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Hintergrund
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Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Feld von Test-Chipgehäuseanordnungen („test die packaging solutions”) zum Durchführen von Zuverlässigkeits- und parametrischer Tests. Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung ein System, das ein streifenförmiges Gehäuse für die Aufnahme eines Chips und einen Sockel zur Aufnahme des Gehäuses enthält, so dass der Chip sowohl mechanisch als auch elektrisch an eine Testvorrichtung zum Ermitteln der Zuverlässigkeit und Durchführen parametrischer Tests angeschlossen ist.
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Konventionelle Test-Chipanordnungen zum Durchführen von Zuverlässigkeits- und parametrischer Tests verwenden teure und komplizierte Behältnisse, die an viele industriell genutzte Standardsockelanordnungen angepasst werden können. So nehmen z. B. übliche Sockel bzw. Anschlüsse entweder 7,62 mm (300 mil) oder 15,24 mm (600 mil) weite Gehäuse auf, wobei der Bereich irgendwo zwischen 4 Pins bis zu einem Bereich von mehr als 40 Pins geht, und aus Keramikmaterial zum Hochtemperaturtesten und Kunststoffmaterial für nicht temperaturbeschleunigtes Testen aufgebaut sind.
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In den üblichsten Fällen ist bei konventionellen Gehäusungen nur das Anbringen von einem einzigen Chip pro Gehäuse möglich. Diese Ein-Chip-pro-Gehäuse-Konfiguration, bei der nur ein einzelner Chip angeordnet ist, erhöht nicht nur die hohen Kosten des gesamten Testvorgangs, sondern führt auch zu einem relativ großen Ausschuss. Obwohl einige Anwender die keramischen Gehäuse beim Testen bei niedrigen Temperaturen (niedriger als 150°C) wieder verwenden, vertrauen viele Anwender, aufgrund der unbekannten Zuverlässigkeit bzw. Zuverlässigkeit der Kombination aus Gehäuse und Kontaktierung diesem Vorgehen nicht. Es ist wahrscheinlich, dass keiner der Nutzer die die Gehäuse wiederverwendet, die während Hochtemperaturtestens eingesetzt wurden, und selbst wenn der Nutzer plant und wünscht, diese Gehäuse wiederzuverwenden, wird es nicht immer möglich sein, dies zu erreichen, da die Gehäuse sehr einfach beschädigt werden können.
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Unter Bezugnahme auf 1 wird eine konventionelle Gehäuselevel-Testvorrichtung 100 beschrieben, die eine zweiseitige Gehäusekonfiguration („dual in-line package configuration”) aufweist. Das Gehäuse umfasst normalerweise einen einzigen Chip 102, der wiederum mehrere unterschiedliche Teststrukturen und Vorrichtungen aufweisen kann. Bestimmte Punkte auf dem Chip 102 sind elektrisch mit den Leitungspfaden 104 auf dem Gehäuse 105 verbunden, bspw. mittels Kontaktierung. Die Leitungspfade 104 auf dem Gehäuse 105 sind elektrisch mit den Anschlussdrähten/Anschlüssen 106 des Gehäuses verbunden, welche, sobald sie einmal in die Anschlüsse (in 1 nicht dargestellt) eingesteckt werden, normale Kontaktpunkte zwischen der Verbindung des Chips und dem Sockel darstellen.
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Unter anderem fungiert der Anschluss bzw. Sockel als ein Interface zwischen einem Gehäuse und einem zu testenden Gerät, welches als „Device Under Test Board (DUT Board)” bezeichnet wird. Der Anschluss kann z. B. permanent an dem DUT Board befestigt sein, welches es ermöglicht, dass das bestückte Gehäuse (z. B. so ausgestaltet wie in 1 dargestellt) flexibel an dem DUT Board angebracht und in diesem wieder entfernt werden kann.
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2 zeigt einen konventionellen Anschluss 202, der ausgebildet ist, um ein konventionelles Dual in-line Package 204, wie in 1 dargestellt, aufzunehmen, wobei es mit einem Chip 206 bestückt ist. Es gibt viele unterschiedliche Lösungen für diese Art von Anschluss. So ist der Anschluss 202, wie in 2 dargestellt, bspw. so konfiguriert, dass er sowohl 7,62 mm (300 mil) und 15,24 mm (600 mil) artige Gehäuse aufnehmen kann. Obwohl es viele unterschiedliche konventionelle Anschlüsse gibt, die für unterschiedliche Temperatur, hohen Einsatzdrucks bis zu gegen Null tendierenden Einsetzdruck, 7,62 mm (300 mil) bis 15,24 mm (600 mil) und auch einen endlosen Bereich von Pin-Anzahlen geeignet sind, werden bei der Zuverlässigkeits- und Parameterkontrolle grundsätzlich solche verwendet, die die industriellen Zweireihengehäuse-Standardkonfigurationen („dual in-line packages (DIP)”), wie dargestellt, beruhen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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In Einklang mit einem ersten Aspekt der Erfindung kann die Verwendung von relativ teuren und komplexen Gehäusen, wie oben erläutert, vermieden werden, wobei ein multipler Chip, sowie ein robustes und kostengünstiges Gehäuse und eine entsprechende Anschlusslösung verwendbar sind.
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Ferner ist desweiteren, in einem Ausführungsbeispiel, ein streifenförmiges Gehäuse vorgehalten, das einen einzigen Chip oder eine Vielzahl von Chips aufnehmen kann, vorgehalten. Ein solches streifenförmiges Gehäuse kann genauso leicht oder sogar noch leichter zum Verbinden geeignet sein, als konventionelle Gehäuselösungen, leicht recycelbar und kostengünstig genug, um entsorgbar zu sein, und kann eine Vielzahl von Krafteinwirkungen aushalten, bevor ein Schaden eintritt. Zusätzlich können Leitungspfade aufgedruckt sein (oder in sonstiger Weise integral eingeformt sein), insbesondere an die Kanten des Gehäuses, und es kann ferner ein ergänzender Anschluss vorgehalten sein, der in Kombination mit dem streifenförmigen Gehäuse eine elektrische Anschließbarkeit an die Testelektronikbauteile ohne das Nutzen der Gehäuseanschlussdrähte ermöglicht. Dies verbessert die Anschließbarkeit und beseitigt die üblichen Mängel bei bestehenden Anschluss-Designs, sowie auch eine Vielzahl von unterschiedlich breiten streifenförmigen Gehäusen von dem Anschluss aufgenommen werden können, wobei dieser selbst eine gleichförmige Breite aufweist. In einem Ausführungsbeispiel ist das streifenförmige Gehäuse als Streifen aus einem keramischen Material oder einem anderen temperaturwiderstandsfähigen Material gefertigt. Das streifenförmige Gehäuse kann wenigstens eine Quelle (well) aufweisen, in welcher der Chip oder die Chips an dem streifenförmigen Gehäuse angebracht werden können. Der Streifen kann Ausnehmungen aufweisen, die als Separatoren bzw. Separierelemente ausgebildet sind, wobei die Separatoren bzw. Separierelemente zwischen den individuellen Chip-Gehäusen (und darauf bezogenen integral angeformten Leitungspfaden) angeordnet sind.
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Kurze Erläuterung der Figuren
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1 zeigt eine konventionelle Gehäuse-Level-Test-Vorrichtung, die eine Dual in-line Package Konfiguration verwendet.
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2 zeigt eine konventionelle Anschlusskonfiguration, ausgestaltet, um ein konventionelles Dual in-line Package aufzunehmen, etwa solch eine, wie in 1 dargestellt, wobei es mit einem Chip bestückt ist.
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3 und 4 zeigen ein streifenförmiges Gehäuse mit aufgedruckten Leitungspfaden an den Kanten des Gehäuses.
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4 zeigt eine Schnittdarstellung, die die Anschlussverbindung oder einen sonst wie an das DUT Board angebundenen Anschluss darstellt.
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5 zeigt ein System, in welchem ein Anschluss an ein DUT Board angeschlossen ist, und wobei ein streifenförmiges Gehäuse in den Anschluss eingesteckt ist.
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5b ist eine größere Darstellung eines Abschnittes von 5a, die ein Gehäuse darstellt, welches in einen Anschluss eingesteckt ist, wobei zwei Chips auf das Gehäuse in verbindender Weise aufgebracht sind.
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6 zeigt einen endseitigen Schnitt durch ein DUT Board mit einem Anschluss, der daran angeschlossen ist, und wobei ferner ein streifenförmiges Gehäuse in den Anschluss eingesetzt ist.
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Ausführliche Beschreibung
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Es werden nun einige detaillierte Ausführungsbeispiele von gleichförmigen Gehäusen und Anschlüssen erläutert, die in entsprechender Kombination so ausgebildet sind, dass sie eine Kopplung zwischen einem oder mehrerer Chips zu einem DUT Board zur Durchführung von Zuverlässigkeits- und Parametertests ermöglichen.
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Die 3a und 3b zeigen ein streifenförmiges Gehäuse 300 mit aufgedruckten Leitungspfaden 302 an einer Kante 303 des Gehäuses 300. Das Aufdrucken der Leitungspfade 302 kann ein Verfahren sein, das in der Industrie Durchsetzung gefunden hat, und, wie schon der Name impliziert, kann ganz einfach das Verfahren zum Aufdrucken eines leitenden Materials, wie z. B. Gold, auf die Oberfläche eines Substratmaterials des Gehäuses 300 sein. Abhängig von dem Material kann das Gehäuse verlässlich wiederverwendet werden, selbst nach vielen Hochtemperaturzyklen. Desweiteren kann das aufgedruckte leitende Material, aus welchem die Leitungspfade aufgebaut sind, nach Benutzung von dem Gehäuse entfernt werden und neue Leitungspfade entsprechend einer Nutzeranforderung aufgedruckt werden.
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In dem Beispiel der 3a und 3b sind zwei Quellen (wells) 304a und 304b vorgesehen, die jeweils so ausgebildet sind, dass sie einen Chip darin verbindend aufnehmen. Die Quellen (wells) 304a und 304b sind so ausgebildet, dass sie eine gleichförmige „Die to top of ceramic”-Höhe (Entfernung zwischen dem Chip und der Oberfläche des keramischen Materials) beibehalten. Das ermöglicht es, dass das Interface, an welchem der Chip auf das Gehäuse 300 aufgebracht ist, parallel zur Oberfläche des Gehäuses 300 bleibt. Während des Verwendens sind die entsprechenden Punkte auf dem Chip elektrisch mit den Leitungspfaden 302 bis 300 verbunden, bspw. über ein Bond-Verfahren.
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Eine oder mehrere Ausnehmungen (eine Ausnehmung 310 ist in den 3a und 3b gezeigt) kann so ausgebildet sein, dass die Breite des Gehäuses 300 flexibel gestaltet werden kann. Zum Beispiel ist das streifenförmige Gehäuse, wie in den 3a und 3b zu erkennen, zwei Einheiten („units”) breit, wobei die Einheiten (units) mit den Referenzzeichen 306a und 306b bezeichnet sind und durch die Ausnehmung 310 separiert sind. Jede Einheit (unit) umfasst eine Chip-Quelle (die well). Zum Beispiel umfasst die Einheit 306a eine Chip-Quelle (die well) 304a, und die Einheit 306b umfasst die Chip-Quelle (die well) 304b und entsprechend zugeordnete Leitungspfade.
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Wie in der Querschnittsdarstellung der 4 dargestellt, kann ein Anschluss 402 aus einem Material hergestellt sein, das hohen Temperaturen widerstehen kann. Grundsätzlich ist ein geeignetes Material für den Anschluss 402 ein solches, welches auf die Temperaturanforderungen während eines vorgegebenen Tests angepasst ist. Die Separatoren 406a, 406b, ..., 406n korrespondieren zu passenden Ausnehmungen (wie z. B. die Ausnehmung 310) in den streifenförmigen Gehäusen mit einer regelmäßigen Beabstandung, um die Einheitsbreite (unit width) wie bzgl. 3 vorher erläutert, herzustellen. So hat der Nutzer die Möglichkeit und Freiheit, unterschiedlich breite streifenförmige Gehäuse zwischen einem und sechs Einheiten (units) oder jegliche Kombination von Einheiten (units), die bis zu sechs Einheiten umfassen, zu nutzen, wenn der Anschluss ausgebildet ist, um eine maximale Gehäuseweite von sechs Einheiten aufzunehmen.
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Die Ausnehmungen in einem streifenförmigen Gehäuse sind in Abhängigkeit von den Separatoren eines angepassten Anschlusses so ausgebildet, dass sie ein einfaches Anpassen der Leitungspfade auf den Gehäusen mit dazu passenden Leitungspfaden auf einem DUT ermöglichen, wobei auf dem DUT der Anschluss angebracht ist, insbesondere in solchen Situationen, in denen die absolute Anzahl von Gehäuseeinheiten (package units) weniger als die Maximalanzahl von Einheiten (units) ist, die auf der Anschluss-/Platinenkombination (socket/board combination) aufgebracht ist. Wenn z. B. ein Anschluss ausgebildet ist, um eine Maximalpaketweite von sechs Einheiten aufzunehmen, und der Benutzer streifenförmige Gehäuse mit nur einer Breite von einer einzelnen Einheit (units) wünscht, könnten sechs einzelne Einheiten von streifenförmigen Gehäusen mit dem Anschluss verbunden werden und Spuren auf den Gehäusen würden sich relativ zu den Kontakten auf dem Anschluss ausrichten.
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5a zeigt ein System, in welchem ein Anschluss 502 zu einem DUT board 504 verbunden ist, und ein streifenförmiges Gehäuse 506 in dem Anschluss 502 eingesetzt ist. Das DUT board 504 umfasst zwei Anschlüsse 502 – und Gehäuse 506 – Kombinationen.
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5b ist eine vergrößerte Darstellung eines Abschnittes von 5a, in den ein Gehäuse 506 in den Anschluss 502 eingesetzt ist, und zeigt auch zwei Chips 508a und 508b, die mit dem Gehäuse 506 gebondet sind.
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6 zeigt eine Schnittansicht am Ende eines DUT boards 602 mit einem daran angebrachten Anschluss 604, und ein solches, das auch ein streifenförmiges Gehäuse 606 (z. B. wie das Gehäuse 506 aus 5) in den Anschluss 604 eingesetzt. Ein Federdraht 608, der im Inneren des Anschlusses 604 beherbergt ist, erleichtert nicht nur die mechanische Verbindung zwischen dem Gehäuse 606 und der Kombination aus DUT board und Anschluss 604, sondern der Federdraht 608 gewährleistet auch einen elektrisch leitenden Pfad von dem Leitungspfad auf dem Gehäuse 606 zu einem korrespondierenden Leitungspfad auf dem DUT board 602.
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Mit der Konfiguration, in welchem sich die Leitungspfade auf dem Gehäuse zu den Kanten erstrecken, welches in den Anschluss eingesetzt ist, werden potenziell zerbrechliche Anschlussstücke (LEADS) nicht mehr benötigt. Indessen resultiert ein robusterer Kantenverbindungskontaktpunkt in einer durchgehenden Verlängerung des Gehäuses.
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Während 6 eine sog. 90°-Verbindung ist, könnte in anderen Ausführungsbeispielen die Verbindung vertikaler Natur sein. In einem solchen Fall, nämlich einer vertikalen Verbindungsart, stehen die streifenförmigen Gehäuse senkrecht zu dem DUT board, anstelle einer parallelen Ausrichtung zu dem DUT board. In beiden Ausführungsbeispielen kann der Federkontaktmechanismus ähnlich sein, wie auch andere Aspekte der Verbindung und der Beabstandungsmechanismen. Mit einem vertikalen Verbindungstyp kann das streifenförmige Gehäuse auf beiden Seiten verwendet sein, da keine der Seiten flach an dem DUT board anliegen würde. Ein Vorteil der Ausführungsbeispiele des beschriebenen Anschluss- und Gehäusesystems umfasst die Möglichkeit, die keramischen Streifen wieder zu verwenden. Falls gewünscht, kann der Nutzer wählen, ob er die Leitungspfade von dem Gehäuse entfernen möchte und die Leitungspfade vor dem Bonden eines oder mehrerer neuer Chips auf dem Gehäuse wieder aufdrucken will. Die Wiederaufdruckmöglichkeit wird durch die Tatsache vereinfacht, dass die gesamte Oberfläche eine gleichförmige Höhe aufweist und keine Anschlussdrähte darin enthalten sind. Die Abschnitte der Leitungspfade auf dem Kantenverbindungsabschnitt eines Gehäuses sind auch von der Wiederaufdruckbarkeit umfasst.
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Zusammenfassung
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Die Erfindung betrifft ein System zum parametrischen Testen von wenigstens einem Chip, umfassend:
eine Platine (board) umfassend Elektronikbauteile, um den wenigstens einen Chip an eine Elektroniktestausrüstung anzuschließen;
ein Anschluss, der an der Platine (board) befestigt ist; und
wenigstens ein Gehäuse (package), wobei das wenigstens eine Gehäuse (package) ein Substrat mit einer Vielzahl von Leitungspfaden aufweist, die integral darauf ausgeformt sind, wobei jeder der Vielzahl von Leitungsfaden direkt mit einem Verbindungspunkt auf wenigstens einem Chip mit einem korrespondierenden Punkt an einer Kante eines Gehäuses (package) verbunden ist,
wobei der Anschluss konfiguriert ist, um das Einsetzen des wenigstens einen Gehäuse in den Anschluss gemäß einer Orientierung, die im Wesentlichen parallel relativ zu dem Board (der Platine) mit dem wenigstens einen Gehäuse (package) flachliegend gegen die Platine (board) ist,
wobei das wenigstens eine Gehäuse (package) und der Anschluss so konfiguriert sind, dass, wenn die Kante des Gehäuses in eine Aufnahme eines Anschlusses eingesetzt ist, Kontakte des Anschlusses dazu dienen, die Leitungspfade auf dem Gehäuse mit den entsprechenden Leitungspfaden auf der Platine (board) zu verbinden und auch das Gehäuse (package) mit der Platine (board) mechanisch zu verbinden, und
wobei der Anschluss eine Vielzahl von Separatoren umfasst, wobei jeder Separator ausgebildet ist, um eine dazu passende Ausnehmung in einem Kantenabschnitt des wenigstens einen Gehäuses (package) aufzunehmen, um die Vielzahl an Leitungspfaden an der Kante der Gehäuse (packages) mit den Leitungspfaden der Platine (board) auszurichten.
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Die Erfindung betrifft auch ein Ein Verfahren zum Konfigurieren eines Systems zum parametrischen Testen wenigstens eines Chips, umfassend:
Vorhalten einer Platine (board) umfassend Elektronikbauteile, um den wenigstens einen Chip mit der elektronischen Testausrüstung zu koppeln; Vorhalten eines Anschlusses der auf der Platine (dem Board) befestigt ist; und Vorhalten von wenigstens einem Gehäuse umfassend einer Vielzahl von Leitungspfaden, die integral daraus ausgeformt sind, wobei eine Vielzahl von Leitungspfaden von einem Verbindungspunkt auf dem wenigstens einen Chip zu einem korrespondierenden Punkt an einer Kante des Gehäuses (package) verlaufen, wobei das Verfahren das Vorhalten von wenigstens einem Gehäuse (package) auf dem Anschluss umfasst, das so ausgebildet ist, dass, wenn die Kante des Gehäuses (package) in eine Aufnahme eines Anschlusses eingesetzt ist, Kontakte des Anschlusses zum sowohl elektronischen Verbinden der Leitungspfade auf dem Gehäuse mit entsprechenden Leitungspfaden auf der Platine (dem board) und auch zum mechanischen Verbinden des Gehäuses mit der Platine (dem board) dienen, wobei das wenigstens eine Gehäuse (package) in den Anschluss mit einer Orientierung eingesetzt ist, die im Wesentlichen parallel zum Board (der Platine) mit dem wenigstens einen Gehäuse flach gegen die Platine (dem board) ausgerichtet ist, wobei der Anschluss eine Vielzahl von Separatoren umfasst, wobei jeder Separator ausgebildet ist, um eine korrespondierende Ausnehmung in einem Kantenabschnitt von dem wenigstens einen Gehäuse so aufzunehmen, dass die Vielzahl von Leitungspfaden an der Kante des Gehäuses mit den Leitungspfaden auf der Platine (dem Board) ausgerichtet sind.
