DE4320109A1 - Universeller Sondenadapter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf elektronische Sondenadapter und im besonderen auf einen Sondenadapter, der sich an eine Mehrzahl integrierter Schaltungschips anpaßt.

Um elektronische Teile, wie z. B. integrierte Schaltungen, zu testen, muß eine elektronische Sonde elektrisch an deren Anschlußleitungen angeschlossen werden. Eine bekannte Art zur Herstellung der elektrischen Verbindung ist das manuelle Sondieren. Beim manuellen Sondieren hält der Anwender eine schmalspitzige elektronische Sonde in der Hand und versucht, die Spitze der Sonde auf die Anschlußleitung, die das zu untersuchende Signal führt, zu setzen. Mit schmäler werdenden Anschlußleitungen und kleiner werdenden Zwischen­ räumen wird es schwierig, eine Sonde mit einer einzelnen Spitze genau und ruhig genug in der Hand zu halten, um eine elektronische Messung durchzuführen. Bei der derzeitigen Oberflächenmontage-Technologie mit Anschlußleitungen, die weniger als 0,25 mm (0,01 Inch) breit sind und einen Mittenabstand von weniger als 1,3 mm (0,05 Inch) haben, ist das manuelle Sondieren fast unmöglich.

Eine Lösung für das Problem des manuellen Sondierens von Bauelementen für die Oberflächenmontage mit feinem Mitten­ abstand besteht darin, einen Sondenadapter für jedes Bau­ elementgehäuse für Oberflächenmontage, das auf dem Markt erhältlich ist, zu entwickeln. Das heißt, daß ein Adapter entworfen wird, der die exakte Größe und Form hat, um die Anschlußleitungen eines bestimmten integrierten Schaltungs­ bausteines aufzunehmen, der Anschlüsse schafft, die elektrisch mit jeder Anschlußleitung verbunden sind und dessen Anschlüsse relativ weit beabstandet und einer Sonde zugänglich sind. Diese Gehäuse-spezifischen Adapter arbeiten gut, aber ein Anwender, der nicht in der Lage ist, das spezielle Gehäuse für Oberflächenmontage vorauszusehen, das er oder sie zu sondieren haben wird, muß entweder Tage, Wochen oder sogar Monate warten, bis der geeignete Adapter bestellt und geliefert ist, sich einen Behelfsadapter bauen oder er muß auf manuelle Verfahren zurückgreifen. Ein Anwender könnte den Versuch unternehmen, jeden Adapter zu erwerben, den er oder sie wahrscheinlich brauchen wird. Nachdem ein einzelner Adapter DM 300 oder mehr kosten kann, kann dieses teuer werden. Diese Lösung kann auch verwirrend zum Anwenden sein und ist unhandlich, um sie zu entfernten Anwendungen zu bringen.

Eine andere Lösung ist die Verwendung von Miniaturhaken oder von Sätzen von Haken, die sich um eine Anschlußleitung wickeln und eng angezogen werden können, um elektrischen Kontakt herzustellen. Diese Lösung ist ursprünglich für Durchgangslochbauelemente entworfen worden, wurde aber auf andere Anschlußleitungen erweitert, besonders in Notfällen. Jedoch wurden die Anforderungen beim Anhaken und Umwickeln um jede Anschlußleitung ebenfalls schwierig, als die Mittenabstände der Anschlußleitungen auf den Chips immer feiner wurden. Typischerweise sind die Abstände für die Sonde, um sie an eine Anschlußleitung anzuhaken und um sie herum zu wickeln, kleiner als 0,38 mm (0,015 Inch) bei Bauelementen für Oberflächenmontage mit feinem Mittenabstand. Dieser kleine Spalt erfordert es, daß das Hakenmaterial dünn und zerbrechlich ist. Ferner besteht die Gefahr, die zu testende Anschlußleitung mit der benachbarten Anschlußleitung kurzzuschließen.

Ein anderes Verfahren, das nicht kommerziell verkauft wird, aber sicher angewendet wird, ist es, eine Leiterbahn an die zu testende Anschlußleitung oder Leiterspur anzulöten und dann eine vorhandene Sonde an die eingelötete Leiterbahn anzuhängen. Dieser Vorgang erfordert es, daß ein Lötkolben vorhanden ist, und ist sehr zeitaufwendig. Ferner ist das Löten in der Nähe von Bauelementen für die Oberflächenmontage mit feinem Mittenabstand risikoreich, da Anschlußleitungen unwissendlich kurzgeschlossen werden können.

Keine der Lösungen zum Anschließen an Anschlußleitungen mit feinem Mittenabstand ist für den Fachmann, der routinemäßig eine Mehrzahl von elektronischen Bauelementen testen muß, befriedigend. Folglich besteht ein Bedürfnis einen Sonden­ adapter für feinen Mittenabstand, der genaue, verläßliche und schnelle Verbindung einer Sonde mit einer weiten Mehrzahl von integrierten Schaltungsbauelementen mit Anschlußleitungen mit feinem Mittenabstand erlaubt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sonden­ adapter zu schaffen, der sich an viele integrierten Schaltungsbausteine für Oberflächenmontage sowie an viele andere integrierte Schaltungsbauelemente anpaßt.

Diese Aufgabe wird durch einen Sondenadapter gemäß Anspruch 1, einen Adapter nach Anspruch 15 und einen Sondenadapter nach Anspruch 19 gelöst. Die Erfindung schafft einen Adapter, der die Anschlußleitungen eines integrierten Schaltungsbausteines mit irgendeiner Breite mit einem Satz von Verbindungs-Anschlüssen, an die eine Sonde leicht angebracht werden kann, verbindet. Die Verbindungen werden über eine Elastomer-Kontaktfläche hergestellt, in die tausende von winzigen Drähten eingebettet sind.

Die Erfindung schafft ein Gerät zum Einspannen der Elasto­ mer-Kontaktfläche zwischen den Anschlußleitungen des elek­ tronischen Bauelementes und einem Satz von Kontakten, die mit den Verbindungs-Anschlüssen verbunden sind. Der Satz Kontakte ist bevorzugterweise ein Satz freigelegter Leiter­ spuren an einem Ende einer biegsamen Schaltung. Das andere Ende der biegsamen Schaltung erstreckt sich von der Ein­ spannvorrichtung und enthält die Verbindungs-Anschlüsse. Die biegsame Schaltung ist derart ausgewählt, daß die frei­ gelegten Leiterspuren denselben Mittenabstand wie die Anschlußleitungen des elektronischen Bauelementes haben. Biegsame Schaltungen mit verschiedenen Mittenabständen können in die Einspannvorrichtung eingelegt werden.

Die Einspannvorrichtung ist bevorzugterweise ein Schraub­ stock-artiger Rahmen mit einem Paar Klemmbacken, die zu­ sammengeschraubt, gesperrt oder auf andere Weise zusammen­ gezwungen werden, um das elektronische Bauelement in den Adapter einzuspannen. Jede dieser Klemmbacken hat einen oder mehrere Zähne, die in die Spalten zwischen den Anschlußlei­ tungen des elektronischen Bauelementes passen, um die frei­ gelegten Leiterspuren auf der biegsamen Schaltung mit den Anschlußleitungen auszurichten. Die Zähne sind spitz zu­ sammenlaufend derart, daß sich die Zähne bei gegeneinander Zwängen zwischen den Anschlußleitungen selbst ausrichten und dabei die freigelegten Leiterspuren und die Anschluß­ leitungen aufeinander ausrichten.

Jede der Klemmbacken hat ein Fach, um das Elastomer auf zu­ nehmen und derart festzuhalten, daß bei Einklemmen des elektronischen Bauelements in den Adapter das Elastomer zusammengedrückt wird und die eingebetteten Drähte in ihm Kontakt zwischen den Anschlußleitungen und den Kontakten der biegsamen Schaltung herstellen.

Wie oben angedeutet, ist jeder der Kontakte der flexiblen Schaltung mit einem elektrischen Anschluß verbunden. Die Anschlüsse sind bevorzugterweise leitende Durchgangslöcher, in die die Anschlußstifte einer Sonde hineingesteckt werden können, oder sie können irgendein passender Verbinder sein.

Der Sondenadapter wird angewendet, indem die Klemmbacken weiter als das zu testende elektronische Bauelement mit feinem Mittenabstand geöffnet werden. Die Klemmbacken werden über die zu testenden Anschlußleitungen ausgerichtet, mit den Zähnen ungefähr in den Spalten zwischen den Anschluß­ leitungen, dann zusammengedrückt, um die Zähne in die Spalten zwischen den Anschlußleitungen zu zwingen und um das Elastometer, das den Draht enthält, zwischen die Anschlußleitungen und die Kontakte der biegsamen Schaltung zu pressen. Nachdem das elektronische Bauelement in den Adapter eingespannt ist, wird eine Testgerätsonde an die Anschlüsse der biegsamen Schaltung angeschlossen.

Die Erfindung schafft einen Sondenadapter zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einer elektrischen Sonde und Anschlußleitungen eines elektronischen Bauelemen­ tes. Der Sondenadapter umfaßt: eine Sondenverbindungs­ einrichtung, die eine Mehrzahl von Kontakten und eine Einrichtung zur Verbindung der Kontakte mit der Probe umfassen; ein Verbindungsbauglied, das eine Mehrzahl von Leiterbahnen und nicht leitenden Trageeinrichtungen zum Tragen der Leiterbahnen, die in einer ausgewählten Richtung ausgerichtet sind, umfaßt; eine Einrichtung zum Zusammenpressen der Verbindungsbauglieder zwischen den Kontakten und den Anschlußstiften derart, daß eine oder mehrere der Leiterbahnen eine der Anschlußleitungen mit einem der Kontakte elektrisch verbinden. Bevorzugterweise umfaßt die Einrichtung zum Zusammenpressen auch eine Ein­ richtung zum Einstellen des Sondenadapters, um auf eine Mehrzahl von elektronischen Bauelementen mit verschiedenen Größen zu passen. Bevorzugterweise umfaßt die Einrichtung zum Zusammenpressen ein Paar Klemmbacken, wobei jede Klemm­ backe eine Mehrzahl der Kontakte und ein Verbindungsbauglied trägt, und eine Einrichtung, um die Klemmbacken zusammenzu­ zwingen. Bevorzugterweise umfaßt die Einrichtung zum Zusammenzwingen der Klemmbacken eine Schraube; alternativ umfaßt sie einen Sperrmechanismus. Bevorzugterweise umfaßt die nicht leitende Trageeinrichtung ein Elastomer und die Leiterbahnen umfassen Drähte, die in das Elastomer eingebettet sind. Bevorzugterweise haben die Kontakte denselben Mittenabstand wie die Anschlußleitungen des elektronischen Bauelementes. Bevorzugterweise umfaßt die Sondenverbindungseinrichtung eine biegsame Schaltung und die Kontakte umfassen freigelegte Leiterspuren auf der biegsamen Schaltung. Bevorzugterweise umfaßt die Einrichtung zum Zusammenpressen eine Einrichtung, die verursacht, daß die Leiterbahnen eine Mehrzahl der Kontakte mit einer Mehrzahl der Anschlußleitungen verbinden, wobei jede der Anschluß­ leitungen mit einem einzigen der Kontakte verbunden wird. Bevorzugterweise schließt der Sondenadapter ferner eine Einrichtung zum Ausrichten der Kontakte mit den Anschlußleitungen als auch eine Einrichtung zum Zusammen­ pressen der Verbindungsbauglieder ein.

Gemäß einem anderen Aspekt schafft die Erfindung einen Adapter zur Herstellung einer elektrischen Verbindung an die Anschlußleitungen eines elektronischen Bauelementes. Der Adapter umfaßt: eine biegsame Schaltung mit einer Mehrzahl von Leiterspuren, wobei ein Abschnitt jeder der Leiterspuren freigelegt ist, um einen Kontakt zu bilden, wobei die Kontakte denselben Mittenabstand wie die Anschlußleitungen haben; eine Einrichtung zum Verbinden von einer oder mehrerer Anschlußleitungen mit einem oder mehreren Kontakten; und eine Einrichtung zur Ausrichtung der Kontakte mit den Anschlußleitungen, wenn die Einrichtung zum Verbinden die Kontakte und die Anschlußleitungen derart verbindet, daß jede der verbundenen Anschlußleitungen mit einem einzigen der Kontakte verbunden ist. Bevorzugterweise umfaßt die Einrichtung zum Verbinden einen Elastomer mit einer Mehrzahl von in ihn eingebetteten Drähten. Bevorzugterweise umfaßt die Einrichtung zum Verbinden ferner eine Einrichtung zum Zusammenpressen des Elastomers zwischen den Kontakten und den Anschlußleitungen. Bevorzugterweise umfaßt die Einrichtung zum Ausrichten einen Zahn, der angepaßt ist, um in die Spalte zwischen den Anschluß­ leitungen zu gleiten.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die Erfindung einen Sondenadapter zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einer elektronischen Sonde und Anschlußleitungen eines elektronischen Bauelementes. Der Sondenadapter umfaßt: Eine Sondenverbindungseinrichtung, die eine Mehrzahl von Kontakten und eine Einrichtung zum Verbinden der Kontakte mit der Sonde umfaßt; eine Einrichtung zum gleichzeitigen Verbinden der Kontakte mit den Anschlußleitungen; und eine Einrichtung zum Anpassen des Sondenadapters, damit er auf eine Mehrzahl von elektronischen Bauelementen mit ver­ schiedenen Größen paßt.

Die Erfindung schafft nicht nur einen Sondenadapter, der sich leicht an fast jedes Bauelement für Oberflächenmontage mit feinem Mittenabstand anpaßt, sondern resultiert auch in einem Sondenadapter, der wirtschaftlicher hergestellt werden kann als bekannte, spezialisierte Sondenadapter.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach­ folgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des bevorzugten Ausführungsbeispieles eines Sondenadapters gemäß der Erfindung, der an einem typischen integrierten Schaltungschip für Oberflächenmontage angebracht ist;

Fig. 2 eine ebene Darstellung eines Klemmbackenbaugliedes des Adapters aus Fig. 1, dargestellt von der Seite, die das elektronische Bauelement greift;

Fig. 3 eine Darstellung des Klemmbackenbaugliedes aus Fig. 2 von unten, dargestellt in der Richtung, die durch die Linie 3-3 in Fig. 2 angezeigt wird;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des bevorzugten Ausführungsbeispieles des Elastomers des Adapters aus Fig. 1, das die eingebetteten Drähte zeigt;

Fig. 5 einen Querschnitt des Elastomers aus Fig. 4 entlang der Linie 5-5 aus Fig. 4;

Fig. 6 eine ebene Darstellung der biegsamen Schaltung des Adapters aus Fig. 1;

Fig. 7 dieselbe Darstellung des Klemmbackenbaugliedes aus Fig. 3, an das die biegsame Schaltung aus Fig. 6 und das Elastomer aus Fig. 4 angebracht sind;

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung in Nahaufnahme des Adapters und des elektronischen Bauelementes aus Fig. 1, die zeigt, wie die Zähne und das Elastomer die Anschlußleitungen des elektronischen Bauelemen­ tes in Eingriff nehmen; und

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines alternati­ ven, bevorzugten Ausführungsbeispieles des Adapters gemäß der Erfindung, das an einem integrierten Schaltungschip für Oberflächenmontage angebracht ist.

Eine perspektivische Darstellung des bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispieles eines Sondenadapters 10 gemäß der Erfindung, der an einem typischen integrierten Schaltungschip für Oberflächenmontage 12 angebracht ist, ist in Fig. 1 gezeigt. Es sei angemerkt, daß die besonderen Ausführungsbeispiele der hier beschriebenen Erfindung, exemplarisch sind und daß sie detaillierter beschrieben werden, um die Erfindung klarer und vollständiger zu beschreiben, als dies auf andere Weise möglich wäre; sie stellen keine Einschränkung der Erfindung auf diese besonderen Ausführungsbeispiele dar. Der integrierte Schaltungschip 12 schließt ein Chipgehäuse 14 und zahlreiche Anschlußleitungen 16 mit einem feinen Mittenabstand ein, d. h. die Distanz von einer Kante einer Anschlußleitung zu derselben Kante der nächsten Anschlußleitung ist sehr klein. Der Sondenadapter 10 schließt eine Schraubstock-artige Anordnung 18 ein, die Klemmbackenbauglieder 20 und 22, Führungsschienen 24 und 26, auf denen die Klemmbacken gleiten, und eine Schraube 28, die die Klemmbacken 20 und 22 zusammenzieht ein. Zähne 30 und 32 (vgl. Fig. 3) auf jeder der Klemmbacken 20, 22 gleiten zwischen die Anschlußleitungen 16 des integrierten Schaltungsbauelementes 12, um die Klemmbacken mit den An­ schlußleitungen auszurichten und um Stabilität zu schaffen. Ein Verbindungsbauglied 36, das ein Elastomer 39 (vgl. Fig. 4) umfaßt, in dem feine Drähte 40 eingebettet sind, paßt in eine Tasche 34 in dem Klemmbackenbauglied 20 zwischen den Zähnen 30 und 32. Ein biegsames Band 42 läuft durch einen Schlitz 44 in dem Klemmbackenbauglied 20 und faltet si hinter dem Verbindungsbauglied 36 zusammen. Das biegsame Band 42 hat leitende Leiterspuren 46 (vgl. Fig. 6), die an einem Ende 48 freigelegt sind und mit den Durchgangsloch­ verbindern 50 verbunden sind. Wird die Schraube 28 (vgl. Fig. 1) angezogen, dann werden die Klemmbacken 20 und 22 zusammengezwungen, wodurch die Zähne 30 und 32 in die Spalte 17 zwischen den Anschlußleitungen 16 gezwungen werden, wobei das Elastomer 39 in dem Verbindungsbauglied 36 zusammengepreßt wird und verursacht, daß die Drähte 40 die Anschlußleitungen 16 und die freigelegten Kontakte 48 der Schaltung elektrisch verbinden. Bisher war es sehr schwierig, etwas an die feinen Anschlußleitungen anzuschließen, bzw. mußte man einen teuren, speziell angefertigten Adapter benutzen. Die Erfindung schafft einen einfachen, relativ günstigen Weg, um eine positive, genaue Verbindung zwischen jeder Anschlußleitung 16 und einem Durchgangslochverbinder 50 zu schaffen. Eine Sonde (nicht gezeigt) kann dann leicht an die Anschlußleitung 16 angeschlossen werden, indem ein Anschlußstift (nicht gezeigt), der an eine Sondenanschlußleitung (nicht gezeigt) angeschlossen ist, in den entsprechenden Durch­ gangslochverbinder 50 hineingesteckt wird. Folglich ist es für den Anwender nicht notwendig, die Sonde manuell auf die Anschlußleitung zu halten.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel des Sondenadapters 10 gemäß der Erfindung ist in Fig. 1 gezeigt. Es schließt ein Paar identischer Klemmbackenbauglieder 20 und 22, ein Paar identischer Führungsschienen 24 und 26, eine Schraube 28, ein Paar identischer biegsamer Schaltungsbauelemente 41 und 42 und ein Paar identischer Verbindungsbauglieder, wie z. B. 36, ein. Das Klemmbackenbauglied 20 ist in Fig. 2 und 3 gezeigt. Es ist ein gegossenes Plastikteil, daß ein Paar Zähne 30 und 32 mit abgerundeten fernen Enden, eine recht­ eckige Tasche 34, die zwischen den Zähnen 30 und 32 ausge­ bildet ist, ein Paar kreisrunder Öffnungen 37A und 37B, die komplett durch das Klemmbackenbauglied 20 führen, zum Aufnehmen der Schienen 24 und 26, eine Gewindebohrung 38, die durch Bauglied 20 führt, zum Aufnehmen der Schraube 28, und einen Schlitz 44, der zwischen den Öffnungen 37A und 37B und den Zähnen 30 und 32 liegt, und durch das Klemmbacken­ bauglied 20 parallel zu den Öffnungen 37A und 37B führt, einschließt. Die Gewinde 38A sind bevorzugterweise Nr. 0-80 Gewinde. Die Zähne 30 und 32 sind etwa 2,8 mm (0,110 Inch) dick und stehen etwa 1,3 mm (0,050 Inch) über die Front des Klemmbackenbaugliedes 20 vor.

Die Schienen 24 und 26 haben einen Durchmesser von etwa 1 mm (0,040 Inch) und sind etwa 50 mm (2,0 Inch) lang und passen verschiebbar in die Öffnungen 37A und 37B ohne Spiel. Schraube 28 hat ein gerändeltes Handrad 27 an einem Ende und das andere Ende ist auf dem größten Teil seiner Länge mit einem Gewinde versehen. Das Handrad kann an jedes Ende gesetzt werden abhängig davon, auf welchen Klemmbacken 20, 22 es zuerst aufgeschraubt wird. Dieses Merkmal ist hilfreich, wenn ein Ende Platzeinschränkungen ausweist. Die Schraube 28 ist bevorzugt eine Schraube mit Größe 0-80, die etwa 53,1 mm (2,1 Inch) lang ist. Das Gewinde 29 ist ange­ paßt, um in das Gewinde 38A in Bohrung 38 der Klemmbacken 20 und 22 einzugreifen.

Eine Sondenverbindungseinrichtung 42 umfaßt eine Mehrzahl von Kontakten 48 und eine Einrichtung 50 zur Verbindung der Kontakte an einer Sonde. Bevorzugterweise ist die Sondenverbindungseinrichtung 46 eine biegsame Schaltung 42 (vgl. Fig. 6 und 7), die leitende Leiterspuren 46 in einem biegsamen Plastikumhüllung 47 umfaßt. Die biegsame Schaltung 42 hat bevorzugterweise eine L-Form. An einem Ende 49 sind die freigelegten Kontakte 48 auf einer Seite der Plastik­ umhüllung 47 ausgebildet. Das andere Ende 51 ist abgerundet und hat eine Einrichtung 50 zur Verbindung mit der Sonde darauf ausgebildet. Die Einrichtung 50 umfaßt bevorzugter­ weise leitende Durchgangslöcher, obwohl sie genau so gut Anschlußstifte oder andere geeignete Verbinder umfassen könnte. Jedes Durchgangsloch 50 ist mit einem freigelegten Kontakt 48 über eine Leiterspur 46 verbunden. Die biegsame Schaltung 42 hat eine Breite und eine Dicke, die gut in Schlitz 44 in Klemmbackenbauglied 20 paßt und sich über die Breite der Tasche 34 erstreckt. Bevorzugterweise ist die biegsame Schaltung 42 am Ende 49 etwa 22,8 mm (0,900 Inch) breit und etwa 0,13 mm (0,005 Inch) dick. Die Leiterspuren 46, einschl. der freigelegten Kontakte 48, sind etwa 50 µm (2 mil) dick und etwa 0,635 mm (0,025 Inch) breit. Bevorzug­ terweise ist der Mittenabstand der freigelegten Kontakte 48 der gleiche wie der Mittenabstand der Anschlußleitungen 16 des zu testenden Bauelementes 12.

Verbindungsbauglied 36 umfaßt einen Elastometerblock 39, in dem die Leiterbahnen eingebettet sind. Der Elastometerblock ist eine nicht leitende Trageeinrichtung zum Tragen der Drähte 40, ausgerichtet in einer ausgewählten Richtung, wobei die Richtung im wesentlichen senkrecht zu den Kontak­ ten 48 und den Anschlußleitungen 16 ist. Der Block 39 ist rechteckförmig, bevorzugterweise etwa 2,3 mm (0,090 Inch) breit, 23 mm (0,900 Inch) lang und 1,5 mm (0,060 Inch) dick. Die Leiterbahnen 40 sind bevorzugterweise Drähte, die einen Durchmesser von etwa 25 µm haben und 1,5 mm (0,060 Inch) lang sind. Die Drähte 40 treten etwa 15 µm aus jeder Seite des Elastometerblocks 39 heraus. Die Dichte der Drähte 40 in dem Block 39 beträgt etwa 2000 Drähte pro Quadrat­ zentimeter.

Wie in Fig. 7 und 1 gezeigt, wird der Adapter durch das Durchziehen von Ende 49 der flexiblen Schaltung 42 durch den Schlitz 44 in einer Richtung aus der Zeichenebene in Fig. 2 und durch Hinunterbiegen in die Tasche 34 zwischen Zahn 30 und 32 derart, daß die freigelegten Kontakte 48 aus der Zeichnungsebene in Fig. 2 und nach oben in Fig. 3 zeigen zusammengesetzt. Die biegsame Schaltung 42 wird festgeklebt, bevorzugterweise mit einem isolierenden Epoxidharz. Wie am besten in Fig. 7 zu sehen ist, wird dann Epoxidharz auf die Enden 33A und 33B des Verbindungsbaugliedes 36 aufgetragen, dann wird Bauglied 36 an die richtige Stelle in Tasche 34 gegen die Kontakte 48 gepreßt. Ein Epoxidharzkleber wird auf die Enden der Schienen 24 und 26, die in das Klemmbacken­ bauglied eingeführt werden sollen, aufgetragen und die Schienen werden eingeführt und der Klebstoff erhält die Möglichkeit auszutrocknen. Die Schienen 24 und 26 werden daraufhin durch die Öffnungen 37A und 37B im Klemmbacken­ bauglied 22 geführt, dann wird die Schraube 28 durch die Bohrung 38 in jedem der Klemmbackenbauelemente 20 und 22 derart geschraubt, daß die Klemmbacken etwas weiter auseinander sind als die Breite des integrierten Schaltungschips, an den der Adapter 10 angebracht werden soll.

Die Klemmbeckenbauglieder 20 und 22 werden bevorzugterweise aus flüssigem, kristallinem, polymeridem Plastik herge­ stellt. Die Zähne 30 und 32 bestehen bevorzugterweise aus einer Aluminiumoxidkeramik und werden auf die Klemmbacken­ bauglieder 20, 22 mit Epoxidharz eingeklebt. Die biegsame Schaltungsumhüllung 47 ist bevorzugterweise aus Kapton-Plastik (Kapton ist ein eingetragenes Warenzeichen) hergestellt und die Leiterspuren 46, einschl. der freige­ legten Kontakte 48, und die Durchgangslöcher 50 bestehen aus Schichten von Kupfer, Nickel und Gold. Die Schienen 24 und 26 und die Schraube 28 sind bevorzugterweise aus rostfreiem Stahl hergestellt. Der Elastometerblock 39 ist bevorzugter­ weise aus Silizium-Gummi hergestellt. Die Drähte 40 sind vergoldet oder mit anderem nicht-korrodierenden, leitenden Material beschichtet. Der Elastometerblock 39 mit den eingebetteten Drähten kann von Fujipoly, Inc., 750 Walnut Ave., Cranford, N.J. 07016 erworben werden.

Der Sondenadapter gemäß der Erfindung wird wie folgt be­ trieben. Zuerst wird die Schraube 28 derart eingestellt, daß die Klemmbacken 20 und 22 weiter auseinander sind, als die Breite des zu testenden elektronischen Bauelementes 12. Wie am besten in Fig. 1 bis 8 zu sehen, werden die Klemmbacken 20 und 22 mit den zu testenden Anschlußleitungen 16A, mit den Zähnen ungefähr in den Spalten, wie z. B. 17A, zwischen den Anschlußleitungen, ausgerichtet. Die Schraube 28 wird dann gedreht, um die Klemmbacken 20 und 22 zusammenzuziehen. Die abgerundeten Enden der Zähne 30 und 32 verursachen, daß die Klemmbacken 20 und 22 entweder in die eine Richtung oder in die andere Richtung gleiten, wenn die Zähne 30 und 32 nicht genau in einem Spalt, wie z. B. 17A, sind. Während die Schraube 28 gedreht wird, werden die Zähne 30 und 32 in die Spalten zwischen den Anschlußleitungen gezwungen und der Elastomerblock 39 wird zwischen den Anschlußleitungen 16A und den Kontakten 48 der biegsamen Schaltung zusammengepreßt. Der Elastomerblock 39 ist sehr nachgiebig und ver­ formt sich entsprechend der Form der Anschlußleitungen 16A, während er zusammengedrückt wird. Dies hat zur Folge, daß die Enden der Drähte 40 gegen die Anschlußleitungen 16A und die Kontakte 48 der biegsamen Schaltung gepreßt werden. Ist der Adapter an das elektronische Bauelement festgeklemmt, kann eine Testgerätsonde (nicht gezeigt) mit einer ausge­ wählten der Anschlußleitungen 16A, durch Einfügen eines Anschlußstiftes (nicht gezeigt), der mit dem Sondeneingang über eine Sondenanschlußleitung oder direkt verbunden ist, in eines der Durchgangslöcher 50, die mit der ausgewählten Anschlußleitung verbunden ist, verbunden werden. Das elektronische Signal wird dann von der Anschlußleitung 16A der integrierten Schaltung zu einem der Kontakte 48 der biegsamen Schaltung laufen, die über die Drähte 40 verbunden ist, von dort durch die Länge der biegsamen Schaltung 42 über eine der Leiterspuren 46 durch eines der Durchgangs­ löcher 50, durch den Anschlußstift (nicht gezeigt) in die Sonde. Die Erfindung ist besonders angepassungsfähig derart, daß Sonden mit mehreren Sondenspitzen gleichzeitig an mehrere Anschlußleitungen 16A, durch Einstecken der Anschlußstifte der Sondenspitzen in ausgewählte Durchgangs­ löcher 50, angeschlossen werden können.

Ein alternatives, bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Son­ denadapters 70 gemäß der Erfindung ist in Fig. 9 gezeigt. Dieses Ausführungsbeispiel ist dasselbe wie das Ausführungs­ beispiel in Fig. 1 bis 8 außer, daß rechtwinklige Schienen 74 und 76 die zylindrischen Schienen 24 und 26 und ein Sperrmechanismus 80 die Schraube 28 und die Gewindebohrung 38 ersetzt. Rechtwinklige Schlitze, wie z. B. 82, sind in den Klemmbackenbaugliedern 84 und 86 anstatt der runden Löcher 37A und 37B im vorausgegangenen Ausführungsbeispiel ausge­ bildet. Die Schienen 74 und 76 sind so groß, um in den Schlitzen 82 ohne Spiel zu gleiten. Das Ende 75 der Schiene 74 ist in den Schlitz 82 im Klemmbackenbauglied 86 ein­ geklebt, während das Ende 77 der Schiene 76 im Klemmbacken­ bauglied 84 eingeklebt ist. Der Sperrmechanismus 80 umfaßt einen Sperrbalken 88, der sich um einen Stift 89 dreht und auf dem erhöhten Sperrzahn 90 auf Schiene 74 sperrt. Ein ähnlicher Mechanismus kann sich auf Klemmbacke 86 befinden, der auf dem Sperrzahn auf Schiene 76 sperrt. Die Struktur des Sondenadapters 70 ist folglich komplett symmetrisch, woraus folgt, daß sie aus einem Paar identischer Teile 94 und 96, das jeweils ein Klemmbackenbauglied, wie z. B. 86, eine Schiene, wie z. B. 74, eine biegsame Schaltung, wie z. B. 97, etc., umfaßt.

Ein Merkmal der Erfindung ist es, daß so lange die Mitten­ abstände der Kontakte 48 der biegsamen Schaltung 42 gleich oder fast gleich sind, dem Mittenabstand der Anschlußlei­ tungen 16 des zu testenden elektronischen Bauelementes 12 die Drähte 40 in dem Elastomer 39 automatisch die Anschluß­ leitungen 16A mit den Kontakten 48 verbinden, wobei jede Anschlußleitung 16A mit einem einzelnen der Kontakte 48 verbunden wird. Das Festlegen einer zu testenden Anschluß­ leitung und das Ausrichten der Sondenbefestigung sowie das Kontaktieren dieser bestimmten Anschlußleitung ist mit den Sondenadaptern nach dem Stand der Technik sehr schwierig. Bei dem Sondenadapter gemäß der Erfindung muß die zu testen­ de Anschlußleitung nur ungefähr ausfindig gemacht werden und es ist einfach, die Breite des Adapters derart zu plazieren, daß es sicher ist, daß die gewünschte Anschlußleitung ein­ geschlossen ist. Der Rest erfolgt automatisch. Die Verbin­ dung wird genau und zuverlässig, ohne die Möglichkeit von Kurzschlüssen, hergestellt. Biegsame Schaltungen sind elek­ trische Standardteile, die viel einfacher in einer breiten Mehrzahl von Mittenabständen erhalten werden können, als spezialisierte Sondenadapter; überdies sind biegsame Schal­ tungen sofort in jedem Elektroniklabor, das die Fähigkeit zum Herstellen von Leiterspuren hat, herstellbar.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist es, daß sie mit jeder Breite des feinen Mittenabstandes von Chipgehäusen für die Oberflächenmontage arbeitet. Die Klemmbacken 20 und 22 oder 84 und 86 gleiten auf Schienen 22 und 26 oder 74 und 76, die eine unbegrenzte Variabilität der Breite der zu testenden Gehäuse schafft.

Wiederum ein anderes Merkmal der Erfindung ist es, daß sie keine manuelle Ausrichtung oder Befestigung erfordert, um sie an ein integriertes Schaltungsbauelement 12 anzubringen. Die Zähne 30 und 32 richten sich in den Spalten 17 zwischen den Anschlußleitungen 16 selbst aus. Die Klemmbacken 20, 22 bleiben parallel während sie auf den Schienen 24, 26 glei­ ten. Dieses hält die Verbindungsbauglieder 36 präzise in der richtigen Ausrichtung zur Kontaktierung der feinen Anschluß­ leitungen 16. Ist der Sondenadapter einmal an dem zu testen­ den elektronischen Bauelement festgespannt, können mehrere Anschlußleitungen sondiert werden, ohne den Adapter zu be­ rühren.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist seine Einfachheit. Das einzelne, geschmolzene Plastikteil 20, 22 oder 84, 86 beherbergt die biegsame Schaltung 42 und das Verbindungs­ bauglied 36 und dient ebenfalls Rahmen des Einspannmecha­ nismus. Die metallischen Führungsschienen verhindern ein Routieren der Endteile bezüglich aufeinander und schaffen eine mechanische Steife des Gerätes. Alle Teile werden aus billigen Standardmaterialien hergestellt und der Sonden­ adapter ist einfach zusammenzubauen. Die gesamte Anordnung ist billiger als ein einzelner Sondenadapter für ein spezifisches Gehäuse für Oberflächenmontage mit feinem Mittenabstand.

Es wurde ein neuartiger Sondenadapter beschrieben, der auf fast jedes zu testende integrierte Schaltungsbauteil ein­ stellbar ist, der einfach ist und der viele andere Vorteile hat. Es wird darauf hingewiesen, daß die besonderen Aus­ führungsbeispiele, die in den Zeichnungen gezeigt sind und in dieser Beschreibung beschrieben sind, die Bedeutung eines Beispiels haben und keine Begrenzung der Erfindung darstel­ len, die in den folgenden Ansprüchen beschrieben werden wird. Ferner ist es offensichtlich, daß Fachleute zahlreiche Anwendungen und Änderungen der beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele machen können, ohne sich von dem erfinderischen Konzept zu entfernen. Z.B. ist es offen­ sichtlich, nachdem die Vorteile des drahtgefüllten Elasto­ mers als Sondenadapter aufgezeigt sind, daß dieses Prinzip auf viele andere Sondenadapterkonfigurationen übertragen werden kann. Z.B. ist es klar, daß das Ausführungsbeispiel in Fig. 1 bis 8 ebenso komplett symmetrisch wie das Aus­ führungsbeispiel in Fig. 9 gemacht werden könnte. In diesem Ausführungsbeispiel kann eine der Schienen 24 und 26, die sich in Richtung des Handrades 27 erstrecken, auf das Hand­ rad treffen, wenn der Chip 12 sehr klein ist. In diesem Fall kann das Handrad 27 durch einen Schlitz (nicht gezeigt) an einem Ende der Schraube 28 ersetzt werden derart, daß die Schraube 28 mit einem Schraubenzieher gedreht werden kann. In einem weiteren Beispiel könnte nur ein Zahn 30 benutzt werden oder mehr als Zwei. Andere Selbstausrichtungs­ mechanismen können benutzt werden. Anschlußstifte oder andere Verbinder können anstatt der Durchgangslöcher 50 verwendet werden. Die Erfindung kann ebenfalls auf andere als die beschriebenen Typen von elektronischen Bauelementen angewendet werden. Gleichwertige elektrische oder mechanische Bauteile können die verschiedenen beschriebenen Bauteile und Schaltungen ersetzen. Zusätzliche Merkmale können hinzugefügt werden. Eine größere oder geringere Anzahl von Teilen kann verwendet werden. Folglich muß die Erfindung verstanden werden als Verbindung jedes neuen Merkmals und jeder neuen Kombination von Merkmalen, die durch den beschriebenen Sondenadapter vorgegeben und/oder eingenommen sind.

Claims (19)

1. Ein Sondenadapter zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einer elektronischen Sonde und Anschlußleitungen (16A) eines elektronischen Bauelementes (12), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Sondenverbindungseinrichtung (41; 42), die eine Mehrzahl von Kontakten (48) und Einrichtungen (46, 50) zum Verbinden der Kontakte (48) mit der Sonde umfaßt;
ein Verbindungsbauglied (36), das eine Mehrzahl von Lei­ terbahnen (40) und nicht leitenden Trageeinrichtungen (39) zum Tragen der Leiterbahnen (40), die in einer aus­ gewählten Richtung ausgerichtet sind, umfaßt;
eine Einrichtung (18) zum Zusammenpressen des Verbindungsbauelementes (36) zwischen den Kontakten (48) und den Anschlußleitungen (16A) derart, daß eine oder mehrere der Leiterbahnen (40) eine der Anschlußleitungen (16A) mit einem der Kontakte (48) elektrisch verbindet bzw. verbinden.

2. Sondenadapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18) zum Zusammenpressen ebenfalls eine Einrichtung (28, 38A) umfaßt, um den Sondenadapter (10) derart einzustellen, daß er auf eine Mehrzahl von elektronischen Bauelementen (12) mit verschiedenen Größen paßt.

3. Sondenadapter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18) zum Zusammenpressen ein Paar Klemmbacken (20, 22), wobei jede Klemmbacke (20, 22) eine Mehrzahl von Kontakten (48) und ein Verbindungs­ bauelement (36) trägt, und eine Einrichtung (28, 38A) zum Zusammenzwingen der Klemmbacken (20, 22) umfaßt.

4. Sondenadapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (28, 38A) zum Zusammenzwingen der Klemmbacken (20, 22) eine Schraube (28) umfaßt.

5. Sondenadapter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (80, 90) zum Zusammenzwingen der Klemmbacken (84, 86) einen Sperrmechanismus (80) umfaßt.

6. Sondenadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-leitende Trageeinrichtung (39) ein Elastomer (39) umfaßt.

7. Sondenadapter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (40) in das Elastomer (39) einge­ bettete Drähte (40) umfassen.

8. Sondenadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (48) denselben Mittenabstand haben, wie die Anschlußleitungen (16A) des elektronischen Bauele­ ments (12).

9. Sondenadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sondenverbindungseinrichtung (41, 42) eine biegsame Schaltung (42) umfaßt.

10. Sondenadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (48) freigelegte Leiterspuren (48) auf der biegsamen Schaltung (42) umfassen.

11. Sondenadapter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (46, 50) zur Verbindung der Kon­ takte (48) mit einer Sonde eine Mehrzahl von Anschlüssen (50) umfassen, wobei jeder Anschluß mit einer der Lei­ terspuren (46) verbunden ist.

12. Sondenadapter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (50) leitende Durchgangslöcher (50) in der biegsamen Schaltung (42) umfassen.

13. Sondenadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18) zum Zusammenpressen eine Ein­ richtung (30) umfaßt, die die Leiterbahnen (40) veran­ laßt, eine Mehrzahl von Kontakten (48) mit einer Mehrzahl von Anschlußleitungen (16A) zu verbinden, wobei jede der Anschlußleitungen (16A) mit einem einzelnen der Kontakte (48) verbunden wird.

14. Sondenadapter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, ferner gekennzeichnet durch folgende Merkmale: eine Einrichtung (30, 17A) zum Ausrichten der Kontakte (48) mit den Anschlußleitungen (16A), wenn die Ein­ richtung (18) zum Zusammenpressen, die die Verbin­ dungsbauglieder (36) zusammenpreßt.

15. Adapter zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit Anschlußleitungen (16A) eines elektronischen Bau­ elementes (12), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine biegsame Schaltung (42) mit einer Mehrzahl von Leiterspuren (46), bei der ein Abschnitt jeder Leiter­ spur (46) freiliegt, um einen Kontakt (48) zu bilden, wobei die Kontakte (48) denselben Mittenabstand wie die Anschlußleitungen (16A) haben;
eine Einrichtung (36) zur Verbindung einer oder mehrerer Anschlußleitungen (16A) mit einem oder mehreren Kontakte (48); und
eine Einrichtung (30, 17A) zum Ausrichten der Kontakte (48) mit den Anschlußleitungen (16A), wenn die Ein­ richtungen (36) zum Verbinden, die Kontakte (48) und die Anschlußleitungen (16A) derart verbindet, daß jede der verbundenen Anschlußleitungen (16A) mit einem einzigen der Kontakte (48) verbunden ist.

16. Adapter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (36) zum Verbinden ein Elastomer (39) mit einer Mehrzahl von in diesem eingebetteten Drähten (40) umfaßt.

17. Adapter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (18, 36) zum Verbinden ferner eine Einrichtung (18) zum Zusammenpressen des Elastomers (39) zwischen den Kontakten (48) und den Anschlußleitungen (16A) umfaßt.

18. Adapter nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (30, 17A) zum Ausrichten einen Zahn (30) umfaßt, der angepaßt ist, um in den Spalten (17A) zwischen den Anschlußleitungen (16A) zu gleiten.

19. Sondenadapter zur Herstellung einer elektrischen Ver­ bindung zwischen einer elektrischen Sonde und Anschluß­ leitungen (16A) eines elektronischen Bauelementes (12), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
eine Sondenverbindungseinrichtungen (41, 42), die eine Mehrzahl von Kontakten (48) und Einrichtungen (46, 50) zur Verbindung der Kontakte (48) mit der Sonde umfaßt;
eine Einrichtung (18, 36) zum gleichzeitigen Verbinden der Kontakte (48) mit den Anschlußleitungen (16A); und
eine Einrichtung (18) zur Ausrichtung des Sondenadapters (10), um auf eine Mehrzahl elektronischer Bauelemente (12) mit verschiedenen Größen zu passen.