Зондовое устройство Советский патент 1984 года по МПК H01L21/66 G01R1/06 

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что жесткое соединение зондов с установочным элементом выполнено в виде клеевого.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что зонды соединены с коммута1ЩОННОЙ печатной платой с помощью пайки.

1. ЗОНДОВОЕ УСТРОЙСТВО, содер, жащее основание, на котором установлена коммутационная печатная плата, буферные схемы и зонды, электрически соединенные с соответствующей буферной схемой и коммутационной печатной платой, -отличающееся, тем, что, с целью повышенин надежности в работе, оно снабжено расположешшм на коммутационной печатной плате установочным элементом, на котором жестко закреплены зонды, а буферные схемы размещены на основании, причем электрическое соединение каждой буфернбй схемы с соответствующим зондом выполнено в виде раз елтого контактного соединения. п,ще1

Изобретение относится к электронной технике, в частности к устройствам для контроля электрических параметров микроэлектронных приборов непосредственно на полупроводниковой пластине перед скрайбированием и герметизацией их.

Известно зондовое устройство с зондами в виде проволок, установлеьшых на держателях, закрепленных на коммутационной плате с радиально расположенными токопроводящими дорожками 111.

Однако это устройство имеет недостаточную помехозащищенность измерителышхх цепей, так как близость и параллельность расположеНИН металлических частей устройства - зондов и проводников на изоляционной плате - обуславливают возникновение паразитной емкости значительной величины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является зондовое устройству . содержащее основание, на котором установлена .коммутационная печатная плата, буферные схемы и зонды, электрически соединенные с соответствующей буферной схемой и коммутационной печатной платой. Наличие буферных схем с активными элементами, электрически соединенных с зондами и максимально прибдиЖч-нных к измеряемым структурам, повышает помехозащищенность измерительных цепей

зондового устройства 12.

Однако- наличие двух участков пайки на : каждом держателе, расположенных в непосредственной близости друг от друга и от активных элементов буферцой схемы, не позволяет достичь необходимой точности сборки зондов в соответствии с топологией контролируемых приборов. Последовательные тепловые воздействия, необходимые для сборки зондового устройства, вызывают смещение рабочих концов зондов с контактньхх площадок 1 онтролируемых приборов, оказывают неблагоприятное воздействне на активные элементы буферных схем, т, е. снижают надежность измерений.

Цель изобретения - повыщение надежности в работе.

Поставленная цель достигается за счет того, что зондовое устройство, содержащее основание, на jcoTOpOM установлена коммутационная печатная плата, буферные схемы и зонды, электрически соединенные с соответствующей буферной схемой и коммуташ1онной печатной платой, снабжено расположенным на коммутационной печатной плате установочным элементом, на котором жестко закреплены зонды, а буферные схемы расположены на основании,, причем электрическое соединение каждой буферной схемы с соответствующим зондом выполнено в виде разъемного контактногосоединения.

При этом жесткое соединение зондов с установочным элементом выполнено в виде клеевого.,

Причем зонды соединены с коммутационной печатной платой с помощью пайки.

На фиг. 1 изображено зондовое устройство, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - буферная схема с активными элементами для одного зонда; на фиг. 4 - трубка контактной пары, продольный разрез; на фиг. 5 - то же, поперечный разрез; на фиг. б - вид Б на фиг. 2.

Зондовое устройство содержит множество : зондов 1, выставленных в соответствии с топологией проверяемых электронных приборов 2 и закрепленных с помощью холодного соединения 3, например клеевого, на дополнительням установочном элементе 4 и с помощью пайки 5 - на коммутационной печатной плате б с. радиальными контактными дорожками 7, закрегшенной на жестком основании 8 с помощью разъемного соединения, имеющего три захвата 9 и три винта 10. Механическое соединение коммутационной печатной платы 6 с жестким основанием 8. осуществленно через опорную пластину 11, снабженную направляю - щим щтифтом 12, винт 13 и участок 14 крепления, выполненный либо за одно целое с жестким основанием 8, либо жестко скрепленный с ним с помощью клеевого соединения 15. Толщина участка 14 крепления в 2-3 раза превосходит толщину жесткого основания 8. Буферные схемы 16 с активными элементами 17 размещены на общем жестком основании 8. Электрическая связь буферных схем 16 с соответствующими зондами 1 осуществля ется с помощью вибростойкого разъемного соединения, содержащего контактную пару 18, состоящую из концентрично расположенных и жестко соединенных между собой с одного конца 19 стержня 20 и трубки 21 с прорезями 22 на противоположных концах. Заостренныё конць стержня 20 и трубки 21, являющи еся рабочими, взаимодействуют с плоскими контактными вьшодами 23, выполненными на стороне коммутационной печатной платы 6, Противоположной размещению зондов 1. . В участке соединения 15 выполнено металл зированное отверстие 24 с металлизированным торцовым участком 25 для неподвижного крепления пайкой 26 трубки 21 контактной пары 18. Пайка 26 и металлизированное отверстие 24 и участок 25 через контакт 27 осуществляют подачу рабочих напряжений на контактную пару 18 через участок трубки .2l, находящийся неподвижно в отверстии 24. Собранное зондовое устройство крепится к стойкам измерительного устройства 28. Подача рабочих напряжений на входы 29 буферных схем 16 осуществляется чер1ез кабель 30 и разъем 31. Выходы 32 буферных схем 16 соединены с зондами 1. Устройство работает следующим образом. При , измерении электрических параметров приборов 2, находящихся на полупроводнико вой пластине, происходит периодический, по числу кристаллов на пластине, контакт зондов 1, высщвленных в соответствии с топологией, с контактными площадками приборов 2, на KOTopbin подаются рабочие напряжения через разъем 31, кабель 30, входы 29 буферных схем 86, активные элементы 17, выход 32, контакт 27, металлизированные участок 25 и отверстие 24, контактную пару 18, плоские контактные выводы 23, контактные дорожки 7, пайку 5 и зонды 1. Зондовоб устройство обеспечивает постоянство расположения зондов 1 по трем коорди-, натам X, у, Z в пределах 50 мкм длительное время - порядка 1000 ч работы. Повышенная надежность контроля обеспечивается за счет того, что в преддшгаемом уст ройстве закрепление зондов 1 к коммутадион.ной печатной плате 6 с помощью паяного соединения 5 осуществляется в состоянии, предварительно выставленном в соответствии с топологией и закрепленном на дополнительном установочном элементе 4 холодным, например клеевым, соединением 3. При этом буферные схемы 16 с активными элементами 17 вынесе ны из непосредственной зоны найки 5, что стало возможным в результате размещения буферных схем l6 на общем жестком основь. НИИ 8, т. е. устранена вероятность повреждения активных элементов в процессе сборки зондового устройства и повышена надежность работы его измерительных цепей. Коммутационная плата 6с зондами 1 соединена с общим жестким основанием 8, на котором размещены буферные схемы. 16, с помощью вибростойкого разъемного контактного соединения, содержащего контактную пару 18 и плоские контактные выводы 23. Электрический контакт осуществляется в 2-3 участках в центре вывода 23 с помощью стержня ,20 и по окружности трубки 21. Усилие сжатия, осуществляемое с помощью винтов 13, приложено к средней части трубки 21, не имеющей прорезей 22. При сборке прорези 22 нижней части трубки 21 сжимаются до тех пор, пока не войдет в контакт с выводами 23 стержень 20, при этом стержень 20 вреза;ется острым концом в плоский контактный вывод 23, а трубка 21 вызывает пластическую деформацию вывода 23 из-за разностт площадей соприкосновения - точка от стержня 20 и окружность от трубки 21. Гаким образом, имеет место надежный разъе.мный подпружиненный, ввиду наличия прорезей, контакт, необходимый в процессе работы устройства, сопровождаемой ударными нагрузками. В процессе сборки предлагаемого устройства устраняется возможность как тепловых воздействий на зонды, так как пайка их к коммутационной плате осуществляется уже в закрепленном с помощью элемента 4 состоян НИИ, так и механических воздействий, действующих в горизонтальной плоскости, способных вызвать смещение зондов от положения, соответствующего расположению контактных площадок приборов 2. Последнее обеспечивается тем, что разъемное вибростойкое контактное соединение обеспечивает за счет наличия дефорМирующихся прорезей 22 в трубке 21 строго вертикальное перемещение коммутационной платы 6 с зондами. 1 и жесткого основания 8, а наличие опорной пластины 11 (металлической) со щтифтами 12 и участка 14 крепления, воспринимающих вертикальные усилия, позволяет максимально снизить деформащно коммутационной платы 6 в вертикальном иаправлении. Разъемное электрическое и механическое соединение коммутационной платы 6 с жестким основанием 8 позволяет проводить сборку . зондов в соответствии с топологией измеряем мых приборов 2 в наиболее благоприятных условиях - без воздействий нарушающих их положение факторов (механических, тепловых), т. е. обеспечивает наилучшие условия для х. обеспечения плоскостности всех вершин зондов 1. Выполнение платы б съемной и с мини- 5 мальным количеством элементов (дополнительный установочный элемент 4, плоские контактные выводы 23) позволяет плату разового использования. В этом случае повышается ремонтоспособность зондового устройства.

/ гг 4у//А Ш

1

22

Фие.б