlerhafte Bauelemente zu vermeiden. Zwangsläufige Konsequenz dessen ist, dass jedes einzelne Bauteil einer Charge getestet werden muss.In the development and production of electrical or electronic components, eg. As RF devices, an inspection of the components for compliance with specification is essential. A test can already be advantageous in the form of on-wafer measurements during the manufacturing process. In particular, during the final inspection of a finished component, all functions provided by the component are to be tested in order to avoid the delivery of defective components. The inevitable consequence of this is that every single part of a batch has to be tested.

Um dies mit großer Zuverlässigkeit und niedrigen Kosten durchführen zu können, ergeben sich folgende Mindestanforderungen an ein Messsystem: Eine zuverlässige Kontaktierung soll auch bei leicht verschmutzten oder oxidierten Kontakten möglich sein. Jede Einzelmessung soll möglichst schnell durchgeführt werden können. Dies bedeutet für einen entsprechenden Messkopf, dass der Messkopf in kurzer Zeit relativ zum entsprechenden Bauelement ausgerichtet werden können soll und dass die Kontaktierung vorteilhafterweise durch eine Berührung zwischen einem Messkopf und dem zu testenden Bauelement (DUT = Device Under Test) erfolgt. Ferner müssen sehr viele Messungen durchgeführt werden können, bevor Verschleißerscheinungen, welche Wartung und Reparatur eines entsprechenden Messkopfes nötig machen, auftreten.In order to do this with great reliability and low costs, the following minimum requirements for a measuring system arise: Reliable contacting should also be possible with lightly soiled or oxidized contacts. Each individual measurement should be able to be carried out as quickly as possible. This means for a corresponding measuring head that the measuring head should be able to be aligned in a short time relative to the corresponding component and that the contacting is advantageously carried out by a contact between a measuring head and the device under test (DUT = Device Under Test). Furthermore, a large number of measurements must be carried out before signs of wear, which necessitate the maintenance and repair of a corresponding measuring head, occur.

Aus der Patentschrift US 7,053,640 B2 ist eine Testumgebung für HF-Schaltkreise bekannt, die eine hohe Isolation ermöglicht. Jedoch ist die beschriebene Testumgebung nur für Messungen von nach dem Herstellungsprozess schon vereinzelten Bauelementen geeignet. Eine „On-Wafer-Messung“, d. h. die Messung von planar nebeneinander liegenden Bauelementen, welche zusammen auf einem Wafer hergestellt wurden und welche noch nicht vereinzelt sind, ist mit dieser Testumgebung nicht möglich.From the patent US 7,053,640 B2 is a test environment for RF circuits known that allows high isolation. However, the described test environment is only suitable for measurements of components that have already been separated after the manufacturing process. An "on-wafer measurement", ie the measurement of planar adjacent components, which were produced together on a wafer and which are not yet isolated, is not possible with this test environment.

Aus der Druckschrift WO 2007/146584 A2 sind Kontaktierungsvorrichtungen mit Federstrukturen bekannt. Deren Federstrukturen sind aber aufgrund des zusammengesetzten Aufbaus aufwendig herzustellen und anfällig; das Verbiegen oder Abbrechen einer Testfeder führt dazu, dass der gesamte Messkopf funktionsunfähig wird, weil nicht mehr sichergestellt ist, dass jede einzelne Bauelementfunktion getestet werden kann.From the publication WO 2007/146584 A2 Contacting devices with spring structures are known. Their spring structures are complicated to manufacture and prone due to the composite structure; Bending or breaking a test spring will cause the entire probe to become inoperative because it can no longer be guaranteed that every single component function can be tested.

Eine weitere wünschenswerte Eigenschaft von Messköpfen ist eine möglichst geringe elektromagnetische Kopplung der Federelemente, die den Kontakt mit dem zu testenden Bauelement herstellen. Die Messköpfe der oben aufgeführten Druckschriften weisen eine relativ hohe elektromagnetische Kopplung der Federelemente auf.Another desirable feature of measuring heads is the lowest possible electromagnetic coupling of the spring elements that make contact with the device under test. The measuring heads of the publications listed above have a relatively high electromagnetic coupling of the spring elements.

Aus der DE 697 33 928 T2 sind mikroelektrische Kontaktstrukturen mit länglichen Federkontaktelementen, die auf einer Grundplatte in einem Auflagebereich verbunden sind, bekannt.From the DE 697 33 928 T2 For example, microelectrical contact structures having elongate spring contact elements connected to a base plate in a support area are known.

Aus der DE 697 27 945 T2 sind Vorrichtungen zum Kontaktieren und Testen von Halbleiterbauelementen bekannt. Kontaktierungsschuhe sind an einem Sockelkörper mit einem Durchbruch oder einem sich nach oben öffnende Hohlraum angeordnet.From the DE 697 27 945 T2 For example, devices for contacting and testing semiconductor devices are known. Kontaktierungsschuhe are arranged on a base body with a breakthrough or an upwardly opening cavity.

Aus der DE 10 2004 051 384 A1 sind Vorrichtungen zum Herstellen symmetrischer Hochfrequenzschaltungen bekannt. Dabei kann ein DUT (Device Under Test) über Kabel mit einem Vektornetzwerkanalysator verschaltet werden.From the DE 10 2004 051 384 A1 For example, devices for producing symmetrical high-frequency circuits are known. A DUT (Device Under Test) can be connected via cable to a vector network analyzer.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Messkopf anzugeben, der eine schnelle und zuverlässige Kontaktierung ermöglicht und einen geringen Verschleiß aufweist. Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen Messkopf mit Federelementen anzugeben, der On-Wafer-Messungen ermöglicht. Eine weitere Aufgabe besteht darin, einen Messkopf anzugeben, der elektromagnetisch entkoppelte Federelemente ermöglicht. It is therefore an object of the present invention to provide a measuring head, which allows a quick and reliable contact and has a low wear. Another object is to provide a probe with spring elements that enables on-wafer measurements. Another object is to provide a measuring head which allows electromagnetically decoupled spring elements.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch einen Messkopf nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.These objects are achieved by a measuring head according to claim 1. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Erfindung umfasst einen Messkopf mit einem Grundkörper und einer Kontaktfeder. Der Grundkörper weist auf einer Oberseite einen zentralen Bereich sowie einen den zentralen Bereich zumindest teilweise umschließenden Randbereich auf. Die Kontaktfeder weist einen Auflagebereich, mit dem sie auf dem Randbereich des Grundkörpers aufliegt, sowie einen Kontaktbereich auf. Der Kontaktbereich ist in einem Abstand über der Oberseite des Grundkörpers angeordnet.The invention comprises a measuring head with a main body and a contact spring. The main body has a central area on an upper side and an edge area that at least partially encloses the central area. The contact spring has a support region, with which it rests on the edge region of the base body, and a contact region. The contact region is arranged at a distance above the upper side of the main body.

Dabei kann der Kontaktbereich der Kontaktfeder bei Berührung eines Anschlusspad eines zu testenden Bauelements eine galvanische Verbindung zwischen dem Messkopf und dem zu testenden Bauelement herstellen. Die Kontaktfeder kann über elektrische Leitungen mit einem Testsystem verschaltet sein. Dadurch ist eine zuverlässige galvanische Verbindung zwischen dem zu testenden Bauelement und der Testumgebung hergestellt.In this case, the contact region of the contact spring can produce a galvanic connection between the measuring head and the component to be tested when a connection pad of a component to be tested is touched. The contact spring can be interconnected via electrical lines with a test system. This produces a reliable galvanic connection between the device under test and the test environment.

Werden Kontaktfeder bzw. ihr Kontaktbereich sowie ein Anschlusspad eines Bauelements gegeneinander gedrückt, so bewirkt das beim Zusammendrücken und Verbiegen der Kontaktfeder auftretende Schleifen oder Kratzen des Kontaktbereichs der Kontaktfeder auf der möglicherweise verschmutzten oder anoxidierten Oberfläche eines Kontaktpads des Bauelements eine Durchdringung der Verschmutzung oder der Oxidschicht, so dass trotzdem eine zuverlässige Kontaktierung hergestellt werden kann. If the contact spring or its contact region and a connection pad of a component are pressed against one another, the grinding or scratching of the contact region of the contact spring on the potentially soiled or oxidized surface of a contact pad of the component causes the contamination or the oxide layer to penetrate when the contact spring is compressed and bent. so that nevertheless a reliable contact can be made.

Dadurch, dass zur Herstellung eines galvanischen Kontakts zwischen Messkopf und Bauelement lediglich ein Andrücken aneinander nötig ist, können der Messkopf und das zu testende Bauelement schnell zueinander in Position gebracht werden. Die Messung wird also nicht durch eine langwierige und komplizierte Ausrichtung des Messkopfs oder des Bauelements verzögert; die Messung kann schnell durchgeführt werden.Because only a pressing against one another is necessary for producing a galvanic contact between the measuring head and the component, the measuring head and the component to be tested can be quickly brought into position relative to each other. The measurement is therefore not delayed by a lengthy and complicated alignment of the measuring head or the component; the measurement can be done quickly.

Die auf der Oberseite des Grundkörpers angeordnete Kontaktfeder ist einfach aufgebaut; sie ist bevorzugt gut mit dem Grundkörper verbunden und benötigt keinen komplizierten Aufbau. Eine solche Kontaktfeder kann eine einzelne Metalllage mit einem nach oben gebogenen Ende darstellen. Dabei ist das nach oben gebogene Ende der Kontaktbereich der Kontaktfeder. Erfindungsgemäße Kontaktfedern mit einem Kontaktbereich und einem Auflagebereich sind einfach aufgebaut und arbeiten deshalb mit großer Zuverlässigkeit und kleinem Ausfallrisiko.The arranged on the top of the body contact spring is simple; It is preferably well connected to the body and does not require a complicated structure. Such a contact spring can be a single metal layer with an upturned end. In this case, the upwardly bent end of the contact region of the contact spring. Inventive contact springs with a contact area and a support area are simple and therefore work with great reliability and small risk of failure.

Die Kontaktfeder kann auf der Oberseite des Grundkörpers aufgelötet sein. Der Kontakt zwischen dem Kontaktbereich der Kontaktfeder und dem Anschlusspad des Bauelements kann durch Berühren einer Spitze oder einer Oberkante der Kontaktfeder im Kontaktbereich mit dem Bauelement erfolgen. Ein Kontaktbereich, der zur Zu- oder Ableitung von elektrischen Signalen dient, ist ein signalführender Kontaktbereich und kann z.B. streifenförmig und schmal ausgeführt sein, um ein kapazitives Übersprechen klein zu halten.The contact spring may be soldered to the top of the body. The contact between the contact region of the contact spring and the connection pad of the component can be effected by touching a tip or an upper edge of the contact spring in the contact region with the component. A contact area, which serves for the supply or discharge of electrical signals, is a signal-carrying contact area and may be e.g. be designed strip-shaped and narrow to keep a capacitive crosstalk small.

Stellt eine Kontaktfeder des Messkopfs einen Kontakt zu einem Masseanschlusspad eines Bauelements her, wird sie als „Massekontaktfeder“ bezeichnet. Diese Massekontaktfedern sind vorzugsweise breit und so kurz wie möglich ausgeführt, um größere parasitäre Kontaktinduktivitäten zu vermeiden. Ihr Abstand zu den signalführenden Kontaktfedern ist möglichst klein gehalten. Der Abstand beträgt vorzugsweise weniger als 150 µm.If a contact spring of the measuring head makes contact with a ground connection pad of a component, it is referred to as a "ground contact spring". These ground contact springs are preferably wide and as short as possible to avoid larger parasitic contact inductances. Their distance from the signal-carrying contact springs is kept as small as possible. The distance is preferably less than 150 microns.

Der Kontaktbereich und der Auflagebereich können im Wesentlichen gleich breit sein.The contact area and the support area may be substantially the same width.

Es ist auch möglich, dass der Kontaktbereich breiter, z.B. 1,2 mal so breit, 1,5 mal so breit 1,75 mal so breit, doppelt so breit oder dreimal so breit wie der Auflagebereich ist.It is also possible for the contact area to be wider, e.g. 1.2 times as wide, 1.5 times as wide, 1.75 times as wide, twice as wide, or three times as wide as the overlay area.

Es ist aber auch möglich, dass der Auflagebereich breiter, z. B. 1,2 mal so breit, 1,5 mal so breit, 1,75 mal so breit, doppelt so breit oder dreimal so breit wie der Kontaktbereich ist. Ist der Kontaktbereich nämlich schmäler als der Auflagebereich, so ist die Gefahr des unbeabsichtigten Berührens der Kontaktbereiche verschiedener Federn in der „Enge“ des zentralen Bereichs vermindert.But it is also possible that the support area wider, z. B. 1.2 times as wide, 1.5 times as wide, 1.75 times as wide, twice as wide or three times as wide as the contact area. If the contact area is narrower than the support area, the risk of inadvertently touching the contact areas of different springs in the "narrowness" of the central area is reduced.

Die Kontaktfedern können sich vom Auflagebereich zum Kontaktbereich hin verjüngen und z.B. trapezförmig ausgebildet sein.The contact springs may taper from the support region to the contact region and may be e.g. Trapezoidal be formed.

In einer Ausführungsform umfasst die Kontaktfeder zwischen dem Auflagebereich und dem Kontaktbereich eine Biegekante. Die Biegekante verbindet den waagerecht auf dem Grundkörper angeordneten Auflagebereich mit dem nach oben gebogenen Kontaktbereich der Kontaktfeder. Metalle eignen sich gut als Material der Kontaktfeder, da sie elektrisch leitend sind und einerseits plastisch so verformt werden können, dass der Kontaktbereich stets nach oben gebogen ist, und da andererseits die Verformung durch leichtes Andrücken der Kontaktfeder an ein Bauelement oder des Bauelements an die Kontaktfeder eine elastische, oft wiederholbare Verformung des Kontaktbereichs darstellt.In one embodiment, the contact spring between the support area and the contact area comprises a bending edge. The bending edge connects the horizontally arranged on the body support area with the upwardly bent contact area of the contact spring. Metals are well suited as a material of the contact spring, since they are electrically conductive and on the one hand can be plastically deformed so that the contact area is always bent upwards, and on the other hand, the deformation by lightly pressing the contact spring to a component or the component to the contact spring represents an elastic, often repeatable deformation of the contact area.

In einer Ausführungsform umfasst der Messkopf eine Ausnehmung durch den Grundkörper im zentralen Bereich. Die Biegekante einer Kontaktfeder oder die Biegekanten einer oder mehrerer auf dem Grundkörper angeordneter Kontaktfedern kann entlang des Rands der Ausnehmung ausgerichtet sein. Die Ausnehmung ist vorzugsweise polygonförmig. Das heißt, ihr Randbereich weist geradlinige Abschnitte auf der Oberfläche des Grundkörpers auf. Diese geradlinigen Bereiche stimmen vorzugsweise mit den Biegekanten der Kontaktfedern überein.In one embodiment, the measuring head comprises a recess through the base body in the central region. The bending edge of a contact spring or the bending edges of one or more arranged on the body contact springs may be aligned along the edge of the recess. The recess is preferably polygonal. That is, their edge region has rectilinear portions on the surface of the main body. These rectilinear regions preferably coincide with the bending edges of the contact springs.

In einer Ausführungsform ist die Ausnehmung durch den Grundkörper rechteckig ausgeführt. Alternativ kommen auch dreieckige, fünfeckige, sechseckige und achteckige Ausnehmungen in Frage.In one embodiment, the recess is made rectangular by the main body. Alternatively, triangular, pentagonal, hexagonal and octagonal recesses come into question.

In einer Ausführungsform umfasst der Messkopf eine zweite Kontaktfeder. Der Auflagebereich der zweiten Kontaktfeder liegt auf einem Randbereich auf der Unterseite des Grundkörpers auf. Der Kontaktbereich der zweiten Kontaktfeder ragt durch eine Ausnehmung im zentralen Bereich hindurch, sodass der Kontaktbereich in einem Abstand über der Oberseite des Grundkörpers angeordnet ist. Mit anderen Worten: Der Messkopf umfasst zwei Ebenen, von denen aus sich Kontaktfedern mit ihren Kontaktbereichen nach oben erstrecken. Dadurch ist die Möglichkeit, Anschlusspads auf einem zu testenden Bauelement zu kontaktieren, deutlich verbessert. Ein solcher Messkopf weist gegenüber bekannten Kontaktierungsvorrichtungen also weitere Freiheitsgrade zur Anordnung der Kontaktfedern auf.In one embodiment, the measuring head comprises a second contact spring. The support region of the second contact spring rests on an edge region on the underside of the base body. The contact region of the second contact spring protrudes through a recess in the central region, so that the contact region is arranged at a distance above the upper side of the main body. In other words, the measuring head comprises two levels, from which contact springs extend with their contact areas upwards. This is the result Possibility to contact pads on a device to be tested, significantly improved. Such a measuring head therefore has more degrees of freedom for arranging the contact springs than known contacting devices.

In einer Ausführungsform umfasst der Messkopf eine dritte Feder, nämlich eine Abschirmfeder, mit einem dritten Auflagebereich und einem Abschirmbereich. Der dritte Auflagebereich ist auf dem Randbereich der Oberseite oder auf dem Randbereich der Unterseite des Grundkörpers angeordnet. Der Abschirmbereich der Abschirmfeder ist relativ zur ersten Kontaktfeder unter deren erstem Kontaktbereich oder relativ zur zweiten Kontaktfeder über deren zweitem Kontaktbereich angeordnet. Der Abschirmbereich ist galvanisch vom Kontaktbereich der Kontaktfeder getrennt. Eine solche Abschirmfeder als Teil des Messkopfs ist gut geeignet, um signalführende Kontaktfedern zu isolieren; eine (unerwünschte) elektromagnetische Kopplung signalführender Kontaktfedern wird somit deutlich verringert. Die Abschirmfeder kann mit Masse verschaltet sein. Sie kann mit der Masse einer Testvorrichtung verschaltet sein. Sie kann ein Massekontaktpad des zu testenden Bauelements berühren. Sie kann ein Kontaktpad des DUT berühren. Ihr Abschirmbereich kann aber auch nur zur Abschirmung vorgesehen sein, kein Kontaktpad berühren sondern ohne Kontakt nach oben zu ragen.In one embodiment, the measuring head comprises a third spring, namely a shielding spring, with a third support area and a shielding area. The third bearing area is arranged on the edge area of the upper side or on the edge area of the lower side of the base body. The shielding region of the shielding spring is arranged relative to the first contact spring under its first contact region or relative to the second contact spring via its second contact region. The shielding area is galvanically isolated from the contact area of the contact spring. Such a shielding spring as part of the measuring head is well suited to isolate signal-carrying contact springs; an (unwanted) electromagnetic coupling signal-carrying contact springs is thus significantly reduced. The shielding spring can be connected to ground. It can be interconnected with the mass of a test device. It can touch a ground contact pad of the device under test. It can touch a contact pad of the DUT. But their shielding can also be provided only for shielding, touching a contact pad but without contact to protrude upwards.

In einer Ausführungsform umfasst der Messkopf eine Hilfsfeder mit einem vierten Auflagebereich und einem Hilfskontaktbereich. Der vierte Auflagebereich ist auf dem Randbereich der Oberseite oder auf dem Randbereich der Unterseite des Grundkörpers angeordnet. Der Hilfskontaktbereich ist relativ zur ersten Kontaktfeder unter deren (erstem) Kontaktbereich angeordnet und drückt von unten gegen den ersten Kontaktbereich. Eine solche Hilfsfeder kann zwei Aufgaben erfüllen. Zum einen kann sie die mechanische Anpresskraft zwischen dem Kontaktbereich und einem Anschlusspad des Bauelements erhöhen. Zum anderen kann sie den ohmschen Widerstand der Kontaktierung verringern, weil sie eine Parallelschaltung und damit einen Alternativpfad für elektrische Signale darstellt.In one embodiment, the measuring head comprises an auxiliary spring with a fourth support area and an auxiliary contact area. The fourth bearing area is arranged on the edge area of the upper side or on the edge area of the underside of the main body. The auxiliary contact region is arranged relative to the first contact spring under its (first) contact region and presses from below against the first contact region. Such an auxiliary spring can fulfill two tasks. On the one hand, it can increase the mechanical contact force between the contact region and a connection pad of the component. On the other hand, it can reduce the ohmic resistance of the contact because it represents a parallel circuit and thus an alternative path for electrical signals.

In einer Ausführungsform weist der Messkopf eine auf seiner Oberseite angeordnete Kontaktfeder mit einer Ausnehmung im Kontaktbereich auf. Durch die Ausnehmung im Kontaktbereich ragt eine an der Unterseite angeordnete zweite Kontaktfeder. Vorteilhaft ist dabei, dass die obere Kontaktfeder breit ausgeführt sein kann und dadurch eine hohe Anpresskraft ermöglicht, ohne untere Kontaktfedern durch eine große Fläche zu blockieren.In one embodiment, the measuring head has a contact spring arranged on its upper side with a recess in the contact region. Through the recess in the contact region protrudes disposed on the underside second contact spring. It is advantageous that the upper contact spring can be made wide and thereby allows a high contact pressure without blocking lower contact springs by a large area.

In einer Ausführungsform umfasst der Messkopf zwei Federn, deren Auflagebereiche nebeneinander auf dem Randbereich der Oberseite oder Unterseite angeordnet sind, deren Kontaktbereiche jedoch vertikal übereinander angeordnet sind. Die Kontaktbereiche berühren einander nicht, wenn sie durch ein Andrücken an ein elektrisches Bauelement oder Modul elastisch verformt sind. Eine der beiden Kontaktfedern kann dabei eine Abschirmfeder sein.In one embodiment, the measuring head comprises two springs whose bearing areas are arranged side by side on the edge region of the top or bottom, but whose contact areas are arranged vertically one above the other. The contact areas do not touch each other when they are elastically deformed by pressing against an electrical component or module. One of the two contact springs can be a shielding spring.

In einer Ausführungsform ist eine Kontaktfeder mit Masse verschaltet. In einer Ausführungsform umfasst der Grundkörper eine Leiterplatte. Zumindest eine oder mehrere oder alle der Kontaktfedern umfassen ein Material, das ausgewählt ist aus Kupfer, Beryllium, Wolfram, Gold und Silber. Insbesondere Kupferlegierungen, Berylliumlegierungen und Wolframlegierungen sind als Federmaterialien geeignet, da sie eine gute Elastizität und gute elektrische Leitfähigkeit aufweisen. In einer Ausführungsform weisen die Kontaktfedern des Messkopfs eine Länge zwischen 0,5 und 5 mm, eine Dicke zwischen 50 und 150 µm und eine Breite zwischen 100 und 500 µm auf. Der Grundkörper des Messkopfs kann rund sein und einen Durchmesser zwischen 35 und 55 mm haben. Der Grundkörper kann ein PCB (Printed Circuit Board = Leiterplatine) mit z.B. 45mm Durchmesser sein.In one embodiment, a contact spring is connected to ground. In an embodiment, the base body comprises a printed circuit board. At least one or more or all of the contact springs comprise a material selected from copper, beryllium, tungsten, gold and silver. In particular, copper alloys, beryllium alloys and tungsten alloys are suitable as spring materials since they have good elasticity and good electrical conductivity. In one embodiment, the contact springs of the measuring head have a length between 0.5 and 5 mm, a thickness between 50 and 150 μm and a width between 100 and 500 μm. The main body of the measuring head can be round and have a diameter between 35 and 55 mm. The main body can be a PCB (Printed Circuit Board) with e.g. 45mm diameter.

In einer Ausführungsform umfasst der Messkopf eine Ausnehmung, z. B. eine polygonförmige Ausnehmung, im zentralen Bereich durch den Grundkörper. Eine Kontaktfeder ist mit ihrem Auflagebereich auf der Unterseite des Grundkörpers angeordnet. Ihr Kontaktbereich ragt in die Ausnehmung und schließt mit der Unterseite des Grundkörpers oder der Oberseite des Grundkörpers einen Winkel α ein, wobei 15° ≤ α ≤ 75° ist. Es ist auch möglich, dass für α gilt: 15° ≤ α S 25° oder 25° ≤ α ≤ 30° oder 30° ≤ α ≤ 45° oder 45° ≤ α ≤ 75°.In one embodiment, the measuring head comprises a recess, for. B. a polygonal recess, in the central region through the body. A contact spring is arranged with its support area on the underside of the base body. Their contact area protrudes into the recess and encloses an angle α with the underside of the main body or of the upper side of the main body, wherein 15 ° ≤ α ≤ 75 °. It is also possible for α to hold: 15 ° ≦ α S 25 ° or 25 ° ≦ α ≦ 30 ° or 30 ° ≦ α ≦ 45 ° or 45 ° ≦ α ≦ 75 °.

In einer Ausführungsform liegt der Hub des Kontaktbereichs zwischen 25 und 100 µm. Der Hub entspricht dabei der Differenz der Abstände zwischen Bauelement und Messkörper und zwar einerseits im relaxierten, d. h. nicht elastisch verbogenen, Zustand und andererseits im Zustand der zur Kontaktierung vorgesehenen Anpressung an das Bauelement. Mit anderen Worten: Der Hub entspricht dem Anpressweg bei der Kontaktierung.In one embodiment, the stroke of the contact region is between 25 and 100 μm. The stroke corresponds to the difference between the distances between the component and the measuring body and on the one hand in the relaxed, d. H. not elastically bent, state and on the other hand in the state of contact provided for pressing against the device. In other words, the stroke corresponds to the contact pressure when contacting.

In einer Ausführungsform ist der Messkopf über Koaxialleitungen mit einem Mehrtornetzwerkanalysator der Testumgebung verschaltet.In one embodiment, the probe is connected via coaxial lines to a multiturn network analyzer of the test environment.

In einer Ausführungsform drückt ein Kontaktbereich einer Kontaktfeder gegen ein Anschlusspad eines zu testenden elektrischen Bauelements, wodurch ein Mehrtornetzwerkanalysator mit dem Bauelement verschaltet wird.In one embodiment, a contact region of a contact spring presses against a terminal pad of an electrical device to be tested, thereby interconnecting a multiturn network analyzer to the device.

In einer Ausführungsform umfasst der Messkopf einen Bezugspotenzial-Körper. Dieser kann ein Körper mit einer elektrisch leitenden Oberfläche sein. Er kann unterhalb der Kontaktbereiche aller oder einzelner Kontaktfedern angeordnet sein. Der Bezugspotenzial-Körper kann mit dem Bezugspotenzial des Messkopfes, z. B. mit Masse, verschaltet sein. Ein solcher Bezugspotenzial-Körper kann das unerwünschte Koppeln unterschiedlicher Kontaktfedern vermindern oder verhindern.In an embodiment, the probe comprises a reference potential body. This one can Be body with an electrically conductive surface. It can be arranged below the contact areas of all or individual contact springs. The reference potential body can be connected to the reference potential of the measuring head, for. B. with ground, be connected. Such a reference potential body can reduce or prevent the unwanted coupling of different contact springs.

Im Folgenden wird der Messkopf anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine Ausführungsform mit einer Kontaktfeder auf einem Grundkörper,
  • 2 einen Grundkörper mit Ausnehmung und zwei Kontaktfedern,
  • 3 einen Grundkörper mit Kontaktfedern auf seiner Ober- und seiner Unterseite,
  • 4A das Profil einer Kontaktfeder,
  • 4B das Profil einer Kontaktfeder mit einer Biegung im Kontaktbereich,
  • 4C das Profil einer Kontaktfeder mit zwei Biegekanten im Kontaktbereich,
  • 4D das Profil einer Kontaktfeder mit einer Biegekante im Kontaktbereich,
  • 5 eine Anordnung verschieden geformter Kontaktfedern auf einem Grundkörper,
  • 6 verschiedene Kontaktfedern mit verschieden geformten Auflagebereichen und Kontaktbereichen,
  • 7 verschiedene Kontaktfedern mit verschieden geformten Auflagebereichen und Kontaktbereichen,
  • 8A eine Ansicht eines Messkopfes mit einem Bezugspotenzial-Körper,
  • 8B eine Ansicht eines Messkopfes mit einem Bezugspotenzial-Körper,
  • 8C eine Ansicht eines Messkopfes mit einem Bezugspotenzial-Körper,
  • 8D eine Ansicht eines Messkopfes mit einem Bezugspotenzial-Körper,
  • 8E eine Ansicht eines Messkopfes mit einem Bezugspotenzial-Körper,
  • 8F eine Ansicht eines Messkopfes mit einem Bezugspotenzial-Körper,
  • 8G eine Ansicht eines Messkopfes mit einem Bezugspotenzial-Körper,
The measuring head will be explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and associated schematic figures. Show it:
  • 1 an embodiment with a contact spring on a base body,
  • 2 a basic body with a recess and two contact springs,
  • 3 a body with contact springs on its top and bottom,
  • 4A the profile of a contact spring,
  • 4B the profile of a contact spring with a bend in the contact area,
  • 4C the profile of a contact spring with two bending edges in the contact area,
  • 4D the profile of a contact spring with a bending edge in the contact area,
  • 5 an arrangement of differently shaped contact springs on a base body,
  • 6 various contact springs with differently shaped contact areas and contact areas,
  • 7 various contact springs with differently shaped contact areas and contact areas,
  • 8A a view of a measuring head with a reference potential body,
  • 8B a view of a measuring head with a reference potential body,
  • 8C a view of a measuring head with a reference potential body,
  • 8D a view of a measuring head with a reference potential body,
  • 8E a view of a measuring head with a reference potential body,
  • 8F a view of a measuring head with a reference potential body,
  • 8G a view of a measuring head with a reference potential body,

1 zeigt die Anordnung einer Kontaktfeder KF auf einem Grundkörper G eines Messkopfs M. Der Grundkörper G umfasst einen zentralen Bereich ZB und einen Randbereich RB. Die Kontaktfeder KF umfasst einen Auflagebereich AB, mit dem sie auf dem Randbereich RB des Grundkörpers G angeordnet ist. Der Kontaktbereich KB der Kontaktfeder KF ragt in einem Winkel α relativ zur Oberseite O des Grundkörpers G nach oben. Dadurch ist der Kontaktbereich KB in einem Abstand über der Oberseite O angeordnet. Der Messkopf M und das zu messende DUT werden im Falle eines Tests eines zu testenden Bauelements (hier nicht gezeigt) so gegeneinander gedrückt, dass der Kontaktbereich KB der Kontaktfeder KF gegen ein Anschlusspad des Bauelements drückt und somit eine elektrische Verschaltung zwischen dem Bauelement und dem Messkopf M hergestellt ist. 1 shows the arrangement of a contact spring KF on a base body G a measuring head M , The main body G includes a central area For example, and a border area RB , The contact spring KF includes a support area FROM with which they are on the edge area RB of the basic body G is arranged. The contact area KB the contact spring KF protrudes at an angle α relative to the top O of the basic body G up. This is the contact area KB at a distance above the top O arranged. The measuring head M and the DUT to be measured are pressed against each other in the case of a test of a device under test (not shown here) so that the contact area KB the contact spring KF presses against a terminal pad of the device and thus an electrical interconnection between the device and the measuring head M is made.

2 zeigt einen Grundkörper G mit einer Ausnehmung A im zentralen Bereich ZB durch den Grundkörper G. Auf der Oberseite des Randbereichs ist eine Kontaktfeder KF angeordnet. Links an der Unterseite des Randbereichs ist eine weitere Kontaktfeder KF2 angeordnet. Der Kontaktbereich KB der linken Kontaktfeder KF2 ist trapezförmig. Er verjüngt sich von der Biegekante BK zum Ende des Kontaktbereichs hin. 2 shows a main body G with a recess A in the central area For example, through the main body G , On the top of the edge region is a contact spring KF arranged. Left at the bottom of the edge area is another contact spring KF2 arranged. The contact area KB the left contact spring KF2 is trapezoidal. He tapers from the bending edge BK towards the end of the contact area.

3 zeigt einen Querschnitt durch einen Messkopf M und ein darüber angeordnetes Bauelement BE. Der Grundkörper G umfasst Kontaktfedern sowohl auf seiner Ober- als auch auf seiner Unterseite. Der Kontaktbereich KB einer der unteren Kontaktfedern kontaktiert das Bauelement BE. Die zweite Feder HIF stellt eine Hilfsfeder dar, deren Hilfsbereich HIB von unten gegen den Kontaktbereich KB einer der oberen Kontaktfedern drückt. 3 shows a cross section through a measuring head M and a component arranged above it BE , The main body G includes contact springs on both its top and bottom. The contact area KB one of the lower contact springs contacts the device BE , The second spring HIF represents an auxiliary spring, whose auxiliary area HIB from below against the contact area KB one of the upper contact springs presses.

4A illustriert eine Grundform einer Kontaktfeder KF mit einem Auflagebereich AB, einem Kontaktbereich KB sowie einer Biegekante BK, die den Kontaktbereich KB mit dem Auflagebereich AB verbindet. 4A illustrates a basic form of a contact spring KF with a support area FROM , a contact area KB and a bending edge BK that the contact area KB with the support area FROM combines.

4B zeigt eine Ausführungsform einer Kontaktfeder KF, die in ihrem Kontaktbereich KB eine zweite Biegekante BK2 aufweist. Im Fall der Kontaktierung mit einem Anschlusspad eines Bauelements berührt die Biegekante BK2 das Anschlusspad. 4B shows an embodiment of a contact spring KF who are in their contact area KB a second bending edge BK2 having. In the case of contacting with a connection pad of a component touches the bending edge BK2 the connection pad.

4C zeigt eine Ausführungsform einer Kontaktfeder KF mit zwei Biegekanten BK2, BK3 im Kontaktbereich KB. Die Biegungen zwischen den Segmenten des Kontaktbereichs können so ausgestaltet sein, dass im Falle der Kontaktierung, d. h. bei Verformung des Kontaktbereichs, der Kontaktbereich flächig mit einer Kontaktfläche KFL mit einem Anschlusspad eines Bauelements verschaltet ist. 4C shows an embodiment of a contact spring KF with two bending edges BK2 . BK3 in the contact area KB , The bends between the segments of the contact region can be designed so that in the case of contacting, ie, upon deformation of the contact region, the contact region flat with a contact surface KFL is connected to a connection pad of a device.

Die Ausgestaltungen der 4B und 4C unterscheiden sich dahingehend, dass der Kontakt der Feder der 4C mit einem Anschlusspad flächig ausgeführt werden kann. Im Gegensatz dazu berührt die Kontaktfeder der 4B ein Anschlusspad im Wesentlichen mit seiner Biegekante. Dann ist, bei gleicher Anpresskraft, die Berührungsfläche verkleinert und der Anpressdruck erhöht.The embodiments of 4B and 4C differ in that the contact of the spring of 4C can be made flat with a connection pad. In contrast to touches the contact spring of 4B a connection pad essentially with its bending edge. Then, with the same contact force, the contact area is reduced and increases the contact pressure.

4D zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Kontaktfeder, bei der der Kontaktbereich eine Biegung oder eine Biegekante aufweist. Der endständige Teil der Kontaktfeder ist dabei steiler nach oben gebogen als der mit dem Auflagebereich verbundene Teil der Kontaktfeder. 4D shows a further embodiment of a contact spring, wherein the contact region has a bend or a bending edge. The terminal part of the contact spring is bent more steeply upwards than the part of the contact spring connected to the contact area.

5 zeigt mögliche Formgebungen des Kontaktbereichs, die aus Vereinfachungsgründen auf dem selben Grundkörper G dargestellt sind. Ein erster Kontaktbereich KBA verläuft in einem ersten Abschnitt mit einer ersten Breite, welche der Breite der Kontaktfeder im Auflagebereich entsprechen kann. In einem zweiten Abschnitt ist die Breite des Kontaktbereichs verringert. 5 shows possible shapes of the contact area, the sake of simplification on the same body G are shown. A first contact area KBA extends in a first portion having a first width, which may correspond to the width of the contact spring in the support area. In a second section, the width of the contact area is reduced.

Der zweite Kontaktbereich KBB umfasst eine Ausnehmung AU. Durch diese Ausnehmung kann beispielsweise ein Kontaktbereich einer auf der Unterseite des Grundkörpers angeordneten Kontaktfeder nach oben ragen.The second contact area KBB includes a recess AU. Through this recess, for example, a contact region of a arranged on the underside of the body contact spring project upwards.

Die Kontaktbereiche KBC und KBD gehören zu Kontaktfedern, deren Auflagebereiche nebeneinander auf dem Randbereich RB des Grundkörpers G des Messkopfs M angeordnet sind. Dabei ist die Feder mit dem Kontaktbereich KBC auf der Oberseite und die Feder mit dem Kontaktbereich KBD auf der Unterseite des Grundkörpers G angeordnet. Die Kontaktfedern können aber auch beide nebeneinander auf der Oberseite oder an der Unterseite des Grundkörpers angeordnet sein. Ihre Form ermöglicht es, z. B. bei unterschiedlichen Biegewinkeln, dass die Kontaktbereiche KBC und KBD überlappen. So kann beispielsweise der Kontaktbereich KBD einen Abschirmbereich einer Abschirmfeder darstellen, der den Kontaktbereich KBC von den Kontaktbereichen anderer Kontaktfedern elektromagnetisch entkoppelt.The contact areas KBC and KBD belong to contact springs whose bearing areas next to each other on the edge area RB of the basic body G of the measuring head M are arranged. Here is the spring with the contact area KBC on the top and the spring with the contact area KBD on the bottom of the main body G arranged. But the contact springs can also both be arranged side by side on the top or on the underside of the base body. Their shape makes it possible, for. B. at different bending angles that the contact areas KBC and KBD overlap. For example, the contact area KBD represent a shielding area of a shielding spring, which is the contact area KBC Electromagnetically decoupled from the contact areas of other contact springs.

6 zeigt weitere mögliche Ausgestaltungen der Kontaktfedern KF, die aus Vereinfachungsgründen auf demselben Grundkörper G dargestellt sind. Die Kontaktfedern können Kontaktbereiche aufweisen, welche sich von der Biegekante hin zur zum Kontaktieren vorgesehenen Stelle verjüngen oder verbreitern. Kontaktbereiche können mehr als eine zum Kontaktieren vorgesehene Stelle oder Ausnehmungen aufweisen. Die Breite der Kontaktfeder kann an der Biegekante einen Sprung aufweisen und breiter oder schmäler werden. Der Kontaktbereich kann Bereiche, in denen die Breite konstant ist, und Bereiche, in denen die Breite variiert, umfassen. Insbesondere kann die Form der Kontaktfedern so ausgestaltet sein, dass eine elektromagnetische Kopplung zwischen unterschiedlichen Federn minimiert ist. 6 shows further possible embodiments of the contact springs KF , for simplicity's sake, on the same basic body G are shown. The contact springs may have contact areas, which taper or widen from the bending edge towards the point provided for contacting. Contact areas may have more than one intended for contacting site or recesses. The width of the contact spring may have a crack at the bending edge and be wider or narrower. The contact area may include areas in which the width is constant and areas in which the width varies. In particular, the shape of the contact springs can be designed so that an electromagnetic coupling between different springs is minimized.

7 zeigt weitere mögliche Ausgestaltungen der Kontaktfedern KF, die aus Vereinfachungsgründen auf demselben Grundkörper dargestellt sind. Exemplarisch sind drei nebeneinander angeordnete Kontaktfedern KF durch Bezugszeichen „KF“ gekennzeichnet. Die Kontaktfedern können in Gruppen angeordnet sein, wobei die Kontaktfedern einer Gruppe untereinander einen geringeren Abstand zueinander als zu Kontaktfedern anderer Gruppen aufweisen. 7 shows further possible embodiments of the contact springs KF , which are shown for reasons of simplification on the same body. Exemplary are three side by side arranged contact springs KF denoted by reference symbol "KF". The contact springs may be arranged in groups, wherein the contact springs of a group have a smaller distance from one another than to contact springs of other groups.

8A zeigt einen Querschnitt durch einen Messkopf M. Der Messkopf M umfasst ferner einen Bezugspotenzial-Körper BPK. Dieser kann einen Körper mit einer elektrisch leitenden Oberfläche umfassen und unterhalb der Kontaktbereiche angeordnet sein. Der Bezugspotenzial-Körper kann massiv aus einem Metall ausgestaltet sein. Er kann eine Legierung umfassen. Er kann pyramidenstumpfförmig sein und er kann Gold umfassen. Der Bezugspotenzial-Körper BPK kann mit dem Bezugspotenzial des Messkopfes, z. B. mit Masse, verschaltet sein. Er ist möglichst nahe an den Kontaktbereichen der Kontaktfedern angeordnet, jedoch vorzugsweise ohne diese während der Messung zu berühren. Der Bezugspotenzial-Körper BPK kann dabei durch verschieden breite Spalte von den Federn beabstandet sein. Dann wirkt der Bezugspotenzial-Körper BPK als Bezugspotenzial für elektrische Signale, die in den Kontaktfedern propagieren. Der Bezugspotenzial-Körper BPK kann auf diese Weise die Impedanzanpassung bei propagierenden HF-Signalen deutlich verbessern. 8A shows a cross section through a measuring head M , The measuring head M further includes a reference potential body BPK , This may comprise a body with an electrically conductive surface and be arranged below the contact areas. The reference potential body may be solidly formed of a metal. It can include an alloy. It may be truncated pyramidal and may include gold. The reference potential body BPK can with the reference potential of the measuring head, z. B. with ground, be connected. It is arranged as close as possible to the contact regions of the contact springs, but preferably without touching them during the measurement. The reference potential body BPK can be spaced by different width column of the springs. Then the reference potential body acts BPK as a reference potential for electrical signals that propagate in the contact springs. The reference potential body BPK can significantly improve the impedance matching in propagating RF signals in this way.

8B zeigt einen Querschnitt durch einen Messkopf M mit einem Bezugspotenzial-Körper BPK, wobei der Grundkörper G des Messkopfs M auf der Oberseite und auf der Unterseite des Grundkörpers angeordnete Kontaktfedern aufweist. Die Kontaktbereiche KB der Kontaktfedern kontaktieren das Bauelement BE. 8B shows a cross section through a measuring head M with a reference potential body BPK , where the main body G of the measuring head M Has arranged on the top and on the underside of the body arranged contact springs. The contact areas KB the contact springs contact the device BE ,

8C zeigt einen Querschnitt durch einen Messkopf M mit einem Bezugspotenzial-Körper BPK, wobei der Bezugspotenzial-Körper mehrere Nuten NU umfasst, deren Verläufe an den Verlauf der Kontaktbereiche der Kontaktfedern angepasst sind. Eine Nut NU kann dabei eine Wand W oder zwei Wände W umfassen. Eine Nut kann auch nach einer Seite offen sein und genau eine Wand W umfassen. In 8C sind die Seitenwände der Nuten NU gezeigt. Ein Kontaktbereich kann dann in einer Nut angeordnet sein, ohne den Bezugspotenzial-Körper zu berühren. Somit ist der Kontaktbereich nicht nur nach unten sondern auch seitlich besser vor Kopplungen mit Kontaktbereichen anderer Kontaktfedern geschützt. Der Bezugspotenzial-Körper kann ganz oder teilweise mit einem Dielektrikum beschichtet sein. Ein Dielektrikum kann lokal auf dem Bezugspotenzial-Körper angeordnet sein, um ein ungewolltes Kontaktieren eines Kontaktbereich zu verhindern. 8C shows a cross section through a measuring head M with a reference potential body BPK wherein the reference potential body has a plurality of grooves NU includes, whose gradients are adapted to the course of the contact areas of the contact springs. A groove NU can do a wall W or two walls W include. A groove can also be open to one side and exactly one wall W include. In 8C are the sidewalls of the grooves NU shown. A contact region may then be disposed in a groove without touching the reference potential body. Thus, the contact area is better protected not only downwards but also laterally against couplings with contact areas of other contact springs. The reference potential body may be completely or partially coated with a dielectric. A dielectric may be disposed locally on the reference potential body to prevent accidental contact of a contact area.

8D zeigt einen Querschnitt durch einen Messkopf M mit einer Nut NU in einem Bezugspotenzial-Körper BPK. Der Kontaktbereich einer unteren Kontaktfeder KF verläuft zu einem großen Teil in der Nut NU im Bezugspotenzial-Körper BPK. Zwischen der Kontaktfeder mit dem Kontaktbereich KF, deren Auflagebereich an der Unterseite des Grundkörpers angeordnet ist, und dem Bezugspotenzial-Körper ist eine Freisparung vorgesehen. Der Auflagebereich der Kontaktfeder berührt den Bezugspotenzial-Körper nicht. Der Kontaktbereich einer oberen Kontaktfeder verläuft zu einem kleineren Teil in der Nut NU im Bezugspotenzial-Körper BPK. 8D shows a cross section through a measuring head M with a groove NU in a reference potential body BPK , The contact area of a lower contact spring KF runs to a large extent in the groove NU in the reference potential body BPK , Between the contact spring with the contact area KF whose support area is arranged on the underside of the base body, and the reference potential body is provided a cutout. The contact area of the contact spring does not touch the reference potential body. The contact region of an upper contact spring extends to a smaller extent in the groove NU in the reference potential body BPK ,

8E zeigt einen Querschnitt durch einen Messkopf M mit einem Bezugspotenzial-Körper BPK. An dem Bezugspotenzial-Körper BPK ist eine weitere Feder F, welche das Bauelement BE kontaktiert, angeordnet. 8E shows a cross section through a measuring head M with a reference potential body BPK , At the reference potential body BPK is another spring F, which is the device BE contacted, arranged.

8F zeigt einen Querschnitt durch einen Messkopf M mit einem Bezugspotenzial-Körper BPK. Im Bezugspotenzial-Körper BPK sind Öffnungen PP zur Aufnahme gefederter Kontaktstifte KS angeordnet. Ein Kontaktstift KS kontaktiert das Bauelement BE. Ein anderer Kontaktstift KS kontaktiert den Kontaktbereich einer Kontaktfeder elektrisch oder stützt ihn mechanisch. 8F shows a cross section through a measuring head M with a reference potential body BPK , In the reference potential body BPK are openings PP for receiving spring-loaded contact pins KS arranged. A contact pin KS contacts the device BE , Another contact pin KS contacts the contact area of a contact spring electrically or mechanically supports it.

Ein Kontaktstift kann ein handelsüblicher gefederter Kontaktstift sein.A contact pin may be a commercially available spring-loaded contact pin.

8G zeigt einen Querschnitt durch einen Messkopf M mit einem Bezugspotenzial-Körper BPK. Der Bezugspotenzial-Körper BPK umfasst massive Spitzen MS an seiner Oberseite, welche einen elektrischen oder einen mechanischen Kontakt zu einem Bauelement BE herstellen. Das direkte Aufsetzen des Bauelements auf den Bezugspotenzial-Körper kann durch mechanische oder elektrische Mechanismen kontrolliert werden. Insbesondere die Anpresskraft kann elektrisch oder mechanisch gesteuert, geregelt oder begrenzt werden. 8G shows a cross section through a measuring head M with a reference potential body BPK , The reference potential body BPK includes massive peaks MS on its upper side, which makes electrical or mechanical contact with a component BE produce. The direct placement of the device on the reference potential body can be controlled by mechanical or electrical mechanisms. In particular, the contact pressure can be electrically or mechanically controlled, regulated or limited.

Die Verwendung eines gefederten Kontaktstifts in einem erfindungsgemäßen Messkopf ist nicht auf die Anwesenheit von Bezugspotenzial-Körpern angewiesen.The use of a spring-loaded contact pin in a measuring head according to the invention is not dependent on the presence of reference potential bodies.

Ein Messkopf ist nicht auf eine der beschriebenen oder dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Variationen, welche z. B. noch weitere Kontaktfedern in weiteren Lagen, z. B. dritten oder vierten Lagen, eines mehrlagigen Grundkörpers, weitere Formvarianten von Kontaktbereichen oder Auflagebereichen, weitere Ausnehmungen im Grundkörper oder beliebige Kombinationen daraus umfassen, stellen ebenso erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele dar. Insbesondere stellen auch Messköpfe mit davon abweichend geformten Kontaktfedern erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele dar.A measuring head is not limited to one of the embodiments described or illustrated. Variations, which z. B. even more contact springs in other positions, z. B. third or fourth layers, a multilayer main body, further form variants of contact areas or support areas, further recesses in the body or any combinations thereof include, represent embodiments of the invention also represent. In particular, also provide measuring heads with deviating shaped contact springs embodiments of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

A:A:
Ausnehmungrecess
AB:FROM:
Auflagebereichsupport area
AF:AF:
AbschirmfederAbschirmfeder
BE:BE:
elektrisches oder elektronisches Bauelementelectrical or electronic component
BK,BK,
BK1, BK2: Biegekante BK1 . BK2 : Bending edge
BPK:BPK:
Bezugspotenzial-KörperReference potential body
G:G:
Grundkörperbody
HIB:HIB:
Hilfsbereichauxiliary area
HIF:HIF:
Hilfsfederauxiliary spring
KB, KBA, KBB, KBC, KBD:KB, KBA, KBB, KBC, KBD:
Kontaktbereichcontact area
KF, KF2:KF, KF2:
Kontaktfedercontact spring
KFL:KFL:
Kontaktflächecontact area
KS:KS:
Kontaktstiftpin
M:M:
Messkopfprobe
MS:MS:
massive Spitzemassive top
NU:NU:
Nutgroove
O:O:
Oberseitetop
PP:PP:
Öffnung zur Aufnahme eines gefederten KontaktstiftsOpening for receiving a spring-loaded contact pin
RB:RB:
Randbereichborder area
W:W:
Wand einer NutWall of a groove
ZB:For example:
zentraler Bereichcentral area

Claims (15)

Messkopf (M) - mit einem Grundkörper (G), der auf einer Oberseite (O) einen zentralen Bereich (ZB) sowie einen den zentralen Bereich umschließenden Randbereich (RB) aufweist, - mit einer Kontaktfeder (KF), die einen Auflagebereich (AB), mit dem sie auf dem Randbereich (RB) des Grundkörpers (G) aufliegt, und einen Kontaktbereich (KB) aufweist, - mit einer Ausnehmung (A) durch den Grundkörper (G) im zentralen Bereich (ZB), - mit einer zweiten Kontaktfeder (KF2), wobei - der Kontaktbereich (KB) der Kontaktfeder (KF) in einem Abstand über der Oberseite (O) angeordnet ist, - die zweite Kontaktfeder (KF2) einen zweiten Auflagebereich (AB) aufweist, mit dem sie auf einem Randbereich (RB) auf einer Unterseite des Grundkörpers (G) aufliegt, - die zweite Kontaktfeder (KF2) einen zweiten Kontaktbereich (KB) aufweist, der durch die Ausnehmung (A) im zentralen Bereich (ZB) ragt und in einem Abstand über der Oberseite (O) angeordnet ist.Measuring head (M) - with a base body (G) having on a top (O) a central region (ZB) and a peripheral region surrounding the central region (RB), - with a contact spring (KF), a support area (AB ), with which it rests on the edge region (RB) of the base body (G), and has a contact area (KB), - with a recess (A) through the base body (G) in the central region (ZB), - with a second contact spring (KF2), wherein - the contact region (KB) of the contact spring (KF) at a distance above the top (O) is, - the second contact spring (KF2) has a second bearing region (AB), with which it rests on an edge region (RB) on an underside of the base body (G), - the second contact spring (KF2) has a second contact region (KB) which projects through the recess (A) in the central region (ZB) and is arranged at a distance above the upper side (O). Messkopf nach dem vorherigen Anspruch, wobei die Kontaktfeder (KF) zwischen dem Auflagebereich (AB) und dem Kontaktbereich (KB) eine Biegekante (BK) umfasst.Measuring head according to the preceding claim, wherein the contact spring (KF) between the support area (AB) and the contact area (KB) comprises a bending edge (BK). Messkopf nach einem der vorherigen Ansprüche mit einer polygonförmigen Ausnehmung (A) durch den Grundkörper (G) im zentralen Bereich (ZB).Measuring head according to one of the preceding claims with a polygonal recess (A) through the base body (G) in the central region (ZB). Messkopf nach dem vorherigen Anspruch mit einer rechteckigen Ausnehmung (A) durch den Grundkörper (GK) im zentralen Bereich (ZB).Measuring head according to the preceding claim with a rectangular recess (A) through the main body (GK) in the central region (ZB). Messkopf nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend - einer Abschirmfeder mit einem dritten Auflagebereich und einem Abschirmbereich (KBD), wobei - der dritte Auflagebereich auf dem Randbereich (RB) der Oberseite (O) oder auf dem Randbereich (RB) der Unterseite des Grundkörpers (G) angeordnet ist und - der Abschirmbereich (KBD) der Abschirmfeder unter dem ersten Kontaktbereich (KBC) der Kontaktfeder oder über dem zweiten Kontaktbereich der zweiten Kontaktfeder angeordnet ist und galvanisch vom Kontaktbereich (KBC) getrennt ist.Measuring head according to one of the preceding claims, comprising - A shielding spring with a third support area and a shielding area (KBD), wherein - The third bearing area on the edge region (RB) of the top (O) or on the edge region (RB) of the underside of the base body (G) is arranged and - The shielding (KBD) of the shielding spring under the first contact region (KBC) of the contact spring or over the second contact region of the second contact spring is arranged and is electrically isolated from the contact region (KBC). Messkopf nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend - eine Hilfsfeder (HIF) mit einem vierten Auflagebereich und einem Hilfsbereich (HIB), wobei - der vierte Auflagebereich auf dem Randbereich (RB) der Oberseite oder der Unterseite des Grundkörpers (G) angeordnet ist, - der Hilfsbereich (HIB) unter dem ersten Kontaktbereich (KB) angeordnet ist und gegen den ersten Kontaktbereich (KB) drückt.Measuring head according to one of the preceding claims, comprising - An auxiliary spring (HIF) with a fourth support area and an auxiliary area (HIB), wherein the fourth bearing area is arranged on the edge area (RB) of the upper side or the lower side of the main body (G), - The auxiliary area (HIB) is located below the first contact area (KB) and presses against the first contact area (KB). Messkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer auf der Oberseite (O) angeordneten ersten Kontaktfeder (KF), deren Kontaktbereich (KBB) eine Ausnehmung (AU) aufweist, durch die der Kontaktbereich einer an der Unterseite angeordneten zweiten Kontaktfeder ragt.Measuring head according to one of the preceding claims, having a first contact spring (KF) arranged on the upper side (O), whose contact region (KBB) has a recess (AU) through which the contact region of a second contact spring arranged on the underside protrudes. Messkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zwei Kontaktfedern, deren Auflagebereiche nebeneinander auf dem Randbereich (RB) der Oberseite (O) oder der Unterseite angeordnet sind, deren Kontaktbereiche (KBC, KBD) vertikal übereinander angeordnet sind und deren Kontaktbereiche (KBC, KBD) einander nicht berühren, wenn ein Andrücken eines elektrischen Bauelements (BE) sie elastisch verformt.Measuring head according to one of the preceding claims, with two contact springs, whose contact areas are arranged side by side on the edge region (RB) of the upper side (O) or the underside, the contact areas (KBC, KBD) are arranged vertically one above the other and their contact areas (KBC, KBD) do not touch each other when pressing an electrical component (BE) deforms them elastically. Messkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Kontaktfeder (KF) mit Masse verschaltet ist.Measuring head according to one of the preceding claims, wherein a contact spring (KF) is connected to ground. Messkopf nach einem der vorherigen Ansprüche, dessen Kontaktfedern (KF) - eine Länge zwischen 0.5 und 5 mm aufweisen, - eine Dicke zwischen 50 und 150 µm aufweisen und - eine Breite zwischen 100 und 500 µm aufweisen.Measuring head according to one of the preceding claims, whose contact springs (KF) - have a length between 0.5 and 5 mm, - have a thickness between 50 and 150 microns and - Have a width between 100 and 500 microns. Messkopf nach einem der vorherigen Ansprüche - mit einer polygonförmigen Ausnehmung (A) im zentralen Bereich (ZB) durch den Grundkörper (G), - mit einer Kontaktfeder (KF), deren Auflagebereich (AB) auf der Unterseite angeordnet ist und deren Kontaktbereich (KB) in die Ausnehmung (A) ragt und mit der Unterseite des Grundkörpers (G) einen Winkel α einschließt, wobei 15° <= α <= 75°.Measuring head according to one of the preceding claims with a polygonal recess (A) in the central region (ZB) through the main body (G), - With a contact spring (KF), the support area (AB) is arranged on the bottom and the contact area (KB) in the recess (A) and with the bottom of the base body (G) forms an angle α, wherein 15 ° <= α <= 75 °. Messkopf nach dem vorherigen Anspruch, wobei der Hub des Kontaktbereichs (KB) zwischen 25 und 100 µm liegt.Measuring head according to the preceding claim, wherein the stroke of the contact area (KB) is between 25 and 100 μm. Messkopf nach einem der vorherigen Ansprüche, der über Koaxialleitungen mit einem Mehrtornetzwerkanalysator verschaltet ist.Measuring head according to one of the preceding claims, which is connected via coaxial cables to a multi-port network analyzer. Messkopf nach dem vorherigen Anspruch, mit einem Kontaktbereich (KB), der gegen ein Anschlusspad eines zu testenden elektrischen Bauelements (BE) drückt und dadurch den Mehrtornetzwerkanalysator mit dem Bauelement (BE) verschaltet.Measuring head according to the preceding claim, having a contact region (KB) which presses against a connection pad of an electrical component (BE) to be tested and thereby interconnects the multiturn network analyzer with the component (BE). Messkopf nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend einen Bezugspotenzial-Körper (BPK).Measuring head according to one of the preceding claims, further comprising a reference potential body (BPK).
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