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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein leitendes Kontaktelement, das
für Prüfzwecke
und andere Anwendungen im Bereich von Halbleitervorrichtungen geeignet
ist.
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Hintergrund
der Erfindung
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Herkömmlich sind
verschiedene Formen leitender Kontaktelemente bei elektrischen Prüfungen (offener
Stromkreis/Kurzschlussprüfungen,
Umweltprüfungen,
Einbrennprüfungen
und so weiter) elektrischer Leiterbilder gedruckter Leiterplatten
und Elektronikbauteile, und bei Kontaktsonden zum Testen von Wafern
und elektrischen Anschlüssen
verwendet worden.
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Bei
einem solchen leitenden Kontaktelement verursacht, wenn der Kontaktteil
des zu prüfenden Gegenstandes
(wie etwa eine Anschlussklemme einer Halbleitervorrichtung) aus
Lötmetall
besteht oder mit Lötmetall
bedeckt ist, wiederholtes Anlegen des leitenden Kontaktelements
an solche Anschlussklemmen eine Ablagerung von Lötmetall auf der Spitze des
leitenden Kontaktelements, das in Form eines Nadelelements oder
einer Spirale vorliegen kann.
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Wie
in WO 98/29751 offenbart, worauf die zweiteilige Form des unabhängigen Anspruchs
1 basiert ist, kann das leitende Kontaktelement eine goldplattierte
Oberfläche
oder dergleichen (wie etwa eine Rhodiumplattierung) aufweisen, um
ein leichtes Entfernen von an dem nichtleitenden Kontaktelement abgelagerten
Lötmetallbröckchen zu
gestatten.
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Es
ist auch vorgeschlagen worden, ein leitendes Kontaktelement vorzusehen,
das durch Goldplattieren (beispielsweise mit einem Kobaltzusatz von
0,3 bis 4%) oberflächenbehandelt
wird, um stabile elektrische Eigenschaften und einen niedrigen elektrischen
Widerstand zu verschaffen. Wenn jedoch eine solche Lötmetallablagerung
fortschreitet, weicht der elektrische Widerstand in dem Strompfad des
leitenden Kontaktelements von dem erwarteten Bereich ab und kann
die Genauigkeit der Prüfung
behindert werden. Es war daher notwendig, das leitende Kontaktelement
zu ersetzen, bevor die Prüfgenauigkeit
unter ein vorgeschriebenes Niveau fällt. Demzufolge musste das
leitende Kontaktelement so häufig
zwecks Reinigung ersetzt werden, dass die Effizienz der Prüflinie behindert
wurde und die Wartungskosten erhöht
waren.
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Kurze Zusammenfassung
der Erfindung
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Zur
Beseitigung solcher Probleme des Standes der Technik ist ein primärer Gegenstand
der vorliegenden Erfindung die Verschaffung eines leitenden Kontaktelements,
das weniger häufig
aufgrund von Lötmetallablagerung
ersetzt werden muss als das herkömmliche
leitende Kontaktelement.
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Ein
zweiter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verschaffung
eines leitenden Kontaktelements, das einen niedrigen elektrischen
Widerstand über
einen verlängerten
Zeitraum aufweist und dadurch eine längere Lebensdauer als das herkömmliche
leitende Kontaktelement verschafft.
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Ein
dritter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verschaffung
eines leitenden Kontaktelements mit einem Kontaktteil, der gegen
Lötmetallablagerung
beständig
ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können diese
Gegenstände
erzielt werden durch Verschaffen eines leitenden Kontaktelements
zur Erstellung eines elektrischen Kontakts durch Anlegen auf einen
zu kontaktierenden Gegenstand, umfassend eine Schicht elektrisch
hochleitenden Materials, das gegen Lötmetallablagerung beständig ist,
welche wenigstens über
einem leitenden Kontaktteil des leitenden Kontaktelements gebildet
ist, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrisch hochleitende Material im
Wesentlichen aus Gold mit 0,01% bis 8% Silberzusatz besteht. Die
Schicht elektrisch hochleitenden Materials kann bevorzugt durch
Elektroplattieren gebildet werden, jedoch auch durch andere Verfahren, welche,
nicht ausschließlich,
stromloses Plattieren, Sputtern, PVD, CVD und thermisches Spritzen
umfassen. Das leitende Kontaktelement kann in Form einer Spiralfeder
oder eines Nadelelements oder Stabelements vorliegen, das entweder
ein spitzes Ende oder ein flaches Ende haben kann.
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Somit
wird, dank solcher Beständigkeit
gegen Lötmetallablagerung,
die Ablagerung von Lötmetall
auf dem leitenden Kontaktteil minimiert, selbst wenn er wiederholt
an zu kontaktierende Gegenstände
angelegt wird, und kann die Häufigkeit
des Ersetzens des leitenden Kontaktteils verringert werden. Auch
kann, obwohl das Ausgangsmaterial für das leitende Kontaktelement
aus preiswertem Material mit günstigen
mechanischen Eigenschaften, wie etwa Stahl, bestehen kann, das leitende
Kontaktelement fortfahren, auf stabile Weise einen niedrigen elektrischen
Widerstand aufzuweisen, selbst nach einer großen Anzahl von Prüfzyklen
oder einer langen Lebensdauer.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Nun
wird die vorliegende Erfindung im folgenden unter Verweis auf die
beigefügten
Zeichnungen beschrieben, worin:
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1 eine
vertikale Schnittansicht eines elektrischen Kontaktsondenkopfs unter
Verwendung eines leitenden Kontaktelements in Form einer Spiralfeder,
welches die vorliegende Erfindung verkörpert, ist;
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2 eine
teilweise weggeschnittene Perspektivansicht eines Spiraldrahts ist,
worauf eine Goldplattierungsschicht mit Silberzusatz gebildet ist;
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3 eine
teilweise weggeschnittene Perspektivansicht des Spiraldrahts von 2 nach
dem spiralförmigen
Aufwickeln ist;
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4 eine
teilweise weggeschnittene Perspektivansicht ist, welche die Baugruppe
von 3 zeigt, nachdem eine zweite Goldplattierungsschicht mit
Silberzusatz darauf gebildet ist;
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5 eine
Ansicht gleichartig zu 1 ist, welche den betriebsbereiten
Zustand des Kontaktsondenkopfs zeigt;
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6 eine
Ansicht gleichartig zu 1 ist, welche eine zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 eine
vergrößerte Schnittansicht
ist, welche den Zustand des Kopfs auf dem leitenden Kontaktelement,
der darauf gebildete Goldplattierung mit Silberzusatz aufweist,
zeigt;
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8 eine
Ansicht gleichartig zu 5 ist, welche den Betriebszustand
des Kontaktsondenkopfs von 6 zeigt;
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9 eine
Ansicht gleichartig zu 7 ist, welche eine modifizierte
Ausführungsform
des Kontaktsondenkopfs mit einem flachen Ende ist, zeigt;
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10 eine
Ansicht gleichartig zu 1 ist, welche eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 eine
Ansicht gleichartig zu 1 ist, welche eine vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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12 eine
Ansicht gleichartig zu 1 ist, welche eine fünfte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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13 eine
Ansicht gleichartig zu 1 ist, welche eine sechste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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1 ist
eine vergrößerte seitliche
Schnittansicht eines wesentlichen Teils eines in einem Kontaktsondenkopf
zum Inkontaktbringen mit Halbleitervorrichtungen verwendeten leitenden
Kontaktelements 3, das die vorliegende Erfindung verkörpert. Bei
dem abgebildeten leitenden Sondenkopf wird eine elektrisch isolierende
Halterung 1 durch ein Paar isolierender Kunststoffplattenelemente 1a und 1b gebildet,
die auf einstückige
Weise dicht übereinander plaziert
sind, und Durchgangslöcher 2 (nur
eines davon ist in der Zeichnung dargestellt) sind durch die Dicke
der Halterung 2 geführt.
Ein leitendes Kontaktelement 3 in Form einer Spiralfeder
ist koaxial in jedes der Durchgangslöcher 2 aufgenommen.
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Das
Durchgangsloch 2 ist mit einem geraden Hauptabschnitt,
der einen konstanten Durchmesser und eine vorgeschriebene Länge an einem
axialen Zwischenteil davon aufweist, und einem Paar verjüngter Abschnitte 2a,
die jeder zum oberen oder unteren Ende der Halterung 1 hin
eine schmalere Endöffnung
haben, wie in der Zeichnung ersichtlich, versehen. Das verengte
offene Ende jedes verjüngten Abschnitts 2a steht
mittels eines Abschnitts 2b mit geringem Durchmesser, der
einen konstanten geringen Durchmesser und eine vorgeschriebene Länge hat,
mit dem Äußeren des
Durchgangslochs 2 in Verbindung.
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Das
leitende Kontaktelement 3 in Form einer Spiralfeder wird
durch Aufwickeln eines aus Federmaterial, wie etwa Stahl, bestehenden
Drahts zu einer Spirale gebildet und umfasst einen Spiralfederabschnitt 4,
der mit einer vorgeschriebenen Ganghöhe aufgewickelt und in dem
im Zwischenteil des Durchgangslochs 2 gebildeten geraden
Abschnitt mit einem gewissen radialen Spiel aufgenommen wird, und
ein Paar von Elektrodenstiftabschnitten 5a und 5b,
die als leitende Kontaktteile dienen, gebildet. Jeder Elektrodenstiftabschnitt 5a, 5b besteht
aus einer Vielzahl von Windungen des Spiraldrahts, die sich ab dem
Spiraldrahtabschnitt 4 erstrecken und denselben Durchmesser
wie der Spiraldrahtabschnitt 4 haben, und einem dicht gewickelten
verjüngten
Abschnitt, der sich von dort zu einem Spiralende erstreckt. Der
verjüngte
Abschnitt jedes Elektrodenstiftabschnitts 5a, 5b ist
im Wesentlichen in der Form komplementär zu dem verjüngten Abschnitt 2a des Durchgangslochs 2 und
hat ein äußeres Ende,
das einen kleineren Durchmesser als den Innendurchmesser des Abschnitts 2b mit
geringem Durchmesser aufweist, um in der Lage zu sein, aus dem Abschnitt 2b mit
geringem Durchmesser auswärts
vorzuragen.
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Das
leitende Kontaktelement 3 in Form einer Spiralfeder wird
in dem Durchgangsloch 2 mit dem Spiralfederabschnitt 4 zusammengedrückt aufgenommen.
Beispielsweise werden die isolierenden Plattenelemente 1a und 1b übereinander
plaziert, wobei die Elektrodenstiftabschnitte 5a und 5b in
den entsprechenden Teilen des Durchgangslochs 2 aufgenommen
sind, sodass das leitende Kontaktelement 3 in Form einer
Spiralfeder in die isolierende Platte 3 montiert wird,
wobei eine gewisse Vorspannung auf den Spiralfederabschnitt 4 angelegt
ist.
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Da
die Elektrodenstiftabschnitte 5a und 5b verjüngt sind,
werden, bei dem Arbeitsschritt des Übereinanderplazierens der zwei
isolierenden Plattenelemente 1a und 1b, die äußeren Enden
der Elektrodenstiftabschnitte 5a und 5b jedes
durch und in den entsprechenden verjüngten Abschnitt 2a der durchgehenden Öffnung 2 geführt, indem
einfach das äußere Ende
des Elektrodenstiftabschnitts 5a, 5b in die einander
gegenüberliegenden
offenen Enden des Durchgangslochs 2 plaziert wird. Daher
wird die Montagearbeit im Vergleich zum Fall eines leitenden Kontaktelements
in Form eines Nadelelements, das während des Montagevorgangs ohne
eine solche Führungswirkung
in eine Tragöffnung
gebracht werden muss, wesentlich vereinfacht.
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Da
die beiden isolierenden Plattenelemente 1a und 1b durch
Verwendung von Gewindebolzen oder dergleichen sicher und dicht aneinander
befestigt werden, verursacht die Federkraft des Spiralfederabschnitts 4 das
Anschlagen jedes verjüngten Elektrodenstiftabschnitts 5a, 5b an
der komplementären
verjüngten
Oberfläche
des entsprechenden verjüngten
Abschnitts 2a des Durchgangslochs 2, sodass das
leitende Kontaktelement 3 daran gehindert wird, aus dem
Durchgangsloch 2 gelöst
zu werden, während
die Schwankungen in der seitlichen Position der Spitze jedes leitenden
Kontaktelements 3 minimiert werden. Daher kann, wenn eine
Vielzahl solcher leitender Kontaktelemente 3 entsprechend
der Anzahl und Verteilung der zu prüfenden Punkte in einer Matrix
angeordnet sind, die Positionsgenauigkeit des vorragenden Endes
jedes leitenden Kontaktelements in einem kartesischen Koordinatensystem
einfach und automatisch gewährleistet
werden, indem die leitenden Kontaktelemente 3 in die Tragöffnungen 2 der
Halterung 1 montiert werden.
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Somit
ragt die Spitze jedes Elektrodenstiftbereichs 5a, 5b jedes
leitenden Kontaktelements 3 in einer Ruhestellung um eine
vorgeschriebene Länge aus
dem entsprechenden Durchgangsloch 2 heraus. Ein solches leitendes
Kontaktelement 3 kann, beispielsweise in einer Kontaktsonde,
dazu verwendet werden, mit einer Anschlussklemme einer Halbleitervorrichtung,
wie etwa einer Lötmetallperle 7a oder
einer Kugelgitteranordnung 7, in Kontakt zu kommen.
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Durch
Anlegen einer Vorlast an das leitende Kontaktelement 3 in
Form einer Spiralfeder wird es möglich,
die Schwankungen in der Kontaktlast aufgrund der Schwankungen in
dem Auslenkhub, die sich aus den Schwankungen in der Höhe des zu
kontaktierenden Objekts ergeben (wie etwa das Schaltkreisbildes 6a und
der Anschlussklemme 7a), an denen das leitende Kontaktelement 3 angelegt
wird, zu minimieren.
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Die 2 bis 4 zeigen
die Art und weise des Formens des leitenden Kontaktelements 3 in Form
einer Spiralfeder gemäß der vorliegenden
Erfindung. Zuerst wird Gold mit einem Silberzusatz von 0,01% bis
8% über
die Oberfläche
eines Spiraldrahts 3, der aus Federmaterial, wie etwa Stahl,
wie zuvor erwähnt,
hergestellt ist, galvanisiert, als ein Oberflächenverfahren zur Bildung einer
elektrisch hochleitenden Schicht, und dadurch wird eine Goldplattierungsschicht 8a mit
Silberzusatz über
der gesamten Auflenfläche
des Spiraldrahts 3a gebildet, wie in 2 veranschaulicht.
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Der
goldplattierte Spiraldraht 3a wird dann einem Spiralbildungsverfahren
unterzogen und der Spiralfederabschnitt 4 und die Elektrodenstiftabschnitte 5a und 5b,
wie in 1 veranschaulicht, werden geformt. Der Spiraldraht 3a ist
in den Elektrodenstiftabschnitten 5a und 5b eng
gewickelt, wie in 3 veranschaulicht, und wird
zusätzlich
mit einer Vorspannung versehen, sodass die nebeneinanderliegenden
Windungen des Spiraldrahts 3a der Elektrodenstiftabschnitte 5a und 5b gegeneinander
gepresst werden. Demzufolge schlagen in den Elektrodenstiftabschnitten 5a und 5b die
axial gegenüberliegenden
Goldplattierungsschichten 8a mit Silberzusatz mit einer
bestimmten Vorlast aneinander an.
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Dann
wird, wie in 4 gezeigt, Gold mit Silberzusatz über die
Außenfläche des
leitenden Kontaktelements 3 in dem in 3 gezeigten
Zustand galvanisiert, um eine zweite Goldplattierungsschicht 8b mit
Silberzusatz über
dem gesamten Außenumfang
des eng gewickelten Abschnitts zu bilden. Folglich werden die benachbarten
Windungen des Spiraldrahts 3a durch die zweite Goldplattierungsschicht 8b mit
Silberzusatz, die kontinuierlich entlang der axialen Richtung gebildet
ist, unlösbar
miteinander verbunden, zusätzlich
dazu, dass sie einer mechanischen Kraft unterzogen werden, die sie
zueinander zwingt. Daher wird der enge Kontakt zwischen den benachbarten
Windungen des Spiraldrahts 3a noch mehr erhöht und wird
der Kontaktwiderstand zwischen den benachbarten Windungen noch weiter verringert.
Soweit es den elektrischen Strom betrifft, der durch die zweite
Goldplattierungsschicht 8b mit Silberzusatz fließt, liegt
kein Kontaktwiderstand vor.
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In
der in den 2 bis 4 veranschaulichten
Ausführungsform
wurde die Goldplattierungsschicht 8a mit Silberzusatz auf
dem Spiraldraht 3a gebildet, bevor er spiralförmig aufgewickelt
wird. Es ist jedoch auch möglich,
den Spiraldraht 3a ohne Galvanisieren spiralförmig aufzuwickeln
und dann über der
gesamten Oberfläche
eine Goldplattierungsschicht mit Silberzusatz (gleichartig der zweiten Goldplattierungsschicht 8b mit Silberzusatz)
zu bilden. Auf jeden Fall kann das Material für den Spiraldraht 3a frei
ausgewählt
werden, ohne Rücksicht
auf seine elektrische Leitfähigkeit,
und kann aus Materialien, wie etwa Federmaterial, bestehen, die
günstige mechanische
Eigenschaften haben und preisgünstig sind.
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Die
Funktionsweise des leitenden Kontaktelements 3 in Form
einer Spiralfeder, die hergestellt ist wie oben beschrieben, ist
in 5 veranschaulicht. In diesem Fall wird, da das
elektrische Signal nur durch das leitende Kontaktelement 3 in
Form einer Spiralfeder geleitet wird und kein gelötetes Teil
oder anderes verbundenes Teil zwischen der Leiterplatte 6 und
der Kugelgitteranordnung 7 vorliegt, der elektrische Widerstand
des Strompfads hoch stabilisiert. Der Spiralfederabschnitt 4 ist
notwendig, um das leitende Kontaktelement 3 federnd an
dem zu kontaktierenden Objekt anzulegen. Die Anzahl von Windungen
N der Spiralfeder bezieht sich auf deren elektrische Induktivität, gemäß der nachstehend
angeführten
Gleichung. H = AN2/Lwobei
A ein Koeffizient und L die Länge
der Spiralfeder ist. Daher ist es, um die Induktivität zu minimieren,
essentiell, N soweit als möglich
zu reduzieren. Zu diesem Zweck ist es erwünscht, dass die Anzahl von
Windungen 10 oder weniger beträgt, jedoch bevorzugter zwei
oder weniger, wie dies bei der dargestellten Ausführungsform
der Fall ist.
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Da
jeder Elektrodenstiftabschnitt 5a, 5b eng gewickelt
und generell durch die zweite Goldplattierungsschicht 8b mit
Silberzusatz auf axial kontinuierliche Weise bedeckt ist, verläuft der
elektrische Strompfad in dem Elektrodenstiftabschnitt in der axialen
Richtung der Spiralfeder. Daher fließt, obwohl der Spiraldraht
zu einer Spirale gewickelt ist, der elektrische Strom nicht entlang
einem spiralförmigen Pfad,
und dies trägt
zur Verringerung des elektrischen Widerstands und der Induktivität bei.
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Da
der gerade Abschnitt 2b mit geringem Durchmesser zwischen
dem äußeren Ende
des verjüngten
Abschnitts 2a des Durchgangslochs 2 und dem Äußeren des
Durchgangslochs 2 gebildet ist, wird die Spitze des verjüngten Elektrodenstiftabschnitts 5a, 5b daran
gehindert, durch diesen Teil des Durchgangslochs 2 gefangen
zu werden. Auch wird, da das Vorsehen des geraden Abschnitts 2a mit
geringem Durchmesser eine wesentliche Wanddicke an dem peripheren
Teil der Öffnung
gewährleistet,
der periphere Teil des offenen Endes des geraden Abschnitts 2b mit
geringem Durchmesser daran gehindert, durch einen unabsichtlichen
Kontakt mit einer Anschlussklemme, bestehend aus einer Lötmetallperle 7a oder
dergleichen, beschädigt
zu werden.
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Beim Überprüfen einer
Halbleitervorrichtung, wie etwa einer Kugelgitteranordnung 7,
durch Verwendung eines solchen leitenden Kontaktelements wird der
Elektrodenstiftabschnitt 5a wiederholt mit einer Anzahl
von Kugelgitteranordnungen 7 in Kontakt gebracht, die nacheinander,
wie durch den Pfeil A in 5 angedeutet, entlang einer
Prüflinie
befördert werden.
Infolge eines solchen wiederholten Kontakts mit den Anschlussklemmen 7a lagert
sich ein kleiner Teil des Lötmetalls
an jeder Anschlussklemme auf dem Elektrodenstiftabschnitt 5a ab,
und die Ablagerungsmenge steigt mit der Anzahl von Kontakten an.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann, da eine Goldplattierung mit Silberzusatz an dem
Elektrodenstiftabschnitt 5a angebracht wird, wie vorangehend
erörtert,
die Ablagerung von Lötmetall
im Vergleich zu der herkömmlichen
Goldplattierung mit Kobaltzusatz (0,3% bis 4%) wesentlich verringert
werden. Beispielsweise war, während
das herkömmliche leitende
Kontaktelement nach etwa 3.000 Prüfzyklen ersetzt werden musste,
das leitende Kontaktelement gemäß der vorliegenden
Erfindung in der Lage, mehr als 20.000 Prüfzyklen zu widerstehen.
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Obwohl
das leitende Kontaktelement der vorliegenden Erfindung in der vorangehenden
Ausführungsform
auf einen Kontaktsondenkopf angewendet wurde, kann das leitende
Kontaktelement der vorliegenden Erfindung auch als elektrische Sockel für Halbleitervorrichtungen
verwendet werden. In diesem Fall kann die mögliche Anzahl von Wiederverwendungen
des Sockels wesentlich erhöht
werden und kann die Haltbarkeit des Sockels verbessert werden.
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Das
leitende Kontaktelement gemäß der vorliegenden
Erfindung ist nicht auf das leitende Kontaktelement 3 in
Form einer Spiralfeder beschränkt,
sondern kann auch aus einem leitenden Nadelelement 14 für einen
Kontaktsondenkopf 11 bestehen. Ein solches leitendes Kontaktelement 14 ist
nachstehend beschrieben.
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6 ist
eine schematische Längsschnittansicht
eines Kontaktsondenkopfs 11, der das leitende Kontaktelement 14 einsetzt,
das die vorliegende Erfindung verkörpert. Das zu prüfende Objekt
umfasst typischerweise eine Anzahl von zu kontaktierenden Punkten,
auf die gleichzeitig zugegriffen werden muss, und eine große Anzahl
solcher leitender Kontaktelemente 14 sind parallel zueinander
angeordnet. Es kann auch als einziges leitendes Kontaktelement 14 in
einer Kontaktsonde verwendet werden.
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Eine
Halterung wird gebildet, indem eine Tragöffnung 13 durch die
Dicke eines isolierenden Plattenelements 12 geführt und
ein leitendes Nadelelement 14 koaxial in der Tragöffnung 13 aufgenommen
wird. Eine Spiraldruckfeder 15 zwingt das leitende Kontaktelement 14 auswärts aus
der Tragöffnung 13 heraus.
Am oberen Ende des Plattenelements 12, wie in der Zeichnung
ersichtlich, ist eine Relaisplatte 16 überlagert, die als Signalaustauschmittel
dient, und eine elektrische Leiterbahn 16a ist einstückig mit der
Relaisplatte 16 geformt, um ein elektrisches Signal durch
die Dicke der Relaisplatte 16 zu leiten.
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Typischerweise
wird eine Prüfleiterplatte 19 über der
Relaisplatte 16 plaziert, wenn das leitende Kontaktelement 14 tatsächlich in
Gebrauch genommen wird. Somit kann durch Herstellen verschiedener
Relaisplatten, die den verschiedenen Schaltkreisbildern und Anschlussklemmengestaltungen verschiedener
zu prüfender
Objekte entsprechen, der Kontaktsondenkopf rasch an verschiedene
Gestaltungsbilder des zu kontaktierenden Objekts angepasst werden.
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Das
leitende Nadelelement 14 umfasst einen Kopf 14a mit
einem zugespitzten Ende und zum Inkontaktbringen mit einem zu kontaktierenden
Objekt eingerichtet, einen an dem inneren Ende des Kopfs 14a angebrachten
Teil 14b mit großem
Durchmesser, und einen Stielteil 14c, der sich ab dem inneren
Ende des Teils 14b mit großem Durchmesser zu dem innersten
Ende erstreckt, alle in einem koaxialen Verhältnis. Die Tragöffnung 13 nimmt
den Teil 14b mit großem
Durchmesser des leitenden Nadelelements 14 und die koaxial
um den Stielteil 14c herumgewickelte Spiraldruckfeder 15 auf.
Die Tragöffnung 13 ist an
einem von der Relaisplatte 16 abgewandten Ende mit einem
Teil 13a mit geringem Durchmesser versehen, um nur den
Kopf 14a axial verschiebbar zu stützen, und ein von dem Teil 13a mit
geringem Durchmesser der Tragöffnung 13 definierter
Ansatz greift an dem Teil 14b mit großem Durchmesser an, um das
leitende Nadelelement 14 in der Tragöffnung 13 zurückzuhalten.
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In
der dargestellten Ausführungsform
besteht das vorragende Ende des Kopfs 14a aus einem zugespitzten
Ende, sodass sogar dann, wenn ein kleines Lötauge kontaktiert werden muss,
ein präziser
Kontakt erstellt werden kann. Das Anschlussklemmenende des Kopfs 14a kann
auch andere Formen annehmen, abhängig
von den Formen der zu kontaktierenden Objekte, und kann anstelle
eines zugespitzten Endes mit einem flachen Ende versehen sein, um
beispielsweise für
den Kontakt mit einer Lötmetallperle
eingerichtet zu sein.
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Eine
Goldplattierung mit 0,5% bis 8% Silberzusatz wird auf gleichartige
Weise wie in der vorhergehenden Ausführungsform an dem Kopf 14a des
leitenden Nadelelements 14 angebracht, um eine Goldplattierungsschicht 18 mit
Silberzusatz zu bilden, wie in 7 veranschaulicht.
Somit kann die Ablagerung von Lötmetall
auf dem leitenden Nadelelement 14 wesentlich reduziert
werden, wenn zu kontaktierende Objekte kontaktiert werden, und können die
oben erwähnten
Vorteile erzielt werden.
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Die
um den Stielteil 14c gewickelte Spiraldruckfeder 15 wird
in einem vorkomprimierten Zustand zwischen dem Teil 14b und
der Relaisplatte 16 montiert. In der dargestellten Ausführungsform
wird ein etwas vergrößerter runder
Vorsprungsteil 14d mit einem etwas größeren Außendurchmesser als der Innendurchmesser
der Spiraldruckfeder 15 in dem Teil des Stielteils 14c benachbart
zu dem Teil 14b mit großem Durchmesser gebildet, sodass
das Spiralende der Spiraldruckfeder 15 federnd um den runden Vorsprungsteil 14d herumgeschlagen
werden kann. Daher kann die Spiraldruckfeder 15 vor dem
Plazieren des leitenden Nadelelements 14 in der Tragöffnung 13 einstückig mit
dem leitenden Nadelelement 14 kombiniert werden, was den
Montagevorgang vereinfacht. Die Spiraldruckfeder 15 kann
mit dem runden Vorsprungsteil 14d zusammengefügt werden,
indem sie federnd um dieses herumgewickelt wird, wie dies bei der
dargestellten Ausführungsform
der Fall ist, kann jedoch auch an den runden Vorsprungsteil gelötet werden,
um eine gleichartige Verbindungswirkung zu erzielen. Auch kann ein
einfacher Passeingriff adäquat
sein, wenn der erforderliche Kontaktdruck erzielt werden kann.
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Die
Spiraldruckfeder 15 ist an einem der Leiterplatte 16 zugewandten
Ende oder dem Ende, das der Einzugsrichtung des leitenden Nadelelements 14 entspricht,
mit einem eng gewickelten Abschnitt 15a versehen, der in
Ruhestellung in einem eng gewickelten Zustand bleibt. Der eng gewickelte
Abschnitt 15a erstreckt sich abwärts zu einem Punkt, wo er etwas mit
dem oberen Ende des Stielteils 14c überlappt, wie in der Zeichnung
in dem in 6 veranschaulichten nicht betriebsbereiten
Zustand ersichtlich. Die auf diese Weise angeordnete Spiraldruckfeder 15 ist
mit einem Spiralende (unteres Ende, wie in der Zeichnung ersichtlich)
versehen, das fest an einem runden Vorsprungsteil 14d des
leitenden Nadelelements 14 befestigt ist, das benachbart
zu dem Teil 14b mit großem Durchmesser gebildet ist,
und einem anderen Spiralende (oberen Ende, wie in der Zeichnung
ersichtlich), das dem eng gewickelten Bereich 15a entspricht,
der in einer Aussparung aufgenommen ist, die in einem Teil der elektrischen
Leiterbahn 16a der Relaisplatte 16 gebildet ist,
welches der Tragöffnung 13 zugewandt
ist und an der Unterseite der Aussparung anschlägt. Um eine axiale Verformung
der Spiraldruckfeder 15 auf flotte Weise zu gestatten,
ist der Innendurchmesser der Spiraldruckfeder 15 etwas größer als
der Außendurchmesser
des Stielteils 14c.
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Das
leitende Nadelelement 14 kann auch goldplattiert mit Silberzusatz
oder anderweitig oberflächenbehandelt
(wie etwa Rhodiumplattierung) sein, nicht nur am Kopf 14a,
sondern auch über
die gesamte Oberfläche.
Alternativ kann das leitende Nadelelement 14 aus Material
(wie etwa Edelmetalllegierungen und Kupferlegierungen) mit einer
günstigen
elektrischen Eigenschaft hergestellt sein, um das elektrische Signal
nicht zu beeinträchtigen,
und kann nur der Kopf der Goldplattierung mit Silberzusatz unterzogen
werden. Die Spiraldruckfeder 15 ist typischerweise aus
leitendem Material mit einer Federeigenschaft, wie etwa Stahl, hergestellt,
kann jedoch auch oberflächenbehandelt
sein, wie oben erwähnt.
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Bei
der eigentlichen Durchführung
einer Prüfung
unter Verwendung eines solchen leitenden Nadelelements 14 wird
die aus dem isolierenden Plattenelement 12 bestehende Halterung
auf das zu prüfende
Objekt 17 abgesenkt und mit dem zugespitzten Ende jedes
Kopfs 14a veranlasst, an dem entsprechenden Lötauge 17a anzuschlagen,
und mit zusammengedrückter
Spiraldruckfeder 15 wird das leitende Nadelelement 14 mit
einer adäquaten
Belastung mit dem Lötauge 17a in
Kontakt gebracht, welche es ermöglicht,
einen Oxidfilm zu durchdringen, der auf der Oberfläche des
Lötauges 17a gebildet
sein kann. Zu diesem Zeitpunkt kann, wenn sich etwaiges Lötmetall W
während
eines vorangehenden Verarbeitungsschritts auf der Oberfläche des
Lötauges 17a abgelagert
hat, ein Teil des Lötmetalls
W infolge solchen Kontakts an dem Kopf 14a anhaften. Da
jedoch der Kopf 14a mit einer mit Silber vermischten Goldplattierungsschicht
gebildet ist, die Lötmetallablagerung verhindert,
ist es möglich,
die Übertragung
von Lötmetall
von den zu prüfenden
Objekten, womit der Kopf 14a in Kontakt gebracht wird,
auf günstige
Weise zu vermeiden.
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Während eines
Prüfverfahrens
fließt
ein elektrisches Signal von dem Lötauge 17a durch das leitende
Nadelelement 14 und die Spiraldruckfeder 15 zu
der elektrischen Leiterbahn 16a, wie durch den in 8 gezeigten
Pfeil I angedeutet. Da der Innendurchmesser der Spiraldruckfeder 15 etwas
größer ist
als der Außendurchmesser
des Stielteils 14c, veranlasst das Zusammendrücken der
Spiralfeder 15 diese, sich innerhalb der Tragöffnung 13 zu
mändern oder
zu krümmen
wie eine Schlange, sodass der Innenumfang des eng gewickelten Bereichs 15a an
der Außenumfangsfläche des
Stielteils 14c angreift.
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Da
der eng gewickelte Abschnitt 15a aus miteinander in Kontakt
befindlichen Windungen des Spiraldrahts besteht, wird gestattet,
dass das elektrische Signal, das von dem leitenden Nadelelement 14 zu der
Spiraldruckfeder 15 übertragen
wird, entlang der axialen Richtung der Spiraldruckfeder fließt, wie
in 8 gezeigt, anstatt entlang eines durch den Spiraldraht
definierten spiralförmigen
Pfads mit grob gewickelten Windungen zu fließen, sodass elektrische Induktivität und Widerstand
minimiert werden. Weiterhin ist das untere Ende der Spiraldruckfeder 15 um den
runden Vorsprungsteil 14d herumgeschlagen, und dies verschafft
einen alternativen oder parallelen Strompfad in Bezug zu dem entlang
dem Stielteil 14c definierten Strompfad. Dies trägt auch
zu einer stabilen und mit niedrigem Widerstand verbundenen Signalübertragung
durch den Kontaktsondenkopf bei.
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In
dem in 6 veranschaulichten nicht betriebsbereiten Zustand überlappt
das freie Ende des Stielteils 14c sich etwas mit dem eng
gewickelten Abschnitt 15a. Es ist auch möglich, sie
einander über eine
größere Länge überlappen
zu lassen, oder solche Überlappung
zu unterlassen. Auf jeden Fall wird, sobald das leitende Nadelelement 14 mit
dem Lötauge 17a in
Kontakt gebracht und veranlasst wird, sich etwas zurückzuziehen,
der Stielteil 14c mit dem eng gewickelten Abschnitt 15a in
Kontakt gebracht wird, sodass der eng gewickelte Abschnitt 15a sicher
mit dem leitenden Nadelelement 14 in Kontakt gebracht wird,
ungeachtet der Schwankungen der Höhe des zu kontaktierenden Punkts
und der Schwankungen der Kompressionsverformung der Spiraldruckfeder 15 für jedes
leitende Nadelelement 14.
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In
der vorangehenden Ausführungsform
bestand das freie Ende jedes leitenden Nadelelements aus einem zugespitzten
konischen Ende, es kann jedoch auch aus einem flachen Ende bestehen,
wie in 9 veranschaulicht, wenn das zu kontaktierende Objekt
aus einer Lötmetallperle 7a oder
dergleichen besteht. In diesem Fall wird eine Goldplattierungsschicht
mit Silberzusatz 18' über der
Oberfläche
eines zylindrischen Endteils des Kopfs 14a' eines leitenden Kontaktelements 14 gebildet
und greift die Endfläche
mittels der Goldschicht mit Silberzusatz 18' an der Lötmetallperle 7a an.
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Das
die vorliegende Erfindung verkörpernde leitende
Kontaktelement ist nicht auf die oben veranschaulichten Ausführungen
beschränkt.
Eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist: im folgenden unter Verweis auf 10 beschrieben.
In dieser Ausführungsform
sind die den Teilen der vorangehenden Ausführungsformen entsprechenden Teile
mit gleichen Referenzziffern bezeichnet, ohne die Beschreibung solcher
Teile zu wiederholen.
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Die
in 10 veranschaulichten leitenden Nadelelemente 14 sind
nicht mit einem Teil versehen, der dem Teil 14b mit großem Durchmesser
der vorangehenden Ausführungsform
entspricht, sind jedoch ansonsten gleichartig zu dieser. Ein Ende
einer Spiraldruckfeder 15 ist mit dem leitenden Nadelelement 14 verbunden,
indem es um einen runden Vorsprungsteil 14d des entsprechenden
leitenden Nadelelements 14 herumgeschlagen ist, und. das
andere Spiralende ist gleichartig mit dem identischen und koaxial
angeordneten leitenden Nadelelement 14 verbunden, um einen
Kontaktsondenkopf zu bilden, der ein Paar bewegbarer Enden aufweist.
Die Köpfe 14a dieser
leitenden Nadelelemente 14 sind somit vonander abgewandt.
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Die
Halterung 12 zum Definieren einer Tragöffnung 13 zur Aufnahme
der Spiraldruckfeder 15 und Unterstützung der zwei leitenden Nadelelemente 14 wird
durch Übereinanderplazieren
eines Paars von Kunststoffplattenelementen 12a und 12b gebildet.
Die Ober- und Unterseiten der Plattenelemente 12a und 12b,
wie in der Zeichnung ersichtlich, sind jede mit einer Öffnung 13a, 13b mit
geringem Durchmesser ausgebildet, welche Öffnung im Durchmesser mehr
reduziert ist als der restliche Teil der Tragöffnung 13, jedoch
den zylindrischen Teil des entsprechenden Kopfs 14a verschiebbar
aufnehmen kann. Es liegt ein Spalt zwischen dem zylindrischen Teil
jedes Kopfs 14a und der entsprechenden Öffnung 13a, 13b mit
geringem Durchmesser in der Zeichnung vor, dies bedeutet jedoch
nur, dass der Innendurchmesser der Öffnung 13a, 13b mit
geringem Durchmesser größer ist
als der Außendurchmesser des
zylindrischen Teils des Kopfs 14a, und die Proportionen
verschiedener Teile entsprechen nicht unbedingt denen der eigentlichen
Vorrichtung. Dasselbe gilt für
die vorangehenden Ausführungsformen.
In dieser Ausführungsform
wird jedes leitende Nadelelement 14 durch den äußeren Umfangsteil
der Spiraldruckfeder 15, der um den runden Vorsprungsteil 14d herumgeschlagen
ist, welcher an dem zwischen der Tragöffnung 13 und der
entsprechenden Öffnung 13a, 13b mit
geringem Durchmesser gebildeten Ansatz angreift, daran gehindert,
sich von der Tragöffnung 13 zu
lösen.
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In
der in 10 veranschaulichten Ausführungsform
ist eine Leiterplatte 20, wie etwa eine Einbrennplatte,
in einem unteren Teil angebracht, wie in der Zeichnung ersichtlich,
und eines der leitenden Nadelelemente 14 wird mit einem
Leiterbild 20a in Kontakt gebracht, das so ausgebildet
ist, dass es mit der restlichen Oberfläche der Leiterplatte 20 bündig ist.
Bei Durchführung
einer Prüfung
wird der Kontaktsondenkopf zu dem in einem oberen Teil der Zeichnung
gezeigten zu prüfenden
Objekt 21 bewegt, und das andere leitende Nadelelement 14 wird
federnd mit einem Prüflötauge 21a des
zu prüfenden
Objekts 21 in Kontakt gebracht. Während der Prüfung sind beide
leitenden Nadelelemente 14 in einem gleichartigen Zustand
zu dem des in der Zeichnung gezeigten unteren leitenden Nadelelements 14.
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Auch
in diesem Fall wird während
der Prüfung
das elektrische Signal von dem Prüflötauge 21a zu dem oberen
leitenden Nadelelement 14 geleitet und wird weiter von
dem Stielteil 14c des oberen leitenden Nadelelements 14 zu
dem Stielteil 14c des unteren leitenden Nadelelements 14 geleitet,
mittels des in einem Zwischenteil der Spiraldruckfeder 15 vorgesehenen
eng gewickelten Abschnitts 15b, bevor das elektrische Signal
schließlich
von dem unteren leitenden Nadelelement 14 zu dem Schaltkreisbild 20a geleitet
wird. Auch in dieser Ausführungsform
verläuft
der Strompfad durch den eng gewickelten Abschnitt 15b der
Spiraldruckfeder 15 und verläuft linear entlang der axialen
Richtung der Spiraldruckfeder 15. Daher kann der Anstieg
in der elektrischen Induktivität
und im Widerstand aufgrund des durch einen grob gewickelten Abschnitt
entlang eines spiralförmigen
Pfads fließenden
Hochfrequenzsignals vermieden werden und können elektrische Induktivität und widerstand
reduziert werden. Diese Ausführungsform
gestattet das Reduzieren der Gesamtlänge der Baugruppe um wenigstens
die Länge des
Teils 14b mit großem
Durchmesser, und eine solche Vereinfachung der Form des leitenden
Nadelelements 14 trägt
zur Verringerung der Bauteilkosten bei.
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Auch
in der in 10 veranschaulichten Ausführungsform
wird der Kopf 14a des leitenden Nadelelements 14 auf
gleichartige Weise wie die vorangehenden Ausführungsformen einer Goldplattierung mit
Silberzusatz unterzogen. Da der Kopf 14a mit einer Goldplattierungsschicht
mit Silberzusatz versehen ist, die gegen Lötmetallablagerung beständig ist,
kann die Ablagerung von Lötmetall
auf dem Kopf 14a sogar nach wiederholten Kontakten mit dem
zu prüfenden
Objekt vermieden werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist auch eine vierte Ausführungsform, wie in 11 veranschaulicht,
möglich.
In 11 sind die den Teilen der vorangehenden Ausführungsform
entsprechenden Teile mit gleichen Referenzziffern bezeichnet, ohne die
Beschreibung solcher Teile zu wiederholen. Gemäß der in 11 veranschaulichten
Ausführungsform
wird nur ein leitendes Nadelelement 14 verwendet, im Gegensatz
zu der in 10 veranschaulichten Ausführungsform,
die zwei bewegbare Enden aufweist, und stattdessen wird ein Spiralende
einer Spiraldruckfeder 15 als leitendes Kontaktelement verwendet.
Wie in 11 veranschaulicht, ist das Spiralende
der Spiraldruckfeder 15, das keinem getrennten leitenden
Nadelelement zugeordnet ist, mit einem eng gewickelten Abschnitt 15a versehen,
der einen geraden Abschnitt benachbart zu dem grob gewickelten Abschnitt
oder dem Hauptabschnitt der Spiraldruckfeder, der etwa denselben
Durchmesser wie der Hauptabschnitt hat, einen verjüngten Abschnitt,
wovon ein größeres Ende
mit dem geraden Abschnitt verbunden ist, und einen kleinen Abschnitt 15c mit
geringem Durchmesser, der mit dem kleineren Ende des verjüngten Abschnitts
verbunden ist, aufweist.
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Daher
wird gemäß der in 11 veranschaulichten
Ausführungsform
der gerade Abschnitt 15c mit geringem Durchmesser mit dem
Schaltkreisbild 20a in Kontakt gebracht. Die Spiraldruckfeder 15 ist
ab einem Punkt, der sich etwas mit dem Stielteil 14c des
leitenden Nadelelements 14 überlappt, bis zu dem durch
den geraden Abschnitt 15c mit geringem Durchmesser definierten äußeren Ende
eng gewickelt.
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Auch
in 11 ist der eng gewickelte Abschnitt 15a der
Spiraldruckfeder 15 mit dem Stielteil 14c des
oberen elektrisch leitenden Nadelelements 14 in Kontakt,
sodass das zu dem leitenden Nadelelement 14 geleitete elektrische
Signal den eng gewickelten Abschnitt 15a durchläuft. Daher
wird das elektrische Signal axial entlang der Spiraldruckfeder 15 geleitet,
und der Anstieg in elektrischer Induktivität und Widerstand aufgrund des
Fließens
des Hochfrequenzsignals entlang einer spiralförmigen Bahn kann vermieden
werden.
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Auch
in der in 11 illustrierten Ausführungsform
wird der Kopf 14a des leitenden Nadelelements 14 auf
gleichartige Weise wie die vorhergehenden Ausführungsformen einer Goldplattierung
mit Silberzusatz unterzogen. Da der Kopf 14a mit einer Goldplattierungsschicht
mit Silberzusatz versehen ist, die gegen Lötmetallablagerung beständig ist, kann
die Ablagerung von Lötmetall
auf dem Kopf 14a sogar nach wiederholten Kontakten mit
den zu prüfenden
Objekten vermieden werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist auch eine fünfte
Ausführungsform,
wie in 12 veranschaulicht, möglich. In 12 sind
die den Teilen der vorangehenden Ausführungsform entsprechenden Teile
mit gleichen Referenzziffern bezeichnet, ohne die Beschreibung solcher
Teile zu wiederholen. Gemäß der in 12 veranschaulichten
Ausführungsform
ist die Kontaktsonde auf gleichartige Weise wie die Ausführungsform
von 10 mit zwei bewegbaren Enden versehen, jedoch
ist der Stielteil 14c von jedem leitenden Nadelelement 14 weggelassen.
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Die
Halterung umfasst einen Hauptkörper, bestehend
aus einem mittleren Plattenelement 12 und einem oberen
und unteren Plattenelement 23 und 24, die einstückig an
einer oberen und unteren Oberfläche
des mittleren Plattenelements befestigt sind. Das mittlere Plattenelement 12 ist
mit einer geraden Öffnung
ausgebildet, die als Hauptteil der Tragöffnung 13 dient. Die
oberen und unteren Plattenelemente 23 und 24 sind
jedes mit Öffnungen 23a beziehungsweise 24a mit
geringem Durchmesser versehen, die beide koaxial zu der Haupttragöffnung 13 ausgerichtet
sind. Eine Spiraldruckfeder 15 ist in der Haupttragöffnung 13 aufgenommen.
Jedes leitende Nadelelement 14 umfasst einen aus der entsprechenden Öffnung 23a, 24a mit
geringem Durchmesser herausragenden Kopf 14a, einen am
inneren Ende des Kopfs 14a geformten Teil 14b mit
großem Durchmesser,
und einen runden Vorsprungsteil 14d, der sich von einem
rückwärtigen Ende
oder inneren Ende des Teils 14b mit großem Durchmesser erstreckt und
einen kleineren Durchmesser hat als der Teil 14b mit großem Durchmesser.
Die leitenden Nadelelemente 14 werden jedes durch den ringförmigen Ansatz
in der Tragöffnung
zurückgehalten,
der zwischen der Haupttragöffnung 13 und
der entsprechenden Öffnung 23a, 24a mit
geringem Durchmesser gebildet ist, welche an dem an dem äußeren Ende
des Teils 14b mit großem
Durchmesser gebildeten ringförmigen
Ansatz angreift. Der Kopf 14a jedes leitenden Nadelelements 14 wird
verschiebbar von der in dem entsprechenden der oberen und unteren
Plattenelemente 23 und 24 angebrachten Öffnung 23a, 23b mit
geringem Durchmesser getragen.
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Eine
Schaltungsplatte 25 ist über die Oberseite des oberen
Plattenelements 24 am oberen Ende der Haltung plaziert,
wie in der Zeichnung ersichtlich, und ist mit einem koaxial mit
der Halterungsöffnung 13 ausgerichteten
Durchgangsloch 28 versehen. Das Durchgangsloch 28 beinhaltet
eine Rückhalteöffnung 28a,
die einen relativ großen Durchmesser
aufweist und der Öffnung 24a mit
geringem Durchmesser gegenüberliegt,
und eine Zuleitungsdrahtführungsöffnung 28b,
die einen relativ geringen Durchmesser hat und von der Öffnung 24a mit geringem
Durchmesser abgewandt ist. Die Rückhalteöffnung 28a nimmt
einen in einem Endteil eines Zuleitungsdrahts 26 ausgebildeten
scheibenförmigen abgeflachten
Teil 26a auf, welcher Draht aus emailliertem Draht oder
anderem Einzelmassivdraht besteht, der als Signalübertragungsleitung
dient. Dieser abgeflachte Teil 26a wird durch Pressen eines
Endteils des Zuleitungsdrahts 26 von einer seitlichen Richtung
her oder anderweitiges Veranlassen einer plastischen Verformung
geformt und wird im Wesentlichen zu einer Scheibenform geformt,
die einen größeren Durchmesser
als den des Zuleitungsdrahts 26 (den Außendurchmesser des emaillierten
Drahts) definiert.
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Der
Zuleitungsdraht 26 wird mittels der Zuleitungsdrahtführungsöffnung 28b,
die einen relativ kleinen Durchmesser hat und sich durch die Schaltungsplatte 25 von
der Rückhalteöffnung 28a auf kontinuierliche
Weise erstreckt, auswärts
geführt
und ist an einen externen Schaltkreis 27 angeschlossen, der
aus einem Messinstrument bestehen kann. Die Zuleitungsdrahtführungsöffnung 28b ist
so dimensioniert, dass sie den Durchgang des abgeflachten Teils 26a einschränkt, jedoch
den Durchgang des restlichen Teils des Zuleitungsdrahts 26 zulässt. Daher wird
der in der Rückhalteöffnung 28a aufgenommene abgeflachte
Teil 26a daran gehindert, aus der Rückhalteöffnung 28a gezogen
zu werden, indem der zwischen der Rückhalteöffnung 28a und der
Zuleitungsdrahtführungsöffnung 28b definierte
Ansatz an ihm angreift.
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Die
axiale Endfläche 26b des
Zuleitungsdrahts 26 mit dem in der Rückhalteöffnung 28a zurückgehaltenen
abgeflachten Teil 26a befindet sich innerhalb der Rückhalteöffnung 28a,
um der Öffnung 24a mit
geringem Durchmesser direkt gegenüberzuliegen und zuzulassen,
dass der Kopf 14a des leitenden Nadelelements 14 federnd
an der Endfläche 26b des
Zuleitungsdrahts 26 angreift.
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Auch
in der in 12 veranschaulichten Ausführungsform
wird der Kopf 14a des leitenden Nadelelements 14 auf
gleichartige Weise wie die vorhergehenden Ausführungsformen einer Goldplattierung
mit Silberzusatz unterzogen. Da der Kopf 14a mit einer
Goldplattierungsschicht mit Silberzusatz versehen ist, die gegen
Lötmetallablagerung
beständig
ist, kann die Ablagerung von Lötmetall
auf dem Kopf 14a sogar nach wiederholten Kontakten mit
den zu prüfenden
Objekten vermieden werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist auch eine sechste Ausführungsform, wie in 13 veranschaulicht,
möglich.
In 13 sind die den Teilen der vorangehenden Ausführungsform
entsprechenden Teile mit gleichen Referenzziffern bezeichnet, ohne die
Beschreibung solcher Teile zu wiederholen. Gemäß der in 13 veranschaulichten
Ausführungsform
ist der Kontaktsondenkopf auf gleichartige Weise wie die Ausführungsform
von 10 mit zwei bewegbaren Enden versehen und ist
das untere leitende Nadelelement 14, wie in der Zeichnung
ersichtlich, gleichartig zu dem von 6, während das
obere leitende Nadelelement 14, wie in der Zeichnung ersichtlich,
den Stielteil 14 weglässt.
Die Halterung zum Festhalten der leitenden Nadelelemente 14 und
Spiraldruckfeder 15 wird in diesem Fall durch Übereinanderplazieren
zweier Plattenelemente 12a und 12b geformt, auf
gleichartige Weise wie die in 6 veranschaulichte
Ausführungsform,
und ist mit einer Tragöffnung 13 versehen,
die durch die Dicke der zwei gegenseitig übereinandergelegten Plattenelemente 12a und 12b geführt ist.
Die Tragöffnung 13 umfasst
an den Oberbeziehungsweise Unterseiten gebildete Öffnungen 13a und 13b mit
geringem Durchmesser, die mit einem kleineren Durchmesser versehen
sind als die Tragöffnung 13.
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Die
zwei leitenden Nadelelemente 14 sind auf gleichartige Weise
wie die in 6 gezeigten mit den zwei Enden
der Spiraldruckfeder 15 verbunden, jedoch ist der obere
eng gewickelte Abschnitt 15a, der dem oberen leitenden
Nadelelement 14 entspricht, länger als die axiale Länge des
runden Vorsprungsteils 14b, während der untere eng gewickelte Abschnitt 15b aus
einigen Windungen des Spiraldrahts besteht, um sich um den entsprechenden
runden Vorsprungsteil 14d herumzuschlagen. Die Spiraldruckfeder 15 und
Teile 14b mit großem
Durchmesser der zwei leitenden Nadelelemente 14 werden in
der Tragöffnung 13 aufgenommen,
und die leitenden Nadelelemente 14 werden jedes durch den
Teil 14b mit großem
Durchmesser, an dem der zwischen der Tragöffnung 13 und der Öffnung 13a, 13b mit
geringem Durchmesser definierte Ansatz angreift, am Ablösen gehindert.
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An
der Oberseite des oberen Plattenelements 12a, wie in der
Zeichnung ersichtlich, ist eine Relaisplatte 16 plaziert,
die Signalaustauschmittel zum Weiterschalten des elektrischen Signals
gleichartig zu der in 6 veranschaulichten Ausführungsform
bildet. Die Oberfläche
einer in der Relaisplatte 16, die der Öffnung 13a mit geringem
Durchmesser zugewandt ist, gebildeten elektrischen Leiterbahn 16a ist
erforderlich, um mit dem zugespitzten Ende des Kopfs 14a des
leitenden Nadelelements 14 in Kontakt zu kommen und ist
daher bündig
zu der Unterseite (Schnittstelle in Bezug auf das Grundplattenelement 12a)
der Relaisplatte 16, wie in der Zeichnung ersichtlich,
ausgebildet.
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Gemäß der in 13 veranschaulichten Ausführungsform
greift, in dem in 13 veranschaulichten nicht betriebsbereiten
Zustand, das äußerste Ende
(unteres Ende in der Zeichnung) des oberen eng gewickelten Abschnitts 15a an
dem oberen Ende des Stielteils 14c des unteren leitenden
Nadelelements 14 an, wie in der Zeichnung ersichtlich. Daher
liegt, wenn das untere leitende Nadelelement 14 mit dem
Lötauge 17a in
Kontakt kommt, nur ein Punkt von Gleitkontakt D zwischen der Spiraldruckfeder 15 und
jedem leitenden Nadelelement 14 vor, wie durch den Pfeil
J angedeutet, der den elektrischen Signalfluss zeigt, und kann die
Fluktuation im elektrischen Widerstand des Strompfads minimiert
werden. Auch muss dass elektrische Signal nicht entlang einer Spiralbahn
fließen.
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Auch
in der in 13 veranschaulichten Ausführungsform
wird der Kopf 14a des leitenden Nadelelements 14 auf
gleichartige Weise wie die vorhergehenden Ausführungsformen einer Goldplattierung
mit Silberzusatz unterzogen. Da der Kopf 14a mit einer Goldplattierungsschicht
mit Silberzusatz versehen ist, die gegen Lötmetallablagerung beständig ist,
kann die Ablagerung von Lötmetall
auf dem Kopf 14a sogar nach wiederholten Kontakten mit
den zu prüfenden
Objekten vermieden werden.
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Der
Silbergehalt betrug in den oben beschriebenen Ausführungsformen
0,01% bis 8%, beträgt
jedoch im Fall eines leitenden Kontaktelements in Form einer Spiralfeder
bevorzugter 2% bis 6%, und im Fall eines leitenden Kontaktelements
in Form eines Nadelelements 0,5% bis 2%.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann bei Anwendungen wie etwa Sockeln zum Prüfen von Halbleitervorrichtungen
und Leiterplatten mit Lötmetallperlen
oder Anschlussklemmen mit darauf abgelagertem Lötmetall, und elektrischen Sockeln
für Halbleitervorrichtungen,
die Übertragung
von Lötmetall von
dem zu prüfenden
Objekt auf das leitende Kontaktelement reduziert werden und kann
die Anzahl möglicher
Kontakte, die bewerkstelligt werden können, bevor die Reinigung der
Lötmetallablagerung nötig wird,
erhöht
werden. Daher kann die Laufzeit der Prüflinie erhöht werden und können die
Wartungskosten reduziert werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung in Begriffen bevorzugter Ausführungsformen
davon beschrieben worden ist, ist es einem Fachmann deutlich, dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen möglich
sind, ohne von der Reichweite der vorliegenden Erfindung, die in
den beigefügten
Ansprüchen
ausgeführt
ist, abzuweichen.