DE69608355T2

DE69608355T2 - Kontaktstruktur für die elektrische Verbindung von Testplatine und Chip

Info

Publication number: DE69608355T2
Application number: DE69608355T
Authority: DE
Inventors: John W. Stafford; Barbara Vasquez; William M. Williams
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 1995-07-03
Filing date: 1996-06-20
Publication date: 2001-01-04
Anticipated expiration: 2016-06-21
Also published as: DE69608355D1; JPH0927524A; TW308724B; KR970007386A; EP0752594A2; EP0752594A3; EP0752594B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Testen von Halbleitergeräten und spezieller auf eine Kontaktstruktur für eine Chipfläche oder eine Waferfläche (Plattenfläche) der Testplatine.
Nach ihrer Herstellung werden integrierte Schaltkreise (IC's) verschiedenen Arten von Tests unterzogen, um ihre Zuverlässigkeit und Betriebsfähigkeit nachzuweisen. Dieses Testen kann einen Funktionstest und ein Aussetzen der IC hoher und/oder niedriger Extremtemperaturen einschließen. Eine Testart, die bei einer hohen Temperatur durchgeführt wird, ist als Burn-in-Test (Zuverlässigkeitsprüfung durch Betrieb bei hohen Temperaturen) bekannt und umfaßt die Anwendung einer elektrischen Vorspannung oder anderer Signale für den IC während einer Brennperiode höherer Temperatur. Der Zweck von solch einem Burn-in-Test besteht darin, das Auftreten etwaiger latenter Defekte zu beschleunigen, welche anderenfalls nur nach vielen Betriebsstunden des IC erscheinen.
In der Vergangenheit ist der Burn-in-Test häufig an IC's durchgeführt worden, welche bereits in einem endgültigen Gehäuse plaziert worden sind. Jedoch besteht für den Burn-in- Test der Trend, einen solchen Test an der Halbleiterwaferfläche durchzuführen. Dies kann entweder durch Testen der IC- Chips vor ihrer Trennung von einem bearbeiteten Wafer oder durch Testen der einzelnen IC-Chips nach der Trennung von dem Wafer, aber vor der Einkapselung, erfolgen. Ein Vorteil von solch einem Test ist die Reduzierung der Testkosten aufgrund der Eliminierung von Zwischenschaltungen oder anderen Zwischenkontakteinrichtungen, die in der Vergangenheit erforderlich gewesen sind, um den Burn-in-Test-Stromkreis mit den ICs auf dem Wafer zu verbinden. Ein anderer Vorteil des Waferflächentestes besteht in der Fähigkeit, eine viel schnellere Rückkopplung für die Waferproduktionslinie auf der Grundlage der Ergebnisse des Funktions- und Burn-in-Testes am Ende der Linie bereitzustellen.
Sobald ein IC, zum Beispiel ein sogenannter Flip-Chip, getestet wird, wird eine Testplatine verwendet, welche viele Kontakte für die elektrische Verbindung der Testsignalschicht in der Platine mit den Lötkontakthöckern (Bondstellen) auf dem Chip aufweist. Vorher hatten die Spitzen von diesen Kontakten typischerweise flache Oberflächen, um den Kontakt zu den Kontakthöckern herzustellen. Ein Problem bei solchen flachen Oberfächen besteht in der Schwierigkeit, die Kontakthöcker mit den Kontakten auszurichten und in dem Bedarf, eine übermäßige Kraft an den Kontakthöckern während des Kontaktes bereitzustellen, um eine gute elektrische Kontinuität bereitzustellen, teilweise unter Durchbrechen der dünnen Oxidschicht auf der Oberfläche der Kontakthöcker. Diese übermäßige Kraft verformt oft die Lötkontakthöcker in einem Ausmaß, daß ein zusätzlicher Produktionsschritt zum Wiederverflüssigen der Kontakthöcker erforderlich wird, um die Deformation zu beseitigen.
Ein anderes Problem bei früheren Testplatinen, die Kontakte mit flacher Oberfläche nutzen, besteht in der Schwierigkeit, eine gute Ebenheit sowohl der Testplatine als auch des Halbleiterwafers und eine gute Parallelität zwischen der Testplatine und dem Wafer während des Testkontaktes zu erreichen. Weil es bei der Testplatine wünschenswert ist, den Kontakt für eine hohe Anzahl von integrierten Schaltkreisen auf einem Wafer herzustellen, ist es wichtig, daß sowohl die Platine als auch der Wafer im wesentlichen planar und parallel verbleiben, während des Wechsels zwischen hohen und niedrigen Temperaturen, die während des Testes verwendet werden. Wenn eine gute Ebenheit und Parallelität nicht erhalten bleiben, dann werden viele IC's auf dem Wafer aufgrund der schlechten elektrischen Verbindungen zwischen den Lötkontakthügeln und den Kontakten auf der Testplatine nicht gründlich getestet. Ein Nachteil bei dem früheren Kontakt mit flacher Oberfläche ist der Mangel bei der Kompensation der Nichtebenheit und/- oder Nichtparallelität bei der Testplatine und dem Wafer aufgrund der Begrenzung der Deformation der Lötkontakthöcker während des Testkontaktes.
Zur Überwindung einiger dieser Probleme schlägt die US-A-4 975 079 eine Testplatine in Übereinstimmung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vor.
Folglich besteht ein Bedarf für eine verbesserte Kontaktstruktur und ein Verfahren für eine Testplatine, das die Aufrechterhaltung der Ausrichtung der leitfähigen Kontakthöcker, solche wie Lötkontakthöcker, aufrechterhält und den Kontakt während des Testes herstellt, einen guten elektrischen Kontakt bei einer minimalen Deformation der Kontakthöcker bereitstellt und ungünstige Effekte durch die Nichtebenheit oder Nichtparallelität der Testplatine und des Wafers reduziert.
Die Erfindung stellt eine Testplatine, wie sie im Patentanspruch 1 definiert ist, ein Testverfahren, wie es im Patentanspruch 5 definiert ist, und ein Verfahren zur Bereitstel lung einer elektrischen Verbindung, wie es im Patentanspruch 8 definiert ist, bereit.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Querschnitt einer Seitenansicht von einer Kontaktstruktur, die einen ringförmigen Kontakt aufweist, der an einer Testplatine entsprechend der vorliegenden Erfindung angeordnet ist;
Figurn 2 und 3 sind Querschnitte von Seitenansichten, die eine Testplatine für ein Kontaktverfahren unter Verwendung einer Andrückbegrenzung entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen; und
Fig. 4 ist ein Querschnitt einer Seitenansicht von einer Kontaktstruktur, die einen ringförmigen Kontakt aufweist, der an einem Chip entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angeordnet ist.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Querschnitt einer Seitenansicht einer Testplatine 10, die ein Trägermaterial 12 umfaßt, welches eine obere Fläche 18 und eine Signalschicht 14 aufweist, die in dem Trägermaterial 12 angeordnet ist. Ein ringförmiger Kontakt 16 ragt über die obere Fläche 18 hinaus und enthält eine Öffnung 24, die eine Kante 26 und eine Bodenfläche 28 aufweist. Der ringförmige Kontakt 16 ist vorzugsweise im wesentlichen von kreisrunder Gestalt, aber ein Fachmann wird erkennen, daß andere Formen, wie zum Beispiel rechteckige, verwendet werden können.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die Öffnung 24 an dem ringförmigen Kontakt 16 bereitgestellt, um einen verformbaren Kontakthöcker 20 aufzunehmen, welcher an einer Oberfläche 21 eines Chips 22 angeordnet ist. Typischerweise enthält der Chip einen IC und der leitfähige Kontakthöcker 20 ist zum Beispiel ein Lötkontakthöcker (welcher typischerweise rund ist), welcher bei einem herkömmlichen Flip-Chip verwendet wird. Obwohl hierin das spezielle Beispiel von einem Lötkontakthöcker beschrieben ist, wird ein Fachmann erkennen, daß andere geeignete Materialien, einschließlich nichtbleihaltiger Lötmaterialien, wie zum Beispiel Indium oder leitfähige Polymere verwendet werden können, um den Kontakthöcker 20 auszubilden. Der Chip 22 kann entweder ein einzelner oder einer von einer Vielzahl von Chips sein, die auf einem gemeinsamen Halbleiterwafer miteinander verbunden sind (nicht gezeigt).
Die Testplatine 10 hat eine herkömmliche Mehrfachschichtstruktur und ist vorzugsweise aus einem Fluorpolymer zu niedrigen Kosten und mit guter Ebenheit ausgebildet. Jedoch können auch andere Materialien einschließlich keramischer und organischer (wie zum Beispiel Polyamide) verwendet werden. Die Testplatine 10 und der ringförmige Kontakt 16 können beide unter Verwendung weithin bekannter Techniken hergestellt werden, die zur Ausbildung der gedruckten Leiterwafer angewendet werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Testplatine 10 eine Vielzahl von ringförmigen Kontakten 16 auf, die an der oberen Fläche 18 angeordnet sind, und der Chip 22 weist eine Vielzahl von leitfähigen Kontakthöckern 20 auf, die mit den Kontakten 16 in Kontakt zu bringen sind.
Entsprechend eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird der Kontakthöcker 20 vor dem physikalischen Kontakt im wesentlichen mit dem Zentrum der Öffnung 24 ausgerichtet. Dann wird eine kontaktgebende Kraft eingesetzt, um den Chip 22 und das Trägermaterial 12 zusammenzudrücken, so daß der Kontakthöcker 20 in die Öffnung 24 angedrückt wird und zumindestens geringfügig an der Kante 26 verformt wird. Das Ausrichten des Kontakthöckers 20 mit dem Kontakt 16 erfordert eine geringere Präzision als bei früheren Kontakten, weil die Öffnung 24 dazu tendiert, sich selbst vor und während der anfänglichen Deformation des Kontakthöckers mit dem Kontakthöcker 20 auszurichten, wenn dieser angedrückt wird. Im Ergebnis dieser Selbstausrichtung kann die Präzisionsbaugruppe der Einrichtung, welche typischerweise ein Bildausrichtungssystem enthält, vereinfacht oder eliminiert werden. Zusätzlich wird eine manuelle Ausrichtung manchmal möglich, weil eine Bedienungsperson den Punkt, in welchem der Kontakthöcker 20 im wesentlichen mit der Öffnung 24 ausgerichtet ist, erkennen kann. Das Ergebnis des obigen Andrückens ist, daß der Chip 22 mechanisch an der Testplatine 10 ausgerichtet und elektrisch mit der Testplatine 10 durch den Kontakt 16 verbunden ist.
Der Grad, in welchem der Kontakthöcker 20 durch den ringförmigen Kontakt 16 angedrückt wird, wird durch die Intensität der angewandten kontaktgebenden Kraft bestimmt, und es sollte erwähnt werden, daß das Andrücken keine Seiten- oder Rotationsbewegung erfordert. Vorzugsweise hat die kontaktgebende Kraft eine genügend geringe Intensität, so daß der Kontakthöcker 20 nicht über die für die nachfolgende Montage geeeignete Grenze hinaus verformt wird. Wenn zum Beispiel Lötkontakthöcker verwendet werden, ist die Kraft genügend gering, daß die Kontakthöcker nicht wiederverflüssigt werden müssen, um ihre Form im Anschluß an den Test mit der Testplatine 10 wiederherzustellen.
Jedoch, wenn es gefordert wird, kann eine größere kontaktgebende Kraft verwendet werden, so daß der Kontakthöcker 20 mit einem merklichen Maß in die Öffnung 24 angedrückt wird. Wenn der Kontakthöcker über die für die nachfolgende Montage geeignete Grenze hinaus verformt wird, kann er wiedergeformt werden. Zum Beispiel kann dieses Wiederformen mittels weithin bekannter Techniken zur Wiederverflüssigung durchgeführt werden. Ferner ist also nicht notwendig, daß der Kontakthöcker 20 die Bodenfläche 28 berührt, nachdem er angedrückt worden ist, jedoch kann dieses, wenn erforderlich, getan werden. Herkömmliche Tests werden durchgeführt, nachdem der Kontakthöcker 20 angedrückt worden ist.
Um das Andrücken bei der vorliegenden Erfindung auszuführen, ist es vorteilhaft, daß die Öffnung 24 einen Durchmesser hat, der kleiner ist, als der Durchmesser des Kontakthöckers 20. Ein typischer Durchmesser für die Öffnung 24 beträgt ungefähr 50 Mikrometer, wenn herkömmliche Lötkontakthöcker verwendet werden. Zusätzlich ist es vorteilhaft, wenn der ringförmige Kontakt 16 aus einem Material ausgebildet ist, das härter ist, als jenes, das verwendet wird um den Kontakthöcker 20 auszubilden. Bei einem speziellen, nicht einschränkenden Beispiel, ist es vorteilhaft, daß der Kontakt 16 ein Modul mit einer Elastizität höher als etwa 105 kg/m² besitzt und daß der Kontakthöcker 20 ein Modul mit einer Elastizität von weniger als etwa 28 kg/m² besitzt. Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn der Kontakt 16 eine Festigkeit liefert, die zumindestens viermal größer als die des Kontakthöckers 20 ist. Der Kontakt 16 kann zum Beispiel aus Kupfer oder Aluminium ausgebildet sein und kann optional mit einer Metallschicht, wie zum Beispiel Rhodium, Palladium, Platin oder einer Nickel- Goldlegierung beschichtet sein. Der Kontakthöcker 20 kann ein herkömmlicher Lötkontakthöcker, hergestellt aus Materialien wie zum Beispiel 95% Blei/5% Zinn, einem eutektischen Lötmetall aus 40% Blei/60% Zin oder aus anderen Lötmaterialien, die herkömmlicherweise für ein Flip-Chip auf Platine (FCOB) und für eine direkte Chipbefestigung (DCA) verwendet werden.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß das Andrücken des Kontakthöckers 20 in den Kontakt 16 eine Reibungspaßform für den Kontakthöcker 20 bereitstellt, so daß der Chip 22 im wesentlichen fest in einer Lage während des Testens verbleibt. Die Größenordnung der Reibungskraft, die durch diese Paßform bereitgestellt wird, ist abhängig von den Materialien, die verwendet werden, um den Kontakthöcker 20 und den Kontakt 16 auszubilden. Speziell ist herausgefunden worden, daß ein Lötkontakthöcker 20 mit einer relativ geringen Reibungskraft gehalten wird, wenn der Kontakt 16 mit Palladium beschichtet ist. Im Gegensatz dazu wird der Lötkontakthöcker mit einer größeren Reibungskraft gehalten, wenn der Kontakt 16 mit einer Legierung aus Nickel und Gold beschichtet ist. Die Reibungskraft der Paßform wird weiterhin in Abhängigkeit vom Grad des Andrückens und den Dimensionen der Öffnung 24 gegenüber dem Kontakthöcker 20 variieren. Weiterhin hängt der Bereich der geeigneten Reibungskraft der Paßform von der Anzahl der zu testenden, pro Chip ausgebildeten Kontakte ab (oder pro Wafer, wenn die Chips nicht vereinzelt sind). Die Reibungskraft der Paßform sollte genügend hoch sein, so daß der Chip (oder der Wafer) während des Testens im wesentlichen in seiner Lage fixiert bleibt, sie sollte jedoch ausreichend gering sein, so daß der Chip (oder der Wafer) ohne unannehmbare Beschädigungen des Kontakthöckers 20 von der Testplatine entfernt werden kann.
Ein anderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die Kante 26 am Kontakt 16 die Oberfläche des Kontakthöckers 20 genügend verformt, um jede natürliche Oxidschicht, die sich bei elektrisch leitfähigem Material auf dem Kontakthöcker 20 befindet, zu durchbrechen. Dies sichert einen guten, einheitlichen, elektrischen Kontakt aller von der typischerweise hohen Anzahl an Kontakthöckern 20, die über den Chip 22 verteilt sind.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Verbesserung bei der Federung des Kontaktes zwischen den Kontakthöckern 20 und den Kontakten 16 über die gesamte Oberflächenausdehnung des Chips 22, und dieser wird während des Andrückens einer hohen Anzahl von leitfähigen Kontakthöckern 20 in die gleiche Anzahl Von ringförmigen Kontakten 16 erzielt. Diese zusätzliche Federung resultiert teilweise aus der Unterschiedlichkeit des Grades des Andrückens, der an jedem Kontakt 16 entlang der Fläche der Testplatine 10 erreicht werden kann. Mit anderen Worten, durch das Bereitstellen eines Sollzwischenraumes zwischen dem Kontakthöcker 20 und der Bodenfläche 28 können die Kontakthöcker 20 zu unterschiedlichen Graden angedrückt werden, in Abhängigkeit von der Abweichung des Chips 22 oder der Testplatine 10 von den verlangten Ebenheits- oder Parallelitätsbedingungen.
Als ein spezielles Beispiel für diesen Fall, wo viele Kontakthöcker 20 in Kontakt gebracht werden müssen, werden sie in einem relativ geringen Maß angedrückt, wenn sich die Oberfläche 21 von einem ersten Bereich des Chips 22 in einem relativ großen Abstand von der Oberfläche 18 der Testplatine 10, infolge der Nichtebenheit, entfernt befindet. Jedoch wenn sich die Oberfläche 21 in einem zweiten Bereich des Chips 22 in einem relativ geringen Abstand von der Oberfläche 18 befindet, wird sie in einem relativ großen Maß angedrückt. Diese unterschiedlichen Grade des Andrückens der Kontakthöcker 20 stellen eine Federung bei Nichtparallelität und/- oder Nichtebenheit bereit. Die zusätzliche Federung kann aus der Verwendung von einem Fluorpolymer für die Testplatine 10 resultieren, weil das Fluorpolymer selbst in einem unterschiedlichen Grad zusammengepreßt werden kann, wie benötigt, um sich an die Nichtebenheit während des Andrückvorganges anzupassen.
Figurn 2 und 3 sind Querschnitte von Seitenansichten, die eine ringförmige Kontaktstruktur und ein Verfahren für eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für den Fall einer idealen Mittelpunkt-zu-Mittelpunkt-Ausrichtung darstellen. Für ähnliche Elemente werden die gleichen Bezugsnummern verwendet. Fig. 2 stellt eine Andrückbegrenzung 30 dar, die über den ringförmigen Kontakt 16 hinausragt. Die Andrückbegrenzung 30 wird verwendet, um das Maß, mit dem der Kontakthöcker 20 in die Öffnung 24 angedrückt wird, zu begrenzen und kann unter Verwendung herkömmlicher Techniken hergestellt werden, welche bei der vorhergehenden Ausführungsform diskutiert worden sind. Ein erster Bereich 32 des Kontaktes 16, welcher eine Andrückbegrenzung 30 enthält, besitzt einen Innendurchmesser, der größer als der Innendurchmesser von einem zweiten Bereich 34 ist, so daß der Kontakt 16 eine Kante 26 aufweist, wie sie oben bei der vorangehenden Ausführungsform beschrieben worden ist.
Es sollte erwähnt werden, daß für den Fall einer idealen Mittelpunkt-zu-Mittelpunkt-Ausrichtung, wenn der Innendurchmesser des ersten Bereichs 32 nicht größer als der maximale Außendurchmesser des Kontakthöckers 20 ist, dann der Kontakt 16 eine wesentliche Deformation am Umfang des Kontakthöckers 20 verursachen kann. Eine solche Deformation ist auf grund der nachteiligen Effekte einer Kontakthöckerbeschädigung bei der nachfolgenden Montage nicht wünschenswert. Ferner ist es in einigen Fällen wünschenswert, daß eine zusätzliche Toleranz an der Andrückbegrenzung 30 bereitgestellt wird, um eine leichte Abweichung der Ausrichtung zwischen dem Kontakthöcker 20 und dem Kontakt 16 zuzulassen.
Der ringförmige Kontakt 16 wird bei dieser Ausführungsform im wesentlichen wie bereits oben beschrieben verwendet. Im einzelnen unterbricht eine obere Fläche 38 an der Andrückbegrenzung 30 jedes Andrücken an die Öffnung 24, sobald sie den Chip 22 berührt. Folglich wird das Maß des Andrückens in erster Linie mehr von den Dimensionen der Andrückbegrenzung 30 als von der benutzten Kontaktkraft bestimmt, wie es oben für die vorangehende Ausführungsform beschrieben worden ist.
Fig. 3 stellt einen Kontakthöcker 20 dar, nachdem er in den Kontakt 16 entsprechend der vorliegenden Erfindung angedrückt worden ist. Es sollte erwähnt werden, daß vorzugsweise eine Kante 26 den Kontakthöcker 20 geeignet deformiert, um irgendeine natürliche Oxidschicht zu durchbrechen. Ebenfalls befindet sich in dieser speziellen Darstellung der Kontakthöcker 20 im wesentlichen in Kontakt mit der Bodenfläche 28. Jedoch bei anderen Ausführungsformen ist ein solcher Kontakt nicht notwendig und eine Trennung sollte hier vorgezogen werden. In Fig. 3 wird der Kontakt der oberen Fläche 38 mit dem Chip 22 gezeigt.
Wie bereits oben erwähnt, bestimmen die Dimensionen der Andrückbegrenzung 30 teilweise den Grad des Andrückvorganges. Es ist vorteilhaft, daß eine Höhe 40 der Andrückbegrenzung im wesentlichen einer leitfähigen Kontakthöckerhöhe 36 (in Fig. 2 zu sehen) des Kontakthöckers 20 entspricht. Dies ist vorteilhaft, um eine einheitliche und eine voraussehbare Endhöhe der Kontakthöcker für die Kontakthöcker, die während des Test- und des Burn-in-Vorganges angedrückt werden und für die Kontakthöcker, die wieder verflüssigt werden oder für die Kontakthöcker, die nicht angedrückt werden, bereitzustellen. Eine gleichmäßige Kontakthöckerhöhe ist für eine zuverlässige Montage der kontaktierten Chips auf den Leiterplatten wünschenswert. Die Endmontage umfaßt typischerweise Unterfüllungsvorgänge, die folgerichtig für einheitliche Spalthöhen des Chips auf den Leiterplattenoberflächen für einen zweckmäßigen Fluß der Lötflüssigkeit benötigt werden. Weil halbleiterphotolithografische Verfahren angewendet werden können, um die Kontakte 16 und die Andrückbegrenzungen 30 zu gestalten, wird zusätzlich die Präzision und die Reproduzierbarkeit der Höhe 40 der Andrückbegrenzung oft viel leichter, als die Originalhöhen der Kontakthöcker 20 erreicht, die von dem angewandten Kontaktierungsverfahren abhängt. Die Andrückbegrenzung 30 verhindert ferner ein übermäßiges Andrücken, welches eintreten könnte, wenn eine große Kontaktkraft an Kontakthöcker 20 und Kontakt 16 angelegt wird.
Fig. 4 ist ein Querschnitt einer Seitenansicht von einer Kontaktstruktur entsprechend einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 4 entspricht in der Struktur und dem Verfahren zur Anwendung der Kontaktstruktur von Fig. 1 außer, daß der Kontakthöcker 20 nun an einem Kontaktträger 15 auf der Testplatine angeordnet ist und der ringförmige Kontakt 16 an der Oberfläche 21 des Chips 22 angeordnet ist. Es werden die gleichen Bezugsziffern von Fig. 1 für ähnliche Elemente verwendet. Wiederholt werden der ringförmige Kontakt 16 und die Testplatine 10 bei dieser Ausführungsform unter Verwendung herkömmlicher Techniken ausgebildet. Ebenfalls kann optional die Andrückbegrenzung 30 bei dieser Ausführungsform verwendet werden.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß ein geringerer Aufwand erfordert wird, um eine Deformation der Kontakthöcker 20 zu vermeiden, weil diese jetzt nicht bei der Endmontage der integrierten Schaltung auf dem Chip 22 verwendet werden. Nach der charakteristischen ein- oder mehrmaligen Verwendung werden Kontakthöcker 20, welche aus einem Lötmetall, einem leitfähigen Polymer oder aus anderen geeigneten Materialien ausgebildet werden, neugeformt, um ihre Orginalform wiederherzustellen. Zur Endmontage werden die ringförmigen Kontakte 16 auf Kontakthöcker an einem Einzelchip-Gehäuse, einem Multichip-Gehäuse oder direkt an Kontaktstellen, die aus einem Lötmetall oder einem leitfähigen Polymer auf einer Leiterplatte ausgeformt sind, Flip-Chip-montiert. Im Fall einer Flip-Chip-Baugruppe sollte das Material, das für die ringförmigen Kontakte 16 verwendet wird, passend sein und zuverlässig niederohmige Kontakte zu dem Material bereitstellen, welches die Kontakthöcker, die zur Endmontage genutzt werden, ausbildet. Ein anderer Vorteil besteht darin, daß die Verwendung von einem ringförmigen Kontakt 16 die Kosten der Endmontage reduziert, wenn er aus einem Material gefertigt ist, das mit dem Lötmetall benetzt werden kann.
An dieser Stelle sollte herausgestellt werden, daß hier eine neue Struktur und ein Verfahren für die Kontaktgabe einer elektronischen Einrichtung an einem Chip unter Verwendung einer Testplatine bereitgestellt worden ist. Die Testplatine 10 der vorliegenden Erfindung stellt eine verbesserte Kontaktstruktur im Vergleich zu den Kontakten mit flacher Oberfläche, die bei früheren Testplatinen verwendet werden bereit und enthält die Vorteile der Eigenausrichtung von Kontakthöckern 20 und Öffnungen 24, des guten elektrischen Kontaktes zu den Kontakthöckern 20 bei einer minimalen Defor mation und der zusätzlichen Toleranz bei Nichtebenheit oder Nichtparallelität von Testplatine und Halbleiterwafer.
Die Herausforderung zum Erlangen eines zuverlässigen elektrischen Kontaktes zwischen den elekrisch leitenden Kontakthöckern auf einem Chip oder einem Wafer und dem Schaltungsaufbau der Testplatine wird durch die Anwendung der hier offenbarten ringförmigen Kontaktstruktur erfüllt. Während die Oxidschichten auf der Oberfläche der Kontakthöcker im Laufe des Andrückens weggeschoben werden, wird sauberes Material des Kontakthöckers freigelegt und gegen den Metallkontakt der Testplatine gedrückt, um eine niederohmige Verbindung bereitzustellen. Lokale Abweichungen zwischen den Kontakthöckern und umfassendere Abweichungen entlang eines einzelnen Chips, einer Grupppe von mehreren Chips oder eines ganzen Wafers können durch die Federung angepaßt werden, die beim Andrückvorgang von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, nur von der Höhe des Kontaktes begrenzt.
Im Gegensatz zu den früheren Systemen mit flachen Kontakten wird ein größerer Federungsbereich erhalten, weil das Andrückmaß von Kontakthöcker zu Kontakthöcker in Abhängigkeit von der ursprünglichen Maßabweichung des Kontakthöckers, der Ebenheit der Testplatine und des IC-Trägermateriales sowie von den beim Andrücken des Kontakthöckers angelegten Kräften veränderlich sein wird. Wenn erforderlich, kann das Andrückmaß optional durch die Begrenzung der Andrückhöhe gesteuert werden, deren Merkmal oben beschrieben wurde. Zusätzlich stellt die ringförmige Kontaktstruktur den Vorteil einer voläufigen mechanischen Verbindung zwischen der Testplatine und dem Chip bereit, die durch Reibungskräfte aufgrund der Reibung der gegen den Metallkontakt angedrückten Kontakthöckerfläche unterstützt wird.

Claims

1. Testplatine (10) zur Kontaktgebung einer elektronischen Einrichtung, die an einem Chip (22) angeordnet ist, wobei eine Vielzahl von leitfähigen Kontakthöckern (20) auf einer Oberfläche (21) dieses Chips angeordnet ist, umfassend:

- ein Trägermaterial (12)

- eine Signalschicht (14), die von diesem Trägermaterial getragen wird; und

gekennzeichnet durch einen ringförmigen Kontakt (16), der auf diesem Trägermaterial angeordnet und elektrisch leitend mit dieser Signalschicht verbunden ist, wobei dieser ringförmige Kontakt eine Öffnung (24) entsprechend zu einer aus dieser Vielzahl von leitfähigen Kontakthöckern hat, wodurch es diesem einen leitfähigen Kontakthöcker ermöglicht ist, in diese Öffnung angedrückt zu werden, um die Kante (26) dieser Öffnung zu kontaktieren.

2. Testplatine nach Anspruch 1, wobei dieser ringförmige Kontakt im wesentlichen rund ist und ein Duchmesser dieser Öffnung einem Durchmesser dieses einen aus dieser Vielzahl von leitfähigen Kontakthöckern entspricht und wobei dieser Durchmesser dieser Öffnung kleiner ist als dieser Durchmesser dieses einen aus dieser Vielzahl von leitfähigen Kontakthöckern.

3. Testplatine nach Anspruch 1, wobei dieser ringförmige Kontakt zumindestens mit einem Material beschichtet ist, das aus der Gruppe, die Palladium, Platin oder Rhodium enthält, ausgewählt ist.

4. Testplatine nach Anspruch 1, wobei dieser ringförmige Kontakt weiterhin eine Andrückbegrenzung (30) umfaßt, die eine obere Fläche (38) zur Kontaktierung dieses Chips aufweist.

5. Verfahren zum Testen einer elektronischen Einrichtung, die an einem Chip (22) angeordnet ist, wobei ein leitfähiger Kontakthöcker (20) an diesem Chip angeordnet ist, die folgenden Schritte umfassend:

- Bereitstellen einer Testplatine (10), die ein Trägermaterial (12) und einen ringförmigen Kontakt (16) aufweist, der über eine obere Fläche (18) dieses Trägermaterials hinausragt, wobei dieser ringförmige Kontakt eine Öffnung (24) entsprechend zu diesem leitfähigen Kontakthöcker aufweist; und

- Andrücken dieses leitfähigen Kontakthöckers, so daß sich ein Teil dieses Kontakthöckers in diese Öffnung erstreckt, um die Kante dieser Öffnung zu kontaktieren.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei dieser leitfähige Kontakthöcker ein Modul mit einer Elastizität kleiner als etwa 28 kg/m² aufweist und dieser ringförmige Kontakt ein Modul mit einer Elastizität größer als etwa 105 kg/m² aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei dieser ringförmige Kontakt weiterhin eine Andrückbegrenzung (30) enthält, die eine obere Fläche (38) aufweist und dieser Schritt des Andrückens weiterhin ein Andrücken dieses leitfähigen Kontakthöckers umfaßt, bis diese obere Fläche dieser Andrückbegrenzung diesen Chip kontaktiert, und wobei diese Andrückbegrenzung eine Höhe (40) aufweist, die gemessen von dieser oberen Fläche dieses Trägermaterials im wesentlichen einer Höhe (36) dieses leitfähigen Kontakthöckers gleicht.

8. Verfahren zur Bereitstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einer Testplatine (10) und einer elektrischen Schaltung, die auf einem Chip (22) angeordnet ist, die folgenden Schritte umfassend:

- Bereitstellen eines ringförmigen Kontaktes (16), der eine Öffnung (24) entweder an der Platine (10) oder an dem Chip (22) aufweist;

- Ausrichten eines Kontakthöckers (20), der an dem gegenüberstehenden Chip beziehungsweise der Platine angeordnet ist, mit dieser Öffnung; und

- Andrücken dieses leitfähigen Kontakthöckers in diese Öffnung zur Bereitstellung dieser elektrischen Verbindung durch das Kontaktieren der Kante (26) dieser Öffnung.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei dieser ringförmige Kontakt weiterhin eine Andrückbegrenzung (30) enthält, die eine obere Fläche (38) aufweist, und wobei dieser Schritt des Andrückens weiterhin ein Andrücken dieses leitfähigen Kontakthöckers umfaßt, bis diese obere Fläche dieser Andrückbegrenzung diesen Chip kontaktiert.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei diese Öffnung dieses ringförmigen Kontaktes einen ersten Bereich (32) umfaßt, der einen ersten Durchmesser entsprechend zu dieser Andrückbegrenzung aufweist, und einen zweiten Bereich (34), der einen zweiten Durchmwesser entsprechend zu diesem leitfähigen Kontakthöcker aufweist, und wobei dieser erste Durchmesser größer als dieser zweite Durchmesser ist.