DE2257650B2 - Prüftaster - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft Prüftaster mit eine Tastenspitzenanordnung tragendem Ausleger zur elektrischen
Kontaktgabe zwischen Prüfeinrichtung und Kontaktanschlüssen von zu prüfenden elektrischen Bauelementen.
Mit wachsendem Integrationsgrad monolithisch integrierter Halbleiterschaltungen ergeben sich entsprechend
hohe Packungsdichten für Schaltkreise auf einem Halbleiterchip. Mit steigender Packungsdichte solcher
Schaltkreise in einem einzigen Bauelement ist die Unmöglichkeit einhergegangen, jeden einzelnen Schaltkreis
eines Bauelementes einzeln zu prüfen. Obgleich damit auch die Anzahl der Anschlußkontakte auf einem
Chip angewachsen ist, ist doch festzustellen, daß dieses
Anwachsen nicht direkt proportional mit der erhöhten Anzahl der Schaltkreise auf einem Chip ist Das
bedeutet aber, daß die Prüfung solcher Halbleiterchips immer komplizierter wird.
Üblicherweise wird ein Funktionstest für eine monolithisch integrierte Halbleiterschaltung insgesamt
durchgeführt, um festzustellen, in wieweit die erwartete Betriebseigenschaft des zu prüfenden Bauelements
erreicht wird. Um die Wirksamkeit eines solchen Funktionstest maximal auszulegen, ist eine Eingangs-/
Ausgangskontaktierung an sämtliche Kontaktanschlüsse eines Chips erforderlich, um Signale anlegen und
entsprechende Anworten empfangen zu können. Die
Kontaktierung von Tastenspitzen wird jedoch noch dadurch erschwert, daß die KontaktanschlPsse auf
ejnem Cbjp nahezu auf seiner ganzen Oberfläche
verteilt sein können, Hierbei können die Kontaktanschlüsse auf konzentrischen Kreisen und jeweils
radialert Linien, vom Mittelpunki des Chips aus
angeordnet sein. Um nun Bauelemente dieser Art mit Prüfspitze^ zu kontaktieren, ist so vorgegangen worden,
daß die Prüftaster mit ihren Spitzen auf den gleichen radialen Linien zu liegen kommen, wie die Kontaktanschlüsse
auf dem zu prüfenden Chip.
Dies bedingt jedoch, daß die Prüftaster mit ihren Halterungen in verschiedenen Ebenen angeordnet sind,
so daß sich dann der Nachteil eines unterschiedlichen
Kontaktierungswinkels für die Prüfspitzen ergibt, je
nachdem in welcher Ebene die entsprechende Halterung gelagert ist Mit anderen Worten, Prüftaster, deren
Tastenspitzen Kontaktanschlüsse auf einen inneren konzentrischen Kreis kontaktieren sollen, besitzen
einen größeren Kontaktierungswinkel als Tastenspitzen, die Kontaktanschlüsse auf einem äußeren konzentrischen
Kreis kontaktieren.
Die Prüftaster werden bei Kontaktgabe mit den Kontaktanschlüssen des zu prüfenden Halbleiterbauelements nicht um die gleiche Rotationsmittellinie verschwenkt, so daß infolge unterschiedlichen Kontaktdruckes Kontaktabreb, und damit Kontaktunebenheiten, Fehlkontakte und unter Umständen Beschädigung der Kontaktanschlüsse auf einem Halbleiterchip nicht zu vermeiden sind, wobei außerdem auch ein Verschweißen einer Prüfspitze mit einem Kontaktanschluß nicht ausgeschlossen werden kann. Um Abhilfe zu schaffen, sind Prüftaster entwickelt worden, die über
Die Prüftaster werden bei Kontaktgabe mit den Kontaktanschlüssen des zu prüfenden Halbleiterbauelements nicht um die gleiche Rotationsmittellinie verschwenkt, so daß infolge unterschiedlichen Kontaktdruckes Kontaktabreb, und damit Kontaktunebenheiten, Fehlkontakte und unter Umständen Beschädigung der Kontaktanschlüsse auf einem Halbleiterchip nicht zu vermeiden sind, wobei außerdem auch ein Verschweißen einer Prüfspitze mit einem Kontaktanschluß nicht ausgeschlossen werden kann. Um Abhilfe zu schaffen, sind Prüftaster entwickelt worden, die über
kontrollierbar ist
schon Prüftasteranordnungen beschrieben worden (Elektronic Design News, It. Nov. 1968), bei denen
Prüftaster in einer Ebene Seite an Seite angeordnet sind. Auch hierbei ergibt sich, daß bei Kontaktierung von
Kontaktanschlüssen auf Halbleiterchips, die auf einer radialen Linie zum Mittelpunkt hin angeordnet sind,
kein gleichförmiges Kraft-Auslenkungsverhältnis für die Tastenspitzen vorgegeben ist Die verwendeten
Prüftaster besitzen jeweils einen Arm, der einschließlich
der Prüfspitzenklinge ein verhältnismäßig großes
so Gewicht trägt Dieser Arm wird um einen festen Drehpunkt betrieben. Werden alternativ hierzu die
Arme durch Federkraft verschwenkt, die gleichzeitig zur Ausübung des Kontaktdnicks ausgenutzt wird, dann
sind die Zuleitungsdrähte elektrisch mit den Tastenspitzen verbunden, um so eine elektrisch leitende
Verbindung zwischen den Prüftastern und der außen angeschlossenen Prüfeinrichtung herzustellen. Die Anwendung
solcher Zufuhrungsleitungen vermittelt dem die Kontaktklinge tragenden Arm jedoch eine Neigung
sowohl zur Seitenverschwenlcung als auch zur Höhenverstellung, so daß gleichförmige lasttragende Kräfte
nicht auf die Konfaktanschlüsse des zu prüfenden Chips übertragen werden können. Darüber hinaus bedingt die
Erfordernis einer solchen Art von Zuführungsleitungen zwischen benachbarten Prüftastern, die Seite an Seite
angeordnet sind, eine übermäßige Platzbeanspruchung, so daß zusätzliche Prüf taster, die zur Prüfung hochintegrierter
Halbleiterschaltungen unerläßlich sind, nicht
angebracht werden können,
In Vermeidung der pben beschriebenen Nachteile
besteht demnach die Aufgabe der Erfindung darin,
Pröftaster for eine Prflfeinriehtung zur Prüfung von
Bauelementen mit einer Vielzahl von Kontaktanscblttssen,
wie es z, B, bei monolithisch integrierten HaJbleiter-
stellen, for welche durch ihre Tastspitzen ein gleichförmiges
Kontaktdruck-Ausleiilcingsverhältnis in bezug
auf die Kontaktanschlüsse des zu prüfenden Halbleiterbauelements vorgegeben ist; auch dann also, wenn
jeweils eine außerordentlich große Anzahl von Kontaktansohlüssen
zur Chipprüfung zu kontaktieren ist
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß zumindest ein Ausleger an einer Auslegerhalterung verschwenkbar, höhenverstellbar und longitudinal verschiebbar
angebracht ist, daß der Ausleger als Isolator den elektrischen Anschluß für die Tastspitzenanordnung
trägi und daß die Auslegerhalterung an einem die Halterung des zu prüfenden Bauelements umgebenden
Schlitzring angebracht ist Der erwähnte Schlitzring ist
zur Aufnahme einer entsprechend großen Anzahl von
Prüftasteni eingerichtet Hierbei werden jeweils die
Prüftaster gruppenweise zusammengefaßt Die Prüftaster einer jeweiligen Gruppe kontaktieren entsprechende
Gruppen von Kontaktanschlüssen, die zueinander jeweils eng benachbart angeordnet sind, vorzugsweise
jedoch längs einer einzelnen Radiallinie, die von außen zum Zentrum eines Halbleiterchips verläuft Jeder
Prüftaster nähert sich mit seiner Tastspitze dem entsprechend zugeordneten Kontaktanschluß unter
einem Winkel, der für alle Prüftaster gleich ist, so daß
auf diese Weise Abriebprobleme oder gar Beschädigung der Kontaktanschlüsse auf dem Halbleiterchip weitgehend
ausgeschaltet sind.
Aufgrund der Tatsache, daß die aus einer Spitzenklinge mit daran befestigten Druckfedern bestehende
Tastenspitzenanordnung im freien Ende des Auslegers derart verankert ist, daß eine Drahtfeder gleichzeitig als
Anschluß dient, ist sichergestellt, daß eine gleichförmige
Kontaktdruckgabe für alle Tastspitzen gewährleistet ist und der Kontaktdruck so eingestellt werden kann, daß
bei guter Kontaktgabe ein vorzeitiges Verschleißen der Kontaktstellen vermieden wird
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Auslegerhalterung aus
einem Widerlager und aus eint η jeweils über Justierschraubverbindungen verschwenkbaren sowie
longitudinal verschiebbaren, den Ausleger tragenden Arm besteht
In vorteilhafter Weise ist, dabei weiterhin vorgesehen,
daß ein durch eine Longitudinalbohrung des Arms mit Hilfe einer weiteren Justierschraubverbindung verschiebbarer
Stößel vorgesehen ist, dessen auslegerseitiges Ende mit dem entsprechend abgeschrägten Ende
des Auslegers zu skiner Höhenverstellung zusammenwirkbar eingerichtet ist Dies alles trägt dazu bei, daß die
Lageneinstellung eines Prüftasters in bezug auf den zu kontaktierenden Kontaktanschluß sowie der Kontaktdruck
der Tastenspitzenanordnung kontrolliert und eingestellt werden kann.
Dank der AnSdhlußmöglichkeit der äußeren Zuführungsleitung
an die Tastenspitzenanordnung ist gewährleistet, daß keinerlei Störung der Zuleitungen mechanischer
Art auf die Tastenspitzenanordnung ausgeübt wird. Weiterhin sind dank der erfindungsgemäßen
Einrichtung auch keine zusätzlichen Drahtverbindungen erforderlich. Die vorgesehenen Drahtfedern besitzen
alle die gleiche Länge, so daß auch schon von hier aus
gleiche Gewiehtsbelastung fflr alle Kontaktanschlösse
des zu prüfenden Halbleiterbauelements gewährleistet
sind. Das m prüfende HaJblejtercbip kann in der
Halterung als Einzelbauelement befestigt sein; es ist
jedoch auch möglich, daß sijih ein solches Chip
zusammen mit anderen auf ejper Halbleiterscheibe
befindet, so daß zur chipweisen Prüfung die Bauelerrienthalterung
schrittweise verschiebbar eingerichtet
si?mrouß, i
I Durch die erfindungsgemäßen Prüftaster einer
Prüfeinrichtung wird zeitweise eine elektrische Verbindung zu den Anschlußkontaktein eines zu prüfenden
Halbleiterchips hergestellt, wobei es nicht erforderlich
is ist, daß alle Kontaktanschlüsse an der Chipperipherie
angeordnet sein müssen. Unter Anwendung der individuellen Justiermöglichkeiten an jeden Prüftaster,
wie es erfindungsgemäß vorgesehen ist, und durch Anbringen sämtlicher Prüftaster auf einem gemeinsamen
als Schlitzring ausgebildeten Halterungsring ist weitgehend sichergestellt, daß für alle Prüftaster
unabhängig von der Lage auf dem ledlterungsring ein
gleiches Verhältnis von Auslenkung zu Kontaktdruck wirksam ist Es bedarf dabei keiner Frage, daß den
Prüftastern sowohl Signale zugeführt als auch entnommen werden können und daß Prüf signale niederfrequenter
und hochfrequenter Natur sowie in Form von Gleichspannung Anwendung finden können.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der unten aufgeführten Zeichnungen und aus den Patentansprüchen. Es zeigt
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der unten aufgeführten Zeichnungen und aus den Patentansprüchen. Es zeigt
Fi g. 1 eine schematische Darstellung der Prüfeinrichtung
gemäß der Erfindung,
F i g. 2 einen Querschnitt durch die Anordnung nach F i g. 1 längs der Linie 2-2,
Fig.3 u. 4 Seitenansichten der beiden Arten von
Prüftastern mit ihren Halterungen,
F i g. 5 eine perspektivische Ansicht der Prüftastspitzen in Kontaktstellung,
F i g. 5 eine perspektivische Ansicht der Prüftastspitzen in Kontaktstellung,
Fig.6a, 6b und 6c verschiedene Ansichten bzw.
Lagpn des Prüf tasters gemäß F i g. 4.
Wesentlich für die Erfindung sind die in Fig. 1
gezeigten Prüftaster 14, 15, 16 und 17 und deren gegenseitige Anordnung in Gruppen auf einer Halterung,
um die Anschlüsse zu prüfende? elektrischer Bauelemente entsprechend kontaktieren zu können. Ein
Halterungsring 10 ist auf einem geeigneten Fuß 11 mit Hilfe der Arme 12 und 13, die vom Halterungsring 10
so ausgehen, befestigt Die Prüftaster 14,15 und 16,17 sind
gruppenweise so angeordnet, daß ihre jeweiligen Kontaktspitzen eine zeitweilige elektrische Verbindung
zu dem zu untersuchenden Bauelement 18, wie z. C. einer monolithisch integrierten Halbleiterschaltung,
herstellen.
Das Bauelement 18 besteht aus einer Halbleiterschaltung
hoher Schaltkreisdichtem mit Abmessungen von etwa 4x4 mm. Das Bauelement kann dabei aus einem
einzelnen Chip bestehen, das in einer Halteeinrichtung befestigt ist, oder aus mehreren Chips in einer
Halbleiterscheibe. Diese Halbleiterscheibe läßt sich mit Hilfe üblicher Halbleiterseheibendrehvorrichttingen in
eine Prüflage drehen, wie sie durch das Bauelement 18 in F i g. 1 angedeutet ist Wie noch im einzelnen aus der
folgenden Beschreibung hervorgeht sind die Stellen für die Anschlüsse auf dim Halbleiterbauelement 18 über
die gesamte Oberfläche des Halbleiterbauelements verteilt. Vorzugsweise befinden sich die Anschlußstellen
auf konzentrischen Kreisen um den Mittelpunkt des Halbleiterbauelements. Jede Gruppe der Prüftaster, wie
z. B. die aus den Prüftastern 14 und IS gebildete, ist so angeordnet, daß elektrischer Kontakt mit den Anschlußstellen
herbeigeführt werden kann, die nahe beieinanderliegen und vorzugsweise radial zueinander
ausgerichtet sind. Die Prüftaster sind dabei in Gruppen Seite an Seite an einem Schlitzring 19 mit Hilfe
geeigneter und justierbarer Sperriegel 20 und 21 befestigt Jede Prüftastergruppe, wie z. B. Prüftaster 14
und 15, beanspruchen dabei einen Kreissektor, dessen entsprechender Winkel
<x weniger als 5° beträgt.
Wie in dem Ausschnitt nach Fig.2 gezeigt, sind die
Prüftaster 14 und 16 mit Hilfe der Sperriegel 20, 21 auf
den Schulterteilen 22, 23 des Halterungsrings 10 angebracht. Die Schraubverbindungen 24, 25 stellen
dabei eine geeignete Befestigungsart für die Sperriegel dar. Die Prüftaster '14, 16 bestehen jeweils aus einer
Auülegerhalterung 2Ci, 27 und aus dem Ausleger 28 bzw.
29, der mit der eigentlichen Tastspitzenanordnung 34,35
versehen ist. Die Aunlegerhalterungen 26, 27 bestehen
je aus zwei Teilen, nämlich einem festen 30, 31, dem Widerlager, und einem justierbaren Teil 32, 33, dem
Arm. Die erfindungsgemäß verwendeten Prüftaster sind untereinander alle gleich und differieren lediglich in der
Höhe der Widerlager 30, 31 und dem Ausmaß der Tas tspitzenanordnung 34,35.
Wie sich weiterhin ergibt, besitzt das Halbleiterplättchein
18 vier Anschlußkontakte längs der Durchmesserlinii:
2-2 in Fig. I. Wie bereits erwähnt sind diese Koritaktanschlüsse der Halbleiteroberfläche derart
angeordnet, daß sie auf zwei konzentrischen Kreisen zu liegen kommen. Ein Prüftaster, wie z. B. Prüftaster 14,
macht dabei Kontakt mit einem Anschlußkontakt auf dem äußeren konzentrischen Kreis, wohingegen der
andere Prüftaster, wie z. B. Prüftaster 16, Kontakt mit dem Anschlußkontakt des inneren konzentrischen
Kreises gibt.
Um die Möglichkeiten für eine abschleifende Bewegung herabzusetzen und um zu gewährleisten, daß
mit allen Prüftastern in der Anordnung Kontakt zu den entsprechenden Anschlußkontakten hergestellt wird, ist
es notwendig, daß der Annäherungswinkel für alle Prijftaster im wesentlichen gleich ist. D. h, daß der
Annäherungswinkel einer Tastenspitze in bezug auf den entsprechenden Anschlußkontakt auf dem Chip jeweils
der gleiche für alle Tastspitzen ist, gleichgültig an welcher Stelle der zu kontaktierende Anschlußkontakt
auf der Halbleiterscheibe liegt, wenn die Distanz d zwischen Montierring oder Haltering 10 und dem
Prüfspitzenende gleich ist Auf diese Weise ist, da die Höhe des Widerlagers 31 vom Prüftaster 16 kleiner ist
als die des Widerlagers 30 des Prüftasters 14, deren Tastspitze in ihren Abmessungen größer als die
Tastspitze des Prüftasters 14. Unter diesen Voraussetzungen lassen sich die Prüftaster in Gruppen an dem
Haltering 10 montieren unter Gewährleistung gleicher Kontaktierung der Anschlußkontakte, die ziemlich dicht
beieinander angeordnet sein können und vorzugsweise radial auf dem Chip ausgerichtet sind
Obgleich zwei solcher Prüftaster für jede Gruppe in der Anordnung nach F i g. 1 gezeigt ist, ist es ohne
weiteres möglich, daß noch zusätzliche Prüftaster in den Gruppen jeweils vorgesehen werden können. Durch
Veränderung der Abmessungen des Widerlagers eines Prüftasters mit der Tastspitzenanordnung !asser, sich
alle Prüftaster in der Gruppe so einrichten, daß jeweils Kontakt zu den Anschlußkontakten einer radialen
Anordnung hergestellt werden kann, wenn die Prüftaster Seite an Seite am Haltering 10 befestigt sind. So
können z. B. die Anschlußkontakte auf der Halbleiterscheibe 18 in vier konzentrischen Kreisen jeweils radial
angeordnet sein, so daß vier Prüftaster für jede Gruppe vorzusehen sind. Die jeweils zusammengehörende
Befestigung der Prüftaster wird bestimmt durch die jeweilige Lage der Drehstellen 36,37 jedes Prüftasters
14,16. Selbstverständlich sind alle Prüftaster mit einer
ίο Prüfeinrichtung elektrisch verbunden.
In den Fig.3 und 4 besitzt der Prüftaster 14 das
Widerlager 30 und den Arm 32, wohingegen der Prüftaster 16 das Widerlager 31 und den Arm 33 besitzt.
Jeder im übrigen justierbarer Arm trägt einen Ausleger
is 28, der je über eine Schwenkverbindung 40, 41
reibungslos mit dem entsprechenden Arm 32, 33 verbunden ist. Diese Schwenkverbindungen werden
gebildet von einem paar koplanarer paralleler aus Drähten bestehenden Stabfedern 42,43 und 44,45, die in
geeigneter Weise an die Arme und die Tastspitzen jedes Prüftasters befestigt sind.
Diese als reibungslose Schwenkverbindungen wirkenden Federeinrichtungen gestatten es, daß die
Ausleger 28, 29 in ihrer Höhe durch entsprechendes Bewegen auf eine von vielen zueinander und zu den
Ebenen der Auslegerhalterungen 26, 28 parallel liegenden Flächen justiert werden können. Um dies zu
bewerkstelligen, sind die Ausleger an ihren Enden jeweils mit Keilen 46,47 versehen, die durch Stößel 48,
49 innerhalb der justierbaren Arme 32, 33 betätigt werden, indem die Stößelendstücke 50,51 entsprechend
mit den Keilen 46,47 zusammenwirken. Die Betätigung der Stößel 48,49 erfolgt über die Drehblöcke 52,53, die
durch die Justierschrauben 54, 55 verstellt werden.
jeweils entsprechende Tastspitze des Prüftasters zur
aus gepreßten Kunststoffteilen gebildet und tragen die Ausleger mit Tastspitzenanordnungen einschließlich
der parallelen Stabfedern 60, 61, 62,63. Die gepreßten
Kunststoffteile enthalten Schlitze, um diese Stabfedern aufzunehmen. Die Stabfederpaare sind jeweils gleicher
Länge und bestimmen jeweils das Auslenkungs-Kraftverhältnis für die Prüfspitzenklingen 64, 65, die jeweils
mit den Kontaktanschlüssen eines Halbleiterchips in Verbindung gebracht werden. Obgleich diese Spitzenklingen
64,65 hier als die kontaktgebenden Bauelemente dargestellt sind, versteht es sich, daß ebensogut auch
jeweils eine Nadel an den Stabfedern befestig» sein könnte, um so die Abmessungen der Kontaktelemente
herabzusetzen; dies könnte dann auch zu einer entsprechenden Verminderung kapazitver Störeffekte
zwischen benachbarten Kontaktelementen beitragen.
Diese Tastspitzenanordnung 34 und 35, gebildet aus den Stabfederpaaren 60,61,64 bzw. 62,63,65, stellen die
elektrischen Verbindungselemente der Prüftaster dar. Die Stabfedern sind in den Preßteilen der Auslegerhalterungen
verankert, wobei die Anschlußstücke 38, 39 Verlängerungen der Stabfedern 60 bzw. 62 darstellen.
Es besteht so jeweils eine elektrische Verbindungsmöglichkeit von den Anschlußstücken 38, 39 zur äußeren
Prüfeinrichtung.
Die parallelen Stabfederpaare 60, 61 und 62, 63 gewährleisten die Kontrolle über das Ausienkungs-Kraftverhältnis,
das jeweils durch die Spitzenklingen 61, 65 beim Berühren der Anschlußkontakte auf einem
Halbleiterchip ausgeübt wird. Eine solche Kontrolle ist
notwendig, um den Kontaktwiderstand der jeweiligen Spitzenklinge auf dem Chipanschlußkontakt weitgehend
herabzusetzen, und so ein Verschweißen zu vermeiden. Es hat sich z. B. ergeben, daß wenn das
Anschlußkontaktsystem durch Lötzinnkontakte dargestellt ist, der erforderliche Druck für einen entsprechend
gering/re Kontaktwiderstand in der Größenordnung von 0,7 bis 1 bar liegen muß. Die Last an der Spitze
beträgt etwa 7 Gramm bei einer Auslenkung von 0,1 mm.
Bei Herabsetzen der Gewichtsbelastung des kraftsteuernden Elements, z. B. der Stabfedern, ist es
wesentlich einfacher zu gewährleisten, daß der gewünschte Kontaktwiderstand erhalten bleibt. Um
weiterhin zu gewährleisten, daß diese Gewichtsbelastung auf einen Minimalwert herabgesetzt wird und
keine zusätzlichen Kräfte auf die Prüfspitzenanordnung
iSt KCiHCFiCi Verbindung SPi
Prüfspitzenanordnung vorgesehen. Der elektrische Anschluß wird deshalb in vorteilhafter Weise an die
AnschlußstUcke 38 und 39 der Stabfedern jeweils an einem solchen Punkt angebracht, der relativ weit
entfernt von der Verankerungsstelle der jeweiligen Stabfeder liegt
Elektrische Verbindungsleitungen könnten zu einem Datenendgerät führen, das einen Teil einer Prüfeinrichtung
darstellt, wobei dann die Zuleitungen für Hochfrequenzübertragung geeignet sein sollten. Da
eine entsprechende Kupferzuleitung z. B. aus einem Band .on 0,025 mm Stärke und 0,8 mm Dicke bestehen
kann, ergibt sich ohne weiteres, daß durch eine solche Zuleitung zum Ausleger 28 anstatt zur Tastspitzenanordnung
direkt keinerlei mechanischer Einfluß der Zuleitung auf die Tastspitze ausgeübt wird, so daß die
Tastspitzenanordnung im wesentlichen frei drehbar oder verschwenkbar bleibt Wenn darüberhinaus noch
der Masseneinfluß der Tastspitzenanordnung wesentlich herabgesetzt wird, dann läßt sich damit natürlich
auch eine entsprechende Beanspruchung des Kontaktanschlusses auf dem zu prüfenden Halbleiterbauelement
wesentlich herabsetzen. Entsprechend kann dann auch eine Ausgleichsbelastung der Prüfspitzenanordnung
entfallen.
Die Prüfspitzenklingen 64, 65 können aus einer Edelmetall-Legierung bestehen, die vergütbar ist Eine
solche Legierung kann z. B. so zusammengesetzt sein, daß ein relativ hoher Palladiumanteil vorgesehen wird
und Silber, Gold, Platin, Kupfer wie auch Zink zugesetzt sind. Die Stabfedern 60 bis 63 bestehen aus Berylliumkupfer
mit einer jeweiligen Abmessung von 0,013 mm Dicke, 0,4 mm Breite und 0,7 mm Länge, wobei die
angegebenen Zahlenwerte nur als beispielhafte Werte anzusehen sind. Unabhängig von der Breite der
Auslegerhalterung ist diese Länge der Stabfedern, die
sich von den Auslegern aus erstrecken, jeweils konstant Die Stabfedem, wie z. B. die Drähte 60,61 können auch
jeweils als geschlossene Schlinge ausgebildet sein, wobei dann die Spitzenklinge 64 in geeigneter Weise an
den Schlingenteil angelötet ist oder aber auch sonst wie an den jeweiligen Enden der Federn angebracht sein
kann.
Wie aus Fig.5 hervorgeht, sind die Tastspitzenanordnungen
je Gruppe in senkrechten Ebenen angeordnet Die Spitzenklingen 64, 65 kontaktieren dabei die
Anschlußkontakte 56 und 57, die radial auf dem Chip angeordnet sind. Die Spitzenklingen besitzen jeweils
den gleichen Anschlagwinkel; dabei ergibt sich keine Abriebbewegung der Klinge 65 des entsprechenden
Prüftasters, der mil Anschlußkontakt 57 auf den inneren konzentrischen Kreis in Verbindung steht. Die Spitzenklingen
werden an ihren Kontaktenden zunächst abgerundet, bevor sie an den Stabfedern befestigt
werden. Die Dicke der Kontaktspitze richtet sich nach der Größe des zu kontaktierenden Anschlußkontaktes.
So wird z. B. für einen Kontaktanschluß von 0,1 mm Durchmesser eine Spitzenklinge von ebenfalls 0,1 mm
Dicke angebracht.
Wie aus den Darstellungen nach Fig.6A, 6B und 6C
hervorgeht, ist Vorsorge dafür getroffen, daß jeweils der Ausleger und die Tastspitzenanordnung sowohl in
der Höhe als auch in radialer und tangentialer Richtung mit Hilfe des justierbaren Arms des Prüftasters 16 in
bezug auf Widerlager einstellbar ist. Wie bereits ausgeführt, sind Prüftaster in einer gemeinsamen
Montierebene montiert, wie sie jeweils durch die Drehpunkts 36, 3? fest^ele^t ist, wobei die Hsltemn0
jeweils durch den Sperriegel 21 vorgenommen wird. Wie im einzelnen aus Fig.6A hervorgeht, wird eine
tangentiale Justierung durch entsprechendes Drehen der Justierschraube 72 auf dem justierbaren Arm 33
vorgenommen. Der Kreisbogen 74 deutet die Drehung der Justierschraube 72 an, um den Arm 33, wie durch die
strichpunktierten Linien angedeutet, in die jeweils erforderliche Lage zu bringen. Wird eine tangentiale
Verschiebung durchgeführt, dann wird sowohl der justierbare Arm 33 als auch der Ausleger 29 justiert.
In der Fig.6B ist eine radiale Justierverschiebung angedeutet, in der durch entsprechende Drehung der
Justierschraube 76 der justierbare Arm 33 und der Ausleger in Richtung des Pfeiles 75 verschoben werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß durch Verstellen der Justierschraube 76 sowohl der Arm 33 als auch der
Ausleger 29 des Priiftasters justiert werden.
In der Anordnung nach F i g. 6C werden der Ausleger 29 und die Tastspitzenanordnung 35 unabhängig von
der Gesamtanordnung des Prüftasters justiert, indem die Justierschraube 55 auf den Drehblock 53 und den
Stößel 49 einwirkt. Das Justieren geschieht in Richtung des Pfeils 77, so daß der Ausleger 29 und die
Tastspitzenanordnung 35 alleine in ihrer Höhe verstellt werden. Die Einstellung auf irgendeine Höhe ist dabei
unabhängig von irgendwelchen Kräften, die durch den Prüf taster ausgeübt werden.
In einem typischen Ausführungsbeispiel der Prüfbefestigung gemäß der Erfindung sind bis zu 80 Prüftaster
unter Zusammenfassung in entsprechenden Gruppen im Halterungsring 10 mit Hilfe der Sperriegelbefestigung
angeordnet Diese Prüftasteranordnung gestattet die Kontaktierung von Kontaktanschlüssen auf einem Chip,
wobei diese Kontaktanschlüsse in drei konzentrischen Kreisen in der jeweiligen Anzahl von 30, 30 und 20
angeordnet sind. Einige der Prüftastergruppen enthalten
3 Prüftaster, wohingegen andere zwei davon in einer solchen Konfiguration besitzen. Jeder Prüftaster einer
Gruppe beansprucht etwa 4,5° des Halterungsringkreises. Die Prüftaster in jeder Gruppe sind Seite an Seite
angeordnet Die Prüftasterspitzen bei einigen dieser Gruppen kontaktieren mit einem Kontaktanschluß auf
jedem der beiden äußeren konzentrischen Kreise, wohingegen andere dieser Gruppen mit Kontaktanschlüssen
kontaktieren, die auf allen drei konzentrischen Kreisen gelegen sind
Obgleich die oben beschriebenen Prüftaster je aus einem Widerlager und einem justierbaren Arm bestehen,
versteht es sich, daß ebensogut auch ein Einzelstück
für jede Gruppe von K.ontaktelementen Verwendung seits besäße dann natürlich seinen eigenen Ausleger und
finden könnte. Dieses Einzelstück besäße dann eine seine eigene TastspitzenaniDrdnung, wobei dann jeweils
einzige Montiervorrichtung für den Halterungsring und individuell Höhen-, Tangential- und Radiallage durch
würde dann eine Vielzahl von justierbaren Armen Justieren einstellbar wären,
unterhalb davon tragen. Jeder justierbare Arm seiner- 5
Claims (5)
- Patentansprüche;lt Piitftaster mit eine Tastspitzenanordnung tragendem Ausleger zur elektrischen Kontaktgabe zwischen Prüfeinrichtung und Kontaktanschlüssen von zu prüfenden Bauelementen,· dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Ausleger (28) an einer Ausjegebalterung (26) verschwenkbar, höhenverstellbar und longitudinal verschiebbar angebracht ist, daß der Ausleger (28) als Isolator den elektrischen Anschluß (38) für die Tastspitzenanordnung (34) trägt und daß die Auslegerhalterung (26) an einem die Halterung des zu prüfenden Bauelements (18) umgebenden Schlitzring (10) angebracht ist .
- 2. Prüftaster nach Anspracht, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einer Spitzenklinge (64) mit daran befestigten Drahtfedern (60, 61) bestehende Tastenspitzenanordnung (34) im freien Ende des Auslegers (28) derart verankert ist, daß -sine Drahtfeder^) gleichzeitig als Anschluß (38) dient
- 3. PrOftasier nach Anspruch 1 und/oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslegerhalterung (26) aus einem Widerlager (30) und aus einem jeweils Ober Justierschraubenverbindungen (72,76) verschiebbaren, sowie longitudinal verschiebbaren, den Ausleger (28) tragenden Arm (32) besteht
- 4. Prüftaster nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch je eine Longitudinalbohrung der Arme (32) mit Hilfe weiterer Justierschraubverbindungen (53, 55) verschiebbare Stößel (49) vorgesehen sind, deren auslegerseitige Ende über Keile (46, 47) mit entsprechend abgeschrägten Enden der Ausleger (28) zur jeweiligen Höhenverstellung zusammenwirkbar einget ichtet sind.
- 5. Prüftaster nach Anspruch J und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Justierschrauben (55,72,76) sämtlich von der Widerlagerseite der Auslegerhalterung (26) her zugänglich angebracht sind.
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