DE69216965T2 - Elektrische Schaltung mit einem elastischen Dichtungsring zur Verbindung eines erhöhten Kontaktes - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbindung von elektrischen Schaltungen und betrifft insbesondere ein verbessertes Verfahren zum Positionieren und nachgiebigen Lagern eines erhabenen Kontaktes.
• Die allgegenwärtigen gedruckten Schaltungen werden im Rahmen von sich immer mehr ausdehnenden Anwendungen und kontinuierlich variierenden Konfigurationen entwickelt. Sowohl flexible als auch starre gedruckte Schaltungen (Leiterkarten) sind mit ähnlichen Schaltungen und anderen Komponenten mittels verschiedener Typen von Verbindungsvorrichtungen verbunden. Test- bzw. Prüffühler haben häufig eine Konfiguration mit einer Vielzahl von Kontakten um den Umfang einer Testmembran herum, wobei die Kontakte eine Testnadelkarte elektrisch kontaktieren müssen, die in einer Testvorrichtung montiert ist. Flache, flexible Verbindungskabel für gedruckte Schaltungen verwenden ähnlich konfigurierte Verbindungseinrichtungen und sind bislang bis zu einem Punkt entwickelt worden, bei dem eine Verbindung zwischen einem derartigen Kabel für gedruckte Schaltungen und einer anderen Schaltung dadurch hergestellt wird, daß eine Vielzahl von vorstehenden metallischen Verbindungsmerkmalen bereitgestellt wird, die gegen entweder ähnliche Merkmale oder dazu passende metallische Verbindungspads an der anderen Schaltungskomponente oder den -komponenten gepreßt werden. Flexible Schaltungsabschlüsse oder Verbindungswafer dieser Art sind in dem US-Patent NO. 4,125,310 von dem verstorbenen Patrick A. Reardon, II, et al., in dem US-Patent mit der Nummer 4,116,517 von Gerald J. Selvin et al. und in dem US-Patent mit der Nummer 4,453,795 von Norbert L. Moulin et al. beschrieben. Die Verbindungseinrichtungen dieser Patente weisen ein Substrat mit Leiterbahnen auf, die chemisch darauf gepragt sind, wobei eine Vielzahl von metallischen erhabenen Merkmalen später darauf ausgebildet wird, so daß sie gegenüber der Ebene der Schaltungsleiter vorstehen. Wenn somit zwei derartige Verbindungseinrichtungen Stirn an Stirn zueinander angeordnet werden, wobei die erhabenen Merkmale zueinander ausgerichtet sind und sich berühren, sind die Ebenen der geätzten elektrischen Schaltungen geeignet voneinander beabstandet, da die Merkmale vorstehen. Die zwei Schaltungen können physikalisch aneinandergeklemmt werden, um die Merkmale aneinander zu pressen, wodurch ein fester und enger elektrischer Kontakt zwischen den zwei Schaltungen vollzogen wird.
• In der EP-A-0 476 868 von William R. Crumly, Christopher M. Schreiber und Haim Feigenbaum, die lediglich einen Stand der Technik gemäß Art. 54 (3) EPÜ darstellt, die den Titel aufweist "Three-Dimensional Electroformed Circuitry" und die an den Anmelder der vorliegenden Anmeldung abgetreten worden ist, sind Anordnungen zum Herstellen von Schaltungen mit derartigen erhabenen Kontakten durch Elektroabscheidungstechniken ohne jegliche chemische Prägung beschrieben.
• Bei der Verwendung von durch derartige erhabene Kontaktmerkmale (gelegentlich "Goldpunktverbindungseinrichtungen" aufgrund der Goldbeschichtung der erhabenen Merkmale genannt) verbundenen Schaltungen wird eine Gruppe von erhabenen Metallknöpfen bzw. -vorsprüngen gegen Kontaktpads oder ähnliche Merkmale an einer gegenüberliegenden Schaltung gepreßt bzw. gedrückt. Aufgrund ihrer Höhe über der Ebene der Schaltung sind die zwei sich gegenüberliegenden Schaltungen voneinander getrennt. Um einen optimalen Kontakt aller erhabener Merkmale der Gruppe zu erzielen, müssen sämtliche Kontakte oder Pads an beiden Schaltungen planar sein, so daß das Aneinanderpressen der zwei Schaltungen auf wirksame Weise verursacht, daß an jedem Kontaktpunkt derselbe Kontaktdruck vorliegt. Aufgrund der Schwierigkeit, derartige Kontaktmerkmale genau planar zu halten, ist vorgeschlagen worden, deformierbare Kontakte einzusetzen, wie es in dem Reardon-Patent 4,125,310 vorgeschlagen ist, oder eine kontinuierliche bzw. durchgehende Schicht aus nachgiebigem Material einzusetzen, wie es in dem Patent von Selvin et al. mit der Nummer 4,116,517 vorgeschlagen wird. Derartige Anordnungen sind relativ komplex und schwierig herzustellen und können nicht auf adequate Weise berücksichtigen, daß ein oder mehrere Kontakte einer Gruppe tatsächlich gegenüber der planaren Ausrichtung abweichen. Darüber hinaus liegen bei derartigen Anordnungen die zwei Schaltungen übermäßig nahe aneinander, sind aneinander geklemmt und lediglich durch die Höhe der erhabenen Merkmale voneinander beabstandet, die einander berühren und wirksam die Raumgröße zwischen den sich gegenüberliegenden Leiterkarte definieren. Wenn eines oder mehrere dieser erhabenen Merkmale nicht eine hinreichende Hshe aufweist, ist es möglich, daß sich die Leiterkarten berühren. Bei einer Anordnung, wie sie in dem Selvin-Patent gezeigt ist, bei der eine vollständige Lage aus einem Elastomer verwendet wird, weist das Elastomer Vorsprünge auf, die genau angeordnet sind, um in den hohlen hinteren Abschnitt von jedem erhabenen Merkmal einzutreten. Die Anordnung ist daher übermäßig schwierig zu fertigen und während der Laminierung der verschiedenen Schichten zu positionieren. Ein weiteres Problem von Anordnungen des Standes der Technik besteht darin, daß diese sich nicht leicht an eine wirksame Verwendung in Testfühlerschaltungen anpassen lassen.
• Das Dokument EP-A-0 484 141, das lediglich einen Stand der Technik nach der Maßgabe des Art. 54 (3) EPÜ bildet, betrifft einen Membranfühler zum Testen von integrierten Schaltungen, während sich diese noch auf dem Waf er befinden, auf dem sie hergestellt werden. Der Fühler umfaßt eine flexible, visuell klare bzw. durchsichtige und sich selbst in einer Ebene ausrichtende Membran mit Schaltungsleiterbahnen und Erdabschirmungsebenen, Abschlußwiderständen und aktiven Pufferchips, die darauf ausgebildet sind. Fühlerkontaktpads an Bereichen der Leiterbahnen und Verbindungspads an der Bahn erleichtern eine schnell lösbare Verbindung mit einer Testvorrichtung. Der Fühler hat eine Konfiguration, hat derartige Abmessungen und eine solche Struktur, wie der Wafer selbst, so daß eine automatisierte Ausrüstung zum Aufnehmen und Anordnen, die zum Handhaben der Wafer eingesetzt wird, auch dazu verwendet werden kann, die Fühler zu handhaben. Eine einzige bzw. besonders dazu angepaßte Testvorrichtung ist dazu ausgelegt, einen ausgewählten Fühler an der Vorrichtung aufzunehmen und lösbar hieran festzulegen.
• In der Testvorrichtung wird ein Ringkörper dazu eingesetzt, einen elektrischen Kontakt zwischen Kontaktpads auf der Rückseite des Membranfühlers und einer gedruckten Leiterkarte herzustellen, die dazu verwendet wird, Signale zu der Testausrüstung zu leiten.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verbindungen mit erhabenen Merkmalen zu schaffen, die die oben erwähnten Probleme vermeiden oder minimieren.
• Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Testfühler bzw. eine Testanordnung gelöst, mit.
• - einer Testmembran, die eine Vielzahl von Membranleiterbahnen aufweist,
• - einem Membranring, der die Membran lagert und eine Vielzahl von Kontaktpads aufweist, die mit den Membranleiterbahnen verbunden sind,
• - eine Mehrschichtleiterkarte zur lösbaren Verbindung mit der Testmembran, wobei die Leiterkarte aufweist:
• - eine starre dielektrische Schicht mit einer Stufe,
• - eine Vielzahl von Leiterkartenbahnen an der starren dielektrischen Schicht, die Kontaktabschnitte aufweist, die sich über die Stufe hinaus erstrecken, wobei die Leiterkartenbahnen Kontakte aufweisen, die gegenüber den Kontaktabschnitten vorstehen, und
• - eine Elastomer-Dichtung, die an der Stufe der starren dielektrischen Schicht angeordnet ist und unter den Kontaktabschnitten und vorstehenden Kontakten liegt, wobei die Elastomer-Dichtung mit der dielektrischen Schicht und den Leiterkartenbahnen laminiert ist, und
• - Mitteln zum Andrücken der Leiterkarte an den Membranring, um die vorstehenden Kontakte gegen die Kontaktpads zu drücken.
• Beim Ausführen von Hauptmerkmalen der vorliegenden Erfindung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Mehrschicht- Verbundleiterkarte durch Laminierung einer starren Substratschicht und einer Leiterbahnenschicht gebildet, die Verbindungspads und erhabene Merkmale aufweist, die gegenüber den Pads vorstehen. Eine geformte Elastorner-Dichtung ist in der starren Substratschicht unterhalb der Verbinderpads und der Vorsprünge angeordnet und wird während der Laminierung der Mehrschicht-Verbundleiterkarte komprimiert, wodurch die Dichtung die Verbindungspads und die Vorsprünge an der oder über der Ebene der starren Abschnitte der Karte nachgiebig lagert.
• In der beigefügten Zeichnung zeigt:
• Fig. 1 eine vereinfachte Querschnittsansicht einer Testanordnungsmembran und einer Nadelkarte, die Merkmale der vorliegenden Erfindung aufweist;
• Fig. 2 eine Expiosionsansicht von Elementen der Fühlermembran bzw. Nadelmembran und der Nadelkarte von Fig. 1;
• Fig. 3 eine vergrößerte Teuschnittansicht eines elektrischen Kontaktes zwischen der Nadelkarte und der Membran; und
• Fig. 4, 5 und 6 einige Schritte der Herstellung der Nadelkarte in beispielhafter Darstellung.
• Eine generell kreisförmige Testanordnung bzw. ein generell kreisförmiger Testfühler 10 ist in Fig. 1 in einer vereinfachten Querschnittsansicht und in Fig. 2 in einer Explosionsdarstellung dargestellt. Die Testanordnung 10 umfaßt einen starren Membranring 12, der eine dünne, flexible, transparente Membran 14 lagert. Die Membran 14 trägt an ihrer Unterseite (wie in der Darstellungsweise von Fig. 1) eine Anzahl von Schaltungs- Leiterbahnen 80 (Fig. 3), die in Kontaktpads (in Fig. 1 nicht gezeigt) in einem zentralen Bereich 16 der Membran enden. Die Schaltungs-Leiterbahnen erstrecken sich entlang der Unterseite der Membran zu der Unterseite des starren Membranrings 12 und erstrecken sich durch den Ring zu Kontaktpads 82 (Fig. 3) an der Oberseite des starren Rings 12. Ein zu testender bzw. zu prüfender Wafer 18 (Fig. 1) kann an seiner Oberseite eine Vielzahl von integrierten Schaltungschips enthalten, die jeweils Testkontaktpads aufweisen, die in einem Muster gebildet sind, das mit den Kontaktpads an der Unterseite des zentralen Membranbereichs zusammenfällt. Die Testanordnung 10 trägt auf feste Weise einen Membranklemmring 20, der an einem Innenabschnitt der Oberseite des starren Membranrings festgelegt ist und eine Anzahl von umfänglich voneinander beabstandeten, mit einem Gewinde versehenen Öffnungen zur Aufnahme von Sicherungsschrauben wie den Schrauben 22 aufweist.
• Eine generell ringförmige Nadelkarte bzw. Fühlerkarte 24 ist, beispielsweise mittels Schrauben 26, an einem Testvorrichtungsrahmen 28 (Fig. 1 und 2) festgelegt. Ein Nadelkarten- Klemmring 30 ist entlang des Innenumfangs der Nadelkarte 24 angeordnet. Die Schrauben 22 erstrecken sich durch den Nadelkarten-Klemmring 30, um die Innenkante der ringförmigen Nadelkarte 24 zwischen dem Membranring 12 und dem Nadelkarten- Klemmring 30 festzulegen und lösbar einzuklemmen. Der Nadelkarten-Klemmring 30 ist gegenüber dem Membran-Klemmring 20 mittels eines O-Rings 36 abgedichtet und trägt an seinem Innenumfang ein Glasfenster 38, durch das die transparente Membran 14 und deren Testkontakte betrachtet werden können, um die Ausrichtung mit Kontaktpads an dem zu testenden Schaltungschip zu erleichtern. An dem Nadelkarten-Klemmring 30 ist eine Luft-Armatur 40 montiert, um in die zwischen dem Glasfenster 38 und der Membran 14 gebildete, abgedichtete Kammer Luft unter Druck einzuführen und hierdurch die flexible transparente Membran 14 gegen die Testpads einer getesteten Schaltung zu drücken, um einen geeigneten Kontakt zwischen diesen zu gewährleisten.
• Entlang der unteren Oberfläche der Nadelkarte 24 erstrecken sich elektrische Schaltungs-Leiterbahnen 52 (Fig. 3) zu einem inneren Ende, wo sie mit Kontaktpads 56 und erhabenen Kontaktmerkmalen 58 versehen sind, die Verbindungspads 82 an dem starren Membranring 12 kontaktieren. Schaltungs-Leiterbahnen an der Unterseite der Nadelkarte 24 sind über Durchkontaktierungen 53, die sich durch die Leiterkarte erstrecken, zur Verbindung mit anderen Testvorrichtungsschaltungen (nicht gezeigt) verbunden.
• Erfindungsgemäß ist eine Elastomer-Dichtung 44 als Teil der Mehrschicht-Nadelkarte 24 gebildet und liegt unter der Reihe von erhabenen Kontakten an der Unterseite der Nadelkarte oder erstreckt sich entlang der Reihe von erhabenen Kontakten. Die Begriffe "darunterliegen", "darüberliegen", "über" und "unter" werden vorliegend dazu verwendet, relative Positionen zu beschreiben, sollen jedoch nicht als absolute Richtungsangaben verstanden werden, da die beschriebenen Schaltungen und Karten in jedweder Position verwendet werden können, wobei sich zwei miteinander verbundene Teile entweder übereinander oder Seite an Seite zueinander befinden können, wobei sie sich horizontal oder in einer anderen Orientierung erstrecken.
• Fig. 3 zeigt Details der Konstruktion der Nadelkarte und der Art und Weise, auf die deren erhabene Merkmale mit Kontaktpads an der Membran verbinden. Die Nadelkarte ist eine im wesentlichen starre Mehrschichtleiterkarte mit einer starren dielektrischen ringförmigen Zwischenschicht 50. Die Zwischenschicht 50 enthält die ringförmige Dichtung 44 an der inneren Umfangskante oder der Stufe 66 der Karte. Die Schicht aus Schaltungs-Leiterbahnen 52 ist an der Zwischenschicht 50 ausgebildet und hieran durch eine flexible Schicht aus einem dielektrischen und klebenden Material wie Kapton und Acryl festgelegt, die gemeinsam durch die Bezugsziffer 54 angegeben sind. In der Nähe von Enden der Schaltungs-Leiterbahnen 52 weisen die Schaltungs-Leiterbahnen 52 Kontaktpadabschnitte oder Verbindungsbereiche 56 auf, die einstückig hiermit ausgebildet sind und die von den erhabenen Merkmalen oder Kontaktvorsprüngen 58 bzw. Kontaktknöpfen 58 vorstehen. Bei einer Ausführungsform können die erhabenen Kontaktmerkmale 58 hohl sein und mit einem Verstärkungsepoxidharz 60 gefüllt sein, das in eine feste Form ausgehärtet ist. Die Schicht aus Schaltungs- Leiterbahnen und Verbindungsflächen 56 ist mit einer dielektrischen Schicht oder Isolierung 62 bedeckt, die zuläßt, daß die freien Enden der vorspringenden Merkmale 58 vorstehen. Wenn es als notwendig oder wünschenswert erachtet wird, werden die freien Enden der vorspringenden Merkmale 58 mit einem Anschlagüberzug aus Gold versehen.
• Eine nahe liegende Seite (untere Seite in Fig. 3) der Dichtung 44 liegt direkt benachbart und unter den Verbindungsflächen 56 bzw. -bereichen 56 und den erhabenen Merkmalen 58. Um die entfernte oder distale Seite der Elastorner-Dichtung 44 abzustützen, muß sich die starre dielektrische Zwischenschicht oder eine andere starre Lagerung über die Kante 66 des starren dielektrischen Endabschnittes hinaus und entlang der distalen Seite der Dichtung erstrecken. Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung ist die starre dielektrische Schicht 50 mit einer Fugenkante oder Vertiefung ausgebildet, um einen dielektrischen Dichtungslagerabschnitt 70 bereitzustellen, der sich entlang der distalen Seite der Dichtung 44 erstreckt und diese lagert. Die Dichtung sitzt in dieser Vertiefung und bildet einen kontinuierlichen Fortsatz der starren dielektrischen Schicht 50, um die Kontaktpadabschnitte 56 und die vorspringenden Merkmale 58 zu lagern bzw. abzustützen Eine Erdungsschicht 74 aus Kupfer ist an der distalen Seite der starren dielektrischen Schicht 50 ausgebildet und von einer Deckschicht oder einer Isolierschicht 76 abgedeckt.
• Die nachgiebige Dichtung 44 hat eine Dicke im nicht komprimierten Zustand, die größer ist als die Dicke der starren dielektrischen Schicht 50, und wird während des Laminierungsvorganges komprimiert, wie es nachstehend beschrieben wird. Beim Lösen der Kompression des Laminierungsvorganges neigt die Dichtung dazu, sich zu erweitern, und kann sich bis zu einem Maß erweitern, das von dem Maß der Zwangsführung abhängt, die von der Kapton/Acryl-Schicht 54 auferlegt wird. Eine derartige Erweiterung neigt dazu, die Padabschnitte 56 der Schaltungs- Leiterbahnen gegenüber der Ebene der Leiterbahnen 52 nach außen zu drücken. Ein Versatz der Padabschnitte nach außen gewährleistet, daß die erhabenen Merkmale um eine hinreichende Entfernung nach außen gegenüber der Schaltungs-Leiterbahnebene vorstehen, um den gewünschten Kontakt zu bilden und den gewünschten Abstand zwischen den verbundenen Schaltungen einzurichten. Aufgrund der Tatsache, daß die Basis des erhabenen Merkmales selbst erhaben (z.B. nach außen versetzt) ist, kann das vorspringende Merkmal darüber hinaus eine geringere Höhe aufweisen, als anderenfalls erforderlich wäre, um eine gewünschte Gesamthöhe über den Schaltungs-Leiterbahnen einzurichten.
• Fig. 3 stellt Schaltungs-Leiterbahnen 80 an der äußersten Fläche der Membran 14 dar, die in Membrankontaktpads 82 an der Innenseite des Rings 12 enden. Diese Pads 82 werden so gehalten, daß sie in Kontakt mit den freien Enden der erhabenen Merkmale 58 der Nadelkarte gepreßt werden, und zwar durch die Klemmwirkung der Schrauben 22 und der Klemmringe 20, 30. Bei einer Testanordnung der vorliegend beschriebenen Art erstrecken sich die Membrankontaktpads und die erhabenen Merkmale der Nadelkarte in einer oder mehreren konzentrischen Umfangsreihen um den Außenumfang des Membranrings und den Innenumfang der Nadelkarte. In Fig. 3 ist aus Gründen einer übersichtlichen Darstellung nur eine derartige Reihe gezeigt. Die Muster der Kontaktpads und der erhabenen Merkmale können jede auswählbare Konfiguration aufweisen, wobei zumindest ein Teil der Kontaktpadmuster mit einem entsprechenden Teil der Muster der erhabenen Merkmale zusammenpassen.
• Es ist aus der Darstellung von Fig. 3 zu ersehen, daß die Schaltungs-Leiterbahnen 52 und die Padabschnitte 56 sich radial einwärts über die Kante 66 der starren dielektrischen Schicht 50 hinaus erstrecken, so daß die Dichtung 44, die entlang der Kante 66 der dielektrischen Schicht angeordnet ist, eine Fläche besitzt, die sich entlang der Padabschnitte 56 und der Vorsprünge 58 erstreckt und diese abstützt Die starre dielektrische Schicht umfaßt bei dieser Anordnung die beschriebene, ausgeschnittene, sich erstreckende Lippe 70, die ein Lagerelement für jene Seite der Elastomer-Dichtung bildet, die von den Vorsprüngen 58 entfernt liegt.
• Die Nadelkarte mit ihren vorspringenden Kontaktpads und den erhabenen Merkmalen kann auf viele unterschiedliche Wege gebildet werden, wie es sich Fachleuten leicht ergibt. Die Schaltungs-Leiterbahnen und die erhabenen Merkmale können durch Prozesse gebildet werden, wie sie in den US-Patenten von Reardon II et al. mit der Nummer 4,125,310 und Moulin mit der Nummer 4,453,795 beschrieben sind, wobei chemisch geprägte Schaltungen daran erhabene Merkmale oder Vorsprünge aufweisen, die darauf plattiert sind. Ein weiteres Beispiel einer Möglichkeit zum Bilden der Nadelkarte ist in den Figuren 4, 5 und 6 dargestellt, die einige Schritte eines Verfahrens zum additiven Bilden der Schaltungs-Leiterbahnen und der vorspringenden Merkmale zeigen. Die Schritte bei diesem additiven Verfahren sind im wesentlichen ähnlich zu jenen, die in der oben angegebenen Patentanmeldung von Crumly, Schreiber und Feigenbaum für einen "Three-Dimensional Electroformed Circuitry" beschrieben ist.
• Ein Formkern 90 (Fig. 4) aus rostfreiem Stahl wird mit einer Vertiefung 92 versehen und dann mit einem Muster aus einem nicht-leitenden Material wie Teflon (nicht gezeigt) beschichtet. Die gemusterte Teflon-Beschichtung definiert ein Muster von freiliegendem Stahl des Formkerns, auf dem Schaltungs-Leiterbahnen in additiver Weise zu bilden sind. Der Formkern wird dann elektroplattiert, um eine Schicht aus einem leitenden Material wie Kupfer 52 (Fig. 5) abzuscheiden, und zwar über den Bereichen der Formkernf läche, die nicht von dem Teflonmuster bedeckt sind. Die Kupferpiattierung tritt in die Vertiefung 92 ein und bildet ein gewissermaßen hohles vorstehendes Merkmal 58, das dann mit einem festen Material wie Epoxidhard 60 gefüllt wird. Aus der starren dielektrischen Schicht 50 wird eine Sub- Anordnung gebildet, wobei die Elastomer-Dichtung 44 an einem Ende der dielektrischen Schicht oder in der Vertiefung angeordnet ist, die in dem dielektrischen Ende gebildet ist, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. Die Elastomer-Dichtung hat in ihrem nicht-komprimierten Zustand (wie es in Fig. 6 gezeigt ist) eine Dicke, die um einen Wert von etwa 5 mii größer ist als die beispielhafte Dicke von 0,125 Zoll der dielektrischen Schicht 50, und wird so angeordnet, daß sie sich über das erhabene Kontaktmerkmal erstreckt. Eine Schicht aus Polyamid wie Kapton und eine Schicht aus einem Acrylklebstoff (gemeinsam bei 54 gezeigt), die jeweils eine Dicke von 1 - 2 mil aufweisen, wird auf die starre dielektrische Schicht 50 aufgebracht. Die Sub- Anordnung aus der starren dielektrischen Schicht, der Dichtung und der Kapton-Acrylschicht wird dann gegen die Kupfer-Leiterbahnen 52 an den Formkern gedrückt, wobei die Elastorner-Dichtung an Ort und Stelle gehalten wird und wobei hinreichend Wärme und Druck vorliegen, um die Dichtung zu komprimieren, so daß deren Oberfläche 55 koplanar mit der Fläche 51 der starren dielektrischen Schicht 50 ausgerichtet ist. Das Polyamid und der Klebstoff werden dann ausgehärtet. Dieser Laminierungsschritt legt die dielektrische Schicht an den Kupfer-Leiterbahnen und den Pads fest, und komprimiert die Elastomer-Dichtung zwischen der dielektrischen Schicht und dem Formkern. Bei Lösen des Druckes kann die Elastomer-Dichtung eine gewisse Kompression beibehalten, wobei ihre Oberfläche 55 koplanar zu der Fläche 51 der starren dielektrischen Schicht 50 verbleibt. Bei einigen Anordnungen erweitert sich die Dichtung leicht aus ihrer voll komprimierten Lage (bei der sie koplanar mit der starren dielektrischen Schicht ist), diese Erweiterung wird jedoch auf ein gewisses Maß durch die dünne flexible Kapton/Acryl-Schicht 54 eingegrenzt, die zu verhindern beiträgt, daß die Dichtung in ihren vollkommen unbelasteten oder nicht komprimierten Zustand zurückkehrt. Nichtsdestotrotz kann die Erweiterung der Elastomer- Dichtung nach dem Lösen der Kompression des beschriebenen Laminierungsschrittes bei einigen Anordnungen hinreichend sein, um Abschnitte der Schaltungs-Leiterbahnen einschließlich der Padabschnitte und der erhabenen Merkmale 58 über die Ebene der Leiterbahnen 52 hinaus zu versetzen, die sich direkt auf der starren dielektrischen Schicht befinden. Ein solcher Versatz ist in Fig. 3 dargestellt.
• Hiernach werden die Erdungsebene 74 aus Kupfer und die Deckschicht-Isolierung 76 auf die Nadelkarte aufgebracht. Letztere kann von dem Formkern 90 getrennt sein, wobei die die Schaltungs-Leiterbahnen 52 und die vorspringenden Merkmale 58 tragende Fläche der Nadelkarte freiliegt. Die Leiterbahnen 52 und die Padabschnitte 56 werden dann mit einer isolierenden Deckschicht 62 (Fig. 3) bedeckt, umdiesenaspekt der Herstellung der Mehrschicht-Nadelkarte abzuschließen.
• Die fertiggestellte Nadelkarte wird dann an dem Testvorrichtungsrahmen 28 festgelegt. Eine Testrnembran 10 mit einer geeigneten Konfiguration von Testkontakten zum Testen des vorgegebenen integrierten Schaltungschips auf einem Wafer 18 wird dann, beispielsweise mittels der Schrauben 22, an der Nadelkarte und der Testvorrichtung festgelegt, so daß die Kontaktpads 82 gegen die Spitzen der erhabenen Merkmale 58 gepreßt werden. Der Kontaktdruck wird durch eine leichte Kompression der Elastorner-Dichtung 44 auf nachgiebige Weise unterstützt, die somit Unterschiede bezüglich der Höhe von einzelnen der Linie oder der Linien von vorspringenden Merkmalen 58 aufnimmt bzw. ausgleicht und ebenfalls ausgleicht, wenn die Kontaktflächen der Membrankontaktpads 82 nicht planar sind.
• Es ist zu erkennen, daß die zwei miteinander verbundenen Schaltungen, die Membran 14 und die Nadelkarte in unterschiedlichen Ebenen liegen und voneinander um eine Entfernung getrennt sind, die zumindest zum Teil durch die Höhe der vorspringenden Merkmale 58 über ihren Padabschnitt 56 bestimmt ist. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist diese Entfernung um den zusätzlichen Versatz von sowohl den Padabschnitten als auch den erhabenen Kontakten gegenüber der Ebene der Schaltungs- Leiterbahnen 52 vergrößert. Die vorgeformte, gegossene Dichtung wird während der Laminierung der Karte in die Mehrschicht- Nadelkarte eingesetzt, bildet einen integralen Bestandteil der Verbundkarte und hebt die vorspringenden Merkmale um ein beträchtliches Maß über die Ebene der starren Karte an.
• Zusammenfassend kann festgehalten werden, daß sich die Elastomer-Dichtung 44 in ihrem nicht komprimierten Zustand mit ihrer Fläche 55 über die Fläche 51 der starren dielektrischen Schicht 50 hinaus erstreckt, derart, daß die Nadelkarte 24 in dem Bereich der Dichtung 44 "dicker" ist als die starre dielektrische Schicht 50.

Claims (10)

1. Testanordnung (10) mit:

einer Testmembran (14), die eine Vielzahl von Membranleiterbahnen (80) aufweist,

einem Membranring (12), der die Membran (14) lagert und eine Vielzahl von Kontaktpads (82) aufweist, die mit den Membranleiterbahnen (80) verbunden sind,

einer Mehrschichtleiterkarte (24) zur lösbaren Verbindung mit der Testmembran (14), wobei die Leiterkarte (24) aufweist:

eine starre dielektrische Schicht (50) mit einer Stufe (66)

eine Vielzahl von Leiterkartenbahnen (52) an der starren dielektrischen Schicht (50), die Kontaktabschnitte (56) aufweisen, die sich über die Stufe (66) hinaus erstrecken, wobei die Leiterkartenbahnen (52) Kontakte (58) aufweisen, die gegenüber den Kontaktabschnitten (56) vorstehen, und

eine Elastomer-Dichtung (44), die an der Stufe (66) der starren dielektrischen Schicht (50) angeordnet ist und unter den Kontaktabschnitten (56) und vorstehenden Kontakten (58) liegt, wobei die Elastorner-Dichtung mit der dielektrischen Schicht (50) und den Leiterkartenbahnen (52) laminiert ist, und

Mittel (20, 22, 30) zum Andrücken der Leiterkarte (24) an den Membranring (12), um die vorstehenden Kontakte (58) gegen die Kontaktpads (82) zu drücken.

2. Testanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterkartenbahnen (52) in einer gemeinsamen Ebene liegen und daß die Kontaktabschnitte (56, 58) durch die Dichtung (44) gegenüber der gemeinsamen Ebene nach außen versetzt sind.

3. Testanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine flexible dielektrische Schicht (54), die unter der starren dielektrischen Schicht (50) und der Dichtung (44) liegt, wobei die Dichtung (44) zwischen der flexiblen dielektrischen Schicht (54) und den Leiterkartenbahnen (52) elastisch komprimiert ist und die Kontaktabschnitte (56, 58) aus einer gemeinsamen Ebene der Leiterkartenbahnen (52) nach außen drückt.

4. Testanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktpads (82) des Membranrings (12) voneinander wechselseitig entlang einem vorbestimmten, länglichen Kontaktpfad beabstandet sind, wobei die vorstehenden Kontakte (58) entlang einem Kartenpfad angeordnet sind, der mit dem Kontaktpfad zusammenfällt, und daß die Dichtung (44) einen Streifen aus einem geformten Elastomermaterial aufweist, der sich entlang des Kartenpfades erstreckt.

5. Testanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrschicht-Leiterkarte (24) weiterhin eine Schicht (54) aus einem Klebstoff aufweist, die zwischen der Elastomer-Dichtung (44) und den Leiterkartenbahnen (52) angeordnet ist.

6. Testanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrschicht-Leiterkarte (54) weiterhin eine Schicht (62) aus einem dielektrischen Material aufweist, die Abschnitte der Leiterkartenbahnen (52) bedeckt.

7. Testanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrschicht-Leiterkarte (24) weiterhin eine Schicht (74) aus einem leitenden Material aufweist, die an der distalen Seite der starren dielektrischen Schicht (50) ausgebildet ist, und eine Schicht (76) aus isolierendem Material aufweist, die auf der Leiterschicht (74) liegt.

8. Testanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktpads (82) wechselseitig entlang eines Pfades beabstandet sind, der sich über der Leiterbahnebene benachbart von Enden der Leiterbahnen erstreckt, und wobei die Dichtung (44) einen schmalen Streifen aus geformtem Elastomermaterial aufweist, der sich entlang der Linie unterhalb der Kontaktpads (82) und der erhabenen Kontakte (58) erstreckt.

9. Testanordnung nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (44) eine größere Dicke als das Substrat (50) aufweist.

10. Testanordnung nach einemder Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dichtung (44) in ihrem nicht komprimierten Zustand mit einer Fläche (55) über eine Fläche (51) der starren dielektrischen Schicht (50) hinaus erstreckt.