Контактное устройство

Контактное устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

938349

Союз Советскик

Соцндпистнчвскик

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{б! ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 28. 07. 80 (21) 2967044/18-21 с присоединением заявки Рй— (23) Приоритето†(5! )М. Кл.

Н 01 1. 21/66

Н 05 К 13/08

9кудератееины6 комитет

СССР

Ilo делам ееебретенкк н открытий

Опубликовано 23.06.82 Ьюллет нь М 23

Дата опубликования описания 23 06 82 (53) УДК 621. 315.684(088. 8) (72) Авторы изобретения

0. Б. Домбровский и И. Д. Власенко

Научно-исследовательский. институт, Производственного объединения "Преобразователь" (71) Заявитель (54) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электротехнике, в частности к технологии полупроводникового производства для испытания полупроводниковых приборов, а также может найти широкое применение в автоматизированных из5 мерительных системах при производст-. ве полупроводниковых приборов в электротехнической и электронной промышленностях.

Известно.контактное устройство для подключения .транзисторов, содержащее две пары контактных элементов, установленных на контактных голавках, соединенных с подвижными упорами и подключенных к измерительной аппаратуре, и приводной механизм с приводным кулачком, на который опираются рычаги, шарнирно связанные с контактными головками. Причем одна ев из контактных головок выполнена -в виде покрытой слоем диэлектрика Uобразной направляющей, изготовленной иэ упругого материала и раэме2 щенной в продольном пазу опорного стержня (1 ).

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает зачистку подсоединяемых выводов прибора в процессе замера .его электрических параметров. Этим самым снижается точность и надежность (достоверность) измерения параметров испытуемого полупроводникового прибора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является контактное устройство для подключения полупроводниковых приборов измерительной аппаратуры, которая содержит корпус, в котором установлены подпружиненные катодные контакты и управляющие, прижимной механизм с. приводом,, содержащий кулачок поворотной защитной крышки и двуплечий рычаг. На одном конце двуплечего рычага закреплены контакты, а другой конец снабжен роликом, взаимодействующим с кулачком поворотной защит93834 ной крышки. Причем двуплечий рычаг снабжен также механизмом регулирбвки усилия сжатия вывода 12).

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает очистку выводов полупроводниковых приборов от окисных пленок и других загрязнений, в результате чего на неочищенной контактной площадке образуется большое переходное t0 сопротивление, которое понижает точность и надежность (достоверность) ивмеряемых параметров испытуемого полупроводникового прибора. Кроме того, механизм регулировки сжатия 15 выводов не обеспечивает автоматичес-, кую регулировку усилия сжатия в процессе испытания полупроводникового прибора.

Цель изобретения — повышение точности измерения путем уменьшения переходного сопротивления.

Цель достигается тем, что в контактном устройстве, преимущественно для подключения полупроводниковых приборов с разновысокими выводами, содержащем корпус с подпружиненными катодными и управляющими контактами, прижимной механизм с приводом, кулачком и двуплечими рычагами, одни концы которых соединены через элемент качения с кулачком,.и механизм регулировки усилия сжатия вывода прибора, последний выполнен в виде центробеж ного регулятора, размещенного на ва35 лу привода вместе с кулачком, боковая поверхность которого выполнена по эвольвенте, а элемент каченияв виде шаровой опоры, при этом каж дый рычаг прижимного механизма снабжен шарнирно закрепленным на другом его конце зубчатым сектором, кинематически связанным с контактной головкой управляющего контакта, и зубчатой рейкой, размещенной на контакт45 ной головке катодного контакта, на, пьезоэлектрическом приводе которой жестКЬ закреплен катодный контакт, выполненный в виде пяты с рифленой поверхностью.

На фиг. 1 представлено контактное

50 устройство, продольный разрез; на

Фиг,.2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 .- крепление катодного контакта к пьезоэлектрическому приводу; не фиг. 4 - разрез А A на фиг. 1; на фиг.. 5 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 6 - диаграмма прикладываемого напряжения и усилий; wa фиг. 70 ф электрическая блок-схема установки, в которой использовано контактное устройство.

Описываемое контактное устройство содержит нижнее основание 1, в котором расположен анодный контакт, кинематически связанный с приводом -возвратно-поступательного движения. Над основанием 1 соосно на кронштейне 2 установлен выполненный из изоляционного материала корпус 3, который также связан с приводом возвратнопоступательного перемещения (вверхвниз}. В корпусе 3 на опорах вращения установлен механизм регулировки усилия сжатия вывода. прибора, выполненный в виде центробежно-инерционного регулятора 4, вал 5 которого связан с приводом 6 вращения. На валу 5 механизма регулировки усилия сжатия вывода установлен кулачок 7, который имеет возможность скользить по валу 5 и вращаться совместно с тем же валом. Кулачок 7 выполнен в форме тела вращения, наружная боковая поверхность 8 которого выполнена по эвольвенте. Кулачок 7 своей боковой поверхностью взаимодействует через шаровые опоры 9 элемента качения с одним из концов двуплечих рычагов

10, установленных на осях 11 враще-ния. Второй конец каждого двуплечего рычага 10 шарнирно связан с контактной головкой 12 подпружиненного управляющего контакта 13, пара которых размещена в плоскости управляющего вывода подключаемого прибора 14.

К каждому двуплечему рычагу 10, между его осью ll вращения и вторым его концом, шарнирно связанным с контактной головкой 12, дополнительно укреплен зубчатый сектор 15, входящий в зацепление с зубчатой рейкой

16 каждой контактной головки 17 катодного кОнтакта 18. Контактные головки 17 также установлены в корпусе

3 напротив друг друга в плоскости катодного вывода испытуемого прибора

14. Контактная головка 17 с зубчатой рейкой 16 установлены в изоляционной втулке 19. К передней части изоляционной втулки 19 закреплен подпружиненный корпус 20, выполненный из изоляционного материала. В изоляционный корпус 20 встроен пьезоэлектрический привод 21, элементы которого электрически связаны с блоком 22 коммутации. Ко входу блока коммутации подсоединен генератор 23 электричес938340

5 ких колебаний. К одному из элементов пьезоэлектрического привода 21, к сферическому элементу 24 через стержень 25 прикреплен катодный контакт

18, который выполнен в виде плоской пяты, установленной на сферической опоре стержня 25 с возможностью со-. вершать. реверсивное движение вокруг горизонтальной оси и возвратно-поступательное (сложное движение) отно- 10 сительно зачищаемой .поверхности катодного вывода подключаемого прибора. Указанное сложное движение катодного контакта 18 осуществляется пьезоэлектрическим. приводом 21. Стержень 15

25 жестко укреплен к сферическому элементу 24 пьезоэлектрического привода 21. На плоскости катодного контакта 18, взаимодействующей с плос костью очищаемого катодного вывода прибора, выполнена рифленая поверхность 26 высотой 0,08-0,35 мм.

Контактные головки 17 и 12 совместно со своими катодными 18 и уп-! равляющими 13 контактами имеют аоз- 25 можность совершать возвратно-поступательное движение к центру корпуса

3 при подключении соответствующих выводов прибора. Пьезоэлектрический привод 21 состоит из сферического 5а элемента 24, охваченного тремя стержнями 27, 28 и 29, расположенными взаимно параллельно и выполненными из пьезокерамического материала, например из титана бария. Стержни 27 и 28 жестко закреплены а корпусе 20. Стержень 29 подпружинен к сферическому элементу 24 и фиксирован а корпусе

20. Длина стержней 27, 28 и 29 подобрана таким образом, что при аоз- > буждении резонансных колебаний в длине стержня укладывается одна полная длина волны, а частота продольных колебаний стержней равна частоте коле. баний сферического элемента 24.

Анодный, катодный и управляющий контакты подключены соответственно к блок-схеме установки, которая состоит из источника 30 питания - формирова50 теля испытательных импульсов, пере;ключателя 31 полярности. испытательных импульсов, кнопки 32, запуска испытательных импульсов. К блок-схеме подключено устройство 33 для контактирования выводов с подключаемым

55 полупроводниковым прибором 14, генератор 23 "электрических" колебаний с, блоком 22 коммутации.

Как известно, точность и надеж,ность (достоверность) измеряемых параметров зависит от переходного сопротивления фактического контакта между подсоединенными выводами испытуемого прибора и соответствующими контактами устройства.

Контактное устройство работает следующим образом.

Прибор 14 для испытания с одно" временной. зачисткой его катодного вывода от пыли; окисных пленок и от других загрязнений, устанавливают анодным выводом в анодный контакт основания 1. Затем корпус 3 с подпру" жиненными контактными элементами опускают иэ верхнего положения в нижнее положение, и контактная головка 12 со своим управляющим контактом 13, контактная головка 17 со своим катодным контактом 18 располагаются против соответствующих выводов испытуемого полупроводникового прибора, после чего включают привод 6 вращения. Вра щение привода б передается центробежному регулятору механизма регулировки усилия сжатия вывода, при вращении которого его кулачок 7 перемещается: ,по валу вверх. При этом двуплечие ры

1 чаги 10 проворачиваются вокруг осей

i 11, перемещают к центру дае пары кон-. тактных головок 17 и 12, последние перемещаются вместе со своими контактами 18 и 13 соответственно, которые взаимодействуют с соответствующими выводами. подключаемого прибора 14.

При этом одновременно происходит ориентация прибора относительно контак-, тов устройства.

Поворот двуплечих рычагов 10 вокруг осей 11 осуществляется благодаря тому, что одни концы двуплечих рычагов опираются и взаимодействуют через шаровые опоры 9 с наружной боковой поверхностью 8 кулачка 7, выполненной по эвольвенте. Выполнение боковой наружной поверхности 8 по эвольвенте на кулачке 7 дает возмож. ность повысить плавность и чувствительность перемещения: кулачка 7, двуплечего рычага 10 и контактных головок 12 и 17 с соответствующими контактами.

После ориентации испытуемого прибора 14 осуществляют подключение его выводов. Катодный aesop прибора подключают при его двустороннем сжатии.

Двухстороннее сжатие катодного вывода прибора производят в два этапа. Пер7 93834 вый этап сжатия осуществляют автоматически с усилием, равным (0,5-0,9) б пт,, где Опт — предел текучести материала покрытия вывода прибора.

Величина указанного усилия достигается скоростью вращения привода 6, который связан с механизмом регулировки усилия сжатия вывода центробежным регулятором 4. При вращении центробежного регулятора 4 его кулачок 7, 1о . йреодолевая усилие пружины, перемещается. по валу 5 вверх и одновременно, своей боковой поверхностью 8 взаимодействуя.через шаровые опоры 9, принудительно проворачивает двуплечие 1 рычаги 10 вокруг оси 11. Двуплечие рычаги, проворачиваясь вокруг оси 11 вместе с зубчатым сектором 15, который взаимодействует с зубчатой рейкой 16 контактной головки 17, перемещает ее вместе с пьезоэлектрическим приводом 21 и катодным контак,том 18 к центру устройства, осущест:вляя этим двухстороннее сжатие катодного вывода прибора с заданным усилием.

Затем через испытуемый прибор от источника 30 питания при включении кнопки 32 запуска испытательных импульсов пропускают испытательные импульсы нужного параметра, например .однополупериодные импульсы синусои- дального напряжения. В паузах длительностью не менее 210-235 мс между испытательными импульсами производят зачистку площади контакта катодного вывода прибора реверсивным сложным движением катодных контактов 18, рифленная поверхность 26 которых взаимодействует с очищаемой поверхностью

° 46 указанного вывода.

Дяя этого включают пьезоэлектрический привод 2l сферический элемент

24 которого и стержни 27, 28 и 29 электрически соединены через блок 22 коммутации с генератором 23 электри - 45 ческих колебаний. При подаче питания на эаементы пьезоэлектрического привода 21 с частотой 18-90 кГц они начинают колебаться на резонансной частоте. Пьезоэлектрические стержни 27, 28 и 29 совершают .продольные колеба-. ния, а сферический элемент 24 - радиальные колебания с амплитудой в пределах от 0,01-0,08 мм. Вследствие симметричности системы пружина пьезо- 55 электрического привода обеспечивает одинаковый натяг сферического элемента 24 с каждым из стержней 27, 28 и

0 8

29. В местах контакта стержней 27, 28 и 29 со сферическим элементом 24 происходят косые соударения с большой частотой (один удар за период колебаний стержней).

Стержни 27, 28 и 29 в конечном счете и осуществляют сложное движение сферического элемента 24 и связанного с ним катодного контакта 18.

Вращение сферического элемента 24, а следовательно катодного контакта 18

;вокруг горизонтальной оси по часовой стрелке и поступательное движение катодного контакта 18 (от нас) достигается за счет соответствующего изменения направления колебаний стержней 27, 28 и 29 пьезоэлектрического привода, а именно:.колебания задаются таким образом, что косые соударения в паре сферический. элемент 24 и стержни 27 и 29 направлены в сторону, противоположную направлению косых соударений в паре сферический элемент 24 и стержень 28.

При этом катодные контакты 18, прижатые к плоскостям катодного вывода прибора, совершая сложное движение. активно взаимодействуют своей рифленой поверхностью 26 с плоскостью указанного вывода, разрушают и удаляют имеющиеся окисные пленки с поверхности фактического контакта. После прохождения каждого испытательного импульса сложное движение катодных контактов 18 реверсируют, т.е. изменяют их первоначальное сложное движение в обратном направлении (против часовой стрелки). Для этого изменяют направления колебаний стержней 27, 28 и 29 после чего пьезоэлектрический привод 21 выключают и осуществляют второй этап двухстороннего автоматического сжатия катодного вывода прибора с усилием, равным (1,1-1,3) брт . Для этого увеличивают скорость вращения привода 6, при этом кулачок 7 центробежного регулятора 4 перемещается вверх на большую с величину, чем при усилии (0,5-0,9)

Q äт . .В результате на больший угол проворачиваются двуплечие рычаги совместно с зубчатым .сектором 15, который поджимает к центру устройства и контактные головки l7 вместе с катодными контактами l8 с большим усилием равным (1,1-1,3) 6 пт . Указанное усилие выдерживают до полного определения параметров прибора.

938340

Формула изобретения

После испытания прибора подачу

- испытательных импульсов отключают, Отключают:привод 6 вращения и контактные головки l2 и 1.7 со своими соответствующими контактами 13 и 18 перемещаются от центра корпуса 3 к его периферии и занимают исходное положение, т. е. управляющий и катодный выводы испытуемого прибора отключаются от контактов устройства. За- >О тем корпус 3 перемещают в верхнее исхоДное положение и испытуемый прибор 14 извлекают из посадочного гнезда (анодного контакта) основания l.

Затем цикл работы повторяется.

Предлагаемое изобретение повышает точность и надежность (достоверность замеряемых параметров полупроводниковых приборов. Это достигается уменьшением переходного сопротивления фактической площади контактирования путем разрушения и удаления окисных пленок с поверхности вывода испытуемого полупроводникового.прибо- g ра, т. е. подсоединенный вывод прибора очищают от имеющихся окисных пленок в процессе испытания полупроводникового прибора.

Качественная механическая очистка от загрязнений и окисных пленок подсоединяемого вывода прибора в процессе его испытания достигается тем, что плоскости вывода взаимодействуют и очищаются рифленной плоскостью катодных контактов устройства, которые совершают сложное реверсивное движение от пьезоэлектрического привода.

Причем очистка вывода подсоединяемого прибора производится при усилии

2. О сжатия вывода, равном 0,3-0,54 кгс/мм необходимого и достаточного для того, чтобы можно было произвести сложное движение катодного контакта (очищаемого органа) по плоскости катодного

4S вывода прибора.

Усилие сжатия вывода величиной

О, 3-0, 54 кгс/мм расчитано для очист2. ки вывода полупроводникового прибора, покрытого материалом, например оловом.

50 !

Удаляя окисные пленки, уменьша-ем переходное сопротивление на фактической площади контакта, тем самым, уменьшается падение напряжения на подсоединенном очищаемом выводе испы- туемого прибора, которое снижает погрешность замера его электрических параметров.

Устройство также позволяет автоматически регулировать усилие сжатия выводов испытуемых приборов.

В качестве регулятора усилия сжатия выводов прибора использован центробежный регулятор, обладающий повышенной чувствительностью к регулированию усилий. Этим самым обеспечива; ется надежность электрического контакта, полностью исключаются повреждения поверхности выводов от температурного прижога при коммутации силовых токов.

Предлагаемое устройство, имеющее возможность автоматически регулировать усилие сжатия выводов прибора, полНостью исключает скрытый брак по растрескиванию стеклянного изолятора, в котором жестко укреплены (впаяны) катодный и управляющий выводы прибора.

Снижение погрешности замера электрических параметров, исключение скрытого брака по растрескиванию стеклянного изолятора прибора, устранение прижогов на подсоединенных выводах прибора — все это дает возможность повысить качество выпускаемых изделий.

Контактное устройство. преимущественно для подключения. полупроводниковых приборов с разновысокими выводами, содержащее корпус с подпружиненными катодными и управляющими контактами, прижимной .механизм. с приводом, кулачком и двуплечими рычагами, одни концы. которых соединены через элемент качения с кулачком, и механизм регулировки усилия сжатия, выводов прибора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения ° точности измерения путем уменьшения переходного сопротивления, механизм регулировки усилия сжатия вывода при" бора выполнен в виде центробежного регулятора, размещенного на валу привода вместе с кулачком, боковая поверхность которого выполнена по эволь. венте, а элемент качения — в виде шаровой опоры, при этом каждый рычаг прижимного механизма снабжен шарнирно закрепленным на другом его конце . зубчатым сектором, кинематически связанным с контактной головкой управляющего контакта, и зубчатой рейкой, размещенной на контактной головке катодного контакта, на пьезоэлектри- .

11 938340 ческом приводе которой жестко закреп- 1. Авторское лен катодный контакт, выполненный в Ю 326651, кл. Н виде пяты с рифленой поверхностью. 2. Авторское

Источники информации, У 386449, кл. Н примятые во внимание при экспертизе 5 {прототип).

12 свидетельство СССР

О! Н 1/00, 1965. свидетельство СССР

О1 Н 1/58, 1968

93834 0

Тираж 761 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35., Рауаская наб., д. 4/5

Заказ 4474/7б

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Прокопенко

Редактор Н. Лазаренко Техред А. Ач . Корректор В. Синицкая