DE10025211A1 - Testfassung und Verfahren des Bildens von Kontaktanschlüssen davon - Google Patents
Testfassung und Verfahren des Bildens von Kontaktanschlüssen davonInfo
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Abstract
Die vorliegende Anmeldung beschreibt eine Testfassung. Die Testfassung weist Kontaktanschlüsse (20) auf. Die Kontaktanschlüsse (20) sind in elektrischen Kontakt mit externen Verbindungsanschlüssen (50) einer elektronischen Vorrichtung zu bringen. Jeder der Kontaktanschlüsse (20) weist eine Mehrzahl von kleinen Vorsprüngen (22) und eine Mehrzahl von Ausnehmungen (23) auf. Jede der Mehrzahl von kleinen Vorsprüngen (22) ist aus einer glatten gekrümmten Oberfläche des Abschnittes zum Kontaktieren der externen Verbindungsanschlüsse (50) gebildet. Jede der Mehrzahl von Ausnehmungen (23) ist aus der glatten gekrümmten Oberfläche benachbart zu den entsprechenden kleinen Vorsprüngen (22) gebildet.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Testfassung,
die kontinuierlich und stabil die elektrischen Eigenschaften
einer elektronischen Vorrichtung oder einer Halbleiterpackung
messen kann, als auch auf ein Verfahren zum Bilden von Kontak
tanschlüssen, davon, d. h. Kontakte oder Kontaktstifte für Meß
zwecke der Testfassung.
Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kon
taktes zwischen Kontaktanschlüssen (Kontakte) einer Testfas
sung (einer Fassung, die für Meßzwecke vorgesehen ist) und ex
ternen Verbindungsanschlüssen einer integrierten Schaltung.
(IC) oder einer Halbleiterpackung unter Bezugnahme auf ein
Beispiel eines oberflächenmontierten IC, z. B. eines Vierfach-
Flachgehäuses (QFP) gegeben.
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht, die einen IC 10,
der zu messen ist, und eine Testfassung 60 mit einer Mehrzahl
von Kontaktanschlüssen (Kontakten) 20 zeigt. Die Kontaktan
schlüsse 20 der Testfassung 60 sind in ein Gehäuse 30 einge
bettet, das aus einem isolierenden Teil gebildet ist. Externe
Verbindungsanschlüsse 50 des IC 10 sind in Preßkontakt mit
Kontaktebenen 21 der entsprechenden Kontaktanschlüsse 20 ge
bracht.
Fig. 11A und 11B sind vergrößerte Querschnittsansichten,
die den Kontakt zwischen einem der externen Verbindungsan
schlüssen 50 und der Kontaktebene 21 des entsprechenden Kon
taktanschlusses 20 zeigen. Fig. 11A ist eine vergrößerte An
sicht, die die Kontaktebene 21 des Kontaktanschlusses 20 und
eine Kontaktebene 51 des externen Verbindungsanschlusses 50
zeigt, und Fig. 11B zeigt den Kontakt, wenn die Kontaktebene
51 in Preßkontakt mit der Kontaktebene 21 gebracht ist.
Ein Oxidisolationsfilm 52 (hier im folgenden als "Oxidfilm"
bezeichnet, falls es notwendig ist) ist auf der Oberfläche des
externen Verbindungsanschlusses 50 des IC 10 vorhanden und
weist einen hohen elektrischen Widerstand auf. Zum Sicherstel
len eines besseren elektrischen Kontaktes muß die Kontaktober
fläche 51, die elektrisch zu verbinden ist, in Kontakt mit der
Kontaktebene 21 gebracht werden, indem der Oxidfilm 52 zer
stört wird. Die externen Verbindungsanschlüsse 50 werden wei
ter mit einem gewissen Grad gepreßt, während sie in Kontakt
mit den entsprechenden Kontaktanschlüssen 20 bleiben, wodurch
die Kontaktanschlüsse 20 gebogen werden. Als Resultat tritt
ein relativer Schlupf zwischen der Kontaktebene 21 des Kon
taktanschlusses 20 und der Kontaktebene 51 des externen Ver
bindungsanschlusses 50 auf, wodurch der Oxidfilm 52 entfernt
wird und die Kontaktebene 51 in elektrischen Kontakt mit der
Kontaktebene 21 gebracht wird.
Ein Kontakt, der durch die obigen Kontaktanschlüsse (oder Kon
takte) hergestellt wird, leidet unter dem folgenden Problem.
In Verbindung mit dem Aufbrechen des Oxidfilmes 52 des exter
nen Verbindungsanschlusses 50, das aus dem Gleiten zwischen
der Kontaktebene 21 des Kontaktanschlusses 20 und der Kontak
tebene 51 des externen Verbindungsanschlusses 50 aufeinander
herrührt, sammelt sich (koaguliert) ein Teil 54, das den ex
ternen Verbindungsanschluß 50 darstellt (Lötplattierungs
schicht in diesem Fall) auf der Kontaktoberfläche 21 des Kon
taktanschlusses 20. Eine größere relative Verschiebung trägt
zum Aufbrechen des Oxidfilmes 52 bei und zur Vergrößerung der
Kontaktfläche, wodurch wirksam ein verbesserter elektrischer
Kontakt hergestellt wird. Eine größere relative Verschiebung
resultiert jedoch auch in einer Vergrößerung des Betrages des
Lötmittels, das sich auf der Kontaktebene 21 sammelt. In den
meisten Fällen entspricht die Substanz, die sich sammelt, dem
Metall, das oxidiert, wie Lötmittel. Durch die Wiederholung
der Oxidation der Oberfläche der Kontaktebene und des Abschei
dens der Substanz auf der Oberfläche der Kontaktebene erhöht
sich der Kontaktwiderstand, wodurch ein guter elektrischer
Kontakt verhindert wird. Genauer, obwohl relativ neue Kontak
tanschlüsse 20 einen guten elektrischen Kontakt herstellen,
erhöht sich der Kontaktwiderstand allmählich mit der Zahl, mit
der die Kontaktanschlüsse 20 in Kontakt mit den Kontaktebenen
der externen Kontaktanschlüsse 50 zur Messung gebracht werden,
wodurch es schwierig wird, einen elektrischen Kontakt herzu
stellen, wodurch die Lebensdauer des Kontaktanschlusses 20
verkürzt wird.
Wenn zweitens ein hervorragender elektrischer Kontakt nicht
erzielt wird, kann ein nicht fehlerhafter IC als fehlerhaft
bestimmt werden, und der nicht fehlerhafte IC wird ausgeson
dert.
Wenn drittens der Prozentsatz der ICs, die aufgrund fehlerhaf
ter Bestimmung als fehlerhaft bestimmt werden, einen bestimm
ten festgelegten Prozentsatz überschreitet, wird die Gruppe
ICs, die als fehlerhaft während der fehlerhaften Bestimmung
bestimmt worden sind, wieder der Bestimmung unterworfen, wo
durch unnötigerweise Zeit verbraucht wird oder unnötige Kosten
auftreten.
Viertens neigen die externen Kontaktanschlüsse der meisten ge
genwärtigen ICs dazu, mit kleineren Abständen angeordnet zu
werden. Im Hinblick auf diese Neigung wird ein Kontaktversagen
verursacht, wenn fremde Teile, die durch einen IC verursacht
werden, zum Beispiel Harzgrate oder Glasfüllstoffe, die in dem
Harz enthalten sind, zwischen dem Kontaktanschluß und dem ex
ternen Verbindungsanschluß vorhanden sind.
Die japanische Patentoffenlegungsschrift Sho 58-199 545 be
schreibt eine Maßnahme zum Vermeiden eines solchen Kontaktver
sagens, d. h. einen Kontaktanschluß, dessen spitzes Ende in ei
ne Mehrzahl von scharfen Vorsprüngen so gebildet ist, daß ein
Kontakt hergestellt wird, in dem das Erzeugen von fremden
Teilchen verhindert wird. Da jedoch die Vorsprünge des Kontak
tanschlusses scharf sind, beschädigen die Vorsprünge die ex
ternen Anschlüsse, wodurch Fehler des Aussehens oder der Pac
kung verursacht werden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen stabi
len Kontakt zwischen den externen Anschlüssen einer elektroni
schen Vorrichtung und den Kontaktanschlüssen einer Testfassung
sicherzustellen, wodurch ein stabiler kontinuierlicher Kontakt
realisiert wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Testfassung mit den Merk
malen des Anspruches 1.
Insbesondere weist die Testfassung Kontaktanschlüsse auf, die
in elektrischen Kontakt mit externen Verbindungsanschlüssen
einer elektronischen Vorrichtung oder eines Halbleitergehäuses
gebracht werden. Jeder der Kontaktanschlüsse weist eine Mehr
zahl von Vorsprüngen oder Protuberanzen und eine Mehrzahl von
Ausnehmungen oder Ausschnitten auf. Die Mehrzahl von Vorsprün
gen sind aus einer glatten, sanften gekrümmten Oberfläche in
dem Abschnitt gebildet, der den entsprechenden Verbindungsan
schluß kontaktiert. Die Mehrzahl von Ausnehmungen sind aus
glatten sanften gekrümmten Oberflächen benachbart zu den ent
sprechenden Vorsprüngen gebildet.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Testfassung mit den
Merkmalen des Anspruches 2.
Insbesondere weist die Testfassung eine Mehrzahl von Kontak
tanschlüssen auf. Jeder der Kontaktanschlüsse weist einen oder
mehreren Kontaktvorsprung auf, der auf einer Oberfläche davon
vorgesehen ist, zum Kontaktieren der externen Verbindungsan
schlüsse der elektronischen Vorrichtung oder des Halbleiterge
häuses. Das äußere oder spitze Ende eines jeden Kontaktvor
sprunges ist so geformt, daß es eine im wesentliche sphärische
Oberfläche mit einem Krümmungsradius von 0,03 bis 0,3 mm auf
weist. Jeder der Kontaktvorsprünge weist eine Mehrzahl von
kleinen Vorsprüngen oder Protuberanzen und eine Mehrzahl von
kleinen Ausnehmungen oder Aussparungen auf, die auf der im we
sentlichen sphärischen Oberfläche gebildet sind und aus einer
glatten, sanften gekrümmten Oberfläche vorgesehen sind.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Bilden
von Kontaktanschlüssen mit den Merkmalen des Anspruches 7.
Insbesondere wird der Abschnitt des Kontaktanschlusses, der
einen externen Verbindungsanschluß der elektronischen Vorrich
tung oder des Halbleitergehäuses kontaktiert, auf eine ge
wünschte Oberflächenrauhigkeit durch Bearbeitung durch elek
trisches Entladen bearbeitet. Dann wird der so aufgerauhte Ab
schnitt durch elektrolytisches Nickel beschichtet. Weiter wird
der so mit Nickel beschichtete Abschnitt mit Gold beschichtet.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den
jeweiligen Unteransprüchen.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, die einen
Kontaktanschluß einer Testfassung zeigt,
der in Kontakt mit einem externen Verbin
dungsanschluß einer elektronischen Vor
richtung zu bringen ist;
Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht, die einen
Kontakt zwischen den Kontaktanschluß und
dem externen Verbindungsanschluß zeigt;
Fig. 3A-3C Querschnittsansichten zum Beschreiben der
Kontakttätigkeit zwischen einem Kontak
tanschluß einer Testfassung und einem ex
ternen Verbindungsanschluß einer elektro
nischen Vorrichtung;
Fig. 4A und 4B Darstellungen zum Beschreiben der Struk
turen eines Kontaktanschlusses gemäß ei
ner zweiten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung;
Fig. 5 eine Darstellung zum Beschreiben der
Struktur eines Kontaktanschlusses gemäß
einer dritten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung;
Fig. 6 eine Darstellung zum Beschreiben eines
Beispieles der Struktur eines Kontaktan
schlusses gemäß einer vierten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 7 eine Darstellung zum Beschreiben eines
anderen Beispieles des Kontaktanschlusses
gemäß einer vierten Ausführungsform;
Fig. 8 und 9 Darstellungen zum Beschreiben des vor
teilhaften Effektes der vorliegenden Er
findung, solche wie sie im Zusammenhang
mit den vorherigen Ausführungsformen be
schrieben sind;
Fig. 8 Daten zum Erläutern der Stabilität des
Kontaktes zwischen einer elektronischen
Vorrichtung und den Kontaktanschlüssen
einer Testfassung gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 9 Daten zum Erläutern der Dauerhaftigkeit
des stabilen Kontaktes zwischen einer
elektronischen Vorrichtung und den Kon
taktanschlüssen einer Testfassung gemäß
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht, die einen
integrierte Schaltung, die zu messen ist,
und eine Testfassung mit einer Mehrzahl
von Kontaktanschlüssen zeigt;
Fig. 11A und 11B vergrößerte Querschnittsansichten, die
einen Kontakt zwischen einem der externen
Verbindungsanschlüsse 50 und der Kontak
tebene 21 des entsprechenden Kontaktan
schlusses 20 zeigen;
wobei die Kontakttätigkeit zwischen einer
Kontaktebene des Kontaktanschlusses einer
Testfassung und eine Kontaktebene eines
externen Verbindungsanschlusses einer
elektronischen Vorrichtung gezeigt wer
den.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden
im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben. In den Zeichnungen werden entsprechende Bezugs
zeichen für gleiche oder entsprechende Elemente benutzt, und
die Wiederholung ihrer Erläuterung wird vereinfacht oder weg
gelassen aus Gründen der Kürze.
Fig. 1, 2 und 3A bis 3C sind erläuternde Ansichten zum Be
schreiben der Struktur eines Kontaktes gemäß einer ersten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 1 ist eine per
spektivische Ansicht, die einen Kontaktanschluß (Kontakt) ei
ner Testfassung zeigt, der in engen Kontakt mit einem externen
Verbindungsanschluß eines IC zu bringen ist. Fig. 2 ist eine
vergrößerte Seitenansicht, die einen Kontakt zwischen dem Kon
taktanschluß und dem externen Verbindungsanschluß zeigt.
Fig. 3A bis 3C sind Querschnittsansichten zum Beschreiben eines
Falles, in dem die elektrischen Eigenschaften eines IC durch
die Benutzung des Kontaktanschlusses gemessen und getestet
werden.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, bezeichnet das Bezugszeichen 10
einen IC, dessen elektrische Eigenschaften zu messen sind; 50
bezeichnet einen externen Verbindungsanschluß des IC 10; 20
bezeichnet einen Kontaktanschluß (Kontakt oder Kontaktstift)
einer Testfassung 60, die wie in Fig. 10 gezeigt ist; und 24
bezeichnet einen Kontaktvorsprung, der in der Nähe des äußeren
Endes des Kontaktanschlusses 20 vorgesehen ist. Wie in dem
Fall der in Fig. 10 gezeigten Kontaktanschlüsse sind die Kon
taktanschlüsse 20 in einem vorbestimmten Layout innerhalb ei
ner Testfassung 60 angeordnet.
Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, bezeichnet das Bezugszei
chen 22 auf der Oberfläche des Kontaktvorsprunges 24 gebildete
kleine Vorsprünge; und 23 bezeichnet Ausnehmungen oder Auspa
rungen, die in der Oberfläche des Kontaktvorsprunges 24 gebil
det sind. Das Bezugszeichen 55 bezeichnet die äußerste Schicht
des externen Verbindungsanschlusses 50 (entsprechend einem
Lötplattierfilm in der ersten Ausführungsform). Das Bezugszei
chen 56 bezeichnet einen Oxidfilm, der auf der Oberfläche der
äußersten Schicht (Lötplattierungsfilm) 55 in einer Ebene ge
bildet ist, an der der externe Verbindungsanschluß 50 den Kon
taktanschluß 20 kontaktiert.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist der Kontaktvorsprung 24 in dem
Gebiet des Kontaktanschlusses 20 gebildet, das in Kontakt mit
dem externen Kontaktanschluß 50 zu bringen ist, so daß er von
Basisabschnitt des Kontaktanschlusses vorsteht. Das äußere En
de des Kontaktvorsprunges 24 ist in eine im wesentlichen sphä
rische oder zylindrische Oberfläche geformt mit einem Krüm
mungsradius von 0,03 bis 0,3 mm.
Insbesondere während des Ablaufes des Testens einer Halblei
terpackung oder eines Halbleitergehäuses treten Stückchen von
fremden Material aus der Packung für sich aus, zum Beispiel
Grate des Gießharzes, das die Packung darstellt, oder Füllmit
tel wie Glassplitter, die in dem Gießharz enthalten sind.
In dem Fall, daß solche Stückchen von fremder Materie zwischen
dem Kontaktanschluß 20 und dem externen Verbindungsanschluß 50
eingefangen werden, tritt ein elektrisches Kontaktversagen
auf, wodurch ein fehlerfreier IC als Defekt bestimmt wird.
Als Resultat der Messung der Größenverteilung der Stückchen
fremder Materie wurden die Stückchen fremder Materie im Be
reich von 10 bis 100 µm gefunden. Bei der vorliegenden Ausfüh
rungsform ist das äußerste Ende des Kontaktanschlusses 20 ge
schärft, so daß das Fangen diese Stückchen fremder Materie
vermieden wird.
Von einem Test, der durchgeführt wurde, während die Geometrie
des Kontaktvorsprunges 24 (d. h. der Krümmungsradius des äußer
sten Endes) geändert wurde, wurde gefunden, daß die Wahr
scheinlichkeit, daß das äußerste Ende des Kontaktvorsprunges
24 fremde Materie einfängt, sehr niedrig wird, wenn das äußer
ste Ende des Vorsprunges in eine R-Form so gebracht wird, daß
es einen Krümmungsradius von 0,3 mm oder weniger aufweist. Der
Kontaktanschluß 20 mit dem Kontaktvorsprung 24 wird durch
elektrisches Drahtschneideentladen und Pressen gebildet. Es
wurde gefunden, daß das äußere Ende des Kontaktvorsprunges 24
in der Praxis so gebildet werden kann, daß es einen minimalen
Krümmungsradius von 0,03 mm annimmt. Folglich kann das äußere
Ende des Kontaktvorsprunges 24 einen Krümmungsradius von 0,03
bis 0,3 mm annehmen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind auf dem äußeren Ende
des Kontaktvorsprunges 24 oder dem Gebiet des Kontaktvorsprun
ges 24, der den externen Verbindungsanschluß 50 kontaktiert
eine Mehrzahl von Protuberanzen bzw. Ausstülpungen bzw. klei
nen Vorsprüngen 22 und Ausnehmungen bzw. Aussparungen 23 aus
einer glatten gekrümmten Oberfläche gebildet. Jede der Ausneh
mungen 23 ist so gebildet, daß sie einen Flaschenhals auf
weist. Weiter ist der Krümmungsradius der Oberseite der klei
nen Vorsprünge 22 ungefähr gleich der Dicke der äußersten
Schicht (Lötplattierungsschicht) 55 gesetzt, die auf der Ober
fläche des externen Verbindungsanschlusses 50 gebildet ist;
das heißt einer Dicke von ungefähr 10 µm. Weiter ist die Tiefe
der Ausnehmungen 23 so gesetzt, daß sie ungefähr gleich oder
etwas mehr als die Dicke der äußersten Schicht (Lötplattie
rungsschicht) 55 ist, die auf der Oberfläche des externen Ver
bindungsanschlusses 50 gebildet ist; das heißt einer Dicke von
ungefähr 10 µm. Je tiefer die Ausnehmungen 23 sind, desto bes
ser.
Da die kleinen Vorsprünge 22 und die Ausnehmungen 23 eine im
wesentlichen kontinuierliche gekrümmte Oberfläche darstellen,
sind diese Vorsprünge ähnlich zu den Zotten, die von der Ober
fläche des menschlichen Magens oder seines Darmes vorstehen.
Der Vorsprung 24 mit solch einer irregulären Oberfläche wird
folgt hergestellt: Zuerst wird durch Pressen ein Plattenmate
rial wie Beryllium oder Phosphorbronze in die Form eines Kon
taktanschlusses mit einem Kontaktvorsprung gebildet. Die Ober
fläche des Kontaktvorsprunges des Kontaktanschlusses wird
teilweise mittels elektrischer Entladung aufgerauht, und der
Kontaktanschluß wird dann mit Nickel plattiert. Die Nickel
plattierung wird zum Bilden einer gewünschten irregulären
Oberfläche aufgewachsen.
Keine besonderen Begrenzungen werden auf den Entladungsmaschi
nenbedingungen auferlegt. Es wurde gefunden, daß während der
elektrischen Entladung ein Metall, das das Material des Kon
taktanschlusses darstellt, mit Metallpartikeln verschmilzt,
deren Durchmesse in der Größenordnung mehrerer Mikrometer ist,
und daß die Metallpartikel wieder an der Oberfläche des Mate
riales anhaften, wodurch sie die Kerne der kleinen Vorsprünge
darstellen. Weiter wurde gefunden, daß während der elektri
schen Entladung das Liefern von Wasser oder Kerosin zum Kühlen
der Elektroden (d. h. des Drahtes oder der Einsenkelektroden)
mit der höchstmöglichen Rate, bei der der Draht oder die Ein
senkelektroden noch nicht beschädigt werden, geeignet ist zum
Erzeugen von Kernen. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird
die Oberfläche des Kontaktabschlusses absichtlich durch die
elektrische Entladung aufgerauht, das Plattieren wird aufge
wachsen, dadurch wird eine irreguläre Oberfläche dargestellt.
Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform ein Abschnitt des
Kontaktanschlusses durch Entladung mit einem Draht oder einer
Einsenkelektrode ausgeführt wird, kann die Gesamtheit des Kon
taktanschlusses auch z. B. elektrische Entladung ausgeführt
werden.
Das Material des Kontaktanschlusses wird mit Nickel durch
elektrolytisches Plattieren plattiert. Ein Plattierungsfluid
zum Bilden einer matten Oberfläche wird verwendet, und das Ma
terial wird in dem Plattierungsfluid bei 3 A/cm2 während 20 Mi
nuten plattiert. Als Resultat werden kleine Vorsprünge gebil
det, deren äußeren Enden einen mittleren Krümmungsradius von
ungefähr 10 µm aufweisen (die Krümmungsradien variieren von 5
bis 15 µm). Der Krümmungsradius der kleinen Vorsprünge kann
mittels Steuern der Plattierungszeit geändert werden.
Obwohl Fig. 2 einen einzelnen Kontaktvorsprung 24 zeigt, der
von der Basis des Kontaktanschlusses 20 vorsteht, kann eine
Mehrzahl von Kontaktanschlüssen 24 ebenfalls gebildet werden.
Die auf der Oberfläche des Kontaktvorsprunges 24 gebildeten
kleinen Vorsprünge 22 können ebenfalls eine zum Beispiel zy
lindrische Form anstelle eines Anschnittes der chematischen
sphärischen Oberfläche aufweisen.
Wie zuvor erwähnt wurde, ist das Teil, das die äußerste
Schicht 55 des externen Verbindungsanschlusses 50 darstellt,
aus Lötmaterial gebildet und nimmt eine Dicke von ungefähr
10 µm an.
Die kleinen Vorsprünge 22 des Kontaktanschlusses 20, die den
externen Verbindungsanschluß 50 kontaktieren, nehmen eine
Oberflächenrauhigkeit von ungefähr 0,1 bis 0,5 µm oder weniger
an.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird der Ausnehmung 23
als Resultat, daß die Oberseite der kleinen Vorsprünge 22 so
gebildet ist, daß sie einen Krümmungsradius von ungefähr 10 µm
annehmen, eine Tiefe von ungefähr 20 µm zugeordnet. Wie in
Fig. 3B gezeigt ist, wird die Tiefe der Ausnehmung 23 durch ei
nen Zwischenraum zwischen der spitzen Linie Lp und der Boden
linie Lv definiert.
Im allgemeinen wird der Krümmungsradius der Oberseite der
kleinen Vorsprünge 22, der ungefähr gleich der Dicke der äu
ßersten Schicht (Lötplattierungsschicht) 55 des externen Ver
bindungsanschlusses 50 ist, gleich 2 bis 15 µm bevorzugt 5 bis
15 µm gesetzt.
Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ein Bei
spiel eines Kontaktanschlusses beschrieben worden ist, der in
Kontakt mit einer Lötplattierungsschicht zu bringen ist, kann
der Kontaktanschluß auch mit einer Gold- oder Silberelektrode
benutzt werden, solange der Kontaktanschluß aus einem federnd
deformierbaren weichen Metall gebildet ist. Obwohl Leitungsan
schlüsse als ein Beispiel externer Verbindungsanschlüsse einer
Halbleiterpackung beschrieben worden sind, sind die vorange
henden kleinen Vorsprünge 22 und Ausnehmungen 23 ebenfalls zur
Benutzung mit Lötperlenelektroden wirksam, z. B. BGA oder CSP,
solange keine Irregularitäten in der Oberfläche des äußeren
Endes des Lötperlenkontaktes gebildet werden.
Die Effekte der kleinen Irregularitäten auf die Messungen wer
den nun beschrieben.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird der IC 10 gegenüber den Kon
taktanschlüssen einer Testfassung positioniert, wie zuvor er
wähnt wurde, und die externen Verbindungsanschlüsse 50 werden
mittels eines Preßwerkzeuges 70 gepreßt, daß sie in Kontakt
mit den Kontaktanschlüssen 20 kommen.
Fig. 2 zeigt einen der Kontaktvorsprünge 24, der in der Nähe
des äußeren Endes der Kontaktanschlüsse 20 gebildet ist, wenn
er sich in nahe Nachbarschaft zu den externen Verbindungsan
schlüssen 50 befindet. Fig. 3A zeigt die kleinen Vorsprünge
22 des Kontaktvorsprunges 24, wenn sie sich in Kontakt mit dem
Oxidfilm 56 des externen Verbindungsanschlüsses 50 befinden,
und Fig. 3B zeigt die kleinen Vorsprünge 22, wenn sie in Ein
griff mit dem Oxidfilm 56 stehen. Fig. 3C zeigt den Oxidfilm
56, die äußerste Schicht 55 und den externen Verbindungsan
schluß 50, nachdem die kleinen Vorsprünge 22 in Kontakt mit
dem externen Verbindungsanschluß 50 gekommen sind.
Wenn der in der in Fig. 3A gezeigten Position angeordnete IC
10 etwas gepreßt wird, zerbrechen die auf der Oberseite des
Kontaktvorsprunges 24 des Kontaktanschlusses 20 gebildeten
kleinen Vorsprünge 22 den Oxidfilm 56 des externen Verbin
dungsanschlusses 50 und kommen in Eingriff mit der äußersten
Schicht (Lötplattierung) 55.
Wenn der Krümmungsradius der Oberseite der kleinen Vorsprünge
22 gleich der Dicke der äußersten Schicht 55 ist, kann die
größte Kontaktfläche sichergestellt werden. Aus diesem Grund
ist der Krümmungsradius der kleinen Vorsprünge 22 gleich oder
kleiner der Dicke der äußersten Schicht 55 gemacht, wodurch
ein guter elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktanschluß 20
und dem externen Kontaktanschluß 50 hergestellt wird.
Da die Notwendigkeit des Bewirkens eines ausreichenden Glei
tens zwischen dem Kontaktanschluß 20 und dem externen Kontakt
anschluß 50, das in der Vergangenheit notwendig war, nicht
mehr notwendig ist, kann ein guter kontinuierlicher elektri
scher Kontakt ohne das Beinhalten eines Ansammelns und Abla
gerns von Lötmaterial aufrecht erhalten werden.
Wie in Fig. 3C gezeigt ist, werden, wenn die kleinen Vor
sprünge 22 in Eingriff mit der äußersten Lötschicht 55 stehen,
die Gebiete des Lötens und des Oxidfilmes 56, mit denen die
kleinen Vorsprünge 22 in Eingriff stehen, zu der Umgebung der
Gebiete versetzt. Das so versetzte Lötmaterial und die Oxidbe
schichtung werden in die Ausnehmungen 23 gedrückt, die zwi
schen den kleinen Vorsprüngen 22 gebildet sind, und sie werden
in den Ausnehmungen 23 als Schnitzel 56a gesammelt.
Wenn der Kontaktanschluß 20 die kleinen Vorsprünge 22 nicht
aufweist, wie es in dem Fall der vorherigen Kontaktanschlüsse
war, sammelt und koaguliert das so verschobene Lötmittel sich
über der gesamten Oberfläche des Kontaktanschlusses, wodurch
die Oberfläche des Kontaktanschlusse oxidiert wird. Weiter
wird in diesem Fall des Kontaktanschlusses der Oxidfilm mit
einer größeren Dicke mit einer Zunahme der Tests abgeschieden,
wodurch ein guter elektrischer Kontakt verhindert wird. Dage
gen fließen nach der vorliegenden Ausführungsformen, da eine
Mehrzahl von Ausnehmungen 23 in der Oberseite des Kontaktan
schlusses 22 gebildet ist, das Lötmittel und der Oxidfilm, die
an dem Kontaktanschluß anhaften, leicht in die Ausnehmungen
23, wodurch das Abscheiden des Oxidfilmes auf dem Kontaktan
schluß verhindert wird.
Weiter erleichtert die Bildung der Mehrzahl von kleinen Vor
sprüngen in der Oberseite des Kontaktanschlusses 20 das Her
stellen des Kontaktes zwischen dem Kontaktanschluß 20 und des
externen Verbindungsanschlusses 50. Weiter beträgt die Ober
flächenrauhigkeit der kleinen Vorsprünge 22 ungefähr 0,1 bis
0,4 µm Ry oder weniger. Daher sammelt sich das Lötmittel un
wahrscheinlicher auf der Oberfläche des Kontaktanschlusses 20.
Selbst wenn sich Lötmittel auf der Oberfläche des Kontaktan
schlusses 20 sammelt oder koaguliert, kann das Lötmittel leich
entfernt werden.
Die kleinen Vorsprünge und Ausnehmungen werden durch Aufrauhen
des Materiales des Kontaktanschlusses zu einer Oberflächenrau
higkeit von ungefähr 5 bis 30 µm mittels elektrischer Entla
dung, Sandstrahlen, Flüssighonbehandlung oder Ätzen gebildet.
Die Oberfläche des so aufgerauhten Materiales wird plattiert.
Die Plattierung wächst auf den kleinen Vorsprüngen bevorzugt
zu dem Plattieren in den Ausnehmungen, wodurch der Unterschied
zwischen den kleinen Vorsprüngen und den Ausnehmungen ver
stärkt wird. Folglich können gewünschte kleine Irregularitäten
gebildet werden. Obwohl bei der vorliegenden Ausführungsform
Nickel als Plattierungsmaterial verwendet wird, können andere
Plattierungsmaterialien wie Gold oder Chrom ebenfalls verwen
det werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann jedes Metall als das
Material der Basis des Kontaktanschlusses 20 verwendet werden,
solange das Metallmaterial mit hoher Nachgiebigkeit oder Fede
rung verformt werden kann, wie es zum Beispiel in dem Fall von
Berylliumkupfer oder Phosphorbronze ist. Das Metallmaterial
wird in eine vorbestimmte Geometrie mittels einer Presse ge
stanzt. Nur das Gebiet des so gestanzten Materiales, das den
IC 10 kontaktieren kann, wird dem Bearbeiten der Elektroentla
dung unterworfen. Der so bearbeitete Abschnitt wird mit Nickel
zu einer Dicke von 2 bis 20 µm plattiert. Das Bearbeiten der
Elektroentladung des Abschnittes des Metalles trägt zur Ver
ringerung der Bearbeitungskosten bei.
Der IC, dessen elektrische Eigenschaften zu messen sind, der
in dieser Beschreibung beschrieben worden ist, kann irgendein
Halbleiterprodukt oder ein blanker Chip sein. Die in dieser
Beschreibung beschriebenen externen Verbindungsanschlüsse kön
nen jegliche Leitungen, Kontaktflecken, Lötaugen, Anschluß
flecken oder Hügel sein, die auf einem IC zum Verbinden des IC
mit einer Platte gebildet sind. Der in diese Beschreibung be
schriebene Kontaktanschluß kann irgendein blattförmiges Teil,
ein eben geformtes Teil, ein linear geformtes Teil oder ein
nadelgeformtes Teil sein.
In der vorliegenden Ausführungsform kann der Kontaktanschluß
auch auf einen Test angewendet werden, bei dem der Kontaktan
schluß in Kontakt mit externen Verbindungsanschlüssen gebracht
wird, die auf einer elektronischen Vorrichtung oder einer Kom
ponente, die nicht ein IC ist, zum Beispiel eine gedruckte
Leiterplatte oder ein LCD gebildet ist. Unnötig zu sagen, die
Oberfläche des Kontaktanschlusses mit den Irregularitäten ist
wirksam zur Benutzung bei dem äußeren Ende eines Pogo-Stiftes,
der zum Testen einer CSP- ode BGA-Packung oder eines Kontakt
punktes eines so genannten Schnappkontaktanschlusses benutzt
wird.
Wie oben erwähnt wurde, werden bei der vorliegenden Ausfüh
rungsform, wenn der Kontaktanschluß in Kontakt mit der Sub
stanz von Interesse gebracht wird, daß Plattierungsmaterial
und ein Oxidfilm der Substanz verschoben und in den Ausnehmun
gen gesammelt, wodurch verhindert wird, daß sich das Plattie
rungsmaterial und der Oxidfilm auf den kleinen Vorsprüngen ab
geschieden werden, die in Kontakt mit der Substanz stehen.
Selbst wenn sich die Ausnehmungen mit den Plattierungsmaterial
gefüllt haben, fließt das Lötmaterial zu den benachbarten Aus
nehmungen mittels der Ausbreitung des Kontaktdruckes, wodurch
den äußeren Enden der kleinen Vorsprünge ermöglicht wird, daß
sie auf der Oberfläche des Kontaktanschlusses zu allen Zeiten
freiliegt.
Weiterhin benötigt der Kontaktanschluß gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht die Notwendigkeit des relativen Gleitens (in
dem Bereich von 50 bis 150 µm) zwischen der Oberfläche des
Kontaktanschlusses und der Oberfläche der Substanz, was bei
dem vorherigen Kontaktanschluß notwendig war. Ein stabiler
elektrischer Kontakt kann mittels der minimalen relativen Ver
schiebung (von 50 µm oder weniger) hergestellt werden. So kann
der stabile elektrische Kontakt über eine lange Zeitdauer ohne
das Beinhalten von Ansammeln oder Koagulieren und Abscheiden
von Lötplattierungsmaterial sichergestellt werden.
Weiter kann ein stabiler elektrischer Kontakt mit der minima
len relativen Verschiebung und ohne eine relative Verschiebung
sichergestellt werden. Defekte, die in den externen Verbin
dungsanschlüssen einer zu messenden Substanz gebildet werden,
können dramatisch kleiner gemacht werden als jene, die in ex
ternen Verbindungsanschlüssen durch die früheren Kontaktan
schlüsse gebildet wurden. Insbesondere werden die Defekte nur
an wenigen Stellen gebildet und haben Durchmesser von ungefähr
20 µm. Beschädigung der Plattierung, die sonst Kratzern zuge
schrieben werden, die von dem früheren Kontaktanschluß gebil
det wurden, sind praktisch ausgeschlossen. Als Resultat kann
ein hochzuverlässiger Test ausgeführt werden, während ein sta
biler elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktanschlüssen und
den externen Verbindungsanschlüssen aufrecht erhalten bleibt,
wodurch eine Abnahme der Ausbeute der Packungen der Halblei
terpackungen nach dem Test verhindert wird.
Fig. 4A und 4B sind Darstellungen zum Beschreiben der
Strukturen eines Kontaktanschlusses gemäß einer zweiten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung.
Wie die Irregularitäten, die in dem Kontaktanschluß 20 gebil
det sind, die in Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform
beschrieben wurde, sind die kleinen Vorsprünge 22 und die
kleinen Ausnehmungen 23 in der Oberfläche des äußeren Endes
des Kontaktvorsprunges 24 gebildet, der von dem Basisabschnitt
des Kontaktanschlusses 20 vorsteht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in Fig. 4A ge
zeigt ist, ein leitender harter Film 57 auf der Oberfläche der
Irregularitäten gebildet.
Der leitende harte Film 57 kann aus irgendeiner Art von Mate
rial wie ein Material auf Graphitbasis oder ein Material auf
Keramikbasis sein. Zum Beispiel kann ein diamantartiger Kar
bonfilm (DLC) verwendet werden, der einen großen Betrag von
Graphitkomponenten enthält, oder ein leitender DLC-Film, der
mit Metallionen dotiert ist, zum Beispiel Wolframmetallionen.
Alternativ kann ein ursprünglich leitender harter Film wie ein
TiN-, CrN- oder TiCN-Film verwendet werden.
Selbst nachdem die kleinen Vorsprünge 22 in Kontakt mit dem
Teil gekommen sind, das die äußerste Schicht 55 des externen
Verbindungsanschlusses 50 darstellt, haftet das Teil der äu
ßersten Schicht 55 weniger wahrscheinlich an den kleinen Vor
sprüngen 22 an.
Wie in Fig. 4A und 4B gezeigt ist, der harte Film 57 auf
Graphitbasis oder Keramikbasis hat eine niedrige Affinität für
das Teil der äußersten Schicht 55, insbesondere Lötplattie
rung, und Schnipsel des Teiles der äußersten Schicht 55 oder
die Schnipsel 56a des Oxidfilmes haften nicht an den kleinen
Vorsprüngen 22 an, sondern sie fließen leicht in die Ausneh
mungen 23, die sich unter den kleinen Vorsprüngen 22 erstrec
ken, wodurch die Oberfläche der kleinen Vorsprünge 22, die
tatsächlich den externen Verbindungsanschluß kontaktieren, in
einem neuen Zustand während einer langen Zeitdauer gehalten
werden.
In dem Fall der zweiten Ausführungsform wird der harte DLC-
Film auf Graphitbasis über der Oberfläche der kleinen Irregu
laritäten aufgewachsen, und der DLC-Film wird mit Wolframme
tallionen während des Ganges des Wachsens des DLC-Filmes do
tiert, wodurch der DLC-Film leitend wird. Die Wolframmetallio
nen, die für die Dotierung benutzt werden, zählen für einen
Volumenprozentsatz von ungefähr 50%.
Wie in Fig. 4B gezeigt ist, ist ein Isolierfilm 57a (ein die
lektrischer Film) an dem Lötmaterial wenig wahrscheinlich koa
guliert, auf der Oberfläche der kleinen Irregularitäten gebil
det, und der dielektrische Film 57a wird nur von dem Gebiet
des äußersten Endes der kleinen Vorsprünge entfernt, das den
elektrischen Kontakt mit dem externen Verbindungsanschluß 50
herstellt.
In dem Fall des Kontaktanschlusses 20 und des externen Verbin
dungsanschlusses 50, die in Fig. 4B gezeigt sind, wird nach
dem der DLC-Film auf der Oberfläche der kleinen Irregularitä
ten aus Nickel aufgewachsen ist, der DLC-Film von den äußeren
Enden der kleinen Vorsprünge 22 mittels Aussetzen der Oberflä
che der Irregularitäten einem Sauerstoffplasma entfernt.
Wie oben erwähnt wurde ergibt die zweite Ausführungsform das
gleiche vorteilhafte Resultat, wie die erste Ausführungsform
ergibt. Weiter ist es weniger wahrscheinlich, daß das Plattie
rungsmaterial auf der Oberfläche der kleinen Vorsprünge 22 ab
geschieden wird, wodurch weiter die Lebensdauer der Kontaktan
schlüsse ausgedehnt wird.
Fig. 5 ist eine Darstellung zum Beschreiben der Struktur ei
nes Kontaktanschlusses gemäß einer dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
In Fig. 5 bezeichnet das Bezugszeichen 25 einen Führungsvor
sprung, der an dem äußersten Ende des Kontaktanschlusses 20
gebildet ist; nämlich an einer Position außerhalb der Position
des Kontaktvorsprunges 24, und er steht in der gleichen Rich
tung wie der Kontaktvorsprung 24 sehr viel weiter als der sel
be vor.
Der externe Verbindungsanschluß 50 des IC 10 weist einen Bein
abschnitt 57' auf, der sich im wesentlichen parallel zu dem
Kontaktvorsprung 24 oder dem Führungsvorsprung 25 erstreckt.
Ein Kontaktabschnitt 58 ist durch Biegen des äußeren Endes des
Beinabschnittes 57' im wesentlichen in rechten Winkeln gebil
det und erstreckt sich in die Richtung senkrecht zu dem Kon
taktvorsprung 24. Die untere Oberfläche des Kontaktabschnittes
58 stellt eine Kontaktebene 51 (einer Länge A) dar.
Der Abstand B zwischen der Mitte des Kontaktvorsprunges 24 des
Kontaktanschlusses 20 und einer Innenoberfläche 25a des Füh
rungsvorsprunges 25 wird so eingestellt, daß er etwas länger
als die Hälfte der Länge AA der Kontaktebene 51 ist.
In dem Fall der normalen Kontaktwirkung kommt das äußere Ende
des Kontaktvorsprunges 24 des Kontaktanschlusses 20 in Kontakt
mit der Kontaktebene 51 im wesentlichen an der Mitte der
Längsrichtung der Kontaktebene 51. Zu dieser Zeit bildet der
Führungsvorsprung 25 einen nominalen Freiraum C in bezug auf
den externen Verbindungsanschluß 50 und kommt nicht in physi
schen Kontakt mit demselben.
Wenn die Relativposition zwischen dem IC 10 und dem Kontaktan
schluß 20 abweicht und der IC 10 nach links in der Zeichnung
abweicht, kommt der Beinabschnitt 57' des externen Verbin
dungsanschlusses 50 in Kontakt mit dem Führungsabschnitt 25
wodurch eine relative Versetzung verhindert wird. Folglich
wird die Kontaktebene 51 daran gehindert, den Kontakt mit dem
Kontaktvorsprung 24 zu verlieren.
Wenn die Relativposition zwischen dem IC 10 und dem Kontaktan
schluß 20 abweicht und der IC 10 nach rechts in der Zeichnung
abweicht, wird der Freiraum C zwischen dem Beinabschnitt 57'
und dem externen Verbindungsanschluß 50 und dem Führungsvor
sprung 25 weiter.
Das Positionieren zwischen dem IC 10 und dem Kontaktanschluß
20 ist so definiert, daß der Freiraum C kleiner als eine Hälf
te der Länge A der Kontaktebene 51 ist. Als Resultat wird die
Kontaktebene 51 daran gehindert, den Kontakt mit dem Kontakt
vorsprung 24 zu verlieren.
Wie oben beschrieben wurde, wird bei der vorliegenden Ausfüh
rungsform der Kontaktvorsprung 24 (R = 0,03 bis 0,1 mm, bevor
zugt kleiner als 0,3 mm) des Kontaktanschlusses 20 in Kontakt
mit dem externen Verbindungsanschluß 50 des IC 10 gebracht.
Der einstückig mit den Kontaktanschluß 20 gebildete Führungs
vorsprung 25 ist hinter dem externen Verbindungsanschluß 50
angeordnet. Der Freiraum zwischen dem Beinabschnitt 57' des
externen Verbindungsanschlusses 50 und dem Führungsvorsprung
25 ist im wesentlichen auf die Hälfte der Breite A der Kontak
toberfläche 51 oder weniger gesetzt, wodurch verhindert wird,
daß der Kontaktpunkt des Kontaktvorsprunges 24 den Kontakt mit
der Kontaktebene 51 verliert. Als Resultat kann ein stabiler
Kontakt zwischen dem externen Verbindungsanschluß 50 des IC 10
und dem Kontaktvorsprung 24 des Kontaktanschlusses 20 aufrecht
erhalten werden.
Fig. 6 ist eine Darstellung zum Beschreiben eines Beispieles
der Struktur einer Kontaktanschlusses gemäß einer vierten Aus
führungsform der vorliegenden Erfindung.
In Fig. 6 bezeichnen die Bezugszeichen 26 und 27 ebenen Auf
nahmeabschnitte, die auf beiden Seiten des Kontaktvorsprunges
24 an dem Fuß davon gebildet sind. Genauer, bei der vorliegen
den Ausführungsform sind die ebenen Aufnahmeabschnitte 26 und
27 an beiden Seiten des Kontaktvorsprunges 24 in Bezug auf die
Richtung vorgesehen, in der der Kontaktanschluß 20 den IC ver
läßt oder sich ihm nähert.
Wenn aufgrund eines Positionsfehlers der IC 10 und der Kontak
tanschluß 20 in eine Richtung versetzt sind, in der sie sich
gegenseitig nähern, kann der externe Verbindungsanschluß 50 von
dem Kontaktvorsprung 24 getrennt werden, wie durch eine ge
strichelte Linie 50a in Fig. 6 gezeigt ist. Selbst in diesem
Fall wird der Kontakt zwischen dem Kontaktanschluß und dem ex
ternen Verbindungsanschluß 50 aufgrund des ebenen Aufnahmeab
schnittes 26 aufrecht erhalten.
Wenn der IC 10 und der Kontaktanschluß 20 in eine Richtung ab
weichen, in der sie sich voneinander gegenseitig trennen, kann
der externe Verbindungsabschnitt 50 von dem Kontaktvorsprung
24 getrennt werden, wie durch eine gestrichelte Linie 50b in
Fig. 6 gezeigt ist. Selbst in diesem Fall wird der Kontakt
zwischen dem Kontaktanschluß 20 und dem externen Verbindungs
abschnitt 50 aufgrund des ebenen Aufnahmeabschnittes 27 auf
recht erhalten.
Wie oben erwähnt wurde, weist bei der vorliegenden Ausfüh
rungsform der Kontaktabschnitt 20 den Kontaktvorsprung 24 auf
(R = 0,03 bis 0,1 mm, bevorzugt weniger als 0,3 mm), und die
ebenen Aufnahmeabschnitte 26 und 27 sind an Positionen unter
halb des Kontaktvorsprunges 24 gebildet. Selbst wenn die Kon
taktebene 51 des externen Verbindungsabschnittes 50 von dem
Kontaktvorsprung 24 aufgrund schlechter Genauigkeit des IC 10,
aufgrund von Positionierfehlern oder der schlechten Genauig
keit der Kontaktposition versetzt ist, nimmt einer der ebenen
Aufnahmeabschnitte 26 oder 27 den externen Verbindungsanschluß
50 auf. Daher kommt der externe Verbindungsanschluß 50 in Kon
takt mit einer der ebenen Aufnahmeabschnitte 26 oder 27, ohne
daß ein Versagen des IC auftritt, wodurch der Kontakt zwischen
dem Kontaktanschluß 20 und dem IC 10 sichergestellt wird.
Wenn in einigen Fällen der externe Verbindungsanschluß 50 von
dem ebenen Aufnahmeabschnitt 27 aufgenommen wird, wie durch
eine gestrichelte Linie 50b in Fig. 6 gezeigt ist, kann der
externe Verbindungsanschluß 50 in Eingriff mit der Stufe zwi
schen dem ebenen Aufnahmeabschnitt 27 und dem Kontaktvorsprung
24 kommen, was es schwierig macht, den IC 10 von dem Kontak
tanschluß 20 zu entfernen.
Fig. 7 ist eine Darstellung zum Beschreiben eines anderen
Beispieles des Kontaktanschlusses gemäß der vierten Ausfüh
rungsform, die solch ein Problem löst.
In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen 28 einen angeschrägten
Aufnahmeabschnitt, der so gebildet ist, daß er zu dem äußeren
Ende des Kontaktanschlusses 20 verjüngt ist.
In einem Fall, in dem der angeschrägte Aufnahmeabschnitt 28
auf diese Weise gebildet ist, wird, wenn der IC 10 und der
Kontaktanschluß 20 so abweichen, daß sie voneinander getrennt
sind, der externe Verbindungsanschluß 50 verschoben, während
er allmählich über den angeschrägten Aufnahmeabschnitt 28 von
dem Kontaktvorsprung 24 gleitet, wie durch die in Fig. 7 ge
zeigte gestrichelte Linie 50B bezeichnet ist. Als Resultat
kann der Eingriff mit dem externen Verbindungsanschluß 50, wie
er in Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben worden ist, verhin
dert werden. Selbst in diesem Fall kann weiter der Kontakt
zwischen dem Kontaktanschluß 20 und dem IC 10 durch die Wir
kung des angeschrägten Aufnahmeabschnittes 28 aufrecht erhal
ten werden.
Fig. 8 und 9 sind Darstellungen zum Beschreiben der vor
teilhaften Wirkung der vorliegenden Erfindung, wie sie in Zu
sammenhang mit den oben beschriebenen Ausführungsform erwähnt
wurden.
Fig. 8 zeigt Daten, die die Stabilität des Kontaktes zwischen
einem IC und den Kontaktanschlüssen einer Testpassung gemäß
der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie in Fig. 8 gezeigt
ist, benötigen herkömmliche Kontaktanschlüsse zum Sicherstel
len eines stabilen Kontaktes eine konstante Kraft einer gewis
sen Größe oder mehr (eine Kontaktkraft von 300 oder mehr ist
in Fig. 8 gezeigt). Dagegen können Kontaktanschlüsse gemäß
der vorliegenden Erfindung einen stabilen Kontakt durch Auf
nehmen nur einer Kontaktkraft entsprechend eines Teiles der
vorangehenden Kontaktkraft (eine von Kontaktkraft von 100 oder
mehr, wie in Fig. 8 gezeigt ist) sicherstellen.
Fig. 9 zeigt Daten, die die Kontinuität eines stabilen Kon
taktes zwischen einem IC und den Kontaktanschlüssen der Test
fassung gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen. Wie in
Fig. 9 gezeigt ist, nimmt, nachdem die herkömmlichen Kontak
tanschlüsse für Messungen mehr als 80.000 mal verwendet worden
sind, der Kontaktwiderstand der herkömmlichen Kontaktanschlüs
se zu, wodurch der stabile Kontakt gefährdet wird. Dagegen
nimmt, selbst nachdem die Kontaktanschlüsse gemäß der vorlie
genden Erfindung für Messungen mehr als 100.000 mal benutzt
wurden, der Kontaktwiderstand der Kontaktanschlüsse nicht zu,
wodurch der stabile Kontakt aufrecht erhalten bleibt.
Die vorliegende Erfindung, die auf die Weise ausgeführt werden
kann, wie sie in den obigen Ausführungsform beschrieben worden
ist, ergibt die folgenden vorteilhaften Resultate.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die
Fassung zur Benutzung bei dem Test einer elektronischen Vor
richtung oder einer Halbleiterpackung oder eines Halbleiter
bauelementes Kontaktanschlüsse auf, die in elektrischen Kon
takt mit externen Verbindungsanschlüssen der elektronischen
Vorrichtung oder der Halbleiterpackung oder des Halbleiterbau
elements gebracht werden. Bei jedem der Kontaktanschlüsse sind
eine Mehrzahl von Protuberanzen oder Austülpungen oder kleine
Vorsprünge aus einer glatten gekrümmten Oberfläche in dem Ab
schnitt des Kontaktanschlusses gebildet, der den entsprechen
den externen Verbindungsanschluß kontaktiert. Eine Mehrzahl
von Ausnehmungen oder Aussparungen ist aus der glatten ge
krümmten Oberfläche so gebildet, daß sie benachbart zu den
entsprechenden kleinen Vorsprüngen angeordnet sind. Eine zot
tenartige Struktur, die durch die abwechselnde Anordnung der
kleinen Vorsprünge und der Ausnehmungen dargestellt wird, kon
taktiert die Oberfläche des externen Kontaktanschlusses. Jede
der zottenartigen Struktur verursacht eine kleine elastische
Deformation an dem Punkt des Kontaktes des externen Verbin
dungsabschnittes, wodurch die Kontaktfläche vergrößert wird
und ein stabiler elektrischer Kontakt realisiert wird.
Bevorzugt ist die Mehrzahl der kleinen Vorsprünge so gebildet,
daß sie eine im wesentlichen sphärische Oberfläche annehmen
mit einem Krümmungsradius von 2 bis 15 µm. Wenn die kleinen
Vorsprünge in Kontakt mit dem Metall kommen, das auf der Ober
fläche des externen Verbindungsabschnittes vorgesehen ist
(z. B. eine Lötplattierungsschicht) und das Metall verformen,
kann sich die Fläche des Metalles, das zu verformen ist, im
wesentlichen dem Maximalwert verformen durch Einstellen des
Krümmungsradius der kleinen Vorsprünge auf die Dicke des Me
talles, d. h. eine Dicke von 2 bis 15 µm.
Bevorzugt sind die Mehrzahl von kleinen Vorsprüngen und Aus
nehmungen mit einem leitenden Hartfilm beschichtet. Als Resul
tat verhindert der Hartfilm die Koagulation, die sonst verur
sacht würde, wenn der externe Verbindungsanschluß in Kontakt
mit der Oberfläche des Kontaktanschlusses kommt.
Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die
Fassung zur Benutzung bei dem Test einer elektronischen Vor
richtung oder einer Halbleiterpackung oder eines Halbleiter
bauelementes einen oder mehreren Kontaktvorsprung auf, die auf
det Oberfläche eines jeden der Kontaktanschlüsse vorgesehen
sind und externe Verbindungsanschlüsse der elektronischen Vor
richtung usw. kontaktieren. Das äußere Ende eines jeden der
Kontaktvorsprünge ist so gebildet, daß es eine im wesentlichen
sphärische Oberfläche mit einem Krümmungsradius von 0,03 bis
0,3 mm annimmt. Die Mehrzahl von kleinen Vorsprüngen und Aus
nehmungen sind auf der Oberfläche des äußeren Endes eines je
den der Kontaktvorsprünge gebildet. Folglich wird die Wahr
scheinlichkeit, daß Fremdmaterie zwischen dem externen Verbin
dungsanschluß und der Oberfläche des Kontaktanschlusses einge
fangen wird, verringert.
Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist die
Fassung zur Benutzung bei dem Test einer elektronischen Vor
richtung oder einer Halbleiterpackung oder eines Halbleiter
bauelementes einen Kontaktvorsprung auf, der externe Verbin
dungsanschlüsse der elektronischen Vorrichtung usw. kontak
tiert. Weiter ist ein Führungsabschnitt vorgesehen, der in ei
nem vorbestimmten Abstand von dem Kontaktvorsprung beabstandet
ist, und er ist an der äußersten Spitze des Verbindungsan
schlusses vorgesehen. Er erstreckt sich weiter als der Kon
taktvorsprung in die gleiche Richtung, in die der Kontaktvor
sprung vorsteht. Somit kann das Positionieren zwischen den ex
ternen Verbindungsanschlüssen und den Kontaktanschlüssen ge
steuert werden.
Bevorzugt sind ebene Aufnahmeabschnitte an beiden Seiten des
Kontaktvorsprunges vorgesehen, oder eine angeschrägte Ebene
ist so gebildet, daß sie sich allmählich von dem Ende des Kon
taktvorsprunges verjüngt. Somit, selbst wenn die Positionen
der Kontaktanschlüsse, die die entsprechenden externen Verbin
dungsanschlüsse kontaktieren, versetzt sind, kann der elektri
sche Kontakt zwischen den Kontaktanschlüssen und den externen
Verbindungsanschlüssen hergestellt werden.
Nachdem der Abschnitt eines jeden Kontaktanschlusses, der den
entsprechenden externen Verbindungsanschluß der elektronischen
Vorrichtung usw. kontaktiert, auf eine gewünschte Oberflächen
rauheit durch Bearbeiten mit elektrischen Entladungen bearbei
tet worden ist, wird der so aufgerauhte Abschnitt mit elektro
lythischem Nickel plattiert, und der so plattierte Abschnitt
wird weiter mit Gold plattiert. Als Resultat können die be
schriebenen Irregularitäten wirksam in der Oberfläche des Kon
taktanschlusses gebildet werden.
Eine elektronische Vorrichtung usw. wird erhalten, die durch
die Benutzung einer der erwähnten Fassungen getestet wird. So
mit kann der Schaden an der Oberfläche der externen Verbin
dungsanschlüsse, der sonst verursacht würde, wenn der Kontak
tanschluß den entsprechenden externen Verbindungsanschluß kon
taktiert, verringert werden.
Die vorliegende Erfindung sichert einen stabilen Kontakt zwi
schen den externen Verbindungsanschlüssen und den Kontaktan
schlüssen und hält einen kontinuierlichen stabilen Kontakt
aufrecht.
Die Offenbarung der japanischen Patentanmeldung 11-173 421,
die am 18. Juni 1999 eingereicht wurde, wird hierin durch Be
zugnahme auf genommen.
Claims (8)
1. Testfassung mit:
Kontaktanschlüssen (20), die in elektrischen Kontakt mit ex ternen Verbindungsanschlüssen (50) einer elektronischen Vor richtung oder einer Halbleiterpackung oder eines Halbleiter bauelementes oder ähnlichem gebracht werden, wobei jede der Kontaktanschlüsse (20) eine Mehrzahl von kleinen Vorsprüngen (22) und eine Mehrzahl von Ausnehmungen (23) aufweist;
wobei die Mehrzahl von kleinen Vorsprüngen (22) aus glatten gekrümmten Oberflächen in dem Abschnitt zum Kontaktieren der externen Verbindungsanschlüsse (50) gebildet sind und die Mehrzahl von Ausnehmungen (23) aus glatten gekrümmten Oberflä chen benachbart zu den entsprechenden kleinen Vorsprüngen (22) gebildet sind.
Kontaktanschlüssen (20), die in elektrischen Kontakt mit ex ternen Verbindungsanschlüssen (50) einer elektronischen Vor richtung oder einer Halbleiterpackung oder eines Halbleiter bauelementes oder ähnlichem gebracht werden, wobei jede der Kontaktanschlüsse (20) eine Mehrzahl von kleinen Vorsprüngen (22) und eine Mehrzahl von Ausnehmungen (23) aufweist;
wobei die Mehrzahl von kleinen Vorsprüngen (22) aus glatten gekrümmten Oberflächen in dem Abschnitt zum Kontaktieren der externen Verbindungsanschlüsse (50) gebildet sind und die Mehrzahl von Ausnehmungen (23) aus glatten gekrümmten Oberflä chen benachbart zu den entsprechenden kleinen Vorsprüngen (22) gebildet sind.
2. Testfassung mit:
einer Mehrzahl von Kontaktanschlüssen (20), wobei jeder der
Kontaktanschlüsse (20) einen oder mehrere Kontaktvorsprünge
(24) aufweist, die auf der Oberfläche davon zum Kontaktieren
von externen Verbindungsanschlüssen (50) einer elektronischen
Vorrichtung oder einer Halbleiterpackung oder eines Halblei
terbauelementes oder ähnlichem vorgesehen sind, wobei das äu
ßere Ende eines jeden der Kontaktvorsprünge (24) so gebildet
ist, daß es eine im wesentliche sphärische Oberfläche mit ei
nem Krümmungsradius von 0,03 bis 0,3 mm annimmt, jeder Kon
taktvorsprünge (24) eine Mehrzahl von kleinen Vorsprüngen (22)
und eine Mehrzahl von kleinen Ausnehmungen (23) aufweist, die
auf der im wesentliche sphärischen Oberfläche aus der glatten
gekrümmten Oberfläche gebildet sind.
3. Testfassung nach Anspruch 1 oder 2,
bei der die Mehrzahl von kleinen Vorsprüngen (22) so gebildet
ist, daß sie eine im wesentlichen sphärische Oberfläche mit
einem Krümmungsradius von 2 bis 15 µm annehmen.
4. Testfassung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
bei der die Mehrzahl von kleinen Vorsprüngen (22) und Ausneh
mungen (23) mit einem leitenden harten Film beschichtet sind.
5. Testfassung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
bei der jeder der Kontaktanschlüsse (20) weiter einen Füh
rungsvorsprung (25) aufweist, der in einem vorbestimmten Ab
stand getrennt von dem Kontaktvorsprung (24) an dem äußersten
Ende davon gebildet ist und sich weiter als der Kontaktvor
sprung (24) in die gleiche Richtung erstreckt, in der der Kon
taktvorsprung (24) vorsteht.
6. Testfassung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
bei der jeder der Kontaktanschlüsse (20) ebenen Aufnahmeab
schnitte (26, 27), die an beiden Seiten des Kontaktvorsprunges
(24) an dessen Fuß vorgesehen sind, oder einen angeschrägten
Aufnahmeabschnitt (28), der so gebildet ist, daß er sich all
mählich von dem Kontaktvorsprung (24) verjüngt, aufweist.
7. Verfahren zum Bilden von Kontaktanschlüssen (20) der
Testfassung von Anspruch 1, wobei das Verfahren die Schritte
aufweist:
Bearbeiten auf eine gewünschte Oberflächenrauheit des Ab schnittes eines jeden Kontaktanschlusses, der den externen Verbindungsanschluß der elektronischen Vorrichtung, der Halb leiterpackung oder des Halbleiterbauelementes kontaktiert, durch Bearbeiten mit elektrischer Entladung;
Plattieren des so aufgerauhten Abschnittes mit elektrolythi schem Nickel; und
Plattieren des so plattierten Abschnittes mit Gold.
Bearbeiten auf eine gewünschte Oberflächenrauheit des Ab schnittes eines jeden Kontaktanschlusses, der den externen Verbindungsanschluß der elektronischen Vorrichtung, der Halb leiterpackung oder des Halbleiterbauelementes kontaktiert, durch Bearbeiten mit elektrischer Entladung;
Plattieren des so aufgerauhten Abschnittes mit elektrolythi schem Nickel; und
Plattieren des so plattierten Abschnittes mit Gold.
8. Elektronische Vorrichtung oder Halbleiterpackung oder
Halbleiterbauelement, dessen elektrische Eigenschaften unter
Benutzung der Testfassung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ge
testet wird.
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