DE69822818T2

DE69822818T2 - Breitbandige impedanzanpassungssonde

Info

Publication number: DE69822818T2
Application number: DE69822818T
Authority: DE
Inventors: G. Gregory BOLL; J. Harry BOLL
Original assignee: GGB Industries Inc
Current assignee: GGB Industries Inc
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-20
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2018-05-21
Also published as: ATE263378T1; EP0985154B1; WO1998054586A1; JP2002504995A; EP0985154A1; AU7572798A; DE69822818D1; EP0985154A4; US6229327B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Meßfühlervorrichtung zum Prüfen von integrierten Schaltkreisen wie etwa Verstärkern, Signalprozessoren, Mischern, Filtern und Analog-zu-Digital-Wandlern. Die Meßfühlervorrichtung kann eingesetzt werden, um integrierte Schaltkreise vor Trennung von dem Halbleiter-Wafer, nach Trennung, nach Platzieren des Schaltkreises in einer Baugruppe oder nach Einsetzen in eine Leiterplatte zu prüfen. Allgemein ist die Meßfühlervorrichtung dazu gedacht, während Prüfens Signale zu und von einem Schaltkreis zu übertragen und eine Impedanzwandlung bereitzustellen, um die Impedanz des Schaltkreises auf die der Prüfinstrumente anzupassen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Das Prüfen integrierter Schaltkreise (ICs), auch Chips oder Dice genannt, ist ein wichtiger Teil der Auslegung und Herstellung der Schaltkreise. Eine erste Prüfung wird üblicherweise durchgeführt, während die Chips noch als Teile einer Halbleiter-Scheibe oder eines Wafers zusammen gehalten werden. Eine solche Prüfung erfordert eine Mikromeßfühlervorrichtung, welche die Prüfkontakte auf dem Chip berührt und Verbindungen zu den zum Prüfen der Schaltkreise eingesetzten Instrumente bereitstellt. Standard-Prüfinstrumente für solche Schaltkreise arbeiten auf einem Impedanzniveau von 50 Ohm. Die meisten integrierten Schaltkreise arbeiten auf Impedanzniveaus, die sich von 50 Ohm unterscheiden. Die Impedanz-Fehlanpassung zwischen dem integrierten Schaltkreis und den Prüfinstrumenten macht ein akkurates Prüfen schwierig und in manchen Fällen unmöglich. Glücklicherweise sind Verfahren zur Impedanzanpassung im Fachwissen der Elektrotechnik wohlbekannt. Es gibt reaktive Netzwerke, die beispielsweise auf Seiten 206 bis 215 von "The Radio Engineer's Handbook" von Terman, McGraw-Hill, 1943 (Nachweis 1) beschrieben sind. Ein anderer Nachweis ist "Radio Engineering", 3. Ausgabe von Terman, McGraw-Hill, 1947 (Nachweis 2), worin Seiten 100 bis 104 die gleichen reaktiven Netzwerke, auf die oben Bezug genommen wurde, und Seiten 104 bis 109 Übertragungsleitungsverfahren einschließlich sich verjüngender Übertragungsleitungen, Viertelwellenanpassungsabschnitten und verkürzter Stichleitungen beschreiben. Ein dritter Nachweis ist "The ARRL, Antenna Book", veröffentlicht von The American Radio Relay League, Newington, CT, 1994. Die Verwendung von Wandlern, um Impedanzen anzupassen, ist ebenfalls wohlbekannt.
U.S.-Patent 5,506,515 offenbart einen koaxialen Meßfühler, dessen innere und äußere Leiter einen einheitlichen Durchmesser aufweisen.
Eine andere Schwierigkeit beim Prüfen tritt auf, wenn der zu prüfende Chip symmetrische Eingangs- oder Ausgangsschaltungen aufweist. Dies bildet ein Problem, da die Prüfinstrumente meist universell unsymmetrisch sind mit Systemmasse auf der äußeren Abschirmung von 50-Ohm-Koaxialkabeln und mit den Prüfsignalen auf den mittleren Leitern. Glücklicherweise sind Schaltungen zur Umwandlung von symmetrischen zu unsymmetrischen Moden (allgemein als Baluns bezeichnet) ebenfalls wohlbekannt. Siehe zum Beispiel Seite 690 des vorgenannten Nachweises 2 und Seiten 26–9 bis 26–13 von Nachweis 3. Obwohl eine Anwendung der Technik der Impedanzanpassung wohlbekannt ist, müssen spezielle Strukturen zur Implementierung dieser Techniken auf Weisen, die in der Umgebung eines Mikromeßfühlers vorteilhaft sind, nicht offensichtlich sein.
Diese Schrift beschreibt einen Impedanzanpassungsmeßfühler, der eine sich verjüngende Übertragungsleitung einsetzt, welche mechanisch nachgiebige Kontaktspitzen und Strukturen aufweist, um eine Impedanzanpassung über einen breiten Frequenzbereich und große Impedanzverhältnisse zu ermöglichen.
AUFGABEN DER ERFINDUNG
Diese Erfindung ist durch Anspruch 1 oder 7 derfiniert und ist auf eine Meßfühlervorrichtung zur Anpassung ungleicher Impedanzen über einen breiten Frequenzbereich gerichtet. Eine koaxiale Übertragungsleitung (Kabel) mit einem zylindrischen Mittelleiter, der von einem umgebenden äußeren Leiter durch einen Isolator getrennt ist, weist Abmessungen auf, die dafür sorgen, daß eine Impedanz an eine erste Impedanz an einem ersten Ende der Leitung angepaßt ist und eine andere Impedanz an eine zweite Impedanz an einem zweiten Ende der Leitung angepaßt ist. Mechanisch nachgiebige, elektrisch leitende Strukturen des ersten Endes der Leitung sind angepaßt, um eine zu prüfende Vorrichtung zu kontaktieren, und eine Verbinderstruktur an dem zweiten Ende der Leitung ist angepaßt, um mit Prüfinstrumenten verbunden zu sein. Der Isolator zwischen innerem und äußerem Leiter kann Luft, ein feststoffliches Dielektrikum, ein dielektrischer Schaum, ein dielektrisches Pulver oder eine kompliziertere dielektrische Struktur sein.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt drei unterschiedliche Meßfühlerkörper. 1a weist einen konischen inneren Leiter, 1b einen konischen äußeren Leiter und 1c konische innere und äußere Leiter auf.
2 zeigt die Einzelheiten der Struktur der Meßfühlerspitze.
3a, 3b und 3c zeigen alternative Verfahren zur Montage des Meßfühlers.
4a, 4b und 4c zeigen alternative Arten von Isolatoren.
5a zeigt eine Form zum Gießen einer bestimmten Isolatorstruktur. 5b zeigt den resultierenen Isolator in einem Meßfühlerkörper installiert.
GENAUE BESCHREIBUNG
1a zeigt eine Querschnittsansicht eines Meßfühlerkörpers, der aus einer koaxialen Leitung mit einem Mittel- oder inneren Leiter 12 besteht, welcher von einer Isolationsschicht 13 umgeben ist, die wiederum von einer elektrisch leitenden Abschirmung 14 mit einheitlichem Durchmesser umgeben ist. Der Isolator 13 kann Luft, ein dielektrischer Festkörper oder Schaum oder eine kompliziertere dielektrische Struktur sein, die später beschrieben werden. Um eine Impedanzanpassung bereitzustellen, verjüngt sich der Durchmesser des Mittelleiters 12 derart, daß der Durchmesser an einem Ende des Meßfühlerkörpers größer als an dem anderen ist. Ersatzweise kann der innere Leiter im Durchmesser einheitlich sein und sich die äußere Abschirmung verjüngen, wie in 1b gezeigt, oder es können sich sowohl der innere Leiter als auch die äußere Abschirmung verjüngen, wie in 1c gezeigt. Der innere Leiter 12 erstreckt sich rechts über das Ende der Abschirmung 14 und der Isolationsschicht 13 hinaus und weist eine geeignete Gestalt auf, um einen Kontakt mit einer zu behandelnden Vorrichtung, auch "device under test" (DUT) genannt, herzustellen. Zum Anschluß an Prüfinstrumente kann ein elektrischer Verbinder an dem linken Ende der koaxialen Leitung befestigt sein. Ersatzweise kann eine Verbindung zu den Prüfinstrument durch eine Verbindung mit einer Koaxialleitung oder einer Streifenleitung oder einer Koplanarleitung oder einer anderen Übertragungsleitung hergestellt sein, welche dann mit den Prüfinstrumenten verbunden ist. Die Abmessungen der sich verjüngenden Koaxialleitung an dem Verbinderende sind ausgewählt, um die gewünschte Impedanzanpassung mit den Prüfinstrumenten bereitzustellen. Die in 1a, 1b und 1c dargestellten Meßfühler würden eine höhere Impedanz an der DUT auf der rechten Seite in eine niedrigere Impedanz (üblicherweise 50 Ohm) an dem mit den Prüfinstrumenten verbundenen linken Ende umwandeln. Um eine niedrigere Impedanz an den Spitzen umzuwandeln, wäre der Abstand zwischen innerem Leiter und äußerer Abschirmung an dem Spitzenende kleiner als an dem Verbinderende. Die in 1a, 1b und 1c gezeigten Strukturen sich verjüngender Leitungen sind inhärent breitbandig und können Impedanzen über einen viel weiteren Frequenzbereich anpassen als andere Impedanzanpassungsstrukturen. Solche sich verjüngenden Strukturen sind nur oberhalb einer Eckfrequenz sinnvoll, welche von der Länge der Leitung, dem Impedanzverhältnis an den beiden Enden und der Form der Verjüngung abhängt. Obwohl die Zeichnungen eine lineare Verjüngung zeigen, stellt eine nichtlineare Verjüngung der geeigneten Art zusätzliche Vorteile bereit. Insbesondere erlaubt eine Verjüngung, die eine Impedanz erbringt, welche sich entlang der Länge der Leitung exponentiell ändert, die größte Bandbreite für jede Meßfühlerlänge und jedes Impedanzverhältnis (siehe Nachweis 1, Seite 197).
2 zeigt die Einzelheiten der Verlängerungen des Meßfühlers, die einen Kontakt mit der DUT herstellen. Die durchgezogenen und die gestrichelten Linien in 2 deuten die Lage der Meßfühlerspitzen und der DUT vor und nach Herstellen des elektrischen Kontakts an. Elektrische Leiter 21 und 23 sind mechanisch und elektrisch mit der Abschirmung 14 verbunden und sind so angeordnet, daß sie sich über das Ende der Abschirmung 14 hinaus erstrecken, und weisen auch eine geeignete Form auf, um einen Kontakt mit der DUT herzustellen. In vorteilhafter Weise sollten 21 und 23 in der vertikalen Richtung mechanisch nachgiebig sein, wie durch den Doppelpfeil 24 angedeutet, um unvermeidliche Abweichungen in der vertikalen Lage der Spitzenenden 21 und 23 zu berücksichtigen und um eine unvermeidliche Abweichung in der Neigung der DUT zu berücksichtigen. In vorteilhafter Weise sollte der Abstand 25 zwischen 21 und 23 und der Verlängerung des Mittelleiters 22 so festgelegt sein, daß die Impedanz der Spitzenstruktur an die Impedanz der Koaxialleitung an der Verbindung zwischen den Spitzen und der Koaxialleitung angepaßt ist. Eine zusätzliche Erhöhung oder Erniedrigung der Impedanz an der DUT kann erreicht werden, indem der Abstand 25 in Richtung der Spitzen, welche die DUT berühren, vergrößert oder verkleinert wird. Zusätzlich sollen 21, 22 und 23 in der horizontalen Richtung vergleichsweise steif sein, so daß der Spitzenabstand währen Prüfens unverändert gehalten wird und die Kontaktpunkte von 21, 22 und 23 exakt nahe der Mitte der Kontaktflecken 26, 27 und 28 der DUT angeordnet werden können. Aus diesem Grund können, obschon die Leiter 21, 22 und 23 einfache Nadeln sein könnten, diese in vorteilhafter Weise als dünne, sich auf einen kleinen Kontaktpunkt verjüngende Blätter ausgebildet sein. Die Kontaktpunkte können kleine abgeflachte Oberflächen aufweisen, wo sie auf die DUT treffen; so beschädigen die Punkte die Kontaktflecken 26, 27 und 28 nicht. Die Verlängerung des Mittelleiters 22 kann auch, wie gezeigt, verdünnt sein, um eine mechanisch nachgiebige Spitze auszubilden, oder sie kann in einer steiferen Gestalt ausgebildet sein. Wie in unserem Patent 4,871,964 beschrieben, sind 21 und 23 mit dem steiferen Mittelleiter vertikal bezüglich des Mittelleiters versetzt, so daß, wenn die DUT angehoben wird, die Kontaktpunkte von 21 und 23 einen Kontakt mit der DUT herstellen, bevor der Mittelleiter dies tut. Wenn die DUT weiter angehoben wird, biegen sich 21 und 23, um dann dem Mittelleiter zu ermöglichen, einen Kontakt mit der DUT herzustellen. Wenn die DUT weiter angehoben wird ("overprobing" im Prüfjargon), wird der Meßfühlerkörper (die Koaxialleitung) bis zu der Grenze der auf die Prüfkontakte der DUT ausgeübten Kräfte gebogen. Auch kann, obschon der Leiter 22 in 2 als ein Stück mit dem inneren Leiter 12 gezeigt ist, 22 aus einem unterschiedlichen, leitenden Material hergestellt sein und an 12 durch geeignetes Kleben, Löten oder ein anderes Verfahren befestigt sein.
Obschon in 2 zwei kontaktierende Elemente 21 und 23 gezeigt sind, muß verstanden werden, daß nur eine Spitze notwendig ist, um die Abschirmung 14 mit der DUT zu verbinden. Die doppelte Verbindung ist vorteilhaft dahingehend, daß die zwei Elemente 21 und 23 das Signal auf der Verlängerung des inneren Leiters 22 teilweise abschirmen, um eine Abstrahlung und kapazitive und magnetische Kopplung mit anderen Teilen der DUT und dem umgebenden Raum zu reduzieren. Die Spitzen, die den Kontakt mit den Meßfühlerkontakten bzw. -anschlußflecken der DUT herstellen, können einfach spitz zulaufend sein, wie durch 21a angedeutet. Ersatzweise kann der Spitzenabschnitt verschmälert und abwärts gebogen sein, wie durch 22a angedeutet. Der Vorteil dieser Art der Spitze besteht darin, daß mit Abnutzung der Spitze während Gebrauchs die Kontaktfläche im Wesentlichen konstant bleibt. Eine zusätzliche Art einer Kontaktspitze, die durch 23a angedeutet ist, ist eine kurze Säule aus einem Material, welches sich von dem der Federstruktur 23 unterscheidet und mit 23 verschweißt oder weich oder hart verlötet ist. Eine solche Kontaktspitze kann vorteilhaft sein bei der Prüfung schwierig zu kontaktierender DUTs wie etwa solcher, die für die Meßfühlerkontakte 26, 27 und 28 eine Aluminiummetallisierung einsetzen.
Die Kontaktelemente 21 und 23 können getrennt ausgebildet und durch Schlitzen der Abschirmung 14 und Weichlöten, Hartlöten oder Schweißen an der Abschirmung 14 befestigt sein, wie durch die Kehle 29 angedeutet, oder sie können in einer Vielzahl anderer Arten befestigt sein, wie etwa durch einfaches Befestigen ohne Schlitzen der Abschirmen oder durch Ab- bzw. Einschneiden eines kurzen Stücks des Meßfühlerkörpers, um einen Absatz auszubilden, auf welchem die Spitzenstrukturen dann befestigt werden, wie in U.S.-Patent 5,506,515 gezeigt. Die Spitzen können auch durch eine Membran gehalten und befestigt sein, wie in U.S.-Patent 4,894,612 gezeigt. Zusätzlich können die Spitzenstrukturen 21 und 23 aus dem Material der Abschirmung selbst durch Metallformungsverfahren gestaltet sein.
Wenn der Isolator 13 ein nicht steifes Material ist, wie in Verbindung mit 4 und 5 zu beschreiben, kann es erforderlich sein, an dem Spitzenende einen steifen, elektrisch isolierenden Einsatz 13a vorzusehen, wie in 2 angedeutet. Anderenfalls kann die Belastung auf den inneren Leiter, die von der Kraft der die DUT kontaktierenden Meßfühlerspitze herrührt, den inneren Leiter 12 von seiner geeigneten Lage im Inneren der äußeren Abschirmung 14 drängen. Ein kurzer Abschnitt des inneren Leiters 12 kann einen reduzierten Durchmesser derart aufweisen, daß der steife Einsatz 13a und der Abschnitt reduzierten Durchmessers des inneren Leiters 12 einen kurzen Abschnitt der Übertragungsleitung ausbilden, der an die Impedanz des Meßfühlerkörpers angepaßt ist, wo er auf den Einsatz 13a trifft. Der steife Einsatz 13a kann getrennt hergestellt und in den Meßfühlerkörper eingesetzt sein, oder er kann an Ort und Stelle dadurch ausgebildet sein, daß ein flüssiger Isolator in den Raum eingegossen und härten gelassen wird.
Wie in 3a gezeigt, kann die Meßfühlervorrichtung auf einer Meßfühlerplatte 31 durch eine Lötung oder Klebstoffbefestigung 32 montiert sein oder, wie in 3b gezeigt, durch Montage über eine Klammer 33. Ersatzweise kann die Meßfühlervorrichtung allein oder mit anderen Meßfühlervorrichtungen auf einem separaten Halter oder einer Klammer 34 montiert sein, welche auf einer Standard-Meßfühlerstation über Montagelöcher 35 montiert ist, wie in 3c gezeigt. Diese Befestigungen können einen Standard-Verbinder 37 beinhalten, um die Verbindung mit den Prüfinstrumenten zu erleichtern.
Der Abstand 36 zwischen den Meßfühlerspitzen und der Meßfühlerbefestigung ist gewählt, um die geeignete mechanische Steifigkeit bereitzustellen, so daß sich, wenn die DUT angehoben wird und die Spitzen einen Kontakt mit der DUT herstellen, der Meßfühlerkörper, der eine koaxiale Leitung ist, biegen kann und die geeigneten Meßfühlerkräfte zwischen den Kontaktspitzen und den Meßfühlerkontakten der DUT ausgeübt werden.
Einzelheiten des Aufbaus des Meßfühlers sind in 4 gezeigt. Es ist vorteilhaft, daß der innere Leiter 12 sicher in einer feststehenden Lage innerhalb der Abschirmung 14 gehalten wird. Ein Verfahren 4a besteht darin, den inneren Leiter in seiner geeigneten Lage zu halten, während ein Isolator 41 in flüssiger Form in den Raum zwischen dem inneren und dem äußeren Leiter gegossen wird. Der Isolator kann durch Erwärmen verflüssigt werden und dann durch Abkühlen verfestigt werden, oder er kann aus einer warmhärtenden Komponente bestehen, die bei normaler Temperatur flüssig ist und als das Ergebnis chemischer Veränderungen aushärtet. Ein alternatives Verfahren 4b besteht darin, den Raum mit einem feinen, elektrisch isolierenden Pulver 42 zu füllen, oder der innere Leiter kann mit einem Band oder einer Windung umwickelt werden, die aus einem festen oder geschäumten oder faserigen Material hergestellt sind. Bei anderen Verfahren 4c kann eine isolierende Faser oder ein isolierendes Band komplexeren Aufbaus um den inneren Leiter gewickelt werden, oder eine Abfolge isolierender Toroide kann in Abständen über dem inneren Leiter angeordnet werden. Die Fasern oder Toroide können durch Klebstoff oder durch in den äußeren oder den inneren Leiter geschnittene Nuten an ihrem Platz gehalten werden. In vorteilhafter Weise können die Faser, das Band oder die Toroide eine Struktur aufweisen, wie sie in 4c angedeutet ist. Die dünnen Finger oder Fasern sind flexibel, so daß, obschon sich die Enden der dünnen Finger nach innen auf einen kleineren Durchmesser als den des inneren Leiters 12 erstrecken, sich die Finger biegen, um das Einsetzen des Mittelleiters in die Abschirmung 14 zu ermöglichen. Ein besonders einfacher Weg, einen Isolator ähnlich dem in 4c gezeigten bereitzustellen, besteht darin, einen feinen Stoff wie etwa Samt mit einem vergleichsweise langen Flor herzustellen. Aus dem Material kann dann ein Rechteck der geeigneten Größe und Form geschnitten, aufgerollt und in die Abschirmung 14 so eingesetzt werden, daß der Flor nach innen zeigt. Der innere Leiter 12 kann dann dadurch eingesetzt werden, daß die Enden des Flors dazu gezwungen werden, sich zu spreizen. Die Materialien des Stoffes sollen einen geringen elektrischen Verlust aufweisen, und der Flor sollte mechanisch stabil sein, um den inneren Leiter in einer feststehenden Lage innerhalb der Abschirmung 14 zu halten.
Der Isolator kann auch getrennt in einer Form ausgebildet werden, aus der Form entfernt und dann in die Abschirmung 14 eingesetzt werden, wonach der innere Leiter 12 in den Isolator eingesetzt wird. Falls das isolierende Material ein elastischer Schaum ist, kann das Loch zur Aufnahme des inneren Leiters Untermaß aufweisen, so daß sich das Loch bei Einsetzen des inneren Leiters spreizt, wobei es den inneren Leiter sicher umfaßt.
Eine kompliziertere Isolatorstruktur kann auch gegossen werden, wie durch die Querschnittsansicht von 5a angedeutet. Hierbei weist ein schraubenförmiger innerer Abschnitt 51 der Form einen Kern 52 auf, welcher sich verjüngt, um mit der Verjüngung des inneren Leiters des koaxialen Meßfühlers übereinzustimmen. Eine Hülse 53 bildet die Außenseite der Form mit einem Abstand 54 zwischen der inneren Oberfläche der Hülse 53 und der Außenseite des schraubenförmigen inneren Abschnitts 51 aus. Während 51 und 53 in ihrer Lage gehalten werden, wird ein isolierendes Material in flüssiger Form in den Raum zwischen 51 und 53 eingespritzt. Nachdem der Isolator ausgehärtet ist, wird der Isolator aus der Form dadurch entfernt, daß 51 aus dem Isolator gedreht (herausgeschraubt) wird und dann der Isolator aus dem Inneren von 53 entfernt wird. Der Isolator wird dann in die Abschirmung 14 des Meßfühlers eingesetzt und der innere Leiter 12 wird eingesetzt, wie in 5b gezeigt. Der Raum 57 ist eingefüllte Luft und weist daher eine niedrigere Dielektrizitätskonstante auf als das isolierende Material. In vorteilhafter Weise sollte der Raum 54 (5a), welcher das isolierende Gewebe 56, das den Isolator in einem Stück zusammenhält, zur Folge hat, an dem großen Ende des Mittelleiters 12 so groß wie möglich sein. Dies erzeugt den kleinsten Luftraum und erzeugt die geringstmögliche Impedanz an dem Ende niedriger Impedanz des Meßfühlers (links), da die Dielektrizitätskonstante des Isolators größer als die von Luft ist. An dem Ende hoher Impedanz des Meßfühlers (rechts) wird ein großer Anteil des Raums mit Luft gefüllt, so daß die Impedanz dort größer ist als wenn der Raum mit dem Isolator gefüllt wäre. Daher ermöglicht diese Strategie das größte Impedanzverhältnis für ein gegebenes Verhältnis von großem zu kleinem Durchmesser des Mittelleiters 12. Ähnliche Isolatorstrukturen können konstruiert werden, um einen Isolator für die in 1b und 1c gezeigten Meßfühlerkörper bereitzustellen.
Obschon wir nur die bevorzugten Ausführungsformen unserer Erfindung beschrieben haben, können die Fachleute Variationen ersinnen, die von dem Umfang unserer Erfindung, wie in Anspruch 1 oder 7 definiert, nicht signifikant abweichen. Beispielsweise könnte, obschon wir einen geraden Meßfühlerkörper angegeben haben, der Körper gekrümmt oder gar gewunden sein, um den Meßfühler in einen kleineren Raum einzupassen. Die äußere Oberfläche von 12 und/oder die innere Oberfläche von 14 können mit einer dünnen Beschichtung eines elektrisch hoch leitfähigen Metalls plattiert sein, um die elektrischen Verluste in dem Meßfühler zu reduzieren. In allen Figuren haben wir achsensymmetrische Strukturen mit kreisförmigem Querschnitt angegeben, wohingegen jede beliebige Kombination von quadratischen, rechteckigen, ovalen oder anderen Formen für einen oder beide des inneren und des äußeren Leiters eingesetzt werden könnten. Auch ist es nicht erforderlich, daß der innere Leiter in der geometrischen Mitte des äußeren Leiters liegt, sondern könnte außermittig sein, falls erforderlich. In Fällen, in denen die DUT eine Impedanz zeigt, die nicht vollständig resistiv ist, d. h., eine, die eine reaktive Komponente aufweist, kann ein geeignetes kapazitives oder induktives Element in der Spitzenstruktur oder an der Verbindung zu den Prüfinstrumenten enthalten sein, um die geeignete konjugierte Anpassung bereitzustellen. In 2 sind die Meßfühleranschlußflecken 26, 27 und 28 als in einer gemeinsamen Ebene befindlich gezeigt. Es ist offensichtlich, daß in einer Situation, in welcher die Meßfühleranschlußflecken der DUT signifikant nichtplanar sind, zum Beispiel bei einer Streifenleitung, die Spitzenstrukturen 21, 22 und 23 vertikal versetzt sein können, um die nichtplanare Konfiguration der DUT aufzunehmen. Ferner kann in einer Weise analog der in 2 unseres Patents 5,373,231 beschriebenen anstelle oder zusätzlich zu den Spitzenstrukturen 21 und 23 eine separate Meßfühlernadel eingesetzt und mit dem äußeren Leiter 14 mit einem Leiter niedriger Impedanz verbunden sein.

Claims

Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler zum Prüfen von elektronischen Bauelementen, mit einem ersten Ende zum Kontaktieren eines zu prüfenden Bauelementes, einem zweiten Ende für den Anschluss an Prüfinstrumente, einem zylindrischen koaxialen Messfühlerkörper mit einem inneren elektrischen Leiter (12), wobei der genannte innere elektrische Leiter von einem Isolator (13) umgeben ist, wobei der genannte Isolator von einer elektrisch leitenden Abschirmung (14) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte innere Leiter einen Durchmesser hat, der sich über die Länge des Messfühlerkörpers verjüngt, so dass eine Impedanz entsteht, die mit der Impedanz der Prüfinstrumente an dem genannten zweiten Ende übereinstimmt, und eine Impedanz, die mit der Impedanz des zu prüfenden Bauelementes an dem genannten ersten Ende übereinstimmt.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler nach Anspruch 1, wobei der genannte sich verjüngende innere Leiter an dem genannten ersten Ende über den genannten Isolator und die genannte Abschirmung hinaus verläuft und Mittel (21, 23) zum Kontaktieren des zu prüfenden Bauelementes hat.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler nach Anspruch 2, bei dem ein Abschnitt der genannten Verlängerung (22) des genannten inneren Leiters verdünnt ist, um die genannte Verlängerung beim Kontaktieren des zu prüfenden Bauelementes mechanisch elastisch zu machen.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler nach Anspruch 1, bei dem eine elektrisch leitende Verlängerung (21, 23) oder ein Abschnitt der genannten Abschirmung ein Mittel zum Kontaktieren des genannten zu prüfenden Bauelementes bildet.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler nach Anspruch 4, wobei die genannte elektrisch leitende Verlängerung verdünnt ist, um die genannte Verlängerung beim Kontaktieren des geprüften Bauelementes mechanisch elastisch zu machen.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler nach Anspruch 1, wobei das genannte zweite Ende ein Mittel für den Anschluss an die genannten Prüfinstrumente mithilfe eines Koaxialverbinders (37) bildet.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler zum Prüfen von elektronischen Schaltungen, mit Mitteln an einem ersten Ende zum Kontaktieren eines zu prüfenden Bauelementes, einem zweiten Ende mit Mitteln für den Anschluss an Prüfinstrumente, einem zylindrischen Messfühlerkörper mit einem inneren elektrischen Leiter (12), wobei der genannte innere elektrische Leiter von einem Isolator (13) umgeben ist, wobei der genannte Isolator von einer elektrisch leitenden Abschirmung (14) umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Abschirmung eine Innenabmessung hat, die sich entlang der Länge des Messfühlerkörpers verjüngt, so dass eine Impedanz entsteht, die mit der Impedanz der Prüfinstrumente an dem genannten zweiten Ende übereinstimmt, und eine Impedanz, die mit der Impedanz des zu prüfenden Bauelementes an dem genannten ersten Ende übereinstimmt.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler nach Anspruch 7, wobei der genannte innere elektrische Leiter an dem genannten ersten Ende über den genannten Isolator und die genannte Abschirmung hinaus verläuft und Mittel (21, 23) zum Kontaktieren des zu prüfenden Bauelementes hat.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler nach Anspruch 8, bei dem ein Abschnitt der genannten Verlängerung (22) des genannten inneren Leiters verdünnt ist, um die genannte Verlängerung beim Kontaktieren des zu prüfenden Bauelementes mechanisch elastisch zu machen.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler nach Anspruch 7, wobei eine elektrisch leitende Verlängerung der genannten Abschirmung Mittel (21, 23) zum Kontaktieren des genannten zu prüfenden Bauelementes hat.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler nach Anspruch 10, wobei die genannte elektrisch leitende Verlängerung verdünnt ist, um die genannte Verlängerung beim Kontaktieren des zu prüfenden Bauelementes mechanisch elastisch zu machen.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler nach Anspruch 7, wobei das genannte zweite Ende Mittel für den Anschluss an die genannten Prüfinstrumente durch Anbringen eines Koaxialverbinders (37) hat.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler nach Anspruch 1 oder 7, bei dem der genannte Isolator ein Isolierfaden (43) ist, der um den genannten mittleren Leiter gewickelt ist.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler nach Anspruch 1 oder 7, wobei der genannte Isolator ein festes Dielektrikum ist.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler nach Anspruch 1 oder 7, wobei der genannte Isolator eine geformte Struktur mit einem festen Dielektrikum am Außenumfang ist und wobei wenigstens ein Teil des inneren Abschnitts eine Isolationsrippe ist, um den genannten inneren Leiter in einer festen Position innerhalb der genannten äußeren Abschirmung zu halten.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler nach Anspruch 1 oder 7, wobei der genannte Isolator die Form einer Vielzahl von Fasern (44) hat, die von der Innenseite der genannten Abschirmung einwärts verlaufen, und wobei die genannten Fasern den genannten inneren elektrischen Leiter kontaktieren, um den genannten inneren elektrischen Leiter im Wesentlichen in einer festen Position innerhalb der genannten Abschirmung zu halten.
Breitband-Impedanzanpassungsmessfühler nach Anspruch 1 oder 7, wobei der genannte innere Leiter von einem kurzen Abschnitt aus starrem Isoliermaterial an einem Ende davon in einer festen Position innerhalb der genannten Abschirmung gehalten wird.