试样电气测试装置和制作测试装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于对试样进行电气测试，特别是用于对晶片进行电气测试的测试装置及其制作方法。该测试装置具有分配给试样用的、触针布局构造的、装有针状触点构件的接触头，具有带接触面的电气连接构件，接触面与转换接受试样的测试平面的接触件端部一起，处于接触之中，轴向伸展的轴向触点构件（２２）上的接触面是由机械加工接触面（１２ｃ）构成的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于对试样进行电气测试，特别是用于对晶片进行电气测试的测试装置及其制作方法。它具有分配给试样用的、触针布局构造的、装有针状触点构件的接触头，具有带接触面的电气连接构件，接触面与转换接受试样的测试平面的接触件端部一起，处于接触之中。
技术介绍
电气测试装置用作与试样发生电气接触，以便试验其性能。电气测试装置构成了与试样的电气连接，即它一方面与试样电路接触，另一方面提供与测量系统连接的电气触点。测量系统经测试装置将电气信号引入试样，以便进行性能测试，例如，测量电阻、测量电流和电压等。由于与电气试样打交道时经常会遇到尺寸很小的电子元件，例如晶片上的电子开关，电子元件制作在晶片上，测试头的针状接触构件只能有极为细小的尺寸。为了实现与测量系统的连接，测试头的接触件与连接构件发生接触，它完成向较大接触间距的转换，如果能够连接电缆，便将线路连接到测量系统中。测试时，试样处于测试平面上，测试装置以轴向，优先以垂直方向下降到试样上。这样，针状接触构件的一端与试样接触，针状接触构件的另一端抵住连接构件的接触面。由于制造公差，以及外部条件并非总是能够确保触针结构的触针以大致相同的压力与试样接触，只要零件的平面度中引入了微小的偏差，当所有触针或者大部分触针发生接触时，触针中的某一部分或者是个别触针已经提前在下降时与试样接触。这时，在试样上，某些触针的接触压力不是偏大就是偏小。最糟糕的情况是，在已知的测试装置上，尽管其他触针以预期的接触压力抵住了试样，还会发生一些触针根本没有与试样发生接触的现象。由于触针在纵向呈弹性，例如触针由可弯曲金属丝构成，微小的偏差主要由触针平衡。可弯曲金属丝发生接触时，在纵向受力后易于产生弯曲弹性变形。但这种平衡并非总是足够的。
技术实现思路
本专利技术的任务在于创造出上述形式的测试装置，它能够稳定实现与试样的可靠接触。本专利技术完成了这项任务，在轴向伸展的轴向触点构件上的接触面以机械加工的接触面构成。特别是预计采用磨削、铣切以及刨削，当然也可以采用其他已知的、去除材料的机械加工方法达到目的。接触面相应地位于轴向触点构件上，即在轴向伸展的零件上。例如，这样的零件可以做成轴向触点柱或者轴向触点凸起。为了产生接触面，这种轴向触点构件将通过采用诸如铣切或者磨削加工，使接触面达到一定的位置。以这种形式和方法，高精度地形成接触面的轴向位置，使得它与接触构件共同发挥作用，确保与试样可靠接触。对于按照本专利技术的接触面轴向位置，太强或太弱的接触压力，或者个别处没有接触压力的现象均不会发生。特别是可以预计，各接触面可以是单独经机械加工制造，或者是由一次性机械加工过程产生的接触面。因此，按第二种选择，采用一次性的机械加工过程，一次形成连接构件的所有连接面。这样可以获得精确的平面度，或有意识地偏离某一平面度的布局(平整斜面的情况)。如果接触面是由各自平整的，而且相互之间也是平整的各个接触面构成的，将带来很大好处。这意味着整个布局有理想的平面性，提供了可靠接触的前提。如果触针结构的接触面同样优先考虑采用(另一个)一次性的机械加工过程，例如用磨削加工方法磨到同样长度，并且作为整个结构布局磨平，则相应磨平的连接构件与这些接触件就能理想地配合工作，在轴向不产生危害可靠接触的大偏差。可以采用在连接构件的接触触点上添补材料的方法制造轴向触点构件。例如，可以在基础触点上施加钎焊料，经钎焊获得相应的钎焊凸起。接着对钎焊凸起进行磨削，获得所需要的轴向位置。也可以选择前提方法制造轴向触点构件，例如，采用钎焊或熔焊方法将导电体焊接到基础触点上，或者采用导电胶将导电体粘接到基础触点上。接着，采用诸如磨削等方法对导电体进行机械加工。举例来说，可以使用微小的圆柱状导电体，以导电连接方式固定在基础触点上。特别是可以预计，连接构件具有印制线路板，特别是具有多层印制线路板。印制线路板的一面有上述的基础触点，通过印制电路引到径向外侧的连接触点上，其上将连接引至测量系统的连接电缆。用印制线路板作为连接构件时，可以优先采用通孔接触构造(译者注直译为“金属化孔”)作为接触凸起，即，由印制电路板的通孔接触构造形成轴向触点构件。多层印制电路板具有与接触头配合工作的外层，上面有通孔接触构造。如果对整个外层，即印制线路板最外层的表面径向机械加工，则不仅加工印制电路板的绝缘材料，而且板上的通孔接触构造也一起被加工至所需的轴向高度。通孔接触构造具有金属化的内壁，因此，对于触针布局的触针，构成了引导性的圆形接触面。假如触针的直径大于这种形式的圆形接触构造的可穿通内径，就不必担心插针插入。而使用实心的通孔接触构造，则接触面是闭合的，提高了接触可靠性。本专利技术进一步涉及到制作测试装置的方法，特别是按照以上叙述中的一项或多项进行制作，此时，连接构件的接触面是采用机械加工方法获得的，特别是通过机械加工平面的方法。特别是为了制作接触面，首先增添导电材料，然后再对其进行机械加工。附图说明借助于结构形式的实施例，各附图清晰地表达了本专利技术，分别为 图1为电气测试装置截面示意图。图2为图1所示测试装置的详细视图。图3为测试装置另一个实施例的详细视图。图4为测试装置又一个实施例的详细视图。图5为测试装置再一个实施例的详细视图。具体实施例方式图1以示意图形式表示了电气测试装置1的截面。可以用图中未表示的连接电缆，将试样2与图中未表示的测量系统相连，对试样2进行电气测试。结构形式为晶片3的试样2，安放在起支承作用的托架4上，称该托架为夹头，可以对其进行冷却或者加热。采用这种结构形式和测试方式，就可能在测试期间将试样2置于不同的温度，例如，从负50℃至正200℃，以便测试试样在这样的温度范围内是否能够正常工作。为了与晶片3的相应连接部位接触，装有垂直测试卡5，它是测试装置的组成部分。测试装置1具有一个接触头6和一个连接构件7。连接构件7靠在支撑结构8上。接触头6中设有许多纵向可推移的接触件9，其一端引到试样2，另一端引到连接构件7。连接构件7设计成具有印制电路11的多层印制线路板，其上的印制电路11在引至接触头6的一端具有触点12的基础触点12a，它们引至各个接触件9，并且印制电路11在其径向外侧端具有电气连接面13，通过前面提到的、图上未表示的连接电缆，可以与测量系统(图中也未表示)相连。这种结构形式使得连接构件7构成一个转接结构，即基础触点12a的微小基础接触面12b(例如直径为50μm至300μm)的狭窄间距，通过印制电路11转接成连接面13的较大间距。连接面13各具有可以制作连接到测量系统电缆的尺寸。测试试样2时，测试装置1在轴向(箭头14)朝试样2移动，此时，印制线路板10受到支承结构8的支承。接触件9的一端与晶片3接触，另一端与触点12接触。由于接触件9是由可弯曲金属丝15构成的，即易于在轴向发生弹性变形，只要晶片3平整，可弯曲金属丝15长度一致，触点12的接触面12c相互处于同样高度，即处于同样的平面度，就可能实现良好的接触。下面还将详细讲解如何实现触点12的这一平面度。接触头6具有两块平行拉开距离的陶瓷片16和17，其上有容纳可弯曲金属丝15的轴孔18。借助于间隔保持件19，实现两块陶瓷片16和17保持平行间隔位置。图2表示了测试装置1的一个部分，即连接构件7的剖面。触点1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对试样进行电气测试，特别是用于对晶片进行电气测试的测试装置，它具有分配给试样用的、触针布局构造的、装有针状触点构件的接触头，具有带接触面的电气连接构件，接触面与转换接受试样的测试平面的接触件端部一起，处于接触之中，其特征在于，轴向伸展的轴向触点构件（２２）上的接触面是由机械加工接触面（１２ｃ）构成的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：贡特尔伯姆，米夏埃尔霍洛谢尔，
申请(专利权)人：精炼金属股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]