自动化多点探针操作的制作方法

自动化多点探针操作的制作方法
【专利摘要】公开了一种尤其适用于自动操作的多点探针。还公开了一种包括所述多点探针和探针操作器头的自动化多点测量系统。此外，还披露了一种包括探针座和所述探针操作器头的自动化多点探针夹持系统。另外，还披露了一种加载的探针加载器，它包括探针加载器和用于处理多点探针的探针盒，其中探针盒装备有用于固定多点探针的探针座。
【专利说明】自动化多点探针操作
[0001]本申请是申请号为201080023671.X、申请日为2010年3月30日、发明名称为“自动化多点探针操作”的中国发明专利申请的分案申请。

【技术领域】
[0002]本发明通常涉及多点探针的处理和测量，尤其在自动化操作中提高安全性和精确度。更具体地，本发明涉及多点探针、探针座、探针盒、探针操作器头和探针加载器，这些有助于提高安全性和精确度。

【背景技术】
[0003]多点探针的操作涉及大量的人工干预，例如在将它们加载到测量系统或者操作器里时。这会带来较大的风险，因为多点探针的尖端或者臂容易被损坏，例如仅仅使它们与手指接触。在大多数事故中，这会导致一个或多个探针臂断裂，尤其是测微器标尺上的探针臂，这是一种不能修理的损坏。
[0004]当在测量中在测试基片上使用多点探针时，每次啮合都会在探针臂上形成一些磨损，尤其是对于测微器标尺(micrometer scale)上的臂。主要地,磨损会出现在与测试基片直接物理接触的金属层上。这些类型的多点探针能够通过为探针臂增加新的导电金属层被成功地修复。但是，这需要人工处理，既要由人使用多点探针，又要由人来修复它们。由于多点探针反复受到手动处理的简单事实，因此损坏的风险显著增加。
[0005]在测微器标尺上或者下具有探针臂的多点探针在定位在测量系统中时或者在夹持探针操作器时需要高精度，尤其要避免多点探针的其他部分在探针臂这样做之前接触，这可能给测试基片或者探针本身造成严重的损害。
[0006]测微器标尺上有探针臂的多点探针和相关技术以前已有描述和论述。因此参考美国专利N0.7，323，890、美国专利N0.7，302，486、美国专利N0.7，135，876和美国专利N0.7，307，436，这些全部结合于此作为参考。另外，还参考欧洲专利EP1095282和EP1085327 ；欧洲专利申请 EP0974845、EP1698905、EP1466182、EP1610131、EP1640730、EP1686387、EP1782078、EP1775594、EP1949115、EP1780550、2016433、EP1970714 和 PCT 申请 W02008/110174。
[0007]发明目的
[0008]本发明的目的在于提供一种多点探针的自动处理或者或者较少涉及与多点探针手动接触的处理。这具有如下优点:因人为因素导致的出错风险可能下降。另一个优点是多点探针可以做得较小，或者无须装备能人工处理的电路板，这意味着测量系统上，尤其是固定多点探针的操作器上的标尺可以做得较小。这又意味着在有些应用中多点可以到达别的方式难接近的较低区域或者凹槽。
[0009]本发明的其他目的在于提供多点探针相对于测试基片的精确定位和对齐，以提供用于储存和使用多点探针的清洁环境并提供多点探针的自动处理。精确对齐允许在高空间分辨率下更精确的测量。清洁的环境会减少尘粒与探针臂和试样接触的风险，这种风险可能损坏它们或者干扰测量。自动处理会增加使用同样制造的不同的多点探针进行的几次连续测量的再现性。它也会减少开关多点探针所需的时间，从而增加总效率。
[0010]本发明的特征是多点探针、探针座、探针盒、探针操作器头和探针处理器。当将它们用在测量中时，这些特征会提供更可靠的多点探针处理以及更精确的定位。
[0011]
【发明内容】
/公开
[0012]除上述目的、上述优点和上述特征之外，许多其他的目的、优点和特征根据对本发明的优选实施方式所做的如下详细说明会显而易见。根据本发明的第一方面，所述目的、优点和特征由一种多点探针实现，它包括相互平行的平的底面和平的顶面。所述多点探针还包括倾斜的平的前面、第一侧面、多点探针的与第一侧面相对的侧上的第二侧面以及多点探针的与前面相对的侧上的端面。前面、第一侧面、第二侧面以及端面中的每一个都连接底面和顶面。前面和底面在它们之间限定出尖的内部前角和前边。第一侧面和底面限定出介于它们之间的第一侧边，第二侧面和底面限定出介于它们之间的第二侧边，而端面和底面限定出介于它们之间的端边。多点探针的纵向被限定为沿着第一和第二侧边，且垂直于前边。底面设有导电金属层和一组镂刻切口，这些切口将金属层分割成在前边处汇合到探针尖上的多个信号轨迹、多个接触衬垫和多个电缆管。多个电缆管中的每个电缆管使多个接触衬垫中的各个接触衬垫和多个信号轨迹的信号轨迹相互连接。多个接触衬垫被分成位置彼此相邻且沿着纵向的第一排和第二排。第一排和第一侧边限定出介于它们之间的底面的第一外部区域，第二排和第二侧边限定出介于它们之间的底面的第二外部区域，而第一排和第二排限定出介于它们之间的内部区域。多个电缆管被分成外组和内组，其中外组的电缆管穿过第一或第二外部区域中的任一个，而内组的电缆管穿过内部区域。
[0013]在这里，将多个接触衬垫排列成第一排和第二排并且同时将多个接触衬垫排列成如上所述的三组允许有效利用多点探针的底面的有限面积。尤其是，电缆管的长度相对于接触衬垫的区域和外部区域可以最小化。这是一个优点，因为当连接大的接触衬垫时，它们需要较少的精确定位，并且大的外部区域允许几个支架从其底面同时啮合多点探针。作为后者的一个例子，多点探针可以有足够大的外部区域，以让它们放置在第一支架上，同时又被第二支架啮合，这能够可靠地自动处理。
[0014]另外，第一排接触衬垫的两个相邻的接触衬垫可以被那组镂刻切口的单个镂刻切口分开，而第二排接触衬垫的两个相邻的接触衬垫可以被多个镂刻切口的单个镂刻切口分开。这些特征具有如下优点:对于恒定的内部和外部面积，它们有助于增加接触衬垫的面积。第一排的和第二排的相邻的接触衬垫之间的最短间隔可以由多个镂刻切口的单个镂刻切口限定。该特征具有如下优点:它能使内部面积最小化，这意味着可以使接触衬垫的面积和/或外部面积更大。另外，第一排和第二排之间的内部区域可以完全由内组的多个电缆管和限定它们的那组镂刻切口的各个镂刻切口覆盖。这具有如下优点:内部面积相对于电缆管的宽度和几何形状变得最小。这允许接触衬垫和外部区域的组合面积被最大化。多个电缆管可能平行于纵向地连接到多个接触衬垫上。相对于电缆管的宽度和接触衬垫的面积，该几何形状允许内部面积最小化和外部区域最大化。
[0015]探针尖可能包括多个平行于底面并从前边自由延伸的探针臂。多个探针臂的每个探针臂设有与多个信号轨迹的单个信号轨迹相连的导电金属层。该特征对自动加载尤其有利，因为自由延伸的探针臂分别是挠性的，从而允许测量时多点探针有小的不对准。多个探针臂的一个探针臂可能限定介于其远端和前边之间的长度，该长度小于0.1毫米。另外，多个探针臂的两个相邻的探针臂之间的间距可以小于0.02毫米。
[0016]多个信号轨迹的两个或多个信号轨迹可以相互连接，以限定电子线路。探针尖可以包括接触检测器，接触检测器包括从多点探针的前边自由延伸以接触测试表面的悬臂。这具有如下优点:测试表面可以被检测，以防止探针臂断裂。接触检测器也可以用来确定多点探针的前边和测试表面之间的距离。接触检测器可以经多个信号轨迹的一个信号轨迹连接到多个接触衬垫中的至少一个接触衬垫上。另外，接触检测器可以是悬臂应变仪，并且悬臂可以平行于底面，并且可以带有导电金属层，导电金属层限定了位于多点探针的前边处的第一肢和第二肢。第一和第二肢与前边交叉，并且借助自由延伸的悬臂使多个信号轨迹的一对信号轨迹相互连接。一对信号轨迹可以被形状和维度和悬臂应变仪大致一样的基准电阻器相互连接。通过将接触检测器结合在部分在外的惠斯通电桥中，这能精确地接触检测。
[0017]额外地或者可选择地，第一侧面是倾斜的，并且在其本身和底面之间限定了尖的第一内侧角，第二侧面是倾斜的，并且在它本身和底面之间限定了一个尖的第二内侧角，端面是倾斜的，并且在它本身和底面之间限定了尖的内端角。连接顶面和底面的倾斜面允许精确定位多点探针，这将在下面进一步论述。
[0018]根据本发明的第二方面，所述目的、优点和特征由包括支撑柱的探针座获得，该支撑柱限定了位于其上端的顶面和位于其下端的底面。顶面和底面由前面、位于支撑柱的与前面相对的侧上的后面、第一侧面、以及位于支撑柱的与第一侧面相对的侧上的第二侧面相连。支撑柱包括顶部和支撑顶部的底部。支撑柱在其顶面处限定了在其第一侧面的第一肩部和在其第二侧面的第二肩部。第一肩部限定了面向上且为直线的第一肩部啮合边，第二肩部限定了面向上且为直线的第二肩部啮合边，以啮合到多点探针的平的底面上。第一和第二肩部通过它们的各自的第一和第二肩部啮合边一起限定了支撑平面。支撑柱限定了位于第一和第二肩部下方且介于两者之间的中空部分，以及位于其后面和其顶部通往中空部分的单个开口。
[0019]在这里，中空部分和单个开口允许多点探针放置在支撑柱的肩部上，以通过啮合其顶面和底面而从后面被夹持，这能够可靠地自动加载。
[0020]支撑柱还可以包括在其前部向上和向外延伸的舌。舌可以带有能自动光聚焦的基准。另外，舌可能包括带有凹穴的平的基准面。凹穴具有与平的基准面共面的齿圈，而基准可以被齿圈限定。由于舌的维度和凹穴的位置是已知的，因此在将多点探针夹持在其肩部时，自动聚焦于基准上允许相对于支撑柱精确定位，通过下面的详细说明，这会更明显。
[0021]根据本发明的第二方面的探针座还可以包括托架。托架又包括托架基座、托架颈部和托架头；其中托架基座连接到支撑柱的底部上，托架颈部的底面连接到托架基座上，而托架头连接到托架颈部的顶面上。另外，托架颈部是弹性悬臂弹簧，它限定了位于其平衡位置的静止位置和偏离支撑柱时的释放位置。托架头包括一对位于柱体上方的支撑销，这对支撑销的每个支撑销限定一个位于其面对另一个支撑销的一侧的直销啮合边，以啮合多点探针的倾斜的平的前面或者端面。那对支撑销通过它们各自的销啮合边一起限定了一个啮合平面。这个托架具有如下优点:它将多点探针紧固到支撑柱的肩部上。如果活动受到支撑尖的妨碍，并且它们的直销啮合边与多点探针的倾斜的且平的前面和端面一起能精确定位于支撑柱的肩部上。
[0022]当托架颈部处于其静止位置时，由那对支撑销限定的啮合平面可以平行于由第一和第二肩部限定的支撑平面。这样，当用直销啮合边啮合倾斜的且平的前面和端面时，从托架颈部转移到多点探针上的力会很小或者不存在。这是个优点，因为大的力可以将多点探针楔入支撑销之间，或者在其断开时，导致多点探针移动其位置。
[0023]额外或者备选，托架头还包括位于其面对支撑柱的一侧上的倾斜端面。倾斜端面限定了具有法线的平面，当托架颈部处于其静止位置时，该法线与水平面成非零的角。这个特征具有如下优点:仅仅通过将目标垂直向下移动到倾斜端面上，托架头就可以脱离支撑柱上的多点探针，这会使托架头偏离多点探针。托架颈部的挠性可以沿从托架基座到托架头的方向增加，因此当通过偏转托架头使托架头偏离时，通过从多点探针向上转动支撑销，托架头会断开。托架颈部可以带有一个孔，该孔的宽度沿从托架基座到托架头的方向增加。上述特征的技术实现具有如下优点:它能同时可靠地克服托架颈部的扭曲和横向弯曲。
[0024]根据本发明的第三方面，所述目标、优点和特征通过一种探针盒实现，它包括盖、齿条和附接到齿条上以用于支撑一个或多个多点探针的探针支架。探针盒限定了盖和齿条相连并且封闭探针支架的闭合状态以及盖和齿条断开的开口状态。盖设有多个限定有面向上的第一带法兰的滑架的平行沟槽，而齿条设有多个限定有面向下的第二带法兰的滑架的平行凹槽。第一带法兰的滑架位于第二带法兰的滑架上方，且当探针盒处于其闭合状态时，第一带法兰的滑架沿像第二带法兰的滑架一样的方向延伸。因此，在加载、卸载和传送多点探针时，盒允许轻松而可靠地处理多点探针。多点探针只能使用有限次，因此安全传送是必要的。另外或者备选，探针支架可以接收多个多点探针，这具有如下优点:多个多点探针可以放在一个可靠的容器或者盒中来传送。另外，盖还包括把手，而齿条还可以设有位于第二带法兰的滑架上的凹槽，其中该凹槽设有插杆，所述插杆与限定在第二带法兰的滑架上的凹槽成直角。把手允许轻松而可靠的处理盒，而凹槽允许轻松开启盒。盒还可以包括锁，在盒的闭合状态下，锁可以将盖可打开地锁到齿条上。这可防止盒被无意中打开，否则这在传送期间会有风险。锁也可防止轻松篡改多点探针。
[0025]盖还可以包括从处于闭合状态的盒的外侧易接近的衬垫连接器、从处于闭合状态的盒的内侧易接近的插座、以及介于衬垫连接器和插座之间的电连接。另外，探针盒还可以包括非易失性数字存储器，它设有保护壳和与所述插座兼容的插头。插座和插头在连接时为非易失性数字存储器提供可断开的支撑。这允许有关多点探针的信息被保存在与它的物理传输和存储相同的盒内。另外，易打开的支撑具有如下优点:非易失性数字存储器没有必要借助盖的衬垫连接器连接到计算机上，相反，可以直接连接到计算机的插座上。非易失性数字存储器可能包含与在多点探针和试样之间进行啮合的次数对应的信息。该信息可能涉及多点探针上的接触臂的磨损，并且可用于判断何时更换它。非易失性数字存储器可能包含与在测量中使用多点探针时的工作参数对应的信息。这些工作参数例如可以是上述的进行啮合的次数。对多点探针的探针臂的磨损可能重要的工作参数的其他实施例是流过它们的电流、它们施加于测试表面上的压力、以及测试表面的结构和材料。
[0026]其他信息可以是标识号码和/或技术规范。技术规范可以是探针臂的数目、其几何构型以及用于制造多点探针的材料。
[0027]另外，根据本发明的第三方面的探针盒的探针座可以是根据本发明的第二方面的探针座。这允许盒在自动处理中可以轻松地装载和卸载，如上所述，这应该是显而易见的。
[0028]根据本发明的第四方面，所述目的、优点和特征由一种探针操作器头实现，它包括具有尖端的接触舌。另外，接触舌包括多个导电且从其尖端自由延伸的接触指，以啮合多点探针的底面上的对应的多个接触衬垫。多个接触指的每根接触指具有远端，且多个接触指通过它们的末端一起限定了接触平面。该接触平面能可靠地同时连接在所有的接触指和平的接触表面(例如，根据本发明的第一方面的多点探针的底面)之间。当该接触平面与底面共面时，所有的接触指都被啮合。接触舌能反复啮合操作器，在该操作器中，接触舌被可断开地连接到多个多点探针上。
[0029]多个接触指的所述接触指可以平行且沿共同的方向延伸。优选接触指是挠性的，因此接触指平行这一事实意味着所述接触指或多或少同样地弯曲，这意味着对于平行于接触表面的移动，所述接触指不会断开与其底面与接触表面共面的多点探针的实际接触。接触指可能具有菱形的横截面。另外，这一特征能让接触指建立压在接触衬垫上的更高的啮合力，这会提高它们之间的导电性。另外，接触平面可能与多个接触指的共同的方向限定啮合角。假设接触指平行于水平面，那么这一特征允许被接触舌啮合在其底面的多点探针的尖端位于所有接触指的前下方，即它允许多点探针有利地定向。
[0030]另外或者备选，多个接触指可以被分成第一列和第二列。第一列的接触指处于第一平面内，而第二列的接触指处于第二平面内，其中第一平面和第二平面平行。这意味着只有相关的多点探针的底面中心处的狭窄部分必须被接触衬垫占据，在多点探针的两侧留下相当大的面积以供夹持。再来看根据本发明的第一方面的多点探针，对它来说，两列的接触指尤其适合连接到两排的接触衬垫上。
[0031]根据本发明的第四方面的探针操作器头还可以包括一个具有前部的下颚。下颚在其前部又包括限定第一支撑平面的第一探针支撑磨牙和限定第二支撑平面的第二探针支撑磨牙，以用于一起啮合多点探针的平的底面。第一探针支撑磨牙和第二探针支撑磨牙是分开的，并且第一支撑平面和第二支撑平面是共面的，并且限定了一个介于第一探针支撑磨牙和第二探针支撑磨牙之间的共同的切线支撑平面。接触舌和下颚限定了一个相对于彼此的舌啮合方向，其中多个接触指与共同的支撑平面交叉。这允许接触指和探针支撑磨牙同时连接到多点探针的底面上，尤其是连接到根据本发明的第一方面的探针上。
[0032]接触舌和下颚可以限定一个相对于彼此的舌脱离方向，其中多个接触指全部在共同的支撑平面的一侧。这允许下颚在接触舌之前首先啮合多点探针。当夹住多点探针时，要不然在接触舌被下颚啮合之前，接触舌可以移动多点探针的位置，从而导致对不准。
[0033]另外，第一探针支撑磨牙和第二探针支撑磨牙的每一个可以包括一个具有啮合点的凸出啮合表面，以用于啮合多点探针的底面。第一支撑平面可以与第一探针支撑磨牙的凸出啮合表面的切面和啮合点共面。同样，第二支撑平面可以与第二探针支撑磨牙的凸出啮合表面的切面和啮合点共面。这具有如下优点:没有锐边会啮合多点探针的底面，否则这可能因从底面蹭掉材料而释放粒子。另外，当多点探针被下颚啮合时，两个啮合区域会允许更自由地调节多点探针的位置。
[0034]根据本发明的第四方面的探针操作器头还可以包括一个具有前部的上颚。上颚包括为下颚和接触舌提供枢轴支撑的枢轴以及借助机械联动装置结合到下颚和接触舌上的转动致动器。枢轴、转动致动器、机械联动装置和下颚限定了介于下颚的前部和上颚的前部之间的可变间隔。该可变间隔通过转动致动器而变化，并且具有限定下颚的闭合位置的最小间隔。这能让操作器头可靠地夹住多点探针。另外，在转动致动器转一整圈之后，可变间隔可以周期性地恢复到相同的间隔。这样，改变致动器的旋转方向时引起的窜动可能被避免，产生更明确的最小间隔和更精确的夹持。在转动致动器恒速转动时，可变间隔的变化率在闭合位置处可以达到最小值，这会进一步增加夹持的精度，因为它能更好地判定最小间隔。
[0035]上颚的前部可以限定用于接收多点探针的腭部，腭部具有前啮合边、位于腭部的与前哨合边相对的侧上的端哨合边、以及位于腭部的相对侧上且介于前哨合边和端哨合边之间的第一和第二侧啮合边。前啮合边和端啮合边相互平行，且当下颚处于其闭合位置时，平行于第一和第二探针支撑磨牙之间的共同的支撑平面。第一和第二侧啮合边相互平行，且当下颚处于其闭合位置时，平行于第一和第二探针支撑磨牙之间的共同的支撑平面。这允许多点探针精确定位，多点探针具有夹持探针操作器的倾斜的前面、端面和侧面。根据本发明的第一方面的多点探针尤其适合被所推荐的上颚啮合。
[0036]上颚还可以包括第一探针支撑门牙和第二探针支撑门牙，每个的远端都有圆形支撑尖，用于啮合多点探针的倾斜的平的前面。第一探针支撑门牙的圆形支撑尖和第二探针支撑门牙的圆形支撑尖限定了前啮合边。这能让从上方看到的探针操作器头啮合多点探针的探针尖。当它啮合试样时，这又能目测检查探针尖并且监视探针尖。上颚还可能包括从上腭朝着第一和第二探针支撑磨牙之间的共同的支撑平面延伸的悬臂弹簧，以用于啮合多点探针的顶面。当多点探针被上颚啮合时，弹簧会将多点探针保持在适当的位置，从而允许在夹持探针操作器头时更精确地定位。这个特征与搁在根据本发明的第二方面的探针座的支撑柱的肩部上的多点探针结合起来尤其有利。
[0037]根据本发明的第五方面，所述目标、优点和特征由一个探针加载器实现，它包括水平支撑台和刚性连接到水平支撑台上的垂直支撑台、由水平支撑台支撑的水平加载器以及由垂直支撑台支撑的垂直加载器。水平加载器包括限定水平第一加载轴线的第一加载器臂和限定水平第二加载轴线的第二加载器臂。第一加载轴线和第二加载轴线共同限定了交叉角。水平加载器还包括第一线性致动器、第一运输车、第二线性致动器和第二运输车。第一加载器臂被刚性连接到水平支撑台上，并且为第一运输车提供滑动支撑，而第一线性致动器沿着第一加载轴线为第一运输车提供可变的位置。第二加载器臂被刚性连接到第一运输车上，并且为第二运输车提供滑动支撑，而第二线性致动器沿着第二加载轴线为第二运输车提供可变的位置。探针加载器还包括刚性连接到水平支撑台上且带有法兰的盖座，法兰限定了面向下的第一带法兰的接收滑架，以用于配合探针盒的盖的第一带法兰的滑架。第二运输车包括带有法兰的齿条座，法兰限定了面向上的第二带法兰的接收滑架，以用于配合探针盒的齿条的第二带法兰的滑架。推荐的探针加载器允许盒处于其开口状态，且允许齿条改变其水平位置，这允许自动而可靠地处理探针盒，而无须由操作员直接人工干预。另夕卜，水平支撑台能让由探针盒的齿条承载的多点探针被移动到合适的位置，以由垂直加载器啮合，而无须让垂直加载器沿水平方向移动。这样，可以达到垂直加载器的水平位置的高精度，从而还达到由垂直加载器啮合的多点探针的位置的高精度。
[0038]垂直加载器可以包括限定垂直加载轴线的垂直加载器臂、垂直线性致动器以及用于啮合由探针支架支撑的多点探针的探针夹持器，其中探针支架附接到由齿条座支撑的齿条上。垂直加载器臂可以刚性连接到垂直支撑台上，并且为探针夹持器提供滑动支撑，而垂直线性致动器沿着垂直加载轴线为探针夹持器提供可变的位置。这样，在它已经由垂直加载器的探针夹持器啮合之后，多点探针的垂直位置可以变化，这允许将多点探针加载到垂直加载器上，即使测试基片位于它下方。
[0039]探针加载器可以限定加载位置和夹持位置，在加载位置处，齿条座位于盖座处，且第二带法兰的接收滑架位于第一带法兰的接收滑架下方，且平行于第一带法兰的接收滑架，而在夹持位置处，齿条座位于探针夹持器处，且第二带法兰的接收滑架位于探针夹持器下方。这允许加载根据本发明的第三方面的处于其闭合状态的盒，在加载之后，通过沿平行于带法兰的接收滑架的方向移动齿条座，它可以转到其开口状态。另外，它还允许由盒的齿条承载的多点探针被探针夹持器啮合。探针夹持器可以包括根据本发明的第四方面的探针操作器头，它能相对于水平和垂直支撑台精确而可靠地自动定位根据本发明的第一方面的多点探针，这对于在由水平支撑台支撑的测试基片上实现高精度的空间测量是最重要的。
[0040]根据本发明的第六方面，所述目标、优点和特征由一种多点测量系统实现，它包括根据本发明的第一方面的多点探针和根据本发明的第三方面的探针操作器头，其中接触舌的多个接触指的至少一个在其远端被以可拆开的连接方式连接到多点探针的多个接触衬垫中的一个上。当接触衬垫连接到探针臂上时，可以发送输入信号，并且可以通过接触指接收输出信号。接触指可以连接到提供输入信号并分析输出信号的测量系统上。另外，多点探针的第一外部区域可以平行于第一支撑平面，并且由下颚的第一探针支撑磨牙啮合，而多点探针的第二外部区域平行于第二支撑平面，并且由下颚的第二探针支撑磨牙啮合。这会由操作器头提供可靠的反复夹持，这对于实现被反复更换的相同的多点探针的测量性能的高稳定性是必不可少的。另外或者备选，倾斜的平的前面平行于上颚的前啮合边，并且被它啮合，第一侧面平行于上颚的第一侧啮合边，并且被它啮合，第二侧面平行于上颚的第二侧啮合边，并且被它啮合，而端面平行于上颚的端啮合边，并且被它啮合。如上所述，这会使多点探测器相对于操作器头精确定位。
[0041]根据本发明的第七方面，所述目标、优点和特征由一种加载的多点探针座实现，它包括根据本发明的第一方面的多点探针和根据本发明的第二方面的探针座。多点探针的第一外部区域与支撑柱的第一肩部接触，且平行于第一肩部啮合边，而多点探针的第二外部区域与支撑柱的第二肩部接触，且平行于第二肩部啮合边。这具有如下优点:多点探针易从后面、下方和顶部接近，允许用可靠的握力同时啮合其上、下面从探针座上取下它。另外，多点探针的倾斜的平的前面可以平行于托架的那对支撑销中的一个的销啮合边，并且被它啮合，而多点探针的端面可以平行于托架的那对支撑销中的另一个的销啮合边，并且被它啮合。这样，探针座会为多点探针提供可靠保持，同时多点探针相对于支撑柱处于精确限定的位置。这又能精确地定位夹持在探针操作器头中的多点探针。
[0042]根据本发明的第八方面，所述目标、优点和特征由一种加载的多点探针盒实现，它包括根据本发明的第三方面的探针盒，其中探针盒的探针支架是根据本发明的第七方面的加载的多点探针座的探针盒。明显地，这会结合两方面的优点，尤其是由两者提供的安全性。非易失性数字存储器可以包含与由加载的多点探针存储系统的多点探针进行的测量啮合的次数对应的信息。由于磨损，多点探针只能被啮合有限次。它可以在翻新之后再次使用，因此具有关于储存在其物理位置的多点探针的信息是一个合乎逻辑的优点。除啮合次数以外的其他信息也可以包含在非易失性数字存储器内，例如标识号码和技术规范。技术规范可以是探针臂的数目和用于制造它的材料，以及在之前的翻新过程中进行的改变或者增加。
[0043]根据本发明的第九方面，所述目标、优点和特征由一种多点探针夹持系统实现，它包括根据本发明的第二方面的探针座和根据本发明的第四方面的探针操作器头。探针座和探针操作器头限定了一个相对于彼此的啮合位置，其中由接触舌的多个接触指限定的接触平面与由支撑柱的第一和第二肩部限定的支撑平面共面，而多个接触指从支撑柱的后面到顶部经单个开口穿过由支撑柱限定的中空部分。这允许支撑在支撑柱的肩部上的多点探针被接触舌啮合。另外，在啮合位置，托架的托架颈部可以通过啮合托架的托架头被上颚的前面保持在释放位置。这具有技术实现更简单的优点，因为为了啮合托架颈部不需要附加机构。
[0044]根据本发明的第十方面，所述目标、优点和特征由一种加载的探针加载器实现，它包括根据本发明的第五方面的探针加载器和根据本发明的第三方面的探针盒，其中盒的盖的第一带法兰的滑架与探针加载器的盖座的第一带法兰的接收滑架配合，而盒的齿条的第二带法兰的滑架与探针加载器的齿条座的第二带法兰的接收滑架配合。这允许探针盒从其闭合状态可靠地、受保护地过渡到其开口状态，因为在它被放入探针加载器之前，盒没有打开。另外，在探针加载器的加载位置，探针盒可以处于其闭合状态，而在探针加载器的夹持位置，探针盒可以处于其开口状态。
[0045]根据本发明的第十一方面，所述目标、优点和特征由一种将多点探针连接到探针操作器头上的方法实现，它包括如下步骤:提供根据本发明的第一方面的多点探针，提供根据本发明的第四方面的探针操作器头，并且将接触舌的多个接触指的至少一个在其远端以可拆开的连接方式连接到多点探针的多个接触衬垫中的一个上。这能将多点探针自动装载到操作器头中。将多点探针连接到探针操作器的方法还可以包括如下步骤:以第一外部区域和第一支撑平面之间平行的关系，用下颚的第一探针支撑磨牙啮合多点探针的第一外部区域，并且以第二外部区域和第二支撑平面之间平行的关系，用下颚的第二探针支撑磨牙啮合多点探针的第二外部区域。这能用操作器头可靠而精确地啮合住多点探针。另外，将多点探针连接到探针操作器头上的方法还可以包括如下步骤:以上颚的前啮合边和倾斜的平的前面之间平行的关系，用上颚的前啮合边啮合倾斜的平的前面；以上颚的第一侧啮合边和第一侧面之间平行的关系，用上颚的第一侧啮合边啮合第一侧面；以上颚的第二侧啮合边和第二侧面之间平行的关系，用上颚的第二侧啮合边啮合第二侧面，并且以上颚的端啮合边和端面之间平行的关系，用上颚的端啮合边啮合端面。这进一步提高了将多点探测器定位在操作器头的夹持中的精确度。
[0046]根据本发明的第十二方面，所述目标、优点和特征由一种为探针座加载多点探针的方法实现，它包括如下步骤:提供根据本发明第一方面的多点探针，提供根据本发明第二方面的探针座，以第一外部区域和第一肩部啮合边之间平行的关系，用支撑柱的第一肩部啮合多点探针的第一外部区域，并且以第二外部区域和第二肩部啮合边之间平行的关系，用支撑柱的第二肩部啮合多点探测器的第二外部区域。这能在用可靠的握力从上下两方啮合它时，从后面啮合多点探针。为探针座加载多点探针的方法还可以包括如下步骤:以托架的那对支撑销中一个的销啮合边和多点探针的倾斜的平的前面之间平行的关系，用托架的那对支撑销中一个的销啮合边啮合多点探针的倾斜的平的前面；并且以托架的那对支撑销中的另一个的销啮合边和多点探针的端面之间的平行关系，用托架的那对支撑销中的另一个的销啮合边啮合多点探针的端面。这允许探针尖被保持在合适的位置，并且被精确地定位在支撑柱上。
[0047]根据本发明的第十三方面，所述目标、优点和特征由一种为探针盒加载多点探针的方法实现，它包括如下步骤:提供根据本发明的第一方面的多点探针，提供根据本发明的第三方面的探针盒，并且为探针盒的探针支架加载的多点探针。这能可靠地操作和传送多点探针。为探针盒加载多点探针的方法还可以包括如下:将与用多点探针进行的测量啮合的次数对应的信息储存在非易失性数字存储器中。根据上述内容，这应该是显而易见的，这对于确定更换多点探针的时间是有利的。
[0048]根据本发明的第十四方面，所述目标、优点和特征由一种用探针操作器头啮合探针座的方法实现，它包括如下步骤:提供根据本发明第四方面的探针操作器头，提供根据本发明第二方面的探针座，并且将探针座和探针操作器头定位在相对于彼此的啮合位置，其中由接触舌的多个接触指限定的接触平面与由支撑柱的第一和第二肩部限定的支撑平面共面，并且多个接触指从支撑柱的后面到顶部经单个开口穿过由支撑柱的限定的中空部分。这能在用它测量之前，将多点探针自动装载在探针操作器头中。用探针操作器头啮合探针座的方法还可以包括如下步骤:通过用上颚的前面啮合托架头，将托架的托架颈部保持在释放位置。这能用操作器头从探针座上可靠而精确地取下多点探针。

【专利附图】

【附图说明】
[0049]本发明的不同方面的多个实施方式描述如下，其中:
[0050]图1是多点探针的仰视图，
[0051]图2是多点探针的俯视图，
[0052]图3是多点探针的后视图，
[0053]图4a展示了多点探针的底面的其他特征，
[0054]图4b展示了具有可选探针尖的多点探针，
[0055]图5是多点探针的剖视图，
[0056]图6a是从下看到的多点探针的探针尖的放大图，
[0057]图6b是从下看到的图4b的可选探针尖的放大图，
[0058]图7是多点探针的透视图，主要显示了其底面，
[0059]图8是支撑多点探针的探针座的前视图，
[0060]图9是图8的分解图，
[0061]图10是支撑多点探针的探针座的后视图，
[0062]图11是图10的分解图，
[0063]图12-13是探针座的托架的透视图，
[0064]图14-15是探针座的支撑柱的透视图，
[0065]图16是其支撑柱肩部上放有多点探针的支撑柱的透视图，
[0066]图17是图16的支撑柱和多点探针的剖视图，
[0067]图18是示出组装的探针座的透视图和分解图，
[0068]图19是探针座的透视图，显示了托架的挠曲，
[0069]图20是封闭的多点探针盒的侧视图，
[0070]图21是与图20中一样但部分开启的多点探针盒，
[0071]图22是和图20-21中的一样、但完全敞开的多点探针盒，
[0072]图23是盒齿条的俯视图，
[0073]图24是图23中展示的盒齿条的后视图，
[0074]图25是图23-24中展示的盒齿条的仰视图，
[0075]图26是图23-25中展示的盒齿条的侧视图，但两个探针座处于各自的凹槽中，
[0076]图27是图26中展示的盒齿条的透视图，
[0077]图28是图23-27中展示的盒齿条的透视图，但探针座处于所有的凹槽中，
[0078]图29是盒盖的侧视图，
[0079]图30是图29中展示的盒盖的顶面剖视图，
[0080]图31是图29-30中展示的盒盖的分解图，
[0081]图32是探针操作器头的透视图和局部分解图，
[0082]图33a用透视图阐明了探针操作器头如何与支撑柱上的多点探针啮合，
[0083]图33b展示了上颚前部的侧面剖视图，其中紧固臂处于其非啮合位置，
[0084]图33c展示了上颚前部的侧面剖视图，其中紧固臂处于其啮合位置，
[0085]图33d用侧视图阐明了紧固臂如何与接触舌啮合，
[0086]图33e与图33b_33c相比，从另一侧展示了上颚前部的侧视图，
[0087]图34是接触舌的透视图，
[0088]图35a是图34中展示的接触舌的接触尖端的透视图，
[0089]图35b是图34中展示的接触舌的接触尖端的前视图，
[0090]图36是探针操作器头的侧视图，其中示意性地勾勒了机械联动装置的轮廓，
[0091]图37展示了与图36中相同的示意性的机械联动装置，
[0092]图38展示了和图36中相同的示意性的机械联动装置，但驱动轴顺时针转动150度。
[0093]图39a是与由探针座支撑的多点探针啮合的探针操作器头的上颚前部和下颚前部的侧视图，
[0094]图39b_e用侧视图展示了上颚前部和下颚前部如何与支撑柱上的多点探针啮合，其中上颚前部用剖视图描绘，以表示探针紧固指的工作，
[0095]图39f是上颚前部的透视图，显示了腭部(palate)的详细，
[0096]图39g是图1-7中的多点探针的俯视图，显示了与上颚前部的接触点，
[0097]图40是与多点探针啮合的上颚前部的局部侧面剖视图，
[0098]图41是图40的分解图，
[0099]图42是与多点探针啮合的上颚前部的局部前面剖视图，
[0100]图43是图42的分解图，
[0101]图44是垂直加载器的前视图，
[0102]图45是图44的垂直加载器的侧视图，
[0103]图46是图44和45的垂直加载器的透视图，
[0104]图47是水平加载器的透视图，以及
[0105]图48是探针加载器的透视图。

【具体实施方式】
[0106]图1展示了从下方看到的多点探针10。多点探针10的底面12的前部具有探针尖26，而其后部具有制造支架16。制造支架16是生产多点探针10的人为构造，而不是必要的功能元件，这意味着在所有的实施方式中以及在所有的附图中它都可以忽略不计。导电的金属层已经沉积在多点探针的底面12上。
[0107]底面12的基本形状是矩形，且探针尖26和制造支架16之间的长度大于宽度。该实施方式中包括一个不必要的特征，即转角已经被切掉，给了它们一个反向的外形。自然，在给出的所有实施方式中，这个特征可以忽略不计。与倒置的后角20相比，反向的前角17具有较大的切口。另外，反向前角的形状是相同的，反向后角也是如此。
[0108]多点探针10绕纵向对称轴46呈映像对称。接触衬垫24以及衬垫24和探针尖26之间的导管47由底面12的金属表面上镂刻的切口 23限定。镂刻的切口 23优选通过蚀刻获得。每块接触衬垫24具有内侧44和外侧45，其中内侧44是两者中更接近纵向对称轴46的那一侧。每块接触衬垫24具有通向探针尖26的单个导管47。一些接触衬垫24具有与其相关并且连接在其内侧44的导管47，而其他接触衬垫24具有与其相关并且连接在其外侧45的导管47。接触衬垫24被分成两排，位于纵向对称轴46的两相对侧。另外，接触衬垫24被设置为尽可能地靠近纵向对称轴46，这意味着两排衬垫之间的间隔或者内部区域仅仅由镂刻切口 23的宽度以及连接在内侧44的导管47的宽度限定。在多点探针10的每一边和接触衬垫24之间有一个在处理多点探针10时适合于被啮合的外部区域25。
[0109]图2展示了图1的多点探针10，但是是从下面看。顶面11的基本形状也是矩形，且顶面11平行于底面12。前面13、侧面14和端面15全部是平的和倾斜的，因此它们分别有助于降低顶面11的面积，因此该面积小于底面12的面积。前面13如所述的那样是倾斜的意味着探针尖26将最大延伸限定至多点探针10的前部。制造支架16也通过前面、侧面和端面被斜切时的相同过程被斜切。
[0110]每个翻转的前角17限定两个倾斜面，即第一倾斜面18和第二倾斜面19。倒置的后角20也是如此，即每个后角限定第一倾斜面21和第二倾斜面22。所有的倾斜面与平的底面12 —起适合于限定多点探针的精确方向，根据后面的实施例和下面的实施方式，这一点是显而易见的。
[0111]图3展不了图1和2的多点探针10,但是是从后面看。它明显显不了顶面11和底面12是平行的，并且前者的面积小于后者的面积。从该透视图来看，制造支架16由于其侧面也被斜削，因此呈三角形。
[0112]图4a展示了与图1到3中相同的多点探针10，仍然是从下面来看。底面12具有阴影区域，表示氧化层顶上的低聚多晶娃层(lower Poly-silicon layer)。氧化层的形状不必与图4a中描绘的相同，优选地，只要指示的总覆盖率相同。但是，重要的是在处理多点探针时要考虑更粗糙的氧化层28的表面性质。
[0113]图5是多点探针10的剖视图，显示了顶面11、底面12和倾斜的侧面14，其中后两者限定了它们之间的侧边29和尖的内侧角21。
[0114]图6a展示了图1到4的多点探针10的目前优选的探针尖26的放大图。在本实施例中，探针臂3Γ-42"被分成相互之间映像对称的两组。这里呈现的探针臂3Γ-42"的位置和数目仅仅是个例子，在其他实施方式中可以有所不同。每个探针臂3Γ-42"是信号轨迹31’-42’的延伸，信号轨迹是导管47从单个接触衬垫31-42的延伸。在这里，相连的探针臂31〃-42〃、信号轨迹31’-42’和接触衬垫31-42用相同的参考数字但不同数目的上标表示。沉积在底面12上的金属也沉积在信号轨迹31’-42’和探针臂3Γ-42"上，其中信号轨迹31’ -42’被与分离导管47和接触衬垫31-42相同的镂刻切口 23分开。探针臂31〃_42〃从多点探针的前边43自由延伸，并且它们的末端的目的在于在多点测量中接触测试基片，例如在薄膜和半导体工业中。
[0115]图7是也展示在图1至4中的多点探针10的透视图，其中使用前图已经用过的相同的附图标记。
[0116]图6b展示了多点探针10的可选探针尖26的放大图。多点探针10的相应的底面12如图4a所示，它与前图1到4中的底面12的不同在于导管47形成不同的路径的轨迹。每个信号轨迹31’-42’是导管47从单个接触衬垫31-42的延伸。如前所述，相连的信号轨迹3Γ-42’和接触衬垫31-42用相同的参考数字但不同数目的上标表示。多点探针10具有四个探针臂35〃-38〃，这四个探针臂从前边43平行于底面12延伸，并且连接到各自的信号轨迹35’-38’。另外，多点探针10具有悬臂应变仪351，悬臂应变仪从前边43自由延伸，并且平行于探针臂35〃-38〃任一侧上的底面12。
[0117]沉积在底面12上的金属也沉积在信号轨迹31’ -42’、悬臂应变仪351和探针臂31〃-42〃上。信号轨迹31’ -42’被与分离导管47和接触衬垫31-42相同的镂刻切口 23分开。沉积金属层的厚度基本上不变，这意味着信号轨迹31’ -42’、悬臂应变仪351和探针臂3Γ-42"的电阻由它们相关的宽度和长度限定。
[0118]每个悬臂应变仪351具有位于悬臂近端的第一肢353和第二肢354。每个悬臂应变仪的第一肢353和第二肢354都与前边43交叉，并且分别使两个信号轨迹相互连接，即信号轨迹31’和34’以及39’和42’。当悬臂应变仪351被向上弯曲啮合时，第一肢353和第二肢354上的沉积金属会伸展，尤其是在前边43处，这导致电缆管变形，即电流通过悬臂应变仪351的电阻增加。
[0119]为每个悬臂应变仪351提供了基准电阻器352，其分别使信号轨迹31’和32相互连接以及使41’和42’相互连接。基准电阻器353具有与对应悬臂应变仪351相同的形状和尺寸，因此当后者未被占用时，它们具有基本上相同的电阻。另外，信号轨迹32’和33’、33’和34’、39’和40’、以及40’和41，也相互连接。显然，信号轨迹31’到34’以及39’至IJ 42’在多点探针的底面12上限定了电路。
[0120]在这个特定的实施方式中，悬臂应变仪351和基准电阻器352通过接触衬垫31-34和39-42与惠斯通电桥中的其他两个基准电阻器联接。悬臂应变仪351的功能另在PCT申请 TO2008/110174 中描述。
[0121]图8是支撑多点探针10的探针座152的前视图。多点探针10被支撑柱50从下方支撑，并且被两个从上方与它啮合的托架51保持在适当的位置。图9是图8的分解图，显示了探针座152的补充细节。支撑柱50具有两个肩部60，多点探针10的底面12的支撑面搁在两肩部60上。肩部60—起限定在描述的朝向中水平的支撑面。肩部60位于柱50的两相对侧。另外，舌61从柱50的前面向外延伸。另外，柱50包括顶部58和支撑顶部58的底部59。
[0122]两托架51具有相同的形状，并且位于支撑柱50的两相对侧上。托架51具有附接到其基座53的上端的颈部54。另外，颈部54的上端具有托架头52。颈部54具有如下结构，即它可以沿朝向或者背离支撑柱50的方向向外弯曲。如果不特别提及，当描述探针座152时，每个托架51的颈部54都处于或者靠近其静止位置或者平衡位置。
[0123]托架头52具有指向支撑柱50的倾斜端面55。倾斜端面55限定了如下平面，当颈部54处于其静止位置时，该平面与垂直轴成锐角。因此，只需将目标直接向下压到颈部54上，颈部就会从支撑柱50向外弯曲。
[0124]在倾斜端面55的下方,两个托架夹(bracket nip) 57从托架头52朝着支撑柱50的方向水平延伸。托架夹57位于托架头52的两相对侧，但相对于托架基座53在相同的垂直位置上。因此，在图8和9的前视图中，只能看到其中一个托架夹57。每个托架夹57限定了如下啮合边，当颈部54处于其静止位置时，该啮合边基本上是水平的。托架夹57的啮合边位于面对同一个头上的另一个托架夹57的侧面的下端。在图8和9的所绘方向中，每个托架夹57的啮合边限定出一条平行于纸面的水平线。这样，托架夹57在每个托架头52上的啮合边限定出垂直于纸面的水平面。当支撑柱50和两个托架51被放在一起形成如图8所示的探针支架152时，由两个托架51的托架夹57限定的水平面共面，且平行于由柱肩部60限定的水平面。托架夹57和柱肩部60的垂直位置是这样的，即当多点探针10搁在肩部上时，托架夹57会通过它们限定的啮合边啮合其倾斜的前面13和端面，从而将多点探针10锁在可靠的位置。另外，啮合会也使多点探针10本身调整方向，以便其倾斜的前面13和端面平行于托架夹57的啮合边。在图8中，显示了托架夹57如何啮合多点探针10的倾斜前面13。
[0125]图10和11展示了与图8和9 一样的探针座152，但是是从后面看。上述的大多数特征用相同的附图标记表示。许多其他特征从该透视图中可以看到。在图10中，显示了托架夹57如何啮合多点探针10的倾斜端面15。
[0126]柱舌61的平的上侧面上有一个凹穴63，它限定了一个基准或者标记。借助这个特征，通过移动其位置，直到该基准处于显微镜的焦点上，可以确定光学显微镜相对于探针座152的垂直位置。该基准可以设置如下特征，例如凸起或者切口，这些可用于自动调焦。
[0127]柱体58限定了一个中空部分64，在柱体58的后面和顶面，该中空部分是敞开的。这允许放在柱肩部60上的多点探针10从后面被夹持，并从支撑柱50上取下，例如借助一对针鼻形夹甜。
[0128]图12和13展示了和图8到11中的一样的托架51，但是是在两幅不同的透视图中。一些上述的特征用相同的附图标记表示。另外，许多新的特征也被标出。
[0129]首先，颈部54上限定了一个孔65，其形状是这样的，即当朝向托架头52时，其水平宽度增加。这样，当朝向托架头52时，托架颈部54的挠性会也增加。指向倾斜端面55的水平力分量会导致托架头52后移并同时使托架头52倾斜，以便夹57上移。由于这里描绘的孔54有特殊的形状，因此和后移相比，托架头52的倾斜会增加。
[0130]其次，托架51的基座53中限定了两个孔66。每个孔66都呈长条形，并且限定了水平定向的纵向。很明显，托架51沿着垂直轴映像对称，这在图12和13，尤其是在后者中特别明显。
[0131]图14到16展示了和图8到11中的一样的支撑柱50，但是是在三幅不同的透视图中。另外，在图14中，多点探针10被搁在支撑柱50的肩部60上。一些上述的特征用相同的附图标记表示。另外，许多新的特征也被标出。
[0132]首先，中空部分64如何用柱体58的侧面68和前面69限定特别明显。其次，支撑柱50的基座59任一侧上有两个法兰67。这些法兰67的形状和位置要使得它们能紧密地装配到托架基座53的孔66中。这样，托架51可以被紧固到支撑柱50的任一侧，从而限定出如图8和10所示的单个单元或者探针座152。
[0133]图17是图8到11以及14到16的支撑柱50的剖视图，保留以前的附图标记。多点探针10被支撑柱50支撑，支撑柱50定位在预定的支撑方向上，因此由多点探针10的底面12限定的平面相对于水平面限定出啮合角70。优选，该角的范围为25-35度。
[0134]图18展示了一对托架51如何被一起组装在支撑柱50的周围，以限定一个完整的探针座，然后探针座被安放在凹槽142中，并由该凹槽紧固。图19展示了前图18的被紧固的探针座152，并且展示了作用在倾斜端面55上的力71如何使托架头52外移并且同时使托架头52倾斜，以便夹57如同前面针对图12和13所述的那样上移。
[0135]图20是处于闭合状态的探针盒100的侧视图。图21展示了和图20中的一样的探针盒100，但处于部分开启状态，显示盖100沿齿条140的长度被拖开。图21显示了与前面两图中的一样的探针盒，但处于盖110与齿条完全分开的开口状态。
[0136]图23展示了从上方看到的图21和22的盒齿条140。齿条140呈长方形，该长方形由具有前部143和端部154的齿杆148限定。被接纳到盒盖的插销孔内的插销141位于齿杆148的前部143，并且向后指向齿杆148的端部154。用于接纳探针座的多个凹槽142沿着齿杆148的长度排成一排。具有向上延伸的弹性销145的锁臂144从齿杆148的端部延伸。锁臂144具有允许锁轴通过的切口，锁轴的功能后面再谈。
[0137]图24展示了从后面看到的图23的盒齿条140。用与图23中的相同的附图标记来表示前面提到的特征。另外，图24显示了齿杆任一侧上的沟槽150，从而确定面向下的带法兰的滑架。沟槽150沿齿杆的两侧延伸，从而齿杆的轮廓确定面向下的带法兰的滑架151。另外，图24显示了位于齿杆末端的面向后的插销孔149，用于接纳盒盖110的插销。
[0138]图25展示了从下方看到的图23和24的盒齿条140，还显示了带法兰的支架151上的凹槽，带法兰的支架带有与齿杆148的沟槽150成直角的插杆147。插杆147提供紧紧的握持或者夹持，以使盒齿条140相对于盒盖110滑动。图26展示了和图23到25中的一样的盒齿条140，但是是从侧面来看，并且两个探针座152被放进如图23所示的各自的接收凹槽142。沟槽150沿齿杆148的整个长度延伸，从而提供带法兰的滑架，滑架可以啮合在盒齿条140的大部分长度上。
[0139]图27是图26的盒齿条140的透视图。用与图23到27中的相同的附图标记表示先前提及的特征。图28展示了与图27中的相同的盒齿条，但探针座152被全部放进其凹槽142中。
[0140]图29展示了从侧面看到的图21和22的盒盖110。盒盖110具有在其前部131和其底面133处开口但在其端部132和在其顶面134处封闭的壳体114。这允许处于闭合状态的盒100沿朝其前部131并平行于齿条140的上述带法兰的滑架151的方向滑动打开。壳体114的封闭端132被把手密封，借助该把手，盒盖110，或者就此而论处于闭合状态的整个盒，可以沿盒盖110的纵向被推或者被拉。盒盖处于把手129的基座和设有印刷电路板127的壳体114的顶面134处，印刷电路板具有面向盖110的前部131的衬垫连接器128。印刷电路板127的功能在下面联系图31来解释。另外，盒盖也带有插销121，插销被接纳在盒齿条的插销孔中，位于壳体114的底面133处，指向壳体114的前部131。
[0141]图30是沿着图29的盒盖110的切口 135的顶面剖视图。用与图29中的相同的附图标记来表示前面提到的特征。图30还显示了弹性加载的锁钩130，锁钩130由绕轴119限定的枢轴支架保持在适当位置，轴119相对于限定在壳体114的前部和端部之间的纵向垂直定向。锁钩130可以与结合图23到24以及26到28所述的齿条140的弹性销154啮合。通道123允许锁轴进入壳体114，以从弹性销154上断开并提升锁钩130。
[0142]图31是图29中的盒盖110的分解图，显示了有关锁钩130的工作细节，锁钩连接以由单螺纹限定的双叠板簧120中的支撑轴119为中心的线圈弹簧。螺纹的端点被各自的凹槽保持在合适的位置，从而确定锁钩130相对于盖100的其余部分的平衡位置。
[0143]图31还显示了非易失性数字存储器124，这里的形式为优盘，被插头125耦合到插座126上，而插座126被刚性附接到印刷电路板127上。印刷电路板127又被刚性地附接到盒壳114上。印刷电路板127装备有面向壳体114的前部131的衬垫连接器128。衬垫连接器128耦合到插座126。这样，通过将插头125和插座126耦合在一起，非易失性数字存储器124可以通过衬垫连接器128来存取。非易失性数字存储器可以包含，例如，有关储存在盒中的每根探针已经作用在测试表面上的次数的信息。
[0144]另外，图31显示了壳体114的顶面和任一侧上的沟槽110。沟槽110沿壳体114的两侧延伸，因此壳体114顶面的轮廓确定了面向上的带法兰的滑架112。
[0145]整个探针操作器头160的透视图及其局部分解透视图描绘在图32中。操作器头160包括上颚161、下颚162和接触舌163。上颚161装备有枢轴169和电动机或者具有驱动轴166的转动致动器165。上颚161还带有以球轴承167为中心的气缸173，其中气缸173被刚性连接到驱动轴166上相对于轴承中心172偏移的点处。这样，当转动驱动轴166时，球轴承167会上下移动。下颚162借助两个单独的连接机构连接到上颚161上:借助于其球轴承167和机械联动装置168，以及借助于通过下颚162的枢轴孔174的枢轴169。这时，当驱动轴沿一个方向转动时，下颚162的前部177会反复地往返于上颚161的前部176。
[0146]接触舌163被放在下颚162的枢轴孔174之间，并且也带有它自己的枢轴孔175，枢轴169也穿过该枢轴孔转动。接触舌163借助于机械联动装置168和枢轴169连接到上颚161。这样，当转动驱动轴166时，接触舌163的前部178会反复地往返于上颚161的前部176。机械联动装置168的工作下面会进一步论述。接触舌163也带有连接到带状电缆170上的绝缘替代连接器171，测试信号可以通过带状电缆被发送到接触舌163。
[0147]探针操作器头160也带有紧固臂218，其功能下面再论述。紧固臂218被刚性连接到紧固臂轭(securing arm yoke) 230,紧固臂轭又被可枢转地连接到枢轴169。这样,紧固臂218可以绕枢轴169进行明确的旋转运动。紧固臂218借助其自重并借助紧固臂轭230的重量确定向下的紧固力。紧固臂弹簧231限定了上颚161和紧固臂轭230之间的负载，它有助于增加向下的紧固力。另外，位于上颚前部176处的悬臂片簧形式的定位弹簧219也显示在图32中。定位弹簧219的功能描述如下。
[0148]上颚前部176、下颚前部177和接触舌前部178的透视图被描绘在图33a中，展示了当与多点探针10啮合时，它们相对于彼此的位置。为了清晰起见，各前部已经移动分开了，但是当组装时，它们夹持多点探针10。上颚前部176具有一对探针支撑门牙13’，它们与多点探针的倾斜的前面13啮合，同时下颚前部177也具有一对探针支撑磨牙215，而接触舌163的接触尖端178具有多个接触指210，它们与多点探针的底面啮合。另外，多点探针10在结合图8到11以及14到19描述的支撑柱50的顶面上处于静止位置。图8和图10中的整个探针座没有被描述成用于支撑多点探针10，否则，多点探针需借助托架51来掩盖。上颚前部176装备有多个球183，优选蓝宝石，当下颚前部176被降低到多点探针10上时，这些球会与托架头52的倾斜端面55啮合，从而使托架头52如结合图12、13和19所述的那样分开。蓝宝石球的球形硬表面具有如下优点:它们不会擦伤倾斜端面55的表面，否则该表面会是游离颗粒或者灰尘的来源。
[0149]上颚前部176具有贯穿上颚脊227的舌紧固孔221和探针紧固孔220。另外，上颚176的定位弹簧219和接触舌178的舌脊229在图32中也可看到。所有这些特征的功能下面会讨论。
[0150]每个探针支撑磨牙215包括具有啮合点217的凸出啮合表面216，啮合点连接到多点探针10的底面。每个探针支撑磨牙215借助于啮合点217的切面和凸出啮合表面216确定了一个支撑平面。两个支撑平面相互共面，并且它们之间有一个共用的支撑平面。接触舌163可以绕枢轴169旋转，以便接触舌163的接触尖端178的多个接触指210与这个共用的支撑平面交叉，因此在探针支撑磨牙215与多点探针10的底面接触之后，多个接触指210也可以与多点探针10的底面接触。
[0151]图33b展示了上颚前部176的侧面剖视图，其中紧固臂218处于其非啮合位置。在这个位置，紧固臂218借助其面向下的凸出的放置表面放置在上颚脊227上。紧固臂218具有探针紧固指222，探针紧固指穿过探针紧固孔220并结束于圆形的探针紧固指尖224。紧固臂218还具有舌状紧固指(tongue securing finger) 223,舌状紧固指穿过舌紧固孔221并结束于圆形的舌状紧固指尖225。图33c展示了上颚前部176的侧面剖视图，其中紧固臂218处于其啮合位置，在该位置，它已经执行过图32中的以枢轴169为中心的旋转。该旋转可以由作用于探针紧固指尖224上的力引起，该力大于紧固臂218的重力、紧固臂轭230的重力以及就图32所述的紧固臂弹簧231的弹力的综合载荷。在该啮合位置，凸出的放置表面228不再放置在上颚脊227上，同时探针紧固指222和舌状紧固指223已经分别缩回到探针紧固孔220和舌紧固孔221里。由于探针紧固指222缩回，因此定位弹簧219的尖端226可以看见。由于有探针紧固指222的圆形尖端224和舌状紧固指225的圆形尖端225，因此当它们啮合时，没有锐边会刮去材料。
[0152]图33d展示了图33a到33c的紧固臂218如何通过其舌状紧固指223的圆形尖端225与接触尖端178的舌脊225啮合，从而防止多个接触指210接触探针紧固指222的圆形尖端224。如果多个接触指210要接触探针紧固指222的尖端224，这可能导致它们弯曲和改变朝向，接下来这又可能导致在接触多点探针时功能下降。
[0153]图33e是上颚前部176的侧视图，但是是从图33b到33c的方向的反方向来看，明显地展示了定位弹簧219的下部和尖端226。定位弹簧219是悬臂片簧，用于通过其尖端226精确地定位多点探针，这会结合图39f和39g另行论述。
[0154]图34展示了接触舌163的放大透视图。用和前面的图32和33a中的一样的附图标记来表示相同的特征。多个接触指210中的每个接触指借助于印刷电路板181上的多个信号轨迹179中的单个信号轨迹连接到绝缘替代连接器171上。多个信号轨迹中有一半位于印刷电路板181的和绝缘替代连接器171相同的侧，而另一半位于印刷电路板181的另一侧，它们穿过导电通孔180到达这里。印刷电路板的任一侧都带有提高接触舌片163结构刚度的支撑板。
[0155]图35a展示了接触尖端178的透视图，显示了夹在两支撑板182之间的印刷电路板181。多个接触指210在这里被分解成单个的导电接触指31" ' -42"'，它们从接触尖端178开始彼此平行地自由延伸。图1到7的多点探针10与接触舌兼容是因为所有的接触衬垫31-42都通过接触指31" ' -42"'相连。接触指31" ' -42"'被标记，以使得接触指具有和多点探针10的与之连接的接触衬垫31-42相同的数字，另外看图4a和相关的正文。因为多点探针的接触衬垫31-42被排成两排，所以接触指也相应地排成两列，以便每列的接触指都处于共同的平面上。
[0156]图35b展示了接触尖端178的前视图，显示了夹在两支撑板182之间的印刷电路板181。多个接触指210在这里被分解成单独的导电接触指31"，-42"，，它们具有菱形的横截面。接触指31" ' -42"'被定向在它们的纵向的周围，以便较上和最外的边是最高的。这意味着菱形的横截面在接触指的尖端处限定与多点探针的接触衬垫啮合的接触角362。借助该结构，接触指绕其纵向缠绕，以便接触角362外移。同时，接触指会向内弯曲。该弯曲会在某种程度上受到第一列31"，-36"，和第二列37"，-42"，接触指之间的电绝缘支撑壁361的限制。电绝缘支撑壁361不沿着多个接触指31" ' -36"'的全长延伸，而是终止，以便从电绝缘支撑壁361自由延伸大致相同的距离。
[0157]图36是图32的整个操作器头的侧视图，用画出示意性的机械联动装置的轮廓表示在使用操作器头时上颚、下颚和接触舌的相对位置。当转动驱动轴166时，轴承中心172环绕它形成一个圆的轨迹，这会使球轴承167的外圈196沿垂直方向移动。外圈196通过外圈联接部件199连接到冲击臂198，这允许外圈196相对于冲击臂198进行有限的滑动。负载的上片簧211用于将外圈196的动作传递到冲击臂198。另外，当它弯曲时，上片簧还允许外圈196相对于冲击臂198移动。冲击臂198通过下颚联接部件200连接到下颚，这允许冲击臂198相对于下颚162进行有限制的滑动。负载的下片簧212用于将冲击臂的动作传递到下颚162。另外，当它弯曲时，下片簧还允许冲击臂198相对于下颚162移动。冲击臂还被接触舌联接部件201连接到接触舌上，这基本上意味着是刚性连接。
[0158]如前所述，下颚162绕枢轴169枢转，由此，上颚前部176和下颚前部177之间的间隔可以通过转动驱动轴166而改变。当该间隔处于其最小值和开启位置之间且当该间隔大于其最小值时，上颚前部176和下颚前部177限定一个封闭的或者完全咬紧的位置。该闭合位置如图36所示。当从开启位置到达闭合位置时，下片簧211允许冲击臂198继续向下运动，借助接触舌联接部件201，这会继续使接触舌绕枢轴169转动。这样，在接触舌163的接触指31" , -42",啮合多点探针10的下表面上的接触衬垫31-42之前，多点探针首先会被上颚前部176和下颚前部177啮合。
[0159]图37展示了在图36中描绘的示意性的机械联动装置，当转动驱动轴166时，轴承中心172的轨迹形成一个圆206，其中驱动轴166从轴承中心172的位移限定了曲轴195。连杆197由轴承中心172和外圈联接部件199的相对位置限定，实际上代表了机械联动装置中的外圈196和球轴承167。冲击轴207被外圈联接部件199和下颚联接部件200的相对位置限定，实际上代表了冲击臂198。下颚轴202被下颚联接部件200和枢轴169的相对位置限定，实际上代表了下颚162。下颚联接部件200的轨迹形成一个以枢轴169为中心的圆208。下颚轴202沿代表了下颚前部177的下支撑平面204延伸。上颚轴203被枢轴169和驱动轴166的相对位置限定，实际上代表了上颚161。上颚轴203沿代表了上颚前部176的上支撑平面205延伸。另外，冲击轴207被刚性连接到冲击臂214上，冲击臂又连接到枢轴169上。接触舌联接部件201位于沿着冲击臂214的一点上，因此它实际代表了冲击臂198和接触舌163的连接和工作。
[0160]图37的示意性的机械联动装置表示操作器头160，其中，其上颚前部176和下颚前部177处于闭合位置，即它们之间具有最小间隔。图38是和图37中的一样的示意性的机械联动装置，但表示其上颚前部176和下颚前部177处于开启位置的操作器头160，在该实施例中，这已经通过驱动轴166顺时针方向转动150度而实现。在图37中，冲击臂214和下颚轴202之间的角小于图38中对应的角，表示下片簧在闭合位置的弯曲，这使得在接近闭合位置时，接触舌的接触尖端与下颚前部相比，绕枢轴169旋转地更多。冲击轴207的长度，即外圈联接199和下颚联接200之间的距离，在图37中的比在图38中的短，代表下片簧212和上片簧211在闭合位置的组合弯曲。这意味着保持在下支撑平面204和上支撑平面205之间的合适位置的多点探针上的负载由片簧上的负载限定。另外，这还意味着该闭合位置被保持在片簧的最大载荷点的周围，而且当它分别啮合或断开时，多点探针上的负载会平稳地增加或减少，这会大大提高探针操作器头160夹持的精度和重复性。
[0161]另外，通过使驱动轴166转动一整圈，下支撑平面204和上支撑平面205会周期性地恢复到它们最初的相对位置。由于驱动轴166是电动机中心轴的加长部分，因此该转动致动器也会在它的旋转循环中回到相同的位置。由于旋转循环被分成若干步骤，因此一个特定的步骤然后可以限定为用于左片簧上的最大载荷，或者用于当操作器头被认为夹持多点探针时，这也会提高探针操作器头160夹持的精确度和重复性。
[0162]图39a是图32的探针操作器头160的上颚前部176和下颚前部177的侧视图，它们啮合由支撑柱50支撑并由先前结合图8到19描述的托架头52啮合的多点探针10。上颚前部176具有位于其两侧中任一侧上的球183，优选蓝宝石，当它下降到夹持多点探针10时，这些球会与托架头52的倾斜端面55啮合。这会使托架头52如结合图12、13和19所述的那样背离支撑柱50弯曲。
[0163]为了接收多点探针10的顶面，下颚前部176限定了具有端啮合边15〃的腭部209，端啮合边15〃限定了多点探针10运动的后部边界。下颚前部177还带有两个位于腭部209的前部的探针支撑门牙13’。但是，只有一个探针支撑门牙13’可以从图39的透视图中看至IJ。每个探针支撑门牙13’具有一个圆形支撑尖，各探针支撑门牙13’借助该支撑尖一起限定前啮合边，以用于啮合倾斜的前面13并限制多点探针10的运动自由度。
[0164]在图39a中，清楚地展示了托架头52的其中一个支撑销57在面向另一个支撑销的一侧的下端如何具有啮合边，其中所述啮合边啮合多点探针10的倾斜的前面13。
[0165]图39b到39e是与支撑柱50上的多点探针10啮合的上颚前部176和下颚前部177的侧视图，其中上颚前部176在剖视图中描述为表示探针紧固指222的工作。图39b到39e的顺序对应于进行不同啮合步骤的顺序。在图39b中，探针紧固指222的圆形尖端224接触多点探针10的顶面11，从而将它紧固到柱50上，同时托架头背离支撑柱50弯曲，并且如结合图12、13、19和39所述那样释放多点探针10。在图39c中，上颚前部176已经降低到多点探针10的顶面上，以将它限制在其腭部209和支撑柱50的肩部60之间。多点探针10仍被探针紧固指222的尖端224靠着柱50保持在适当的位置。腭部209没有与多点探针直接接触，这可能因相关操作器头的重量比较大而会损坏它。
[0166]在图39d中，下颚前部177已经朝着上颚前部176被提起，以啮合多点探针10的底面12，从而从支撑柱50的肩部60提起它，并将它压到腭部209上。现在多点探针完全被由上颚前部176和下颚前部177限定的夹持支撑。在图39e中，多点探针10已经仅仅通过移动相关的操作器头而从支撑柱50上移开。下颚可以配备振动器，例如其驱动轴上有不对称质量的电动机或者压电致动器。当启动时，小振动会使下颚短时间内打开，这允许多点探针10本身复位。
[0167]图39f是上颚前部176的透视图，展示了腭部209细节，而图39g是结合图1到7描述的多点探针10的俯视图，展示了它与腭部209的接触面积。腭部209上有四个面向下的长方形顶面啮合脊11"，它们在四个位置和形状相对的顶面啮合区域11",处啮合多点探针10的顶面11。腭部209的前部处的两个探针支撑门牙13’具有圆形支撑尖13"，它在两个位置和形状相对的前部啮合区域13"，处啮合多点探针10的前面13。前部啮合区域13"，是分开的，以便探针支撑门牙13’不会接触探针尖26。
[0168]腭部209在它的后部限定了端啮合边15"，它在位置和形状相对的端啮合区域15"'处啮合多点探针10的端面15。同样，腭部209在它的任一侧上限定了两个共线的侧啮合边14"，它们在四个位置和形状相对的侧啮合区域14"，处啮合多点探针10的侧面14。所有的啮合边都是圆形的，以减少灰尘的产生。另外，所有的啮合区域都在多点探针10的表面上，而不是在任何边上，边可以是尖锐的和容易碎裂的，它也可以是尘粒的来源。
[0169]另外，图39f展示了定位弹簧219和它的圆形尖端226，该圆形尖端在位置和形状相对的弹簧啮合区域226"'处啮合多点探针10。这样，定位弹簧219将多点探针压在腭部209的相对侧上的侧啮合区域14"，上，可以实现非常精确和重复的位置。为了正常啮合，只有离定位弹簧219最远的圆形支撑尖13"会啮合多点探针。图39f也展示了结合图33b到33e所述的探针紧固孔220。
[0170]图40是图32的上颚前部176的局部侧面剖视图，它啮合并限制多点探针10。图41是图40的分解图，其中用相同的附图标记表示相同的特征。多点探针10的前面13可以被由探针支撑门牙13’的圆形支撑尖13"限定的前啮合边啮合，而端面15可以被由腭部209限定的端啮合边15〃啮合。在这里，前面和端啮合边15〃相互平行。
[0171]图42是图32的上颚前部176的局部侧面剖视图，它啮合多点探针10。结合图39f和39g论述的定位弹簧已经将多点探针10推到其中一个侧啮合边14〃上。在上颚前部176的任一侧上是一个支撑凹槽，用于接收结合图33a和39论述的球，优选为蓝宝石。图43是图42的分解图，其中用相同的附图标记表示相同的特征。在腭部209的任一侧上，用于啮合多点探针10的侧面14〃的侧啮合边14是明显可见的。侧啮合边14〃彼此平行，并且垂直于前部和端哨合边15"。
[0172]在图41中，上支架长度187被称为前啮合边和端啮合边15〃之间的距离。多点探针限定了上表面长度189，它短于上支架长度187。同样，在图43中，上支架宽度190被称为侧啮合边14〃之间的距离。多点探针限定了上表面宽度192，它窄于上支架宽度190。这样，多点探针10可以被接收在腭部209中，并且被保持在顶面啮合脊11〃上。
[0173]另外，多点探针10限定了探针高度234，它大于限定在圆形支撑尖13"和顶面啮合脊11〃之间的前面支架高度232，并且与腭部209垂直。探针高度234也大于限定在端啮合边15〃和顶面啮合脊11〃之间的后面支架高度235，并且与腭部209垂直。同样，探针高度234大于限定在其中一条侧啮合边14" /和顶面啮合脊11〃之间的侧面支架高度233，并且与腭部209垂直。这样，没有来自多点探针10的倾斜面的尖锐的和易碎的边可能接触下颚前部。
[0174]图44、45和46是垂直加载器254的一部分的前视图、侧视图和透视图。结合图32到43描述的操作器头160位于垂直加载器的下端。垂直加载器装备有高精度的线性致动器，它可以移动操作器头160相对于锚板273的垂直位置。在图44到46中，高精度的线性致动器藏在保护盖274后。
[0175]垂直的光学显微镜267被附接到垂直加载器254上，用于垂直观察测试基片的平面。垂直的光学显微镜267具有可变的垂直位置，因此它可以缩回，以允许在为它加载多点探针时，接近操作器头160。通过将垂直的光学显微镜267聚焦于测试基片的表面上，可以获得操作器头160和测试基片之间的精确垂直距离，为了使用微观的多点探针而又没有损坏测试基片或者探针尖的风险，这是最重要的。
[0176]柱-舌光学显微镜(column-tongue microscope) 266也被连接到垂直加载器254上，如同结合图10以及13到17所述，用于观察由支撑柱50的向外延伸的舌61上的凹穴63限定的基准。通过将柱-舌光学显微镜266聚焦在该基准上，操作器头160和支撑柱50之间的相对位置可以很容易地确定到高精度，这能够用操作器头160精确握持多点探针。柱-舌光学显微镜266也可以聚焦于由操作器头160夹持的多点探针的探针尖上，从而当它与测试基片无论是啮合还是脱离时，都允许用肉眼观察或者检查探针尖。在图44到46中，圆锥268的尖端表不与之相连的光学显微镜的焦点。
[0177]图47是水平加载器253的透视图，它包括限定水平的第一加载轴线的第一加载器臂255和限定水平的第二加载轴线的第二加载器臂256 ;其中第一和第二加载轴线之间形成直角。第一加载器臂255为第一运输车259提供滑动支撑。电动转动马达形式的第一线性致动器257被连接到容纳在第一运输车259的螺纹孔中的螺纹轴，第一线性致动器257能使第一运输车259沿着水平的第一加载轴线移位。
[0178]第二加载器臂256被刚性附接到第一运输车259，并且为第二运输车260提供滑动支撑。电动转动马达形式的第二线性致动器258被连接到容纳在第二运输车260的螺纹孔中的螺纹轴275，第二线性致动器258能使第二运输车260沿着水平的第二加载轴线移位。水平的加载器253还包括挠性的控制导管269，以能够在第一运输车259沿着第一加载器臂255的所有位置上控制第二线性致动器。
[0179]第二运输车206装备有齿条座262，齿条座又设有法兰，法兰限定面向上的第二带法兰的接收滑架263，以用于配合齿条140的第二带法兰的滑架151，如同结合图25到27所述的那样。带法兰的接收滑架263平行于第二加载器臂256延伸。由于齿条140紧固到齿条座262，因此水平加载器可以通过它的第一和第二线性致动器257和258在一个平面内在由第一 255和第二 256加载器臂的长度限定的区域上移动齿条140。
[0180]图48是探针加载器250的透视图，它包括水平支撑台251和刚性连接到水平支撑台251上的垂直支撑台252。结合图44到46部分描述的垂直加载器254还包括限定垂直加载轴线的垂直加载器臂264和气动活塞形式的垂直线性致动器265。垂直加载器将264被刚性连接到垂直支撑台252上，并且为锚板273、从而也为探针夹持器160提供滑动支撑。这样，垂直线性致动器265沿着垂直加载轴线为探针夹持器160提供可变的位置。
[0181]水平加载器253的第一加载器臂255被刚性连接到水平支撑台251上，并且还带有被刚性连接到水平支撑台251上并且带有法兰的盖座261，法兰限定面向下的第一带法兰的接收滑架，滑架平行于由第二加载器臂256限定的第二加载轴线延伸，以用于配合盖110的第一带法兰的滑架112，如结合图31所述的那样。
[0182]探针加载器250处于其加载位置，其中齿条座262位于盖座261处，其中第二带法兰的接收滑架263位于第一带法兰的接收滑架下方并且平行于它。图48中的齿条140的位置对应于探针加载器250的夹持位置，即其中由齿条140承载的多点探针可以被垂直加载器254的操作器头160夹持。自然，齿条140不能保持它自己的位置，但需要被水平加载器253的齿条座262支撑。
[0183]探针加载器250还包括保护盖270，以用于附接到垂直支撑台252上。保护盖270被放在垂直加载器254的周围，并且具有敞开的底面，以用于探针操作器头160。另外，探针加载器250具有水平加载器前部276，水平加载器前部具有盒孔272，图20的封闭的多点探针盒100穿过盒孔可以插入并且被齿条座262和盖座261接收。水平加载器前部276设有一排灯271，以用于在加载时照亮盒100和盒孔272。照明在图48中用锥形277表示。
[0184]实施例
[0185]建造了如上所述的目前优选的实施方式的原型设备，其中探针10用硅、二氧化硅和多晶硅制成，而倾斜的前面13、侧面14和端面15通过KOH蚀刻来实现。镂刻切口 23借助用BHF(缓冲氢氟酸)和ASE(高级硅蚀刻)进行各向同性和各向异性刻蚀的组合来提供。金属层由钛和镍构成，并且借助电子束蒸发来提供，而氧化层是二氧化硅，并且通过热膨胀过程提供。
[0186]至于探针座，支撑柱50和托架51用注塑ABS制造，这产生了足够挠性的托架颈部54，但同时也足够刚性的支撑柱50。探针盒100的盖110具有用铣削的工业铝做的盒壳114和用浇铸的和铣削的工业铝做的把手129。至于盒齿条140，齿条前部143、锁臂144和齿条杆148用铣削的工业铝制成。铝重量轻且有足够的结构强度，以允许轻松而可靠地手工操作盒。
[0187]至于锁定机构，双叠板簧130是市售的直径为6.4毫米的LesjMbrs.:支撑轴119
用POM制成，而弹簧销145用钢制成，以在锁定和开锁时使磨损最小。为了同样的理由，盖插销121、齿条插销141和敞开的插杆147也用钢制成。
[0188]非易失性数字存储器124是市售的闪存TransCend、USB2.0UGB的优盘，因此插头125和插座126要符合USB标准。印刷电路板127为FR4型标准印刷电路板，其中连接衬垫128用铜制成且通过电镀制造。
[0189]探针操作器头160的上颚161主要用线火花腐蚀的工具级钢制成。探针操作器头160的下颚162主要用线火花腐蚀的工具级铝制成。
[0190]接触舌163主要为FR4标准印刷电路板型的印刷电路板181。印刷电路板181任一侧上的多个信号轨迹179和导电通孔180用铜制成，并且通过电镀实现。带状电缆170是Flexconn AWN-2896-VW-1，它具有内部电线，而兼容的FFC连接器171为Farnelll32_4572。接触指31" ' -42"'用CuBe2制成，并且通过线火花腐蚀制造。支撑板182用CuBe2制成，以为印刷电路板181提供刚性支撑。
[0191]下颚162的铝质探针支撑磨牙25’通过线和电极火花腐蚀成形，从而精确地限定它们的支撑平面。
[0192]至于上颚161,电动机165是Maxon Anax,驱动轴166是Maxon GS12A,而球轴承167是SKF61801。轴承中心172和外圈196用铣削铝制成，而枢轴169用铣削铝制成，以确保稳定的枢轴支撑。探针支撑门牙13’和腭部209用工具级钢通过线电火花腐蚀制成，而悬臂弹簧I86用弹簧级不锈钢制成，以产生足够的回弹力。球183用由Carbotech制造的1/32〃的SiN3制成，而球支撑185通过线火花腐蚀制造。
[0193]外圈196和冲击臂198用铝通过铣削制造。外圈联接部件199、下颚联接部件200和接触舌联接部件201是POM的杆，而上、下扭力弹簧211、212用弹簧级不锈钢制成，以提供足够的回弹力。
[0194]至于探针加载器250，水平支撑台251和垂直支撑台252用花岗岩制成。第一加载器臂255是市售的Danaher URS-46，第二加载器臂256也是市售的Danaher URS-46，而垂直加载器臂264由Danaher供应。第一线性致动器257的中心是市售的螺纹轴，而第二线性致动器258的中心是市售的螺纹轴275。垂直线性致动器165是气动的气缸。挠性控制导管269是Leon聚四氟乙烯。
[0195]第一和第二运输车259和260是定制的，而锚板273是用铝定制的。盖座261和齿条座262主要用铝铣削而成。垂直加载器上的保护盖274用铝制成。保护盖270和水平加载器前部275用铝制成。LED照明灯271是Farnell FEL-F115Y1512V12。
[0196]零件列表
[0197]10 探针
[0198]11 顶面
[0199]11〃顶面啮合脊
[0200]12 底面
[0201]13倾斜的前面
[0202]13’探针支撑门牙
[0203]13〃圆形支撑尖
[0204]13" !前部啮合区域
[0205]14倾斜的侧面
[0206]14〃侧啮合边
[0207]14" !侧啮合区域
[0208]15倾斜端面
[0209]15〃端啮合边
[0210]15"'端啮合区域
[0211]16制造支架
[0212]17倒置的前角
[0213]18第一倾斜的前角面
[0214]19第二倾斜的前角面
[0215]20倒置的后角
[0216]21第一倾斜的后角面
[0217]22第二倾斜的后角面
[0218]23镂刻的切口
[0219]24衬垫
[0220]25外部区域
[0221]26探针尖
[0222]27金属层
[0223]28氧化层
[0224]29侧边
[0225]31-42接触衬垫
[0226]31’-42’探针信号轨迹
[0227]31〃_42〃 探针臂
[0228]31" 1 -42" 1 接触指
[0229]43前边
[0230]44接触衬垫的内侧
[0231]45接触衬垫的外侧
[0232]46纵向对称轴
[0233]47导管
[0234]48尖的内角
[0235]49前区
[0236]50支撑柱
[0237]51托架
[0238]52托架头
[0239]53托架基座
[0240]54托架颈部
[0241]55倾斜端面
[0242]56托架颌
[0243]57托架支撑销
[0244]58柱顶部
[0245]59柱底部
[0246]60柱肩部
[0247]61柱舌
[0248]62倾斜的舌面
[0249]63凹穴
[0250]64中空部分
[0251]65颈部孔
[0252]66基座孔
[0253]67基座法兰
[0254]68柱侧面
[0255]69柱前部
[0256]70啮合角
[0257]71 力
[0258]72基准面
[0259]73 齿圈
[0260]100探针盒
[0261]110 盒盖
[0262]111盒壳中的沟槽
[0263]112带法兰的滑架
[0264]113盖插销孔
[0265]114 盒壳
[0266]119支撑轴
[0267]120双叠板簧
[0268]121盖插销
[0269]123锁轴通道
[0270]124非易失性数字存储器
[0271]125 插头
[0272]126 插座
[0273]127印刷电路板
[0274]128印刷电路板衬垫连接器
[0275]129 把手
[0276]130 锁钩
[0277]131壳体前部
[0278]132壳体端部
[0279]133壳体底面
[0280]134壳体顶面
[0281]135 剖面
[0282]140盒齿条
[0283]141齿条插销
[0284]142探针座的凹槽
[0285]143齿条前部
[0286]144 锁臂
[0287]145弹簧销
[0288]146 开口凹槽
[0289]147 开口插杆
[0290]148齿条杆
[0291]149齿条插销孔
[0292]150齿条杆上的沟槽
[0293]151带法兰的滑架
[0294]152探针座
[0295]153锁轴切口
[0296]154齿条杆端部
[0297]160探针操作器头
[0298]161上颚
[0299]162下颚
[0300]163接触舌
[0301]165电动机
[0302]166驱动轴
[0303]167球轴承
[0304]168机械联动装置
[0305]169枢轴
[0306]170带状电缆
[0307]171绝缘替代连接器
[0308]172轴承中心
[0309]173位移气缸
[0310]174枢轴孔
[0311]175枢轴孔
[0312]176上颚前部
[0313]177下颚前部
[0314]178接触尖端
[0315]179多个信号轨迹
[0316]180导电通孔
[0317]181印刷电路板
[0318]182支撑板
[0319]183蓝宝石球
[0320]184支撑凹槽
[0321]185蓝宝石球支架
[0322]186悬臂弹簧
[0323]187上支架长度
[0324]188下表面长度
[0325]189上表面长度
[0326]190上支架宽度
[0327]191下表面宽度
[0328]192上表面宽度
[0329]195曲轴
[0330]196外圈
[0331]197连杆
[0332]198冲击臂
[0333]199外圈联接部件
[0334]200下颚联接部件
[0335]201接触舌联接部件
[0336]202下颚轴
[0337]203上颚轴
[0338]204下支撑平面
[0339]205上支撑平面
[0340]206轴承中心圆
[0341]207冲击轴
[0342]208圆
[0343]209腭部
[0344]210多个接触指
[0345]211上片簧
[0346]212下片簧
[0347]214冲击臂
[0348]215探针支撑磨牙
[0349]216凸出卩齿合表面
[0350]217啮合点
[0351]218紧固臂
[0352]219定位弹簧
[0353]220探针紧固孔
[0354]221舌紧固孔
[0355]222探针紧固指
[0356]223舌状紧固指
[0357]224探针紧固指尖
[0358]225舌状紧固指尖
[0359]226定位弹簧尖端
[0360]226" ’弹簧啮合区域
[0361]227上颚脊
[0362]228凸出的放置表面
[0363]229舌脊
[0364]230紧固臂轭
[0365]231紧固臂弹簧
[0366]232前部支撑高度
[0367]233侧面支撑高度
[0368]234探针高度
[0369]235后部支撑高度
[0370]250探针加载器
[0371]251水平支撑台
[0372]252垂直支撑台
[0373]253水平加载器
[0374]254垂直加载器
[0375]255第一加载器臂
[0376]256第二加载器臂
[0377]257第一线性致动器
[0378]258第二线性致动器
[0379]259第一运输车
[0380]260第二运输车
[0381]261 盖座
[0382]262齿条座
[0383]263接收滑架
[0384]264垂直加载器臂
[0385]265垂直线性致动器
[0386]266柱-舌显微镜
[0387]267垂直显微镜
[0388]268焦点锥
[0389]269控制导管
[0390]270保护盖
[0391]271 LED 灯
[0392]272 盒孔
[0393]273 锚板
[0394]274保护盖
[0395]275螺纹轴
[0396]275水平加载器前部
[0397]276照明锥
[0398]351悬臂应变仪
[0399]352基准电阻器
[0400]353 第一肢
[0401]354 第二肢
[0402]361电绝缘支撑壁
[0403]362接触角
[0404]本发明的要点特征
[0405]1.一种多点探针(10)，包括相互平行的平的底面(12)和平的顶面(11)，所述多点探针(10)还包括倾斜的平的前面(13)、第一侧面(14)、所述多点探针(10)的与所述第一侦_ (14)相对的侧上的第二侧面(14)以及所述多点探针(10)的与所述前面(13)相对的侧上的端面(15)，
[0406]所述前面(13)、第一侧面(14)、第二侧面(14)和端面(15)中的每一个连接所述底面(12)和所述顶面(11)，所述前面(13)和所述底面(12)在它们之间限定尖的内部前角和前边(43)，所述第一侧面(14)和所述底面(12)限定了介于它们之间的第一侧边，所述第二侧面(14)和所述底面(12)限定了介于它们之间第二侧边，而所述端面(14)和所述底面
(12)限定了介于它们之间的端边，
[0407]所述多点探针(10)的纵向(46)被沿着所述第一和第二侧边限定并且垂直于所述前边(43)，
[0408]所述底面(12)设有导电金属层和一组镂刻切口(23)，这组镂刻切口将所述金属层分割成在所述前边(43)处会合到探针尖(26)上的多个信号轨迹(31’ -42’)、多个接触衬垫(31-42)和多个电缆管(47)，所述多个电缆管(47)中的每个电缆管使所述多个接触衬垫(31-42)的各个接触衬垫和所述多个信号轨迹(31’-42’)的信号轨迹相互连接，
[0409]所述多个接触衬垫(31-42)被分成第一排(31-36)和第二排(37_42)，它们的位置相互靠近并沿着所述纵向(46)，所述第一排(31-36)和所述第一侧边限定出介于它们之间的所述底面(12)的第一外部区域(25)，所述第二排(37-42)和所述第二侧边限定出介于它们之间的所述底面(12)的第二外部区域(25)，所述第一排(31-36)和所述第二排(37-42)限定出介于它们之间的内部区域，以及
[0410]所述的多个电缆管(47)被分成外组和内组，所述外组的电缆管穿过所述第一或者第二外部区域中的任何一个，而所述内组的电缆管穿过所述内部区域。
[0411]2.根据要点I的多点探针，其中所述第一排接触衬垫的两个相邻的接触衬垫被所述的那组镂刻切口(23)中的单个镂刻切口分开，而所述第二排接触衬垫的两个相邻的接触衬垫被所述的那组镂刻切口(23)中的单个镂刻切口分开。
[0412]3.根据要点I到2之任一要点的多点探针，其中所述第一排(31-36)的接触衬垫和与之相邻的所述第二排(37-42)的接触衬垫之间的最短间隔由所述的那组镂刻切口
(23)中的单个镂刻切口限定。
[0413]4.根据要点I到3之任一要点的多点探针，其中所述第一排(31-36)和所述第二排(37-42)之间的所述内部区域完全被所述内组的所述多个电缆管(47)和限定它们的所述的那组镂刻切口(23)的各个镂刻切口覆盖。
[0414]5.根据要点I到4之任一要点的多点探针，其中所述的多个电缆管(47)沿平行于所述纵向的方向连接到所述的多个接触衬垫(31-42)。
[0415]6.根据要点I和5之任一要点的多点探针(10)，其中所述探针尖(26)包括平行于所述底面(12)并且从所述前边(43)自由延伸的多个探针臂(31〃-42〃)，所述的多个探针臂(31-42)的每个探针臂设有与所述的多个信号轨迹(31’-42’)的单个信号轨迹相连的导电金属层。
[0416]7.根据要点I和6之任一要点的多点探针(10)，其中所述的多个信号轨迹(31’ -42’)的两个或更多个信号轨迹相互连接，以限定电子线路。
[0417]8.根据要点I和7之任一要点的多点探针(10)，其中所述探针尖(26)包括接触检测器，所述接触检测器包括从所述多点探针(10)的所述前边(43)自由延伸以接触测试表面的悬臂(351)，所述接触检测器借助所述的众多信号轨迹(31’-42’)的各个信号轨迹连接到所述的多个接触衬垫(31-42)的至少一个接触衬垫。
[0418]9.根据要点8的多点探针(10)，其中所述接触检测器是悬臂应变仪，所述悬臂(351)平行于所述底面(12)并且设有导电金属层，导电金属层在所述多点探针(10)的所述前边(43)处限定第一肢(353)和第二肢(354)，所述第一肢(353)和第二肢(354)与所述前边(43)相交，并且借助所述自由延伸的悬臂(351)使所述的多个信号轨迹(31’-42’)的一对信号轨迹相互连接。
[0419]10.根据要点8和9之任一要点的多点探针(10)，其中一对信号轨迹由基准电阻器(352)相互连接，基准电阻器具有与悬臂应变仪(351)大致相同的形状和维度。
[0420]11.根据要点I到6之任一要点的多点探针，其中所述的多个探针臂(31〃-42〃)的一个探针臂限定了介于它的远端和所述前边(34)之间的长度，该长度小于大约0.1毫米。
[0421]12.根据要点I到7之任一要点的多点探针，其中所述的多个探针臂(31〃-42〃)的两个相邻的探针臂之间的间距小于大约0.05毫米，例如大约0.02毫米。
[0422]13.根据要点I到12之任一要点的多点探针(10)，其中所述第一侧面(14)是倾斜的，并且在本身和所述底面(12)之间限定了尖的第一内侧角，所述第二侧面(14)是倾斜的，并且在它本身和所述底面(12)之间限定了尖的第二内侧角，所述端面(14)是倾斜的，并且在它本身和所述底面(12)之间限定了尖的内端角。
[0423]14.一种探针座(152)，包括支撑柱(50)，该支撑柱限定了位于其上端的顶面、位于其下端的底面，所述顶面和底面由前面、位于所述支撑柱的与所述前面相对的侧上的后面、第一侧面以及位于所述支撑柱的与所述第一侧面相对的侧上的第二侧面相连，
[0424]所述支撑柱(50)包括顶部(58)和支撑所述顶部(58)的底部(59)，
[0425]所述支撑柱(50)在其顶面限定了位于其第一侧面的第一肩部￠0)和位于其第二侧面的第二肩部(60)，所述第一肩部￠0)限定了面向上且为直线的第一肩部啮合边，而所述第二肩部(60)限定了面向上且为直线的第二肩部啮合边，以啮合到多点探针的平的底面上，所述第一和第二肩部￠0)通过它们各自的第一和第二肩部啮合边一起限定支撑平面，以及
[0426]所述支撑柱(50)限定了位于所述第一和第二肩部￠0)下方且介于两者之间的中空部分(64)，以及位于其后面和其顶面通往所述中空部分的单个开口。
[0427]15.根据要点14的探针座(152)，其中所述支撑柱(50)还包括在其前部向上且向外延伸的舌(61)，所述舌￠1)设有基准(73)，以便能够自动地光聚焦。
[0428]16.根据要点15的探针座(152)，其中所述舌(61)包括带有凹穴(63)的平的基准面(72)，所述凹穴￠3)具有与所述平的基准面(72)共面的齿圈(73)，且所述基准(73)由所述齿圈(73)限定。
[0429]17.根据要点14到16之任一要点的探针座(152)，还包括托架(51)，所述托架(51)包括托架基座(53)、托架颈部(54)和托架头(52)，所述托架基座(53)连接到所述支撑柱(50)的所述底部(59)，所述托架颈部(54)的底面连接到所述托架基座(53)，而所述托架头(52)连接到所述托架颈部(54)的顶面，以及
[0430]所述托架颈部(54)还是弹性的悬臂弹簧，它限定了位于其平衡位置的静止位置和在偏离所述支撑柱(50)时的释放位置，所述托架头(52)包括一对位于所述柱体(58)上方的支撑销(57)，所述的那对支撑销(57)的每个支撑销在它的面对另一个支撑销的那一侧限定了直销啮合边，以啮合多点探针的倾斜的平的前面或者端面，所述的那对支撑销
(57)通过它们各自的销啮合边一起限定了啮合平面。
[0431]18.根据要点17的探针座(152)，其中当所述托架颈部(54)处于其静止位置时，由所述的那对支撑销(57)限定的所述啮合平面平行于由所述第一和第二肩部￠0)限定的所述支撑平面。
[0432]19.根据要点17到18之任一要点的探针座(152)，其中所述托架头(52)还包括位于它的面对所述支撑柱(50)的侧面上的倾斜端面(55)，所述倾斜端面(55)限定了具有法线的平面，当所述托架颈部(54)处于其静止位置时，所述法线与水平面成非零的角。
[0433]20.根据要点17到19之任一要点的探针座(152)，其中所述托架颈部(54)的挠性沿着从所述托架基座(53)到所述托架头(52)的方向增加。
[0434]21.根据要点17到20之任一要点的探针座(152)，其中所述托架颈部设有孔(65)，该孔的宽度沿着从所述托架基座(53)到所述托架头(52)的方向增加。
[0435]22.一种探针盒(100)，包括盖(110)、齿条(140)和附接到所述齿条(140)以支撑一个或多个多点探针(10)的探针支架(152)，所述探针盒(100)限定了闭合状态和开口状态，在闭合状态下，所述盖(110)和所述齿条(140)相连并且封闭所述探针支架(152)，而在开口状态下，所述盖(110)和所述齿条(140)断开，
[0436]所述盖(110)设有平行沟槽(111)，所述平行沟槽(111)限定了面向上的第一带法兰的滑架(112)，并且所述齿条(140)设有平行沟槽(150)，所述平行沟槽(150)限定了面向下的第二带法兰的滑架(151)，当所述探针盒处于其闭合状态时，所述第一带法兰的滑架(112)的位置高于所述第二带法兰的滑架(151)，并且沿与所述第二带法兰的滑架(151)相同的方向延伸。
[0437]23.根据要点22的探针盒(100)，其中所述盖(110)还包括把手，并且所述齿条
(140)还设有位于所述第二带法兰的滑架(151)内的凹槽(146)，所述凹槽设有插杆(147)，所述插杆(147)与限定所述第二带法兰的滑架(151)的所述沟槽(150)成直角。
[0438]24.根据要点22到23之任一要点的探针盒(100)，还包括锁(130，145)，在所述盒
(100)的所述闭合状态下，所述锁将所述锁(110)可打开地锁到所述齿条(140)上。
[0439]25.根据要点22到24之任一要点的探针盒(100)，其中所述盖(110)还包括从处于闭合状态的所述盒(100)的外侧易于接近的衬垫连接器(128)，从处于闭合状态的所述盒(100)的内侧易于接近的插座(126)，以及介于所述衬垫连接器(128)和所述插座(126)之间的电连接(126-127)。
[0440]26.根据要点25的探针盒(100)，还包括非易失性数字存储器(124)，该非易失性存储器设有保护壳和与所述插座(126)兼容的插头(125)，所述插座(126)和插头(125)在连接时提供所述非易失性数字存储器(124)的易打开的支撑。
[0441]27.根据要点26的探针盒(100)，其中所述非易失性数字存储器包含与多点探针和试样之间进行啮合的次数对应的信息。
[0442]28.根据要点22到27之任一要点的探针盒(100)，其中所述探针支架(152)是根据要点10到17之任一要点的探针座(152)。
[0443]29.一种探针操作器头(160)，包括限定尖端(178)的接触舌(163)，所述接触舌包括导电的多个接触指(31" 1 -42" 1 )，这些接触指从其尖端(178)自由延伸，以啮合多点探针的底面上的对应的多个接触衬垫，以及
[0444]所述的多个接触指(31" ' -42"')的每个接触指具有远端，并且所述的多个接触指(31"，-42"，)由它们的末端一起限定接触平面。
[0445]30.根据要点29的探针操作器头(160)，其中所述的多个接触指(31"' -42"')的所述接触指是平行的，并且沿共同的方向延伸。
[0446]31.根据要点30的探针操作器头(160)，其中所述接触平面的法线与所述的多个接触指(31"，-42"，)的所述共同的方向限定啮合角。
[0447]32.根据要点29到31之任一要点的探针操作器头(160)，其中所述的多个接触指(31〃 ' -42"')被分成第一列(31〃 ' -36"')和第二列(37〃 ' -42"')，所述第一列(31" ' -36"')的接触指布置在第一平面内，而所述第二列(37" ' -42"')的接触指布置在第二平面内，所述第一平面和所述第二平面是平行的。
[0448]33.根据要点29与32之任一要点的探针操作器头(160)，还包括限定了前部(177)的下颚(162)，所述下颚(162)在其前部(177)包括限定第一支撑平面的第一探针支撑磨牙(215)和限定第二支撑平面的第二探针支撑磨牙(215)，以共同啮合多点探针的平的底面，以及
[0449]所述第一探针支撑磨牙(215)和所述第二探针支撑磨牙(215)是分开的，所述第一支撑平面和所述第二支撑平面是共面的，并且在所述第一探针支撑磨牙(215)和所述第二探针支撑磨牙(215)之间限定了共同的切线支撑平面，
[0450]所述接触舌(163)和所述下颚(162)限定了相对于彼此的舌啮合方向，其中所述的多个接触指(31"' -42"')与所述共同的支撑平面相交。
[0451]34.根据要点33的探针操作器头(160)，其中所述接触舌(163)和所述下颚(162)限定了相对于彼此的舌脱离方向，其中所述的多个接触指(31" ' -42"')全部在所述共同的支撑平面的一侧。
[0452]35.根据要点33和34之任一要点的探针操作器头(160)，其中所述第一探针支撑磨牙(215)和所述第二探针支撑磨牙(215)的每一个包括具有啮合点(217)的凸出啮合表面(216)，以啮合多点探针(10)的底面(12)，
[0453]所述第一支撑平面，其与所述第一探针支撑磨牙(215)的所述凸出啮合表面(216)以及所述啮合点(217)的切面共面，以及
[0454]所述第二支撑平面，其与所述第二探针支撑磨牙(215)的所述凸出啮合表面(216)以及所述啮合点(217)的切面共面。
[0455]36.根据要点33到35之任一要点的探针操作器头(160)，还包括限定了前部(176)的上颚(161)，所述上颚(161)包括为所述下颚(162)和所述接触舌(163)提供枢轴支撑的枢轴(169)以及借助机械联动装置(168)耦合到所述下颚(162)和所述接触舌(163)上的转动致动器(165，166)，
[0456]所述枢轴(169)、所述转动致动器(165，166)、所述机械联动装置(168)和所述下颚(162)限定了介于所述下颚(162)的前部(177)和所述上颚(161)的前部(176)之间的可变间隔，所述的可变间隔通过转动所述转动致动器(165，166)而变化并且具有限定所述下颚(162)的闭合位置的最小间隔。
[0457]37.根据要点36的探针操作器头(160)，其中所述的可变间隔在所述转动致动器(165，166)转一整圈之后，周期地恢复到相同的间隔。
[0458]38.根据要点36到37之任一要点的探针操作器头(160)，其中在所述转动致动器(165，166)恒速转动时，所述可变间隔的变化率在所述闭合位置处达到最小值。
[0459]39.根据要点36到38之任一要点的探针操作器头(160)，其中所述上颚(161)的前部(176)限定了用于接收多点探针(10)的腭部(209)，所述腭部(209)具有前啮合边、位于所述腭部(209)的与所述前啮合边相对的侧上的端啮合边(15〃)以及位于所述腭部(209)的两相对侧上并且介于所述前哨合边和端哨合边(15〃)之间的第一和第二侧哨合边(14")，
[0460]所述前啮合边和端啮合边(15〃)相互平行，并且在所述下颚处于其闭合位置时，平行于所述第一和第二探针支撑磨牙(215)之间的所述共同的支撑平面，以及
[0461]所述第一和第二侧啮合边相互平行，并且在所述下颚处于其闭合位置时，平行于所述第一和第二探针支撑磨牙(215)之间的所述共同的支撑平面。
[0462]40.根据要点39的探针操作器头(160)，其中所述上颚(161)的前部(176)包括第一探针支撑门牙(13’)和第二探针支撑门牙(13’)，每一个的远端都具有圆形支撑尖，用于啮合多点探针的倾斜的平的前面，
[0463]所述第一探针支撑门牙(13’ )的圆形支撑尖和所述第二探针支撑门牙(13’ )的圆形支撑尖限定了所述前啮合边。
[0464]41.一种探针加载器(250)，包括水平支撑台(251)和刚性连接到所述水平支撑台(251)上的垂直支撑台(252)、由所述水平支撑台(251)支撑的水平加载器(253)以及由所述垂直支撑台(252)支撑的垂直加载器(254)，
[0465]所述水平加载器包括限定水平第一加载轴线的第一加载器臂(255)和限定水平第二加载轴线的第二加载器臂(256)，所述第一加载轴线和所述第二加载轴线共同限定交叉角，
[0466]所述水平加载器还包括第一线性致动器(257)、第一运输车(259)、第二线性致动器(258)和第二运输车(260)，
[0467]所述第一加载器臂被刚性连接到所述水平支撑台(251)上，并且为所述第一运输车(259)提供滑动支撑，所述第一线性致动器(257)沿着所述第一加载轴线为所述第一运输车(259)提供可变的位置，
[0468]所述第二加载器臂(256)被刚性连接到所述第一运输车(259)上，并且为所述第二运输车(260)提供滑动支撑，所述第二线性致动器(258)沿着所述第二加载轴线为所述第二运输车(260)提供可变的位置，
[0469]所述探针加载器(250)还包括盖座(261)，所述盖座(261)被刚性连接到所述水平支撑台(251)并且设有法兰，所述法兰限定了面向下的第一带法兰的接收滑架，以与探针盒(100)的盖(110)的第一带法兰的滑架(112)配合，以及
[0470]所述第二运输车(260)包括设有法兰的齿条座(262)，所述法兰限定面向上的第二带法兰的接收滑架(262)，以配合探针盒(100)的齿条(140)的第二带法兰的滑架(151)。
[0471]42.根据要点41的探针加载器(250)，其中所述垂直加载器(254)包括限定垂直加载轴线的垂直加载器臂、垂直线性致动器(265)以及用于啮合多点探针(10)的探针夹持器(160)，多点探针由附接到齿条(140)的探针支架(152)支撑，齿条由所述齿条座(262)支撑，
[0472]所述垂直加载器臂被刚性连接到所述垂直支撑台(252)上，并且为所述探针夹持器(160)提供滑动支撑，所述垂直线性致动器(265)沿着所述垂直加载轴线为所述探针夹持器(160)提供可变的位置。
[0473]43.根据要点42的探针加载器(250)，其中所述探针加载器(250)限定
[0474]加载位置，其中所述齿条座(262)位于所述盖座(261)处，所述第二带法兰的接收滑架(263)位于所述第一带法兰的接收滑架下方并且平行于所述第一带法兰的接收滑架，以及
[0475]夹持位置，其中所述齿条座(262)位于所述探针夹持器(160)处，所述第二带法兰的接收滑架(263)位于所述探针夹持器(160)下方。
[0476]44.根据要点41的探针加载器(250)，其中所述探针夹持器(160)包括根据要点29到40之任一要点的探针操作器头(160)。
[0477]45.一种多点测量系统，包括根据要点I到13之任一要点的多点探针(10)和根据要点29到40之任一要点的探针操作器头(160)，其中所述接触舌(163)所述的多个接触指(31"' -42"')中的至少一个通过其远端以可拆开的连接方式连接到所述多点探针
(10)的所述的多个接触衬垫(31-42)的接触衬垫上。
[0478]46.根据要点45和要点33到40之任一点的多点测量系统，其中所述多点探针
(10)的所述第一外部区域(25)平行于所述第一支撑平面，并且被所述下颚(162)的所述第一探针支撑磨牙(215)啮合，而所述多点探针(10)的所述第二外部区域(25)平行于所述第二支撑平面，并且被所述下颚(162)的所述第二探针支撑磨牙(215)啮合。
[0479]47.根据要点45到46之任一要点以及要点39到40之任一点的多点测量系统，其中所述倾斜的平的前面(13)平行于所述上颚(161)的所述前啮合边，并且被它啮合，所述第一侧面(14)平行于所述上颚(161)的所述第一侧啮合边(14〃)，并且被它啮合，所述第二侧面(14)平行于所述上颚(161)的所述第二侧啮合边(14〃)，并且被它啮合，而所述端面
(15)平行于所述上颚(161)的所述端啮合边，并且被它啮合。
[0480]48.一种加载的多点探针座，包括根据要点I到13之任一要点的多点探针(10)和根据要点14到21之任一要点的探针座(152)，其中所述多点探针(10)的所述第一外部区域(25)与所述支撑柱(50)的所述第一肩部￠0)接触，并且平行于所述第一肩部啮合边，而所述多点探针(10)的所述第二外部区域(25)与所述支撑柱(50)的所述第二肩部(60)接触，并且平行于所述第二肩部啮合边。
[0481]49.根据要点43和要点17到21之任一要点的加载的多点探针座，其中所述多点探针(10)的所述倾斜的平的前面(13)平行于所述托架(51)的所述的那对支撑销(57)中一个的所述销啮合边，并且被它啮合，而所述多点探针(10)的所述端面(15)平行于所述托架(51)的所述的那对支撑销(57)钟另一个的所述销啮合边，并且被它啮合。
[0482]50.一种加载的多点探针盒，包括根据要点22到28之任一要点的探针盒(100)，其中所述探针盒(100)的所述探针支架(152)是根据要点48到49之任一要点的加载的多点探针座。
[0483]51.根据要点50和要点18到19之任一要点的加载的多点探针盒，其中所述非易失性数字存储器包含与由所述加载的多点探针存储系统的所述多点探针进行的测量啮合的数目对应的信息。
[0484]52.一种多点探针夹持系统，包括根据要点14到21之任一要点的探针座(152)和根据要点29到41之任一要点的探针操作器头(160)，其中所述探针座(152)和所述探针操作器头(160)限定了相对于彼此的啮合位置，其中
[0485]由所述接触舌(163)的所述的多个接触指(31"，-42"，)限定的所述接触平面与由所述支撑柱的所述第一和第二肩部￠0)限定的所述支撑平面共面，以及
[0486]所述的多个接触指(31" ' -42"')从所述支撑柱(50)的后面到顶面经所述的单个开口穿过由所述支撑柱(50)限定的所述中空部分(64)。
[0487]53.根据要点52和要点17到21之任一点的多点探针夹持系统，其中在所述啮合位置处，所述托架(51)的所述托架颈部(54)通过啮合所述托架(51)的所述托架头(52)而被所述上颚(161)的所述前部(176)保持在所述释放位置。
[0488]54.一种加载的探针加载器，包括根据要点41到44之任一要点的探针加载器和根据要点22到28之任一要点的探针盒(100)，其中所述盒(100)的所述盖(110)的所述第一带法兰的滑架(112)与所述探针加载器的所述盖座的所述第一带法兰的接收滑架配合，并且所述盒(100)的所述齿条(140)的所述第二带法兰的滑架(112)与所述探针加载器的所述齿条座的所述第二带法兰的接收滑架配合。
[0489]55.根据要点54和要点43的加载的探针加载器，其中在所述探针加载器的所述加载位置，所述探针盒(100)处于其闭合状态，而在所述探针加载器的所述夹持位置，所述探针盒(100)处于其开口状态。
[0490]56.一种将多点探针(10)连接到探针操作器头(160)的方法，包括如下步骤:
[0491]提供根据要点I到13之任一要点的多点探针(10)，
[0492]提供根据要点29到40之任一要点的探针操作器头(160)，以及
[0493]将所述接触舌(163)的所述的多个接触指(31"，-42"，)的至少一个通过其远端以可拆开的连接方式连接到所述多点探针(10)的所述的多个接触衬垫(31-42)中的一个。
[0494]57.根据要点56的将多点探针(10)连接到探针操作器头(160)的方法，还包括如下步骤:
[0495]用所述下颚(162)的所述第一探针支撑磨牙(215)以所述第一外部区域(25)和所述第一支撑平面之间平行的关系啮合所述多点探针(10)的所述第一外部区域(25)，以及
[0496]用所述下颚(162)的所述第二探针支撑磨牙(215)以所述第二外部区域(25)和所述第二支撑平面之间平行的关系啮合所述多点探针(10)的所述第二外部区域(25)。
[0497]58.根据要点57到58之任一要点的将多点探针(10)连接到探针操作器头(160)的方法，还包括如下步骤:
[0498]用所述上颚(161)的所述前啮合边以所述上颚(161)的所述前啮合边和所述倾斜的平的前面(13)之间平行的关系啮合所述倾斜的平的前面(13)，
[0499]用所述上颚(161)的所述第一侧啮合边(14〃)以所述上颚(161)的所述第一侧啮合边(14〃)和所述第一侧面(14)之间平行的关系啮合所述第一侧面(14)，
[0500]用所述上颚(161)的所述第二侧啮合边(14〃)以所述上颚(161)的所述第二侧啮合边(14〃)和所述第二侧面(14)之间平行的关系啮合所述第二侧面(14)，以及
[0501]用所述上颚(161)的所述端啮合边(15〃)以所述上颚(161)的所述端啮合边(15〃)和所述端面(15)之间平行的关系啮合所述端面(15)。
[0502]59.一种为探针座(152)加载多点探针(10)的方法，包括如下步骤:
[0503]提供根据要点I到13之任一要点的多点探针(10)，
[0504]提供根据要点14到21之任一要点的探针座(152)，
[0505]用所述支撑柱(50)的所述第一肩部￠0)以所述第一外部区域(25)和所述第一肩部啮合边之间平行的关系啮合所述多点探针(10)的所述第一外部区域(25)，以及
[0506]用所述支撑柱(50)的所述第二肩部￠0)以所述第二外部区域(25)和所述第二肩部啮合边之间平行的关系啮合所述多点探针(10)的所述第二外部区域(25)。
[0507]60.根据要点59的为探针座(152)加载多点探针(10)的方法，还包括如下步骤:
[0508]用所述托架(51)的所述的那对支撑销(57)中一个的所述销啮合边，以所述托架
(51)的所述的那对支撑销(57)中一个的所述销啮合边和所述多点探针(10)的所述倾斜的平的前面(13)之间平行的关系，啮合所述多点探针(10)的所述倾斜的平的前面(13)。
[0509]用所述托架(51)的所述的那对支撑销(57)中的另一个的所述销啮合边，以所述托架(51)的所述的那对支撑销(57)中的另一个的所述销啮合边和所述多点探针(10)的所述端面(15)之间平行的关系，啮合所述多点探针(10)的所述端面(15)。
[0510]61.一种为探针盒(152)加载多点探针(10)的方法，包括如下步骤:
[0511]提供根据要点I到13之任一要点的多点探针(10)，
[0512]提供根据要点22到28之任一要点的探针盒(100)，
[0513]为所述探针盒(100)的所述探针支架(152)加载所述多点探针。
[0514]62.根据要点61的为探针盒(152)加载多点探针(10)的方法，还包括如下步骤:
[0515]将与由所述多点探针(10)进行测量啮合的次数对应的信息储存在所述非易失性数字存储器中。
[0516]63.一种用探针操作器头(160)啮合探针座(152)的方法，包括如下步骤:
[0517]提供根据要点29到40之任一要点的探针操作器头(160)，
[0518]提供根据要点14到21之任一要点的探针座(152)，以及
[0519]将所述探针座(152)和所述探针操作器头(160)定位在相对于彼此啮合的位置，在该位置处，由所述接触舌(163)的所述的多个接触指(31" ' -42"')限定的所述接触平面与由所述支撑柱的所述第一和第二肩部￠0)限定的所述支撑平面共面，并且所述的多个接触指(31"' -42"')从所述支撑柱(50)的后面到顶面经过所述单个开口穿过由所述支撑柱(50)限定的所述中空部分(64)。
[0520]64.根据要点60的用探针操作器头(160)啮合探针座(152)的方法，还包括如下步骤:
[0521]通过用所述上颚(161)的所述前部(176)啮合所述托架头(52)，将所述托架(51)的所述托架颈部(54)保持在所述释放位置。
【权利要求】
1.一种多点探针(10)，包括相互平行的平的底面(12)和平的顶面(11)，所述多点探针(10)还包括倾斜的平的前面(13)、第一侧面(14)、所述多点探针(10)的与所述第一侧面(14)相对的侧上的第二侧面(14)以及所述多点探针(10)的与所述前面(13)相对的侧上的端面(15)， 所述前面(13)、第一侧面(14)、第二侧面(14)和端面(15)中的每一个连接所述底面(12)和所述顶面(11)，所述前面(13)和所述底面(12)在它们之间限定尖的内部前角和前边(43)，所述第一侧面(14)和所述底面(12)限定了介于它们之间的第一侧边，所述第二侧面(14)和所述底面(12)限定了介于它们之间第二侧边，而所述端面(14)和所述底面(12)限定了介于它们之间的端边， 所述多点探针(10)的纵向(46)被沿着所述第一和第二侧边限定并且垂直于所述前边(43)， 所述底面(12)设有导电金属层和一组镂刻切口(23)，这组镂刻切口将所述金属层分割成在所述前边(43)处会合到探针尖(26)上的多个信号轨迹(31’-42’)、多个接触衬垫(31-42)和多个电缆管(47)，所述多个电缆管(47)中的每个电缆管使所述多个接触衬垫(31-42)的各个接触衬垫和所述多个信号轨迹(31’-42’)的信号轨迹相互连接， 所述多个接触衬垫(31-42)被分成第一排(31-36)和第二排(37-42)，它们的位置相互靠近并沿着所述纵向(46)，所述第一排(31-36)和所述第一侧边限定出介于它们之间的所述底面(12)的第一外部区域(25)，所述第二排(37-42)和所述第二侧边限定出介于它们之间的所述底面(12)的第二外部区域(25)，所述第一排(31-36)和所述第二排(37-42)限定出介于它们之间的内部区域，以及 所述的多个电缆管(47)被分成外组和内组，所述外组的电缆管穿过所述第一或者第二外部区域中的任何一个，而所述内组的电缆管穿过所述内部区域。
2.根据权利要求1所述的多点探针,其中所述第一排接触衬垫的两个相邻的接触衬垫被所述的那组镂刻切口(23)中的单个镂刻切口分开，而所述第二排接触衬垫的两个相邻的接触衬垫被所述的那组镂刻切口(23)中的单个镂刻切口分开。
3.根据权利要求1到2之任一项所述的多点探针，其中所述第一排(31-36)的接触衬垫和与之相邻的所述第二排(37-42)的接触衬垫之间的最短间隔由所述的那组镂刻切口(23)中的单个镂刻切口限定。
4.根据权利要求1到3之任一项所述的多点探针，其中所述第一排(31-36)和所述第二排(37-42)之间的所述内部区域完全被所述内组的所述多个电缆管(47)和限定它们的所述的那组镂刻切口(23)的各个镂刻切口覆盖。
5.根据权利要求1到4之任一项所述的多点探针，其中所述的多个电缆管(47)沿平行于所述纵向的方向连接到所述的多个接触衬垫(31-42)。
6.根据权利要求1和5之任一项所述的多点探针(10)，其中所述探针尖(26)包括平行于所述底面(12)并且从所述前边(43)自由延伸的多个探针臂(31〃-42〃)，所述的多个探针臂(31-42)的每个探针臂设有与所述的多个信号轨迹(31’-42’)的单个信号轨迹相连的导电金属层。
7.根据权利要求1和6之任一项所述的多点探针(10)，其中所述的多个信号轨迹(31’ -42’)的两个或更多个信号轨迹相互连接，以限定电子线路。
8.根据权利要求1和7之任一项所述的多点探针(10)，其中所述探针尖(26)包括接触检测器，所述接触检测器包括从所述多点探针(10)的所述前边(43)自由延伸以接触测试表面的悬臂(351)，所述接触检测器借助所述的众多信号轨迹(31’-42’)的各个信号轨迹连接到所述的多个接触衬垫(31-42)的至少一个接触衬垫。
9.根据权利要求8所述的多点探针(10)，其中所述接触检测器是悬臂应变仪，所述悬臂(351)平行于所述底面(12)并且设有导电金属层，导电金属层在所述多点探针(10)的所述前边(43)处限定第一肢(353)和第二肢(354)，所述第一肢(353)和第二肢(354)与所述前边(43)相交，并且借助所述自由延伸的悬臂(351)使所述的多个信号轨迹(31’-42’)的一对信号轨迹相互连接。
10.根据权利要求8和9之任一项所述的多点探针(10)，其中一对信号轨迹由基准电阻器(352)相互连接，基准电阻器具有与悬臂应变仪(351)大致相同的形状和维度。
11.根据权利要求1到6之任一项所述的多点探针，其中所述的多个探针臂(31〃-42〃)的一个探针臂限定了介于它的远端和所述前边(34)之间的长度，该长度小于大约0.1毫米。
12.根据权利要求1到7之任一项所述的多点探针，其中所述的多个探针臂(31〃-42〃)的两个相邻的探针臂之间的间距小于大约0.05毫米，例如大约0.02毫米。
13.根据权利要求1到12之任一项所述的多点探针(10)，其中所述第一侧面(14)是倾斜的，并且在本身和所述底面(12)之间限定了尖的第一内侧角，所述第二侧面(14)是倾斜的，并且在它本身和所述底面(12)之间限定了尖的第二内侧角，所述端面(14)是倾斜的，并且在它本身和所述底面(12)之间限定了尖的内端角。
【文档编号】G01R1/04GK104198778SQ201410341798
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2010年3月30日 优先权日:2009年3月31日
【发明者】亨里克·班克博, 彼得·福尔默·尼耳森, 沙克尔·沙勒丰, 劳厄·盖米伽德, 汉斯·亨里克·杰恩克契尔, 拉斯·诺雷加德 申请人:卡普雷斯股份有限公司