DE2006653A1 - Vorrichtung zum Prüfen elektrischer Bauelemente, insbesondere mikroelektronischer Bauelemente, und Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr.K.Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 86, DEN

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MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 39 21/22

TIECO, IKC.
California/U.S.A.

Vorrichtung zum Prüfen elektrischer Bauelemente, insbesondere mikroelektronischer Bauelemente, und Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung

Mit dem Erscheinen von mikroelektronischen Geräten haben sich die Größen der Bauelemente stark verkleinert, während die Kompliziertheit der Prüfung solcher Bauelemente stark angewachsen ist.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zu Grunde, eine wirksamere und zuverlässigere Tasterkarte zu schaffen, die sich speziell für die Prüfung mikroelektronischer Bauelemente eignet, zu denen Halbleiteranordnungen, Hybridschaltungen und Substrate gehören, aus denen solche Anordnungen und Schaltungen hergestellt werden.

Bei der Herstellung von Halbleiteranordnungen, Hybridschaltungen und Trägerschichten für soche Anordnungen und Schaltungen ist es zweckmäßig, derartige Bauelemente zu prüfen,

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um nämlich zu bestimmen, ob sie zuverlässig in dem elektronischen Endgerät verwendet werden können. Diese Prüfung hat dabei vor dem Einbau solcher Bauelemente in die jeweilige Anlage zu erfolgen. Vorzugsweise wird eine solche Prüfung sogar noch vor dem Zeitpunkt vorgenommen, zu dem die, Anschlußleitungen an die betreffenden Bauelemente angeschlossen werden. Auf Grund der geringen Größe der Bauelemente ist es verschiedentlich schwierig, ein bestimmtes Bauelement aus einer Gruppe von Bauelementen auszuwählen und die erforderlichen Prüfungen vorzunehmen, um die Gebrauchsfähigkeit des betreffenden geprüften Bauelements zu bestimmen. Demgemäß soll die Erfindung eine elektrisch leitende Prüfoder Tastanordnung bereitstellen, die auf einer durch eine gedruckte Schaltungsplatte gebildetenPrüf- oder Tastkarte angeordnet werden kann, wobei jeder Taster der Tastanordnung in bestimmter Wirkbeziehung mit den auf der gedruckten Schaltungsplatte befindlichen Leiterbahnen steht, so daß die Prüfung von mikroelektronischen Halbleiterbauelementen, Hybridschaltungen und Substratplättchen oder Trägerplättchen, aus denen solche Bauelemente oder Schaltungen hergestellt sind, vor oder nach Anschluß von Zuführungsleitungen erleichtert ist.

Es dürfte einzusehen sein, daß auf Grund der Tatsache, daß die zu prüfenden mikroelektronischen Bauelemente äußerst klein sind, auch die für die Durchführung der Prüfung benutzten Prüfeinrichtungen verschiedentlich klein sind. Die geringe Größe der Prüfeinrichtung ruft nun Probleme in Verbindung mit der Herstellung solcher Prüfeinrichtungen hervor, und zwar neben der Schwierigkeit der Lösung des Prüfvorgangs selbst. Demgemäß soll ein neues Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Tasteranordnung angegeben werden, und zwar für die Verwendung auf einer gedruckten Schaltungsplatte zwecks Bildung einer Tastericarte. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung einer leitenden Tasteranordnung und zur Anbringung

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einer solchen Tasteranordnung an einer gedruckten Schaltungsplatte oder -karte angegeben werden, derart, daß beide Herstellvorgänge einfach sind und durch automatische Einrichtungen ausgeführt werden können. Schließlich sollen ein Verfahren und eine Einrichtung zur ständigen Markierung eines geprüften Bauelements geschaffen werden, um dessen relative Qualität oder Güte in Bezug auf eine festgelegte Norm anzuzeigen.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe ausgehend von einer Vorrichtung zum Prüfen von elektrischen Bauelementen, insbesondere mikroelektronischen Bauelementen, unter Verwendung einer Tasterkarte mit einer Vielzahl elektrischer Leiterbahnen und mit einer einheitlichen Tasteranordnung erfindungsgemäß dadurch, daß die Tasteranordnung eine Vielzahl von gesonderten, elektrisch leitenden Tasterelementen enthält, deren jedes eine Kontaktspitze aufweist, und daß die Tasteranordnung auf der Tasterkarte so angeordnet ist, daß sie mit den Leiterbahnen elektrisch verbunden ist.

Die Erfindung betrifft also allgemein eine Tasterkarte mit darauf befindlichen Leiter- bzw. Schaltungsbahnen, die in einer radialen Anordnung um eine im wesentlichen zentrisch in der Karte angeordnete öffnung enden. Die öffnung.bildet eine Führung, innerhalb der eine Einheitstasberanordnung bzw. eine einheitliche, gesondert hergestellte leitende Tasteranordnung angeordnet werden kann. Diese Tasteranordnung enthält eine Grundplatte aus dielektrischem Material und eine Vielzahl von auf der Grundplatte angeordneten elektrisch leitenden Tasterelementen, nachstehend auch nur kurz Tastelemente genannt. Diese Tastelemente sind dabei auf der Grundplatte strahlenartig verteilt angeordnet. Diese Anordnung dient für eine solche Zuordnung der Anschlußenden der leitenden Tasterelemente, nachstehend auch kurz Taster genannt, zu den entsprechenden Schaltunrrsbahnen auf der Karte, daß eine Anlötunp; eines Anschlußendes an einer

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zugehörigen Schaltungsbahn ermöglicht ist. Die inneren Enden der leitenden Taster sind in einem derart ausge wählten Muster angeordnet, daß die Kontaktspitzen dicht voneinander beabstandet, jedoch elektrisch voneinander isoliert angeordnet sind und in ein und derselben Ebene liegende gesonderte Kontaktflächen bilden. Diese Kontakt flächen sind von der zugehörigen Seite der gedruckten Schal tungsplatte oder Tastkarte getrennt und parallel zu dieser angeordnet.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die einheitliche leitende Tasteranordnung oder Tastanordnung in einer Weise hergestellt, die die vorhandene Kompliziertheit vereinfacht und die die Iferstellkosten senkt, während gleichzeitig eine Tasteranordnung erhalten wird, deren Kontaktflächen in geeigneter Weise voneinander beabstandet und zueinander ausgerichtet sind. Zu diesem Zweck wird eine Vielzahl der leitenden Tastelemente oder Taster strahlenartig auf einem geeigneten Träger angeordnet, der die einzelnen leitenden Tastelemente in geeigneter Lage festhält. Über diese Anordnung der leitenden Tastelemente wird ein Ring aus dielektrischem Material derart aufgesetzt, daß ein Teil jedes Tastelements in dem dielektrischen Material eingebettet wird. Die so erzielte ArOrdnung wird dann während einer solchen Zeitspanne erwärmt, daß eine Aushärtung des dielektrischen Materials erfolgt. Dabei bleiben die leitenden Tastelemente in ihren ausgewählten Lagen in der strahlenartigen Anordnung liegen.

Gemäß einem dritten Merkmal der Erfindung ir.t ein Verfahren geschaffen, mit dessen Hilfe die vorstehend beschriebene einheitliche leitende Tasteranordnung auf einer gedruckten Schaltungsplatte oder Tasterkarte angeordnet werden kann. Dabei sind auf einer oder beiden Seiten dieser Schaltungs-

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platte oder Tasterkarte Schaltungsbahnen vorgesehen. Die inneren Enden dieser Schaltungsbahnen enden in einer strahlenartigen Anordnung um eine in der betreffenden gedruckten Schaltungskarte vorhandene Mittelöffnung herum. Diese öffnung ist zweckmäßigerweise kreisförmig ausgebildet und ausgenutet, so daß eine Schulter gebildet ist, innerhalb der die die leitenden Taster tragende Grundplatte aus dielektrischem Material derart sitzen kann, daß die Achse dieser Grundplatte mit der Achse der in der gedruckten Schaltungsplatte vorhandenen öffnung zusammenfällt. Die Teile sind so bemessen, daß mit Aufnahme der Grundplatte der Tasteranordnung von der öffnung die Anschlußenden der Taster in geeigneter Weise zu entsprechenden Schaltungsbahnen ausgerichtet sind, die auf der gedruckten Schaltungsplatte gedruckt sind. Die Anschlußenden der leitenden Taster werden dann an ihre zugehörigen Schaltungsbahnen oder Leiterbahnen angelötet. Anschließend werden die Kontaktspitζen der Taster abgeschliffen, so daß eine Vielzahl flacher Kontaktflächen gebildet ist, die alle in einer gemeinsamen Ebene liegen, welche parallel zu der benachbarten Seite der Karte verläuft.

Da es unvermeidbar ist, daß einige der mit der Tasterkarte geprüften Bauelemente sich als defekt oder von geringer Güte erweisen, ist es erforderlich, Einrichtungen zur Markierung eines defekten Bauelements oder eine Bauelements geringer Qualität bereitzustellen. Dabei soll eine eindeutige Markierung erfolgen, die ohne weiteres ersichtlich ist, so daß defekte Bauelemente oder Bauelemente geringer Qualität von den brauchbaren Bauelementen auf einfache Weise aussortiert werden können. Demgemäß sind auf einer Seite der gedruckten Schaltungekarte ein oder mehr Vorratsbehälter vorgesehen, in denen sich eine Markierungstinte charakteristischer Farbe befindet. Jeder Vorratsbehälter ist mit einem Kapillarrohr

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versehen, dessen Ende in eine Lage oberhalb des jeweils geprüften Bauelements geführt ist. Auf ein entsprechendes Signal hin kann auf die Kapillarrohre ein Druck ausgeübt werden, so daß deren Ende mit dem geprüften Bauelement in Kontakt gelangt und an dieses Bauelement einen Tintentropfen abgibt, der kennzeichnend für ein defektes Bauelement oder für ein Bauelement geringer Qualität ist.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer vergrößerten Draufsicht die Prüfseite einer Tasterkarte, unter Veranschaulichung der auf dieser Karte angeordneten einheitlichen leitenden Tasteranordnung.

Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten Ansicht die Rückenseite der in Fig. 1 dargestellten Tasterkarte, unter Veranschaulichung einzelner Vorratsbehälter zur Abgabe bestimmter Farbmarkierungstinten, wobei von diesen Vorratsbehältern Kapillarröhrchen zu der Mitte der Anordnung der leitenden Taster hin verlaufen.

Fig. 3 zeigt in einer vergrößerten Teilansicht den mittleren Prüfteil der leitenden Tasteranordnung von der in Fig. Λ dargestellten Prüfseite her betrachtet.

Fig. 4 zeigt eine Teilschnittansicht entlang der in Fig. eingetragenen Schnittebene 4-4, unter Veranschaulichung von Einzelheiten des Aufbaus der leitenden Tasteranordnung und ihrer Beziehung zu der Tasterkarte.

Fig. 5 zeigt in einer vertikalen Teilschnittansicht einen der elektrisch leitenden Taster nach seiner Ausbildung, Je doch vor entsprechender Formung. .

fig. 6 zeigt in einer Seitenansicht einen fertigen leitenden Taster.

Fig. 7 zeigt eine vertikale Schnittansicht einer Spanneinrichtung, die für einen vereinfachten Zusammenbau einer

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Vielzahl von Tastern in einer vorgeschriebenen Weise oder Anordnung dient.

Fig. 8 zeigt in einer der Ansicht gemäß Fig. 7 entsprechenden Ansicht, wie ein Grundteil aus dielektrischem Material angefügt wird, in"welchem die Taster eingebettet sind. Fig. 9 zeigt eine Draufsicht einer einheitlichen Tasteranordnung.

Fig. 10 zeigt eine vertikale, Schnittansicht der Tasteranordnung entlang der in Fig. 9 eingetragenen Schnittebene 10-10.

In Fig. 1 bis 4 ist die erfindungsgemäße Tasterkarte mit der neuen einheitlichen, elektrisch leitenden Tasteranordnung dargestellt. Die Tasterkarte ist dabei generell mit 2 bezeichnet; sie ist normalerweise durch eine flache blattartige Platte oder "Karte" 3 gebildet, die aus einem Schichtengebilde besteht, welches Fiberglas und ein geeignetes synthetisches Harzmaterial enthält. Die betreffende Karte ist, wie Fig. 1 erkennen läßt, auf der die Prüfseite darstellenden Seite A mit einer Vielzahl von gedruckten Schaltungsbahnen oder Leitungsbahnen versehen, die generell mit 4 bezeichnet sind.

Jede der auf der Seite A der Karte vorhandenen Leitunrs-bzw.Leiterbahnen endet an einer Stelle neben dem Kontaktende 6 der Karte. Die einzelnen Kontaktenden der verschiedenen Leiterbahnen sind dabei in einer Parallelreihe über dem Kontaktende der Karte angeordnet. An ihren anderen Enden sind die Leiterbahnen in einer radialen Anordnung um eine Mittel-Öffnung 7 herum verteilt. Dabei ist oed.es Anschlußende jeder Leiterbahn von benachbarten Leiterbahnen getrennt. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind auf der Seite A der Karte vierundzwanzig voneinander getrennte und durchgehende Leiterbahnen oder Schaltunpsbahnen vorgesehen.

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Normalerweise trägt jede der Leiterbahnen ein Kennzeichen, das den Anschluß dieser Leiterbahn mit einer entsprechenden und zugehörigen Schaltung erleichtert. Der Klarheit wegen sind derartige Kennzeichen aus den Zeichnungen weggelassen. Neben den vierundzwanzig vorgesehenen vollständigen Leiterbahnen sind noch kurze Anschlußsegmente 8 weiterer Leiterbahnen vorgesehen. Diese Anschlußsegmente 8 sind, wie nachstehend noch näher erläutert werden wird, in geeigneter Weise radial angeordnet.

Auf der Rückseite oder Seite B der Karte sind, wie Fig. 2 erkennen läßt, generell mit 9 bezeichnete Leiterbahnen oder Schaltungsbahnen vorgesehen. Jede Leiterbahn ist dabei in normaler Weise aufgebracht. Die vierundzwanzig gesonderten Leiterbahnen auf der Seite B sind so angeordnet, daß die entsprechenden Enden dieser Leiterbahnen in einer Reihe von parallelen Kontaktflächen enden, die neben dem Kontaktende der Karte liegen, wie dies zuvor im Zusammenhang mit der Seite A erläutert worden ist. Die anderen Enden der Leiterbahnen enden in AnSchlußenden, welche um die Mittelöffnung herum radial verteilt angeordnet sind.

Die auf der Seite B der Karte gedruckten Schaltungsbahnen oder Leiterbahnen sind von den auf der Seite A vorgesehenen Leiterbahnen verschieden, und zwar dadurch, daß ihre die Mittelöffnung umgebenden Enden mit einer Anschlußeinrichtung in Form eines Leiters versehen sind, der an einem Ende mit dem zugehörigen Anschlußende der Leiterbahn auf der Seite B verbunden ist und der durch die Karte hindurchläuft, um elektrisch leitend mit den auf der Seite A der Karte gedruckten kurzen Anschlußsegmenten 8 verbunden zu werden.

Die öffnung 7 ist im wesentlichen in der Mitte zwischen den Seitenkanten der Karte angeordnet; sie ist vorzugsweise

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kreisförmig ausgebildet und mit einem Nut oder einer Kante versehen. Die öffnung und der Nut verlaufen dabei im wesentlichen konzentrisch in der kreisförmigen Anordnung der zugehörigen Anschlußenden der auf gegenüberliegenden Seiten der Karte vorhandenen Leiterbahnen.

In die öffnung 7 und insbesondere in den Nut 13 ist eine einheitliche leitende Tasteranordnung eingesetzt, die generell mit 14 bezeichnet ist. Diese Tasteranordnung 14 enthält eine Grundplatte 16, die vorzugsweise kreisförmig ausgebildet ist, die jedoch auch rechteckförmig, quadratförmig, C-förmig oder sonstwie, in durch die jeweilige Anwendung bestimmter Weise ausgebildet sein kann. Ein Teil des äußeren Umfangs der Grundplatte bildet eine Führung, auf Grund welcher die einheitliche leitende Tasteranordnung in der in der Karte gebildeten genuteten öffnung genau sitzt.

Es dürfte einzusehen sein, daß die genutete öffnung und die dazu komplementäre Umfangsfläche 17 der Grundplatte 16 der leitenden Tasteranordnung sehr genau konzentrisch zu den Anschlußenden der Leiterbahnen auf gegenüberliegenden Seiten der Karte angeordnet sein müssen. Darüber hinaus dürfte ersichtlich sein, daß durch Einhaltung geeigneter Toleranzen und durch geeignetes Einspannen in der gedruckten Tasterkarte in einem Vorgang entsprechende öffnungen hergestellt werden können und daß die einheitliche leitende Tasteranordnung durch gesonderte und hiervon unterschiedliche Vorgänge hergestellt werden kann, woraufhin dann die beiden gesonderten Anordnungen in einer sehr genauen Weise zusammengesetzt werden.

Die einheitliche leitende Tasteranordnung 14 enthält eine Vielzahl von generell mit 21 bezeichneten gesonderten elektrisch leitenden Tastern oder Tastelementen, die am besten aus Fig. 3, 4, 6 und 10 ersichtlich sind. Jedes Tastelement

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besteht aus einem Längsdraht, der vorzugsweise aus Wolfram besteht und der einen Hauptkörperteil 22 bildet. Ferner weist jedes Tastelement einen Anschlußteil 23 und einen Kontaktspitzenteil 24 auf. Das insbesondere in Fig. 5 und dargestellte elektrisch leitende Tastelement besteht aus einem etwa 0,25 mm dicken VoIframdraht, dessen Länge etwa 19 mm beträgt. Etwa ein Drittel dieser Länge nimmt der Anschlußendteil 23 auf. Jedes Tastelement ist mit einer Kupferschicht 26 plattiert, die ihrerseits mit einer Goldschicht plattiert ist. Auf diese Weise ist das Anlöten des plattierten Endes des jeweiligen Tastelements an eine zugehörige Leiterbahn erleichtert.

Zwischen ihren Enden und im wesentlichen in dem von dem Körperteil 22 umgebenen Bereich bleibt der Tastelementdraht unbearbeitet oder im "Rohzustand". Dieser Teil des Tastelements nimmt etwa ein weiteres Drittel der Länge des betreffenden Tastelements ein. Das übrige Drittel des Tastelements bildet den Kontaktspitζenteil 24. Dieser Kontaktspitzenteil 24 ist, wie besonders deutlich aus Fig. 5 hervorgeht, nach vorn zugespitzt. Diese Zuspitzung kann auf irgendeine Weise vorgenommen werden. Im Anschluß an die Zuspitzung des Kontaktspitzenteils wird das äußerste Ende dieses Kontaktspitzenteils in einer Länge von etwa 0,5 mm unter rechtem Winkel zur Achse des leitenden Tastelements umgebogen, und zwar derart, daß eine Kontaktspitze 28 gebildet ist. Der Zweck dieser Kontaktspitze 28 wird weiter unten noch näher erläutert werden.

Eine Vielzahl derart hergestellter leitender Tastelemente ist auf der Grundplatte 16 radial verteilt angeordnet. Dabei sind die einzelnen leitenden Tastelemente voneinander versetzt und jeweils elektrisch voneinander isoliert. Jedes Tastelement ist an der Grundplatte 16 mittels einer Schicht 29 aus einem

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geeigneten dielektrischen Material befestigt, das die Eigenschaft besitzt, durch Zeitablauf oder durch Anwendung von Wärme auszuhärten und sich zu verfestigen. Wie in Fig.4-dargestellt, wird das Anschlußende 23 jedes Tastelements an der zugehörigen-Leiterbahn 4- angelötet, während der Mittelteil 22 des betreffenden Tastelements derart von der Grund- . platte 16 getragen wird, daß sein innerer Kontaktspitzenteil von dem Innenumfang der Grundplatte 16 aus nach innen gerichtet ist und in der Kontaktspitze 28 ausläuft, deren Achse im wesentlichen senkrecht zur Achse des Tastelements verläuft und parallel zur Mittelachse der Grundplatte und der öffnung, in der das betreffende Tastelement sitzt.

Es dürfte somit ersichtlich sein, daß die Kontakt spitzen 24-sämtlicher Tastelemente unter Zugrundelegung der Ansicht gemäß Pig. 4- nach unten gerichtet sind und im wesentlichen in ein und derselben Ebene enden. Insofern, als es von Bedeutung ist, daß die Kontaktflächen 31 der Tastelemente in einer gemeinsamen Ebene liegen, so daß bei Aufsetzen der Tastefanordnung auf eine Trägerfläche oder ein Substrat sämtliche Kontaktflächen auf diesem Substrat zum Aufliegen kommen und im wesentlichen einen gleich großen Kontaktdruck ausüben, werden die freistehenden Enden der Kontaktspitzen 24 abgeschliffen, und zwar derart, daß die Kontaktflächen 31 in einer gemeinsam.en Ebene liegen, welche parallel zu der zugehörigen Fläche oder Seite 32 der Karte 3 verläuft.

Eine gewisse Vorstellung von den Schwierigkeiten in der Herstellung einer einheitlichen Tasteranordnung, wie sie vorstehend erläutert worden ist, erhält 'man , wenn man berücksichtigt, daß bei herkömmlichen Tasterkarten die Ausrichtung der Kontaktspitzenteile durch Verwendung einer durchgehend gemusterten Maske gewährleistet und beibehalten wird, die durch ein dünnes Blatt aus einem Kunstharzstoff, wie

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"Mylar", gebildet ist, in welchem sich einem ausgewählten Muster entsprechend getrennte Öffnungen befinden, durch die die Kontaktspitzen hindurchragen. Der Durchmesser der Öffnungen bei derartigen herkömmlichen Mylar-Masken liegt normalerweise in der Größenordnung von ca. 0,1 mm. Dabei ragen die Kontakt-" spitzen durch diese Öffnungen hindurch, ohne deren Seiten zu berühren. Damit liegt der Abstand zwischen den einzelnen Kontaktspitzen in der Größenordnung von 0,025 oder 0,05 nim, so daß eine Vielzahl von voneinander elektrisch isolierten Kontaktflächen auf einem minimalen Raum untergebracht werden kann.

Bezüglich einer vereinfachten Herstellung einer einheitlichen leitenden Tastanordnung sei auf Fig. 7 und 8 Bezug genommen. In diesen Figuren ist eine Klemmeinrichtung dargestellt, die eine Platte 36 enthält, deren Oberfläche 37 ein ringartiges Tragglied 38 trägt, dessen unteres Ende 39 komplementär zu der Oberfläche der Tragplatte 36 ausgebildet ist. Der Tragring 38 weist eine Mittelbohrung 41 auf, und seine obere Fläche 42 verläuft auf seine Mittelachse schräg zu. Auf diese Weise ist eine ringförmige geneigte Oberfläche gebildet, wie dies besonders deutlich aus Fig. 7 und 8 hervorgeht.

In die in dem Tragring vorgesehene Bohrung 41 ragt eine Mittelstütze 43 hinein, deren oberes Ende mit einer Ausnehmung oder einem Hohlraum 44 versehen ist, der, wie dargestellt, von einem ringförmigen Flansch 46 umgeben ist. Das obere Ende des ringförmigen Flansches 46 ist mit einer Klebstoffschicht 47 versehen, die zweckmäßigerweise die Form eines doppelseitigen Bandes besitzt, von welchem eine Seite an der Oberkante des Flansches 46 angeklebt ist und von welchem die gegenüberliegende Seite für eine Befestigung an einer Kunstharzschicht

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frei liegt, die, wie dargestellt, aus durchsichtigem "Mylar" besteht. Mylar wird dabei in einer Dicke von etwa 0,15 mm bevorzugt; es wird mit einer Vielzahl von öffnungen 49 versehen. Diese Öffnungen sollten bei fertiger einheitlicher Tasteranordnung in solcher Anordnung liegen, wie die entsprechenden Kontaktspitzen 24 liegen. Es sei bemerkt, daß die in diesem Fall verwendete Mylar-Maske 48 einen Teil der Befestigungseinrichtung darstellt, nicht aber einen Teil der Tasteranordnung.

Auf der geneigten Oberfläche 42 des Ringträgers ist eine Vielzahl von Tastelementen angeordnet, wie sie in Fig. 6 dargestellt skid. Diese Tastelemente sind dabei auf der geneigten Fläche 42 des Ringträgers so angeordnet, daß sie der radialen Anordnung der Leiterbahnen auf der Tasterkarte entsprechen, für die die Tasteranordnung vorgesehen ist. Zum Zwecke vereinfachter Ausrichtung ist die obere geneigte Oberfläche 42 des Ringträgers vorzugsweise mit einer Maske überzogen, auf der das bestimmte Bild der radialen Anordnung aufgezeichnet ist, d.h. aufgenommen ist, für die die betreffende Tasteranordnung vorgesehen ist.

Bei durch die öffnungen 49 hindurchragenden Kontaktspitzen sind die Anschlußenden 23 der Tastelemente so ausgerichtet, daß sie eine zugehörige Schaltungs- bzw. Leiterbahn berühren. Nach geeigneter Ausrichtung ist die Grundplatte 16, wie Fig.8 erkennen läßt, ringförmig koaxial der Tasteranordnung überlagert. Vor ihrer Verwendung wird die Grundplatte 16 auf einer Fläche mit der Schicht 29 aus dielektrischem Material versehen. Diese Schicht 29 ist derart weich, daß bei Auf setzen der Grundplatte 16 auf die Taster diese in dem dielektrischen Material der Schicht 29 eingebettet werden.

Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, daß die Grundplatte 36 und die Mittelstütze 43 aus "Lucite" und der

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Trägerring 38 aus "Teflon" hergestellt werden. Derartige Materialien erleichtern die Einstellungen der betreffenden Einzelteile und verhindern ein Hängenbleiben der aus dielektrischem Kunststoff bestehenden Schicht 29 an der oberen Fläche 4-2 des Ringträgers, wenn die Einbettung der Tastelemente erfolgt.

Die so gebildete Befestigungseinrichtung wird mit der nunmehr stabilisierten Anordnung der leitenden Tastelemente in einen Ofen eingeführt und auf eine Temperatur von etwa 93°C erwärmt. Die Erwärmung wird etwa eine Stunde lang fortgesetzt, um eine schnelle Aushärtung der Schicht 29 aus dem dielektrischen Material zu bewirken und die Tastelemente in ihren ausgewählten Lagen zu belassen.

Nachdem die einheitliche leitende Tastanordnung fertiggestellt ist, wird sie der Tasterkarte derart überlagert, daß der äußere Umfangsteil 17 der Grundplatte 16 in dem Nut 13 sitzt, der in der öffnung 7 der Karte gebildet ist. Es dürfte dabei einzusehen sein, daß bei Verwendung einer genuteten öffnung in der Karte ein Umfangsteil 17 der Grundplatte einen verringerten Durchmesser zur Bildung einer .Sitzfläche aufweisen kann. Im Unterschied dazu kann auch die Außenfläche der Grundplatte 16 unmittelbar in die öffnung 7 eingesetzt sein. Mit von der öffnung aufgenommener Tasteranordnung wird diese Anordnung derart ausgerichtet, daß die radial nach außen zeigenden Anschlußendteile der Tastelemente die zugehörigen Leiterbahnen auf der Karte berühren. Jedes Anschlußende 23 eines Tastelements wird dann an die zugehörige Leiterbahn angelötet, wie dies Fig. 4- veranschaulicht.

Während des viele hundert—tausend Halbleiteranordnungen, Hybridschaltungen und Substratchips, aus denen solche Anordnungen hergestellt werden, umfassenden Prüfvorgangs ist

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es nicht unüblich, daß einige der geprüften Substratchips als fehlerhaft oder als in untere Qualitätsbereiche fallend ermittelt werden. Zur Kennzeichnung eines defekten oder eine mindere Qualität besitzenden Bauelements der geprüften Bauelemente sind Einrichtungen auf jeder Tasterkarte vorgesehen, die eine entsprechende Markierung solcher Bauelemente erleichtern.

In Fig. 2, 3 und 4 ist auf der Seite B der (in Fig. 2 gänzlich) dargestellten Karte ein ringförmiger Bereich vorgesehen, der mit einer Kupferschicht 56 plattiert ist. Diese Kupferschicht 56 erstreckt sich konzentrisch um die in der Karte befindliche öffnung herum. Die betreffende Kupferschicht ist zwischen der öffnung und der konzentrischen Anordnung von Anschlüssen angeordnet, die durch die Enden der Leiterbahnen 9 gebildet sind. An bestimmten Stellen befindet sich auf der Karte eine Anzahl von Vorratsbehältern, die durch kleine fingerhutartige Behälter 57 gebildet sind. Diese Behälter 57 dienen zur Aufnahme und Verteilung einer entsprechenden Menge einer Markierungstinte 58.

Der Vorratsbehälter ist vorzugsweise aus Teflon hergestellt; er ist etwa 6,35 nun hoch und besitzt einen Durchmesser von etwa 4-,7 mm. Auf einer Seite ist der Vorratsbehälter mit einem Loch versehen, durch das eine Kapillarrohre 59 hindurchragt. Das innere Ende dor Kapillarrohre ist mit dem Innenraum des Vorratsbehälter verbunden. Die Kapillarrohre ist mit einer Reihe von Einknickungen versehen, wie dies besonders aus Fig.4-hervor-eht. Auf dioce Weise ist ein relativ geradlinig und horizontal verlaufender Körperteil 61 vorgesehen, der sich radial über den plattierten ringförmigen Bereich 56 erstreckt und der mit diesem in Kontakt steht, so daß der betreffende Körperteil 61 der Kapillarrohre an diesem Teil angelötet werden kann. Das freie Ende der Kapillarrohre ist nach unten

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als Abgabeteil 62 gebogen, dessen äußerstes freies Ende 63 normalerweise in geringem Abstand oberhalb der Ebene liegt, in der die Kontaktflächen 31 der einzelnen Tasterspitzen liegen.

Durch Kapillarwirkung wandert eine Markierungstinte vom Innern des Vorratsbehälters durch die Kapillarrohre hindurch und bildet an dem Abgabeende 63 einen vorstehenden linsenartigen Tropfen. Wird durch eine Prüfung ermittelt, daß das betreffende geprüfte Chip oder Substrat fehlerhaft ist, so wird das freie Ende des Kapillarrohres in Richtung des Pfeiles 64- in Fig. 4- nach unten gedrückt, wodurch das mit Tinte überzogene Ende der Kapillarrohre mit dem defekten oder eine mindere Qualität besitzenden Substrat in Kontakt gebracht wird. Eine derartige Hinabdrückung der Kapillarrohre ist dabei nur einen Augenblick wirksam, woraufhin die Kapillarrohre wieder sofort freigegeben wird. Die Folge dieser Maßnahme ist, daß ein kleiner Markierungstintenpunkt auf dem geprüften Substrat zurückbleibt. Dieser Punkt bzw. Tropfen vermag das defekte oder mindere Qualität besitzende Bauelement von anderen und diesem betreffenden Bauelement benachbarten Bauelementen zu unterscheiden, die die Prüfung erfolgreich durchlaufen haben. Die Kapillarröhre ist durch ein Rohr aus rostfreiem Stahl gebildet, dessen Außendurchmesser etwa 0,18mm und dessen Innendurchmesser etwa 0,10 mm betragen. Eine kurzzeitige Druckausübung auf die Kapillarröhre kann von Hand oder durch geeignete automatische Einrichtungen, wie einem Magnetrelais, erfolgen.

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Claims (1)

1. Pat entansprüche

   !Vorrichtung zum Prüfen von elektrischen Bauelementen, insbesondere mikroelektronischen Bauelementen, unter Verwendung einer Tasterkarte mit einer Vielzahl elektrischer Leiterbahnen und mit einer einheitlichen Tasteranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteranordnung (14) eine Vielzahl von gesonderten, elektrisch leitenden Tasterelementen (21) enthält, deren jedes eine Kontaktspitze (24) aufweist, und daß die Tasteranordnung (14) auf der Tasterkarte (2) so angeordnet ist, daß sie mit den Leiterbahnen (4,9) elektrisch verbunden ist.

   Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Tasterelement (21) an seinem der Kontaktspitze (24) abgewandten Ende (23) mit einer der Leiterbahnen (4,9) verbunden ist und daß die Kontaktspitzen (24) der Tasterelemente (21) von der Tasterkarte (2) wegzeigen.

   Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasterkarte (2) eine rechtwinklig zu ihrer Ebene verlaufende öffnung (7) aufweist, daß auf der Seite der Tasterkarte (2)j die der die Tasteranordnung (14) tragenden Seite dieser Tasterkarte (2) gegenüberliegt, Markierungseinrichtungen (57) vorgesehen sind, die wenigstens ein Kapillarrohr (59) enthalten, welches durch die in der Tasterkarte (2) vorgesehene Öffnung (7) hindurchragt und sich bis in die Nähe der Kontaktspitzen (24) der Tasterelemente (21) hin erstreckt.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Taeteranordnung (14) in de* öffnung (7) ange-

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   ordnet ist und daß jedes Tasterelement (21) einen Kontaktspitzenteil (28) enthält, der nahezu parallel zur Achse der öffnung (7) und radial von dieser versetzt verläuft.

   5,. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der jeweiligen Kapillarröhre (59)i der durch die öffnung (7) hindurchragt, koaxial zur Achse dieser Öffnung (7) verläuft.

   6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteranordnung (14-) eine Grundplatte (16) enthält, um die herum die Tasterelemente (21) angeordnet sind und an der die Tasterelemente (21) zwischen ihren Enden befestigt sind.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (16) aus einem dielektrischen Material besteht und daß die Tasterelemente (21) elektrisch voneinander isoliert in der Grundplatte (16) eingebettet sind.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (16) aus einem dielektrischen Ring besteht, der auf der Tasterkarte (2) koaxial zu deren Öffnung (7) verläuft, daß die Tasterelemente (21) zwischen ihren Enden in der dielektrischen Grundplatte (16) derart eingebettet sind, daß jeweils ein Ende jedes Tasterelements (21) mit einer Leiterbahn (4,9) auf der Tasterkarte (2) in Berührung gelangt, und daß die Kontaktspitzen (24) sämtlicher Tasterelemente (21) in einer gemeinsamen Ebene liegen, die nahezu parallel zu der zugehörigen Seite der Tasterkarte (2) verläuft.

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   9. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktspitzen (24,28) im wesentlichen zentrisch zu der Öffnung (7) angeordnet und axial von der betreffenden Seite der Tasterkarte (2) versetzt sind.

   10. Tasteranordnung mit elektrisch leitenden Tasterelementen, insbesondere zur Verwendung bei einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

   a) daß eine Grundplatte (16) aus dielektrischem Material vorgesehen ist,

   b) daß die Tasterelemente (21) von der Grundplatte (16) Retragen werden, wobei die inneren Enden der Tas+^relemente (21) voneinander beabstrmdei.;e Xont'-i"'tspitzen (24-) aufwei;::-n, χν:Λ

   c) daß Einrichtung?n (~:9) verlesener. .'.Vd.. die die Tasterelemente (21) mit der Grurcplette (16'' verbinden.

   11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet;.

   daß die die Tasterelemente (21) mit der- Grundplatte C "::■) verbindenden Einrichtungen (29) eine Schicht (29) '-^v-".n einem dielektrischen Material enthalten, in welchen die Tastereleraente (21) eingebettet sind.

   12. Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktspitze (24) jedes Tasterelements (21) einen Teil (28) enthält, der in Bezu^ auf den übrigen Teil des betreffenden Tasterelements (21) winkelförmig verläuft.

   13. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Tasterelement (21) über eine bestimmte Länge zwischen seiner Kontaktspitze (24) und der Grundplatte (16) zugespitzt ist.

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   14. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktspitze (24) des jeweiligen Tasterelements (21) einen geringeren Durchmesser besitzt als der übrige Tasterelementteil (22,23) und daß das von der Kontaktspitze (24) des jeweiligen Tasterelements (21) abgewandte Tasterelementende (23) mit einem leicht lötfähigen Material (26, 27) überzogen ist.

   15. Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasterelemente (21) aus Wolfram bestehen.

   16. Verfahren zur Herstellung einer Tasteranordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, für die Verwendung in Verbindung mit einer Tasterkarte, auf der elektrische Leiterbahnen vorgesehen sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

   a) Zusammenstellen einer Vielzahl von elektrisch leitenden Tasterelementen (21) mit radial angeordneten und voneinander beabstandeten Kontaktspitzen (24),

   b) Einbetten bestimmter Abschnitte der Tasterelemente (21) in einem aushärtbaren dielektrischen Material (29) und

   c) Aushärten des dielektrischen Materials (29) zwecks Verfestigung und Festhaltung der Tasterelemente (21) in der zusammengestellten Anordnung.

   17· Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material (29) bei einer Temperatur von etwa 93°C ausgehärtet wird.

   18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung etwa eine Stunde lang fortgesetzt wird.

   00 98Λ 0 / 1868

   ■ ²¹ - 200665°

   19. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

   a) Ausarbeiten einer in bestimmter Beziehung zu den Leiterbahnen (4,9) einer Tasterkarte (2) stehenden öffnung (7) in der betreffenden Tasterkarte (2),

   b) Verbinden der Grundplatte (16) der Tasteranordnung (14) mit der öffnung (7)» derart, daß jedes der vorgesehenen Tastelemente (21) eine gesonderte Leiterbahn (4,9) auf der Tasterkarte (2) berührt; und

   c) Anlöten der Tastelemente (21) an den Leiterbahnen (4,9) auf der Tasterkarte (2), derart, daß die Kontaktspitzen (24) der Tastelemente (21) von der Tasterkarte (2) wegzeigen.

   20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß nach erfolgtem Anlöten der Tasterelemente (21) an den Leiterbahnen (4,9) die Kontaktspitζen (24,28) der Tasterelemente (21) zur Bildung von in einer gemeinsamen Ebene liegenden flachen Flächen (31) abgeschliffen werden.

   21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktspitzen (24,28) soweit abgeschliffen werden, bis die Ebene, in der sämtliche flachen Flächen (31) der Kontaktspitzen (24,28) liegen, nahezu parallel zu der benachbarten Fläche der Tasterkarte (2) verläuft.

   0098AO / 1868

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