DE69214389T2

DE69214389T2 - Elektrischer Messfühler mit geformten Kontakten

Info

Publication number: DE69214389T2
Application number: DE1992614389
Authority: DE
Inventors: William R Crumly; Haim Feigenbaum; Christopher M Schreiber
Original assignee: Hughes Aircraft Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1991-08-26
Filing date: 1992-08-25
Publication date: 1997-04-30
Anticipated expiration: 2012-08-26
Also published as: EP0529577B1; EP0529578A3; DE69214389D1; EP0529577A2; DE69207996D1; EP0529577A3; DE69207996T2; EP0529578A2; EP0529578B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen einer integrierten Schaltung sowie einen elektrischen Testkopf.
Ein einen festen Kopf aufweisender Testadapter, der konisch geformte Testköpfe umfaßt, die an Anschlußflächen befestigt sind, ist in dem Dokument Research Disclosure No. 319, November 1990, Emsworth, GB, beschrieben.
Sowohl flexible als auch steife Schaltungen, zu denen integrierte Schaltungen gehören, werden mit ähnlichen Schaltungen und anderen Bauteilen oder mit Testvorrichtungen über verschiedene Typen von Verbindungsvorrichtungen verbunden. Flache, flexible Kabel zum Verbinden von gedruckten Schaltungen gewährleisten den Einsatz von entsprechend ausgelegten Verbindungsvorrichtungen und wurden zu einem Punkt entwickelt, wo eine Verbindung zwischen einem derartigen Flachbandkabel und einer anderen Schaltung hergestellt wird, indem eine Vielzahl von vorstehenden, metallischen Verbindungsteilen ("dots") bereitgestellt werden, die entweder gegen ähnliche Teile oder passende metallische Anschlußflächen an dem anderen Schaltungsbauteil oder den anderen Bauteilen gepreßt werden können. Flexible Leitungsabschlüsse oder Verbindungswafer dieser Art sind beschrieben in dem US.- Patent No. 4,125,310 von Patrick A. Reardon, II, U.S.-Patent No. 4,116,517 von Selvin et al sowie dem U.S.-Patent No. 4,453,795 von Moulin et al. Die Verbinder aus diesen Patenten verwenden ein Substrat mit darauf chemisch eingefrästen Bahnen mit einer Vielzahl von metallischen, hochstehenden Teilen, die nachfolgend geformt wurden, um von der Ebene der Schaltungsverbinder vorzustehen. Wenn folglich zwei derartige Verbinder aufeinander zuweisend so angeordnet werden, daß die hochstehenden Teile des einen lagegenau zu und in Kontakt mit denen des anderen sind, sind die Ebenen der geätzten elektrischen Schaltungen wegen der Projektion der Teile geeignet voneinander beabstandet. Die beiden Schaltungen können physisch zusammengeklemmt werden, um die Teile gegeneinander zu pressen, wodurch ein fester und guter elektrischer Kontakt zwischen den beiden Schaltungen bewirkt wird.
Diese Abschlußanordnungen sind effektiv und im Betrieb zuverlässig, jedoch schwer, kostenintensiv und zeitaufwendig herzustellen. Die Hauptprobleme bei der Fertigung derartiger Verbinder ergeben sich aus der Tatsache, daß die vorstehenden Kontaktflächen getrennt (entweder vorher oder hinterher) von der Fertigung der Schaltung selbst gefertigt werden müssen. Dies führt zu komplizierten Problemen bezüglich der Lagegenauigkeit. Nach dem Bohren geeigneter Verbindungs- und Bearbeitungslöcher durch einen kupferbeschichteten dielektrischen Kern oder ein kupferbeschichtetes dielektrisches Substrat sowie dem Metallisieren durch einige der Löcher, um Schaltungen auf beiden Seiten des Kernes miteinander zu verbinden, wird der Kern z.B. zwischen den Druckmasken (optischen Masken) angeordnet, die auf beiden Seiten des Kernes positioniert werden, und die Löcher in der Druckmaske oder Bezugspunkte werden dann manuell mit den vorgebohrten Löchern in dem Kern ausgerichtet. Wo Dutzende von Teilen auf einer einzigen Platte gefertigt werden, die 304,8 mm x 457,2 mm (12" x 18") beträgt, und Ausrichttoleranzen im Bereich von einigen Mikrometern gemessen werden, ist eine lagegenaue Ausrichtung aller oder nur der meisten Löcher in all den Teilen extrem schwierig, zeitaufwendig und häufig wegen der Änderungen in den Abmaßen der Platten, die sich aus einigen der Bearbeitungsvorgängen ergeben, gar nicht möglich. Nach der lagegenauen Ausrichtung der Druckmaske wird die im wesentlichen ebene Schaltung auf den Kupferoberflächen (für eine doppelseitige Platte kann die Platte häufig auf beiden Seiten von einer Kupferbeschichtung bedeckt sein) chemisch gefräst oder geätzt. Der Ätzvorgang beinhaltet das Aufbringen von Fotolack, das Maskieren des Fotolackes, das Belichten des Fotolackes, das Entwickeln des Fotolackes, dann das Ätzen durch die nicht durch den Fotolack geschützten Bereiche des Kupfers, so daß nach dem Entfernen des verbleibenden Fotolackes das Schaltungsmuster aus Kupferleitungen verbleibt.
Wenn vorstehende Verbindungsteile verwendet werden, ist es dann erforderlich, die vorstehenden Kontaktteile auf Anschlußflächen zu metallisieren, die in der Schaltung ausgebildet wurden, die vorher geätzt worden ist. Diese Teile müssen präzise lagegenau zu den ausgewählten Anschlußflächen und dem Bezugspunkt der Platte ausgerichtet sein. Die Platten sind jedoch vorher bearbeitet worden, um die Schaltungsbahnen zu bilden, so daß weitere mechanische Belastungen, die bei einer derartigen Bearbeitung auftreten, Änderungen in den Abmaßen (üblicherweise jedoch nicht immer ein Schrumpfen) bewirken. Die sich ändernden Abmaße sorgen für große Probleme bei der Lagegenauigkeit. Um die vorstehenden Kontaktteile (manchmal "dots" genannt) zu fertigen, wird die geätzte Schaltung mit einem Fotolack beschichtet. Dann muß wiederum die geeignete Druckmaske zur Definierung des gewünschten Loches in dem Fotolack an dem Ort des Dots sorgfältig lagegenau ausgerichtet werden, was nun ein noch schwierigeres Unterfangen ist.
In einigen Fällen können die hervorstehenden Verbindungsteile oder Dots zuerst ausgebildet werden, bevor der Rest der geätzten Schaltung geformt wird. Auf jeden Fall müssen die Teile jedoch getrennt zu einer anderen Zeit als die geätzte Schaltung geformt bzw. ausgebildet werden, wodurch folglich die Probleme bezüglich der lagegenauen Ausrichtung erzeugt oder verschlimmert werden.
Bei solchen Schaltungen, wo eine Verbindung von einer Schaltung auf einer Seite des Kerns zu einer Schaltung auf der anderen Seite des Kerns hergestellt werden muß, werden Löcher gebohrt und Durchgangsverbindungen metallisiert, was noch weitere Schritte erfordert und andere Probleme bezüglich der lagegenauen Ausrichtung erzeugt, die Kosten und Zeit der Fertigung erhöhen.
Konventionelle Verfahren für geätzte Schaltungen haben allgemein eine Reihe von Nachteilen. Eine Maßgenauigkeit ist schwer zu erreichen. Die Verwendung von verschiedenen Ätz-, Trenn- und Reinigungsflüssigkeiten erfordert eine spezielle Handhabung von gefährlichen Chemikalien. Die Techniken zur Entsorgung der verbleibenden Abfälle sind komplex und kostenintensiv, sie unterliegen außerdem strengen Regierungskontrollen. Die Bearbeitung geätzter Schaltungen hat einen relativ geringen Wirkungsgrad, wodurch die Kosten der Bearbeitung stark ansteigen, was eine große Zahl von teuren Verarbeitungsschritten inhärent einschließt.
Unabhängig von der Art und Weise, wie die Verbindungen gemacht werden, ist es häufig erforderlich, eine Art von Schleif- oder Schabvorgang auszuüben, wenn eine Schaltung aktuell mit einer anderen verbunden wird, um so für einen guten elektrischen Kontakt zu sorgen. Dies ist so, weil Schaltungs-Anschlußflächen aus vielen verschiedenen Arten von Materialien der Ansammlung von fremdem, schlecht leitendem Material auf den Kontaktflächen ausgesetzt sind. Kontaktelemente aus Zinn, Silber, Aluminium und Kupfer erfahren so u.a. eine relativ schnelle Oxidation, so daß sich Oxidschichten bilden, die dazu neigen, die elektrischen Kontakte, die an solchen oxidierten Oberflächen hergestellt werden, zu verschlechtern.
Aus diesem Grund werden Gold-zu-Gold-Kontakte eingesetzt, um die Oxidationsprobleme zu beseitigen und das Herstellen von elektrischen Verbindungen zwischen mehreren Schaltungen zu verbessern. Das Erfordernis, teure Goldbeschichtungen auf den Kontakten zu verwenden, kann beseitigt werden, indem eine Schab- oder Schleifbewegung durchgeführt wird, wenn der Kontakt hergestellt wird. Die Schleifbewegung schabt zum Zeitpunkt der Herstellung des Kontaktes die fremde Oberfläche oder die Oxidschicht physikalisch ab.
Goldbeschichtungen sind teuer und erfordern häufig einen zusätzlichen Fertigungsschritt. Die Forderung nach einem Schleifvorgang kann die Kosten und die Komplexität von Verbindungen herstellenden Einrichtungen erhöhen. Darüber hinaus kann eine Schleifbewegung zur Sicherung eines guten Kontaktes bei vielen verschiedenen Arten von Testköpfen nicht verfügbar sein, die verwendet werden, um integrierte Schaltungen auf einem Wafer zu testen, bevor die Schaltungen voneinander getrennt werden. Bei dem Testen von derartigen Schaltungen werden Kontakte des Testkopfes bewegt, um so Kontaktflächen auf der im Test befindlichen integrierten Schaltung zu berühren, wobei häufig nur ein Druckvorgang ohne jegliche Art von Schleifen zur Verfügung steht. Aus diesem Grund kommt es häufig vor, daß eine gewünschte elektrische Verbindung zwischen einem Kontakt des Testkopfes und einer Anschlußfläche der im Test befindlichen Schaltung nicht adäquat hergestellt wird, oder überhaupt nicht hergestellt wird, wodurch die Testergebnisse beeinträchtigt werden.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, fur eine Verbindung zwischen elektrischen Schaltungen zu sorgen, während gleichzeitig die oben erwähnten Probleme vermieden oder minimiert werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Testen einer integrierten Schaltung mit einem Muster von Kontaktflächen, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
- Bereitstellen eines Substrates,
- Ausbilden einer eine Vielzahl von Anschlußflächen aufweisenden Schaltung auf dem Substrat und in einem Muster, das dem Muster der Kontaktflächen auf der integrierten Schaltung entspricht, wobei wenigstens eine Gruppe der Anschlußflächen ein spitzes Kontaktteil aufweist,
wobei die spitzen Kontaktteile einstückig mit ihren entsprechenden Anschlußflächen durch elektrische Abscheidung ausgebildet wurden, und
- Pressen der spitzen Kontaktteile gegen die Flächen der integrierten Schaltung.
Darüber hinaus umfaßt erfindungsgemäß ein elektrischer Tastkopf ein dielektrisches Substrat, eine Vielzahl von Kontaktflächen aufweisenden Schaltungsbahnen auf dem Substrat, und einen spitzen, erhabenen Kontakt an jeder der Kontaktflächen, wobei die erhabenen Kontakte jeweils von einer Kontaktfläche der Schaltungsbahn vorstehen und in einem freien Ende mit verringerter Fläche enden, wobei jeder der spitzen, erhabenen Kontakte einstückig mit seiner Kontaktfläche durch elektrische Abscheidung ausgebildet wurde.
Beim Ausführen der grundlegenden Ideen der vorliegenden Erfindung in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden elektrische Verbindungen hergestellt durch eindeutig geformte, vorstehende Kontakte, die an Schaltungsbahnen des Testkopfes ausgebildet sind, der mit einer anderen Schaltung zu verbinden ist. In einem ersten Satz von Ausführungsbeispielen sind die geformten Kontakte an ihren freien Enden effektiv zugespitzt, wobei sie eine konische, abgestumpft konische, pyramidenförmige oder abgestumpft pyramidenförmige Form aufweisen, so daß sie kleine Bereiche als Kontaktenden aufweisen, die die Kontaktkräfte konzentrieren und leichter Oberflächenschichten von fremdem Material durchdringen und Kontakt zu Anschlußflächen auf der passenden Schaltung herstellen.
Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung werden geformte Kontakte mit einem semi-sphärischen Ende versehen, so daß dann, wenn eine Gleit- oder seitliche Schleifbewegung eingesetzt wird, um einen guten Kontakt sicherzustellen, eine geringe Fehlausrichtung der Kontakte toleriert werden kann, ohne daß dies dazu führt, daß eine scharfe Kante des Kontaktes sich in die Kontaktfläche eingräbt und die Kontaktfläche beschädigt, gegen die der Kontakt gepreßt wird.
In der beigefügten Zeichnung:
Fig. 1 zeigt einen anfänglichen Schritt bei der Fertigung einer Schaltung mit geformten Kontakten;
Fig. 2 - 5 zeigen Seitenansichten bzw. Draufsichten von zwei verschieden geformten Werkzeugen zur Verwendung bei der Ausbildung von Vertiefungen in einem Formkern zur Fertigung einer Schaltung;
Fig. 5 zeigt einen weiteren Schritt bei der Fertigung einer geformte Kontakte tragenden Schaltung;
Fig. 7 zeigt eine Schaltung mit einem Substrat, auf dem leitende Bahnen und geformte Verbindungsteile vorgesehen sind; und
Fig. 8 zeigt die Verbindung einer Schaltung mit den geformten Verbindungen zu einer anderen Schaltung.
Die hier beschriebenen Verfahren sowie die beschriebene Vorrichtung ermöglichen die Fertigung von elektrischen Testköpfen mit eindeutig geformten Kontaktteilen, wobei die Schaltungen in einer einzigen Ebene liegen und die Kontaktteile von dieser Ebene vorstehen. Die vorstehenden Teile sowie die Schaltung werden alle durch elektrisches Abscheiden gebildet, was ein additiver Prozeß ist. Bei der Fertigung der Schaltung wird kein Ätzvorgang durchgeführt, wodurch die Fertigung ein für die Umwelt sicherer Prozeß ist.
In Kürze, die Schaltung wird gefertigt, indem ein Formkern mit einer Arbeitsoberfläche verwendet wird, die aus einem Material gebildet ist, auf dem eine leitende Schaltung durch elektrisches Abscheiden ausgebildet sein kann, und das ein Materialmuster aufweist, das gegenüber dem Prozeß des elektrischen Abscheidens resistent ist. Der Formkern ist mit einer Vertiefung von einer vorbestimmten Konfiguration ausgebildet, die einen durch elektrisches Abscheiden gebildeten, vorstehenden, geformten Kontakt mit der Konfiguration der Vertiefung erzeugt.
Wie es in dem Querschnitt der teilweisen Darstellung der Fig. 1 gezeigt ist, ist ein Formkern 10 aus einem Stück Metall, wie z.B. aus einem rostfreien Stahl gefertigt, der z.B. eine Dicke in der Größenordnung von 1/16" (1"= 25,4 mm) aufweist, und Abmaße zeigt, die zur Herstellung eines oder einer Vielzahl von Teilen geeignet sind. Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Formkernes mit reliefartigen Merkmalen (z.B. einer Vertiefung) wird der Formkern 10 aus rostfreiem Material zunächst mit einer nichtleitenden Beschichtung versehen, so wie z.B. Teflon 12, die dann abgetragen wird, wie es in Fig. 2 gezeigt wird, z.B. durch Verwendung eines Lasers, um ein positives Muster von Vertiefungen, wie z.B. Vertiefungen 14a, 14b und 14c in dem Teflon zu erzeugen. Das Muster von Vertiefungen legt die leitende Oberfläche des Formkerns aus rostfreiem Stahl frei und läßt ein negatives Muster des elektrisch nicht leitenden Teflon auf der Arbeitsoberfläche des Formkernes zurück.
Das bis zu diesem Schritt beschriebene Verfahren sowie bestimmte andere nachstehend noch zu beschreibende Schritte sind ähnlich zu Verfahren, die in einer parallelen Anmeldung "Dreidimensionale, durch elektrisches Abscheiden gebildete Schaltung" beschrieben sind, nämlich der US-A-5,197,184, die nach dem Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde, und zu der William R. Crumly, Christopher M. Schreiber sowie Haim Feigenbaum als Erfinder benannt sind.
In der bezeichneten, parallelen Anmeldung werden eine oder mehrere Vertiefungen 24a, 24b in der Oberfläche des Formkerns 10 aus rostfreiem Stahl in Bereichen, wie z.B. bei 14a und 14b durch photolithagraphische Verfahren gebildet, die eine geeignete Beschichtung mit Fotolack beinhalten, die maskiert, belichtet und entwickelt wird, woraufhin dann der Formkern einem Atzbad ausgesetzt wird, um die Vertiefung auf der Arbeitsoberfläche des Formkerns zu bilden. Die Kontrolle der Form der Vertiefung ist jedoch ein signifikantes Merkmal der vorliegenden Erfindung. Eine adäquate Kontrolle dieser Form ist mit dem bisherigen Ätzverfahren nicht möglich. Um die Form der Vertiefungen 24a und 24b in einer beliebigen aus einer Anzahl von verschiedenen, vorbestimmten Formen genauer zu kontrollieren, wird daher ein Eindrückwerkzeug verwendet, so wie das zum Beispiel in den Figuren 2 und 3 gezeigte Werkzeug. Dieses Werkzeug beinhaltet eine Basis 13 aus gehärtetem Stahl sowie einen geformten, sich verjüngenden Vorsprung 18, der auf geeignete Weise fest an der Basis 16 befestigt ist. Der Vorsprung 18 kann ein an der Basis befestigter Stift sein, der geschliffen oder anderweitig bearbeitet wurde, um die gezeigte Form aufzuweisen. Bei dem in den Figuren 2 und 3 gezeigten Eindrückwerkzeug ist die Form des eindrückenden Teiles 18 des Werkzeuges ein Konus mit einem vorbestimmten Konuswinkel. Das Werkzeug 16 wird verwendet, um die Vertiefungen 24a, 24b in der Oberfläche des Formkernes 10 auszubilden, wobei z.B. das Werkzeug an einem Wagen (nicht gezeigt) montiert wird, der über dem Formkern zur genauen Bewegung in orthogonalen X- und Y-Richtungen gelagert wird. Das Werkzeug und sein Eindrückteil, das nach unten auf den Formkern zeigt, werden in eine vorbestimmte Position bewegt, woraufhin dann das gehärtete Werkzeug und sein sich verjüngendes Eindrückteil gegen den Formkern gedrückt werden, um die Vertiefung auszubilden. Das Werkzeug wird dann angehoben und prazise zu einem zweiten Ort bewegt, woraufhin dann eine zweite Vertiefung ausgebildet wird. Dieser Vorgang wird wiederholt. Auf diese Weise wird eine Gruppe von Vertiefungen an dem Formkern in einem beliebigen, vorgegebenen Muster ausgebildet, wobei der Ort der verschiedenen Vertiefungen entsprechend dem Grad der Präzision genau positioniert wird, der von dem X/Y-Antrieb des das Werkzeug tragenden Wagens verfügbar ist.
Für eine andere, sich verjüngende Kontaktkonfiguration kann die Spitze 20 des vorstehenden Teils 18 z.B. durch Schleifen, Abscheren oder dergleichen entfernt werden, um eine Form eines vorstehenden Teiles zu erzeugen, das einen sich verjüngenden Körper sowie eine flache Oberfläche an seinem freien Ende mit sehr kleiner Fläche aufweist. Die kleine Fläche, die im wesentlichen ein flaches, freies Ende ist, ist durch die gepunktete Linie in Fig. 2 angedeutet.
Zur Verwendung der sich verjüngenden Kontakte bei der Verbindung von zwei integrierten Schaltungen miteinander können die sich verjüngenden Vertiefungen (die sich verjüngenden Vertiefungen 24a und 24b des Formkerns haben dieselben Abmaße wie die sich verjüngenden Vorsprünge 18 auf dem Werkzeug) eine Basis von ungefähr 10 mils im Durchmesser, eine Spitzenfläche von ungefähr 5 mils im Durchmesser aufweisen, wobei die Höhe des Vorsprunges 18 8 mils betragen kann. Wenn die vorstehenden Teile als Kontakte auf einem Testkopf verwendet werden, können sie merklich kleiner gemacht werden, so daß die Basis des Vorsprunges in der Größenordnung von 2 - 3 mils sein kann, wobei die Spitzenfläche einen Durchmesser von ungefähr 1,0 mils aufweist. Bei solch einer Testkopfvorrichtung kann die Höhe der sich verjüngenden, vorstehenden Kontakte 1/2 - 4 mils betragen (1 mil = 25,4 µm).
Bei einer anderen Werkzeugkonfiguration zur Erzeugung einer Vertiefung mit einer geringfügig veränderten Form (Figuren 4 und 5) ist die Basisplatte 16 des Werkzeuges aus gehärtetem Stahl mit einem starren, sich verjüngenden, pyramidenförmigen Vorsprung 28 versehen, der fest daran montiert ist. Während die Zeichnung eine Pyramide mit einer Basis zeigt, die quadratisch ist, können andere Formen verwendet werden (wie z.B. eine Rautenform). Eine andere Zahl von Seiten (so wie z.B. drei, um einen Tetraeder zu bilden) kann verwendet werden. Genau wie bei dem konischen, sich verjüngenden Vorsprungsteil 18 kann auch bei dem pyramidenförmigen Vorsprung ein Teil der Spitze entfernt werden, um an dem freien Ende eine kleine Spitzenfläche zu erzeugen, falls dies für nötig oder wünschenswert gehalten wird.
Nachdem durch das Eindrückwerkzeug aus gehärtetem Stahl eine Anzahl von Vertiefungen 24a, 24b etc. in vorbestimmten Bereichen des Formkerns 10 aus rostfreiem Stahl gefertigt wurden, die nicht von Teflon 12 bedeckt sind, wird der Formkern mit seinen Vertiefungen einem Verfahren mit elektrischer Abscheidung, wie z.B. einer elektrolytischen Metallabscheidung ausgesetzt, um eine Schicht aus Kupfer oder einem anderen geeigneten leitenden Material über die gesamte freigelegte leitende Oberfläche des Formkerns elektrisch abzulagern. In Abhängigkeit von der Dicke der elektrisch abgelagerten Schicht aus leitendem Material 34, 36 und 38 aus Kupfer oder dergleichen wird eine Vertiefung, wie z.B. die Vertiefungen 37, 39 (Fig. 6) in den Anschlußflächen 36, 38 ausgebildet, was ein sich verjüngendes Vorsprungsteil erzeugt, das die Vertiefung auskleidet und zu einem gewissen Maß effektiv hohl ist. Bei kleinen Vorsprungsteilen füllen darauf folgende Laminationsschritte das Teil mit dielektrischem Material auf. Bei größeren Teilen können diese Vertiefungen mit einem Epoxydharz 41, 43 (Fig. 7) gefüllt werden, das zu einem Festkörper aushärtet, um den sich ergebenden, vorstehenden Kontakt zu stärken. Die Schritte, die in der Bearbeitung der Schaltung dann folgen, sind dieselben, wie die in der oben erwähnten, parallelen Anmeldung auf "Dreidimensionale, durch elektrisches Abscheiden gebildete Schaltungen". Diese folgenden Schritte beinhalten die Laminierung eines dielektrischen Substrates 32 auf die Baugruppe des Formkerns, des Teflon und der Schaltungsbahnen aus Fig. 6. Danach wird die Anordnung auf Substrat 32 zusammen mit den Schaltungsbahnen 34 und Anschlußflächen 36, 38 mit ihren sich verjüngenden, vorstehenden Kontakten 40, 42 als eine Einheit von dem Formkern 10 entfernt, was zu der in Fig. 7 gezeigten Anordnung führt. Eine isolierende Deckschicht kann dann über der freigelegten Schaltung abgelagert werden, wobei Spitzen der Vorsprünge von der Isolation freibleiben.
Fig. 8 illustriert die Anwendung der beschriebenen, geformten Kontakte beim Einsatz in einem Testkopf. Fig. 8 zeigt einen Teil eines Testkopfes, der das dielektrische Substrat 32 mit seinem Muster von Schaltungsbahnen, die durch die Bahn 34 dargestellt sind, und. seinem Muster von spitzen Verbindungskontakten beinhaltet, die in Fig. 8 durch Kontakte 40 und 42 dargestellt sind. Ein Wafer 54 für eine integrierte Schaltung mit einer Vielzahl von Testanschlußflächen 56, 58 ist in enge Nähe zu dem Testkopf gebracht worden, wobei die Kontaktflächen 56, 58 des Wafers 54 in lagegenauer Ausrichtung zu dem entsprechenden Muster von sich verjüngenden, spitzen Kontaktteilen 40, 42 ist. Der Testkopf wird dann gegen den Wafer gedrückt, um zu bewirken, daß die spitzen Kontakte 40, 42 des Testkopfes an ihrem spitzen freien Ende eine beliebige Oberflächenkontamination oder Oxidschicht auf der Oberfläche der Kontakte 54, 56 durchdringen, um einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Testkopf und dem Wafer 54 für integrierte Schaltungen herzustellen. Bei dieser Anordnung ist keine Schleifaktion erforderlich, da die eine kleine Fläche aufweisenden spitzen Enden der konisch oder pyramidenartig geformten Kontakte 40, 42 leicht einen hinreichend hohen Einheitsdruck an der Oberfläche der Testkontaktflächen 56, 58 erzeugen, um eine beliebige Oxidschicht oder andere fremde Schicht zu durchdringen. Wenn es für nötig oder wünschenswert gehalten wird, können harte Gold-über-Nickel geschichtete oder andere Schichten von hohem Abriebwiderstand oder entsprechendem Oxidationswiderstand eingesetzt werden, um die Testkopfkontakte 40, 41 zu beschichten.
Es wurden Schaltungen mit festen, geformten Kontakten beschrieben, wobei die Formen eindeutig adaptiert sind, um elektrischen Kontakt zu verbessern, ohne daß für gute elektrische Verbindungen irgendwelche schleifende Handlungen vorgenommen werden müssen. Die Kontakte können in jeder beliebigen, vorbestimmten Form hergestellt werden, indem ein entsprechend geformtes Eindrückwerkzeug verwendet wird. Zu den nützlichen Formen zählen konische und pyramidenartige Formen einschließlich abgestumpfter Varianten dieser Formen, sowie sphärische oder nahezu sphärische Formen oder Kugelformen, die eine übliche schleifende Bewegung erlauben, während sie gleichzeitig eine bestimmte Fehlausrichtung der Kontakte tolerieren.
Zusammenfassend werden also geformte Kontakte 40, 42 zum miteinander Verbinden von Schaltungen oder zur Verwendung in einem Testkopf für integrierte Schaltungen als integrale Teile von Schaltungsbahnen 34 auf einem Formkern 10 aus rostfreiem Material durch elektrisches Abscheiden gebildet. Ein geformtes Eindrückwerkzeug 16, 18, 26, 28 aus gehärtetem Stahl macht Vertiefungen 24a, 24b von vorbestimmter Form in der Oberfläche des Formkerns 10, der mit einem Muster eines Dielektrikums, wie z.B. Teflon 12 oder einem Fotolack versehen ist. Bereiche des Stahlformkerns, zu denen die Vertiefungen 24a, 24b zählen, werden durch elektrisches Abscheiden mit einem Muster aus leitendem Material 34, 36, 38 versehen, woraufhin ein dielektrisches Substrat 32 schichtartig an dem leitenden Material angebracht wird. Die durch die Vertiefungen ausgebildeten Schaltungsteile definieren reliefartige Kontakte mit einer konischen (18) oder einer pyramidenartigen (28) Form mit freien Enden, die eine kleine Fläche aufweisen, die es erlaubt, daß höhere Drücke auf eine Oberfläche ausgeübt werden, gegen die die Kontakte gepreßt werden. Dies ermöglicht es, daß die Kontakte fremde Materialien, wie z.B. Oxide durchdringen, die auf der Oberfläche der Anschlußflächen 56, 58 ausgebildet sein können, mit denen die Kontakte zu verbinden sind, um einen guten Kontakt herzustellen, ohne daß ein Schleif- oder Wischvorgang erforderlich ist.

Claims

1. Verfahren zum Testen einer integrierten Schaltung mit einem Muster von Kontaktflächen (56, 68), wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

Bereitstellen eines Substrates (32),

Ausbilden einer eine Vielzahl von Anschlußflächen (34, 36, 38) aufweisenden Schaltung auf dem Substrat (32) und in einem Muster, das dem Muster der Kontaktflächen (56, 58) auf der integrierten Schaltung entspricht, wobei wenigstens eine Gruppe (36, 38) der Anschlußflächen (34, 36, 38) ein spitzes Kontaktteil (40, 42) aufweist,

wobei die spitzen Kontaktteile (40, 42) einstückig mit ihren entsprechenden Anschlußflächen (36, 38) durch elektrische Abscheidung ausgebildet wurden; und

Pressen der spitzen Kontaktteile (40, 42) gegen die Flächen (56, 58) der integrierten Schaltung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktteil (40, 42) durch elektrisches Abscheiden als ein sich verjüngender Körper (18, 28) mit einem abgestumpften Ende (20) ausgebildet ist, das einen kleinen, im wesentlichen flachen Kontaktbereich darstellt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktteil (40, 42) eine konische Form (18) mit einer abgestumpften Spitze aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktteil (40, 42) eine Pyramidenform (28) mit einer abgestumpften Spitze aufweist.

5. Elektrischer Testkopf, mit:

einem dielektrischen Substrat (32),

einer Vielzahl von Kontaktflächen (34, 36, 38) aufweisenden Schaltungsbahnen (34) auf dem Substrat (32), und

einem spitzen, erhabenen Kontakt (40, 42) an jeder der Kontaktflächen (36, 38), wobei die erhabenen Kontakte (40, 42) jeweils von einer Kontaktfläche (36, 38) der Schaltungsbahnen vorstehen und in einem freien Ende mit verringerter Fläche enden,

wobei jeder der spitzen, erhabenen Kontakte (40, 42) einstückig mit seiner Kontaktfläche (36, 38) durch elektrische Abscheidung ausgebildet wurde.

6. Elektrischer Testkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kontakt (40, 42) ein freies Ende aufweist, das dazu angepaßt ist, ein Schaltungselement (56, 58) zu berühren, das mit dem Testkopf verbunden werden soll, wobei jeder Kontakt (40, 42) sich von einer Basis mit relativ großer Fläche an seiner Kontaktfläche (36, 38) zu einer relativ kleinen Fläche an seinem freien Ende verjüngt, das in eine Schicht geringer Leitfähigkeit an der Oberfläche eines Schaltungselementes (56, 58) eindringen kann, das mit dem Testkopf verbunden werden soll.

7. Elektrischer Testkopf nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kontakte (40, 42) ein freies Ende aufweist, wobei jeder Kontakt (40, 42) konisch (18) ist und sich zu einem Punkt an seinem freien Ende hin verjüngt.

8. Elektrischer Testkopf nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kontakte (40, 42) ein freies Ende aufweist, wobei jeder Kontakt (40, 42) pyramidenförmig (28) ist und sich zu einer Fläche mit verringertem Abmaß an seinem freien Ende hin verjüngt.