Brevet FR2201474A1 — publié le 19740426

La présente invention concerne un appareil permettant des prises de contact temporaires sur un dispositif fonctionnant notamment dans la gamme des hyperfréquences et constitué d'une part, d'une platine électriquement conductible supportant le dispositif et, d'autre part, de moyens mécaniques et électriques de liaison avec les plages métalliques de contact dudit dispositif dont l'une au moins doit etre reliée d la platine. On sait que l'interconnexion et le contrôle électrique de dispositifs électroniques utilisés dans la gamme des hyperfré quences sont relativement difficiles, compte-tenu de l'importance que revêtent les liaisons dans de telles conditions. En effet, les électrodes de contact de l'appareil introduisent des inductances et des capacités parasites ainsi que des pertes qui dégradent la stabilité et les performances des circuits et qui produisent des fréquences de résonance gênant considérablement le fonctionnement de ceuxZci. Le phénomène est d'autant plus marqué que les points de connexion de ces électrodes sont plus éloignés du circuit extérieur proprement dit. De plus, l'adaptation des impédances d'entrée et de sortie étant liée aux dimensions respectives des électrodes d'entrée et de sortie, il est préférable que celleswei soient sensiblement identiques. Pour ces prises de contact, on utilise généralement des lignes bifilaires, soit de type coaxial, soit de type à bande simple ou à bande double. Dans le cas d'une ligne coaxiales les deux conducteurs sont concentriques et sdparés par un diélectrique qui peut être une matière plastique telle que le téflon ou même, éventuellement, l'air. Une ligne à bande simple comporte deux conducteurs de section semblable ou différente mais de même direction. Quant à la ligne toue, elle comporte trois conducteurs dont les axes sont situés dans un même plan et orientés dans la meme direction mais dont les deux conducteurs extrêmes sont reliés électriquement. Le plus souvent, dans le cas d'une ligne coaxiale, le conducteur périphérique est une tresse et, dans le cas d'une ligne à bande, les conducteurs sont des lames souples. On sait également que l'un des paramètres les plus importants de ces lignes est leur impédance caractéristique qui s'exprime, dans le cas d'une ligne coaxiale, par c = 60 Log D c où d est le diamètre extérieur du conducteur intérieur et D le diamètre intérieur du conducteur périphérique, et dans le cas des lignes à bandes, par une formule du type Z =6o Log x. D c d dans laquelle le coefficient x varie en fonction de la forme des bandes et de leur position les unes par rapport aux autres et dans laquelle également D et d représentent soit des distances entre bandes, soit des diamètres, selon le type de lignes utilisé. On constate que, lors dtune liaison électrique sur un dispositif utilisé dans la gamme des hyperfréquences, les défauts peuvent être dus non seulement à des résistances de contact, mais encorde à des variations dans la valeur de l'impédance caractéristique liée ellewmême à la forme des conducteurs de liaison et à leur position les uns par rapport aux autres. C'est pourquoi il est difficile d'obtenir une interconnexion ou un contrôle sûrs. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvé- nients et d'obtenir une bonne prise de contact tant du point de vue mdcanique que du point de vue électrique. En effets la présente invention concerne un appareil permettant des prises de contact temporaires sur un dispositif fonctionnant notamment dans la gamme des hyperfréquences et constitués, d'une part, d'une platine électriquement conductible supportant le dispositif et > d'autre part, de moyens mécaniques et électriques de liaison avec les plages métalliques de contact dudit dispositif dont l'une au moins doit être reliée à la platine, remarquable en ce que chacun desdits moyens de liaison électrique est constitue par une extrémité de ligne bifilaire dont un premier conducteur est en forme de tige élastique susceptible de fléchir à partir de cette extrémité et dont un second conducteur est rigide et séparé du premier sur ladite longueur par un diélectrique, la distance entre le conducteur rigide et le conducteur élastique dans sa position de repos diminuant progressivement vers mité et en ce que les moyens mécaniques consistent en au moins un élément permettant d'appliquer sous pression l'extrémité du conducteur rigide sur une surface métallique électriquement reliée à ladite platine et solidaire de cette dernière, la distance entre ladite surface et une plage métallique étant alors égale à la distance entre les deux conducteurs correspondant à l'impédance voulue. Dans ces conditions, la résistance de contact entre les conducteurs constituant les moyens de liaison et le dispositif est réduite à des proportions qui la rendent négligeable. En effet, une pression étant exercée sur les conducteurs, ceux-ci s'appliquent au mieux sur les plages de contact dudit dispositif, et la résistance de contact est réduite au minimum. Par ailleurs, l'un des conducteurs étant élastique, il est possible d'ajuster sa position et sa distance par rapport k l'autre, c'est-à-dire d'adapter rigoureusement l'impédance caractéristique du dispositif et des circuits extérieurs tout en conservant une bonne pression de contact. Pour ce faire, de préférence, le conducteur rigide est associé b un organe de réglage de la distance entre, dtune part, une surface métallique reliée à la platine et portant l'extrémité dudit conducteur rigide et, la plage métallique du dispositif en contact avec le conducteur flexible. Avantageusement, l'organe de réglage est un plateau suscep- tible de glisser perpendiculairement au plan de la platine et mû par un élément à vis micrométrique. De préférence également, si les moyens de liaison sont de type coaxial ou à bandes, le conducteur flexible est noyé dans une matière isolante dans la région avoisinant l'extrémité opposée à celle reposant sur la plage de contact dudit dispositif. Dans ces conditions compte-tenu de la différence de diélectrique, le diamètre du conducteur rigide enveloppant le conducteur flexible est plus important dans la portion où le diélectrique est en une matière isolante que dans la partie où le diZ électrique est l'air lui-même. Avantageusement, la présente invention est appliquée dans le cas d'un appareil de contrôle par mesures électriques dans la gamme des hyperfréquences de dispositifs électroniques miniatures intégrés dans au moins une plaquette semiconductrice, ledit appareil étant remarquable en ce qu'il comporte simultanément des moyens de liaison nécessaires à l'application des conditions de mesure et des moyens de liaison avec les instruements de mesure, chacun desdits moyens de liaison étant constitué d'un conducteur élastique et d'un conducteur rigide. La description-qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut etre réalisée. La figure en annexe illustre l'application préférentielle de l'invention à un appareil de contrôle de dispositifs semiconducteurs fonctionnant dans la gamme des hyperfréquences et représente une vue partiellement en coupe et relativement schématique dudit appareil. I1 est à noter que, sur le dessin, les dimensions sont consi- dérablement exagérées et non proportionnées, ceci afin de rendre la figure plus claire. Conformément à cette figure en annexe, le dispositif à contr- ler 1 est placé sur une platine fixe 2 solidaire d'un support 3. Le long des parois latérales de ladite platine 2 peuvent glisser au moins deux masses 4a et 4b appliquées contre elles à l'aide d'un dispositif de maintien tel qu T un ressort par exemple. De préférence, ces masses 4a et 4b s'appuient sur la platine 2, non pas sur la totalité de la surface mais en quelques points déterminés C1, C2, C3, c4 ... dont certains, C1 et C2 dans le cas de la figure, sont très voisins du dispositif à contrôler. Ceci a pour but de réduire les selfs et les capacités parasites de contact lors du fonctionnement. Ta hauteur de ces deux masses par rapport à la platine ? peut être réglée à l'aide de deux vis micrométriques 5a et 5b traversant le support 3. Sur les plages métallisées 6a et 6b représentant ltentrée et la sortie du dispositif à contrôler sont disposées les électrodes 7a et 7b des lignes selon l'invention. Ces électrodes 7a et 7b représentent chacune, un conducteur centrale d'une ligne coaxiale dont les conducteurs périphériques 8a et 8b sont reliés électriquement à la masse métallique du support 3 par l'intermédiaire de la platine 2, des masses 4a et 4b et des vis micrométriques 5a et 5b. Dans leur position de repos, les conducteurs 7a et 7b qui sont des tiges élastiques, sont légèrement cambrés de manière telle que leur extrémité devant porter sur les plages de contact du dispositif affleure la surface de la platine 2 servant de support audit dispositif. Cette partie extrême de chacun des conducteurs centraux 7a et 7b peut évoluer librement dans une enceinte délimitée par les conducteurs périphériques 8a et 8b, l'air constituant le diélectrique tandis que leur prolongement est noyé dans un volume de matière plastique isolante O constituant un autre diélectrique entre d'une part, les conducteurs 7a et Yb,et, d'autre part, les conducteurs périphériques dont l'un est représenté en 8c et qui, selon la na- ture de ladite matière plastique, seront plus ou moins éloignés des conducteurs centraux. L'extrémité du conducteur 8 est serrée dans un étrier 10 lui-même solidaire d'un bras 11 articulé autour d'un pivot 12 et muni d'un ressort de rappel 13 fixé au support 3. Le centre dudit pivot 12 doit être situé dans le plan parallèle au support 3 et contenant l'axe des conducteurs centraux 7a et 7b. Lors de la mise en oeuvre de l'opération de contrôle, on relève l'extrémité des lignes coaxiales en faisant tourner le bras 11 autour du pivot 12, on place le dispositif 1 à mesurer sur la platine 2 et lton pose les conducteurs élastiques 7a et 7b des lignes coaxiales sur les plages de contact 6a et 6b. Grâce à la forme cintrée desdits conducteurs 7a et 7b, et grâce également, à l'action du ressort de rappel 13, la pression des conducteurs 7a et 7b sur les plages métallisées 6a et 6b du dispositif 1 peut être ajustée dans les meilleures conditions. Par ailleurs, la présence de vis micrométriques sur les masses 4a et 4b permet d'ajuster la position des conducteurs 7a et 7b par rapport aux conducteurs respectifs 8a et 8b de manière à maintenir exacte la valeur de 1'impédance caractéristique des lignes coaxiales. En conséquence, grâce à cet appareil de mesure, les résistances de contact sont rendues négligeables et les impédances caractéristiques sont adaptées au mieux, ce qui conduit à l'élimination d'un certain nombre d'erreurs dans le relevé des mesures. - REVENDICATIONS 1.- Appareil permettant des prises de contact temporaires sur un dispositif fonctionnant notamment dans la gamme des hyperfréquences et constitué, d'une part, d'une platine électriquement conductible supportant le dispositif et, d'autre part, de moyens mécaniques et électriques de liaison avec les plages motalliques de contact dudit dispositif dont l'une au moins doit être reliée à la platine, caractérisé en ce que chacun desdits moyens de liaison électrique est constitué par une extrémité de ligne bifilaire dont un premier conducteur est en forme de tige élastique susceptible de fléchir sur une certaine longueur à partir de cette extrémité et dont un second conducteur est rigide et séparé du premier sur ladite longueur par un diélectrique, la distance entre le conducteur élastique et le conducteur rigide dans sa position de repos diminuant progressivement vers l'extrémité et en ce que les moyens mécaniques consistent en au moins un élément permettant d'appliquer sous pression l'extrémité du conducteur rigide sur une surface métallique électriquement reliée à la platine et solidaire de cette dernière, la distance entre ladite surface et une plage métallique étant alors égale à la distance entre les deux conducteurs correspondant à l'impédance voulue. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur rigide est associé à un organe de réglage de la distance entre, d'une part, une surface métallique reliée à la platine et portant l'extrémité dudit conducteur rigide et, d'autre part, la plage métallique du dispositif en contact avec le conducteur flexible. 3. Appareil selon ltensemble des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'organe de réglage est un plateau susceptible de glisser perpendiculairement au plan de la platine et mû par un élément à vis micrométrique. 4.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur élastique reposant sur la plage métallique de contact du dispositif est noyé dans une matière isolante dans la région avoisinant l'extrémité opposée à celle reposant sur ladite plage de contact. 5. Appareil conforme à l'ensemble des revendications 1 à 4, et destiné au contrôle par mesures électriques dans la gamme des hyperfréquences, de dispositifs électroniques miniatures intégrés dans au moins une plaquette semiconductrice, caractérisé en ce qu'il comporte simultanément des moyens de liaison nécessaires à l'application des conditions de mesure et des moyens de liaison avec les instruments de mesure, chacun desdits moyens de liaison étant constitué d'un conducteur élastique et d'un conducteur rigide.