КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2018 года по МПК G01R31/28 

Изобретение относится к технологиям производства полупроводниковых интегральных схем и, более конкретно, к контактным устройствам, применяемым при производстве интегральных микросхем для измерения их электрических параметров.

С разработкой новых высокопроизводительных и компактных электронных устройств сложность используемых в них интегральных микросхем постоянно возрастает. Это приводит к соответствующему увеличению плотности контактов интегральной микросхемы и, следовательно, уменьшению зазора между контактами. Необходимым этапом контроля качества интегральной микросхемы является ее тестирование, которое позволяет осуществлять функциональный контроль микросхемы, определять потенциальные или имеющиеся дефекты. Для тестирования используются контактные, или контактирующие, устройства - электронно-механические устройства, обеспечивающие электрический контакт между тестируемым корпусом (микросхемой) и измерительным оборудованием.

Известно контактное устройство для подключения интегральной микросхемы, содержащее основание, имеющее контакты, поворотную раму, шарнирно установленную на основании, гнездо и фиксатор поворотной рамы (см. патент США US 5247250, МПК G01R 31/02, опубл. 21.09.1993). Данное устройство может работать только с безвыводными микросхемами. Поскольку рама с микросхемой и гнездом поворачиваются, на конечной стадии происходит перекос контактов, в результате чего они усиленно изнашиваются и неравномерно осаживаются, что снижает надежность контактирования. Перекос контактов делает невозможным использование подпружиненных контактов («пого-пинов»). Из-за наличия зацепов в гнезде возникают сложности с его извлечением. Кроме того, в данном устройстве отсутствует возможность регулировки рабочего хода контактов.

Из заявки на патент США US 20140099816 (AG01R 1/04, опубл. 10.04.2014) известно контактное устройство для подключения интегральной микросхемы, содержащее основание, имеющее контакты, поворотную раму, шарнирно установленную на основании и фиксатор поворотной рамы. Данное устройство может работать только с безвыводными микросхемами. Поскольку рама с микросхемой поворачивается, на конечной стадии происходит проскальзывание и перекос контактов. Нагрузка, передаваемая от рамы на микросхему и далее от микросхемы на контакты, прикладывается не ортогонально основанию и не соосно контактам, в результате чего контакты усиленно изнашиваются и неравномерно осаживаются, что снижает надежность контактирования. Кроме того, в данном устройстве отсутствует возможность регулировки рабочего хода контактов.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание контактного устройства, обеспечивающего возможность проверки электрических параметров выводных микросхем.

Технический результат настоящего изобретения, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в повышении надежности контактирования и обеспечении возможности регулировки рабочего хода контактов.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в контактном устройстве для подключения интегральной микросхемы, содержащем основание, имеющее контакты, поворотную раму, шарнирно установленную на основании, и фиксатор поворотной рамы, поворотная рама снабжена двумя роликовыми элементами, взаимодействующими с интегральной микросхемой или с технологическим носителем, предназначенным для размещения интегральной микросхемы, причем точки касания роликовых элементов микросхемы или технологического носителя расположены симметрично относительно контактов основания.

Фиксатор поворотной рамы может быть выполнен в виде крючка, взаимодействующего с ответным ему элементом поворотной рамы и установленного с возможностью регулировки относительно рамы.

Настоящее изобретение предполагает два варианта выполнения контактного устройства, которые далее будут раскрыты более подробно со ссылками на чертежи.

На фиг. 1 показано контактное устройство с поворотной рамой в открытом положении для загрузки интегральной микросхемы.

На фиг. 2 показано контактное устройство с интегральной микросхемой и поворотной рамой в промежуточном положении.

На фиг. 3 показано контактное устройство с интегральной микросхемой и поворотной рамой в замкнутом положении.

На фиг. 4 показано контактное устройство с интегральной микросхемой и поворотной рамой в замкнутом положении, вид А.

На фиг. 5 показано контактное устройство с поворотной рамой, откинутой для загрузки технологического носителя.

На фиг. 6 показано контактное устройство с технологическим носителем и поворотной рамой в промежуточном положении.

На фиг. 7 показано контактное устройство с технологическим носителем и поворотной рамой в замкнутом положении.

На фиг. 8 показано контактное устройство с технологическим носителем и поворотной рамой в замкнутом положении, вид Б.

В соответствии с первым вариантом осуществления изобретения, проиллюстрированном на фиг. 1-4, контактное устройство для подключения интегральной микросхемы (1) содержит основание (2), имеющее контакты (3) (см. фиг. 4) и поворотную раму (4), шарнирно установленную на основании (2). Поворотная рама (4) имеет фиксатор поворотной рамы (5). Поворотная рама (4) снабжена двумя роликовыми элементами (6), точки касания которых с интегральной микросхемой (1) при повороте рамы (4) располагаются симметрично относительно контактов (3).

В соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения, проиллюстрированном на фиг. 5-8, контактное устройство для подключения интегральной микросхемы содержит основание (2), имеющее контакты (3), и поворотную раму (4), шарнирно установленную на основании (2). Поворотная рама (4) снабжена фиксатором поворотной рамы (5). Контактное устройство содержит технологический носитель (7) для размещения в нем интегральной микросхемы (1). Поворотная рама (4) снабжена двумя роликовыми элементами (6), точки касания которых с технологическим носителем (7) расположены симметрично относительно контактов (3) основания (2).

Как для первого, так и для второго варианта осуществления изобретения фиксатор поворотной рамы (5) может быть выполнен в виде крючка, взаимодействующего с ответным ему элементом поворотной рамы (4) и установленного с возможностью регулировки относительно поворотной рамы (4).

Работа контактного устройства заключается в следующем.

В соответствии с первым вариантом изобретения, при откинутой вверх поворотной раме (4) (фиг. 1) на контакты (3) устанавливается интегральная микросхема (1). Поворотная рама (4) поворачивается до касания роликовыми элементами (6) интегральной микросхемы (1) (фиг. 3). Расположение осей роликовых элементов (6) на поворотной раме (4) выбрано таким образом, чтобы точки касания интегральной микросхемы (1) роликовыми элементами (6) располагались симметрично относительно контактов (3). Поскольку точки касания расположены симметрично относительно контактов (3), при приложении нагрузки перпендикулярно поверхности интегральной микросхемы (1) указанная микросхема (1) не смещается вбок и не поворачивается. При дальнейшем повороте поворотной рамы (4) контакты (3) совершают рабочий ход, а фиксатор поворотной рамы (5) ограничивает поворот поворотной рамы (4) и не дает возможности обратного хода.

В соответствии со вторым вариантом изобретения, при откинутой вверх поворотной раме (4) (фиг. 5) на контакты (3) устанавливается технологический носитель (7) с размещенной в нем интегральной микросхемой (1). Поворотная рама (4) поворачивается до касания роликовых элементов (6) с технологическим носителем (7). Расположение осей роликовых элементов (6) на поворотной раме (4) выбрано таким образом, чтобы точки касания технологического носителя (7) роликовыми элементами (6) располагались симметрично относительно контактов (3). Поскольку указанные точки касания расположены симметрично, при приложении нагрузки перпендикулярно поверхности технологического носителя (7) указанный носитель (7) не смещается вбок и не поворачивается. При дальнейшем повороте поворотной рамы (4) контакты (3) совершают рабочий ход, а фиксатор поворотной рамы (5) ограничивает поворот поворотной рамы (4) и не дает возможности обратного хода.

В качестве роликовых элементов (6) можно использовать, в частности, шарикоподшипники. Для радиальных однорядных шарикоподшипников принят коэффициент трения 0,002 (см. Подшипники качения: Справочник-каталог. Под ред. В.Н. Нарышкина и Р.В. Коросташевского. Издательство «Машиностроение», 1984 г.). Наружные кольца шарикоподшипников могут передать усилие на интегральную микросхему (1) или технологический носитель (7) только практически перпендикулярно поверхности соответственно интегральной микросхемы (1) или технологического носителя (7). Расчет по теореме Пифагора показывает, что при рабочем ходе контактов (3), составляющем 0,5 мм, и плече (расстоянии от оси поворотной рамы (4) до места (точки) касания наружных колец шарикоподшипников интегральной микросхемы (1) или технологического носителя (6), составляющем 20 мм, наружное кольцо шарикоподшипника (7) прокатится 6 мкм. При ширине контактного поля в 20 мм это приведет к повороту интегральной микросхемы (1) или технологического носителя (6) относительно контактов на 0,027°. Таким образом, при контактировании обеспечивается практически ортогональная передача нагрузки на контакты (3), что исключает их проскальзывание и практически исключает перекос, повышает надежность контактирования.

Обеспечение возможности регулировки рабочего хода контактов (3) происходит путем перемещения фиксатора поворотной рамы (5) относительно поворотной рамы (4), что позволяет подобрать необходимое усилие контактирования и повысить надежность контактирования.

Заявленное устройство выполнено из известных конструкционных материалов, применяемых в данной области техники, и может быть изготовлено как в условиях экспериментального, так и серийного производства.

Использование: для измерения их электрических параметров. Сущность изобретения заключается в том, что контактное устройство для подключения интегральной микросхемы содержит основание с контактами, поворотную раму и фиксатор поворотной рамы, при этом поворотная рама шарнирно установлена на основании и содержит два роликовых элемента, которые взаимодействуют с интегральной микросхемой, причем точки касания роликовых элементов интегральной микросхемы расположены симметрично относительно контактов основания. Технический результат: обеспечение возможности повышения надежности контактирования и регулировки рабочего хода контактов. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Контактное устройство для подключения интегральной микросхемы, включающее основание, имеющее контакты, поворотную раму, шарнирно установленную на основании, и фиксатор поворотной рамы, отличающееся тем, что поворотная рама снабжена двумя роликовыми элементами, оси которых расположены так, что точки касания роликовых элементов поверхности интегральной микросхемы симметричны относительно контактов основания.

2. Контактное устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве роликовых элементов применяются шарикоподшипники.

3. Контактное устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что фиксатор поворотной рамы выполнен в виде крючка, взаимодействующего с ответным ему элементом поворотной рамы и установленного с возможностью регулировки относительно поворотной рамы.

4. Контактное устройство для подключения интегральной микросхемы, включающее основание, имеющее контакты, поворотную раму, шарнирно установленную на основании, и фиксатор поворотной рамы, отличающееся тем, что устройство снабжено технологическим носителем для размещения интегральной микросхемы, а поворотная рама снабжена двумя роликовыми элементами, оси которых расположены так, что точки касания роликовых элементов поверхности технологического носителя симметричны относительно контактов основания.

5. Контактное устройство по п. 4, отличающееся тем, что в качестве роликовых элементов применяются шарикоподшипники.

6. Контактное устройство по п. 4 или 5, отличающееся тем, что фиксатор поворотной рамы выполнен в виде крючка, взаимодействующего с ответным ему элементом поворотной рамы и установленного с возможностью регулировки относительно поворотной рамы.