專利名稱：導(dǎo)電的接觸單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種導(dǎo)電的接觸單元組合件，它允許改善每個(gè)接觸單元觸點(diǎn)的定位精確性并適用于高頻探頭中。
近年來(lái)，已經(jīng)需要在一個(gè)小區(qū)域(例如10mm見方的量級(jí))中安排成百上千個(gè)接觸單元，這是由于在需要測(cè)試的半導(dǎo)體產(chǎn)品中的集成度越來(lái)越高。在使用塑料材料作為支座絕緣板的導(dǎo)電接觸單元的情況中，當(dāng)在一個(gè)小區(qū)域中形成大量孔時(shí)，其機(jī)械強(qiáng)度可能變得不合適，這會(huì)引起絕緣板彎曲，又會(huì)造成單個(gè)導(dǎo)電接觸單元自由端的位置誤差。
再有，當(dāng)每個(gè)接觸單元的導(dǎo)電部分受到外部噪聲時(shí)，它可能影響從接觸對(duì)象收到的信號(hào)的波形。此外，隨著半導(dǎo)體芯片中使用的頻率越來(lái)越高，通過(guò)每個(gè)接觸單元傳導(dǎo)的高頻信號(hào)可能成為外部裝置的噪聲源。
這樣，因?yàn)獒槻考龑?dǎo)孔是在高強(qiáng)度材料(例如金屬)做成的板狀件中形成的，所以有可能保證帶有針部件引導(dǎo)孔的支座部分具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，從而防止板狀件的彎曲，于是可保證導(dǎo)電的針部件的位置準(zhǔn)確性。即使當(dāng)高機(jī)械強(qiáng)度材料包括易于得到的導(dǎo)電金屬，通過(guò)在每個(gè)導(dǎo)電的針部件和相應(yīng)通孔之間形成一絕緣膜，也能實(shí)現(xiàn)必要的絕緣，盡管導(dǎo)電的針部件和針引導(dǎo)孔之間仍為滑動(dòng)接觸。
如果對(duì)每個(gè)接觸單元，只在螺旋壓簧的一端提供一個(gè)導(dǎo)電的針部件，則接觸單元的總體結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化。
如果對(duì)每個(gè)接觸單元提供一對(duì)導(dǎo)電的針部件，每個(gè)位于螺旋壓簧的相應(yīng)端，則在接觸單元的兩端給出可移動(dòng)端，從而使接觸單元能放在兩個(gè)要接觸的對(duì)象之間(例如一個(gè)要被測(cè)試的電路板和一個(gè)測(cè)試電路板)用于傳導(dǎo)所希望的測(cè)試和測(cè)量。
如果該支座包括多個(gè)彼此層疊的導(dǎo)電板狀件，而且在通孔的內(nèi)圓周表面上形成一絕緣膜，則可單獨(dú)處理構(gòu)成針部件引導(dǎo)孔的板狀件。
通過(guò)使導(dǎo)電支座或板狀件接地，可使導(dǎo)電部件和螺旋壓簧電屏蔽，從而使它們免受噪聲影響。
如果在絕緣層內(nèi)構(gòu)成止動(dòng)肩，即使針部件引導(dǎo)孔是在如金屬之類高機(jī)械強(qiáng)度材料中構(gòu)成的，也可以在絕緣膜內(nèi)構(gòu)成止動(dòng)肩而同時(shí)在板狀件中作為直孔構(gòu)成通孔。因?yàn)橹箘?dòng)肩可在相對(duì)較軟的部分中構(gòu)成，所以構(gòu)成止動(dòng)肩的過(guò)程被簡(jiǎn)化。
如果由高機(jī)械強(qiáng)度材料做成的一對(duì)板狀件放在支座的兩側(cè)，而由塑料材料做成的板狀件放在由高機(jī)械強(qiáng)度材料做成的板狀件之間，則盡管使用金屬的板狀件也能使組件重量減至最小。特別是，通過(guò)在由塑料部件構(gòu)成的通孔部分中接受螺旋壓簧，塑料部件不需在任何高精度下處理，從而使構(gòu)成通孔所涉及的工作得到簡(jiǎn)化。
由下文中參考附圖所做的描述，本發(fā)明的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得顯然。
最佳實(shí)施例詳述現(xiàn)在參考附圖描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例。


圖1是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的半導(dǎo)體產(chǎn)品測(cè)試用測(cè)試單元主要部分的局部斷開的片段垂直截面圖。在該圖中，支撐塊8由層疊的4個(gè)板狀件1至4構(gòu)成。這4個(gè)層疊板狀件中的兩個(gè)中間的板狀件2和3具有相對(duì)較大直徑的螺旋彈簧支撐孔2a和3a，而兩個(gè)外側(cè)板狀件1和4將中間的板狀件2和3置于其間，帶有相對(duì)較小直徑的針部件引導(dǎo)孔1a和4a，所有孔具有共軸關(guān)系。這樣，通過(guò)在板狀件1至4層疊而成的支撐塊8中構(gòu)成含有螺旋彈簧支撐孔2a和3a以及針部件引導(dǎo)孔1a和4a的通孔，從而構(gòu)成一支座。
螺旋壓簧5被收容在有共軸關(guān)系的螺旋彈簧支撐孔2a和3a中。針部件引導(dǎo)孔1a和4a中的每個(gè)以軸向可滑動(dòng)和共軸關(guān)系支撐導(dǎo)電的針部件6。
每個(gè)導(dǎo)電的針部件6由在其中部的相應(yīng)針部件引導(dǎo)孔1a或4a支撐，并且包括一外凸緣部分6a被部分地收容于螺旋彈簧支撐孔2a或3a中，以及定向錐狀針觸點(diǎn)部分6b從相應(yīng)的針引導(dǎo)孔1a或4a向外投射，并首先投射出其定向端。
螺旋壓簧5置于導(dǎo)電的針部件6的外部凸緣6a之間，在一預(yù)定的預(yù)負(fù)荷下處于被壓縮狀態(tài)，從而使導(dǎo)電的針部件6沿著彼此離開的投射方向彈性地推動(dòng)。在板狀件1和4分別暴露于由有不同直徑的螺旋彈簧支撐孔2a和3a以及針部件引導(dǎo)孔1a和4a限定的螺旋彈簧支撐孔2a和3a內(nèi)部的場(chǎng)合，外部凸緣部分6a由止動(dòng)肩9嚙合。觸點(diǎn)部分6b被帶到與要接觸的對(duì)象接觸，如為了測(cè)試或測(cè)量目的的端子。
在有上述結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電接觸單元中，兩個(gè)外板狀件1和4之一或二者是由金屬材料做成，如黃銅，這兩個(gè)外板狀件1和4具有針部件引導(dǎo)孔1a和4a，導(dǎo)電的針部件6的位置準(zhǔn)確度取決于它們。如果板狀件由塑料材料做成，則由于缺少機(jī)械強(qiáng)度和/或強(qiáng)度隨時(shí)間降低，其位置準(zhǔn)確度可能會(huì)受到損害。然而，通過(guò)使用金屬材料，這樣的問(wèn)題便可以消除。金屬材料與塑料材料相比一般熱膨脹系數(shù)較低，所以在考慮環(huán)境變化時(shí)金屬材料更符合愿望。
當(dāng)如所示實(shí)施例的情況那樣希望導(dǎo)電的針部件6由高精度針部件引導(dǎo)孔1a和4a來(lái)支持時(shí)，因?yàn)槁菪龔椈芍慰?a和3a不需要以任何高精度來(lái)構(gòu)成，所以這些板狀件2和3可由塑料材料做成，從而可簡(jiǎn)化制做螺旋彈簧支撐孔的過(guò)程。當(dāng)希望提高整個(gè)單元的機(jī)械強(qiáng)度時(shí)，中間板狀件2和3也可由金屬材料制做。金屬材料不限于黃銅，考慮到可加工性、抗腐蝕和材料成本，也可由鋁或不銹鋼制做。
如果板狀件1至4中有任何一個(gè)由金屬材料制成，因?yàn)槿菀椎玫降慕饘俨牧贤ǔＪ请姷牧紝?dǎo)體，則應(yīng)利用薄膜形成過(guò)程(如CVD)在相應(yīng)金屬板狀件表面上形成絕緣膜。該絕緣膜可包括聚酰亞胺等塑料材料、SiO2等玻璃材料、Al2O3等陶瓷材料以及金屬氧化物等。
絕緣膜形成過(guò)程可包括CVD、電噴鍍、氧化作用、以及蒸鍍和其他可能的過(guò)程。例如，通過(guò)電噴鍍可將聚酰亞胺絕緣膜放在黃銅板上，通過(guò)陽(yáng)極氧化處理可在鋁板上形成絕緣膜，通過(guò)電噴鍍可將聚酰亞胺絕緣膜放在不銹鋼板上，或者通過(guò)CVD可把SiO2絕緣膜放在黃銅板上。通過(guò)CVD或蒸鍍可形成玻璃、陶瓷和金屬氧化物絕緣膜，并且通過(guò)氧化可形成金屬氧化物絕緣膜。
如圖2所示實(shí)施例中，在具有針部件引導(dǎo)孔1a或4a的每個(gè)板狀件1或4的表面上形成絕緣膜7。所以，即使板狀件1或4是由導(dǎo)電金屬材料制做的，在導(dǎo)電的針部件6和板狀件1或4之間將沒有電短路。其余板狀件2和3也可由金屬材料制做。在這種情況下，是在螺旋彈簧孔2a和3a的內(nèi)圓周表面以及針部件引導(dǎo)孔1a和4a的內(nèi)圓周表面形成絕緣膜7，從而可保證導(dǎo)電的針部件6和螺旋壓簧5所必要的絕緣。
在所示實(shí)施例中，在每個(gè)導(dǎo)電的針部件6的外周表面和相應(yīng)針部件引導(dǎo)孔1a或4a的內(nèi)圓周表面之間有一個(gè)顯著的縫隙，但這只是由于附圖的示意性造成的，考慮到本發(fā)明的目的，在實(shí)際接觸單元中的縫隙希望盡可能地小，本發(fā)明的目的是改進(jìn)每個(gè)導(dǎo)電的針部件6的針觸點(diǎn)部分6b的定位精度。通過(guò)使外凸緣部分6a的外直徑基本上等同于螺旋彈簧支撐孔2a或3a的內(nèi)直徑，以使外凸緣部分6a可由螺旋彈簧支撐孔2a或3a引導(dǎo)，則即使當(dāng)該縫隙較大時(shí)也能達(dá)到每個(gè)導(dǎo)電的針部件6的針觸點(diǎn)部分6b的定位精度。
利用這樣以金屬材料構(gòu)成的板狀件，與使用由塑料材料制做的板板部件的傳統(tǒng)組件相比，其機(jī)械強(qiáng)度可顯著增大，這允許減小板狀件的厚度，并使整個(gè)組件有較小的剖面。這又減小了兩個(gè)導(dǎo)電的針部件6之間的導(dǎo)電路徑長(zhǎng)度，從而改善了諸如電阻和電感等電性質(zhì)。
圖3顯示本發(fā)明的第二實(shí)施例。與第一個(gè)實(shí)施例的那些部件相同的部分用相同標(biāo)號(hào)表示，不再描述它們。在這一實(shí)施例中，支撐塊8由一對(duì)導(dǎo)電金屬板狀件11和12彼此層疊而成，板狀件之一12接地。通孔13穿過(guò)板狀件12和11，作為一個(gè)直孔穿過(guò)它們的厚度，在通孔13的內(nèi)圓周表面和兩個(gè)金屬板狀件11和12的外表面(圖中的上、下端面)上以連續(xù)方式形成絕緣膜14。板狀件11和12以及絕緣膜14的材料可按前一實(shí)施例中的類似方式選擇。
在這一實(shí)施例中，因?yàn)橥?3的整個(gè)內(nèi)圓周表面形成絕緣膜14，故針部件引導(dǎo)孔14a和螺旋彈簧支撐孔14b由絕緣膜14限定。螺旋壓簧5共軸容納在螺旋彈簧支撐孔14b中，并有一對(duì)導(dǎo)電的針部件6位于螺旋壓簧5的兩個(gè)螺旋端。
就外部凸緣部分的延伸部分6a和針觸點(diǎn)部分6b而言，所示實(shí)施例的每個(gè)導(dǎo)電的針部件6類似于先前實(shí)施例的那些部件，但外凸緣部分6a的與針觸點(diǎn)部分6b相對(duì)的一端有一凸出部分6c從凸緣部分6a中整體地伸出。凸出部分6c被裝入螺旋壓簧5的相應(yīng)螺旋端，凸出部分6c的多少有些放大的基礎(chǔ)端(與凸緣部分6b相鄰)被壓入螺旋端，從而使螺旋壓簧5的兩個(gè)螺旋端連接到相應(yīng)的導(dǎo)電的針部件6上。
與前一個(gè)實(shí)施例類似，針部件引導(dǎo)孔14a的直徑小于螺旋彈簧支撐孔14b，而針部件引導(dǎo)孔14a的內(nèi)直徑大于導(dǎo)電的針部件6的針部分的外直徑，但小于外凸緣部分6a的外直徑。所以，構(gòu)成絕緣膜14一部分的肩14c被限定在有不同直徑的兩個(gè)孔14a和14b部分之間的每個(gè)階梯狀部分之間，這個(gè)肩14c與外凸緣部分6a嚙合，從而防止導(dǎo)電的針部件6完全移到通孔13的外面。每個(gè)導(dǎo)電的針部件14由針部件引導(dǎo)孔14a可滑動(dòng)地支持，而外凸緣部分6a也可以由螺旋彈簧支撐孔14b可滑動(dòng)地接受。
在圖中，兩個(gè)導(dǎo)電的針部件6分別被帶到與待測(cè)試對(duì)象15和測(cè)試器16的端子15a和16a接觸。
在上面描述的導(dǎo)電接觸單元中，因?yàn)榘鍫罴?1和12都是導(dǎo)體而且接地，并覆以絕緣膜，所以針部件6和螺旋壓簧5被處于大地電位的板狀件11和12屏蔽，所以被保護(hù)免受外部噪聲。
當(dāng)測(cè)試應(yīng)用于高頻的芯片時(shí)，高頻信號(hào)通過(guò)導(dǎo)電接觸單元被傳導(dǎo)，這會(huì)引起產(chǎn)生噪聲。然而，這種結(jié)構(gòu)安排可防止寄生電磁輻射影響外部電路。
通過(guò)調(diào)節(jié)絕緣膜14的材料和厚度，接觸單元的阻抗可與待測(cè)試設(shè)備匹配。
在圖1所示實(shí)施例中4個(gè)板狀件1至4層疊，但該組件也可由單個(gè)板狀件組成，而本發(fā)明不受板狀件個(gè)數(shù)的限制。板狀件的材料可以包括任何可增加機(jī)械強(qiáng)度的材料，而且即使當(dāng)板狀件由其他導(dǎo)電材料制成，例如硅以及一般的金屬，也能實(shí)現(xiàn)類似的好處。
圖4顯示本發(fā)明的第三實(shí)施例，它基于單個(gè)板狀件結(jié)構(gòu)。與先前實(shí)施例的部件相對(duì)應(yīng)的部件用相同的標(biāo)號(hào)表示，不再描述。在這一實(shí)施例中，有較小直徑的針部件引導(dǎo)孔21a和有較大直徑的螺旋彈簧支撐孔21b共軸地形成于單一板狀件21中作為通孔。針部件引導(dǎo)孔21a在板狀件21的一側(cè)(圖中的上表面)開口，螺旋彈簧支撐孔21b在板狀件21的另一側(cè)(圖中的下表面)開口。
在孔21a和21b的內(nèi)圓周表面上及在板狀件21的外表面(圖中的上、下表面)上形成絕緣膜22。這樣，孔21a和21b的內(nèi)圓周表面由絕緣膜22限定。止動(dòng)肩23限定于有不同直徑的針引導(dǎo)孔21a和螺旋彈簧支撐孔21b之間。
導(dǎo)電的針部件6的針部分由針部件引導(dǎo)孔21a沿軸向可滑動(dòng)地引導(dǎo)，而導(dǎo)電的針部件6的外凸緣部分6a被接受在螺旋彈簧支撐孔21b中。螺旋彈簧支撐孔21b共軸接收螺旋壓簧5，它貼近外凸緣部分6a并沿著伸出其針觸點(diǎn)部分的方向彈性地推動(dòng)導(dǎo)電的針部件6。止動(dòng)肩23與外凸緣部分6a嚙合，從而限定導(dǎo)電的針部件6的伸出長(zhǎng)度。
如圖中所示，基板24固定在板狀件21的下表面使其成為一體，與導(dǎo)電的針部件6相對(duì)的螺旋彈簧支撐孔21b的開口被基板24封閉。暴露于螺旋彈簧支撐孔21b內(nèi)部的基板24部分有端子24a與螺旋壓簧5的一個(gè)螺旋端嚙合。端子24a通過(guò)在基板24上形成的電路圖形24b與外電路連接。所以，在這一實(shí)施例中，導(dǎo)電的針部件6通過(guò)螺旋壓簧5與端子24a實(shí)現(xiàn)電連接。
第三實(shí)施例提供了與先前實(shí)施例相似的優(yōu)點(diǎn)。換言之，因?yàn)榘鍫罴?1是由導(dǎo)電金屬制成的，由于板狀件21的高機(jī)械強(qiáng)度，故可以保證針觸點(diǎn)位置6a的定位精確性，而且由于板狀件21的導(dǎo)電材料造成的對(duì)導(dǎo)電的針部件6和螺旋壓簧5的電磁屏蔽作用，能實(shí)現(xiàn)有利地防止噪聲。這一實(shí)施例由具有單個(gè)可移動(dòng)端的導(dǎo)電接觸單元構(gòu)成，它只在螺旋壓簧5的一端有導(dǎo)電的針部件，當(dāng)不需要兩端可移動(dòng)時(shí)這一實(shí)施例提供了簡(jiǎn)單性這一好處。
這樣，根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用有高機(jī)械強(qiáng)度的金屬材料制成的板狀件，即使受到環(huán)境條件的改變和由于老化而性能下降時(shí)也能使板狀件免于彎曲，從而能保證導(dǎo)電的針部件的位置準(zhǔn)確性。由于與塑料材料制成的板狀件相比金屬板狀件有改善的機(jī)械強(qiáng)度，從而有可能實(shí)現(xiàn)組件的高度薄剖面設(shè)計(jì)。雖然板狀件是由導(dǎo)電金屬材料制成的，由于在通孔部分中形成絕緣膜，它與導(dǎo)電的針部件滑動(dòng)接觸，能實(shí)現(xiàn)所需的絕緣，不會(huì)存在任何問(wèn)題。
因?yàn)榘鍫罴怯蓪?dǎo)電材料制成的，并且至少在通孔的內(nèi)圓周表面上形成絕緣膜，在通孔內(nèi)容納的導(dǎo)電的針部件和螺旋壓簧能由板狀件接地實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽，從而可防止受噪聲影響。再有，通過(guò)在板狀件外表面上形成絕緣膜，甚至能進(jìn)一步減小噪聲影響，而且該接觸單元甚至更適合于用作高頻探頭。
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電的接觸單元組合件，包括一支座用于引導(dǎo)導(dǎo)電的針部件與對(duì)象接觸，從而可沿軸向移動(dòng)而進(jìn)出一通孔；以及一收容在該通孔中的與該導(dǎo)電的針部件共軸的螺旋壓簧，以便彈性地把該導(dǎo)電的針部件推出該通孔，其特征在于該支座包括至少一個(gè)由高機(jī)械強(qiáng)度材料做成的板狀件；而且該通孔包括一針部件引導(dǎo)孔用于引導(dǎo)該導(dǎo)電的針部件，以及一止動(dòng)肩用于止動(dòng)其中的導(dǎo)電的針部件以抵抗螺旋壓簧的彈力；該針部件引導(dǎo)孔是在板狀件中形成的，并在其內(nèi)圓周表面上形成一個(gè)絕緣膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的導(dǎo)電的接觸單元組合件，其中對(duì)于每個(gè)接觸單元只在螺旋壓簧的一端提供一個(gè)導(dǎo)電的針部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的導(dǎo)電的接觸單元組合件，其中對(duì)于每個(gè)接觸單元提供一對(duì)導(dǎo)電的針部件，每個(gè)位于螺旋壓簧的相應(yīng)端上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的導(dǎo)電的接觸單元組合件，其中該支座包括多個(gè)導(dǎo)電的板狀件，它們彼此層疊，并在通孔的內(nèi)圓周表面上形成一絕緣膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的導(dǎo)電的接觸單元組合件，其中還在支座的外表面上形成絕緣膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一個(gè)的導(dǎo)電的接觸單元組合件，其中在一絕緣膜內(nèi)形成止動(dòng)肩。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任何一個(gè)的導(dǎo)電的接觸單元組合件，其中一對(duì)高機(jī)械強(qiáng)度材料制成的板狀件放在支座的兩側(cè)，一由塑料材料制成的板狀件放在由高機(jī)械強(qiáng)度材料制成的板狀件之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種導(dǎo)電的接觸單元,它包括在高強(qiáng)度材料如金屬材料制成的板中形成的針部件引導(dǎo)孔。限定針部件引導(dǎo)孔的支座部件的機(jī)械強(qiáng)度增大,從而能改善每個(gè)導(dǎo)電的針部件的定位精度。即使當(dāng)導(dǎo)電金屬材料用作易于得到的高強(qiáng)度材料時(shí),通過(guò)在每個(gè)引導(dǎo)相應(yīng)針部件的針部件引導(dǎo)孔的內(nèi)圓周表面上形成絕緣膜,針部件能可滑動(dòng)地放置在其中而不會(huì)破壞絕緣。特別是,當(dāng)板由導(dǎo)電材料制成而且在支座外表面以及在引導(dǎo)針部件并在其中容納螺旋彈簧的每個(gè)通孔的內(nèi)圓周表面上形成絕緣膜,通過(guò)把板簡(jiǎn)單地接地,便可能電磁屏蔽每個(gè)通孔內(nèi)部的導(dǎo)電的針部件和螺旋壓簧并使它們免受噪聲影響。
文檔編號(hào)G01R1/067GK1308727SQ99808480
公開日2001年8月15日 申請(qǐng)日期1999年7月9日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月10日
發(fā)明者風(fēng)間俊男 申請(qǐng)人:日本發(fā)條株式會(huì)社