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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungsvorrichtung, die zur Verwendung als Hilfsmittel bei einer elektrischen Prüfung eines Halbleiterbauelements, wie einer integrierten Schaltung, geeignet ist.
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Fachlicher Hintergrund
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Bei einer Prüfung von elektrischen Eigenschaften einer von einem Gehäuse, einem Formkörper und dergleichen umschlossenen integrierten Schaltung (IC) werden im Allgemeinen zur Prüfung Hilfsmittel verwendet, die eine Aufnahmebuchse genannte elektrische Verbindungsvorrichtung umfassen. Jede Elektrode eines Halbleiterbauelements als Bauelement in der Prüfung wird durch diese elektrische Verbindungsvorrichtung beweglich mit einer elektrischen Schaltung einer Prüfvorrichtung, wie einem Prüfgerät, verbunden. Diese Art von elektrischer Verbindungsvorrichtung ist im Patentdokument 1 beschrieben.
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Patentendokument 1:
Japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. 8-233900 Official Gazette.
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Die im Patentdokument 1 beschriebene elektrische Verbindungsvorrichtung umfasst ein plattenartiges elektrisch isolierendes Gehäuse mit einer Mehrzahl von Schlitzen, die es in einer Platten-Dickenrichtung durchsetzen, und eine Leiterplatte eines Bauelements in der Prüfung (DUT), auf der eine mit einem Prüfgerät zu verbindende Schaltung ausgebildet ist, wird an der Unterseite des Gehäuses befestigt. Auch wird auf der Oberseite des Gehäuses ein zu prüfendes Halbleiterbauelement so angeordnet, dass sich ein Leiter als seine Elektrode in Richtung jedes Schlitzes erstrecken kann. Jeder Kontakt besteht aus einem leitenden Kontaktbasiselement und einem leitenden Kontaktelement. Der Kontakt, der in jedem Schlitz angeordnet ist, ist auf einer Führungsfläche des Kontaktbasiselements verschiebbar. Jedes Kontaktbasiselement ist innerhalb des Schlitzes des Gehäuses elastisch abgestützt, so dass es durch die elastische Vorspannkraft von zwei elastischen Elementen, die jeden Schlitz queren, in Richtung der Schaltung auf der auf der Unterseite des Gehäuses vorgesehenen Leiterplatte gedrückt wird. Beide der elastischen Elemente üben ihre elastische Vorspannkraft auch auf jedes leitende Kontaktelement aus. Jedes leitende Kontaktelement ist innerhalb des Gehäuses verschiebbar auf der Führungsfläche des entsprechenden Kontaktbasiselements angeordnet und ist im Gehäuse angeordnet, wobei sein Kontaktendteil aus der Oberseite des Gehäuses übersteht.
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Indem man den Leiter des Halbleiterbauelements gegen das leitende Kontaktelement von jedem entsprechenden Kontakt presst, wird folglich jeder Leiter durch das Kontaktbasiselement, auf dem sich das leitende Kontaktelement verschiebt, mit der entsprechenden Schaltung auf der Leiterplatte verbunden, was eine Prüfung durch das Prüfgerät ermöglicht.
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Bei der bisherigen elektrischen Verbindungsvorrichtung sind jedoch das leitende Kontaktbasiselement und das vom leitenden Kontaktbasiselement verschiebbar geführte leitende Kontaktelement durch die oben erwähnten zwei elastischen Elemente elastisch auf dem Gehäuse abgestützt. Wenn der Leiter des Halbleiterbauelements für eine Prüfung gegen das leitende Kontaktelement gedrückt wird, verschiebt sich aus diesem Grund mit der Verschiebung des leitenden Kontaktelements ein Kontaktende des leitenden Kontaktelements zum Leiter auf dem Leiter. Dabei verschiebt sich das leitende Kontaktbasiselement, welches das leitende Kontaktelement auf der Führungsfläche verschiebbar aufnimmt, ebenfalls leicht auf der Schaltung der Leiterplatte.
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Wenn sich das Kontaktende des leitenden Kontaktelements auf dem Leiter verschiebt, wird die Leiteroberfläche manchmal leicht abgekratzt. Jedoch erfolgt dies nur einmal während des Prüfens und führt nicht dazu, dass der Leiter irgendwelche großen Schäden oder Abtrag aufweist. Da durch die Verschiebung der Oxidfilm auf der Leiteroberfläche entfernt wird, wird außerdem eine elektrische Verbindung zwischen dem Leiter und dem Kontaktende des leitenden Kontaktelements sichergestellt, so dass diese Verschiebung wünschenswert ist.
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Andererseits wird, wenn sich das leitende Kontaktbasiselement auf der Schaltung der Leiterplatte verschiebt, der Schaltungsteil einem leichten Abtrag unterworfen. Anders als die Elektrode des zu prüfenden Halbleiterbauelements ist jedoch die Leiterplatte einer wiederholten Verschiebung des leitenden Kontaktbasiselements ausgesetzt, und zwar jedes Mal, wenn ein neues Halbleiterbauelement geprüft wird. Folglich neigen das leitende Kontaktbasiselement und der Schaltungsteil der Leiterplatte, auf dem sich das leitende Kontaktbasiselement verschiebt, zum Verschleiß, wodurch bewirkt wird, dass die Haltbarkeit ruiniert wird.
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Die
DE 195 37 574 A1 eine elektrische Verbindungsvorrichtung mit einem Kontaktrahmen, der in einem Schlitz eines Gehäuses in diesem bewegbar angeordnet ist. Die Bewegbarkeit wird durch elastische den Kontaktrahmen abstützende Bauglieder erreicht. Der Kontaktrahmen weist an seiner Unterseite aus dem Gehäuse vorstehende Punktkontakte auf, die eine Platine
106 kontaktieren. Ferner ist ein Kontakt vorhanden, der an der Oberseite des Gehäuses vorsteht.
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Die
JP 2001-338 740 A offenbart eine elektrische Verbindungsvorrichtung mit einem ersten Anschluss, der in einer Aufnahme eines Basiselements angeordnet ist. Der erste Anschluss ist aus federelastischem Material und im Wesentlichen u-förmig ausgebildet. Der erste Anschluss weist an einem Ende eine Struktur auf, die an einer Seite der Aufnahme mit dem Basiselement verbunden ist. Das andere Ende des ersten Anschlusses ist in der Aufnahme bewegbar und nicht mit dem Basiselement verbunden. Der erste Anschluss weist eine sich aus der Ausnahme an der Unterseite des Basiselements heraus erstreckenden federelastische Kontaktzunge auf. Ferner ist ein zweiter Anschluss vorhanden, der an der Oberseite des Basiselements vorsteht.
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Offenbarung der Erfindung
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Von der Erfindung zu lösende Probleme
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Verbindungsvorrichtung bereitzustellen, die im Vergleich zu einer konventionellen Verbindungsvorrichtung eine ausgezeichnete Haltbarkeit besitzt.
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Mittel zum Lösen der Probleme
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Zur Lösung der obigen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch bereit. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Es ist möglich, eine Verdrahtungsgrundplatte auf einer Seite des Basiselements zu befestigen und das Bauelement in der Prüfung auf der anderen Seitenfläche des Basiselements aufzunehmen. Auf der Verdrahtungsgrundplatte ist ein Verdrahtungsteil ausgebildet, der mit der elektrischen Schaltung des Prüfgeräts verbunden ist und mit dem das feste Teil in Kontakt gebracht wird, und das feste Teil wird durch den Verdrahtungsteil elektrisch mit der elektrischen Schaltung verbunden.
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Das bewegliche Teil kann einen überstehenden Teil aufweisen, der aus dem Inneren des Schlitzes über die andere Seite des Basiselements überstehen kann.
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Das feste Teil kann durch einen Eingriffsmechanismus mit einer Umfangswand des Schlitzes des Basiselements in Eingriff gebracht werden.
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Der Eingriffsmechanismus kann von einem auf der Umfangswand des Schlitzes ausgebildeten Vorsprung und einer im festen Teil ausgebildeten Vertiefung zum Eingriff mit dem Vorsprung gebildet werden.
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Die Führungsfläche kann mit Bezug zu einer Mittellinie, die Öffnungen an beiden Enden des Schlitzes durchsetzt, unter einem Winkel ausgebildet sein. Wenn sich das bewegliche Teil entlang der Führungsfläche verschiebt, kann ein Maß der Verlagerung in einer Z-Achsen-Richtung entlang der Mittellinie größer als das Maß einer Verlagerung des beweglichen Teils entlang einer X-Achsen-Richtung sein, welches die Längsrichtung des Schlitzes bei Betrachtung von einer Ebenenform des Schlitzes senkrecht zur Mittellinie ist.
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Die Führungsfläche kann eine gerade Führungsfläche sein, die sich unter einem Winkel in Bezug zur Mittellinie des Schlitzes erstreckt.
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Das feste Teil kann aufweisen: einen unteren Teil, der entlang von einer der Seiten des Basiselements innerhalb des Schlitzes und entlang der Längsrichtung des Schlitzes angeordnet ist, einen ersten aufrechten Teil, der sich von einem Eckteil des unteren Teils aus der Länge des Schlitzes nach näher bei der anderen Seite des Basiselements befindet, und einen zweiten aufrechten Teil, der sich entlang des ersten aufrechten Teils in einem Abstand von der anderen Seite des unteren Teils erhebt und in einer niedrigeren Höhenlage als derjenigen des ersten aufrechten Teils endet. In diesem Fall ist die Führungsfläche auf derjenigen Seite des ersten aufrechten Teils ausgebildet, die dem zweiten aufrechten Teil gegenüberliegt. Das bewegliche Teil nimmt die elastische Vorspannkraft des elastischen Elements zwischen den beiden aufrechten Teilen auf, so dass es gegen die Führungsfläche anliegt.
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Entsprechend der Anordnung von Elektroden eines Bauelements in der Prüfung kann eine Mehrzahl der Schlitze in ihren Breitenrichtungen fluchtend ausgebildet sein. In jedem Schlitz sind Kontakte, die jeweils das bewegliche Teil und das feste Teil einschließen, in fluchtender Ausrichtung angeordnet, und ein einziges elastisches Element ist über die fluchtenden Schlitze hinweg in der Breitenrichtung der Schlitze angeordnet, so dass es die elastische Vorspannkraft auf jedes bewegliche Teil innerhalb der mehreren fluchtenden Schlitze ausübt.
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Der Kontakt kann ein Kelvin-Anschlusskontakt sein, der aus einer laminierten Struktur besteht, die mit einem Paar von leitenden Schichten und einer elektrisch isolierenden Schicht zwischen den leitenden Schichten versehen ist.
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Wirkung der Erfindung
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Da bei der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das feste Teil zum verschiebbaren Führen des beweglichen Teils des Kontakts innerhalb des Schlitzes unbeweglich auf dem Basiselement festgehalten wird, verschiebt sich das feste Teil nicht jedes Mal, wenn sich das bewegliche Teil verschiebt, zusammen mit der Verschiebung des beweglichen Teils, wodurch eine Herabsetzung der Haltbarkeit infolge eines Abtrags verhindert wird, der die Verschiebung des festen Teils begleitet.
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Auch wird, wenn das feste Teil unbeweglich auf dem Basiselement festgehalten wird, sofern eine Verdrahtungsgrundplatte im Kontakt mit dem Verdrahtungsteil dieser Verdrahtungsgrundplatte im Basiselement vorgesehen ist, verhindert, dass sich das im Kontakt mit dem Verdrahtungsteil der Verdrahtungsgrundplatte stehende feste Teil bei jeder Inspektion des Verdrahtungsteils verschiebt, wodurch sicher verhindert wird, dass das feste Teil und der Verdrahtungsteil durch eine Verschiebung verschleißen, und dadurch die Haltbarkeit verbessert.
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Indem man den überstehenden Teil im beweglichen Teil ausbildet, kann das vordere Ende des an der Kontaktposition aus dem Inneren des Schlitzes ragenden überstehenden Teil sicher in Kontakt mit der Elektrode gebracht werden.
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Indem man bei der Vereinigung des festen Teils und des Basiselements einen Eingriffsmechanismus verwendet, kann das feste Teil sicher und einfach unbeweglich mit dem Basiselement verbunden werden.
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Indem man den oben erwähnten Eingriffsmechanismus mit dem Vorsprung in der Umfangswand des Schlitzes und der Vertiefung im festen Teil ausbildet, ist es möglich, das feste Teil so in den Schlitz einzusetzen, dass der Vorsprung vermieden und die Vertiefung des festen Teils mit dem Vorsprung des Schlitzes an einer Position in Eingriff gebracht wird, wo die Vertiefung des festen Teils dem Vorsprung der Schlitzwand entspricht, wodurch sie beide sicherer und einfacher vereinigt werden und eine effizientere Montagetätigkeit realisiert wird.
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Indem man das Maß der Verlagerung der Z-Achsen-Komponente des beweglichen Teils größer macht als das Maß der Verlagerung der X-Achsen-Komponente kann der Bewegungsweg des beweglichen Teils, das sich auf der Elektrodenoberfläche des Bauelements in der Prüfung verschiebt, kleiner eingestellt werden, wenn die Elektrode des Bauelements in der Prüfung gegen das bewegliche Teil des entsprechenden Kontakts angepresst wird. Da dies verhindern kann, dass der Kontakt infolge einer großen Verlagerung des beweglichen Teils von der Elektrode abkommt, ist es für eine elektrische Prüfung eines mit einer Elektrode mit kleineren Abmessungen versehenen miniaturisierten Halbleiterbauelements von Vorteil.
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Indem man die Führungsfläche wie erwähnt zu einer geraden Führungsfläche macht, kann eine vorteilhafte Führungsfläche einfach und genau ausgebildet werden, ohne irgendeinen großen Fehler zu verursachen.
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Kompakte Kontakte mit einer relativ einfachen Struktur und eine elektrische Verbindungsvorrichtung, welche die Kontakte aufweist, sind realisierbar, indem man den ersten und den zweiten aufrechten Teil getrennt von einander getrennt und sich aus dem unteren Teil des festen Teils erhebend vorsieht, indem man eine Führungsfläche des beweglichen Teils in Beziehung zum ersten aufrechten Teil ausbildet, und indem man das elastische Element in Beziehung zu beiden aufrechten Teilen anordnet.
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Auch kann eine zur Einwirkung auf eine Mehrzahl von Kontakten geeignete elastische Vorspannkraft aufgebracht werden, so dass man durch die elastische Vorspannkraft eines einzigen elastischen Elements eine vorteilhafte elektrische Verbindung erhalten kann, indem man an jeder Schlitzreihe ein einziges elastisches Element anordnet, das eine Reihe der Schlitze quert. Es besteht daher keine Notwendigkeit, wie bisher zwei elastische Körper in jeder Schlitzreihe vorzusehen, wodurch die Ausbildung vereinfacht wird.
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Indem man als Kontakt einen aus einer laminierten Struktur bestehenden Kelvin-Anschlusskontakt verwendet, wird auch der Einfluss durch einen Kontaktwiderstand des Kontakts verringert, so dass es möglich wird, selbst ein Bauelement in der Prüfung, das einen geringen Widerstandswert besitzt, mit hoher Genauigkeit zu vermessen.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Querschnittsansicht der elektrischen Verbindungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Draufsicht, die ein Basiselement zeigt, wobei eine Abdeckung der elektrischen Verbindungsvorrichtung in 1 abgenommen ist.
- 3 ist eine teilweise vergrößerte Unterseitenansicht des in 2 dargestellten Basiselements, die eine Reihe von darin vorgesehenen Schlitzen zeigt.
- 4 ist ein Schnitt, wobei ein Querschnitt in 1 teilweise vergrößert ist.
- 5 ist eine perspektivische Ansicht, die den Kontakt in 4 in einem auseinandergezogenen Zustand zeigt.
- 6 ist eine ähnliche Ansicht wie 4, welche die elektrische Verbindungsvorrichtung in einem Prüfzustand zeigt.
- 7 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Kelvin-Anschlusskontakt in einem auseinandergezogenen Zustand zeigt.
- 8 ist eine perspektivische Ansicht des Kelvin-Anschlusskontakts.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Elektrische Verbindungsvorrichtung
- 12
- Basiselement
- 14, 114
- Kontakt
- 14a, 114a
- festes Teil
- 14b, 114b
- bewegliches Teil
- 16
- elastisches Element
- 20
- Bauelement in der Prüfung (Halbleiter-IC)
- 20a
- Elektrode (Leiter)
- 22
- Schlitz
- 28a, 128a
- unterer Teil des festen Teils
- 28b, 128b
- erster aufrechter Teil des festen Teils
- 28c, 128c
- zweiter aufrechter Teil des festen Teils
- 32b, 132b
- Führungsfläche (gerade geneigte Führungsfläche)
- 36, 136
- Vertiefung des Eingriffsmechanismus
- 38
- Vorsprung des Eingriffsmechanismus
- 46, 146
- Vorsprung des beweglichen Teils
- 48
- Verdrahtungsgrundplatte
- 48a
- Verdrahtungsteil der Verdrahtungsgrundplatte
- 50
- Prüfgerät
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Beste Art und Weise zum Ausführen der Erfindung
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Wie in 1 dargestellt, die einen vertikalen Schnitt darstellt, umfasst die elektrische Verbindungsvorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung: ein Basiselement 12, eine Mehrzahl von Kontakten 14, die Sonden genannt werden, zum Einbau in das Basiselement, mindestens ein stabartiges elastisches Element 16 mit einer kreisförmigen Querschnittsform zum Aufbringen einer elastischen Vorspannkraft auf die mehreren Kontakte 14, sowie ein plattenartiges Abdeckelement 18 zum abnehmbaren Befestigen am Basiselement 12 durch Bolzen (nicht dargestellt). Die elastischen Elemente 12 können aus einem synthetischen Kautschuk bestehen, wie Silikonkautschuk oder Urethankautschuk.
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2 ist eine Oberseitenansicht des Basiselements 12, wobei das Abdeckelement 18 abgenommen ist. Wie in 2 dargestellt, ist das Basiselement 12 aus einem plattenartigen nichtleitenden Material hergestellt und weist eine rechteckige Ebenenform auf. Im mittleren Bereich des Basiselements 12 sind mehrere Schlitze 22 ausgerichtet, die jeweiligen Elektroden, nämlich Leitern 20a, eines Halbleiter-IC 20 entsprechen, welches das in 1 dargestellte Bauelement in der Prüfung ist. Jeder Schlitz 22 ist so ausgebildet, dass er das Basiselement 12 von der Unterseite 12a bis zur Oberseite 12b durchsetzt.
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In dem in 2 dargestellten Beispiel sind an jeder der vier Ecken des Basiselements 12 Schraubenöffnungen 24 zur Aufnahme der Bolzen zur Befestigung des Abdeckelements 18 auf dem Basiselement ausgebildet. In dem in 2 dargestellten Beispiel sind auch gepaarte zwei Schlitze 22 mit dem mittleren Teil des Basiselements 12 dazwischen und in einem Abstand in der horizontalen (X)-Richtung angeordnet, und jedes Paar der Schlitze 22 ist so angeordnet, dass diese in der vertikalen (Y)-Richtung miteinander fluchten.
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Wie aus 3 deutlich wird, welche die Ebenenform der Schlitze 22 in einem vergrößerten Zustand zeigt, weist jeder Schlitz 22 eine rechteckige Ebenenform mit der horizontalen (X)-Richtung als Längsrichtung auf, und jeder Eckenteil ist gerundet. Die Kontakte 14 sind in den jeweiligen Schlitzen 22 angeordnet, und um den Kontakten 14 eine elastische Vorspannung zu geben, ist das elastische Element 16 entlang der Breitenrichtung (Y-Achsen-Richtung) der Schlitze 22 angeordnet, so dass es die Reihe der in der vertikalen (Y)-Richtung miteinander fluchtenden Schlitze 22 quert.
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Wieder Bezug nehmend auf 1, ist in einer Abdeckung 18 ein rechteckiger Öffnungsteil 18a zur Aufnahme eines Halbleiter-IC 20 ausgebildet. Der rechteckige Öffnungsteil 18a ist so ausgebildet, dass er das Abdeckelement 18 in der Dickenrichtung durchsetzt und es erlaubt, dass das obere Ende von jedem Schlitz auf der Oberseite 12a des Basiselements 12 teilweise freigelegt wird. Um ein reibungsloses Einführen des Halbleiter-IC 20 in den rechteckigen Öffnungsteil 18a zu ermöglichen, wird in der Darstellung jeder Umfangswandoberflächenteil 26 des Öffnungsteils von einer geneigten Ebene gebildet, so dass sich der rechteckige Öffnungsteil 18a nach oben zu erweitern kann.
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Wie in den 4 und 5 dargestellt, weist der in jedem Schlitz 22 angeordnete Kontakt 14 ein festes Teil 14a und das bewegliche Teil 14b auf, das verschiebbar auf dem festen Teil gehalten werden soll. Jedes der Teile 14a und 14b kann aus einem Metall hergestellt werden, wie einer Nickellegierung, Wolfram oder Beryllium, oder einem Edelmetall, wie Palladium.
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Wie in 4 dargestellt, weist das feste Teil 14a einen unteren Teil 28a, der sich in der Längs-(X-Achsen-)Richtung des Schlitzes 22 erstreckt, indem man die Unterseite an die Unterseite an die Unterseite 12a des Basiselements 12 innerhalb des Schlitzes 22 anpasst, einen ersten aufrechten Teil 28b, der sich aus dem unteren Teil entlang von einem Eckenteil des Schlitzes 22 in Richtung der Oberseite 12b des Basiselements 12 erhebt, sowie einen zweiten aufrechten Teil 28c auf, der sich entlang des ersten aufrechten Teils in einem Abstand vom ersten aufrechten Teil 28b entlang des anderen Eckenteils des Schlitzes 22 aus dem Bodenteil 28a erhebt.
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Wie in 1 dargestellt, ist in den in X-Achsen-Richtung in einem Abstand voneinander angeordneten gepaarten Schlitzen 22, 22 jedes feste Teil 14a so angeordnet, dass der erste aufrechte Teil 28b bei beiden Schlitzen 22 auf der Seite der inneren Ecke angeordnet ist, so dass sie einander nahe liegen, und ein zweiter aufrechter Teil 28c ist auf der Seite der äußeren Ecke angeordnet. Jeder erste aufrechte Teil 28b und jeder zweite aufrechte Teil 28c erstrecken sich entlang einer Mittellinie L des Schlitzes 22 im rechten Winkel zum unteren Teil aus dem unteren Teil 28a. Der zweite aufrechte Teil 28c endet ungefähr in einer mittleren Höhenlage des Schlitzes 22, wie in 4 dargestellt. Andererseits erstreckt sich der erste aufrechte Teil 28b über die mittlere Höhenlage des Schlitzes 22 hinaus und endet an einer oberen Stirnfläche, die anschließend mit der Oberseite 12b zusammenfällt.
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Beide Außenseiten 30b bzw. 30c des ersten aufrechten Teils 28b und des zweiten aufrechten Teils 28c sind aufrechte, zur Mittellinie L des Schlitzes 22 parallele Ebenen. Auch die dem ersten aufrechten Teil 28b gegenüberliegende Innenseite 32c des zweiten aufrechten Teils 28c ist eine aufrechte, zur Mittellinie L des Schlitzes 22 parallele Ebene. Auf der anderen Seite ist die in Richtung des zweiten aufrechten Teils 28c weisende Innenseite 32b des ersten aufrechten Teils 28b eine gerade geneigte Führungsfläche, die in Bezug zur Mittellinie L des Schlitzes 22 von der Unterseite 12a des Basiselements 12 in Richtung der Oberseite 12b einen Neigungswinkel θ aufweist. Dieser Winkel θ liegt bevorzugt innerhalb eines Bereichs von mehreren Grad bis etwa 30°, wie später erwähnt.
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Im Wesentlichen in der mittleren Höhenlage der geraden geneigten Fläche 32b, wie in den 4 und 5 dargestellt, ist entlang der Y-Achsen-Richtung eine flache Nut 34 zur Verringerung der Reibung mit dem beweglichen Teil 14b ausgebildet, wie später erwähnt. Auf der Außenseite 30b des ersten aufrechten Teils 28b von jedem festen Teil 14a ist ebenfalls eine Vertiefung 36 auf der Außenseite 30b ausgebildet, und auf der Umfangswand in einem dem Schlitz 22 entsprechenden Eckenteil ist ein Vorsprung 38 (siehe 4) ausgebildet, der sich mit der Vertiefung 36 in Eingriff bringen lässt.
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Das feste Teil 14a von jedem Kontakt 14 wird zum Beispiel von der Unterseite 12a des Basiselements 12 aus mit dem vorderen Ende des ersten aufrechten Teils 28b in den entsprechenden Schlitz 22 geschoben, so dass der Vorsprung 38 vermieden wird, wobei die Spitze des ersten aufrechten Teils 28b geringfügig in Richtung des zweiten aufrechten Teils 28c gebogen wird, wodurch der Vorsprung 38 und die Vertiefung 36 in Eingriff gebracht werden. Durch den Eingriffsmechanismus mit diesem Vorsprung 38 und der Vertiefung 36 wird jedes feste Teil 14a in einer vorbestimmten Position des entsprechenden Schlitzes 22 in Eingriff gebracht.
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Das bewegliche Teil 14b weist eine geneigte Fläche 40 auf, die verschiebbar gegen die gerade geneigte Führungsfläche 32b zwischen dem ersten aufrechten Teil 28b und dem zweiten aufrechten Teil 28c anliegt, sowie eine bogenförmige gekrümmte Passfläche 42, die auf der zu der geneigten Fläche entgegengesetzten Seite ausgebildet ist. Die gekrümmte Passfläche 42 von jedem beweglichen Teil 14b, das innerhalb von jedem Schlitz 22 angeordnet ist, klemmt im Zusammenwirken mit dem oberen Ende des zweiten aufrechten Teils 28c von jedem festen Teil 14a, das innerhalb von jedem Schlitz 22 angeordnet ist, und dem an dem anderen Eckenteil des Schlitzes 22 ausgebildeten Passteil 44 das elastische Element 16 in einem teilweise zusammengedrückten Zustand ein, wie in 4 dargestellt.
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Durch die elastische Vorspannkraft des eingeklemmten elastischen Elements 16 nimmt das bewegliche Teil 14b eine Federkraft aufwärts von der geneigten Fläche auf, wobei die geneigte Fläche 40 des beweglichen Teils 14b entlang der geraden geneigten Fläche 32b des festen Teils 14a verläuft, so dass der auf dem oberen Ende des beweglichen Teils ausgebildete überstehende Teil 46 aus der Oberseite 12b des Basiselements 12 ragt.
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Das bewegliche Teil 14b kann durch Einschieben des unteren Teils auf der zum überstehenden Teil 46 entgegengesetzten Seite im festen Teil 14a montiert werden, wobei zum Beispiel das elastische Element 16 zwischen dem auf der Umfangswand des Schlitzes 22 des Basiselements 12 ausgebildeten Passteil 44 und dem zweiten aufrechten Teil 28c des mit dem Basiselement 12 im Eingriff stehenden festen Teils 14a eingeklemmt wird, so dass das bewegliche Teil 14b das elastische Element 16 auf der gekrümmten Passfläche 42 aufnimmt. Wenn der Kontakt 14 in jedem Schlitz 22 montiert ist, wird daher die Verdrahtungsgrundplatte 48 auf der Unterseite 12a des Basiselements 12 angeordnet, wie in 4 dargestellt. Auf einer Seite der Verdrahtungsgrundplatte 48 ist eine Mehrzahl von Verdrahtungsteilen 48a ausgebildet, die elektrisch mit dem Prüfgerät 50 verbunden werden sollen, und die Verdrahtungsgrundplatte 48 wird mit Hilfe von Bolzen (nicht dargestellt) am Basiselement 12 befestigt, so dass jeder Verdrahtungsteil 48a mit der Unterseite des unteren Teils 28a des festen Teils 14a, welcher jeder Verdrahtungsteil 48a entspricht, in Kontakt tritt. Dies vervollständigt die Montage der elektrischen Verbindungsvorrichtung.
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Wie in 1 dargestellt, lässt man bei der montierten elektrischen Verbindungsvorrichtung 10 den Halbleiter-IC 20 in den Öffnungsteil 14a des Abdeckelements 18 fallen. Wenn der Leiter 20a des Halbleiter-IC 20 gegen den überstehenden Teil 46 des beweglichen Teils 14b des ihm entsprechenden Kontakts 14 anliegt, wird in diesem Anschlagzustand eine äußere Kraft F auf den Halbleiter-IC 20 aufgebracht, wie in 6 dargestellt, und diese äußere Kraft F, welche die elastische Vorspannkraft des elastischen Elements 16 übersteigt, bewirkt, dass der überstehende Teil 46 des beweglichen Teils 14b als Ganzes aus der in der Zeichnung durch die unterbrochene Linie angezeigten Position in Plattendickenrichtung (Z-Achsen-Richtung) nach unten in die durch die ausgezogene Linie angezeigte Position gedrückt wird. Dabei verlagert sich das bewegliche Teil 14b, während es sich auf der geraden geneigten Führungsfläche 32b des festen Teils 14a verschiebt, auf der die geneigte Fläche 40 anliegt, aufgrund der Führungswirkung der geraden geneigten Führungsfläche leicht in X-Achsen-Richtung, entsprechend dem Neigungswinkel θ der geneigten Führungsfläche. Wegen der X-Achsen-Verlagerung im Anschluss an die Verlagerung des beweglichen Teils 14b in Z-Achsen-Richtung kratzt der überstehende Teil 46 des beweglichen Teils 14b den Oxidfilm von der Kontaktfläche des Leiters 20a des Halbleiters IC 20 ab, wodurch eine Störung eines Kontakts mit dem Leiter 20a durch den Oxidfilm sicher verhindert wird.
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Auch wird der Kontakt zwischen dem Leiter 20a und dem überstehenden Teil 46 unter der elastischen Vorspannkraft des elastischen Elements 16 hergestellt, und ein Teil der elastischen Vorspannkraft dient als Kontaktdruck zwischen der geneigten Fläche 40 des beweglichen Teils 14b und der geraden geneigten Führungsfläche 32b des festen Teils 14a, so dass jeder Leiter 20a durch das bewegliche Teil 14b des entsprechenden Kontakts 14 mit dem mit dem festen Teil verbundenen Verdrahtungsteil 48a verbunden wird. Infolgedessen wird jeder Leiter 20a des Halbleiter-IC 20 sicher mit dem Prüfgerät 50 verbunden.
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Da das feste Teil 14a von jedem Kontakt 14 durch den Eingriffsmechanismus 36 bzw. 38 sicher innerhalb des entsprechenden Schlitzes 22 fixiert ist, wird außerdem eine Bewegung des festen Teils 14a durch die elastische Vorspannkraft des elastischen Elements 16 selbst dann sicher verhindert, wenn sich das bewegliche Teil 14b auf der geraden geneigten Führungsfläche 32b des festen Teils 14a verschiebt. Folglich kann ein Abtrag des festen Teils 14a und des Verdrahtungsteils 48a der Verdrahtungsgrundplatte 48 durch ihre Relativbewegung verhindert werden, so dass eine Herabsetzung der Haltbarkeit infolge des Abtrags verhindert werden kann.
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Da gemäß der elektrischen Verbindungsvorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung ein Abtrag des festen Teils 14a und des Verdrahtungsteils 48a der Verdrahtungsgrundplatte 48 aufgrund ihrer Relativbewegung verhindert werden kann, wird somit dadurch die Haltbarkeit verbessert.
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Auch wird, wenn das vordere Ende des überstehenden Teils 46 des beweglichen Teils 14b an der Kontaktposition mit dem Leiter 20a des Halbleiter-IC 20 aus dem Inneren des Schlitzes 22 ragt, eine sicherere elektrische Verbindung zwischen dem Leiter 20a, d.h. der Elektrode des Halbleiter-IC 20, der ein Bauelement in der Prüfung ist, und dem Kontakt 14 ermöglicht.
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Verschiedene Eingriffsmechanismen können verwendet werden, um das feste Teil 14a und das Basiselement 12 miteinander zu verbinden. Durch Verwendung der Eingriffsmechanismen 36, 38, wie oben erwähnt, kann jedoch das feste Teil 14a sicher und einfach unbeweglich mit dem Basiselement 12 verbunden werden.
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Was die Verschiebung des beweglichen Teils 14b entlang der geraden geneigten Führungsfläche 32b des festen Teils 14a betrifft, verändert sich das Maß der Verlagerung der Z-Achsen-Komponente und das Maß der Verlagerung der X-Achsen-Komponente des beweglichen Teils 14b mit dem Neigungswinkel θ. Je näher der Wert von θ bei Null liegt, umso größer wird das Verhältnis der ersteren zur letzteren. Wenn das Maß der Verlagerung der X-Achsen-Komponente zunimmt, wird befürchtet, dass wenn die Elektrode 20a des Bauelements in der Prüfung 20 gegen das bewegliche Teil 14b des entsprechenden Kontakts angepresst wird, der überstehende Teil 46 des beweglichen Teils unter der entsprechenden Elektrode 20a herausgedrückt werden könnte. Bei einem mit einer kleineren Elektrode versehenen miniaturisierten Halbleiterbauelement ist es auch von Vorzug, den Neigungswinkel θ innerhalb eines Bereichs von mehreren Grad um etwa 30° festzulegen, wie oben erwähnt, um sicher zu verhindern, dass das bewegliche Teil 14b von der Elektrode 20a des überstehenden Teils 46 abkommt, und um die Wirkung zum Entfernen des Oxidfilms sicherzustellen. Daher kann die vorliegende Erfindung bei einer elektrischen Prüfung eines IC-Halbleiter-Wafers mit gemeinsam ausgebildeten IC-Schaltungen eingesetzt werden.
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Obwohl die gerade geneigte Führungsfläche 32b eine bogenartige gekrümmte Fläche sein kann, ist es auch von Vorzug, sie zur Genauigkeit bei der maschinellen Bearbeitung der Führungsfläche und zur Ermöglichung einer genaueren Steuerung des Maßes der Verlagerung der X-Achsen-Komponente zum Maß der Verlagerung der Z-Achsen-Komponente des beweglichen Teils 14b als eine gerade Führungsfläche auszubilden, wie oben erwähnt.
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Indem man das feste Teil 14a mit dem ersten und dem zweiten aufrechten Teil 28b, 28c versieht, die Führungsfläche 32b des beweglichen Teils 14b in Beziehung zum ersten aufrechten Teil 28b ausbildet, und das elastische Element 16 in Beziehung zu beiden aufrechten Teilen 28b, 28c anordnet, können kompakte Kontakte 14 mit einer relativ einfachen Ausbildung und die elektrische Verbindungsvorrichtung 10 mit den Kontakten verwirklicht werden.
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Indem man an jeder Reihe der Schlitze 22 ein einziges elastisches Element 16 anordnet, so dass es die Reihe der Schlitze kreuzt, kann eine für die Einwirkung von mehreren Kontakten günstige elastische Vorspannkraft erzeugt werden, so dass man durch die elastische Vorspannkraft des einzelnen elastischen Elements 16 eine vorteilhafte elektrische Verbindung erhalten kann. Folglich besteht keine Notwendigkeit für zwei elastische Körper in jeder Reihe von Schlitzen, wie bisher, wodurch die Ausbildung vereinfacht wird.
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Die 7 und 8 zeigen Beispiele einer Verwendung eines Kelvin-Anschlusskontakts 114 als Kontakt 14. Der Kelvin-Anschlusskontakt, wird, wie wohlbekannt gewesen ist, aus einer laminierten Struktur gebildet, wobei ein Isolator zwischen ein Paar von leitenden Platten eingefügt ist, die im Abstand voneinander angeordnet sind. Folglich bestehen auch bei dem Kelvin-Anschlusskontakt 114 gemäß der vorliegenden Erfindung sein festes Teil und sein bewegliches Teil aus einem Paar von leitenden Platten 114a und 114b, die miteinander verbunden sind, wobei eine isolierende Platte 114c dazwischen eingefügt ist.
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Jede leitende Platte 114a für das feste Teil weist einen ersten aufrechten Teil 128b einschließlich einer Vertiefung 136 und einer geraden geneigten Führungsfläche 132b eines Eingriffsmechanismus, wie oben erwähnt, einen zweiten aufrechten Teil 128c, der kürzer ist als der aufrechte Teil 128b, sowie einen unteren Teil 128a zum Verbinden der beiden aufrechten Teile auf. Auch weist jede leitende Platte 114b für das bewegliche Teil eine zur geraden geneigten Führungsfläche 132b entgegengesetzte geneigte Fläche 140, eine gekrümmte Passfläche 142 zur Aufnahme des elastischen Elements 16, sowie einen überstehenden Teil 146 auf.
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Die beiden leitenden Platten 114a und 114b für das feste Teil werden durch die isolierende Platte 114c verbunden, die dazwischen eingefügt werden soll, so dass ein Kurzschließen der beiden leitenden Platten verhindert wird. In dieser isolierenden Platte 114c sind die Vertiefung 136a, die zu der Vertiefung 136 der leitenden Platte 114a passt, und eine das elastische Element 16 aufnehmende gekrümmte Passfläche 142a ausgebildet. Die beiden leitenden Platten 114b für das bewegliche Teil werden in den Schlitzen 22 des Basiselements 12, wie das oben erwähnte (nicht dargestellt), auf beiden Seiten der isolierenden Platte 114c in einem Zustand montiert, in dem ein gegenseitiges Kurzschließen von der isolierenden Platte verhindert wird, indem das elastische Element 16 in der gekrümmten Passfläche 142 aufgenommen wird, und indem jede geneigte Fläche 140 in Kontakt mit der entsprechenden geraden geneigten Führungsfläche 132 gebracht wird.
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Wie in 8 dargestellt, sind auch ein Paar Verdrahtungsteile 48a in der Verdrahtungsgrundplatte 48 ausgebildet, so dass sie jeder leitenden Platte 114a des festen Teils des Kontakts 114 entsprechen, und jeder Verdrahtungsteil 48a ist mit der entsprechenden leitenden Platte 114a verbunden.
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Gemäß diesem Kelvin-Anschlusskontakt 114, wie bisher wohlbekannt ist, können zwei Verdrahtungsteile 48a von einem Leiter 20a aus abgeführt werden, wodurch der Kelvin-Anschluss ermöglicht wird, bei dem eine Strecke zum Anlegen einer Spannung und eine Strecke zum Erfassen einer Spannung getrennt sind, und indem man den Einfluss durch den Kontaktwiderstand der Kontakte verringert, kann selbst ein geringer Widerstandswert des Bauelements in der Prüfung 20 mit hoher Genauigkeit gemessen werden.
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In gleicher Weise wie in dem Fall des Kontakts 14 wird auch gemäß dem Kelvin-Anschlusskontakt 114 bei der vorliegenden Erfindung jede leitende Platte 114a des festen Teils vom Basiselement 12 unbeweglich festgehalten, so dass sich jede leitende Platte 114a bei jeder Prüfung des Halbleiter-IC 20 nicht auf dem Verdrahtungsteil 48a verschiebt, so dass kein Abtrag durch Verschiebung hervorgerufen wird, wodurch die Haltbarkeit verbessert wird.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann verändert werden, ohne ihren Tenor zu verlassen.