DE19627442A1 - Klebeverbindung für dicht angeordnete Elemente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klebeverbindung für eine Vielzahl dicht angeordneter und senkrecht zur Plattenoberfläche in einer Platte geführter Elemente. Die Klebeverbindung befindet sich an der Oberfläche der Platte.

Für den elektrischen Test mikroelektronischer Komponenten werden zunehmend Testköpfe basierend auf dem Buckling Beam Konzept eingesetzt, wie sie beschrieben sind in den Europäischen Patenten 0 165 331 und 0 283 545.

Solche Kontaktsonden-Anordnungen bestehen unter anderem aus einem ersten Lochplattenstapel, in dem die Kontaktsonden seitlich ausbiegbar geführt werden, und einem zweiten Lochplattenstapel, an oder in dem die Kontaktsonden befestigt sind.

Die Befestigung der Kontaktsonden durch Vergießen oder Verkleben ist bei sehr dichten Anordnungen von Kontaktsonden nicht mehr möglich. Aus Fig. 1a ist erkennbar, zu welchen Problemen das Vergießen oder die Verklebung insbesondere bei solchen Kontaktsonden führt, die mit einer Isolierschicht ummantelt sind. Diese die Kontaktsonden außerhalb des zweiten Lochplattenstapels umgebende Isolierschicht endet meist direkt an den für die Kontaktsonden vorgesehenen Führungslöchern im zweiten Lochplattenstapel und bildet dort einen Verschluß. In das so verschlossene Führungsloch kann kein Kleber oder eine Vergußmasse fließen.

Ein geeigneter niedrigviskoser Kleber für eine dauerhafte und temperaturstabile Klebeverbindung zwischen den teilisolierten Kontaktsonden und dem zweiten Lochplattenstapel ist z. B. EPOTEK 353-ND. Wie in Fig. 1b dargestellt, steigen solche Kleber bis zu 15 mm an den Kontaktsonden in die Höhe, was nicht tolerierbar ist.

Hochviskose Kleber oder thixotrope Kleber wie z. B. EPOTEK 353-ND/T steigen zwar an den Kontaktsonden nur geringfügig bis ungefähr 2 mm in die Höhe, dringen aber andererseits nicht genügend tief in die Führungslöcher des Lochplattenstapels ein, so daß die Kontaktsonden nur ungenügend befestigt sind. Dieses Problem ist in Fig. 1c dargestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine dauerhafte und temperaturstabile Klebeverbindung an der Oberfläche oder in der Tiefe einer Platte für dicht angeordnete und unter beliebigem Winkel zur Plattenoberfläche in der Platte geführter Elemente bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale von Anspruch 1.

An der Plattenoberfläche oder in der Plattentiefe mit der Klebeverbindung sind die Öffnungen oder Führungsöffnungen größer als die Führungslöcher in der übrigen Platte und die Klebeverbindung wird durch einen hochviskosen Kleber hergestellt. Die Führungslöcher mit den vergrößerten Öffnungen müssen nicht nur auf die Oberfläche der Platte beschränkt sein, sondern können sich im Bedarfsfall auch in größere Tiefen der Platte fortsetzen.

Die größeren Führungsöffnungen an der Plattenoberfläche mit der Klebeverbindung verhindern den Verschluß der Führungslöcher mit der die Kontaktsonden umgebenden Isolierschicht. Zudem bildet sich durch die größeren Führungsöffnungen an der Plattenoberfläche mit der Klebeverbindung ein Kleberreservoir. Dies ermöglicht es, hochviskose Kleber zu verwenden.

Die geometrischen Merkmale und die Verwendung eines hochviskosen Klebers ermöglichen die Herstellung einer dauerhaften und temperaturstabilen Klebeverbindung.

Im folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert, von denen zeigen:

Fig. 1a-c schematisierte Querschnitte durch verschiedene Klebeverbindungen aus dem Stand der Technik

Fig. 2 einen schematisierten Querschnitt durch die erfindungsgemäße Klebeverbindung und mehrere Kontaktsonden an der Oberfläche einer Platte

Fig. 2 zeigt die Klebeverbindung 1 an der Oberfläche 2 der Platte 3. Anstelle einer Vielzahl dicht angeordneter und senkrecht zur Plattenoberfläche in der Platte 3 geführter Elemente sind hier lediglich beispielhaft 3 Kontaktsonden 4a, 4b, 4c dargestellt.

In dem in Fig. 2 gezeigten speziellen Ausführungsbeispiel ist die Platte 3 als Plattenstapel mit mehreren Platten ausgebildet. An der Stapeloberfläche 2 mit der Klebeverbindung 1 sind die Führungsöffnungen 5a in einer oder mehreren Platten größer als die Führungslöcher 5b in den übrigen Platten. Bei Verwendung nur einer Platte sind entsprechend angrenzend an die Oberfläche 2 mit der Klebeverbindung die Führungsöffnungen 5a größer als die Führungslöcher 5b in der übrigen Platte.

Als Kleber wird ein hochviskoser Klebstoff eingesetzt. Die größeren Führungsöffnungen 5a tragen dem Fließverhalten solcher Kleber Rechnung, indem an der Stelle, an der die Klebeverbindung entstehen soll, ein Kleberreservoir 10 gebildet wird. Dadurch kann der hochviskose Kleber tiefer und vollständiger in die Kapillaröffnung zwischen den Kontaktsonden 4a, 4b, 4c und dem jeweiligen Führungsloch eindringen. Zudem wird durch diese spezielle Geometrie verhindert, daß die die Kontaktsonden umgebende Isolationsschicht 6 das jeweilige Führungsloch verschließt.

Anstelle von Kontaktsonden können die Elemente 4a, 4b, 4c verschiedenste zu fixierende Drähte, Glasfasern oder mikromechanische Bauteile sein.

Als Kleber eignen sich auch ein thixotroper Kleber oder ein thixotropes oder hochviskoses Klebstoffgemisch.

Beispielsweise bei Testköpfen basierend auf dem Buckling Beam Konzept sind mehrere hundert Kontaktsonden zu fixieren. Solche Kontaktsonden sind meist von einer Isolationshülle ummantelte CuBe-Drähte mit Durchmessern von typischerweise 25-50 µm. Die Fixierung über die erfindungsgemäße Klebeverbindung stellt sicher, daß jeder einzelne Draht in seinem Führungsloch im Plattenstapel verklebt ist.

Pro Draht muß in diesem Beispiel die Klebeverbindung eine Kraft von ungefähr 0.15 N aufnehmen. Erschwerend kommt hinzu, daß die zu verbindenden Teile oft aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Im Beispiel der Buckling Beam Testköpfe ist der Plattenstapel aus Si-Platten aufgebaut. Somit sind Materialien mit unterschiedlichsten thermischen Ausdehnungskoeffizienten zu verbinden. Diese weitere Bedingung wird von der erfindungsgemäßen Klebeverbindung durch Verwendung eines hochviskosen oder thixotropen Klebers erfüllt.

In diesem Beispiel ist es vorteilhaft, die Führungslöcher an der Plattenoberfläche 2 mit der Klebeverbindung 1 als Langloch 5a auszubilden und in der übrigen Platte runde Führungslöcher 5b vorzusehen. Alle anderen Lochformen sind jedoch für die Führungslöcher möglich. Ebenso können die Führungsöffnungen im Bereich der Klebeverbindung eine andere Gestalt haben als die Führungslöcher in der übrigen Platte oder dem übrigen Plattenstapel.

Bis zu welcher Plattentiefe die Führungsöffnungen größer ausgestaltet sein sollten, um eine zuverlässige und temperaturstabile Verbindung zu gewährleisten, hängt entscheidend von der Wahl des Klebers und seinen Eigenschaften ab. Je hochviskoser oder je thixotroper der Kleber ist, desto weiter in die Platte hinein sind größere Führungsöffnungen vorzusehen. Bei einem Plattenstapel muß entsprechend die Anzahl der Platten mit größeren Führungsöffnungen erhöht werden. Bei Verwendung eines weniger viskosen oder weniger thixotropen Klebers gilt die entsprechende Umkehrung.

Claims (8)

1. Klebeverbindung (1) an der Oberfläche (2) oder in der Tiefe einer Platte (3) für dicht angeordnete und unter beliebigem Winkel zur Plattenoberfläche in der Platte (3) geführter Elemente (4a, 4b, 4c),
wobei an der Plattenoberfläche oder in der Plattentiefe (2) mit der Klebeverbindung (1) die Führungsöffnungen (5a) größer sind als Öffnungen der Führungslöcher (5b) in der übrigen Platte (3) und
wobei die Klebeverbindung (1) durch einen hochviskosen Kleber hergestellt ist.

2. Klebeverbindung nach Anspruch 1 wobei die Elemente (4a, 4b, 4c) Drähte, Glasfasern und mikromechanische Bauteile umfassen.

3. Klebeverbindung nach Anspruch 1 oder 2 wobei die Führungslöcher an der Plattenoberfläche (2) mit der Klebeverbindung (1) als Langloch (5a) und in der übrigen Platte (3) als Rundloch (5b) ausgebildet sind.

4. Klebeverbindung nach Anspruch 2 oder 3 wobei das Material für die Platte (3) Si und das Material für die Drähte (4a, 4b, 4c) CuBe umfaßt.

5. Klebeverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 4 wobei die Drähte (4a, 4b, 4c) einen Durchmesser von ungefähr 25 µm bis einige 100 µm aufweisen.

6. Klebeverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 wobei die Platte (3) als Plattenstapel mit mehreren Platten ausgebildet ist und an der Stapeloberfläche (2) mit der Klebeverbindung (1) die Führungsöffnungen in einer oder mehreren Platten größer sind als die Führungsöffnungen (5a) in den übrigen Platten.

7. Klebeverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 wobei die Klebeverbindung an beiden Oberflächen (2, 7) der Platte oder des Plattenstapels ausgebildet ist.

8. Klebeverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 wobei die Klebeverbindung (1) durch einen thixotropen Kleber hergestellt ist.