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ERFINDUNGSGEBIET
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Die vorliegende Anmeldung betrifft Halbleiter-Packages und insbesondere das kapazitive Testen von Halbleiter-Packages.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Das kapazitive Testen von Halbleiter-Packages gestattet das Detektieren von Zwischenverbindungsdefekten wie etwa falsch beabstandeten Drähten oder Leitungen, durchhängende Leitungen usw. durch ein unabhängiges elektrisches Testen. Solche Defekte konnten nicht oder zumindest nicht leicht durch herkömmliches Röntgen, ATE (Automated Test Equipment) oder vektorloses Testen detektiert werden. Herkömmliche kapazitive Testmethoden verwenden einen einzigen Testkanal für das ganze Package und messen die kapazitive gesamte oder Bruttokopplung zwischen der Sondenplatte des Testsystems und dem ganzen zu testenden Package. Die Defektdetektierbarkeit ist somit auf einen Gesamtmittelungseffekt begrenzt. Herkömmliche kapazitive Testmethoden können nur Einzeldraht- oder Einzelleitungsdefekte wie etwa einen einzelnen Draht mit zu viel Durchhang oder einen einzelnen offenen Stromweg in dem Package detektieren. Herkömmliche kapazitive Testmethoden können mehrere fehlerhafte Verbindungen in der gleichen Gruppierung elektrischer Verbindungen nicht detektieren, wie etwa Stromleitungen, wo viele Drähte auf dem gleichen Potential miteinander verbunden sind und möglicherweise einer der Drähte fehlerhaft ist. Die
US 5 420 500 A offenbart ein Testverfahren, eine Vorrichtung und ein System zum kapazitiven Testen von Halbleiter-Packages mit einer Sondenplatte mit mehreren elektrisch leitenden Koppelgebieten zum Abdecken von unterschiedlichen Zonen eines Halbleiter-Package und einer Schaltungsanordnung zum Messen eines Grades der kapazitiven Kopplung zwischen jedem Koppelgebiet und der entsprechenden Zone des Halbleiter-Package und zum Liefern eines Kapazitätssignals. Weitere Testverfahren, Vorrichtungen und Systeme sind in der
US 6 097 202 A und der
DE 10 2012 108 112 A1 offenbart.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Beispiel einer Testvorrichtung umfasst die Testvorrichtung eine Mehrkanal-Sondenplatte und -Schaltung. Die Mehrkanal-Sondenplatte umfasst einen elektrisch isolierenden Körper mit gegenüberliegender erster und zweiter Hauptoberfläche und mehrere beabstandete elektrisch leitende Koppelgebiete, die an der ersten Hauptoberfläche in den Körper eingebettet oder daran angebracht sind. Jedes der elektrisch leitenden Koppelgebiete ist so konfiguriert, dass es eine andere Zone eines Halbleiter-Package abdeckt, wenn das Halbleiter-Package in unmittelbarer Nähe zu der ersten Hauptoberfläche der Platte positioniert wird. Die Schaltungsanordnung ist über einen anderen Kanal elektrisch mit jedem der Koppelgebiete der Sondenplatte verbunden. Die Schaltungsanordnung kann betätigt werden zum: Messen eines Parameters, der den Grad an kapazitiver Kopplung zwischen jedem elektrisch leitenden Koppelgebiet der Sondenplatte und der Zone des Halbleiter-Package, die von dem entsprechenden elektrisch leitenden Koppelgebiet abgedeckt ist, anzeigt; Liefern eines Kapazitätssignals auf der Basis des für jedes der elektrisch leitenden Koppelgebiete der Sondenplatte gemessenen Parameters und Wählen verschiedener der Kapazitätssignale für die Analyse.
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Gemäß einem Beispiel eines Testsystems umfasst das Testsystem Sonden, die konfiguriert sind zum Kontaktieren von Leitungen eines Halbleiter-Package und eine Mehrkanal-Sondenplatte, die einen elektrisch isolierenden Körper mit gegenüberliegender erster und zweiter Hauptoberfläche umfasst und mehrere beabstandete elektrisch leitende Koppelgebiete, die an der ersten Hauptoberfläche in der Körper eingebracht oder daran befestigt sind. Jedes der elektrisch leitenden Koppelgebiete ist konfiguriert, eine andere Zone des Halbleiter-Package abzudecken, wenn das Halbleiter-Package in unmittelbarer Nähe zur ersten Hauptoberfläche der Platte positioniert ist. Das Testsystem umfasst weiterhin einen Schaltungsanordnung, die über einen anderen Kanal elektrisch mit jedem der Koppelgebiete verbunden ist. Die Schaltungsanordnung kann betätigt werden zum: Messen eines Parameters, der den Grad an kapazitiver Kopplung zwischen jedem elektrisch leitenden Koppelgebiet der Sondenplatte und der Zone des Halbleiter-Package, die von dem entsprechenden elektrisch leitenden Koppelgebiet abgedeckt ist, anzeigt; Liefern eines Kapazitätssignals auf der Basis des für jedes der elektrisch leitenden Koppelgebiete der Sondenplatte gemessenen Parameters; und Wählen verschiedener der Kapazitätssignale für die Analyse. Das Testsystem umfasst auch einen Controller, der betätigt werden kann zum: Anwenden von Testsignalen und Masse an das Halbleiter-Package über die Sonden während des Testens des Halbleiter-Package; Steuern, wie die Schaltungsanordnung die Kapazitätssignale für die Analyse wählt; und Analysieren der durch die Schaltungsanordnung bereitgestellten Kapazitätssignale, um zu bestimmen, ob eine elektrische Verbindung des Halbleiter-Package in einer der Zonen des Halbleiter-Package oder zwischen den Zonen ein oder mehrere Testkriterien verletzt.
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Gemäß einem Beispiel eines kapazitiven Testverfahrens für Halbleiter-Packages umfasst das Verfahren Folgendes: Positionieren eines Halbleiter-Package in unmittelbarer Nähe zu einer Hauptoberfläche einer Mehrkanal-Sondenplatte, wobei die Sondenplatte einen elektrisch isolierenden Körper und mehrere beabstandete elektrisch leitende Koppelgebiete umfasst, die an der ersten Hauptoberfläche in den Körper eingebettet oder daran angebracht sind, wobei jedes der elektrisch leitenden Koppelgebiete eine andere Zone des Halbleiter-Package abdeckt; Anlegen von Testsignalen und Masse an das Halbleiter-Package; Messen eines Parameters, der den Grad an kapazitiver Kopplung zwischen jedem elektrisch leitenden Koppelgebiet der Sondenplatte und der Zone des Halbleiter-Package, die von dem entsprechenden elektrisch leitenden Koppelgebiet abgedeckt ist, anzeigt; Liefern eines Kapazitätssignals auf der Basis des für jedes der elektrisch leitenden Koppelgebiete der Sondenplatte gemessenen Parameters und Analysieren der Kapazitätssignale, um zu bestimmen, ob eine elektrische Verbindung des Halbleiter-Package in einer der Zonen des Halbleiter-Package oder zwischen den Zonen ein oder mehrere Testkriterien verletzt.
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Der Fachmann erkennt bei der Lektüre der folgenden ausführlichen Beschreibung und bei der Betrachtung der beiliegenden Zeichnungen zusätzliche Merkmale und Vorteile.
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Figurenliste
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Die Komponenten in den Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, stattdessen wird die Betonung darauf gelegt, die Prinzipien der Erfindung zu veranschaulichen. Zudem bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszahlen entsprechende Teile. Es zeigen:
- 1 eine Ausführungsform einer Testvorrichtung;
- 2 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer in der Testvorrichtung von 1 enthaltenen Mehrkanal-Sondenplatte;
- 3 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Schaltungsanordnung und eines Controllers, in der Testvorrichtung von 1 enthalten oder damit assoziiert;
- 4 eine weitere Ausführungsform einer Testvorrichtung;
- 5 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer in der Testvorrichtung von 4 enthaltenen Mehrkanal-Sondenplatte;
- 6 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Schaltungsanordnung und eines Controllers, in der Testvorrichtung von 5 enthalten oder damit assoziiert; und
- 7 eine Ausführungsform eines kapazitiven Testverfahrens für Halbleiter-Packages.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Hierin beschriebene Ausführungsformen liefern ein empfindlicheres oder präziseres kapazitives Testverfahren, Vorrichtung und System für Halbleiter-Packages. Die hierin beschriebenen Ausführungsformen stellen eine Mehrkanal-Sondenplatte mit einem elektrisch isolierenden Körper und mehreren beabstandeten elektrisch leitenden Koppelgebieten bereit, die in dem Körper eingebettet oder daran angebracht sind. Jedes der Koppelgebiete der Mehrkanal-Sondenplatte ist so ausgelegt, dass es eine andere Zone eines zu testenden Halbleiter-Package abdeckt, wenn das Package in unmittelbarer Nähe der Platte positioniert ist. Jede Zone des Package entspricht einem Bereich des Package, der unter einem der Koppelgebiete der Mehrkanal-Sondenplatte positioniert ist, und enthält elektrische Verbindungen wie etwa Bonddrähte oder Metallclips, Leitungen usw. Das Ausmaß an kapazitiver Kopplung zwischen jedem Koppelgebiet der Sondenplatte und der durch dieses Koppelgebiet abgedeckten entsprechenden Zone des Halbleiter-Package wird detektiert, indem ein Parameter gemessen wird, der den Grad an kapazitiver Kopplung anzeigt. Beispielsweise kann der Strom in jedem der Koppelgebiete oder eine entsprechende Spannung während des Testens des Halbleiter-Package gemessen werden.
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Ein Kapazitätssignal auf der Basis des für jedes der elektrisch leitenden Koppelgebiete der Sondenplatte gemessenen Parameters wird zur Analyse bereitgestellt. Die Analyse kann beinhalten, ob eine elektrische Verbindung innerhalb einer der getesteten Zonen des Halbleiter-Package ein oder mehrere Testkriterien verletzt. Beispielsweise können die Testkriterien eine offene elektrische Verbindung wie etwa einen unterbrochenen oder nichtangeschlossenen Bonddraht oder eine unterbrochene oder nichtangeschlossene Leitung, falsch beabstandete Drähte oder Leitungen, einen Draht mit zu viel Durchhang oder Durchsacken usw. anzeigen. Allgemein können beliebige geeignete Kriterien zum Beurteilen, ob die elektrischen Verbindungen der getesteten Packagezonen innerhalb akzeptabler Grenzen liegen, verwendet werden, um zu bestimmen, ob das Package „fehlerhaft“ oder „gut“ ist. Die hier beschriebene Mehrkanal-Sondenplatte bildet einen Teil einer Testvorrichtung, die auch einen Controller enthält. Der Controller analysiert die durch die Mehrkanal-Sondenplatte und die verwandte Schaltungsanordnung gelieferten Daten und steuert den Betrieb der mit der Sondenplatte assoziierten Schaltungsanordnung, um ein kapazitives Testen des Halbleiter-Package auszuführen. Verschiedene Sondenplatten-Steuerausführungsformen werden hier später ausführlicher beschrieben.
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1 veranschaulicht eine Ausführungsform einer Testvorrichtung 100 zum kapazitiven Testen von Halbleiter-Packages. Die Testvorrichtung 100 enthält eine Mehrkanal-Sondenplatte 102 mit einem elektrisch isolierenden Körper 104 mit gegenüberliegender erster und zweiter Hauptoberfläche 103, 105 und mehreren beabstandeten elektrisch leitenden Koppelgebieten 106, die an der ersten Hauptoberfläche 103 in den Körper 104 eingebettet oder daran angebracht sind. Bei einer Ausführungsform ist der Körper 104 der Sondenplatte 102 eine Leiterplatte, und die elektrisch leitenden Koppelgebiete 106 sind leitende Stromwege, Bahnen oder Signalspuren, die aus Kupferlagen geätzt sind, die auf ein nichtleitendes Substrat wie etwa FR-4 laminiert sind. Es können andere Sondenplattenkonstruktionen verwendet werden, wie andere Arten von Laminaten oder ein Keramiksubstrat oder eine flexible Leiterplatte mit einer metallisierten Seite, die so strukturiert ist, dass sie die beabstandeten elektrisch leitenden Koppelgebiete 106 der Sondenplatte 102 bildet. Jedes der Koppelgebiete 106 der Sondenplatte 102 ist so konfiguriert, dass es eine andere Zone eines Halbleiter-Package 108 abdeckt, einschließlich der Bonddrähte 110, Leitungen 112, des Die 116 und möglicherweise Teil des Substrats 113, wenn das Package 108 in unmittelbarer Nähe an der ersten Hauptoberfläche 103 der Platte 102 positioniert ist.
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2 veranschaulicht eine Draufsicht auf die Oberfläche 103 der Mehrkanalsondenplatte 102, die dem Halbleiter-Package 108 zugewandt ist. Das Package 108 ist auf transparente Weise überlagert, wie durch den gestrichelten Kasten in 2 angedeutet, um die Ausrichtung der Sondenplatte 102 relativ zum Package 108 anzuzeigen. Gemäß dieser Ausführungsform weist die Sondenplatte 102 ein einzelnes elektrisch leitendes Koppelgebiet 106 auf, das sich parallel zu jeder Seite („SEITE 1“, „SEITE 2“, „SEITE 3“, „SEITE 4“) des isolierenden Körpers 104 der Sondenplatte 102 erstreckt und von den anderen elektrisch leitenden Koppelgebieten 106 der Sondenplatte 102 beabstandet ist. Das Package 108 ist gemäß dieser Ausführungsform effektiv in vier Zonen unter jedem der Koppelgebiete 106 der Sondenplatte 102 aufgeteilt, und die Testvorrichtung 100 kann einen Defekt in jeder der vier Zonen detektieren. Eine derartige Anordnung gestattet das kapazitive Testen der elektrischen Verbindungen des Package 108 in vier verschiedenen Zonen des Package 108. Die unter den elektrisch leitenden Koppelgebieten 106 der Mehrkanalsondenplatte 102 positionierten Packagezonen enthalten elektrische Verbindungen wie etwa Bonddrähte oder Metallclips 110, Leitungen 112 usw. Die Leitungen 112 des Package 108 können an einem Substrat 113 wie etwa einer Leiterplatte angebracht sein und Punkte des externen Kontakts für die in dem Package 108 enthaltenen internen Verbindungen (z.B. Bonddrähte 110) bereitstellen.
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Testsignale und Masse können durch einen Testgenerator 114 an das Halbleiter-Package 108 angelegt werden, um zu bewirken, dass eine kapazitive Kopplung zwischen jedem elektrisch leitenden Koppelgebiet 106 der Sondenplatte 102 und der durch das entsprechende Koppelgebiet 106 abgedeckten Zone des Halbleiter-Package 108 entsteht. Die Testsignale sind von Wechselstromnatur und induzieren somit einen Strom in dem elektrisch leitenden Koppelgebiet 106, das über jeder Zone des Package 108 positioniert ist, in dem die elektrischen Verbindungen getestet werden. Die Zonen des Package 108 können sequentiell getestet werden oder mehr als eine Zone des Package 108 kann gleichzeitig getestet werden.
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Jedenfalls ist der Grad an kapazitiver Kopplung zwischen einer bestimmten Zone des zu testenden Package 108 und dem Koppelgebiet 106 der Mehrkanal-Platte 102, das in unmittelbarer Nähe zu der Zone des Package 108 positioniert ist, eine Funktion mehrerer Kapazitäten. Die Kapazität (CD) zwischen dem in dem Package 108 enthaltenen Die 116 und dem Koppelgebiet 106, die gemessen wird, die Kapazität (CW) zwischen den Bonddrähten 110 in der zu testenden Packagezone und dem entsprechenden Koppelgebiet 106, die Kapazität (CL) zwischen den Leitungen 112 in der zu testenden Zone und das entsprechende Koppelgebiet 106 beeinflussen jeweils den Grad an kapazitiver Kopplung zwischen der zu testenden Packagezone und dem Koppelgebiet 106 der Sondenplatte 102, das während des Testens in unmittelbarer Nähe zu dieser Zone des Package 108 positioniert ist.
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Die Testvorrichtung 100 enthält weiterhin eine Schaltungsanordnung 118, die über einen anderen Kanal 120 elektrisch mit jedem der Koppelgebiete 106 der Sondenplatte 102 verbunden ist, was eine empfindlichere und präzisere kapazitive Testmethode dadurch ermöglicht, dass elektrische Verbindungen in verschiedenen Zonen des Package 108 individuell getestet und auf Defekte hin beobachtet werden können. Beispielsweise kann das Package 108 mehrere Stromleitungen in verschiedenen Zonen des Package aufweisen. Durch Messen und Analysieren von von mehreren Kanälen 120 der Sondenplatte 102 erhaltenen kapazitiven Koppeldaten in verschiedenen Kombinationen wird eine signifikant bessere Defektdetektierbarkeit erreicht. Ein Drahtdefekt bei einer Stromleitung, der möglicherweise durch eine von mehreren Drahtverbindungen in einer oder mehreren Zonen des Package erzeugt wird, kann effektiv detektiert werden. Dies ist bei einer Einkanal-Sondenplatte nicht der Fall, der die Empfindlichkeit zum Detektieren eines derartigen Stromleitungsdrahtdefekts fehlt.
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Die Schaltungsanordnung 118, die in der Mehrkanal-Sondenplatte 102 enthalten oder damit assoziiert ist, misst einen Parameter, der den Grad an kapazitiver Kopplung zwischen jedem elektrisch leitenden Koppelgebiet 106 der Sondenplatte 102 und der durch das entsprechende elektrisch leitende Koppelgebiet 106 abgedeckten Zone des Halbleiter-Package 108 misst. Die Schaltungsanordnung 118 liefert auch auf der Basis des für jedes der Koppelgebiete 106 der Sondenplatte 102 gemessenen Parameters ein Kapazitätssignal (Scap) und wählt verschiedene der Kapazitätssignale zur Analyse.
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Bei einer Ausführungsform ist der durch die Schaltungsanordnung 118 gemessene Parameter der Strom in jedem elektrisch leitenden Koppelgebiet 106 der Sondenplatte 102 während des Anlegens von Testsignalen an das Halbleiter-Package 108. Bei einer weiteren Ausführungsform ist der Parameter eine entsprechende Spannung. In jedem Fall enthält die Schaltungsanordnung 118 einen Sensor, Detektor 122 oder dergleichen zum Messen des Parameters und einen Operationsverstärker (Op-Amp) 124 zum Verstärken des Ausgangs des entsprechenden Sensors/Detektors 122. Der Operationsverstärker 124 weist Vorspannungsanschlüsse 126, 128 für das Anlegen von Vorspannungssignalen an den Operationsverstärker 124 auf. Der Operationsverstärker 124 vergleicht den Ausgang des entsprechenden Sensors/Detektors 122 mit einem Referenzsignal und führt eine Verstärkung durch, um ein Kapazitätssignal „Scap“ für jedes der elektrisch leitenden Koppelgebiete 106 der Mehrkanal-Sondenplatte 102 zu liefern. Die Kapazitätssignale werden dann analysiert, um zu bestimmen, ob irgendeine der Zonen des Package 108 eine fehlerhafte oder minderwertige elektrische Verbindung aufweist.
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3 veranschaulicht ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Schaltungsanordnung 118, die in der Mehrkanal-Sondenplatte 102 enthalten oder damit assoziiert ist. Jeder Kanal 120 der Sondenplatte 102 ist mit einem jeweiligen Parametersensor/-detektor 122 verbunden, um einen Parameter zu messen, der den Grad an kapazitiver Kopplung zwischen jedem elektrisch leitenden Koppelgebiet 106 der Sondenplatte 102 und der entsprechenden Zone des Halbleiter-Package 108 anzeigt. Für den Fall, dass der gemessene Parameter ein Strom ist, sind die Parametersensoren/-detektoren 122 Stromsensoren. Falls der gemessene Parameter eine Spannung ist, sind die Parametersensoren/-detektoren 122 Spannungsdetektoren. In jedem Fall wird der Ausgang jedes Sensors/Detektors 122 durch einen jeweiligen Operationsverstärker 124 verstärkt, um ein entsprechendes Kapazitätssignal Scap_n zu liefern (wobei „n“ den n-ten Sondenplattenkanal anzeigt). Die Kapazitätssignale werden in einen Multiplexer (MUX) 130 eingegeben, der verschiedene der Kapazitätssignale zur Analyse wählt.
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Ein Controller 132 steuert, wie die Schaltungsanordnung 118, die in der Mehrkanal-Sondenplatte 102 enthalten oder damit assoziiert ist, die Kapazitätssignale zur Analyse wählt. Der Controller 132 kann auch einen Testdatenanalysator 134 wie etwa einen geeignet programmierten Prozessor oder ASIC (applikationsspezifische integrierte Schaltung) zum Analysieren der durch den Multiplexer 130 gelieferten Kapazitätssignale enthalten, um zu bestimmen, ob eine elektrische Verbindung in einer der getesteten Zonen des Halbleiter-Package 108 oder zwischen den Zonen ein oder mehrere Testkriterien verletzt. Allgemein kann die hierin beschriebene kapazitive Testmethode beliebige geeignete Kriterien verwenden, um zu beurteilen, ob die elektrischen Verbindungen innerhalb der getesteten Packagezonen innerhalb akzeptabler Grenzen sind und ob das Package deshalb „fehlerhaft“ oder „gut“ ist. Ein Package 108, das als fehlerhaft angesehen wird, kann eine oder mehrere falsch beabstandete interne elektrische Verbindungen, eine fehlende oder offene elektrische Verbindung, eine durchhängende oder absackende elektrische Verbindung usw. aufweisen. Als solches bedeuten die Ausdrücke „Defekt“ und „fehlerhaft“, wie sie hierin verwendet werden, nicht notwendigerweise eine offene oder kurzgeschlossene (d.h. vollständig unterbrochene) Verbindung, sondern können auch eine minderwertige Verbindung bedeuten, d.h. eine Verbindung, die intakt ist, aber nicht ausreichend geformt, platziert oder beabstandet ist. Jede dieser Arten von Defekten macht das
Package 108 für seinen beabsichtigten Zweck minderwertig und somit fehlerhaft. Diese Defekte können durch die hierin beschriebenen kapazitiven Testmethoden ohne weiteres detektiert werden.
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Der Controller 132 bildet in Verbindung mit der Mehrkanalsondenplatte 102 und der verwandten Schaltungsanordnung 118 ein Testsystem. Zusätzlich zum Steuern der Schaltungsanordnung 118, die in der Sondenplatte 102 enthalten oder damit assoziiert ist, kann der Controller 132 auch das Gesamttesten des Package 108 steuern. Dies beinhaltet möglicherweise nicht nur die hierin beschriebene kapazitive Testmethode, sondern auch standardmäßiges Funktionstesten (z.B. logisches Bestehen/ Durchfallen, AC/DC-Stuck-At-Fault-Testen, Funktionstesten usw.). Dazu kann der Controller 132 auch einen Testsignalgenerator 136 wie etwa einen geeignet programmierten Prozessor oder ASIC zum Anlegen von Testsignalen an das zu testende Halbleiter-Package 108 enthalten. Die Testsignale werden an die externen Leitungen 112 des Package 108 angelegt. Mindestens einige dieser Testsignale sind so ausgelegt oder programmiert, dass sie eine kapazitive Kopplung zwischen den elektrisch leitenden Koppelgebieten 106 der Sondenplatte 102 und den durch die Koppelgebiete 106 abgedeckten entsprechenden Zonen des Halbleiter-Package 108 bewirken. Die Testsignale können von AC-Natur sein und somit einen Strom in jedem Koppelgebiet 106 der Sondenplatte 102 induzieren, das über einer Zone des Package 108 positioniert ist, in dem die elektrischen Verbindungen getestet werden. Dieser induzierte Strom kann erfasst und analysiert werden, um zu bestimmen, ob irgendwelche der getesteten Zonen des Package 108 fehlerhaft sind.
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4 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Testvorrichtung 100 zum kapazitiven Testen von Halbleiter-Packages 108. Die in 4 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in 1 gezeigten, doch weist die Mehrkanalsondenplatte 102 mindestens zwei beabstandete elektrisch leitende Koppelgebiete 106 auf, die sich in der gleichen Ebene und parallel zu jeder Seite des isolierenden Körpers 104 der Sondenplatte 102 erstrecken.
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5 veranschaulicht eine Draufsicht auf die Oberfläche 103 der Mehrkanalsondenplatte 102, die dem Halbleiter-Package 108 zugewandt ist, und 6 veranschaulicht die entsprechende Schaltungsanordnung 118, die in der Mehrkanalsondenplatte 102 enthalten oder damit assoziiert ist. Gemäß dieser Ausführungsform weist die Sondenplatte 102 acht Kanäle 120 mit zwei elektrisch leitenden Koppelgebieten 106 auf, die sich parallel zu jeder Seite des isolierenden Körpers 104 der Sondenplatte 102 erstrecken und von den anderen Koppelgebieten 106 der Sondenplatte 102 beabstandet sind, und die Schaltungsanordnung 118 ist so skaliert, dass sie jeden der acht separaten Sondenplattenkanäle 120 unterstützt. Jede Seite des isolierenden Körpers 104 der Sondenplatte weist zwei Abschnitte auf („SEITE 1a“, „SEITE 1b“, „SEITE 2a“, „SEITE 2b“, „SEITE 3a“, „SEITE 3b“, „SEITE 4a“, „SEITE 4b“), entlang jeder von denen ein separates elektrisch leitendes Koppelgebiet 106 angeordnet ist. Das Package 108 ist gemäß dieser Ausführungsform effektiv in acht Zonen unterteilt, und die Testvorrichtung 100 kann einen Defekt in jedem der acht Packagezonen detektieren. Das Package 108 kann mehrere Stromleitungen in mehreren oder allen der acht Zonen aufweisen. Durch Messen und Analysieren von von den Kanälen 120 der Sondenplatte 102 erhaltenen kapazitiven Koppeldaten in verschiedenen Kombinationen wird eine signifikant bessere Defektdetektierbarkeit erhalten. Beispielsweise kann ein Drahtdefekt an einer Stromleitung, der durch eine von mehreren Drahtverbindungen in einer oder mehreren Zonen des Package 108 entstehen kann, effektiv detektiert werden.
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Vier Zonen (3) und acht Zonen (6) werden lediglich als veranschaulichende Beispiele angegeben. Die Mehrkanal-Sondenplatte 102 kann andere Anzahlen von Packagezonen unterstützen, z.B. 3, 5, 7, 9, 10 usw. Die Anzahl an Packagezonen entspricht der bereitgestellten Anzahl an Sondenplattenkanälen 120 und bestimmt mindestens teilweise die Präzision oder Feinheit der Defektdetektionsfähigkeit der Testvorrichtung 100. Die Effektivität der kapazitiven Testmethode hängt auch von der Sequenz des Testens der Packagezonen ab. Beispielsweise kann jede der Zonen des Package 108 sequentiell getestet werden, indem jeweils eine Packagezone mit Testsignalen angeregt wird und ein Parameter wie etwa Strom oder Spannung gemessen wird, der den Grad an kapazitiver Kopplung zwischen der Packagezone und dem diese Zone abdeckenden Koppelgebiet 106 der Mehrkanalsondenplatte 102 anzeigt. Ein derartiger Ansatz sorgt für ein Defekttesten auf jeder Seite des Package 108. Für Package-Verbindungsdefekte, die sich zwischen benachbarten Koppelgebieten 106 der Sondenplatte 102 befinden, zum Beispiel im Fall von Stromleitungen, die über mehrere Packagezonen verteilt sind, kann eine verbesserte Detektierbarkeit erreicht werden, indem angrenzende Paare von Packagezonen gleichzeitig getestet und die Ergebnisse auf Defekte hin analysiert werden. Beispielsweise kann im Fall von 2 und 5 jede Eckzone (durch Markierungen „ECKE 1“, „ECKE 2“, „ECKE 3“, „ECKE 4“) des Package 108 analysiert werden, um zu bestimmen, ob das zu testende Package 108 irgendwelche Verbindungsdefekte in diesen Zonen aufweist, indem entsprechende Testsignale angelegt werden. Die Testsignale regen die elektrischen Verbindungen in den Eckzonen des Package 108 so an, dass die angrenzenden Koppelgebiete 106 der Sondenplatte 102 in der zu testenden Eckzone zur gleichen Zeit kapazitiv an das Package 108 gekoppelt sind. Die Kapazitätssignale, die für das Paar von Koppelgebieten 106 der Sondenplatte 102 geliefert werden, die an die zu testende Eckzone anstoßen, können analysiert werden, um zu bestimmen, ob in der Eckzone ein Defekt vorliegt, ob zum Beispiel zwei Bonddrähte 110 in der Eckzone miteinander kurzgeschlossen sind, ob einer der kurzgeschlossenen Bonddrähte 110 unter einem der Koppelgebiete 106 der Sondenplatte 102 angeordnet ist und der andere kurzgeschlossene Bonddraht 110 unter einem angrenzenden Koppelgebiet 106 angeordnet ist. In 2 bedeutet dies das Wählen der Kapazitätssignale, die für das Paar von Koppelgebieten 106 geliefert werden, die an „SEITE 3“ und „SEITE 4“ der Sondenplatte 102 anstoßen, um „ECKE 4“ zu analysieren, Wählen der Kapazitätssignale, die für das Paar von Koppelgebieten 106 geliefert werden, die an „SEITE 1“ und „SEITE 4“ der Sondenplatte 102 anstoßen, um „ECKE 1“ zu analysieren, usw. In 5 bedeutet dies das Wählen der Kapazitätssignale, die für das Paar von Koppelgebieten 106 geliefert werden, die an „SEITE 3a“ und „SEITE 4a“ der Sondenplatte 102 anstoßen, um „ECKE 4“ zu analysieren, Wählen der Kapazitätssignale, die für das Paar von Koppelgebieten 106 geliefert werden, die an „SEITE 1a“ und „SEITE 4b“ der Sondenplatte 102 anstoßen, um „ECKE 1“ zu analysieren usw.
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Weiterhin kann im Fall von 5 die Testpräzision dadurch noch weiter erhöht werden, dass jede Seite der Sondenplatte 102 zwei Koppelgebiete 106 aufweist. Als solches können Package-Defekte, die den Eckzonen der Sondenplatte 102 entsprechen, und Package-Defekte zwischen den Koppelgebieten 106, die entlang der gleichen Seite der Sondenplatte 102 angeordnet sind, detektiert werden. Für das Beispiel in 5 bedeutet dies das Analysieren der Kapazitätssignale, die für das Paar von Koppelgebieten 106 entlang der gleichen Seite der Sondenplatte 102 bereitgestellt werden (z.B. beide Koppelgebiete 106, die entlang der Seite angeordnet sind, die in 5 durch „SEITE 3a“ und „SEITE 3b“ dargestellt sind), um zu bestimmen, ob sich irgendwelche Defekte über diese beiden Koppelgebiete 106 erstrecken, z.B. zwei Bonddrähte 110, die entlang einer Seite der Sondenplatte 102 kurzgeschlossen sind, wobei einer der kurzgeschlossenen Bonddrähte 110 unter einem der Koppelgebiete 106 der Sondenplatte 102 angeordnet ist und der andere kurzgeschlossene Bonddraht 110 unter einem angrenzenden Koppelgebiet 106 angeordnet ist. Allgemein kann die Schaltungsanordnung 118, die in der Mehrkanalsondenplatte 102 enthalten oder damit assoziiert ist, den Parameter (z.B. Strom oder Spannung) für mindestens einige, aber nicht alle, der elektrisch leitenden Koppelgebiete 106 der Sondenplatte 102 gleichzeitig messen.
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7 veranschaulicht eine Ausführungsform eines kapazitiven Testverfahrens für Halbleiter-Packages. Das Verfahren beinhaltet das Positionieren eines Halbleiter-Package in unmittelbarer Nähe zu einer Hauptoberfläche einer Mehrkanal-Sondenplatte (Block 200). Die Sondenplatte enthält einen elektrisch isolierenden Körper und mehrere beabstandete elektrisch leitende Koppelgebiete, die an der ersten Hauptoberfläche in den Körper eingebettet oder daran angebracht sind, wobei jedes der elektrisch leitenden Koppelgebiete eine andere Zone des Halbleiter-Package abdeckt, wie hierin zuvor beschrieben. Das Verfahren beinhaltet weiterhin das Anlegen von Testsignalen und Masse an das Halbleiter-Package (Block 202) und das Messen eines Parameters, der den Grad an kapazitiver Kopplung anzeigt, der zwischen jedem Koppelgebiet der Sondenplatte und den entsprechenden Zonen des Package als Reaktion auf die Testsignale entsteht (Block 204). Das Verfahren beinhaltet auch das Bereitstellen eines Kapazitätssignals auf der Basis des für jedes der Koppelgebiete der Sondenplatte gemessenen Parameters (Block 206) und Analysieren der Kapazitätssignale, um zu bestimmen, ob eine elektrische Verbindung des Halbleiter-Package in irgendeiner der getesteten Zonen des Halbleiter-Package oder zwischen den Zonen ein oder mehrere Testkriterien verletzt (Block 208).
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Räumlich relative Ausdrücke wie etwa „unter“, „darunter“, „unterer“, „über“, „oberer“ und dergleichen werden zur Erleichterung der Beschreibung verwendet, um das Positionieren eines Elements relativ zu einem zweiten Element zu erläutern.
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Diese Ausdrücke sollen verschiedene Orientierungen der Einrichtung zusätzlich zu verschiedenen Orientierungen als jenen in den Figuren dargestellten einschließen. Weiterhin werden Ausdrücke wie etwa „erster“, „zweiter“ und dergleichen ebenfalls verwendet, um verschiedene Elemente, Gebiete, Abschnitte usw. zu beschreiben, und sind ebenfalls nicht als Beschränkung gedacht. In der ganzen Beschreibung beziehen sich gleiche Ausdrücke auf gleiche Elemente.
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Wie hierin verwendet, sind die Ausdrücke „mit“, „enthaltend“, „umfassend“ und dergleichen offene Ausdrücke, die die Anwesenheit erwähnter Elemente oder Merkmale anzeigen, zusätzliche Elemente oder Merkmale aber nicht ausschließen. Die Artikel „ein/einer/eine“ und „der/die/das“ sollen den Plural sowie den Singular beinhalten, sofern der Kontext nicht deutlich etwas anderes anzeigt.
