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1. Hintergrund der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Behandlungsverfahren zur Reparatur von Sonden,
die auf einer Testkarte angeordnet sind, insbesondere eines zum
galvanischen Aufbringen einer dünnen
Schicht auf der Spitze oder den Schäften von auf einer Testkarte
angeordneten Sonden, wobei in Abhängigkeit von verschiedenen
Nebenbedingungen der Werkstoff der dünnen Schicht ein Metall, eine
Metalllegierung oder ein nicht-metallischer Werkstoff ist, so dass
die Sonden repariert werden oder nicht viel Schmutz oder Rückstände anziehen,
die elektrische Leitfähigkeit oder
Isolationseigenschaften verbessert werden, und elektromagnetische
Interferenzen verhindert werden.
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2. Beschreibung des Standes der Technik
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Übliche Prüflinge,
wie beispielsweise Chipscheiben, ICs, DRAM usw. werden von einer
Testvorrichtung getestet, um festzustellen, ob diese die gewünschten
konstruktiven Fähigkeiten
und Merkmale erfüllen
oder nicht. Defekte Produkte werden aussortiert, um die Qualität der verkauften
oder verwendeten Produkte sicher zu stellen. 1 und 2 zeigen
eine Testkarte 1, die mit einer Schaltungsplatine 11,
einer auf der Schaltungsplatine 11 angeordneten Positionierbasis 12 und
mehreren auf der Positionierbasis 12 angeordneten Sonden 13 ausgestattet
ist. Die Sonden 13 sind elektrisch mit der Schaltungsplatine 11 über Anschlussdrähte 14 verbunden,
die aus einem elektrisch leitenden Metall oder anderen elektrisch
leitenden Werkstoffen hergestellt sind, wobei die Sonden 13 jeweils
ein festes Ende 131, welches auf der Positionierbasis 12 befestigt
ist, und ein Kontaktende 132, welches abgewinkelt ist und über der Schaltungsplatine 11 hängt, aufweisen.
Das Kontaktende 132 kontaktiert einen Signalpunkt eines
Prüflings 19,
empfängt
direkt ein Eingangssignal und ein Testausgangssignal, um Messsignale
elektrischer Parameter zu übertragen,
so dass der Prüfling
auf seine Funktionsfähigkeit
getestet wird.
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Die
Sonden sind aus elektrisch leitendem Werkstoff hergestellt und so
eng voneinander beabstandete, dass eine elektromagnetische Interferenz zwischen
zwei benachbarten Sonden 13 auftreten kann oder ein externer
Gegenstand kann in einen Spalt zwischen zwei Sonden 13 fallen
und eine Fehlfunktion verursachen. Die Sonden 13 können sich aufgrund
vielfacher Kontaktierung von Prüflingen 19 abnutzen
und die Abnutzung kann die Zuverlässigkeit des Testverfahrens
und die Lebensdauer der Testkarte 1 erheblich beeinflussen
bzw. beeinträchtigen.
Die Oberfläche 133 des
Kontaktendes 132 von jeder Sonde 13 unterliegt
einer Abnutzung mit wachsenden Unebenheiten, wie in 3B dargestellt,
so dass Schmutz und Rückstände 18 leicht
auf der Oberfläche 133 anhaften,
wobei dies schwer zu reinigen ist, die ordnungsgemäße Funktion
des Prüflings 19 stark
beeinflusst und den Prozentanteil der Wiederholungsprüfungen erhöht. Daher
müssen
zu allererst Schmutz und Rückstände 18 von
der Oberfläche 133 der
Sonden 13 entfernt werden, wobei die Oberfläche 133 sauber
poliert werden muss, sonst kann die Sonde 13 nicht verwendet
werden. Weiterhin kann sich die Sonde 13 nach häufigem Polieren
oder Schleifen allmählich
verkürzen
und schlussendlich zu kurz werden, um weiterhin verwendet zu werden,
so dass die Sonde 13 ausgewechselt werden muss, was zu
einem erheblichen Verlust führt.
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Aus
der
US-A-5,027,062 ist
ein Verfahren zum Herstellen einer Sondentestkonstruktion für Mikroschaltungen
bekannt. Dieses Verfahren verwendet ein mehrfaches Beschichtungsverfahren
in Verbindung mit einer neuen Doppelkammer-Galvanisier-Vorrichtung.
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JP-A-2002 214 295 beschreibt
ein Verfahren zum Reinigen von Messsonden, wobei eine elektrische
Bogenentladung zwischen zu reinigenden Spitzen der Messsonden und
einer Vorrichtung zum Erzeugen einer Bogenentladung erzeugt wird.
Die Spitzen der Messsonden werden gereinigt.
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Aus
der
US 2005/00
24 073 A1 ist eine Sondenkarte mit Sondenabschnitten mit
Siliziumsonden, die auf einer isolierenden Schaltungsplatine ausgebildet
sind und die mit einem Klebstoff auf der Trägerstruktur befestigt sind,
bekannt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Behandlungsverfahren zum
Reparieren von auf einer Testkarte angeordneten Sonden zur Verfügung zu
stellen, um die elektrische Leitfähigkeit zu verbessern, Abnutzung
und Schmutz und Rückstände, die auf
einer Spitze und der Oberfläche
des Schaftes der Sonden ggf. anhaften, zu reduzieren, so dass die Sonden
einfach repariert und wiederholt mit einer langen Lebensdauer verwendet
werden können,
wobei gleichzeitig die Wirksamkeit der Sonden verbessert werden
soll.
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Das
Hauptmerkmal eines erfindungsgemäßen Behandlungsverfahrens
zum Reparieren von auf einer Testkarte angeordneten Sonden umfasst
folgende Schritte:
- (1) Einen ersten Schritt
zur Abdeckung der Testkarte und nicht zu reparierende Teile der
Sonden, wobei nur Oberflächen
von zu reparierenden Abschnitten der Sonden freiliegen.
- (2) Einen zweiten Schritt der Anordnung der Testkarte und der
Sonden in einer Beschichtungseinrichtung.
- (3) Einen dritten Schritt der Aufbringung einer elektrisch leitenden
dünnen
Schicht auf den Oberflächen
der nicht abgedeckten Abschnitte der Sonden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird verständlicher
durch Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen, diese zeigen in:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer Testkarte, welche in der vorliegenden
Erfindung zum Testen verwendet wird,
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2 eine
Seitenansicht der Testkarte, welche in der vorliegenden Erfindung
zum Testen verwendet wird,
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3A eine
vergrößerte Ansicht
einer herkömmlichen
Sonde zur Verwendung für
die vorliegenden Erfindung,
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3B eine
Teilansicht einer herkömmlichen
Sonde, welche abgenutzt ist und an der Schmutz haftet,
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4 ein
Flussdiagramm einer ersten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Behandlungsverfahrens
für Sonden,
die auf einer Testkarte angeordnet sind,
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5A eine
Schnittansicht einer Sonde für die
vorliegende Erfindung,
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5B eine
Schnittansicht einer Sonde für die
vorliegende Erfindung, die mit einer dünnen Schicht beschichtet ist,
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5C eine
Schnittansicht der mit der dünnen
Schicht beschichteten Sonde für
die vorliegende Erfindung, wobei die Sonde abgenutzt ist,
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5D eine
Schnittansicht der mit der dünnen
Schicht beschichteten und abgenutzten Sonde für die vorliegende Erfindung,
wobei die Sonde repariert ist,
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5E eine
Schnittansicht der mit der dünnen
Schicht beschichteten, abgenutzten und reparierten Sonde für die vorliegende
Erfindung, wobei die Sonde erneut beschichtet ist,
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6 ein
Flussdiagramm einer zweiten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Behandlungsverfahrens
für Sonden,
die auf einer Testkarte angeordnet sind,
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7 ein
Flussdiagramm einer dritten Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Behandlungsverfahrens
für Sonden,
die auf einer Testkarte angeordnet sind, und
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8 eine
Schnittansicht einer Sonde in der dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behandlungsverfahrens
für Sonden,
die auf einer Testkarte angeordnet sind, wobei die Spitze der Sonde
mit einer dünnen
Schicht und ein Schaft der Sonde mit einer isolierenden dünnen Schicht
beschichtet ist.
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Detaillierte Beschreibun einer bevorzugten
Ausführungsform
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Eine
erste bevorzugte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Reparieren von Sonden, die auf einer Testkarte angeordnet sind, ist
in 4 dargestellt und umfasst sechs Schritte.
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Sonden 2,
die auf einer Testkarte angeordnet sind, sind aus Wolfram oder einer
Wolframlegierung hergestellt und sind Steif sowie elektrische Leitfähig, wie
in 5A dargestellt.
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Im
ersten Schritt werden die Testkarte und die Oberflächen der
Schäfte 22 der
Sonden 2 abgedeckt, so dass nur die Spitzen 21 der
Sonden 2 frei liegen.
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In
einem zweiten Schritt werden die Testkarte und die Sonden 2 in
einer Beschichtungsvorrichtung angeordnet und die Beschichtungsvorrichtung ist
eine Vakuumgalvanisierungskammer.
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In
einem dritten Schritt wird auf den Oberflächen der nicht abgedeckten
Spitzen 21 der Sonden als Schutz eine leitende dünne Schicht 3 aufgalvanisiert,
wie in 5B dargestellt.
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In
einem vierten Schritt werden die durch Benutzung der Sonden 2 abgenutzten
Oberflächen
der Sonden 2 repariert oder glatt geschliffen, wobei Schmutz
und Rückstände 31 auf
der Oberfläche
der dünnen
Schicht 3 entfernt werden, sowie Schleifen und Reparieren,
wie in 5C und 5D dargestellt.
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In
einem fünften
Schritt werden die Testkarte und die Schäfte 22 der Sonden 2 erneut
abgedeckt, so dass nur die Spitzen 21 der Sonden 2 freiliegen.
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In
einem sechsten Schritt wird eine weitere leitende dünne Schicht 32 auf
die Spitzen 21 der Sonden 2 als Schutz und für die Wiederverwendung aufgalvanisiert,
wie in 5E dargestellt.
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Eine
zweite bevorzugte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Reparieren von Sonden, die auf einer Testkarte angeordnet sind, ist
in 6 dargestellt und umfasst vier Schritte, die auf
benutzte und abgenutzte Sonden auf der Testkarte, wie in 5C dargestellt,
angewendet werden.
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In
einem ersten Schritt werden die Oberflächen der Sonden 2 repariert
oder glatt geschliffen, wobei zuerst die Oberfläche der dünnen Schicht 3 von
Schmutz und Rückständen gereinigt
wird und dann glatt geschliffen oder repariert wird, wie in 5D dargestellt.
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In
einem zweiten Schritt werden die Testkarte und die nicht zu reparierenden
Abschnitte der Sonden 2 abgedeckt, so dass nur die Oberflächen der
zu reparierenden Abschnitte der Sonden 2 freiliegen.
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In
einem dritten Schritt werden die Testkarte und die Sonden 2 in
einer Beschichtungsvorrichtung angeordnet, wobei die Beschichtungsvorrichtung eine
elektrische Vakuumgalvanisierungskammer ist.
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In
einem vierten Schritt wird eine leitende dünne Schicht 32 auf
die Oberflächen
der nicht abgedeckten Abschnitte der Sonden 2 als Schutz
aufgalvanisiert, wie in 5E dargestellt.
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Die
Werkstoffe der dünnen
Schicht 3 und 32 sind gemäß der Aufgabe oder der Benutzungsbedingungen
nicht identisch und sind beispielsweise Metall, eine Legierung,
ein Oxid, eine Borverbindung, Fluorid, Nitrid, eine Siliziumverbindung,
Sulfid, eine Tellurverbindung, usw.. Das Galvanisierungsverfahren
ist beispielsweise elektrisch (elektrolytisch), wie herkömmliches
elektrisches Galvanisieren, elektrisches Verbundgalvanisieren, elektrisches
Legierungsgalvanisieren, oder nicht-elektrisch, wie PVD einschließlich Vakuumsputtern,
Vakuumdampfabscheiden oder chemisches CVD einschließlich CVD bei
Umgebungsdruck, CVD bei Niederdruck, plasmaunterstütztes CVD
usw..
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Wie
oben beschrieben, nutzen sich die mit der dünnen Schicht 3 auf
deren Oberfläche
beschichteten Sonden 2 nicht so schnell ab und nur die
dünne Schicht 3 nutzt
sich ab, und wenn weiterhin die dünne Schicht 3 abgenutzt
ist, kann diese repariert oder glatt geschliffen und für eine Wiederverwendung
wieder mit einer weiteren dünnen
Schicht 32 beschichtet werden. Wenn die dünne Schicht 32 abgenutzt
ist, kann diese für
eine Wiederverwendung erneut repariert und beschichtet werden und
so weiter und so fort. Daher wird die Lebensdauer der Sonden erheblich
erhöht,
wodurch Kosten reduziert werden.
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Darüber hinaus
nutzen sich herkömmliche Sonden
durch die häufige
Kontaktierung ab und die starke Abnutzung kann die Zuverlässigkeit
und die Lebensdauer der Testkarte beeinträchtigen, wobei durch die Verwendung
des erfindungsgemäßen Behandlungsverfahrens
Sonden wieder verwendet werden können,
was die Lebensdauer erheblich erhöht. Trotz der häufigen Kontaktierung
von Prüflingen
(zu prüfende
Objekte) weisen die erfindungsgemäßen Sonden 2 zusätzlich leitende
und Reibungsresistente dünne
Schichten 3 und 32 auf deren Oberfläche auf, wodurch
die Oberflächen
der Sonden 2 glatt sind, so dass ein Anhaften von Werkstoff
der Prüflinge
an den Sonden 2 reduziert ist. Der anhaftende Werkstoff kann
einfach entfernt werden, so dass die Güte des Testverfahrens erheblich
verbessert ist. Weiterhin müssen
die auf den Testkarten angeordneten Sonden 2 selbst für das Beschichten
mit der dünne Schicht
nicht abgenommen werden, da die nicht zu reparierenden Teile abgedeckt
werden und nur die zu reparierenden Abschnitte frei liegen und anschließend die
Testkarte und die Sonden 2 in die Beschichtungsvorrichtung
eingesetzt werden, was für
das immer wieder erneute Beschichten bzw. Galvanisieren von Vorteil
ist.
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Eine
dritte bevorzugte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Behandlungsverfahrens zum
Reparieren von Sonden, die auf einer Testkarte angeordnet sind,
ist in 7 und 8 dargestellt und dient zum
Verhindern elektrischer Interferenzen zwischen den Sonden 2 und
Kurzschluss aufgrund von externen Objekten, die auf die Sonden 2 fallen, wobei
diese dritte bevorzugte Ausführungsform sechs
Schritte umfasst, die nachfolgend beschrieben werden.
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Im
ersten Schritt werden die Schäfte 22 der Sonden 2 abgedeckt,
so dass nur die Spitzen 21 der Sonden 2 frei liegen.
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Im
zweiten Schritt werden die Sonden 2 in einer Galvanisierungskammer
angeordnet, wobei die Galvanisierungsvorrichtung eine Vakuumbeschichtungskammer
ist.
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Im
dritten Schritt wird eine leitende dünne Schicht 3 auf
die nicht bedeckten Spitzen 21 der Sonden 2 aufgalvanisiert.
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Im
vierten Schritt werden die beschichteten Spitzen 21 der
Sonden 2 bedeckt und nur die Schäfte 22 der Sonden 2 liegen
frei.
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Im
fünften
Schritt werden die Sonden 2 wieder in der Beschichtungsvorrichtung
angeordnet.
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Im
sechsten Schritt wird eine isolierende und nicht leitende dünne Schicht 4 auf
die nicht bedeckten Oberflächen
der Schäfte 22 der
Sonden 2 als isolierender Schutz aufgalvanisiert.
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Auf
diese Weise haben die Spitzen 21 der Sonden 2 eine
leitende dünne
Schicht 3 mit elektrischer Leitfähigkeit und die Schäfte 22 der
Sonden 2 haben eine isolierenden, nicht leitende dünne Schicht 4,
wie in 8 dargestellt. Dadurch sind die Sonden 2 aufgrund
der nicht leitenden dünnen Schicht 4 nicht
empfindlich hinsichtlich elektrischer Interferenzen und sind ebenfalls
wegen der nicht leitenden dünnen
Schicht 4 vor Kurzschluss gesichert, selbst wenn ein externer
Gegenstand auf die Sonden 2 fällt. Daher funktionieren die
Sonden 2 normal, mit verbesserter Güte des Testverfahrens und verringerter
Anzahl von wiederholten Testvorgängen.
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Die
Erfindung hat die folgenden Vorteile, wie sich aus der voranstehenden
Beschreibung ergibt.
- 1. Die Sonden haben verschleißfest Eigenschaften
aufgrund einer dünnen
Schicht, die als Schutz für
reduzierte Abnutzung und Abrissgefahr wirkt.
- 2. Die Oberflächenbehandlung
der Sonden erhöht die
elektrische Leitfähigkeit
und reduziert ein mögliches
Anhaften von Resten oder Schmutz auf der Oberfläche der Sonden, wobei anhaftende Rückstände und
Schmutz leicht entfernt werden können.
- 3. Die auf die Oberfläche
der Sonden aufgalvanisierte dünne
Schicht kann für
eine Wiederverwendung repariert und wieder beschichtet werden, was
einer vollständigen
Abnutzung der Sonden entgegen wirkt und die Lebensdauer verlängert.
- 4. Die auf einer Testkarte angeordneten Sonden können galvanisiert
werden ohne dass diese von der Testkarte abgenommen werden müssen, wobei
die nicht zu reparierenden Abschnitte lediglich abgedeckt werden
und nur die zu reparierenden Abschnitte in einer Beschichtungsvorrichtung
zur Beschichtung frei liegen, wodurch das Beschichtungsverfahren
wiederholt durchgeführt
werden kann.
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Während voranstehend
bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben wurden, versteht es sich, dass zahlreiche
Modifikationen durchgeführt
werden können,
ohne sich von der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, zu entfernen.