DE2756383C2

DE2756383C2 - Needle carrier for testing semiconductor chips

Info

Publication number: DE2756383C2
Application number: DE19772756383
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. DDR 8122 Radebeul Gocht; Karl-Heinz DDR 8010 Dresden Krüger; Werner Dipl.-Ing. DDR 8019 Dresden Seewald
Original assignee: Veb Zentrum Fuer Forschung und Technologie Mikroelektronik Ddr 8080 Dresden; Zentrum Mikroelektronik Dresden GmbH
Current assignee: Veb Zentrum fur Forschung und Technologie Mikroel
Priority date: 1977-03-21
Filing date: 1977-12-17
Publication date: 1985-10-31
Also published as: SU964556A1; DD132718A3; HU176088B; DE2756383A1

Description

niumoxidschicht auf der Oberfläche der Bondinseln gewährleistet ist, als auch ein Durchstoßen der Aluminiumschicht der Bondinsel vermieden wird, und ein schnelles und einfaches Auswechseln der Nadel bei Einhaltung der senkrechten Lage der durch die Achsen der gekröpften Nadelspitze und der Nadel gebildeten Ebene zur Oberfläche des Halbleiterchips möglich ist Diese Aufgabe wird bei einem Nadelträger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils gelöstnium oxide layer is guaranteed on the surface of the bond islands, as well as a piercing of the aluminum layer the bond island is avoided, and a quick and easy exchange of the needle when adhered to the vertical position of the plane formed by the axes of the cranked needle tip and the needle to the surface of the semiconductor chip is possible This task is with a needle carrier according to the generic term of claim 1 solved by the features of the characterizing part

Die beanspruchten Nadelträger dienen zum Prüfen von Halbleiterchips mit einer eine gekröpfte Nadelspitze tragenden Nadel, insbesondere für Vielf achsondentaster (Waferprober) bei denen eine Vielzahl gleichartiger Nadelträger eine Vielzahl von Bondinseln auf einem Halbleiterchip kontaktiert Dieser Nadelträger ist so ausgebildet, daß er auf einer Nadelkarte geeignet angebracht werden kann, vorzugsweise durch Löten um eine konzentrische Öffnung. Die Nadelkarten bestehen aus Isoliermaterial, auf dem beiderseitig Leiterzüge in verschiedenen Strukturen angeordnet sind. Diese Leiterzüge enden an der konzentrischen öffnung sternförmig und bilden hier Anschlußflächen, auf denen die Nadelträger in den bekannten Ausführungsformen befestigt werden. Die gekröpfte Nadelspitze des Nadelträgers wird dazu vorher auf die Bondinsel des Halbleiterchips manipuliert Diese Bondinseln haben vorzugsweise eine quadratische Gestalt mit einer Kantenlänge von > 0,1 mm.The claimed needle carriers are used to test semiconductor chips with a cranked needle tip load-bearing needle, especially for multi-axis probe styli (Waferprober) in which a large number of identical needle carriers have a large number of bonding islands on one Contacting semiconductor chip This needle carrier is designed in such a way that it is suitably attached to a needle card can be, preferably by soldering around a concentric opening. The needle cards consist of Insulating material on which conductors in different ways on both sides Structures are arranged. These conductor tracks end in a star shape at the concentric opening and here form connection surfaces on which the needle carriers be attached in the known embodiments. The cranked needle tip of the needle carrier is manipulated beforehand on the bond island of the semiconductor chip. These bond islands preferably have a square shape with an edge length of> 0.1 mm.

Bie bei den bekannten Lösungen durch die Erwärmung beim Auflöten des Nadelträgers auf die Nadelkarte auftretende Lageveränderung der gekröpften Nadelspitze von dem vorher bestimmten Punkt wirkt sich besonders in der senkrechten z-Richtung negativ aus.In the known solutions, this is due to the heating when the needle carrier is soldered onto the needle card Any change in position of the cranked needle tip from the previously determined point has an effect especially negative in the vertical z-direction.

Die zu kontaktierende vorzugsweise aus Aluminium bestehende Bondinsel besitzt eine Schichtdicke von vorzugsweise 1 μπτ. Die Oberfläche des Aluminiums ist mit einer dünnen Aluminiumoxidschicht überzogen, die eine elektrische Kontaktierung verhindertThe bonding island, which is preferably made of aluminum, has a layer thickness of preferably 1 μπτ. The surface of the aluminum is with coated with a thin aluminum oxide layer that prevents electrical contact

Der Kontaktdruck der gekröpften Nadelspitze muß so bemessen sein, daß bei Unterschieden in der Höhenjustierung verschiedener gekröpfter Nadelspitzen beziehungsweise Vertilgungstoleranzen ihrer Durchmesser die Aluminiumoxidschicht der Bondinseln durch die gekröpfte Nadelspitze durchstoßen und gleichzeitig die unter der Aiuminiumschicht befindliche Siliziumoberfläche nicht erreicht wird. Das bedingt daß die Höhenlage der gekröpften Nadelspitze zur Oberfläche des Ha'bleiterchips einstellbar istThe contact pressure of the cranked needle tip must be dimensioned so that there are differences in the height adjustment different cranked needle tips or deviating tolerances of their diameter pierce the aluminum oxide layer of the bond islands through the cranked needle tip and at the same time the silicon surface located under the Aiuminiumschicht is not reached. That requires that the altitude the cranked needle tip to the surface of the semiconductor chip is adjustable

Weiterhin wird ein schnelles und reproduzierbares Auswechseln der Nadel mit einfachen Mitteln gefordert. Die durch üie Achsen der gekröpften Nadelspitze und der Nadel gebildete Ebene muß nach Auswechseln einer unbrauchbar gewordenen Nadel wieder senkrecht auf der Oberfläche des Halbleiterchips stehen.Furthermore, a quick and reproducible replacement of the needle with simple means is required. The plane formed by the axes of the cranked needle tip and the needle must be replaced after one If the needle has become unusable, it will again stand vertically on the surface of the semiconductor chip.

Nach dem Löten einer Vielzahl von Nadelträgern auf die Nadelkarte befinden sich die gekröpften Nadelspitzen in verschiedenen Höhenlagen. Die Höhendifferenzen werden durch eine Verstellung der einzelnen gekröpften Nadelspitzen in senkrechter z-Richtung ausgeglichen. Trotz der Einstellung auf ein Höhenniveau zur Oberfläche des Halbleiterchips entstehen durch Unterschiede in den geometrischen Formen der Nadeln und den Materialkennwerten des Nadelwerkstoffes verschiedene Abdruckfcmen auf den Bondinseln. Von dem « richtigen Eindringen der Nadelspitzen hängt jedoch wesentlich die Zuverlässigkeit der elektrischen Kontaktierune ab.After a large number of needle carriers have been soldered onto the needle card, the cranked needle tips are located at different altitudes. The height differences are cranked by adjusting the individual Needle tips balanced in the vertical z-direction. Despite the setting on a height level The surface of the semiconductor chip is created by differences in the geometric shapes of the needles and the material characteristics of the needle material different imprints on the bonding islands. Of the " However, correct penetration of the needle tips largely depends on the reliability of the electrical contact away.

Die Nadelspitze muß so dimensioniert sein, daß sie eine stabile Lage einnimmt und bei den beim Abtasten auftretenden hohen Beschleunigungen in z-Richtung nicht in Schwingungen gerät Deshalb kann der Drahtdurchmesser der Nadel nicht beliebig verringert und/ oder die Einspannlänge der Nadel nicht beliebig verlängert werden. Die federnde Nadel muß die notwendige Kontaktkraft und eine möglichst flache Federkennlinie besitzen, so daß die bekannten Nachteile beim Kontaktieren verringert werden.The needle tip must be dimensioned so that it assumes a stable position and when scanning occurring high accelerations in the z-direction does not start to vibrate. Therefore, the wire diameter the needle is not reduced as desired and / or the clamping length of the needle is not increased as desired will. The resilient needle must have the necessary contact force and a spring characteristic that is as flat as possible have, so that the known disadvantages of contacting are reduced.

Durch die besondere Art der Einspannung bei gleicher Einspannlänge des freien Endes der Nadel gegenüber den bekannten Lösungen entsteht eine größere federnde Länge der Nadel und somit bei gleichen Materialkennwerten eine flachere Federkennlinie.Due to the special type of clamping with the same clamping length of the free end of the needle opposite the known solutions result in a greater resilient length of the needle and thus with the same material parameters a flatter spring characteristic.

Die Nadel des Nadelträgers besitzt an der der gekröpften Nadelspitze entgegengesetzten Seite ein senkrecht abgewinkeltes Ende. Das abgewinkelte Ende der Nadel ist in zwei sich rechtwinklig kreuzenden, übereinander angeordneten Schlitzen geführt von denen sich der eine am Grundkörper und der andere an einer, auf dem Grundkörper mittels einer Schraube befestigten Führungsplatte befindet Zwischen der gekröpften Nadelspitze und dem abgewinkelten Ende der Nadel befindet sich eine federnde Länge. Die federnde Länge ist in einer Dreipunktlagerung gelagert, die durch ein die federnde Länge unterstützendes dachförmiges Lager und zwei im Abstand angeordneten prismenförmigen Vertiefungen, die sich als Widerlager an dem Grundkörper befinden, gebildet istThe needle of the needle carrier has a perpendicular on the side opposite the cranked needle tip angled end. The angled end of the needle is in two at right angles, one above the other arranged slots out of which one on the base body and the other on one The guide plate attached to the base body by means of a screw is located between the cranked needle tip and the angled end of the needle is a resilient length. The resilient length is in a three-point bearing supported by a roof-shaped bearing supporting the resilient length and two spaced prism-shaped depressions, which are located as an abutment on the base body is formed

Ein. Bolzen ist in dem Grundkörper mittels einer Mutter höhenverstellbar angeordnet und besitzt in einem Anschlag in einem Schlitz das dachförmige Lager.A. Bolt is arranged adjustable in height in the base body by means of a nut and has in one The roof-shaped bearing stops in a slot.

Der Anschlag dient der Begrenzung der Höhenverstellung. Die in eine Aussparung des Bolzens spielfrei eingreifende Führungsplatte dient als Verdrehsicherung bei der Höhenverstellung des Bolzens durch die Mutter. Das abgewinkelte Ende wird derart in den beiden Schlitzen geführt, daß die Ebene, die durch die Achsen der gekröpften Nadelspitze und der federnden Länge best'Jimt ist, senkrecht auf der Oberfläche des Halbleiterchips steht.The stop is used to limit the height adjustment. The backlash in a recess of the bolt engaging guide plate serves as an anti-twist device when adjusting the height of the bolt by the nut. The angled end is guided in the two slots in such a way that the plane passing through the axes the cranked needle tip and the resilient length is best'Jimt, perpendicular to the surface of the semiconductor chip stands.

Vorzugsweise wird noch die Achse des abgewinkelten Endes in diese Ebene gelegt.The axis of the angled end is preferably also placed in this plane.

Durch Verstellen der Mutter wird der 3olzen in dem Grundkörper höhenverstellt. Dabei erfolgt, da die Nadel in der Dreipunktlagerung eingespannt ist, ein Durchbiegen der Nadel längs ihrer federnden Länge, wodurch die gekröpfte Nadelspitze ebenfalls höhenverstellt wird. Dadurch werden die beim Auflöten hervorgerufenen Veränderungen der justierten Höhenlagen der gekröpften Nadelspitzen ausgeglichen, so daß eine Vielzahl gleichartiger gekröpfter Nadelspitzen die gleiche Höhenlage zur Oberfläche des Halbleiterchips einnimmt. Adjusting the nut adjusts the height of the 3-bolt in the base body. It takes place as the needle is clamped in the three-point bearing, a bending of the needle along its resilient length, whereby the cranked needle tip is also adjusted in height. This causes the ones caused by soldering Changes in the adjusted heights of the cranked needle tips compensated, so that a A multitude of similar cranked needle tips occupies the same height as the surface of the semiconductor chip.

Durch die somit eingestellte Höhenlage der gekröpften Nadelspitze werden Fehlmessungen vermieden, weil durch einen über alle gekröpften Nadelspitzen gleichen Kontaktdruck zwischen einer der gekröpften Nadelspitzen und des von ihr berührten Teiles der Bondinsel vermieden wird, daß entweder die Aluminiumoxidschicht der Bondinsel nicht durchstoßen odar die Aluminiumschicht der Bondinsel auf die Siliziumoberfläche des Halbleiterchips durchstoßen wird.The adjusted height of the cranked needle tip avoids incorrect measurements. because the contact pressure between one of the cranked needle tips is the same across all cranked needle tips and the part of the bonding pad in contact with it is avoided that either the aluminum oxide layer Do not pierce the bond island or the aluminum layer the bond island is pierced onto the silicon surface of the semiconductor chip.

Dieser Effekt, dei durch die höhenverstellbare gekröpfte Nadelspitze erzielt wird, wird noch verstärkt, da durch die spezielle Lagerung die Nadel eine federnde Länge besitzt, die ein Vielfaches der federnden LängenThis effect, the cranked by the height-adjustable Needle point is achieved, is reinforced, because the needle is resilient due to the special bearing Has a length that is a multiple of the resilient lengths

bekannter Ausführungsformen beträgt, und somit geringe Unterschiede in der Höhenlage der einzelnen Nadelspitzen bei geringen Kontaktkraftunterschieden ausgleicht.known embodiments, and thus compensates for small differences in the height of the individual needle tips with small differences in contact force.

Auf diese Weise lassen sich auch die bei gleichen Kontaktkräften an den gekröpften Nadelspitzen unterschiedlichen Kontaktdrücke, die durch fertigungsbedingte Differenzen der Flächen an den gekröpften Nadelspitzen entstehen, ausgleichen.In this way it is also possible to compensate for the contact pressures that differ with the same contact forces on the cranked needle tips, which are caused by manufacturing-related differences in the surfaces on the cranked needle tips.

Durch die Formgebung der Nadel und der Halterung der Nadel wird erreicht, daß die Nadel durch Lösen der Mutter ausgewechselt werden kann. Dabei sind sämtliche weiteren Teile des Nadelträgers wiederverwendbar.Due to the shape of the needle and the holder of the needle it is achieved that the needle by loosening the Mother can be replaced. All other parts of the needle carrier can be reused.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. It shows

F i g. 1 den Nadelträger in Seitenansicht,F i g. 1 the needle carrier in side view,

Fig.2 den Nadelträger, längs der Linie A-A auf F i g. 3 geschnitten,2 shows the needle carrier along the line AA on FIG. 3 cut,

F i g. 3 den Nadelträger von oben,F i g. 3 the needle carrier from above, F i g. 4 den Verlauf der FederkennlinieF i g. 4 the course of the spring characteristic

a) bei der bekannten Lösung nach US-PS 38 10 017a) in the known solution according to US-PS 38 10 017

b) bei der erfindungsgemäßen Lösung.b) in the solution according to the invention.

Der in Fig. 1 dargestellte Nadelträger besteht aus dem Grundkörper 1, welcher mit der Unterseite des Anschlußendes 2 auf eine Anschlußfläche 3 einer Nadelkarte 4 angelötet ist.The needle carrier shown in Fig. 1 consists of the base body 1, which with the underside of the Connection end 2 is soldered onto a connection surface 3 of a probe card 4.

An dem Grundkörper 1 befindet sich ein Bolzen 5, der mittels einer Mutter 6 befestigt ist. Weiterhin ist mittels einer Schraube 7 eine Führungsplatte 8 an dem Grundkörper 1 befestigt.On the base body 1 there is a bolt 5, the is fastened by means of a nut 6. Furthermore, a guide plate 8 is fastened to the base body 1 by means of a screw 7.

Wie in F i g. 2 gezeigt ist, ist die Führungsplatte 8 an dem Grundkörper 1 so ausgebildet, daß sie in eine Aussparung 9 des Bolzens 5 in Längsrichtung des Grundkörpers 1 eingreift. An dem Grundkörper 1 sind zwei prismenförmige Vertiefungen iij i2 derart angeordnet, daß sie mit einem dachförmigen Lager 13 in einem Schlitz 14, der waagerecht in einem Anschlag 15 des Bolzens 5 befestigt ist, geeignet sind, eine Nadel 16 an ihrer federnden Länge 17 aufzunehmen. Die Nadel 16 wird mit einem senkrecht abgewinkelten Ende 18 in einem Schlitz 19 des Grundkörpers 1 und in einem Schlitz 20 der Führungsplatte 8 geführt. Der Schlitz 19 am Grundkörper 1 !iegt quer zum Grundkörper 1, der Schlitz 20 der Führungsplatte 8 längs zum Grundkörper 1.As in Fig. 2, the guide plate 8 is on the base body 1 is designed so that it engages in a recess 9 of the bolt 5 in the longitudinal direction of the base body 1. There are two on the base body 1 prism-shaped depressions iij i2 arranged in such a way that they are with a roof-shaped bearing 13 in a slot 14 which is horizontally in a stop 15 of the Bolt 5 is attached, are suitable for receiving a needle 16 on its resilient length 17. The needle 16 is with a vertically angled end 18 in a slot 19 of the base body 1 and in one Slot 20 of the guide plate 8 out. The slot 19 on the base body 1 lies transversely to the base body 1, the Slot 20 in the guide plate 8 along the base body 1.

Damit das abgewinkelte Ende 18 in die beiden senkrecht aufeinanderstehenden Schlitze 19; 20 eingelegt werden kann, befindet sich in dem Anschlußende 2 im Verlaufe des abgewinkelten Endes 18 eine Bohrung 21.So that the angled end 18 in the two perpendicular slots 19; 20 inserted can be, there is a bore 21 in the connection end 2 in the course of the angled end 18.

An der dem abgewinkelten Ende gegenüberliegenden Seite der Nadel 16 befindet sich eine gekröpfte Nadelspitze 22. Wie in F i g. 3 dargestellt ist, ist die gekröpfte Nadelspitze 22 mit einer Bondinsel 23 eines Halbleiterchips 24 auf einer Halbleiterscheibe 25 leitend verbunden.On the side of the needle 16 opposite the angled end there is a cranked needle tip 22. As in FIG. 3 is the cranked one The needle tip 22 is conductively connected to a bonding island 23 of a semiconductor chip 24 on a semiconductor wafer 25.

Durch Verstellen der Mutter 6 bewegt sich der Bolzen 5 in senkrechter Richtung zum Grundkörper 1, so daß auf Grund der Durchbiegung der federnden Länge 17 zwischen den prismenförmigen Vertiefungen 11; 12 und dem dachförmigen Lager 13 ,am Bolzen 5 die gekröpfte Nadelspitze 22 eine Bewegung in entgegengesetzter Richtung ausfuhrtBy adjusting the nut 6, the bolt 5 moves in a direction perpendicular to the base body 1, see above that due to the deflection of the resilient length 17 between the prism-shaped depressions 11; 12th and the roof-shaped bearing 13, on the bolt 5 the cranked needle tip 22 executes a movement in the opposite direction

Dadurch lassen sich die Höhenlagen zur Oberfläche des Halbleiterchips 24 einer Vielzahl gleichartiger gekröpfter Nadelspitzen 22 einstellen und eine Vielzahl gleichartiger Bondinseln 23 gleichzeitig kontaktieren.This allows the altitudes to the surface of the Set semiconductor chips 24 to a large number of similar cranked needle tips 22 and to contact a large number of similar bond islands 23 at the same time.

Dadurch, daß die federnde Länge 17 der Nadel 16 an der prismenförmigen Vertiefung U nicht fest eingespannt, sondern in den drei Lagerpunkten der beiden prismenförmigen Vertiefungen U; 12 und des dachförs migen Lagers 13 aufgelegt ist, ergibt sich die größere federnde Länge 17 der Nadel 16. Diese beträgt ein Vielfaches der Federlängen bekannter Ausführungsformen, bei denen die Nadel fest eingespannt ist. Die unterschiedliche Federwirkung der bekanntenBecause the resilient length 17 of the needle 16 is not firmly clamped on the prism-shaped recess U, but in the three bearing points of the two prism-shaped depressions U; 12 and the dachförs shaped bearing 13 is placed, the larger one results resilient length 17 of the needle 16. This is a multiple of the spring lengths of known embodiments, where the needle is firmly clamped. The different spring action of the known Einspannform nach US-PS 38 10 017 gegenüber der erfindungsgemäßen Lösung zeigt F i g. 4.Clamping form according to US-PS 38 10 017 compared to the solution according to the invention is shown in FIG. 4th

Die Halterung des abgewinkelten Endes 18 in den beiden senkrecht aufeinanderstehenden Schlitzen 19; 20 gewährleistet, daß die durch die Achsen der federndenThe mounting of the angled end 18 in the two perpendicular slots 19; 20th ensures that the through the axes of the resilient

is Länge 17 und der gekröpften Nadelspitze 22 gebildete Ebene senkrecht zur Oberfläche des Halbleiterchips 24 steht. Die in die Aussparung 9 des Bolzens 5 eingreifende Führungsplatte 8 ist mittels der Schraube 7 so eingepaßt, daß sich eine Verdrehsicherung des Bolzens 5is length 17 and the cranked needle tip 22 is formed Plane is perpendicular to the surface of the semiconductor chip 24. The guide plate 8 engaging in the recess 9 of the bolt 5 is fitted by means of the screw 7 in such a way that the bolt 5 is secured against rotation beim Verstellen in senkrechter Richtung mittels der Mutter 6 ergibt. Der Anschlag 15 dient zur Begrenzung des Höhenverstellweges des Bolzens 5. Die Aussparung 9 ist so gestaltet, daß beim Lösen der Mutter 6 der Bolzen 5 durch die Elastizität der Nadel 16 gegen diewhen adjusting in the vertical direction by means of the nut 6 results. The stop 15 serves to limit the height adjustment of the bolt 5. The recess 9 is designed so that when loosening the nut 6 of the Bolt 5 by the elasticity of the needle 16 against the Führungsplatte 8 angelegt wird und die verbleibende elastische Verformung der Nadel 16 ausreicht, daß diese nicht aus der Dreipunktlagerung herausfällt.Guide plate 8 is applied and the remaining elastic deformation of the needle 16 is sufficient that it does not fall out of the three-point support.

Durch Lösen der Mutter 6 bewegt sich der Bolzen 5 abwärts und die federnde Länge 17 wird entspannt. DieBy loosening the nut 6, the bolt 5 moves downwards and the resilient length 17 is relaxed. the Nadel 16 kann nun seitlich aus den beiden prismenförmigen Vertiefungen 11; 12 und dem seitlich offenen Schlitz 14 um das abgewinkelte Ende 18 geschwenkt und aus den beiden Schlitzen 19; 20 sowie der Bohrung 21 herausgezogen werden. Durch Einführen einer neuNeedle 16 can now laterally out of the two prism-shaped depressions 11; 12 and the one open on the side Slot 14 pivoted about the angled end 18 and out of the two slots 19; 20 as well as the bore 21 can be pulled out. By introducing a new en, der alten Nadel 16 gleichen in die beiden Schlitze 19; 20 sowie die Bohrung 21 und nachfolgendem Eindrükken in die beiden prismeriförrnigen Vertiefungen !J; 12 sowie den Schlitz 14 läßt sich ein schnelles Auswechseln der Nadel 16 bei Wiederverwendung aller übrigen Teileen, the old needle 16 in the two slots 19; 20 as well as the bore 21 and subsequent pressing into the two prismatic recesses! J; 12th as well as the slot 14 can be a quick exchange of the needle 16 when reusing all other parts des Nadelträgers durchführen, ohne daß der Nadelträger ausgebaut werden braucht.of the needle carrier without having to remove the needle carrier.

Aufstellung der BezugszeichenList of reference numbers

4545 11 GrundkörperBase body 22 AnschlußendeConnection end 33 AnschlußflächePad 44th NadelkarteNeedle card 55 Bolzenbolt 5050 66th Muttermother 77th Schraubescrew 88th FührungsplatteGuide plate 99 AussparungRecess 1111th prismenförmige Vertiefungprism-shaped recess 5555 1212th prismenförmige Vertiefungprism-shaped recess 1313th dachförmiges Lagerroof-shaped warehouse 1414th Schlitzslot 1515th Anschlagattack 1616 Nadelneedle 6060 1717th federnde Längeresilient length 1818th abgewinkeltes Endeangled end 1919th Schlitzslot 2020th Schlitzslot 2121 Bohrungdrilling 6565 2222nd gekröpfte Nadelspitzecranked needle point 2323 BondinselBond island 2424 HalbleiterchipsSemiconductor chips 2525th HalbleiterscheibeSemiconductor wafer

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

1 2 36 11 128 an embodiment is described in the case of patent claims: which the needle tip is machined from a sheet metal strip that forms the needle carrier.

1. Nadelträger zum Pc Lfen von Halbleiterchips ge Federwirkung sorgt ein waagerecht in den Blechauf einer Halbleiterscheibe (25), der eine Nadel (16) 5 streifen angebrachter Schlitz. Diese Ausführungsfonn mit einer zum Kontaktieren einer Bondinsel (23) ei- kann mit weiteren Nadelträgern parallel angeordnet nes Halbleiterchips (24) geeigneten gekröpften Na- werden. Bei dieser Ausführungsfonn besteht die Gedelspitze (22) besitzt, bei dem der Nadelgrundkörper fahr, daß der hochkant stehende Blechstreifen i>ei BeIaan der der gekröpften Nadelspiue (22) entgegenge- stung seitlich ausweicht Weiterhin ist auf Grund der setzten Seite ein rechtwinklig abgewinkeltes Ende io parallelen Montage mehrerer Nadelträger bei dem ge-(18) trägt, das zur Nadelspitze (16) senkrecht steht, ringen Abstand zieier benachbarter Bondinseln ein hodaß der Nadelgrundkörper zwischen der gekröpften her Justieraufwand notwendig, um Kurzschlüsse zwi-Nadelspitze (22) und dem abgewinkelten Ende (18) sehen den Nadelträgern zu vermeiden. Desgleichen ist eine federnde Länge (17) besitzt, bei dem die ge- bei dieser Ausführungsform von Nachteil, daß der Nakröpfte Nadelspitze (22) durch eine Mutter (6) an ts delträger, wenn die Nadelspitze abgearbeitet ist, nicht einem, in dem Grundkörper (1) beweglich angeord- mehr verwendet werden kann und auch, daß der Nadelneten Bolzen (5) höhenverstellbar ist, dadurch träger nach Neueinbau aufwendig zu justieren ist gekennzeichnet, daß Die US-PS 37 81681 beschreibt eine Ausführungsform, bei der die Nadelspiue durch einen sich verjün-1. Needle carrier for Pc Lfen semiconductor chips ge spring effect ensures a horizontally in the sheet metal on a semiconductor wafer (25), the pin (16) 5 strips attached slot. This execution form with one for contacting a bonding island (23) can be arranged in parallel with further needle carriers nes semiconductor chips (24) are suitable cranked Na-. In this embodiment, the Gedel tip (22) has the shape of the needle body so that the sheet metal strip standing on edge gives way to the side in the opposite direction to the cranked needle thread (22) set side a right-angled end io parallel assembly of several needle carriers in the case of the bearing (18) which is perpendicular to the needle tip (16), the distance between neighboring bonding islands wrestles a need to adjust the needle body between the cranked forward adjustment effort to avoid short circuits between the needle tip (22) and the angled end (18) to avoid the needle carriers. The same is has a resilient length (17), the disadvantage of which in this embodiment is that the needle tip (22) is not depressed by a nut (6) on the holder when the needle tip is finished one in which the base body (1) can be movably arranged and also that the needle net bolt (5) is adjustable in height, which means that it is laborious to adjust after a new installation characterized in that the US-PS 37 81681 describes an embodiment in which the Nadelspiue by a tapering

— das abgewinkelte Ende (IS) der Nadel (J6) in 20 genden Blechstreifen, der an einem Grundkörper befezwei senkrecht sich kreuzenden, aufeinander- stigt ist gebildet wird Dieser Grundkörper ist über verstehenden Schlitzen (19; 20) geführt wird, schiedene Anpassungselemente an einer Nadelkarte be-- The angled end (IS) of the needle (J6) is formed in 20 narrowing sheet metal strips, which is formed on a base body with two vertically intersecting, one on top of the other Needle card loading

— von denen sich ein Schütz (19) an einem Grund- festigt Diese Ausführungsfonn ist ebenfalls mechanisch körper (1) und ein Schlitz (20) an einer Füh- aufwendig, mit großer Eigenmasse behaftet und besitzt rungsplatte (8) befindet 25 keine Federwirkung. Ebenfalls ist die Justierung eines- of which a contactor (19) is attached to a base. This embodiment is also mechanical body (1) and a slot (20) on a Füh- consuming, afflicted with a large weight and has tion plate (8) is 25 no spring action. Adjustment is also a

— daß die federnde Länge (17) in einer Dreipunkt- neu eingebauten Nadelträger* schwierig.- That the resilient length (17) is difficult in a three-point newly installed needle carrier *.

lagerung, die durch ein die federnde Länge (17) Eine der erfindungsgemäßen Lösung naheliegendestorage, which by a resilient length (17) one of the solution according to the invention is obvious

unterstützendes, dachförmiges Lager (13) Ausführungsform wird in der US-PS 38 10 017 beschrie-supporting, roof-shaped bearing (13) embodiment is described in US-PS 38 10 017

— und zwei im Abstand angeordneten, als Wider- ben, bei der ein Grundkörper als Nadelträger ausgebillager ausgebildeten prismenförmigen Vertie- 30 det ist Dieser Grundkörper ist an der Nadelkarte mit fungen(ll; 12) der einen Seite elektrisch leitend verbunden und trägtAnd two spaced-apart prism-shaped recesses in which a base body designed as a needle carrier is formed as a needle carrier. This base body is also on the needle card Fungen (ll; 12) one side electrically connected and carries

— die sich an dem Grundkorper (1) befinden, gela- auf der anderen Seite einen federnden Bügel. Dieser gert ist, Bügel ist mittels einer Schraube und einer sich zwischen- which are on the base body (1), loaded on the other side a resilient bracket. This gert is, bracket is by means of a screw and one between

— daß die Höhenverstellung des Bolzens (5) zum Schraube und Bügel befindlichen reibungsmindernden Grundkörper (1) durch einen Anschlag (15) be- 35 Kugel in z-Richtung höhenverstellbar. An diesem Bügel grenzt ist, ist ein lötfähiges Röhrchen angelötet in dem sich ein- That the height adjustment of the bolt (5) to the screw and bracket located friction-reducing Base body (1) adjustable in height in the z-direction by means of a stop (15). On this bracket is bordered, a solderable tube is soldered in the one

— und daß die Führungsplatte (8), die mittels einer dünner Draht aus Kontaktmaterial, leitend befestigt, beSchraube (7) an dem Grundkörper (1) befestigt findet Dieser Draht verjüngt sich ;r«d ist an dem freien ist, in eine Aussparung (9) des Bolzens (5) einge- Ende zu einer gekröpften Nadelspitze abgebogen. Diepaßt ist. 40 se gekröpfte Nadelspitze ist mit einer zum Kontaktieren- and that the guide plate (8), which is conductively fastened by means of a thin wire made of contact material, is fastened by a screw (7) to the base body (1). This wire tapers; r «d is on the free one is bent into a recess (9) of the bolt (5) end to a cranked needle point. That fits. 40 se cranked needle tip is with one for contacting

der Bondinsel des Halbleiterchips geeigneten Flächearea suitable for the bonding island of the semiconductor chip

2. Nadelträger nach Anspruch 1, dadurch gekenn- versehen und dient somit in Verbindung mit eir.er Vielzeichnet zahl gleichartiger Nadelträger zum Messen der elektrischen Eigenschaften des Halbleiterchips.2. Needle carrier according to claim 1, characterized in that it is provided and is therefore used in conjunction with a number of similar needle carriers for measuring the electrical properties of the semiconductor chip.

— daß die Nadel (16) bei Wiederverwendung aller 45 Nachteilig bei dieser Lösung ist daß beim Wechsel übrigen Teile auswechselbar befestigt ist des als Nadel ausgebildeten Drahtes, das Röhrchen mit- That the needle (16) when reusing all 45 is disadvantageous in this solution that when changing The other parts are attached to the wire, which is designed as a needle, and which is exchangeably attached to the tube

dem Draht ausgelötet werden muß. Die Lage der Nadei muß vor dem Anlöten des Röhrchens in einer Spezialvorrichtung justiert werden, damit die durch die Achsenthe wire must be unsoldered. The location of the Nadei must be adjusted in a special device before soldering the tube, so that the through the axes

Die Erfindung betrifft einen Nadelträger zum Prüfen 50 der gekröpften Nadelspitze und der Nadel gebildeteThe invention relates to a needle carrier for testing 50 the cranked needle tip and the needle formed

von Halbleiterchips nach dem Oberbegriff des An- Fbene senkrecht auf der Oberfläche des Halbleiterchipsof semiconductor chips according to the generic term of An Fbene perpendicular to the surface of the semiconductor chip

spruchs 1. Ein solcher Nadelträger ist z. B. aus der US- steht. Durch die kurze Einspannlänge und die feste Ein-claim 1. Such a needle carrier is z. B. from the US. Due to the short clamping length and the fixed clamping

PS 38 10 017 bereits bekannt spannung in dem Röhrchen ergibt sich eine steile Feder-PS 38 10 017 already known tension in the tube results in a steep spring

Es sind verschiedene Ausführungsformen der Nadel- kennlinie und eine große Kraftänderung bei einer beträger bekannt 55 stimmten Wegänderung. Das große Verhältnis, das zwi-There are various embodiments of the needle characteristic and a large change in force with a correct change in path. The great relationship between

In der US-PS 34 53 545 wird ein Nadelträger be- sehen der Nadelspitze und dem Verstellpunkt einerseits schrieben, bei dem an einem Grundkörper, der in einer und dem Verstellpunkt und der Befestigung des Bügels stabilen, nicht federnden Form gefertigt ist, ein dünner andererseits besteht, ergibt eine wenig feinfühlige VerDraht aus Kontaktmaterial befestigt ist, der die Sonden- stellung der Nadelspitze in z-Richtung und ein Auswannadel bildet, die das Halbleiterbauelement kontaktiert 60 dem der Nadelspiue in seitlicher Richtung. Die z- Höhenverstellung ist durch einen mittels einer Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Kon-Feder vorgespannten, durch die Schraube verstellbaren takt zwischen einer gekröpften Nadelspiue und der Hebel möglich, in dem der Nadelträger eingespannt ist Oberfläche der Bondinsel durch eine entsprechende Diese Ausführungsform ist sowohl mechanisch aufwen- Formgebung der Nadel und eine entsprechende Eindig, als auch ungünstig zu justieren, da dieser Nadelträ- 65 spannung der Nadel an dem Nadelträger zu verbessern ger eine große Eigenmasse besitzt und es zu großen und kleinste Höhendifferenzen einer Vielzahl gleicharti-Kräften an der Nadelspitze beim Aufsetzen auf die ger Nadelspitzen so auszugleichen, daß bei ausreichen-Bondinsel des Halbleiterchips kommt In der US-PS dem Kontaktdruck sowohl ein Durchstoßen der Alumi-In US-PS 34 53 545 a needle carrier see the needle point and the adjustment point on the one hand is written, in which on a base body, which is made in a stable, non-resilient shape and the adjustment point and the attachment of the bracket, on the other hand a thinner one consists, results in a less sensitive wire made of contact material is attached, which forms the probe position of the needle tip in the z-direction and a dispensing needle that contacts the semiconductor component 60 that of the needle coil in the lateral direction. The z- height adjustment is possible by means of a surface of the bonding island by means of a corresponding This embodiment is both mechanically complex shaping of the needle and a corresponding unidirectional, as well as unfavorable to adjust, since this Nadelträ- 65 to improve tension of the needle on the needle carrier ger has a large intrinsic mass and there are large and small height differences of a large number of similar forces balance the needle tip when it is placed on the ger needle tips so that there is sufficient bonding island of the semiconductor chip.