Контактное устройство для испытания микросхем
CONTACT DEVICE FOR TESTING MICROCIRCUITS

Изобретение относится к области микроэлектронной техники, в частности к способам электрического и функционального контроля и испытаний микросхем в корпусах.
Из существующего уровня техники известно контактное устройство для испытания микросхем (см. JP2003133022, опубл. 09.05.2003), которое имеет гнездо - основание для крепления интегральной микросхемы. Гнездо состоит из корпуса гнезда, на котором смонтирован пьедестал, закрывающий элемент в форме рамки, установленный с возможностью перемещения вверх и вниз по отношению к корпусу гнезда и прижимной механизм, удерживающий корпус интегральной микросхемы, установленный на монтажной части пакета. Прижимной механизм имеет прижимной элемент, установленный так, чтобы он мог осуществить упругое смещение концевой части прижимного рычажного элемента.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения может быть выбрано контактное устройство для электротермотренировки микросхем (см. US4824392, опубл. 25.04.1989). Это контактное устройство содержит множество электрических контактов, расположенных внутри соответствующих колодцев. При этом контакты включают в себя участки, проходящие за нижнюю поверхность контактного устройства для монтажа пайкой в отверстия печатной платы и упругие контактные участки, которые непосредственно обеспечивают контакт с выводами микросхемы при сжатии;
Основным недостатком указанных аналогов является то, что контакты устройства для испытания микросхем присоединяются к измерительной системе посредством пайки, и таким образом затрудняет возможность замены вышедшего из стоя контакта. Так же недостатком приведённых аналогов является большая длина самих контактов, что снижает допустимый частный диапазон измерений и испытаний.
Техническим результатом заявленного устройства является повышение технологичности, обусловленное возможностью простой замены контактирующего устройства как целиком, так и для замены отдельных контактов и улучшение частотных характеристик измерительной системы.
Заявленный технический результат достигается за счет создания контактного устройства для испытания микросхем, содержащего основание сепаратора и сепаратор с контактами, расположенными между ними. Прижатие контактов к выводам микросхемы обеспечивает прижим. Прижим состоит из основания, прижимного винта, вращающегося в резьбовой втулке, подпружиненных защелок, установленных на осях в основании прижима и обеспечивающих зацепление бортиков обечайки, и клэмпа, выполненного из изоляционного материала. Клэмп соединён с основанием прижима двумя подпружиненными винтами, обеспечивающими его возврат при откручивании прижимного винта. В сепараторе выполнены отверстия, соответствующие размерам плоского контакта и в них размещены, с возможностью демонтажа, плоские контакты, имеющие овальную форму, дополненную прямоугольным лепестком с длинной стороны овала и полукруглым лепестком с другой стоны овала. На вертикальной оси контакта выполнено овальное отверстие таким образом, что ширина боковых лепестков контакта одинакова.
Заявленное изобретение проиллюстрировано следующими рисунками:
На фиг.1 представлен осевой разрез контактного устройства для испытания микросхем.
На фиг. 2 представлено контактирующее устройство в исходном состоянии.
На фиг.3 представлено контактирующее устройство с установленным прижимом.
На фиг.4 представлено контактирующее устройство в рабочем положении.
Позиции на фиг.1-4 обозначают следующее:
1 – основание сепаратора;
2 – сепаратор;
3 – обечайка;
4 – клэмп;
5 – проставка;
6 – основание прижима;
7 – прижимной винт;
8 – маховик;
9 – защёлка;
10 – ось;
11 – пружина торсионная;
12 – втулка;
13 – винт;
14 – плоский контакт;
15 – микросхема;
16 – выступы сепаратора;
17 – наклонные грани выступов;
18 – гребенка выступов;
19 – обечайка;
20 – пружина;
21 – выводы микросхемы;
22 – печатная плата измерительной системы.
Контактное устройство для испытания микросхем предназначено для проведения испытания микросхем в корпусах. Для этого микросхема закрепляется в устройстве посредством прижима к контактам, которые соединяются при прижатии с выводами микросхемы. Прижим имеет основание, прижимной винт, закрепленный на втулке, защелки, установленные на подпружиненной оси в основании, обеспечивающие зацепление бортиков обечайки, клэмп, прижимающий подпружиненные винты. В сепараторе выполнены отверстия, соответствующие размерам плоского контакта и в них размещены с возможностью демонтажа плоские контакты, имеющие овальную форму, дополненную прямоугольным лепестком с длинной стороны овала и полукруглым лепестком с другой стоны овала, в центре контакта выполнено овальное отверстие таким образом, что ширина боковых лепестков контакта одинакова.
Плоский контакт выполнен в виде конструкции с двумя параллельными электропроводящими ветвями, при этом базовым материалом является бериллиевая бронза БрБ2М.  Плоский контакт может быть вырезан на электроэрозионном станке с последующей обработкой рабочих поверхностей контакта от заусенцев и окалин, при этом производится отжиг плоского контакта для снятия внутренних напряжений и обработка поверхности плоского контакта для удаления окислов. Далее плоский контакт покрывается золотом толщиной 1-3 мкм и производится полировка рабочих поверхностей.
Наличие боковых лепестков позволяет усилить пружинные свойства, расширить частотный диапазон и снизить сопротивление контакта. Предлагаемая симметричная форма позволяет избежать необходимости пайки контактирующего устройства на плату, что многократно ускоряет процесс его замены при отказе, либо исчерпании ресурса контактирования. Кроме того, устраняется необходимость подвергать термическим и механическим нагрузкам печатную плату измерительной системы при перепайке контактирующего устройства.
Контактирующее устройство предназначено для использования в ручном и автоматическом режимах в горизонтальном положении и работает следующим образом.
В исходном состоянии, изображённом на фиг. 2, прижим отделён от контактирующего устройства. Микросхема (15) устанавливается на сепаратор контактирующего устройства (2). Правильность положения микросхемы относительно контактирующего устройства обеспечивается в два этапа. Грубое выравнивание обеспечивают четыре выступа на сепараторе (16). Этот этап выравнивания обеспечивается наклонными гранями выступов (17) и действием гравитации. Проще говоря, микросхема соскальзывает в нужное положение под собственным весом. Окончательное выравнивание выводов микросхемы относительно контактов КУ обеспечивается гребёнкой выступов (18) на сепараторе, также имеющих скошенные грани.
Перед установкой на контактирующее устройство, прижимной винт (7) с помощью маховика (8) переводится в положение, обеспечивающее минимальное расстояние между клэмпом (4) и основанием прижима (6)
После установки микросхемы и правильного её позиционирования, на контактирующее устройство устанавливается прижим и боковые защёлки (9) вводятся в зацепление с обечайкой (19).
Контактирующее устройство с установленными микросхемой и прижимом показано на фиг. 4. При помощи маховика, прижимной винт завинчивается, обеспечивая перемещение клэмпа вниз. Через выводы микросхемы (21), усилие прижима передаётся на кольцевой контакт (14), обеспечивая его упругую деформацию. Сила сопротивления сжатию кольцевого контакта обеспечивает уверенное контактирование выводов микросхемы, кольцевого контакта и печатной платы измерительной системы (22). Форма колодцев основания сепаратора и сепаратора обеспечивают отсутствие смещения кольцевого контакта в горизонтальной плоскости. После измерений прижимной винт отвинчивается, клэмп под действием пружин (20) освобождает выводы микросхемы и кольцевые контакты, защёлки выводятся из положения зацепления с обечайкой, и микросхема извлекается из контактирующего устройства.
В режиме автоматизированных измерений функцию прижима осуществляет автоматический сортировщик, в состав конструкции которого входит клэмп.
Таким образом, применение заявленного изобретения улучшает характеристики надежности, упрощает крепление контактирующего устройства на плату, снижает переходное сопротивление контактирования и расширяет частотный диапазон измерительной системы.