DE2259132C3 - Verfahren zum Herstellen eines Meßkopfes zum Messen an elektrischen Bauelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Meßkopfes zum elektrischen Messen an elektronischen Bauelementen, insbesondere Halbleiterschaltkreisen, der aus einem rahmenförmigen Trägerkörper aus Isolierstoff und auf diesem befestigten Kontaktierungsstreifen besteht, die in die Ausnehmung hineinragen und in diesem Bereich durch Druckkontaktgabe mit den Anschlüssen des elektronischen Bauelements lösbar verbunden werden können. Ein derartiges Verfahren ist bekannt (US-PS 33 82 437).

Zur Messung elektrischer Parameter und Funktionen von monolytischen Schaltkreisen werden heute sogenannte Multikontaktmeßanordnungen verwendet. Um nicht nur statische, sondern auch dynamische Messungen durchführen zu können, muß die Multikontaktanordnung induktivitäts- und kapazitätsarm sein. Die bisher üblichen Vorrichtungen, die als Multiprober bezeichnet werden, bestehen aus einzelnen feinen Kontaktnadeln, die zum Justieren in der x- und y-Richtung sowie in der Höhe verstellbar sind. Für nicht zu kleine Meßabstände und für statische elektrische Messungen sind diese Multiprober durchaus ausreichend und zweckmäßig. Werden die Meßabstände dagegen kleiner oder sollen dynamische Messungen durchgeführt werden, so muß man sogenannte Meßspinnen mit wesentlich kleineren Eigenkapazitäts- und Eigeninduktivitätswerten verwenden. In der Regel besitzen solche Meßspinnen flächenhafte Metallkontakte, die aus einem geeigneten Metallstreifen oder aus einer Metallfolie herausgestanzt oder herausgeätzt werden. Als Trägerkörper wird ein geeignetes isolierendes Material wie Keramik verwendet Häufig sind die flächenhaften Metallkontakte in Richtung auf das kontaktmachende Ende hin verjüngt. Um eine gewisse Elastizität der Kontaktspitzen zu erreichen, sind die Kontaktfinger in geeigneter Weise gebogen, oder der Trägerkörper besitzt unter den Kontaktspitzen eine Aussparung.

Der Abstand der zu kontaktierenden Stellen und die Größe der zu kontaktierenden Flächen hängen von dem technischen Stand der Kontaktierungstechnik ab. Die Ultraschall-Bondingtechnik erfordert in der Regel eine minimale Größe der zu kontaktierenden Flächen von etwa 100 Mikron, wenn Kurzschlüsse vermieden werden sollen, während die Thermokompressions-Bondingtechnik eine Kontaktierung von 50 Mikronflächen mit einem Abstand von ebenfalls 50 Mikron erlaubt Auf der anderen Seite erlauben jedoch die bekannten Herstellungsprozesse für Meßköpfe, z.B. auch das eingangs genannte Verfahren (US-PS 33 82 437), noch nicht die Herstellung von Meßköpfen, die der Forderung nach immer kleiner werdenden Abständen der zu kontaktierenden Stellen gerecht werden. Diese Forderung ist im wesentlichen auf die immer größer werdende Komplexität der Schaltkreise sowie auf das Bestreben zurückzuführen, aus Ausbeutegründen die Halbleiterplättchen immer kleiner zu machen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches die Herstellung von Meßköpfen gestattet, die kleinere Kontaktstellen als bisher mit kleineren gegenseitigen Abständen zu erfassen vermögen. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß

a) ein zumindest im Bereich des Trägerkörpers ununterbrochenes Kontaktierungsblech mit dem Rand der Ausnehmung mechanisch fest verbunden wird und

b) das Kontaktierungsblech erst nach dem Befestigen auf dem Trägerkörper in voneinander völlig getrennte Kontaktierungsstreifen aufgeteilt wird.

Ein im Kontaktierungsbereich zunächst noch zusammenhängendes Kontaktierungsblech kann viel leichter auf einen bestimmten Kontaktierungsbereich einjustiert werden als einzelne sehr schmale Kontaktierungsstreifen, die bereits vor dem Kontaktieren völlig voneinander getrennt sind. Durch die USA.-Patentschriften 34 45 770 und 35 60 907 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Meßkopfes zum Messen elektrischer Bauteile, wie z. B. Halbleiterschaltkreise, bekannt. Der Meßkopf besteht dabei aus einem Trägerkörper und auf dem Trägerkörper befindlichen Kontaktierungsstreifen. Der Meßkopf nach der US-PS 34 45 770 weist einen Trägerkörper aus einem rahmenförmigen Isolierstoffteil auf, in dessen Ausnehmung dünne Kontaktierungsdrähte hineinragen. Die Kontaktierungsdrähte,

die mit den Anschlüssen des elektrischen Bauelements lösbar verbunden werden können, werden auf dem Trägerkörper befestigt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird an Stelle eines völlig zusammenhängenden Kontaktierungsbleches ein außerhalb des Bereiches des Trägerkörpers bereits vorgeschlitztes, sonst nicht unterbrochenes Kontaktierungsblech verwendet, welches srst nach dem Befestigen auf dem Trägerkörper im Bereich des Trägerkörpers vollständig in voneinander gelrennte Kontaktierungsstreifen aufgeteilt wird.

Ein solch es Kontaktierungsblech ist derart vorgeschlitzt, daß die Strukturen der Kontaktierungsstreifen zwar teilweise bereits vorhanden sind, doch erfolgt eine vollständige Trennung der Kontaktierungsstreifen bzw. in Kontaktierungsstreifen auch dabei erst nach dem Befestigen des Kontaktierungsbleches auf dem Trägerkörper. Die Kontaktierungsstreifen sind bei Verwendung eines vorgeschlitzten Kontaktierungsbleches somit vor dem Kontaktieren ebenfalls noch teilweise zutammenhängend, und zwar in dem Bereich des Kontaktierungsbleches, der mit dem Trägerkörper fest verbunden wird.

Das Prinzip, ein im Kontaktierungsbereich zusammenhängendes, vorgeschlitztes Blech auf einen bestimmten Kontaktierungsbereich einzujustieren, ist an sich bekannt (GB-PS 11 78 395). Dabei ist ein Kunststoffteil vorgesehen, das die nebeneinanderliegenden Kontaktierungsstreifen zu einem Rahmen verbindet.

Das Kontaktierungsblech wird vorzugsweise nur mit einem Teilstück auf dem Trägerkörper befestigt, derart, daß eine Kante des Bleches die Enden der in die Ausnehmung überstehenden Kontaktierungsstreifen bildet.

Das Kontaktierungsblech wird mit dem Trägerkörper beispielsweise durch Löten oder Schweißen verbunden. Das Auftrennen des Kontaktierungsbleches in Kontaktierungsstreifen nach dem Befestigen auf dem Trägerkörper erfolgt beispielsweise durch eine Laseroder Elektronenstrahlbehandlung.

Bekanntlich ist ein Elektronenstrahl dasjenige Instrument, welches kleinste Flächenbearbeitungen gestattet. So besteht heute die Möglichkeit, mit Hilfe eines Elektronenstrahls mechanische Bearbeitungen unter Vio Mikron vorzunehmen. Zudem können durch eine präzise Steuerung bzw. magnetische Ablenkung des Elektronenstrahls komplizierte Arbeitsprozesse automatisiert werden. In Abhängigkeit von der zur Anwendung kommenden Strahlenenergie wird entweder eine Materialverdampfung oder auch nur eine Verschweißung an der vom Elektronenstrahl erfaßten Stelle erzielt.

Laserstrahlen haben eine größere Wellenlänge als Elektronenstrahlen und können daher nicht so kleine Flächen wie Elektronenstrahlen behandeln. Die von Laserstrahlen erfaßten Flächen liegen aber immerhin noch in der Größenordnung von 1 Mikron und sind daher klein genug, um wesentliche Fortschritte gegenüber anderen Techniken zu ermöglichen. Im Gegensatz zum Elektronenstrahl benötigt ein Laserstrahl aber kein Vakuum, so daß Laserstrahlen einen geringeren Aufwand als Elektronenstrahlen erfordern.

Ein Ausführungsbeispiel dev Erfindung wird im folgenden näher erläutert.

Die F i g. 1 zeigt die Herstellung eines Meßkopfes. Dabei geht man gemäß der F i g. 1 von einem Trägerkörper 1 aus, der in der Mitte eine Ausnehmung 2 aufweist. Die Ausnehmung 2 kann eine durchgehende Öffnung sein oder gemäß der Schnittdarstellung der F i g. Ib nur eine Vertiefung im Trägerkörper, die nicht

ίο durchgehend ist Der Trägerkörper 1 besteht beispielsweise aus einer Keramikplatte.

Gemäß der Fig. la müssen nun Kontaktierungsstreifen 3 hergestellt werden, die in die Ausnehmung 2 hineinragen und mit der Trägerplatte 1 verlötet odet verschweißt sind. Zu diesen Zweck werden nicht einzelne voneinander getrennte Kontaktierungsstreifen hergestellt, sondern es werden auf die Trägerplatte 1 Kontaktierungsbleche 4 aufgelötet oder aufgeschweißt, die zwar schon teilweise in Kontaktierungsstreifen 3 unterteilt sind, jedoch noch nicht ganz, so daß die Kontaktierun£,sstreifen 3 vor der Befestigung der Kontaktierungsbleche 4 auf der Trägerplatte 1 noch nicht völlig voneinander getrennt sind. Die völlige Trennung der Kontaktierungsstreifen 3 erfolgt vielmehr erst nach der Befestigung der Kontaktierungsbleche auf dem Trägerkörper, da es wesentlich leichter ist, ein im Kontaktierungsbereich noch zusammenhängendes Blech auf einen bestimmten Kontaktierungsbereich einzujustieren als einzelne sehr schmale Kontaktierungsstreifen, die bereits vor dem Kontaktieren völlig voneinander getrennt sind. Wie die F i g. la erkennen läßt, bestehen die Kontaktierungsbleche 4 aus einem relativ schmalen Bereich 5 und aus einem Bereich 6, der sich gegenüber dem Bereich 5 verbreitert und durch seine Verbreiterung sich ebenfalls verbreiternde Kontaktierungsstreifen 3 ermöglicht. Die Löt- oder Schweißstellen, an denen die Kontaktierungsbleche bzw. nach dem Kontaktieren die Kontaktierungsstreifen mit der Trägerplatte verbunden sind, sind in der F i g. 1 mit der Bezugsziffer 7 bezeichnet.

Die Separation der Kontaktierungsstreifen 3 im Kontaktierungsbereich und damit im Bereich 5 der Kontaktierungsbleche erfolgt vorzugsweise durch eine Laser- oder Elektronenstrahlbehandlung. Die Separation erfolgt längs den Trennlinien 8. Die Kontaktierungsbleche 4 sind deshalb vorgeschlitzt, damit nach dem Kontaktieren keine zu große Trennarbeit und keine zu großen Trennwege erforderlich werden. Da die Kontaktierungsbleche nach dem Kontaktieren, das gleichbedeutend ist mit dem festen Verbinden von Kontaktierungsblechen und Trägcrkörpern, im allgemeinen auch noch an ihren Rändern zusammenhängen, erfolgt auch dort eine Trennung der Kontaktierungsstreifen durch Schnitte längs den gestrichelt eingezeichneten Linien 9.

Der Meßkopf der Fig.2 unterscheidet sich vom Meßkopf der F i g. 1 lediglich dadurch, daß Kontaktierungsstreifen 3 nicht nur auf zwei Seiten, sondern auf allen vier Seiten des Trägerkörpers 1 angebracht sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Meßkopfes ium elektrischen Messen an elektronischen Bauele-■lernen, insbesondere Halbleiterschaltkreisen, der aus einem rahmenförmigen Trägerkörper aus Isolierstoff und auf diesem befestigten Kontaktieiungsstreifen besteht, die in die Ausnehmung hineinragen und in diesem Bereich durch Druckkontaktgabe mit den Anschlüssen des elektronischen Bauelements lösbar verbunden werden können, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein zumindest im Bereich (5) des Trägerkörpers (1) ununterbrochenes Kontaktierungsblech (4) mit dem Rand der Ausnehmung (2) mechanisch fest verbunden wird (7) und

b) das Kontaktierungsblech erst n?ch dem Befestigen auf dem Trägerkö-per (1) in voneinander völlig getrennte Kontaktierungsstreifen (3) aufgeteilt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines außerhalb des Bereiches (5) des Trägerkörpers (1) bereits vorgeschlitzten, sonst nicht unterbrochenen Kontaktierungsbleches (4), welches erst nach dem Befestigen auf dem Trägerkörper (1) im Bereich (5) des Trägerkörpers vollständig in voneinander getrennte Kontaktierungsstreifen (3) aufgeteilt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktierungsblech (4) nur mit einem Teilstück auf dem Trägerkörper befestigt wird, derart, daß eine Kante des Bleches die Enden der in die Ausnehmung (2) überstehenden Kontaktierungsstreifen (3) bildet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktierungsblech (4) mit dem Trägerkörper (1) durch Löten oder Schweißen verbunden wird (7).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auftrennen des Kontaktierungsbleches (4) im Kontaktierungsstreifen (3) nach dem Befestigen auf dem Trägerkörper (1) durch eine Laser- oder Elektronenstrahlbehandlung erfogt.