CN1702462A - 电气检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于被测件电检测的电气检测设备，尤其是用于晶片检测的电气检测，它包括一个与被测件对应的触头和一个电联接的连接装置以及一个在该连接装置背向触头的一侧面上布置的支撑装置，所述的触头具有构成触针布置的销状接触元件，所述的连接装置设有接触面，其与接触元件上背朝布置有被测件的测试平面的一端相接触，本发明在支撑装置和连接装置之间布置有拉和/或压机构以调整该接触面布置的平面度或该平面度的一个预期偏差。

Description

电气检测设备
技术领域
本发明涉及一种用于被测件的尤其是用于晶片的电气检测设备，具有一个与被测件对应的触头和一个电联接的连接装置以及一个在该连接装置背向触头的一侧面上布置的支撑装置，所述的触头具有构成触针布置的销状接触元件，所述的连接装置设有接触面，该接触面与接触元件上背朝布置有被测件的测试平面的一端相接触。
背景技术
本文开头提到的这种检测设备与被测件进行电接触，以测试其功能。该电气检测设备与被测件之间为电连接，即一方面与被测件的电气端子接触，另一方面用电接触来连接一个检测系统，该检测系统通过该检测设备对被测件发送电信号，以测量它的如电阻、电流及电压等以检测它的性能。由于电气上的被测件中通常会是尺寸极细小的、用来制作电子部件的电子元件例如晶片，因此该触头的销状接触元件尺寸也相当小。为了能与上述检测系统连接，触头的接触元件与连接装置相接触，该连接装置通过转化使接触间隙变大，从而可以与通向检测系统的连接电缆相连接。在检测过程中被测件放在测试平面上，而检测设备沿轴向最好是垂直方向往被测件下降，使销状接触元件的一个末端与被测件接触而另一末端则与连接装置的接触面相连。支撑装置沿轴向施压使被测件负载，从而产生了上述的接触。同时由于通常构成平面的连接装置受到支撑装置支撑，由于反作用力而在连接装置上产生一个挠曲，该挠曲通过与该被测件的接触而被抵消。由于加工和外部操作误差还不能保证构成触针布置的触针以几乎相等的压力接触被测件。这可使结构部分的平面度产生较小偏差，使得一部分触针在垂直下降时比另一部分较早触及被测件并在测试时具有较强的触压。在已知的检测设备中最坏的情况是一定的触针不接触被测件，尽管另一部分以理想的接触力碰触在被测件上。触针产生一致的较小偏差时，该触针最好是由挠曲导线(Knickdrhten)构成，在接触时受到纵向的作用力并形成略呈弧形的弹性弯曲。当然通过这种弯曲并不总能起到平衡作用。
发明内容
本发明的任务是完成一个上述形式的电气检测设备，以保障一直与被测件可靠接触。
本发明任务可这样解决，在支撑装置和连接装置之间布置拉机构和/或压机构以调整接触面布置的平面度或理想的平面度偏差。通过调整拉和压机构，支撑装置施力在连接装置上并使其产生变形，最好是弹性变形，使得所布置的接触面沿检测设备轴向，最好是垂直方向移动相应距离，并用这种形式和方法，获得该接触面布置的平面度。这表明，当被测件是标准的平面构成，而检测设备的结构没有加工误差或也未因受外部影响发生偏差，只在连接装置上设置不标准的平面时，本发明任务仍能完成。根据另一应用情况，例如构成晶片的被测件不具有较准确的平面度，可能造成接触元件上产生不同的接触压力甚至接触无件就不接触。这可通过适当调整拉和/或压机构来克服，其中根据平整度调整连接装置上的接触面的位置或以至产生一个预期的非平整度，以抵消上述的偏差。此外当检测装置必须借助不同大小的接触力来工作时，拉和压机构能够对每个工作触头进行调整。例如：当被测件只有几个测试点时，只须几个触针，相应的测试时只有较小的接触力。当被测件有多个测试点时，则需要多个触针，因此需施加一个较大的接触力，以在每个触针上作用相等的力。与此对应连接装置的负载变大，并根据反作用力产生变形，再次造成在相应的接触面发生位移。通过上述的拉和压机构可以对连接装置的平面度和非平面度进行预设，该连接装置尤其是平面结构——如上所述，例如由一个印刷电路板构成的。
此外，一个有益方案是：该拉和压机构能够允许连接装置在与测试平面平行的平面上发生热膨胀。因为进行测试时可能出现不同室温，和/或最好是对不同的被测件温度进行测试，以能够在一定温度范围内对被测件进行性能测试，尤其是在测试平面的平行平面上，构件随温度而出现长度变化时。如果拉和压机构允许上述平面上的变化，该不可避免的长度变化不受拉和压测试机构阻碍，尤其是当拉和压机构被制成悬摆拉和悬摆推机构时。尽管通过摆动产生的一个相应的位移与该长度方向垂直，但拉和压机构在长度延伸方向具有机械刚性，从而获得所需的拉力和/或压力，由此上述的长度变化不受阻碍。应注意的是：晶片测试在温度-40℃到+150℃之间进行。
本发明的一个改进方案是，布置若干个拉和/或压机构，优选以矩阵形式布置在检测装置的中央范围，尤其布置在销钉接触结构的基面范围。该中央范围用于接纳该触针并提供检测范围。所述的拉和或压机构在该范围内允许对轴向进行相应的调准或变形，以调节期望的平面度和/或非平面度。
一个有益方案是，该拉和压机构设有螺纹销，该螺纹销与调整螺母相互作用，以产生拉力和/或压力。当沿一个方向旋转调整螺母，该调整在螺纹销上产生一个压力，而沿另一个方向旋转调整螺母，则产生一个拉力。其中压力和拉力的大小还可通过对调整螺母相应的调节距离来改变，因此可以进行独立且无级的调整。
此外，一个有益方案是螺纹销的一端固定在连接装置上，而调整螺母支撑在支撑装置上。调整螺母保持从外面可碰触的状态，并能够在检测装置校准时相应的作简单调整。
特别是，与连接装置相连的螺纹销末端设有触头，该触头容置在连接装置上设置的止动帽内。该触头以摆动的方式支撑在该止动帽内，因此产生的热膨胀不受阻碍。
螺纹销最好安装在支撑装置的通孔中或穿过该通孔，其中该通孔最好是由一个较小直径通孔段和一个较大直径通孔段构成的台阶孔。其中较大直径的通孔段在支撑装置的外侧面，调整螺母装入其中并且一个表面在台阶孔的台阶上，而另一个表面靠近并支撑在位于大直径孔段中的锁紧件内部。因此转动调整螺母使得来自支撑装置上的压力或拉力通过该各个螺纹销的设置作用在连接装置上。
锁紧件可优选地按调整螺母的夹紧块制成，使调整螺母通过夹紧锁定在一个理想的转动位置，以防止一个不期望的位移。
最后的有益方案是：锁紧件是带有外螺纹的螺纹环，拧入大直径孔段的内螺纹中。转动该螺纹环并使其沿轴向移动，以使对应的调整螺母被锁紧并紧固或松开。
附图说明
下面结合附图及实施例详述本发明。
图1为一个检测设备的横截面示意图；
图2为图1所示检测设备的局部放大图。
具体实施方式
图1所示为电气检测设备1的横截面示意图，它通过图未示的电缆与图未示的一个检测系统相连以与图中未示的被测件相接触，以实现对被测件的电气检测。该被测件可以为晶片结构，放于测试平面2上，如图1中的虚线所示。同时标记为垂直检测边3的检测设备1用来接触被测件上相应的连接点。该检测设备1设有一个触头4，一个连接装置5及一个支撑装置6。该连接装置5由支撑装置6来支撑。触头4上设有若干个可在纵向移动的接触元件7，该元件第一端与图中未示的被测件对应，而另一端与连接装置5对应。该连接装置5制成带有印制导线9的多层印刷电路板8的形式，其中印制导线9上与触头4末端配置有接触面10，在其径向外端设置有电气联接面11，后者通过上面提到而图中未示的电缆与测试系统连接。连接装置5可以设计成一个适配器，即：较小的接触面10的较小间距通过印制导线9转化为联接面11的较大间距。同时联接面11的尺寸使上述的电缆连接得以实现。
在测试被测件时，支撑装置6沿轴向(箭头12)往放置在测试平面2上的被测件移动，以便接触元件7的端部一方面触及被测件而另一方面与接触面10相连。由于接触元件7由挠曲导线13构成，即其沿轴向由于挠曲有略微弹性，所以当检测设备1和被测件各有一个足够的平面度时，该挠曲导线便可与被测件恰好接触。问题是当挠曲导线13与连接装置5相连的顶端都在同一个平面上时，连接装置5上的接触面10由于例如印刷电路板8的凸形挠曲而并非平面布置。为了能够调整连接装置5的平面度或非平面度，在支撑装置6和连接装置5之间设置拉和压机构14。在检测装置1的中央区域15布置有呈矩阵分布的若干个拉和压机构14。在这种情况下，尤其是在触头4的触针布置17的基面区域16，设置拉和压机构14。
图2中的放大图表明，每个拉和压机构14上设有带端头19的螺纹销18，其中螺纹销18上旋有一个调整螺母20。在电路板8的上表面21上最好通过粘合剂固定止动帽22，该止动帽22的横截面是C型结构23，且拉和压机构14的端头19置于其中。有时端头19置于C型结构23中有一定空隙，那么该拉和压机构14则分别表现为悬摆拉或推机构24。但是，也可以选择将端头19粘贴入C型结构中，通过弯曲该拉和压机构14可使悬摆平衡。每个螺纹销18的自由端25伸入支撑装置6的一个通孔26中。为了容纳止动帽22和一段螺纹销18，支撑装置26在面向连接装置5的一侧设有凹口27(如图1)。如图2所示，每个通孔26做成台阶孔28形式，即其具有一个与连接装置5对应的较小直径孔段29和延伸到支撑装置6外侧30的较大直径孔段31，因此形成环行台阶32。
具有内螺纹33的调整螺母20旋在螺纹销18的一端25处并具有一个小直径的中心区34，它与一有较大直径的外侧环形法兰35构成一个整体。该环形法兰35的下表面紧贴在该环行台阶32上。
孔段31的内部设有一个锁紧件36，能以夹紧的方式抵靠在调整螺母20的环形法兰35上，由此可以使调整螺母20在锁紧件36和环形台阶32之间的转动被锁紧。该锁紧件36由此形成一个夹紧块37，并按螺环38构成，该螺环38的外缘设有外螺纹39，与孔段31的内螺纹40啮合。此外螺环38的中心孔41可容置调整螺母20的小直径范围34。
这导致了以下作用：为了校准该检测设备，将其下降至放在检测平面2上的被测件上，使挠曲导线13一方面与被测件电接触，而另一方面通过接触面10，印制导线9和联接面11以及图中未示的连接电缆与图中未示的检测系统电联接。在下降过程中，采用一个检测系统的监控器显示下降状态，到下降位置接触元件7与检测件接触。如果发现，例如位于图1右侧的接触元件7以一个比左侧接触元件7较大的接触压力较早地接触到被测件，这些可以通过检测系统的监控器上相应的图像显示出，那么可以采用拉和压机构14进行所期望的纠正。这可以如此进行：从支撑装置6到电路板8上，对位于右侧的拉和压机构14施加一个较大的拉力，和/或置于左侧的拉和压机构14施加一个较大的压力，这样使电路板有一个微小的弹性变形，由此使接触面10在轴向产生相应的垂直位移。
如果螺纹销18为右旋螺纹且螺环38被旋松，推力的实现可以通过调整螺母20以逆时针方向旋转而向远离端头19的方向移动，然后通过拧紧螺环38来卡紧螺环38与环性形台阶32之间的环形法兰35。另一方面，拉力的实现是通过-松开螺环38后-顺时针旋转调整螺母20，在此过程中，该调整螺母由环形台阶32支撑并通过止动帽22的C型结构23将拉力传递至电路板8上。接着螺环38再次被旋紧，使得调整螺母20的环形法兰35固定锁紧。用这种方式和方法，在拉和压机构14相应的若干个位置，使得连接装置5和其接触面10布置的平面度或非平面度都得以调节。
如图2可知，孔段29比螺纹销18的直径大，当放置在测试平面2的平行平面上的元件产生热膨胀时，允许螺纹销18产生一定量的摆动偏差。
为了能够使上述调整螺母20和/或螺环38作旋转调整，这两个元件的表面各有一个工具啮合槽，以便它们都可以没有任何问题的用叉形螺丝刀调节。
本发明还有可能使连接装置5尤其是印刷电路板8在垂直或轴向位置对不同点调节和固定从而与被测件最佳接触。

Claims (11)

1.一种用于被测件的电气检测设备，尤其是用于晶片检测，它包括一个与被测件对应的触头和一个电联接的连接装置以及一个在该连接装置背向触头的一侧面上布置的支撑装置，所述的触头具有构成触针布置的销状接触元件，所述的连接装置设有接触面，其与接触元件上背朝布置有被测件的测试平面的一端相接触，其特征在于：在支撑装置(6)和连接装置(5)之间布置有拉和/或压机构(14)以调整接触面(10)布置的平面度或该平面度的一个预期偏差。
2.根据权利要求1所述的检测设备，其特征在于：该拉和/或压机构(14)允许连接装置(5)或该检测装置(1)的其它部分在测试平面(2)的平行平面上发生热膨胀。
3.根据上述权利要求之一所述的检测设备，其特征在于：拉和/或压机构(14)构形为悬摆拉和/或悬摆压机构(24)，以允许连接装置(5)或检测装置(1)的其它部分热膨胀。
4.根据上述权利要求之一所述的检测设备，其特征在于：两个或多个拉和/或压机构(14)，以矩阵形式分布在检测装置(1)的中央区域(15)，尤其是布置在接触针布置(17)的基面区域(16)。
5.根据上述权利要求之一所述的检测设备，其特征在于：该拉和/或压机构(14)设有螺纹销(18)，该螺纹销(18)与调整螺母(20)共同作用而产生拉力和/或压力。
6.根据上述权利要求之一所述的检测设备，其特征在于：螺纹销(18)的第一端固定在连接装置(5)上，而调整螺母(20)支撑在支撑装置(6)上。
7.根据上述权利要求之一所述的检测设备，其特征在于：布置在连接装置(5)上的螺纹销(18)具有端头(19)，该端部容置于固定在连接装置(5)上的止动帽(22)中。
8.根据上述权利要求之一所述的检测设备，其特征在于：该螺纹销(18)伸入或穿过支撑装置(6)的通孔(26)。
9.根据上述权利要求之一所述的检测设备，其特征在于：所述通孔(26)为具有小直径孔段(29)和大直径孔段(31)的台阶孔(28)，其中调整螺母(20)位于在支撑装置(6)外侧(30)的大直径孔段(31)内，，其一面支撑在台阶孔(28)的环形台阶(32)上而另一面则支持在大直径孔段(31)内的锁紧件(36)上。
10.根据上述权利要求之一所述的检测设备，其特征在于：所述锁紧件(36)是用于调整螺母(20)的夹紧块(37)。
11.根据上述权利要求之一所述的检测设备，其特征在于：锁紧件(36)是螺环(38)，该螺环的外螺纹(39)拧入大直径孔段(31)内的内螺纹(40)中。
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