DE102004055955A1 - Anordnung zum Kontaktieren einer in einem Gehäuse integrierten Schaltung - Google Patents

Anordnung zum Kontaktieren einer in einem Gehäuse integrierten Schaltung Download PDF

Info

Publication number
DE102004055955A1
DE102004055955A1 DE102004055955A DE102004055955A DE102004055955A1 DE 102004055955 A1 DE102004055955 A1 DE 102004055955A1 DE 102004055955 A DE102004055955 A DE 102004055955A DE 102004055955 A DE102004055955 A DE 102004055955A DE 102004055955 A1 DE102004055955 A1 DE 102004055955A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
contact
housing
circuit carrier
arrangement according
lugs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102004055955A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102004055955B4 (de
Inventor
Werner Dr. Bischof
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microchip Technology Munich GmbH
Original Assignee
Atmel Germany GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atmel Germany GmbH filed Critical Atmel Germany GmbH
Priority to DE102004055955A priority Critical patent/DE102004055955B4/de
Priority to US11/281,533 priority patent/US7486093B2/en
Publication of DE102004055955A1 publication Critical patent/DE102004055955A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102004055955B4 publication Critical patent/DE102004055955B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/04Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G01R1/0408Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G01R1/0433Sockets for IC's or transistors
    • G01R1/0441Details
    • G01R1/0466Details concerning contact pieces or mechanical details, e.g. hinges or cams; Shielding
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/04Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G01R1/0408Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G01R1/0433Sockets for IC's or transistors
    • G01R1/0483Sockets for un-leaded IC's having matrix type contact fields, e.g. BGA or PGA devices; Sockets for unpackaged, naked chips
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49805Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers the leads being also applied on the sidewalls or the bottom of the substrate, e.g. leadless packages for surface mounting
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64Impedance arrangements
    • H01L23/66High-frequency adaptations
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/325Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by abutting or pinching, i.e. without alloying process; mechanical auxiliary parts therefor
    • H05K3/326Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by abutting or pinching, i.e. without alloying process; mechanical auxiliary parts therefor the printed circuit having integral resilient or deformable parts, e.g. tabs or parts of flexible circuits
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
    • G01R1/073Multiple probes
    • G01R1/07307Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07357Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card with flexible bodies, e.g. buckling beams
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/095Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00 with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials provided in the groups H01L2924/013 - H01L2924/0715
    • H01L2924/097Glass-ceramics, e.g. devitrified glass
    • H01L2924/09701Low temperature co-fired ceramic [LTCC]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30Technical effects
    • H01L2924/301Electrical effects
    • H01L2924/3011Impedance
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10727Leadless chip carrier [LCC], e.g. chip-modules for cards
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4007Surface contacts, e.g. bumps
    • H05K3/4015Surface contacts, e.g. bumps using auxiliary conductive elements, e.g. pieces of metal foil, metallic spheres
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/40Forming printed elements for providing electric connections to or between printed circuits
    • H05K3/4092Integral conductive tabs, i.e. conductive parts partly detached from the substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Kontaktieren einer in einem Gehäuse integrierten Schaltung mittels einer auf einem Schaltungsträger angeordneten Kontaktplatte, wobei das Gehäuse kontaktplattenseitig Kontaktstellen aufweist. Dabei weist die Kontaktplatte Kontaktfahnen auf, welche so verformt sind, dass sie eine zum Schaltungsträger normale Federwirkung aufweisen und dass durch Andrücken des Gehäuses auf die Kontaktfahnen die Kontaktfahnen zu dem Schaltungsträger parallel bringbar sind. Die Kontaktstellen und die Kontaktfahnen stellen in auf den Schaltungsträger gedrücktem Zustand jeweils eine elektrische Verbindung miteinander her.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Kontaktieren einer in einem Gehäuse integrierten Schaltung, insbesondere zum Testen der Schaltung.
  • Um die Funktionsfähigkeit von integrierten Schaltungen vor der Auslieferung zu prüfen, werden diese, meist in Gehäusen eingebettete, auch als Chips bezeichnete, integrierten Schaltungen (ICs = integrated circuits) in Prüf- oder Messplatinen eingesetzt. Durch Ein- und Auskoppeln von Prüf- und Messsignalen und deren Analyse kann anschließend auf die Funktionstüchtigkeit der geprüften integrierten Schaltung geschlossen werden. Die geprüfte integrierte Schaltung wird dann von der Messplatine getrennt und abhängig von dem Testergebnis seiner eigentlichen Verwendung zugeführt oder verworfen. Um die entsprechenden integrierten Schaltungen zügig und effizient testen zu können, ist eine schnelle und zuverlässige Kontaktierung mit der Messplatine notwendig.
  • In der 3a ist die übliche Kontaktierung eines ICs zu Testzwecken nach dem Stand der Technik dargestellt. Dabei weist der zu prüfende Chip IC mehrere Kontaktpins CP1–CP4 auf, die mit einer Messplatine MP elektrisch zu verbinden sind. Die Messplatine MP weist hier nicht dargestellte Test- und Analyseschaltkreise auf. Als federnde Verbindungsmittel zwischen der Messplatine MP und den Anschlusspins CP1–CP4 des Chips IC sind beispielsweise so genannte Pogo-Pins PP oder C-Kontakte CK bekannt. Die Pogo-Pins PP bzw. C-Kontakte CK sind jeweils fest mit der Messplatine MP verbunden.
  • Die 3b zeigt die Detailansicht eines Pogo-Pins PP, der aus einer Führungshülse FH, die einen Fuß F und einen Befestigungsstift S – beispielsweise zum Verlöten mit der Messplatine MP – aufweist, aufgebaut ist. In die Führungshülse FH ist ein Kontaktstift CS eingeführt, welcher mittels einer Spiralfeder SF abgefedert wird. Durch dünne Kontaktstifte CS lassen sich zwar kleine Anschlusspins CP1, CP2 gut kontaktieren, die vielen mechanischen Einzelteile machen Pogo-Pins jedoch störanfällig. Durch die Größe der Führungshülse FH ist zudem der Abstand d zwischen dem zu testenden Chip IC und der Messplatine MP verhältnismäßig groß. Durch die kleine Kontaktfläche ist zudem keine oder nur eine minimale Wärmeableitung von dem Chip zur Messplatine MP möglich.
  • Die Funktionsweise der ebenfalls bekannten C-Kontakte CK ist in 3c dargestellt. C-Kontakte werden aus U-förmig gebogenen Metallblättern MB hergestellt, deren einer Schenkel mittels eines Befestigungsstifts S auf die Messplatine MP befestigt. Der zweite Schenkel ist dann an einem Kontaktpunkt KP mit dem jeweiligen Anschlusspin CP3, CP4 des integrierten Schaltkreises IC verbunden. Die Federwirkung wird bei einem C-Kontakt CK durch die Verbiegung des Metallblattes MB erreicht. Nachteilig ist auch beim C-Kontakt CK, dass der minimale Abstand d zwischen der Messplatine MP und dem Chip IC durch die Länge des Metallblattes vorgegeben ist.
  • Die bekannten Lösungen zur Kontaktierung von zu testenden Chips weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Eine Wärmeableitung aus dem Chip ist durch die kleine Kontaktfläche und den großen Abstand des Chips zur Messplatine praktisch unmöglich. Ferner führen die langen Leitungswege durch das Metallblatt bzw. den Pogo-Pin zu parasitären Effekten im Hochfrequenzbetrieb. Bei besonders hohen Frequenzen wirken die Pins oder C-Kontakte wie Antennen, so dass ein zuverlässiger Test solcher HF-Schaltkreise in dem Chip praktisch unmöglich wird. Auf eine federnde Wirkung der Kontaktmittel kann heutzutage aber nicht verzichtet werden, denn moderne Gehäuse verfügen selbst nicht mehr über federnde Kontaktbeine. Dies gilt insbesondere für gehäuste Schaltkreise für Hochfrequenzanwendungen. Vielmehr weisen so genannte QFN-Gehäuse (quad flat no lead = quadratisch, flach, ohne Anschlusspins) keine federnde Kontaktbeine mehr auf. Solche Gehäuse verfügen lediglich über plane Kontaktstellen im Gehäuseboden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Kontaktieren einer in einem Gehäuse integrierten Schaltung zu schaffen, die keine parasitären Effekte im Hochfrequenzbetrieb der integrierten Schaltung aufweist, die insbesondere möglichst einfach herstellbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Patentanspruch 1 gelöst.
  • Demgemäß ist eine Anordnung zum Kontaktieren einer in einem Gehäuse eingebetteten Schaltung mittels mindestens einer auf einem Schaltungsträger angeordneten Kontaktplatte vorgesehen, wobei das Gehäuse kontaktplattenseitig Kontaktstellen aufweist, wobei die Kontaktplatte Kontaktfahnen aufweist, welche so verformt sind, dass sie eine zum Schaltungsträger normal gerichtete Federwirkung aufweisen und dass durch Andrücken des Gehäuses auf die Kontaktfahnen die Kontaktfahnen zu dem Schaltungsträger im Wesentlichen parallel bringbar sind, und wobei die Kontaktfahnen in auf den Schaltungsträger gedrücktem Zustand jeweils mit den Kontaktfahnen eine elektrische Verbindung herstellen.
  • Die der Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine Federwirkung durch die Kontaktfahnen zu erreichen, die im Prinzip wie Blattfedern wirken. Durch die erfindungsgemäße Verformung dieser Kontaktfahnen, welche mit den Kontaktstellen bzw. Kontaktpads des Gehäuses den elektrischen Kontakt herbeiführen, wird ein minimaler Abstand zwischen dem Chip-Gehäuse und dem Schaltungsträger erreicht. Da die Kontaktfahnen in dem auf den Schaltungsträger gedrückten Zustand plan und parallel zum Schaltungsträger verlaufen, sind deren elektrische Eigenschaften auch bei Hochfrequenzanwendungen besonders gut bestimmbar bzw. einstellbar.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar.
  • Bevorzugterweise sind die Kontaktfahnen im nicht auf den Schaltungsträger gedrücktem Zustand in Richtung zu dem Gehäuse gebogen, oder die Kontaktfahnen sind so gebogen, dass eine zu dem Schaltungsträger weisende Seite einer jeweiligen Kontaktfahne immer im Wesentlichen in Richtung auf den Schaltungsträger weist. Diese Formen der Kontaktfahnen haben den Vorteil, dass sich die Kontaktfahnen nicht verklemmen können oder beim Andrücken des Gehäuses geknickt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weisen die Kontaktfahnen jeweils eine solche Länge, Breite und Abstände zueinander auf, sodass die Kontaktfahnen in auf den Schaltungsträger gedrücktem Zustand einen vorgegebenen Wellenwiderstand haben. Beispielsweise können die Kontaktfahnen in diesem Zustand einen Wellenwiderstand zwischen 40Ω und 80Ω, vorzugsweise von 50Ω aufweisen.
  • Bei einer rechteckigen Form der Kontaktfahnen kann der Wellenwiderstand zum Beispiel einfach bestimmt bzw. berechnet werden und die Kontaktplatte so in einfacher Weise spezifisch in eine zu testende integrierte Schaltung in dem Gehäuse angepasst werden. Üblicherweise sind bei Hochfrequenzanwendungen Impedanzen von 50Ω gewählt.
  • Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Kontaktfahnen in auf den Schaltungsträger gedrücktem Zustand mit einer in dem Schaltungsträger vorgehaltenen und von den Kontaktfahnen beabstandeten Leiterschicht mindestens eine Mikrostreifenleitung ausbilden. Eine Mikrostreifenleitung besteht im Wesentlichen aus einem dünnen Leiterstreifen, welcher durch eine Kontaktfahne ausgeführt sein kann und einer beabstandeten elektrisch leitenden Ebene. Die Hochfrequenzeigenschaften, insbesondere der Wellenwiderstand einer solchen Streifenleitung ist durch die Abstände und Geometrie der beiden Leiter zueinander sowie durch ein dazwischenliegendes Dielektrikum gegeben. Da der Schaltungsträger beispielsweise eine Platine darstellt, kann auf einfache Weise eine vordefinierte Mikrostreifenleitung ausgebildet werden, wobei die elektrischen Eigenschaften und Hochfrequenz-Eigenschaften exakt auf den zu prüfenden Chip anpassbar sind.
  • In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist die Kontaktplatte mit dem Schaltungsträger verlötet oder verklebt. Der Schaltungsträger kann eine Messplatine oder ein Teil davon zum Prüfen der in dem Gehäuse integrierten Schaltung ausbilden. Die Kontaktplatte ist aus federndem und elektrisch leitendem Material ausgebildet, vorzugsweise aus Phosphorbronze, Federstahl, Gold, Silber, Platin und/oder Kupfer ausgeführt. Dabei können die Kontaktfahnen mindestens teilweise mit niederohmigem Material veredelt werden, um einen besseren Kontaktschluss mit den Kontaktstellen am Gehäuse zu erreichen.
  • In einer besonderen Ausführungsform ist die Kontaktplatte mehrteilig ausgeführt. Um flexible geometrische Formen für die Kontaktfahnen ausbilden zu können, kann eine mehrteilige Ausführung der Kontaktplatte vorteilhaft sein. In der Regel kann eine Kontaktplatte beispielsweise durch Ätzverfahren zunächst zusammenhängend ausgebildet werden und dann zerschnitten werden.
  • Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Kontaktplatte einen planen oder ebenen Bereich zur thermischen Kontaktierung mit einem Heat-Slug der integrierten Schaltung oder des Gehäuses auf. Viele hochintegrierte Bauelemente weisen zentral einen Heat-Slug auf ihrer Unterseite ihres Gehäuses zur Wärmeableitung auf. Da erfindungsgemäß die Kontaktfahnen und die Kontaktplatte in auf den Schaltungsträger gedrücktem Zustand jeweils parallel zum Schaltungsträger und parallel zur schaltungsträgerseitigen Gehäuseseite verlaufen, ist die thermische Kontaktierung besonders einfach. leichzeitig kann dadurch eine elektrische Verbindung zur Massekontaktierung geschaffen werden.
  • Besonders vorteilhafterweise sind auf der Kontaktplatte gehäuseseitig Anschläge für das Gehäuse vorgesehen, um die Kontaktfahnen oder Kontaktpunkte mit den Kontaktstellen des Gehäuses übereinander in Deckung zu bringen. Das Gehäuse ist mittels eines vorzugsweise isolierenden Andruckstempels auf der Kontaktplatte arretierbar.
  • Der Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung eignet sich besonders zum Kontaktieren eines QFN-Gehäuses, wenn die Kontaktfahnen zum Bilden einer elektrischen Verbindung mit den Kontaktstellen eines QFN-Gehäuses passend angeordnet sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt dabei:
  • 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Anordnung;
  • 2 Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Kontaktfahnen;
  • 3 eine Anordnung zur Kontaktierung nach dem Stand der Technik mittels Pogo-Pins oder C-Kontakten; und
  • 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung zum Kontaktieren.
  • In den Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente -sofern nichts anderes angegeben ist- mit den selben Bezugszeichen versehen worden.
  • Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung 1 zum Kontaktieren einer in einem Gehäuse 2 integrierten Schaltung 3 mittels einer auf einem Schaltungsträger 4 angeordneten Kontaktplatte 5a, 5b, 5c.
  • Das Gehäuse 2 der integrierten Schaltung 3 weist auf der Unterseite bzw. der dem Schaltungsträger 4 zugewandten Seite Kontaktstellen 6a, 6b und einen Heat-Slug 7 zur Wärmeableitung auf. Die Kontaktplatte 5a, 5b, 5c weist in diesem Ausführungsbeispiel in Richtung zu dem Gehäuse 2 gebogene Kontaktfahnen 5a, 5c und einen planen Bereich 5b auf, der zur thermischen Kontaktierung und zur guten elektrischen Massekontaktierung mit dem Heat-Slug 7 des zu prüfenden Chips bzw. der integrierten Schaltung 3 im Gehäuse 2 vorgesehen ist.
  • Zum Herstellen des Kontaktes zwischen den Kontaktfahnen 5a, 5c und den entsprechenden Kontaktstellen 6a, 6b wird das Gehäuse 2 mittels eines Andruckstempels 8, welcher üblicherweise aus isolierendem Material besteht, in Richtung auf den Schaltungsträger 4 auf die Kontaktplatte 5a, 5b, 5c angedrückt. Dabei wirken die zunächst hochgebogenen Kontaktfahnen 5a, 5c als Federn und schaffen durch den Federdruck auf die Kontaktstellen 6a, 6b eine elektrische Verbindung.
  • In diesem angedrückten Zustand auf den Schaltungsträger 4 verlaufen die Kontaktfahnen 5a, 5c parallel zum Schaltungsträger 4 wie auch parallel zur Unterseite des Gehäuses 2. In diesem angedrückten Zustand bilden die Kontaktfahnen 5a, 5c mit einer in dem Schaltungsträger 4 vorgehaltenen elektrisch leitenden Schicht 9 eine Mikrostreifenleitung aus. Dabei kann beispielsweise das Schaltungsträgermaterial als Dielektrikum dienen. Aber auch zusätzlich vorgehaltene Dielektrika, wie Glasfaser-verstärktes Teflon, Keramikpulverzusätze, Quarz oder beispielsweise Aluminiumoxid können als Dielektrikum dienen.
  • Der Schaltungsträger weist in der Regel hier nicht dargestellte, weitere Messschaltungen auf, die der Testsignalerzeugung und Auswertung von in und aus dem zu testenden Chip 2, 3 ein- und ausgekoppelte Signale dienen. Die der Kontaktierung dienende Kontaktplatte 5a, 5b, 5c ist beispielsweise mit weiteren Leiterbahnen der Messplatine bzw. dem Schaltungsträger 4 verlötet.
  • Die 2 zeigt drei mögliche erfindungsgemäße Verformungen der Kontaktfahnen bzw. Kontaktzungen. In 2a ist die Kontaktfahne 5d über ihre Länge l gleichmäßig in Richtung zu dem Gehäuse gebogen. Im niedergedrücktem Zustand 15, welcher durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, führt die größte Federkraft normal zur Ebene des Schaltungsträgers 4 bzw. zur Kontaktplatte 5.
  • In 2b ist eine weitere Möglichkeit der Verformung einer Kontaktzunge 5e dargestellt. Dabei schmiegt sich ein Ende 12 der Kontaktfahne 5e sowohl im angedrücktem als auch im nicht angedrücktem Zustand der gesamten Kontaktfahne 5e an den Schaltungsträger 4. Ein Kontaktpunkt 11 ist hier in etwa der Mitte der Länge l der Kontaktzunge 5e vorgesehen.
  • Eine dritte beispielhafte Möglichkeit der Verformung einer Kontaktfahne 5f zeigt die 2c. Dabei ist am Beginn der Kontaktfahne 5f an dem Übergang zum Rest der Kontaktplatte 5 ein Knick 10 vorgesehen, während die Kontaktzunge 5f selbst plan und unverformt verläuft.
  • Alle drei Ausführungsbeispiele haben gemeinsam, dass die jeweilige Kontaktzunge 5d, 5e, 5f in auf den Schaltungsträger 4 gedrücktem Zustand 15 mit dem Schal tungsträger vollständig parallel verläuft bzw. sich auf den Schaltungsträger 4 anschmiegt. Die dem Schaltungsträger 4 zugewandte Seite der Kontaktfahnen 5d, 5e, 5f weist auch im ge- bzw. verbogenen Zustand immer in Richtung zum Schaltungsträger, d.h. der Normalenvektor entlang einer jeweiligen Kontaktfahne 5d, 5e, 5f hat niemals eine senkrechte Komponente zum Schaltungsträger 4 oder der Unterseite des Gehäuses 2, die größer ist als eine parallele Komponente. Die erfindungsgemäße Eigenschaft erlaubt insbesondere das Ausbilden einer Mikrostreifenleitung durch eine jeweilige Kontaktzunge 5d, 5e, 5f und einer Leiterschicht 9 in dem Schaltungsträger 4. Die Eigenschaften der Mikrostreifenleitung kann durch die Wahl von Breite w und Länge l sowie den Abständen mehrerer Kontaktzungen untereinander vorherbestimmt werden. In der Regel werden die Kontaktplatten aus leitendem, federndem Material gefertigt, z. B. Federblech wie Pbz.
  • Die 4 zeigt eine Aufsicht einer erfindungsgemäßen Anordnung 1. Auf den Schaltungsträger 4, der die unterste Ebene darstellt, ist hier eine zweiteilige Kontaktplatte 5 angeordnet, die mehrere Kontaktfahnen 5g5l aufweist.
  • Die Herstellung der Teile der Kontaktplatte 5 geschieht beispielsweise mittels herkömmlicher Ätzverfahren, Laserverfahren oder auch Stanzverfahren, z. B. bei höheren Stückzahlen. Die Dicke beträgt beispielsweise 200 Mikrometer, kann aber auch andere Dicken betragen. Im Vergleich zu üblichen Leiterbahnen auf Messplatinen, die um etwa 20 Mikrometer dick sind, wird die Kontaktplatte in der Regel deutlich stärker ausgebildet sein. Dann wird dieses Federblech bzw. die Kontaktplatte 5 auf die geeignet strukturierte Messplatine bzw. den Schaltungsträger 4 aufgelötet. Damit die Kontaktfahnen 5g5l nicht untereinander kurzgeschlossen sind, werden diese freigeschnitten, wie es in der 4 durch gepunktete Schnittlinien 13 dargestellt ist. Dann werden die Kontaktfahnen 5g5l hochgebogen, damit die federnde Wirkung normal zur Messplatine 4 eintritt.
  • In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel verfügen die Kontaktfahnen 5g5i jeweils über Kontaktpunkte 11, welche mit einem besonders niederohmigen Material veredelt sind. Die Kontaktplatte 5 verfügt ferner über einen zentralen planen Bereich 5b, der zur thermischen Kontaktierung mit einem Heat-Slug der zu testenden bzw. zu kontaktierenden integrierten Schaltung dient. Die Position des Gehäuses 2 ist durch die gestrichelte Linie dargestellt. Ferner verfügt die Anordnung über Anschläge 14, damit die Kontaktpunkte 11 und die Kontaktstellen 6 des Gehäuses 2 immer einfach in Deckung bringbar sind. Bei einem Test des zu kontaktierenden Chips wird das Gehäuse 2 auf die Kontaktplatte 5 gelegt und mittels eines Andruckstempels auf die Kontaktflächen gepresst. Dabei federn die Kontaktfahnen 5g5l bis auf die Platine 4 durch und bilden in dieser Position mit den Platinen bzw. dem Schaltungsträgermaterial und einer dort vorgehaltenen Leiterschicht eine Mikrostreifenleitung aus. Außerdem wird durch den planen großflächigen Kontaktbereich 5b eine besonders gute Wärmeleitung mit dem Slug des Bausteins sowie ein guter Massekontakt erreicht.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung zum Kontaktieren einer in einem Gehäuse integrierten Schaltung weist gegenüber bekannten Kontaktierverfahren oder Anordnungen eine Reihe von Vorteilen auf. Die erfindungsgemäße Kontaktplatte lässt sich einfach mittels Ätzverfahren herstellen und mit dem Schaltungsträger verbinden. Einzelne Feder- oder Kontaktmittel werden nicht benötigt. Die erfindungsgemäße Verformung der Kontaktfahnen und deren Wirkung als Blattfedern liefert einen ausreichenden Druck auf die Kontaktstellen des Gehäuses und stellt eine gute elektrische Verbindung her. Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Anordnung eine besonders enge Verbindung bzw. einen geringen Abstand zwischen dem Gehäuse und dem Schaltungsträger. Durch das erfindungsgemäße Andrücken der Kotaktfahnen auf den Schaltungsträger und die dadurch ausgebildete Mikrostreifenleitung verfügt die erfindungsgemäße Anordnung über kontrollierbare Hochfrequenzeigenschaften praktisch ohne parasitäre Elemente. Diese Hochfrequenzeigenschaften, wie z. B. der Wellenwiderstand der Mikrostreifenleitung lassen sich durch Form und Größe der Kontaktfahnen leicht an gewünschte HF-Eigenschaften bei über 6 GHZ anpassen. Darüber hinaus schafft ein planer, zentraler Bereich der Kontaktplatte eine gute thermische Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Schaltungsträger und dadurch eins Wärmeableitung. Außerdem ist durch den zentralen Bereich ein guter Massekontakt gegeben.
  • Obgleich die vorliegende Erfindung vorstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
  • Insbesondere ist die Form der Kontaktfahnen beliebig modifizierbar, um die gewünschten HF-Eigenschaften der zu erreichenden Mikrostreifenleitung zu erreichen. Die Kontaktplatte kann aus beliebigen, leitenden Materialien gefertigt sein, sofern eine ausreichende Federwirkung durch die Verformung der Kontaktfahnen eintritt. Der Einsatz der erfindungsgemäßen Anordnung ist nicht auf Chiptestsockel beschränkt, sondern bietet sich immer dann an, wenn beispielsweise Bauelemente häufig ausgetauscht werden müssen. Dann ist eine Arretierung des zu kontaktierenden Chips durch weitere Mittel möglich. Die Kontaktplatte kann aus mehreren Schichten bestehen, um die gewünschten flexiblen Eigenschaften zu erreichen.
  • Obwohl in der Beschreibung jeweils das Gehäuse in Richtung der Kontaktplatte oder des Schaltungsträgers gedrückt wurde, ist eine entgegengesetzte Richtung selbstverständlich genauso möglich. Dann wird der Schaltungsträger mit der Kontaktplatte auf ein Gehäuse einer zu testenden Schaltung gedrückt, so dass die erfindungsgemäß angeordneten Kontaktfahnen mit Kontaktstellen des Gehäuses einen elektrischen Kontaktschluss schaffen.
  • Die Erfindung kombiniert und optimiert in einfacher Weise mechanische, elektrische und thermische Verbindungen zwischen dem Schaltungsträger und dem zu kontaktierenden Chip.
  • C1–CP4
    Anschlusspin
    IC
    Chip
    MP
    Messplatine
    PP
    Pogo-Pin
    CK
    C-Kontakt
    F
    Fuß
    S
    Stift
    FH
    Führungshülse
    CS
    Kontaktstift
    SF
    Spiralfeder
    KP
    Kontaktpunkt
    MB
    Metallblatt
    d
    Abstand
    l
    Länge
    w
    Breite
    1
    Kontaktieranordnung
    2
    Gehäuse
    3
    integrierte Schaltung
    4
    Schaltungsträger
    5a, 5c–5l
    Kontaktfahne
    5b
    Heat-Slug-Kontakt
    6a, 6b
    Kontaktstelle
    7
    Heat-Slug
    8
    Andruckstempel
    9
    Leiterschicht
    10
    Knick
    11
    Kontaktpunkt
    12
    Ende
    13
    Schnittlinien
    14
    Anschlag

Claims (17)

  1. Anordnung (1) zum Kontaktieren einer in einem Gehäuse (2) angeordneten Schaltung (3) mittels mindestens einer auf einem Schaltungsträger (4) angeordneten Kontaktplatte (5), wobei – das Gehäuse (2) kontaktplattenseitig Kontaktstellen (6a, 6b) aufweist, – die Kontaktplatte (5) federnd ausgebildete Kontaktfahnen (5a, 5c5l) aufweist, welche so verformt sind, dass sie eine normal zum Schaltungsträger (4) gerichtete Federwirkung aufweisen und dass durch Andrücken des Gehäuses (2) auf die Kontaktfahnen (5a, 5c5l) die Kontaktfahnen (5a, 5c51) zu dem Schaltungsträger (4) im Wesentlichen parallel bringbar sind, und – die Kontaktfahnen (5a, 5c5e) in auf den Schaltungsträger (4) gedrücktem Zustand jeweils eine elektrische Verbindung mit den Kontaktstellen (6) schaffen.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfahnen (5a, 5c5l) in nicht auf den Schaltungsträger (4) gedrücktem Zustand in Richtung zu dem Gehäuse (3) gebogen sind.
  3. Anordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfahnen (5a, 5c5l) in nicht auf den Schaltungsträger (4) gedrücktem Zustand so gebogen sind, dass eine zu dem Schaltungsträger (4) weisende Seite der jeweiligen Kontaktfahne (5a, 5c5l) im Wesentlichen in Richtung auf den Schaltungsträger (4) weist.
  4. Anordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfahnen (5a, 5c5l) jeweils eine Länge (l), eine Breite (w) und Abstände zueinander aufweisen, sodass die Kontaktfahnen (5a, 5c5l) in auf den Schaltungsträger (4) gedrücktem Zustand einen vorgegebenen Wellenwiderstand haben.
  5. Anordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfahnen (5a, 5c5l) in auf den Schaltungsträger (4) gedrücktem Zustand mit einer in dem Schaltungsträger (4) vorgehaltenen und von den Kontaktfahnen beabstandeten Leiterschicht (9) mindestens eine Mikrostreifenleitung ausbilden.
  6. Anordnung (1) nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (5) mit dem Schaltungsträger (4) verlötet oder verklebt ist.
  7. Anordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltungsträger (4) als Messplatine oder Teil davon ausgebildet ist zum Prüfen der integrierten Schaltung (3) ist.
  8. Anordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (5) Phosphorbronze, Federstahl, Gold, Silber, Platin und/oder Kupfer enthält.
  9. Anordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Kontaktfahne (5a, 5c5l) zumindest teilweise mit einem niederohmigen Material veredelt ist.
  10. Anordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Kontaktfahnen (5a, 5c5l) jeweils einen Kontaktpunkt (11) aus einem niederohmigen Material zum Kontaktieren mit den Kontaktstellen (6) aufweist.
  11. Anordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (5) mehrteilig ausgebildet ist.
  12. Anordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (5) einen im Wesentlichen ebenen Bereich (5b) zur Massekontaktierung des Gehäuses (2) mit dem Schaltungsträger (4) aufweist.
  13. Anordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (5) einen im Wesentlichen ebenen Bereich (5b) zur thermischen Kontaktierung mit einem Heat-Slug (7) der integrierten Schaltung (3) oder des Gehäuses (2) aufweist.
  14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen ebene Bereich (5b) eine elektrische Verbindung zur Massekontaktierung mit dem Heat-Slug (7) der integrierten Schaltung (3) oder des Gehäuses (2) aufweist.
  15. Anordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Kontaktplatte (5) gehäuseseitig Anschläge (14) für das Gehäuse (2) vorgesehen sind zum übereinander in Deckung bringen der Kontaktfahnen (5a, 5c5l) oder der Kontaktpunkte (11) mit den Kontaktstellen (6) des Gehäuses.
  16. Anordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Andruckstempel (8) zum Arretieren des Gehäuses (2) auf der Kontaktplatte (5) vorgesehen ist.
  17. Anordnung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfahnen (5a, 5c5l) zum Bilden einer elektrischen Verbindung mit den Kontaktstellen (6) eines QFN-Gehäuses so angeordnet sind, dass die Kontaktfahnen (5a, 5c5l) oder der Kontaktpunkte (11) mit den Kontaktstellen des QFN-Gehäuses übereinander in Deckung sind.
DE102004055955A 2004-11-19 2004-11-19 Anordnung zum Kontaktieren einer in einem Gehäuse integrierten Schaltung Expired - Fee Related DE102004055955B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004055955A DE102004055955B4 (de) 2004-11-19 2004-11-19 Anordnung zum Kontaktieren einer in einem Gehäuse integrierten Schaltung
US11/281,533 US7486093B2 (en) 2004-11-19 2005-11-18 Arrangement for contacting an integrated circuit in a package

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004055955A DE102004055955B4 (de) 2004-11-19 2004-11-19 Anordnung zum Kontaktieren einer in einem Gehäuse integrierten Schaltung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102004055955A1 true DE102004055955A1 (de) 2006-05-24
DE102004055955B4 DE102004055955B4 (de) 2007-07-26

Family

ID=36313762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004055955A Expired - Fee Related DE102004055955B4 (de) 2004-11-19 2004-11-19 Anordnung zum Kontaktieren einer in einem Gehäuse integrierten Schaltung

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7486093B2 (de)
DE (1) DE102004055955B4 (de)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9812804B2 (en) * 2014-03-27 2017-11-07 Intel Corporation Pogo-pins for high speed signaling

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6482013B2 (en) * 1993-11-16 2002-11-19 Formfactor, Inc. Microelectronic spring contact element and electronic component having a plurality of spring contact elements
US20030146770A1 (en) * 2001-12-27 2003-08-07 Stmicroelectronics, Inc. High temperature probe card
US6812718B1 (en) * 1999-05-27 2004-11-02 Nanonexus, Inc. Massively parallel interface for electronic circuits

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7173442B2 (en) * 2003-08-25 2007-02-06 Delaware Capital Formation, Inc. Integrated printed circuit board and test contactor for high speed semiconductor testing
US7476976B2 (en) * 2005-02-23 2009-01-13 Texas Instruments Incorporated Flip chip package with advanced electrical and thermal properties for high current designs
TWI286605B (en) * 2005-08-16 2007-09-11 Via Tech Inc Testing assembly for electric test of electric package and testing socket thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6482013B2 (en) * 1993-11-16 2002-11-19 Formfactor, Inc. Microelectronic spring contact element and electronic component having a plurality of spring contact elements
US6812718B1 (en) * 1999-05-27 2004-11-02 Nanonexus, Inc. Massively parallel interface for electronic circuits
US20030146770A1 (en) * 2001-12-27 2003-08-07 Stmicroelectronics, Inc. High temperature probe card

Also Published As

Publication number Publication date
US7486093B2 (en) 2009-02-03
DE102004055955B4 (de) 2007-07-26
US20060109018A1 (en) 2006-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2364786C2 (de) Elektromechanische Tastsonde mit parallelen Kontaktnadeln
DE19944980A1 (de) Ummantelte elektrische Verbindung für eine Anschlußstruktur
DE10015744A1 (de) Ummantelte elektrische Verbindung für eine Anschlußstruktur
DE3536124A1 (de) Kontaktsockel-vorrichtung zum testen von elektronischen bauelementen
DE10050077A1 (de) Anschlußstruktur sowie diese Anschlußstruktur enthaltende Anschlußanordnung
DE10031543A1 (de) Verfahren zur Erzeugung einer Anschlußstruktur
DE10104862A1 (de) Übergangsleitung
EP2338207B1 (de) Rfid-transponderantenne
DE2212735A1 (de) Signal-UEbertragungsleitung in Streifenleiterbauweise
DE102006026229A1 (de) Hochfrequenz-Messfühler
DE102007024449A1 (de) Messplatine für Prüfgerät für elektronische Bauelemente
DE102005056263B4 (de) Elektronische Anordnung mit äußeren Impedanzabgleichskomponentenverbindungen mit nichtkompensierten Anschlussleitungen und ihr Herstellungsverfahren
DE112009002384T5 (de) Antenne und Drahtlose-IC-Bauelement
DE10003073A1 (de) Ummantelte elektrische Verbindung für eine Anschlußstruktur
DE112017007145T5 (de) Zwischenplattenverbindungsstruktur
DE102018204473B4 (de) Halbleitervorrichtung
DE3626151C2 (de)
DE102018120459A1 (de) Sockel
DE102004055955B4 (de) Anordnung zum Kontaktieren einer in einem Gehäuse integrierten Schaltung
DE202004019636U1 (de) Meßspitze für HF-Messung
DE102018215638B4 (de) Bondfolie, elektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements
DE10128365B4 (de) Verbindungsstruktur eines Koaxialkabels an einem elektrischen Schaltungssubstrat
EP1174922B1 (de) Gehäuse für eine integrierte Schaltung mit Koplanarleitungen
DE10102177A1 (de) Mit Anschlußvorsprüngen versehene Anschlußstruktur
DD288234A5 (de) Vorrichtung zum geschirmten wafertest

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: ATMEL AUTOMOTIVE GMBH, 74072 HEILBRONN, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee