DE10128387A1 - Integrierter Mikrokontakt-Pin und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Integrierter Mikrokontakt-Pin und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Abstract
Die Erfindung ermöglicht das Testen von hochintegrierten LSIs mit einem Elektrodenabstand in der Größenordnung von beispielsweise 150 mum vor deren Verpackung mittels schneller Signale. Koaxialübertragungsleitungen (13) für den Abschluß, die einen Anschlußträger (11) durchsetzen, sind in einem zweidimensionalen Feld angeordnet. An die einen Enden der Übertragungsleitungen (13) sind die einen Enden von Kontakt-Pins (18) wie beispielsweise leitfähigen Whiskern angeschlossen, während die anderen Enden der Übertragungsleitungen (13) über eine Anschlußplatte (72) mit ähnlichem Aufbau wie der Anschlußträger (11) an einen Übertragungsleitungsblock (61) mit dreidimensionaler, sich nach oben allmählich verbreiternder Konfiguration angeschlossen. Der Übertragungsleitungsblock (61) enthält Hochfrequenzübertragungsleitungen (62) für die Weiterleitung, die bei ihren einen Enden an die anderen Enden der Koaxialübertragungsleitungen (13) angeschlossen sind und deren Abstände zwischen den benachbarten Leitungen an den anderen oberen Enden verbreitert sind. Die oberen Enden der Übertragungsleitungen (62) großen Abstands sind an eine Funktionsplatine (nicht gezeigt) angeschlossen. Die Kontakt-Pins (18) weisen eine Länge von etwa 0,3 bis 0,5 mm auf, und die charakteristische Impedanz wird über alle Übertragungsleitungen (62) gleich gehalten. Der Anschlußträger (11) ist ersetzbar.
Description
Diese Erfindung betrifft eine Mikrokontakt-Pin-Vorrichtung, in der Mikrokontakt-Pins integriert
sind, zur Verwendung beispielsweise beim Testen des Betriebs von Halbleiter-ICs, bevor sie
verpackt werden, und von verpackten Mikro-Miniatur-Halbleiter-ICs, und ein Verfahren zur
Herstellung einer derartigen Mikrokontakt-Pin-Vorrichtung.
Die herkömmliche Mikrokontakt-Pin-Vorrichtung, die dafür ausgelegt ist, einen Kontakt mit einem
Halbleiter-IC zum Überprüfen der Funktion des Halbleiter-ICs, bevor er verpackt wird, herzustel
len, hat einer Nadelspitze geähnelt und war für die Abtastung von langsamen Signalen ausgebil
det. Daher wurde der herkömmlichen Mikrokontakt-Pin-Vorrichtung dieser Art keine spezielle
Beachtung im Hinblick auf die gleichförmige Ausgestaltung der charakteristischen Impedanz über
alle Signalübertragungsleitungen hinweg geschenkt.
Dies führte zu Problemen wie beispielsweise Reflexionen und Übersprechen, wenn derartige
Mikrokontakt-Pin-Vorrichtungen dazu verwendet wurden, sehr schnelle Signale an einen Halblei
ter-IC zu übertragen und von ihm zu empfangen.
Ein Beispiel der im Handel erhältlichen Mikrokontakt-Pin-Vorrichtung, in der das Konzept einer
Signalübertragungsleitung enthalten ist, die für die Abtastung schneller Signale ausgelegt ist, ist
die von Cascade Microwave Inc. verkaufte Mikrowellenabtastsonde. Sie umfaßt einen Rahmen,
an dem ein Eingangsmikrokontakt-Pins tragender erster Block und ein Ausgangsmikrokontakt-Pins
tragender zweiter Block angebracht sind, und er ist zum Abtasten eines Paars von Punkten auf
einem Halbleiter-IC ausgelegt. Diese Mikrowellenabtastsonde erfordert jedoch eine lange Zeit zum
Testen vieler Stellen auf dem Halbleiter-IC und ist nicht in der Lage, die Funktionsweise einer
Mehrzahl von Stellen gleichzeitig zu testen.
In der Vergangenheit wurde eine Mehrkanal-Pin-Abtastvorrichtung zum gleichzeitigen Abtasten
vieler Stellen durch die japanische Offenlegungsschrift 321170/95 mit dem Titel "Probe
Assembly for Testing IC Circuit" (US-Patentanmeldung Nr. 08/247,874) bekannt. Diese Abtast
anordnung umfaßt eine Schicht aus einem dielektrischen Film, an dessen einer Seite eine
nachgiebige dünne Folie aus Metall gebildet ist und an dessen anderer Seite in Juxtaposition eine
Mehrzahl von metallischen Zuleitungsmustern gebildet ist, wobei ein Ende jedes der Zuleitungs
muster auf der gleichen Seite um etwa 0,76 mm über die benachbarte Seite der dielektrischen
Filmschicht hinausragt, um eine Abtastspitze (Kontakt-Pin) zu bilden. Obwohl dies nicht speziell
beschrieben ist, wird aus der Angabe "Schaffen einer geeigneten elektrischen Impedanzcharakte
ristik bezüglich Masse" geschlossen, daß die Metallfolie und die Mehrzahl von metallischen
Zuleitungsmustern jeweils Mikrostreifenübertragungsleitungen bilden können, so daß vermutet
wird, daß es möglich ist, gleichzeitig viele Pins an einem Halbleiter-IC abtasten zu lassen, wobei
die Charakteristik der Hochfrequenzübertragungsleitungen beibehalten bleibt.
Bei einer derartigen Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins ist es jedoch aufgrund des
kleinen Pin-Rasterabstands und der Tatsache, daß die Kontakt-Pins extrem dünn sind, wahr
scheinlich, daß sich die Kontakt-Pins aufgrund der wiederholten Benutzung relativ schnell und
dazu noch ungleichmäßig über die einzelnen Pins abnutzen, so daß es erforderlich ist, die
gesamte Folie zu ersetzen, auf der die Mehrzahl von Zuleitungsmustern mit den Kontakt-Pins
gebildet ist. In einem derartigen Fall zieht, da bei der in der vorgenannten japanischen Offenle
gungsschrift offenbarten herkömmlichen Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins die Folie,
welche die Zuleitungsmuster umfaßt, relativ groß und relativ teuer ist, das Ersetzen dieser derart
teuren Folie beträchtlich hohe Kosten nach sich.
Des weiteren ist die vorgenannte Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins mit dem Problem
des Auftretens gegenseitiger Beeinträchtigungen zwischen den Dekodierungen von Signalen
behaftet, die über benachbarte Zuleitungsmuster übertragen werden, d. h. gegenseitigen Beein
trächtigungen zwischen den Kanälen, da die Zuleitungsmuster nahe beieinander liegen und keine
Barriere zwischen ihnen angeordnet ist.
Des weiteren sind die Kontakt-Pins in einer oder zwei Reihen angeordnet und so ausgelegt, die
Anschlußflächen abzutasten, die längs jeder Seite des rechteckigen Halbleiter-ICs angeordnet
sind.
Es wurde festgestellt, daß die Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins zum Ausführen
eines Tests bei einem verpackten Mikro-Miniatur-Halbleiter-IC in ähnlicher Weise mit den oben
diskutierten Problemen behaftet ist.
Somit besteht eine Aufgabe dieser Erfindung darin, eine Mikrokontakt-Pin-Vorrichtung, die selbst
dann kostengünstig hergestellt werden kann, wenn sie einen kleinen Pin-Rasterabstand in der
Größenordnung von beispielsweise 150 µm und eine große Anzahl an Pins aufweist, und ein
Verfahren zur Herstellung einer derartigen Mikrokontakt-Pin-Vorrichtung zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, eine Mikrokontakt-Pin-Vorrichtung, die auf
einfache Weise und dennoch mit relativ geringen Kosten durch eine andere ersetzt werden kann,
und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Mikrokontakt-Pin-Vorrichtung zu schaffen.
Bei der Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins gemäß dieser Erfindung weist ein
Anschlußhalter eine Mehrzahl von ihn durchsetzenden Hochfrequenzübertragungsleitungen für
den Abschluß (die nachstehend als "Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen" bezeichnet
werden) auf, die Gleichstrom übertragen können. Kontakt-Pins sind an ihren einen Enden an die
einen Enden der entsprechenden Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen auf einer Seiten
fläche des Anschlußhalters angeschlossen.
Gemäß einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung ist ein Übertragungsleitungsblock lösbar
an dem Anschlußhalter auf der anderen Seitenfläche des Halters befestigt. Der Übertragungslei
tungsblock weist eine Mehrzahl von Hochfrequenzübertragungsleitungen für die Weiterleitung (die
nachstehend als "Weiterleitungshochfrequenzübertragungsleitungen" bezeichnet werden) auf, die
in einem Feld angeordnet sind. Die einen Enden der Hochfrequenzübertragungsleitungen sind mit
den gleichen Abständen wie zwischen den Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen
angeordnet und an die anderen Enden der entsprechenden Abschlußhochfrequenzübertragungslei
tungen angeschossen. Die Abstände zwischen den Weiterleitungshochfrequenzübertragungslei
tungen an ihren anderen Enden sind verbreitert, so daß sie größer als die Abstände zwischen den
Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen sind.
Gemäß einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung weist der Anschlußhalter die Form eine
Platte auf, sind die Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen zweidimensional verteilt und
weist der Übertragungsleitungsblock einen dreidimensionalen, sich allmählich verbreiternden
Aufbau auf.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung sind die Weiterleitungshochfrequenz
übertragungsleitungen bezüglich hoher Frequenzen gegeneinander abgeschirmt.
Gemäß einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung sind die Abschlußhochfrequenzübertra
gungsleitungen bezüglich hoher Frequenzen gegeneinander abgeschirmt.
Gemäß einem anderen Aspekt schafft diese Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer
Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins, das umfaßt:
Anfertigen eines Anschlußhalters, der von Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen durchsetzt ist, die Gleichstrom übertragen können;
Anordnen von Mikrokontakt-Pins auf einem dünnen Substrat und Aneinanderschichten einer Mehrzahl der Substrate schräg aneinander, um eine Aufbausubstratanordnung zu bilden, wobei auf jedem der Substrate die Mikrokontakt-Pins angeordnet sind;
Anschließen der einen Enden der Mikrokontakt-Pins der Aufbausubstratanordnung an die einen Enden der entsprechenden Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen; und
Auflösen und Entfernen der Substrate der Aufbausubstratanordnung.
Anfertigen eines Anschlußhalters, der von Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen durchsetzt ist, die Gleichstrom übertragen können;
Anordnen von Mikrokontakt-Pins auf einem dünnen Substrat und Aneinanderschichten einer Mehrzahl der Substrate schräg aneinander, um eine Aufbausubstratanordnung zu bilden, wobei auf jedem der Substrate die Mikrokontakt-Pins angeordnet sind;
Anschließen der einen Enden der Mikrokontakt-Pins der Aufbausubstratanordnung an die einen Enden der entsprechenden Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen; und
Auflösen und Entfernen der Substrate der Aufbausubstratanordnung.
Fig. 1 stellt eine Ausführungsform dieser Erfindung dar, wobei Fig. 1A eine Querschnittsan
sicht längs der Linie 1A-1A von Fig. 1B ist und Fig. 1B eine Ansicht von Fig. 1A von
unten ist;
Fig. 2A-2E sind Querschnittsansichten entsprechend Fig. 1A und stellen die Schritte des
Verfahrens zur Herstellung des Anschlußträgers 11 in Fig. 1 dar;
Fig. 3A-3F sind Darstellungen, welche die Schritte des Verbindens der Gruppe von Kontakt-
Pins 18 mit dem Anschlußhalter 11 in Fig. 1 zeigen;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht, welche die Art und Weise darstellt, in der die Ausfüh
rungsform dieser Erfindung in Benutzung ist;
Fig. 5A-5C sind Darstellungen, welche die Schritte der Herstellung eines Anschlußhalters 11
mit koplanaren Übertragungsleitungen zeigen;
Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die den Schritt im Prozeß zur Herstellung eines
Anschlußhalters 11 mit Mikrostreifenübertragungsleitungen darstellt;
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform dieser Erfindung darstellt,
bei der ein Übertragungsleitungsblock 61 mit einer Vorrichtung 31 mit integrierten
Mikrokontakt-Pins kombiniert ist;
Fig. 8A-8D sind Darstellungen, welche die Schritte der Herstellung eines Übertragungslei
tungsblocks 61 mit koplanaren Übertragungsleitungen zeigen;
Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht, die eine andere Ausführungsform dieser Erfindung
darstellt, bei der ein Übertragungsleitungsblock 61 mit einer Vorrichtung 31 mit integ
rierten Mikrokontakt-Pins kombiniert ist;
Fig. 10A-10D sind Darstellungen, welche die Schritte der Herstellung einer anderen Form des
Übertragungsleitungsblocks 61 zeigen; und
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht, die noch eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung
zeigt, bei der ein Übertragungsleitungsblock mit einer Vorrichtung mit integrierten
Mikrokontakt-Pins kombiniert ist.
Fig. 1 stellt eine Ausführungsform der Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins gemäß
dieser Erfindung dar.
Der Anschlußträger 11 in diesem Beispiel umfaßt ein rechteckiges Substrat 12 mit einer Mehrzahl
von Hochfrequenzübertragungsleitungen 13 als Abschluß, die es durchsetzen und in Form einer
Matrix angeordnet sind. Jede der Hochfrequenzübertragungsleitungen 13 für den Abschluß ist
dafür ausgelegt, Gleichstrom durchzuleiten. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Abschlußhoch
frequenzübertragungsleitung 13 als Koaxialübertragungsleitung ausgebildet, und das Substrat 12
ist aus einem elektrisch leitfähigen Material wie beispielsweise Metall hergestellt. Das Substrat
12 ist von Durchgangsöffnungen 14 durchsetzt, in deren jeder ein Mittelleiter 15 längs der
Mittelachse der Durchgangsöffnung 14 aufgenommen ist. Der Spalt zwischen dem Mittelleiter 15
und der Innenumfangsfläche der Durchgangsöffnung 14 ist mit einer dielektrischen Schicht 16
gefüllt, um eine Koaxialübertragungsleitung 13 zu bilden, bei der das leitfähige Substrat 12 als
Außenleiter dient.
Auf einer Seitenfläche des Anschlußträgers 11 sind Kontakt-Pins 18 vorgesehen, die jeweils an
einem Ende mit der entsprechenden der Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen 13 zum
Durchleiten von Gleichstrom verbunden sind. In diesem Beispiel sind die einen Enden der Kontakt-
Pins 18 mit einen Enden der entsprechenden Mittelleiter 15 verbunden. Es ist bevorzugt, daß sich
der Kontakt-Pin 18 schräg bezüglich des Mittelleiters 15 erstreckt. Genauer gesagt kann der
Winkel θ des Kontakt-Pins 18 zur Horizontalebene 19 vorzugsweise zwischen 30° und 60°
liegen, wenn der Mittelleiter 15 so ausgerichtet ist, daß er sich senkrecht zur Horizontalebene 19
erstreckt.
Das Substrat 12 ist an geeigneten Positionen wie beispielsweise gemäß Darstellung den vier
Ecken mit Positionierungslöchern 22 zur Montage an einer Funktionsplatine versehen, beispiels
weise zum Anschluß an ein Testgerät.
Die Anzahl an Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen 13 kann in der Praxis groß sein,
beispielsweise in der Größenordnung von einigen zehn bis einige hundert x einige zehn bis einige
hundert. Das Substrat 12 kann eine Dicke D1 von 300 µm aufweisen, die Abstände (Rastermaß)
D2 der Kontakt-Pins 18 können etwa 150 µm betragen, der Innendurchmesser der Durchgangs
öffnung 14 kann 80 µm sein, und der Kontakt-Pin 18 kann eine Länge L1 von 30 bis 50 µm
aufweisen.
Die charakteristische Impedanz der Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen 13 kann 50 Ω
betragen, beispielsweise derart, daß sie mit der charakteristischen Impedanz der Anschlußleitung
zu einem Halbleiter-IC-Testgerät übereinstimmt, an den die Übertragungsleitungen 13 ange
schlossen werden sollen. Für die Koaxialübertragungsleitung hängt die charakteristische Impe
danz vom Innendurchmesser des Außenleiters, vom Außendurchmesser des Mittelleiters und der
Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums zwischen ihnen ab.
Alternativ kann ein elektrisch isolierendes Material wie beispielsweise Keramik zur Bildung des
Substrats 12 verwendet werden, und die Innenumfangsflächen der Durchgangsöffnungen 14
können durch Bedampfen mit Metall metallisiert werden, um dadurch Außenleiter für Koaxialüber
tragungsleitungen zu bilden.
Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung der Vorrichtung mit Mikrokontakt-Pins
werden nun unter Bezug auf Fig. 2 beschrieben.
Das Substrat 12 kann aus einem metallischen Stoff wie beispielsweise Al, Cu, Bronze oder
ähnlichem oder aus einem leitfähigen Material hergestellt sein, das sich aus einer Siliciumbasis
platte zusammensetzt, in die Dotierstoffe wie beispielsweise Bor injiziert wurden, und kann mit
kreisförmigen Durchgangsöffnungen 14 durch einen Fotoätzprozeß an Stellen hergestellt werden,
wo Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen 13 gebildet werden sollen, wie in Fig. 2A
gezeigt. Es ist festzuhalten, daß die Querschnitte in Fig. 2 denjenigen in Fig. 1A entsprechen.
Während dieses Schritts können, obwohl nicht in Fig. 2 gezeigt, die in Fig. 1B sichtbaren
Positionierungslöcher 22 gleichzeitig so gebildet werden, daß sie das Substrat durchsetzen.
Der nächste Schritt, wie in Fig. 2B gezeigt, besteht darin, die Durchgangsöffnungen 14 mit
Schichten 16 aus einem Dielektrikum wie beispielsweise SiO2 zu füllen, beispielsweise durch
einen CVD-Prozeß (Gasphasenabscheidung nach chemischen Verfahren), wonach die Bildung von
Mittelöffnungen 24, die die dielektrischen Schichten konzentrisch mit den Durchgangsöffnungen
14 durchsetzen, durch einen Fotoätzprozeß folgt, wie in Fig. 2C gezeigt. Dann werden die
Mittelöffnungen 24 durch Plattieren oder Bedampfen mit Gold oder Kupfer mit Mittelleitern 15
gefüllt, wie in Fig. 2D gezeigt. Alternativ kann die Einbettung von Mittelleitern 15 in die Mittel
öffnungen 24 durch Einführen von Metallfäden in die Öffnungen und deren hermetisches
Einschließen mit Glas ausgeführt werden. Es ist somit festzuhalten, daß der Anschlußträger 11 in
Fig. 1 so aufgebaut werden kann.
Eine Gruppe von Kontakt-Pins kann wie folgt hergestellt werden: Wie in Fig. 3A gezeigt, wird ein
dünnes Substrat 25 mit einer Mehrzahl gleichförmig beabstandeter paralleler Positionierungsnuten
26 gebildet. Der Rasterabstand D3 der Positionierungsnuten 26 wird gleich dem Rasterabstand
D2 der Kontakt-Pins 18 gemacht. Die Breite W1 des Substrats 25 ist ungefähr gleich der Länge
L1 der Kontakt-Pins 18. Die Positionierungsnuten 26 sind vorzugsweise V-förmige Nuten, und sie
können durch Verwendung einer Siliciumkristallplatte für das Substrat 25 und Verwendung eines
Musterverfahrens und der Anisotropie des Siliciumkristalls auf einfache Weise hergestellt werden.
Dann wird, wie in Fig. 3B gezeigt, in jede der Positionierungsnuten 26, in ihnen geführt, ein
Kontakt-Pin 18 eingeführt. Es ist möglich, für den Kontakt-Pin 18 leitfähige Whiskerkristalle
(whiskerkristallähnliche Einkristalle), Gold-plattiertes fadenförmiges Glas, nachgiebige Metallfäden
wie beispielsweise Phosphorbronzedraht, oder irgendein anderes geeignetes Material von etwa
20 bis 30 µm Durchmesser, das elektrisch leitfähig ist sowie hart und dennoch nachgiebig ist, zu
verwenden. Um die Kontakt-Pins 18 in den Positionierungsnuten 26 an Ort und Stelle positioniert
zu halten, kann ein dünner Haltefilm 27 aus elektrisch isolierendem Material wie beispielsweise
SiO2 durch einen CVD-Prozeß auf dem Substrat 25 gebildet werden, wie in Fig. 3C gezeigt. Die
Kontakt-Pins 18 werden somit an Ort und Stelle gehalten, da sie zwischen dem Substrat 25 und
dem Haltefilm 27 eingebettet sind.
Mehrere der Substrate 25, auf denen somit eine Mehrzahl von Kontakt-Pins 18 gehalten ist,
werden so aneinandergeschichtet, daß sie in Longitudinalrichtung der Kontakt-Pins 18 jeweils
einen Abstand von D4 zueinander aufweisen, und sie werden mit Klebstoffen wie beispielsweise
einem organischen Klebstoff auf Epoxidbasis oder einem organischen Klebstoff auf Polyimidbasis,
die zwischen die benachbarten Tafeln gebracht werden, miteinander verbunden, um eine
Aufbauanordnung 28 zu bilden, wie in Fig. 3D gezeigt. Der Versatz D4 ist so festgelegt, daß,
wenn die Aufbauanordnung horizontal ausgerichtet wird, der durch die Kontakt-Pins 18 zur
Horizontalebene gebildete Winkel θ einen vorbestimmten Wert (30 bis 60°) annimmt.
Der nächste Schritt besteht darin, die oberen und unteren Flächen der Aufbauanordnung 28
durch Bearbeitung flach zu machen, so daß die entgegengesetzten Enden der Kontakt-Pins 18 als
Kontaktflächen freiliegen, die in der gleichen Ebene liegen, wie in Fig. 3E gezeigt. In dieser
Hinsicht werden der Rasterabstand der Positionierungsnuten 26, die Dicke der Substrate 25, die
Tiefe der Nuten 26 und die Dicke der Haltefilme 27 so vorgewählt, daß die Rasterabstände in der
Spaltenrichtung und der Zeilenrichtung der in einer Matrix angeordneten Kontakt-Pins 18 mit den
Rasterabständen in der Spaltenrichtung bzw. der Zeilenrichtung der Mittelleiter 15 der im
Anschlußträger 11 gehaltenen Koaxialübertragungsleitungen 13 übereinstimmen.
Dann werden die Aufbauanordnung 28 (Fig. 3E) mit ihren abgeflachten oberen und unteren
Flächen und der Anschlußträger 11 (Fig. 2D) durch Wärmeschweißen oder -löten miteinander
verbunden, wobei die Endflächen der Kontakt-Pins 18 und die zugeordneten Endflächen der
Mittelleiter 15 aneinander anliegen, wie in Fig. 3F gezeigt. Danach werden die Substrate 25 und
die Haltefilme 27 chemisch gelöst und entfernt. In dieser Hinsicht können die Mittelleiter 15 aus
einem Material wie beispielsweise einem mit Gold plattierten Leiter gebildet sein, das keiner
chemischen Reaktion unterliegt, und die Substrate 25 und die Haltefilme 27 werden durch
chemisches Ätzen unter Verwendung chemischer Lösungsmittel, die sie getrennt lösen können,
getrennt entfernt. Falls erforderlich, kann der Anschlußträger 11 vor dem Weglösen der Substrate
25 und der Haltefilme 27 mit einem Resistmaterial maskiert werden, das den Träger gegen
chemische Angriffe schützt. Es ist festzuhalten, daß die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung mit
integrierten Mikrokontakt-Pins durch diesen Prozeß gewonnen wird. Vorzugsweise ragen die
Endflächen der Mittelleiter 15 etwas über die Ebene des Anschlußträgers 11 (Substrat 12)
hinaus, um die feste Verbindung zwischen den Mittelleitern 15 und den Kontakt-Pins 18 zu
erleichtern und sicherzustellen.
Während bei der oben beschriebenen Ausführungsform leitfähiges Material für das Substrat 12
des Anschlußträgers 11 verwendet wird, kann auch ein elektrisch isolierendes Material wie
beispielsweise Keramik zur Bildung des Substrats 12 verwendet werden. In diesem Fall können
nach dem Bilden der Durchgangsöffnungen 14 gemäß Darstellung in Fig. 2A die Innenumfangs
flächen der Durchgangsöffnungen 14 durch Bedampfen mit Gold oder ähnlichem auf ihnen
metallisiert werden, um Außenleiter 29 zu bilden, wie in Fig. 2E gezeigt, wonach die Mittelleiter
15 und die Dielektrische Schichten 16 innerhalb der Außenleiter 29 durch die Prozeduren gebildet
werden, die ähnlich sind wie die unter Bezug auf die Fig. 2B bis 2D zuvor beschriebenen.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist die Vorrichtung 31 mit integrierten Mikrokontakt-Pins gemäß dieser
Erfindung entfernbar an der Signalverarbeitungsfunktionsplatine 32 befestigt, indem Positionie
rungsstifte 33, die von der Funktionsplatine 32 eines Halbleiter-IC-Testgeräts hervorragen, in die
entsprechenden Positionierungslöcher 22 in dem Anschlußträger 11 eingesteckt sind und die
Koaxialübertragungsleitungen 13 (Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen) mit koaxialarti
gen Durchgangslöchern 34 in der Funktionsplatine 32 verbunden sind. Das Testen wird ausge
führt, wenn sich die äußeren Enden der Kontakt-Pins 18 der Vorrichtung 31 mit integrierten
Mikrokontakt-Pins in Kontakt mit den entsprechenden Anschlußflächen (Elektroden) 36 auf einem
zu testenden Halbleiter-IC 35 befinden. Es ist hier festzuhalten, daß die Anschlußflächen
(Elektroden) 36 Elektroden zum Anlegen einer Gleichvorspannung, Elektroden zum Anlegen von
Testsignalen (ausgehend) und Abtastelektroden (empfangend) umfassen. Die Anordnung ist so
getroffen, daß die koaxialartigen Durchgangslöcher 34 der Funktionsplatine 32 und die
Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen 13 in ihren charakteristischen Impedanzen überein
stimmen. Dies gewährleistet in Verbindung damit, daß die Kontakt-Pins 18 eine sehr kurze Länge
von etwa 0,3 bis 0,5 mm aufweisen, eine zufriedenstellende Übertragung sehr schneller
Testsignale an die Anschlußflächen 36 und eine zufriedenstellende Übertragung sehr schneller
Signale von den Anschlußflächen 36 zurück zur Funktionsplatine 32. Dasjenige der koaxialartigen
Durchgangslöcher 34, das mit demjenigen der Kontakt-Pins 18 verbunden ist, an dem eine
Vorspannung angelegt ist, ist mit einem Übertragungsleitungsmuster 37 auf der Funktionsplatine
32 verbunden.
Während bei der oben beschriebenen Ausführungsform koaxialartige Übertragungsleitungen für
die Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen verwendet werden, ist klar, daß auch irgendeine
andere Art von Übertragungsleitung, die sowohl Hochfrequenzsignale als auch Gleichstromsignale
übertragen kann, verwendet werden kann. Es können beispielsweise koplanare Übertragungslei
tungen verwendet werden. In diesem Fall sind, wie in Fig. 5A gezeigt, breite Masseleitungen 42
und schmale Signalleitungen 43 alternierend auf einem dielektrischen Substrat 41 wie beispiels
weise einem Si3N4 Substrat, einem Keramiksubstrat oder einem Glassubstrat durch Musterung
auf Kupferfolie oder Goldfolie alternierend gebildet, beispielsweise derart, daß jeweils eine der
Signalleitungen 43 und zwei bezüglich dieser gegenüberliegende Masseleitungen 42 zusammen
wirken, um eine koplanare Übertragungsleitung 44 zu bilden. Dann wird eine dielektrische Schicht
45 auf diesen mehreren parallelen koplanaren Übertragungsleitungen 44 durch Niederschlagen
von SiO2 gebildet, beispielsweise durch CVD oder einen Bedampfungsprozeß, und auf jener
dielektrischen Schicht 45 werden in ähnlicher Weise koplanare Übertragungsleitungen 44
gebildet. Die Schritte der alternierenden Bildung koplanarer Übertragungsleitungen 44 und von
dielektrischen Schichten 45 werden wiederholt, bis eine gewünschte Aufbauanordnung koplana
rer Übertragungsleitungen und dielektrischen Schichten gewonnen ist. Die Anordnung ist so
getroffen, daß die Rastermaße und die Anzahl der Übertragungsleitungen 44 sowohl in horizon
taler als auch vertikaler Sicht in der Zeichnung mit den Rastermaßen und der Anzahl des
gewünschten Felds aus Kontakt-Pins 18 übereinstimmt.
Danach kann diese Aufbauanordnung der Übertragungsleitungen in Dicken D1 entsprechend der
Dicke des gewünschten Anschlußträgers 11 transversal zu der Länge der koplanaren Übertra
gungsleitungen 44 geschnitten werden, wie durch gestrichelte Linien in Fig. 5A gezeigt, um eine
Mehrzahl von Anschlußträgern 11 mit koplanaren Übertragungsleitungen 44 als Abschlußhoch
frequenzübertragungsleitungen 13 zu gewinnen.
Fig. 5B ist eine Querschnittsansicht entsprechend Fig. 1A, die jedoch den Anschlußträger 11 mit
koplanaren Abschlußübertragungsleitungen darstellt. Relativ dicke Substrate 41 und 46 sind auf
dem unteren bzw. dem oberen Abschnitt gemäß Darstellung in Fig. 5A gebildet, wo Positionie
rungslöcher 22 in dem Anschlußträger 11 gebildet werden können, bevor oder nachdem die
Anordnung geschnitten wird. Es ist festzuhalten, daß das Vorhandensein der Masseleitungen 42
zwischen benachbarten koplanaren Übertragungsleitungen 44, gesehen in der Richtung des Felds
der Masseleitungen 42 und der Signalleitungen 43, eine gegenseitige Beeinflussung zwischen den
benachbarten koplanaren Übertragungsleitungen 44 ausreichend reduziert. Wenn eine Möglichkeit
des Auftretens gegenseitiger Beeinflussung zwischen den koplanaren Übertragungsleitungen 44,
gesehen in der Richtung der vertikalen Übereinanderschichtung der koplanaren Übertragungslei
tungen 44 in Fig. 5A, besteht, können die koplanaren Übertragungsleitungen 44 alternativ durch
zwei aufeinanderfolgende dielektrische Schichten 45 mit einer dazwischen angeordneten
Masseleiterschicht 47 voneinander getrennt werden, wie als Teilausschnitt in Fig. 5C gezeigt.
Alternativ können Mikrostreifenübertragungsleitungen als Abschlußhochfrequenzübertragungslei
tung 13 verwendet werden. Das Verfahren der Herstellung eines Anschlußträgers 11 in diesem
Fall wird unter Bezug auf Fig. 6 beschrieben. Wie in dem Fall, in dem die Abschlußhochfrequenz
übertragungsleitungen 13 durch koplanare Übertragungsleitungen gebildet sind, wird eine
Masseschicht 48, die eine Leiterschicht umfaßt, auf einem dielektrischen Substrat 41 durch
Bedampfen mit Kupfer oder Gold gebildet. Dann wird auf der Masseschicht 48 eine dielektrische
Schicht 49 beispielsweise durch Bedampfen mit SiO2 gebildet, und auf jener dielektrischen
Schicht 49 wird eine Mehrzahl paralleler, voneinander beabstandeter Signalübertragungsleitungen.
51 gebildet, um Mikrostreifenübertragungsleitungen 52 zu bilden, auf denen eine weitere
dielektrische Schicht 53 gebildet wird. Die Schritte der Bildung einer Masseschicht 48, einer
dielektrischen Schicht 49, von Signalübertragungsleitungen 51 und einer dielektrischen Schicht
53 nacheinander werden wiederholt, bis eine gewünschte Aufbauanordnung von Masseschich
ten, Mikrostreifenübertragungsleitungen und dielektrischen Schichten gewonnen ist. Danach kann
diese Aufbauanordnung in Dicken D1 transversal zur Länge der Signalübertragungsleitungen 44
geschnitten werden, um eine Mehrzahl von Anschlußträgern 11 mit Mikrostreifenübertragungslei-
tungen 52 als Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen 13 zu gewinnen.
In alternativen Ausführungsformen kann ein Polyimidfilm verwendet werden, um die dielektrische
Schicht in den Fig. 5 und 6 zu bilden, auf die eine Leiterfolie wie beispielsweise eine Kupferfolie
aufgebracht wird. Dann kann die Leiterfolie bearbeitet werden, um koplanare Übertragungsleitun
gen 44 oder Signalübertragungsleitungen 51 zu bilden, oder sie kann ohne Verarbeitung zu einer
Masseschicht gemacht werden. Derartige koplanare Übertragungsleitungen oder Signalübertra
gungsleitungen und Masseschichten werden dann übereinandergeschichtet und mittels Hitze
zusammengeschweißt, um eine in Fig. 5A oder Fig. 6 gezeigte Aufbauanordnung herzustellen.
Um die Verbindung mit der oben beschriebenen Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins
und einer Funktionsplatine zu erleichtern und eine zufriedenstellende Hochfrequenzcharakteristik
beizubehalten, ist es wünschenswert, einen Übertragungsleitungsblock entfernbar an dem
Anschlußträger 11 zu befestigen. Wie genauer in Fig. 7 gezeigt, wird beispielsweise ein Übertra
gungsleitungsblock 61 auf der von den in einem zweidimensionalen Feld angeordneten Kontakt-
Pins 18 abgewandten Seite der Vorrichtung 31 mit integrierten Mikrokontakt-Pins entfernbar
angebracht. In dem Übertragungsleitungsblock 61 sind Hochfrequenzübertragungsleitungen 62
für den Abschluß angeordnet, deren eine Enden mit den entsprechenden Abschlußhochfrequenz
übertragungsleitungen 13 der Vorrichtung 31 mit integrierten Mikrokontakt-Pins verbunden sind
und deren andere Enden auf der von der Vorrichtung 31 mit integrierten Mikrokontakt-Pins abge
wandten Endfläche 61a des Blocks 61 liegen. Die Hochfrequenzübertragungsleitungen 62 für die
Weiterleitung sind so angeordnet, daß die Abstände zwischen den benachbarten Leitungen mit
zunehmendem Abstand der Leitungen von der Vorrichtung 31 mit integrierten Mikrokontakt-Pins
allmählich zunehmen, bis die Abstände zwischen den benachbarten Weiterleitungshochfrequenz
übertragungsleitungen 62 an der Endfläche 61a des Blocks 61 etwa zehnmal so groß wie jene an
der am Anschlußträger 61 angrenzenden entgegengesetzten Endfläche sind, während die
charakteristischen Impedanzen über alle Übertragungsleitungen 62 gleich gehalten werden.
Außerdem können die Weiterleitungshochfrequenzübertragungsleitungen 62 auch Gleichstrom
signale übertragen, und sie sind so ausgelegt, daß ihre charakteristische Impedanzen mit
denjenigen der Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen 13 übereinstimmen.
Als nächstes wird das Verfahren zur Herstellung eines Übertragungsleitungsblocks 61 beschrie
ben. In einem in Fig. 8A gezeigten Beispiel wird zuerst ein dünnes dielektrisches Substrat 63 aus
Keramik gebildet, das beispielsweise eine kurze Seite und eine gegenüberliegende längere Seite
aufweist. Das Substrat 63 weist Montagestreifen 64 auf, die einstückig als Verlängerungen von
den der kürzeren Seite 63a entgegengesetzten Seiten gebildet sind. Eine Mehrzahl koplanarer
Übertragungsleitungen 65, deren eine Enden auf der kürzeren Seite 63a liegen und deren andere
Enden auf der längeren Seite 63b liegen, sind aus Metall wie beispielsweise Kupfer, Gold oder
ähnlichem auf einer Seitenfläche des Substrats 63 durch einen Fotoätz- oder Dickfilmdruckprozeß
gebildet. Genauer gesagt sind breite Masseleitungen 65a und schmale Signalleitungen 65b
alternierend angeordnet, so daß jeweils eine der Signalleitungen 65b und die zwei Masseleitungen
65a, die ihr auf ihren entgegengesetzten Seiten benachbart sind, zusammenwirken, um eine
koplanare Übertragungsleitung 65 zu bilden.
Die Anzahl der koplanaren Übertragungsleitungen 65 wird gleich derjenigen der Kontakt-Pins 18
der Vorrichtung 31 mit integrierten Mikrokontakt-Pins über die Spaltenrichtung (oder Zeilenrich
tung) des Pin-Felds gemacht, und der Rasterabstand der Übertragungsleitungen auf der kürzeren
Seite 63a wird gleich derjenigen der Kontakt-Pins 18 über die Spaltenrichtung (oder Zeilenrich
tung) gemacht. Die Abstände der koplanaren Übertragungsleitungen 65 an den äußeren Enden,
d. h. an den Enden der längeren Seite 63b, sind am größten, z. B. etwa zehnmal so groß wie jene
auf der kürzeren Seite 63a (obwohl dies aus Gründen der Einfachheit der Zeichnung nicht im
Maßstab gezeigt ist). In diesem Fall wird die Breite der Signalleitungen 65b konstant gemacht,
während gleichzeitig die Abstände zwischen jeder der Signalleitungen 65b und den zwei
Masseleitungen 65a auf ihren gegenüberliegenden Seiten ebenfalls konstant gemacht werden,
um sicherzustellen, daß die charakteristische Impedanz der koplanaren Übertragungsleitungen 65
im wesentlichen konstant gehalten wird. Somit wird die Breite der einzelnen Masseleitungen 65a
mit zunehmender Entfernung von der kürzeren Seite 63a zur längeren Seite 63b hin allmählich
größer. Gewünschtenfalls kann jedoch, wie repräsentativ in gestrichelten Linien an einer Stelle in
Fig. 8A gezeigt, jede Masseleitung 65a mit einem Schlitz 66 versehen sein, der an einem Punkt
in der Mitte zwischen den entgegengesetzten Enden der Masseleitung startet und sich in der
Breite vergrößert, wenn er sich der längeren Seite 63b nähert, um die Breite der Masseleitung
65a effektiv konstant zu halten. Außerdem wird, während die kürzere Seite 63a geradlinig
hergestellt wird, die Länge der Seite 63b als Bogenkurve hergestellt, die bezüglich der kürzeren
Seite 63a konkav ist, um allen koplanaren Übertragungsleitungen 65 eine gleiche Weglänge und
somit eine gleiche Signalausbreitungszeit zu verleihen.
Wie erforderlich, wird eine Schicht 67 aus einem Leiter wie beispielsweise Kupfer auf der
anderen Seitenfläche des Substrats 63 durch Bedampfen gebildet, beispielsweise gemäß
Darstellung in Fig. 8B. Dann werden mehrere der so gewonnenen Substrate 63 mit vielen auf
ihnen gebildeten koplanaren Übertragungsleitungen 65 nacheinander übereinandergeschichtet und
miteinander verbunden, wobei ihre kürzeren Seiten 63a in Kontakt zueinander stehen und die
längeren Seiten 63b aneinander anstoßen, wobei Abstandshalter 68 aus beispielsweise Keramik
oder Glas zwischen den benachbarten längeren Seiten angeordnet sind, wie in Fig. 8C gezeigt.
Das Verbinden kann durch Verwendung organischer Klebstoffe wie beispielsweise auf Epoxid
basierenden oder auf Polyimid basierenden Klebstoffen ausgeführt werden. Wenn Abstandshalter
68 mit kleiner Dielektrizitätskonstante wie beispielsweise Keramik oder Glas zwischengelegt sind,
kann das Verbinden auch durch Hitze und Druck ausgeführt werden. Dann werden die Endflächen
der aufgebauten Substrate 63 auf der Seite, wo sie direkt (ohne Abstandshalter) miteinander
verbunden wurden, abgeflacht, wie in Fig. 8D gezeigt, um einen Übertragungsleitungsblock 61
fertigzustellen.
Die Anzahl der übereinander zu schichtenden Substrate 63 wird gleich derjenigen der Kontakt-
Pins 18 der Vorrichtung 31 mit integrierten Mikrokontakt-Pins längs der Zeilenrichtung (oder
Spaltenrichtung) des Pin-Felds gemacht, und der Rasterabstand der koplanaren Übertragungslei
tungen 65 auf der abgeflachten Endfläche 61b in der Richtung des Schichtens der Substrate 63
wird gleich demjenigen der Kontakt-Pins 18 in der Zeilenrichtung (oder Spaltenrichtung) des Pin-
Felds gemacht. In anderen Worten wird die Dicke der einzelnen Substrate 63 so vorgewählt, daß
dieses Erfordernis erfüllt wird.
Der so aufgebaute Übertragungsleitungsblock 61 wird auf den Anschlußträger 11 gelegt, und
Positionierungsstifte 71 werden durch die Positionierungslöcher 69, welche die Montagestreifen
64 jedes der übereinandergeschichteten Substrate 63 an deren entgegengesetzten Seiten
durchsetzen, und die ausgerichteten Positionierungslöcher 22 (Fig. 1) des Anschlußträgers 11
geführt, um den Übertragungsleitungsblock 61 und den Anschlußträger 11 relativ zueinander
auszurichten, wie in Fig. 7 gezeigt, damit sichergestellt wird, daß die Abschlußhochfrequenzüber
tragungsleitungen 13 des Anschlußträgers 11 und die entsprechenden Weiterleitungshochfre
quenzübertragungsleitungen 62 des Blocks 61 in Kontakt und elektrischen Anschluß miteinander
gebracht werden. Bei einer in Fig. 9 gezeigten alternativen Ausführungsform kann eine Steckver
binderplatte 72, die einen ähnlichen Aufbau wie der Anschlußträger 11 aufweist, vorübergehend
an der Anschlußendfläche 61b des Übertragungsleitungsblocks 61 für den Anschluß an die
Vorrichtung 31 mit integrierten Mikrokontakt-Pins befestigt werden. Die Steckverbinderplatte 72
weist Positionierungsstifte 71 auf, die an ihr befestigt sind und sich von ihr aus erstrecken. An
dieser Steckverbinderplatte 72 wird der Anschlußträger 11 entfernbar angebracht, indem die
Positionierungsstifte 71 durch die Positionierungslöcher 22 des Anschlußträgers 11 geführt
werden, um die einander zugeordneten Hochfrequenzübertragungsleitungen zueinander auszurich
ten und aneinander anzuschließen. Es ist festzuhalten, daß diese Anordnung das Ersetzen der
Vorrichtung 31 mit integrierten Mikrokontakt-Pins erleichtert. Als alternatives Verfahren zum
Herstellen koplanarer Übertragungsleitungen 65 als Weiterleitungshochfrequenzübertragungslei
tungen 62 gemäß Darstellung in Fig. 10A können Masseleitungen bildende Nuten und Signallei
tungen bildende Nuten auf einem Substrat 63 in einem Muster gebildet werden, das ähnlich wie
das in Fig. 8A gezeigte ist, und eine Metallschicht wird auf der Oberfläche des Substrats 63, in
dem die Nuten gebildet sind, gebildet, wonach jene Oberfläche abgeflacht und abgeschliffen
wird, um alternierende Masseleitungen 65a und Signalleitungen 65b in den Nuten zu schaffen.
Die nachfolgende Verarbeitung kann in gleicher Weise ausgeführt werden, wie sie in Verbindung
mit Fig. 8 beschrieben ist.
Als nächstes wird ein Beispiel beschrieben, bei dem die Weiterleitungshochfrequenzübertra
gungsleitungen 62 Koaxialübertragungsleitungen umfassen. Wie in den Fig. 10B und 10C
gezeigt, ist eine Mehrzahl von rechteckigen Nuten 75, die in der Form jeweils der Hälfte des
Querschnitts einer rechteckigen bzw. quadratischen Koaxialübertragungsleitung entspricht, in
einer Seitenfläche eines Substrats 63 in einem Muster gebildet, wobei die Abstände zwischen
den benachbarten Nuten sich allmählich verbreitern und die Innenflächen der Nuten 75 mit Gold
oder Kupfer metallisiert sind, um Außenleiter 76 zu bilden, wonach die Nuten 75 mit einem
Dielektrikum 77 wie beispielsweise SiO2 durch Bedampfen gefüllt werden. Dann wird ein
Mittelleiter 78 auf dem Dielektrikum 77 in jeder der Nuten 75 entlang deren Mittelachse durch
einen Druck- oder Fotoätzprozeß gebildet. In Fig. 10B sind die Mittelleiter 78 aus Gründen der
einfachen Darstellung in gestrichelten Linien gezeigt. Es werden mehrere der so aufgebauten
Substrate 63 mit auf ihnen gebildeten longitudinal unterteilten rechteckigen Koaxialübertra
gungsleitungshälften hergestellt, und die Substrate 63 werden in Paaren miteinander verbunden,
wobei deren Flächen, in denen die Nuten 75 gebildet sind, miteinander verbunden werden, wie in
Fig. 10D gezeigt, so daß jedes Paar der longitudinal unterteilten rechteckigen Hälften einer
rechteckigen bzw. quadratischen Übertragungsleitung zusammengepaßt wird, um eine recht
eckige bzw. quadratische Koaxialübertragungsleitung zu bilden. Dies vollendet eine zusammenge
paßte Anordnung 61 der Substrate 63 mit einer Mehrzahl von rechteckigen bzw. quadratischen
Koaxialübertragungsleitungen 79, die an ihren einen Enden weiter voneinander beabstandet sind
und an ihren anderen Enden weniger beabstandet sind. Eine Mehrzahl von so zusammengepaßten
Substratanordnungen 81 wird aneinandergeschichtet, wobei sich deren eine Enden in Kontakt
zueinander befinden und deren andere Enden aneinandergeschichtet und miteinander verbunden
werden, wobei ihre einen Enden sich in Kontakt zueinander befinden und die anderen Enden mit
dazwischen angeordneten Abstandshaltern aneinander anstoßen, wie in der in Fig. 8C gezeigten
Weise. Dann werden die Endflächen der Aufbausubstrate 81 auf der Seite, wo sie direkt (ohne
Abstandshalter) miteinander verbunden worden sind, in der in Fig. 8D gezeigten Weise abge
flacht, um einen Übertragungsleitungsblock 61 fertigzustellen. Es ist ersichtlich, daß runde
Koaxialübertragungsleitungen, in ähnlicher Weise wie der oben in Verbindung mit der koaxialen
Übertragungsleitung mit rechteckigem oder quadratischem Querschnitt beschriebenen, aufgebaut
werden können.
Bei einer anderen alternativen Ausführungsform kann die Weiterleitungshochfrequenzübertra
gungsleitung 62 in ähnlicher Weise aus einer Mikrostreifenübertragungsleitung aufgebaut werden.
In diesem Fall ist, obwohl nicht gezeigt, leicht ersichtlich, daß es möglich ist, daß es nur
erforderlich ist, daß Signalleitungen auf einer Seitenfläche eines Substrats mit einem Muster ge
bildet werden müssen, das demjenigen der in Fig. 8A gezeigten koplanaren Übertragungsleitun
gen 65 ähnlich ist, und daß eine Leiterschicht 67 als Massefläche auf der anderen Seitenfläche
der Substrate 63 gebildet werden muß.
Die mit großen Abständen voneinander angeordneten Enden der Weiterleitungshochfrequenzüber
tragungsleitungen 62 werden an die entsprechenden Anschlüsse (Elektroden) einer Funktionspla
tine auf der von der Vorrichtung 31 mit integrierten Mikrokontakt-Pins abgewandten Seite des
Übertragungsleitungsblocks 61 angeschlossen. Um den Anschluß zu erleichtern, wie in Fig. 11
gezeigt, kann die von der Vorrichtung 31 mit integrierten Mikrokontakt-Pins abgewandte
Endfläche 61c des Übertragungsleitungsblocks 61 eben geschliffen werden, so daß sie parallel
zur Endfläche 61a des Übertragungsleitungsblocks 61 auf der Seite der Vorrichtung 31 mit
integrierten Mikrokontakt-Pins wird, bevor die Funktionsplatine 32 der abgeflachten Endfläche
61a gegenüber in Kontakt mit dieser gebracht wird, so daß die Weiterleitungshochfrequenzüber
tragungsleitungen 62 an die zugeordneten Elektroden angeschlossen werden. In diesem Fall
können Unterschiede in der Signallaufzeit zwischen den Weiterleitungshochfrequenzübertra
gungsleitungen 62 aufgrund der Unterschiede in der Weglänge durch Einbringen von Verzöge
rungsleitungen in der Funktionsplatine 32 kompensiert werden, um die Gesamtsignallaufzeiten
gleich zu machen.
Während die Vorrichtung 31 mit integrierten Mikrokontakt-Pins in den oben beschriebenen
Ausführungsformen so dargestellt ist, daß sie Kontakt-Pins 18 aufweist, die in einem zweidimen
sionalen Feld angeordnet sind, dürfte klar sein, daß sie auch in einem eindimensionalen Feld
angeordnet sein können. Der zugeordnete Übertragungsleitungsblock 61 kann so sein, daß seine
Weiterleitungshochfrequenzübertragungsleitungen 62 in einem zweidimensionalen Feld angeord
net sind, wie in den Fig. 8A, 10A und 10D gezeigt. Während die Kontakt-Pins 18 als schräg
angebracht dargestellt sind, können sie darüber hinaus auch so ausgerichtet sein, daß sie die
Anschlußflächen (Elektroden) eines zu testenden Halbleiter-ICs senkrecht kontaktieren.
Als zusätzliche Optionen:
- a) Der Übertragungsleitungsblock 61 kann durch Ultraschall zu Mikrobewegungen in Vibration gebracht werden, um die Mikrokontakt-Pins 18 zu veranlassen, die Elektroden 36 eines gerade im Test befindlichen Halbleiter-ICs anzukratzen, um jegliche Oxidfilme auf ihnen zum Zweck der Reduzierung des Kontaktwiderstands zwischen den Elektroden 36 und den Kontakt-Pins 18 zu zerstören.
- b) Es kann ein Kühlmechanismus zum Dissipieren von Wärme vorgesehen sein, die von den Elektroden 36 eines gerade im Test befindlichen Halbleiter-ICs durch die Mikrokontakt-Pins 18 zum Übertragungsleitungsblock 61 oder durch Strahlung geleitet werden kann.
- c) Eine Überwachungskamera kann auf einer Seite des Übertragungsleitungsblocks 61 oder an irgendeiner anderen geeigneten Stelle installiert werden, um eine Markierung auf dem Substrat eines gerade im Test befindlichen Halbleiter-ICs zu identifizieren, und es kann ein Führungsme chanismus vorgesehen sein, um sicherzustellen, daß die Mikrokontakt-Pins 18 zu den Elektroden 36 eines gerade im Test befindlichen Halbleiter-ICs geführt werden.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, bietet diese Erfindung die folgenden Vorteile:
- 1. Die Erfindung ermöglicht es, Mikrokontakt-Pins zu realisieren, die ein effektives Testen des Betriebs von Halbleiter-ICs vor deren Verpackung oder der gemäß dem Stand der Technik verpackten Mikro-Miniatur-Halbleiter-ICs erlauben. Es ist möglich, Mikrokontakt-Pins mit einem Pin-Rasterabstand in der Größenordnung von 150 µm sowie einer Pin-Anzahl von bis zu mehreren tausend Kanälen zu realisieren.
- 2. Sie ermöglicht das Abtasten von sehr schnellen Signalen, da die charakteristische Impedanz der Signalübertragungsleitungen bis unmittelbar vor dem Zeitpunkt konstant gehalten wird, zu dem sie die Kontakt-Pins 18 zum Abtasten der Elektroden 36 eines gerade im Test befindlichen Halbleiter-ICs erreichen.
- 3. Sie ermöglicht nicht nur die Übertragung von Testsignalen und Meßsignalen, sondern auch das Anlegen einer Gleichvorspannung an einen gerade im Test befindlichen Halbleiter-IC.
- 4. Es ist ferner möglich, Mikrokontakt-Pins 18 in einem Substrat in einem zweidimensionalen Feld in Entsprechung mit dem Elektrodenfeld eines gerade im Test befindlichen Halbleiter-ICs zu integrieren.
- 5. In dem Fall, in dem der Anschlußträger 11 der Vorrichtung 31 mit integrierten Mikrokontakt- Pins mit Führungsnuten oder Führungsstiften versehen ist, kann die gesamte Vorrichtung 31 mit integrierten Mikrokontakt-Pins auf einfache Weise ersetzt und dennoch auf einfache Weise für die Ausrichtung eingestellt werden, entweder wenn die Art des zu testenden Halbleiter-ICs geändert wird oder wenn sich die Mikrokontakt-Pins 18 abnutzen.
- 6. In dem Fall, in dem der Übertragungsleitungsblock 61 verwendet wird, können die Abstände zwischen den Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen 13 der Vorrichtung 31 mit integrier ten Mikrokontakt-Pins zweidimensional oder dreidimensional verbreitert werden, um den Anschluß an eine Funktionsplatine zu erleichtern.
- 7. Bei der Ausführungsform, bei der die Kontakt-Pins 18 schräg angebracht sind, werden die Kontakt-Pins 18 jedes Mal dann, wenn sie in Kontakt mit den Elektroden eines Halbleiter-ICs gebracht werden, elastisch gebogen, was zu einem Versatz der Kontaktpunkte führt, wodurch die Kontakt-Pins die Elektroden ankratzen, um die Oxidfilme auf den Elektroden zu zerstören, wodurch ein besserer elektrischer Kontakt hergestellt wird.
- 8. In dem Fall, in dem Koaxialübertragungsleitungen oder koplanare Übertragungsleitungen als Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen 13 und Weiterleitungshochfrequenzübertragungslei tungen 62 eingesetzt werden, ist es möglich, eine gegenseitige Beeinflussung zwischen den benachbarten Übertragungsleitungen zu verhindern.
Claims (13)
1. Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins, umfassend:
einen Anschlußträger, den eine Mehrzahl von Abschlußhochfrequenzübertragungsleitun gen durchsetzt, die Gleichstrom übertragen können; und
eine Mehrzahl von Kontakt-Pins, die mit ihren einen Enden an die einen Enden der ent sprechenden Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen an einer Seitenfläche des Anschluß trägers angeschlossen sind.
einen Anschlußträger, den eine Mehrzahl von Abschlußhochfrequenzübertragungsleitun gen durchsetzt, die Gleichstrom übertragen können; und
eine Mehrzahl von Kontakt-Pins, die mit ihren einen Enden an die einen Enden der ent sprechenden Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen an einer Seitenfläche des Anschluß trägers angeschlossen sind.
2. Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins nach Anspruch 1, enthaltend einen
Übertragungsleitungsblock, der an dem Anschlußträger auf der anderen Seitenfläche des Trägers
lösbar befestigt ist, wobei der Übertragungsleitungsblock Weiterleitungshochfrequenzübertra
gungsleitungen aufweist, die mit ihren einen Enden an die anderen Enden der entsprechenden
Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen auf der anderen Seitenfläche des Anschlußträgers
angeschlossen sind, wobei, die Abstände zwischen den Weiterleitungshochfrequenzübertra
gungsleitungen an ihren anderen Enden verbreitert sind, damit sie größer als die Abstände
zwischen den Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen sind.
3. Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins nach Anspruch 2, bei der der
Anschlußträger die Form einer Platte aufweist, die Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen
zweidimensional verteilt sind und der Übertragungsleitungsblock eine dreidimensionale, sich
allmählich verbreiternde Konfiguration aufweist.
4. Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins nach Anspruch 3, bei der die Weiter
leitungshochfrequenzübertragungsleitungen des Übertragungsleitungsblocks bezüglich hoher
Frequenzen gegeneinander abgeschirmt sind.
5. Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins nach Anspruch 3, bei der sich die
Kontakt-Pins schräg in im wesentlichen der gleichen Richtung bezüglich der einen Seitenfläche
des Anschlußträgers erstrecken.
6. Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins nach Anspruch 3, bei der die
Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen des Anschlußträgers bezüglich hoher Frequenzen
gegeneinander abgeschirmt sind.
7. Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins nach Anspruch 3, bei der der
Anschlußträger lösbar an dem Übertragungsleitungsblock befestigt ist, wobei der Anschlußträger
und der Übertragungsleitungsblock mit einer Positionierungsanordnung zur gegenseitigen
Ausrichtung versehen sind.
8. Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins nach Anspruch 3, bei der die Weiter
leitungshochfrequenzübertragungsleitungen die gleiche Länge des elektrischen Wegs aufweisen.
9. Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins nach Anspruch 3, bei der der Übertra
gungsleitungsblock ein dreidimensionaler Block ist, der eine Mehrzahl von lamellenförmigen
Blöcken umfaßt, die aneinandergeschichtet sind, wobei bei jedem der lamellenförmigen Blöcke
die Weiterleitungshochfrequenzübertragungsleitungen in einem zweidimensionalen Feld angeord
net sind.
10. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung mit integrierten Mikrokontakt-Pins mit
integrierten Mikrokontakt-Pins, umfassend:
einen Schritt der Bildung eines Anschlußträgers, den in einem verteilten Feld eine Mehr zahl von Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen durchsetzt, die Gleichstrom übertragen können;
einen Schritt des Anordnens einer Mehrzahl von Mikrokontakt-Pins in Juxtaposition auf einem dünnen Substrat und des Aneinanderschichtens einer Mehrzahl der Substrate schräg aneinander, um eine Aufbausubstratanordnung zu bilden, wobei auf jedem der Substrate die Mikrokontakt-Pins angeordnet sind;
einen Schritt des Anschließens der einen Enden der Mikrokontakt-Pins der Aufbausub stratanordnung an die einen Enden der entsprechenden Abschlußhochfrequenzübertragungslei tungen des Anschlußträgers; und
einen Schritt des Auflösens und Entfernens der Substrate der Aufbausubstratanordnung.
einen Schritt der Bildung eines Anschlußträgers, den in einem verteilten Feld eine Mehr zahl von Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen durchsetzt, die Gleichstrom übertragen können;
einen Schritt des Anordnens einer Mehrzahl von Mikrokontakt-Pins in Juxtaposition auf einem dünnen Substrat und des Aneinanderschichtens einer Mehrzahl der Substrate schräg aneinander, um eine Aufbausubstratanordnung zu bilden, wobei auf jedem der Substrate die Mikrokontakt-Pins angeordnet sind;
einen Schritt des Anschließens der einen Enden der Mikrokontakt-Pins der Aufbausub stratanordnung an die einen Enden der entsprechenden Abschlußhochfrequenzübertragungslei tungen des Anschlußträgers; und
einen Schritt des Auflösens und Entfernens der Substrate der Aufbausubstratanordnung.
11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt der Bildung des Anschlußträgers
enthält:
einen Übertragungsleitungsbildungsschritt der Bildung einer Mehrzahl von Hochfre quenzübertragungsleitungen parallel auf einer Seitenfläche eines rechteckigen isolierenden Substrats;
einen Dielektrikumsbildungsschritt für eine dielektrische Schicht auf dem rechteckigen isolierenden Substrat, auf dem die Hochfrequenzübertragungsleitungen gebildet sind;
einen Schritt der Wiederholung des Übertragungsleitungsbildungsschritts und des Die lektrikumsbildungsschritts mit einer vorbestimmten Häufigkeit, um einen dielektrischen Block zu bilden, der eine Mehrzahl von Lagen der Hochfrequenzübertragungsleitungen in einem Feld enthält; und
einen Schritt des Schneidens des dielektrischen Blocks in Dicken entsprechend der Länge der Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen transversal zur Länge der Hochfrequenz übertragungsleitungen, um eine Mehrzahl der Anschlußträger zu gewinnen.
einen Übertragungsleitungsbildungsschritt der Bildung einer Mehrzahl von Hochfre quenzübertragungsleitungen parallel auf einer Seitenfläche eines rechteckigen isolierenden Substrats;
einen Dielektrikumsbildungsschritt für eine dielektrische Schicht auf dem rechteckigen isolierenden Substrat, auf dem die Hochfrequenzübertragungsleitungen gebildet sind;
einen Schritt der Wiederholung des Übertragungsleitungsbildungsschritts und des Die lektrikumsbildungsschritts mit einer vorbestimmten Häufigkeit, um einen dielektrischen Block zu bilden, der eine Mehrzahl von Lagen der Hochfrequenzübertragungsleitungen in einem Feld enthält; und
einen Schritt des Schneidens des dielektrischen Blocks in Dicken entsprechend der Länge der Abschlußhochfrequenzübertragungsleitungen transversal zur Länge der Hochfrequenz übertragungsleitungen, um eine Mehrzahl der Anschlußträger zu gewinnen.
12. Verfahren nach Anspruch 10, enthaltend:
einen Schritt der Bildung eines Übertragungsleitungsblocks, in dem Weiterleitungshoch frequenzübertragungsleitungen enthalten sind, deren eine Enden in einer planaren Seitenfläche des Blocks liegen und in der gleichen Verteilung wie diejenige der Abschlußhochfrequenzübertra gungsleitungen des Anschlußträgers angeordnet sind und deren andere Enden Abstände voneinander aufweisen, die größer sind als die Abstände zwischen den Abschlußhochfrequenz übertragungsleitungen; und
einen Schritt des Anordnens der einen planaren Seitenfläche des Übertragungsleitungs blocks gegenüber der von den Mikrokontakt-Pins abgewandten Fläche des Anschlußträgers und des lösbaren Befestigens an letzterer sowie des Anschließens der Abschlußhochfrequenzübertra gungsleitungen und der entsprechenden Weiterleitungshochfrequenzübertragungsleitungen aneinander.
einen Schritt der Bildung eines Übertragungsleitungsblocks, in dem Weiterleitungshoch frequenzübertragungsleitungen enthalten sind, deren eine Enden in einer planaren Seitenfläche des Blocks liegen und in der gleichen Verteilung wie diejenige der Abschlußhochfrequenzübertra gungsleitungen des Anschlußträgers angeordnet sind und deren andere Enden Abstände voneinander aufweisen, die größer sind als die Abstände zwischen den Abschlußhochfrequenz übertragungsleitungen; und
einen Schritt des Anordnens der einen planaren Seitenfläche des Übertragungsleitungs blocks gegenüber der von den Mikrokontakt-Pins abgewandten Fläche des Anschlußträgers und des lösbaren Befestigens an letzterer sowie des Anschließens der Abschlußhochfrequenzübertra gungsleitungen und der entsprechenden Weiterleitungshochfrequenzübertragungsleitungen aneinander.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem der Schritt der Bildung des Übertragungslei
tungsblocks enthält:
einen Schritt des Herstellens eines dünnen dielektrischen Substrats mit einer kürzeren Seite und einer gegenüberliegenden längeren Seite und des Anordnens und Bildens der Weiterlei tungshochfrequenzübertragungsleitungen auf einer Seitenfläche des dünnen dielektrischen Substrats derart, daß die einen Enden und die anderen Enden der Weiterleitungshochfrequenz übertragungsleitungen auf der kürzeren Seite bzw. auf der längeren Seite liegen und daß die Abstände zwischen den benachbarten Weiterleitungshochfrequenzübertragungsleitungen mit zunehmender Entfernung von der kürzeren Seite zur längeren Seite hin allmählich zunehmen;
einen Schritt des Aneinanderschichtens und Befestigens einer Mehrzahl der dünnen die lektrischen Substrate aneinander, an deren einer Seitenfläche die Weiterleitungshochfrequenz übertragungsleitungen gebildet sind, wobei sich die kürzeren Seiten in Kontakt miteinander befinden und die längeren Seiten unter Zwischenlage von Abstandshaltern zwischen den benachbarten längeren Seiten aneinander stoßen; und
einen Schritt des Flachmachens der kürzeren Seiten der aneinandergeschichteten dün nen dielektrischen Substrate.
einen Schritt des Herstellens eines dünnen dielektrischen Substrats mit einer kürzeren Seite und einer gegenüberliegenden längeren Seite und des Anordnens und Bildens der Weiterlei tungshochfrequenzübertragungsleitungen auf einer Seitenfläche des dünnen dielektrischen Substrats derart, daß die einen Enden und die anderen Enden der Weiterleitungshochfrequenz übertragungsleitungen auf der kürzeren Seite bzw. auf der längeren Seite liegen und daß die Abstände zwischen den benachbarten Weiterleitungshochfrequenzübertragungsleitungen mit zunehmender Entfernung von der kürzeren Seite zur längeren Seite hin allmählich zunehmen;
einen Schritt des Aneinanderschichtens und Befestigens einer Mehrzahl der dünnen die lektrischen Substrate aneinander, an deren einer Seitenfläche die Weiterleitungshochfrequenz übertragungsleitungen gebildet sind, wobei sich die kürzeren Seiten in Kontakt miteinander befinden und die längeren Seiten unter Zwischenlage von Abstandshaltern zwischen den benachbarten längeren Seiten aneinander stoßen; und
einen Schritt des Flachmachens der kürzeren Seiten der aneinandergeschichteten dün nen dielektrischen Substrate.
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JP2000179423A JP2001356136A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | 集積化マイクロコンタクトピン及びその製造方法 |
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