EP1896862A1 - Procede de test d'elements electriques utilisant un effet photoelectrique indirect - Google Patents

Procede de test d'elements electriques utilisant un effet photoelectrique indirect

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EP1896862A1
EP1896862A1 EP06709154A EP06709154A EP1896862A1 EP 1896862 A1 EP1896862 A1 EP 1896862A1 EP 06709154 A EP06709154 A EP 06709154A EP 06709154 A EP06709154 A EP 06709154A EP 1896862 A1 EP1896862 A1 EP 1896862A1
Authority
EP
European Patent Office
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electrons
electrodes
electrical
conductor
electrode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06709154A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Christophe Vaucher
Jean-Jacques Aubert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beamind SAS
Original Assignee
Beamind SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Beamind SAS filed Critical Beamind SAS
Publication of EP1896862A1 publication Critical patent/EP1896862A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R29/24—Arrangements for measuring quantities of charge
    • G—PHYSICS
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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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    • G01R31/308—Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
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    • G01R31/302—Contactless testing

Definitions

  • the present invention relates to the electrically non-contact test of electrical conductors arranged on an insulating substrate, using the photoelectric effect.
  • the present invention particularly relates to the electrical test of interconnect carriers, such as printed circuits and chip carriers or "chip carriers".
  • the electrical test of interconnect supports represents a major challenge for the modern electronics industry and is an integral part of their manufacturing process.
  • the two essential test sequences to conduct to verify that an interconnect conductor has no manufacturing defect are conventionally the continuity test and the insulation test.
  • the continuity test consists in checking that the conductor is not cut between its ends, more precisely between the connection points that it connects, generally contact pads. This is to measure the resistance of the driver between the connection points of the driver and to ensure that it is very low (typically of the order of one ohm).
  • the isolation test is to ensure that each conductor of the interconnect carrier is electrically insulated from other conductors, that is, it has relative to each of the other conductors and relative to all other conductors an insulation resistance of high value, typically of several megohms.
  • interconnect carriers With the miniaturization and complexification of integrated circuits made in the form of silicon chips, interconnect carriers have a growing complexity in the image of that of the integrated circuits they host. Thus, the high density interconnect carriers have conductors whose width and length are constantly decreasing, and the surface of their connection points with integrated circuits. As a result, conventional test methods using spike cards or nail beds are becoming increasingly unsuitable for such interconnect carriers.
  • HDI High Density Interconnect
  • chip carriers or “chip chopper” also known as “IC package substrates”, “FC-BGA”, “Flip Chips”, “Bail Grid Arrays” ...
  • the “chip carriers” are actually intermediary interconnection supports adapters, "or spark gaps", which are interposed between the integrated circuits and the printed circuits, because the integrated circuits generally have a pitch (minimum distance between conductors, especially between input / output contacts) much lower than the pitch of the printed circuits.
  • solder microbeads with a diameter of a few tens of micrometers. They also have on their back side connection points with a printed circuit board
  • C4 Controlled Collapsed Chip Connection
  • BGA Backplane connection points
  • Such "chip carriers” also present drivers connecting C4 points to BGA points, called “C4-to-BGA” (conductors including "vias", that is to say, metal channels passing through the substrate on each side.
  • C4-to-C4 conductors connecting on the front of C4 points, called "C4-to-C4", serving only to interconnect in pairs of the contacts of the integrated circuit without connection to the rear face and therefore without connection with the external environment.
  • C4-to-C4" conductors are particularly difficult to test because they are inaccessible from the back of the "chip carrier” and have a low pitch of a few tens of micrometers.
  • a test method suitable for testing such interconnect carriers must satisfy the following requirements: provide access to all connection points of conductors, including C4-to-C4 or C4-to-C4 conductors BGA, knowing that the distances between the connection points are small and of the order of a few tens of micrometers (distance between points of type C4) to a few hundred micrometers (distance between points of type BGA.),
  • connection points not being destructive with respect to the connection points, in particular the points of type C4 (the solder microbeads being fragile and generally deposited before the test phase), and
  • contactless test methods have been developed in which the effect of photoelectric is used to act on the electrical potential of the conductors to be tested.
  • the photoelectric effect is caused by applying to a conductive material a beam of particles having sufficient energy to cora ⁇ unicate electrons of the conduction layer of the target material energy at least equal to their work function ("work function").
  • work function work function
  • the electrons are then torn - ejected - from the conductive material with a determined kinetic energy, which can be almost zero, and are then accelerated by an intense electric field (several million volts per meter).
  • photoelectric effect is here generic and refers to a phenomenon of tearing or ejection of electrons from a target material.
  • materials such as copper, gold, or lead tinned conductors
  • short wavelength coherent light sources especially ultraviolet light sources
  • sources of Non-coherent light are also used as well as particles other than photons, for example an ion beam or an electron beam.
  • the photoelectric effect has been exclusively used to eject electrons from a conductor to be tested.
  • a collection electrode raised to a positive potential solves this problem by generating a powerful electric field that attracts electrons ejected by the driver.
  • the collection electrode also allows the collection and counting of the amount of electricity extracted from the conductor to deduce, for example, its initial electrical potential.
  • the electrical potential of the conductor is the same as that of the collection electrode (when the conductor is at a floating potential).
  • International application WO 01/38892 provides a major improvement to the test methods based on the photoelectric effect, by providing an electron injection in a conductor in addition to an electron extraction. The injection of electrons is ensured by means of a discharge electrode
  • Electrode Electrode brought to an electrical potential lower than that of the conductor to be tested, disposed opposite it and bombarded by a particle beam.
  • FIG. 1A illustrates the method of injecting electrons into a conductor as described in the international application.
  • the target conductor 1 is arranged on a dielectric substrate 2 and has a contact pad 3 (connection point) covered here with a solder layer.
  • a discharge electrode 6 integral with a silica support plate 5 is disposed at a distance d from the conductor, opposite the range 3 (delimited here by a savings zone made in a protective varnish 4).
  • the discharge electrode 6 receives a negative electric potential Vn less than a floating potential Vf of the conductor, and its rear surface is bombarded by a beam BI of ultraviolet light, via the plate 5 and in the presence of a vacuum primary.
  • Fig. 1B illustrates a method of ejecting electrons present in the conductor 1 as described in the international application.
  • a collection electrode 7, fixed to the support plate 5, is disposed at a distance from the contact area 3 of the conductor 1 and is brought to a positive electrical potential Vp greater than the floating potential Vf of the conductor.
  • this method has the disadvantage that the discharge electrodes 6 must have a very small thickness, because the light beam is applied to their rear face while the ejection of electrons is made from their front face.
  • This thickness is of the order of 100 to 150 Angstroms, barely greater than the skin thickness (50 to 100 ⁇ ) of the metal used, knowing that the photons, as part of the photoelectric effect, penetrate into the metal at a temperature of depth of about 50 to 100 Angstroms. It follows that the discharge electrodes are fragile, subject to oxidation and various other phenomena that may cause their slow degradation over time.
  • the present invention is directed to an injection method in an electron conductor provided by a discharge electrode, which does not require applying to the rear face of the discharge electrode a beam of particles generating a photoelectric effect. .
  • the present invention also relates to a method for bringing to an electrical potential a target electrical conductor arranged on an electrically insulating substrate and at an initial electrical potential greater than the targeted electrical potential.
  • the present invention also relates to a method of testing or measuring electrical elements involved in the manufacture of electronic circuits, including testing or measuring conductors, electrical components, electronic components or terminals of electrical or electronic components.
  • the present invention is based on a surprising finding made by carrying a collection electrode at a negative voltage while a target conductor, initially at a floating potential of zero (mass), is bombarded by an ultraviolet light beam.
  • a target conductor initially at a floating potential of zero (mass)
  • the purpose of such an experiment was to verify that the electric potential of the driver did not change after the "shot", because the electrons torn from the driver were supposed to reinject into it because of the repulsive electric field generated by the negative voltage electrode Collects.
  • the driver was at the same negative potential as the pickup electrode, indicating that the driver did not lose electrons and instead received a significant amount of electrons.
  • the present invention is based on the finding that the metals or materials conventionally used to form the interconnecting conductors or cover them, in particular copper, gold, solder lead-free tin, as well as C4 or BGA type solder balls, have a good reflection coefficient with respect to the particle beams used to cause the "photoelectric" effect, in particular the beams of ultraviolet light.
  • the idea of the invention is to extract electrons present in a discharge electrode by means of a reflected particle beam from an incident beam applied to and reflecting on a target conductor.
  • the discharge electrode being struck by the beam from its front face (by convention the front face is the one facing the target conductor) instead of being struck on its back side, the constraint imposed by the art previous, to provide a discharge electrode of very small thickness, becomes irrelevant.
  • the present invention provides a method for bringing an electrical conductor at an electrical initial potential floating above the target electrical potential to an electrical potential, comprising the steps of placing at least one discharge electrode in the vicinity of the conductor. electrons, carry the discharge electrode to the target electrical potential, and eject electrons from the discharge electrode by means of a particle beam and inject into the conductor the electrons provided by the discharge electrode, in which process the ejection of electrons from the electrode of discharge comprises applying to the discharge electrode a reflected particle beam from reflection on the conductor of an incident particle beam.
  • the initial floating electrical potential of the conductor is a mass potential or a positive potential relative to the ground potential
  • the target electrical potential is a negative potential relative to the ground potential
  • the method comprises a preliminary step of bringing the conductor to the initial electrical potential.
  • the conductor is brought to the initial potential by bringing the electrode to the initial electrical potential and applying to the conductor the particle beam so that electrons are ejected from the conductor and reach the electrode by making the electric potential from the conductor to the electrical potential of the electrode, which then forms an electrode for collecting electrons.
  • the reflected particle beam has an intensity of between 30 and 85% of the intensity of the incident particle beam impinging on the conductor.
  • the discharge electrode comprises a surface treatment to maximize the electron ejection under the effect of the reflected particle beam.
  • the particle beam is a beam of ultraviolet light.
  • the ejected electrons and the reflected particle beam are channeled through an orifice in an electrically insulating separator plate disposed between the discharge electrode and the conductor.
  • the electrical conductor is a conductive track, a contact pad or a terminal of an electronic component.
  • the invention also relates to a method for testing or measuring electrical elements by means of at least one electron discharge electrode, at least one collection electrode. of electrons and at least one source of a particle beam, comprising ejecting electrons present in the discharge electrode by means of the particle beam and injecting into an element the electrons provided by the IEC 60050 - International Electrotechnical Vocabulary - Details for IEV number 845-02-35 Electron emission and discharge of electrons from an element by means of the particle beam and collection by the collecting electrode of electrons ejected from the element, in which the ejection of electrons present in the electron
  • the discharge electrode comprises applying to the discharge electrode a reflected particle beam from reflection on at least one element of an incident particle beam.
  • the discharge electrode and the collection electrode are of the same structure, the discharge electrode being able to form a collection electrode or vice versa.
  • the method comprises the steps of carrying a first element to a first electrical potential by ejecting electrons present in the first element, bringing a second element to a second potential electrically lower than the first electrical potential by injecting electrons into the second element, and measuring the electrical potential of at least one of the elements after a lapse of time.
  • the method comprises the steps of drawing a first element to a first electrical potential by ejecting electrons from the first element, drawing a second element to a second electric potential lower than the first electrical potential, by injecting electrons into the second element, and measuring an electrical charge flowing between the first and second elements.
  • the method comprises the use of an electron discharge and collection plate having a plurality of electrodes, each of which can form an electron discharge electrode in an electron collecting element or electrode. electrons ejected from an element, and having between the electrodes spacings allowing a part of the beam of particles to cross the discharge plate and electron collection and reach elements.
  • each electrode is individually accessible for application to the electrode of an electric potential.
  • the electrodes comprise a surface treatment in order to maximize the ejection of electrons present in the electrodes under the effect of the reflected particle beam.
  • each electrode comprises a grid of thin conductors.
  • each electrode comprises a block of a conductive material.
  • the electron discharge and collection plate comprises electrodes arranged in a matrix manner, in rows and in columns.
  • the discharge and electron collection plate comprises electrodes parallel to each other.
  • the electron discharge and collection plate comprises electrodes in the form of rectilinear strips.
  • the method comprises using an electrically insulating separator plate between the electron discharge and collection plate and elements, the separator plate including orifices at locations corresponding to injection points. or electron collection, and forming corridors of electron circulation and channeling of the particle beam.
  • the particle beam is a beam of ultraviolet light.
  • an electrical element is at least one of the following elements: an electrical conductor, an electrical component, an electronic component, a terminal of an electrical conductor or a terminal of an electrical or electronic component.
  • the invention also relates to a method for manufacturing an interconnection support or an electronic circuit arranged on an interconnection support, the interconnection support or the electronic circuit comprising electrical elements, the method comprising a step testing or measuring all or part of the electrical elements of the interconnection support or the electronic circuit implemented in accordance with the test or measurement method according to the invention.
  • the invention also relates to a device for testing or measuring electrical elements, comprising at least one source of a particle beam, at least one discharge and electron collection plate comprising a plurality of electrodes that can be carried. individually to an electrical potential, a control and measuring unit, for controlling the particle beam and the electric potentials applied to the electrodes, and measuring electrical charges flowing through the electrodes, the device being arranged to eject electrons present in electrodes by means of the particle beam and injecting the electrons supplied by the electrodes into elements, and ejecting electrons present in elements by means of the particle beam and collecting electrons ejected from the elements in electrodes, characterized in that is arranged to eject electrons present in electrodes s by applying to the electrodes a reflected particle beam from reflection on at least one element of an incident particle beam.
  • the device is arranged to conduct a test sequence of the electrical isolation between two elements by carrying out the following operations: carrying a first element to a first electrical potential by ejecting electrons present in the first element, carrying a second element at a second electrical potential lower than the first electrical potential by injecting electrons into the second element, and measuring the electrical potential of at least one of the elements after a lapse of time.
  • the device is arranged to conduct a test sequence or measurement of a resistance, a capacitance or self-inductance by performing the following operations: pulling an element towards a first electrical potential by ejecting electrons from the first element, pulling a second element towards a second electrical potential lower than the first electrical potential, injecting electrons into the second element, and measure an electrical charge flowing between the first and the second element.
  • the electron discharge and collection plate comprises a plurality of electrodes of the same structure, each of which can form an electron discharge electrode in an electron withdrawing element or electrode ejected from an element, and comprises, between the electrodes, spacings allowing a portion of the particle beam to pass through the discharge plate and electron collection and reach elements.
  • the electrodes of the discharge and electron collection plate comprise a surface treatment in order to maximize the ejection of electrons present in the electrodes under the effect of the reflected particle beam.
  • the discharge and electron collection plate comprises electrodes comprising a grid of thin conductors.
  • the discharge and electron collection plate comprises electrodes comprising a pad of an electrically conductive material.
  • the electron discharge and collection plate comprises the electrodes arranged in a matrix manner, in rows and in columns.
  • the discharge and electron collection plate comprises electrodes parallel to each other.
  • the electron discharge and collection plate comprises electrodes in the form of rectilinear strips.
  • the device comprises an electrically insulating separator plate disposed or disposed between the electron discharge and collection plate and the elements, the separator plate comprising orifices at locations corresponding to injection or electron collection points and forming electron circulation corridors and particle beam channeling.
  • the device comprises at least one source of an ultraviolet light beam.
  • an electrical element is at least one of the following elements: an electrical conductor, an electrical component, an electronic component, a terminal of an electrical conductor or a terminal of an electrical or electronic component.
  • FIGS. 2A and 2B respectively illustrate a method according to the invention of injecting electrons into a conductor and a process for ejecting electrons present in the conductor
  • FIG. 3 illustrates a method according to the invention for channeling a stream of electrons
  • FIG. 4 illustrates the implementation of a continuity test by means of the method according to the invention
  • FIG. 5 represents a first embodiment of a discharge and collection plate according to the invention, and also represents in the form of blocks a control and measuring device of a test device according to the invention,
  • FIG. 6 illustrates an example of use of the discharge and collection plate of FIG. 5 for the implementation of a continuity test
  • FIG. 7 represents a second embodiment of a plate of FIG. discharge and collection according to the invention
  • - Figure 8 shows a third embodiment of a discharge plate and collection according to the invention.
  • FIG. 2A is a sectional view illustrating a method according to the invention of injecting electrons into a conductor to be tested.
  • Figure 2B is a sectional view illustrating a method of ejecting electrons present in the conductor.
  • the second method is in itself conventional, but its combination with the first form an aspect of the invention.
  • Both methods are applied here to a conductor 10 arranged on an insulating substrate 12 of an interconnect carrier comprising various other conductors (not shown). They are implemented by means of a plate 20 for discharging and collecting electrons and a beam of particles BI generating a photoelectric effect, here a beam of ultraviolet light, in the presence of a primary vacuum (empty partial).
  • the photoelectric impact zone, or test point is here a contact area 11 of the conductor 10 covered by a solder layer 13.
  • the discharge and collection plate 20 comprises a silica support plate 21 transparent or partially transparent to ultraviolet rays, whose front face (conductive side 11) comprises a plurality of electrodes 22, 22 '.
  • the electrodes 22, 22 ' are individually accessible for the application to each electrode of an electric potential.
  • the incident light beam BI is applied to the rear face of the support plate 21, at an angle of incidence which is here perpendicular to the support plate 21, and passes through the support plate 21 to reach the photoelectric impact zone.
  • the support plate 21 is kept parallel to the substrate 12, so that the conductor 10 is at a distance d from the electrodes 22, 22 'along an axis perpendicular to the plane of the substrate.
  • the electrodes 22, 22 ' are here of the same structure and of the same thickness, each being formed by a thin layer of metal of a thickness of the order of a few hundred nanometers, deposited on the support plate 21.
  • the electrodes 22, 22 ' may be square in shape ( Figures 5 and 6) and arranged in a matrix manner (in rows and columns) or form parallel strips ( Figure 7).
  • the size of The electrodes and their spacing are chosen so that the incident beam BI partially passes through the discharge and collection plate 20 and reaches the target zone.
  • an arrangement of the electrodes 22, 22 'considered satisfactory is such that approximately 30 to 60% of the incident beam BI reaches the impact zone, the remainder of the beam BI being reflected or absorbed by the rear face of the electrodes 22, 22 '.
  • the electrodes 22, 22 ' are here of a width smaller than that of the contact area 11, so that several electrodes are in the immediate vicinity of the photoelectric impact zone (electrodes referenced 22) while others are outside the impact zone (electrodes referenced 22 ').
  • the electrodes 22 are brought to an electrical potential Vn less than the electrical potential Vf of the conductor 10, which is a floating potential.
  • the potential Vf may be initialized beforehand to a known value greater than Vn.
  • the conductor 10 may for example be grounded or brought to a positive potential by various known means (carbon brush, ion bombardment) or by means of the method shown in Figure 2B and described below.
  • the electric potential Vn is imposed by a negative or zero voltage (ground potential) if the floating potential Vf is a positive potential.
  • the incident light beam BI is reflected on the range 11 of the conductor 10 to form a reflected light beam BR which is reflected back onto the electrodes 22.
  • the reflected light beam BR comprises about 30 to 85% of the intensity of the incident light beam BI, depending on the material forming or covering the target areas, materials such as gold having the highest reflection coefficients found.
  • the second photoelectric effect is produced by the impact of the reflected beam BR on the electrodes 22 and leads to the ejection of "e2" type electrons which are projected onto the conductor 10 by the repulsive electric field and are absorbed by it.
  • the conductor 10 is negatively charged (charging its parasitic capacitance) and its electrical potential tends towards that of the electrodes 22.
  • the conductor 10 is at the potential Vn.
  • the duration of the process is typically of the order of a few nanoseconds and determines the duration of a photoelectric shot.
  • the electrodes 22 facing the range 11 of the conductor 10 are brought to an electrical potential Vp greater than the electrical potential Vf of the conductor 10. If necessary, the potential Vf is initialized to a value less than Vp, for example the potential of mass or the potential Vn obtained by means of the method of electron injection described above.
  • the impact of the incident beam BI on the range 11 of the conductor 10 causes the ejection of electrons of type "el” which are "sucked” by the electrodes 22 due to the attractive electric field, while the impact on the electrodes 22 of the reflected light beam BR leads to the ejection of electrons of type "e2" which are returned to the electrodes 22 by the attractive electric field.
  • the conductor 10 loses electrons and its electrical potential tends towards the positive potential Vp of the electrodes 22.
  • the driver is at potential Vp.
  • an electrode 22 according to the invention forms indifferently a discharge electrode (FIG. 2A) or a collection electrode (FIG. 2B) according to the potential difference imposed between the electrode and the conductor to be tested.
  • a discharge electrode FIG. 2A
  • a collection electrode FIG. 2B
  • the electron injection method according to the invention can, however, be implemented in isolation, for example for the C4-to-BGA type conductor test, by placing the BGA test points on a connected nail bed. to a reference potential and by performing an electron injection on the C4 test points.
  • the respective efficiencies of the electron injection method and the electron ejection process be balanced.
  • the advantage of balancing yields is to obtain the same ability to adjust the electric potential of a driver in a period of time corresponding to the duration of a shot, whether it is a adjustment by injection or electron ejection.
  • the incident light beam BI reaching the conductor 10 has 50% of the intensity of the initial light beam applied to the support plate 21 due to losses by reflection on conductive areas of the collector, particularly the rear face of the electrodes and various interconnection elements of the electrodes described below.
  • the target conductor and the electrodes have reflection coefficients close to the order of 0.5. Under these conditions, the direct photoelectric effect involves 25% of the energy of the initial light beam while the indirect photoelectric effect involves 12.5% of the energy of the initial light beam.
  • the equilibration of the yields can be obtained by applying to the electrodes 22 a surface treatment, for example a layer electrically conductive antireflection. It may be a stack of metal or semiconductor layers performing an anti-reflective function, even imperfect. Instead of increasing the absorption of the ultraviolet beam with an antireflection or surface absorber, it is also possible to maximize the electron ejection by providing a coating layer having a low work function of its electrons. or even roughening the surface of the electrodes, to increase their interface (boundary surface) with the external environment.
  • a surface treatment for example a layer electrically conductive antireflection. It may be a stack of metal or semiconductor layers performing an anti-reflective function, even imperfect.
  • Yet another solution is to increase the energy of the incident beam during the implementation of the indirect photoelectric effect injection method of electrons, in other words to modulate the energy of the beam of particles or of light according to that we eject or inject electrons into a conductor.
  • the various phenomena involved in the technical effect obtained are presented here in a simplified manner. The study of these phenomena and their mathematical modeling, to obtain parameters making it possible to optimize the implementation of the invention for obtaining similar yields between the direct photoelectric effect and the indirect photoelectric effect, make include the notion of solid angle.
  • One objective to be achieved to optimize the implementation of the invention is to form an electron circulation corridor to prevent them from reaching neighboring conductors.
  • the electrodes 22 'in the vicinity of the useful electrodes 22 are brought to a highly repulsive electric potential Vr, for example -10V if the potentials Vn and Vp are respectively of the order from 0 to -5 V and from 0 to + 5V.
  • Vr highly repulsive electric potential
  • an electron circulation corridor is formed delimited by a highly repulsive electric field which surrounds the photoelectric impact and electron circulation zone.
  • a separating plate 30 is disposed between the substrate 12 and the discharge and collection plate 20.
  • a separating plate 30 is made of an electrically insulating material, for example epoxy, and has orifices 31 at locations corresponding to the test points of the interconnection support, the points of injection or ejection of electrons.
  • Such a separator plate has various advantages: it prevents the electrons ejected from the range 11 or the electrodes 22 from reaching the neighboring conductors or reaching the electrodes 22 'neighbors, and as such it replaces the highly repulsive electric field described plias high,
  • a driver isolation test sequence 10 is performed in a conventional manner but using the direct photoelectric effect and / or the indirect photoelectric effect.
  • the insulation test sequence is for example carried out as follows: 1) the conductor 10 is first brought to a reference potential, for example ground, in a conventional manner
  • the electrodes 22 are brought to the potential of the mass and a firing of ultraviolet light is triggered.
  • the direction of circulation of the electrons to bring the conductor 10 to the potential of the mass depends on its initial potential. In other words, it is not necessary to be concerned about whether the result is caused by the direct or indirect photoelectric effect.
  • the second conductor 10 ' is grounded, for example in the same way as the conductor 10, and is left floating.
  • the electrons circulating between the electrodes 22 and the conductor 10 'during step 4) are counted to determine the quantity of electricity exchanged Q. If the quantity of electricity measured Q corresponds to a reference quantity of electricity Qr
  • the measured quantity Q and the duration of the period of time make it possible to determine the insulation resistance between the conductors 10, 10 'with reference to graphs, and decide whether it is above or below a rejection threshold of the interconnect support.
  • the isolation being practically tested between each driver and all the other drivers of an interconnection medium, this The method of testing insulation between two conductors is intended to be iteratively applied to all pairs of conductors to be tested on a support.
  • the isolation of a conductor from a group of conductors can be tested globally and iteratively. For example, all the conductors are initialized to ground and a first conductor is brought to the voltage Vp and tested against the others. If its voltage remains equal to Vp, the driver is well isolated.
  • a continuity test sequence of the conductor 10 is illustrated in FIG. 4.
  • the conductor 10, shown in longitudinal section, has at one of its ends the contact pad 11 already described and has at its other end a contact pad 11 '.
  • the electrodes facing the range 11 are designated 22a and those opposite the end 11 'are designated 22b.
  • the test sequence is conducted here using the separator plate 30, which has an electron circulation port 31 between the pad 11 and the electrodes 22a and an electron circulation port 31 'between the pad 11' and the electrodes 22b.
  • the electrodes 22a are brought to the potential Vn (for example OV) by a voltage source VGEN1, via an acquisition and measurement circuit AMCT1.
  • the electrodes 22b are brought to the potential Vp (for example 5V) by a voltage source VGEN2, via an acquisition and measurement circuit AMCT2.
  • Vp for example 5V
  • the test sequence also makes use of two sources S11, S2 of ultraviolet light and two motor mirrors M1, M2 whose orientation is controlled by a control and measurement unit CMJ.
  • the AMCT1, AMCT2 circuits are also connected to the CMU for the evaluation of the measurement results.
  • the source S1 provides an incident light beam BI1 which is sent by the mirror M1 to the range 11 and the source S2 provides an incident light beam BI2 which is sent by the mirror M2 over the range 11 '.
  • the range 11 is pulled towards the potential Vh by indirect photoelectric effect (injection of electrons) while the range 11 'is pulled towards the potential Vp by direct photoelectric effect (ejection of electrons), and electrons circulate in the conductor (schematized by a current I whose direction is the opposite of the direction of circulation of the electrons).
  • the electric charge Q collected by the range 11 ' is preferably measured in differential mode by the circuits AMCT1, AMCT2 (respectively load injected in the range 11 and load extracted from the range 11') in order to detect any parasitic phenomena which could cause loss and / or injection of electrical charges into the test loop. Charts developed during a calibration phase of the device allow the CMQ unit to deduce the value of the series resistor R of the conductor 10, which is a function of the collected charge.
  • this method can be exploited as a resistance measuring method, independently of the conductor test, for example for the measurement of resistive components.
  • the invention also applies to the testing of electrical components or to the measurement of their electrical characteristics (resistors, capacitors and self-inductances).
  • electrical components can be tested in an isolated configuration or in being fixed on an interconnection support.
  • the ultraviolet beam generating a photoelectric effect can be applied directly to the terminals of components to be tested or to interconnecting conductive tracks to which these components are connected (so-called "in situ" test, once the components are mounted).
  • the invention is also not limited to the testing of passive components and can also be applied to the testing or measurement of active electronic components. It is well known that an active component is modeled as a set of passive components, a MOS transistor being for example modeled in a sum of capacities and resistances.
  • the injection / extraction of electrons on terminals of an active component makes it possible to determine the electrical characteristics of the component.
  • the injection / extraction of electrons in passive or active components may further be effected by means of a discharge and collection plate having shaped electrodes adapted to the component terminals, especially surface mount components (SMDs). ).
  • FIG. 5 shows in block form the general architecture of a test device 40 according to the invention.
  • the device 40 comprises the discharge and collection plate 20, the CMU control and measurement unit, for example a microcontroller, and various peripheral devices of the CMU unit, namely: the ultraviolet light sources Sl, S2 previously described (not shown in the figure), the motor mirrors Ml, M2 previously described (not shown in the figure),
  • VGEN3 for supplying the repulsive voltage Vr (when the separator plate is not used)
  • the decoder CDEC1 is powered electrically by the generator VGEN1, through the circuit, AMCT1.
  • the decoder CDEC2 is powered electrically by the generator VGEN2, via the AMCT2 circuit, and the CDEC3 decoder is electrically powered by the VGEN3 generator.
  • the discharge and collection plate 20 comprises a plurality of electrodes 22 arranged in rows and columns, each having a line rank "i" and a column rank "j". Four electrodes 22 only are shown in the figure for the sake of simplicity.
  • Each electrode 22 of rank i, j comprises:
  • a transistor-switch 221 whose control gate is connected to an output of the decoder IDEC1 via a line selection line LSELIi, the drain of which is connected to an output of the decoder CDEC1 via a column selection line CSELIj, the source of which is connected to the electrode 220,
  • a transistor-switch 222 whose control gate is connected to an output of the decoder LDEC1 via a line selection line LSEL2i, the drain of which is connected to an output of the decoder CDEC2 via a column selection line CSEL2J, the source of which is connected to the electrode 220; a transistor-switch 223 whose control gate is connected to an output of the decoder LDEC1 via a selection line line LSEL3i, whose drain is connected to an output of the decoder CDEC3 via a column selection line CSEL3J, and whose source is connected to the electrode 220,
  • a measurement capacitor CS connecting the electrode 220 to a reference potential, here the voltage Vr supplied on the line CSEL3J by the decoder CDEC3.
  • This capacitance CS is, for example, the parasitic capacitance of one of the transistors 221 to 223, or the resulting parasitic capacitance formed by the parasitic capacitances of each of the transistors. It forms a means of temporary storage of the charges collected during a shot, and allows the circuits AMCT1, AMCT2 measure quantities of electricity exchanged by photoelectric effect. Thus, once the firing is completed, the stored charge is emptied by grounding the conductor to which it is connected, to recover and measure the charge Q taken during the firing, which, as indicated above, makes it possible to deduce a series resistance value.
  • the unit CMU supplies the following signals to the decoder IiDEC1: a line address signal ADL1 which designates the lines T 1 S 1 RTiI to be activated to make pass transistors-switches connected to these lines,
  • a line address signal ADL2 which designates the lines LSEL2 to be activated in order to make the transistorswitch connected to these lines pass
  • a line address signal ADL3 which designates the lines LSEL3 to be activated in order to make the transistorswitch connected to these lines pass
  • the CMU also provides the following signals to the CDEC1 to CDEC3 decoders:
  • a column address signal ADCl which designates the lines CSEL1 to receive the voltage Vp
  • a column address signal ADC2 which designates the lines CSRT.2 to receive the voltage Vn
  • a column address signal ADC3 which designates the lines CSEL3 to receive the voltage Vr .
  • Such multiplexed addressing using the voltages Vp, Vn, Vr as column selection signals, allows the unit CMQ to independently apply to each of the electrodes one of the aforementioned voltages.
  • FIG. 6 shows a view from above of an example of selection of electrodes 22 for applying a continuity test to a conductor of the C4-to-C4 type.
  • the conductor is under the discharge and collection plate 20 and is shown in dashed lines, by transparency. It has two end areas C41, C42 provided with solder microbeads (not visible in the figure) and forming two points of contact. test for the continuity test.
  • the electrodes are shown schematically in the form of squares, without taking into account the selection lines and transistors described above (the actual spacing between the useful metal electrodes 220 thus being greater than that which appears in FIG. 6).
  • the CMJ unit applies to the decoders LDEC1 and CDEC1 to CDEC3 address signals such as:
  • the row electrodes (2, 2), (2, 3), (3, 2), (3, 3) lying under the range C41 receive the voltage Vp (vertical hatch), in order to bring the range C41 to the voltage Vp by direct photoelectric effect, - the row electrodes (4, 6), (4, 7), (5, 6), (5, 7), (6, 6), (6, 7) extending in whole or in part below the range C41 receive the voltage Vn (transverse hatch) to bring the C41 range to the voltage Vn by indirect photoelectric effect, and
  • FIG. 7 shows a discharge and collecting plate 200 according to the invention in which the previously described electrodes are replaced by conductive strips 230-1, 230-2, ... 230-i parallel to each other and here in rectilinear form. zigzag, "Z" and “S” shaped bands can also be provided. The structure of the discharge and collection plate is thus considerably simplified.
  • the bands 230-i are controlled in voltage and in selection by a line decoder LDEC2 receiving only the voltages Vp and Vn as voltages to be multiplexed, and receiving only two address signals ADL1, ADL2 respectively denoting the bands to receive the voltage Vp and the strips to receive the voltage Vn.
  • the transport of repulsive voltage Vr is thus suppressed, which implies the use of an electrically insulating separator plate.
  • the discharge and collection plate 200 allows, as the previous one, to conduct insulation and continuity tests on all types of conductors. For example, consider that an insulation test must be conducted between two conductive pads, for example of C4 type, belonging to different equipotentials (conductors), designated C43 and C44 in Figure 7. To conduct this test , the conductive strip 230-2 passing above the range C43 is raised to the potential Vn, while the conducting strips 230-6, 230-7 wholly or partly above the range C44 are brought to the voltage Vp. A first firing of ultraviolet light is performed above the C43, C44 ranges to bring them respectively to the voltage Vn and the voltage Vp.
  • the conductive strip 230-2 is brought to the potential Vp, an ultraviolet light is fired above the C43 range and is accompanied by a count of the amount of electricity supplied by the VGEE generator. -Nl, to determine, as indicated above, whether the C43 range is still at potential Vn or not.
  • FIG. 8 shows a discharge and collection plate 300 also comprising conductive strips 330-1, 330-2, 330-3, 330-4, 330-5, 330-6 ... 330 -i parallel to each other and rectilinear.
  • the bands 330-i are driven here in voltage and in selection by a line decoder LDEC3 receiving the three voltages Vp, Vn, Vr and three address signals ADL1, ADL2, ADL3 respectively denoting the bands to receive the voltage Vp, the strips to receive the voltage Vn and the strips to receive the repulsive voltage Vr.
  • FIG. 8 also illustrates an isolation test conducted between two conductive pads C53, C54 (the equipotentials connecting the conductive pads being here arranged at an angle relative to the longitudinal axis of the conductive strips).
  • the conductive strip 330-3 passing over the range C53 is raised to the potential Vn
  • the conductive strip 330-4 partially passing above the range C53 and partially above the range C54 is brought to the repulsive potential Vr
  • the conductive strips 330-5, 330-6 passing over the range C54 are brought to the potential Vp.
  • a first light shot ultraviolet is performed above the C53, C54 ranges to bring them respectively to the voltage Vn and the voltage Vp.
  • the conductive strip 330-3 is taken to the potential Vp
  • an ultraviolet light is fired above the C53 range and is accompanied by a count of the amount of electricity to determine if the range C53 is still at potential Vn or not.
  • the present invention is capable of various other alternative embodiments, in particular as regards the implementation of continuity or isolation tests, the production of the collection plate and discharge, the realization of control means, acquisition and measurement described above, and the choice of test voltages Vp, Vn, Vr.
  • the collection and discharge electrodes are arranged in a matrix manner, these may have various other forms than those described above, in particular a round, triangular shape or any parallelogram shape.
  • an arrangement of the electrodes on a support plate parallel to the interconnection substrate is preferred in the context of an industrial implementation of the method of the invention, such an arrangement is in no way imperative to obtain the invention. the intended technical effect.
  • the electrodes may for example comprise a cylindrical portion or a metal frustoconical portion extending towards the conductors, so as to form themselves electron circulation corridors. They may also be flat as previously described but oriented at a non-zero angle relative to the plane of the interconnection support. Also, although it has been indicated in the foregoing that the width (or diameter) of the electrodes is smaller than the smallest width of a conductor to be tested, to create gaps allowing the incident light beam to reach other possible solutions are the conductor, in particular larger-surface electrodes having apertures or windows passing through the incident light beam.
  • discharge and collection plates According to the invention, although initially intended for joint implementation of the indirect photoelectric effect and the direct photoelectric effect, they form in themselves independent inventions having their own advantages.
  • these discharge and collection plate structures according to the invention can also be used to implement test or measurement methods in which the indirect photoelectric effect is not used (or in which the photoelectric effect direct is not used), the injection of electrons (or electron extraction) is done for example by means of a bed of nails, to any other method, including electron injection methods described in WO 01/38892.
  • the discharge and collection plate structures according to the invention are used as collection plates only (or as discharge plates only), but the advantages they offer remain (shape and arrangement of the electrodes in particular).
  • the present invention is also susceptible of various applications and is not limited to bare interconnection media testing as discussed above.
  • the invention makes it possible, in particular, to test or measure printed circuits equipped with components, to test or measure passive and active electrical and electronic components, to test terminals of components, etc.
  • the invention also allows the so-called “in situ” test, that is to say the measurement of the value of electronic components mounted on an interconnection support
  • the target areas for the photoelectric effect being either the terminals of the components themselves or tracks or ranges connected to these terminals. It also allows the test of the conductors present in the silicon integrated circuits, by firing on input / output contacts connected by equipotentials, as well as the test of the conductors present on flat screens and generally the test of any conductor or component offering test points accessible from the outside.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de test ou de mesure d'éléments électriques (10, 11, 13) au moyen d'au moins une électrode de décharge d'électrons (22), d'au moins une électrode de collecte d'électrons (22) et d'au moins une source d'un faisceau de particules (BI) , comprenant l'éjection d'électrons présents dans l'électrode de décharge (22) au moyen du faisceau de particules et l'injection dans un élément (10, 11, 13) des électrons fournis par l'électrode de décharge, et l'éjection d'électrons présents dans un élément (10, 11, 13) au moyen du faisceau de particules et la collecte par l'électrode de collecte des électrons éjectés de l'élément. Selon l'invention, l'éjection d'électrons présents dans l'électrode de décharge (22) comprend l'application à l'électrode de décharge d'un faisceau de particules réfléchi (BR) issu de la réflexion sur au moins un élément d'un faisceau de particules incident (BI) . Avantages : simplification de l'étape d'injection d'électrons dans un élément et simplification de la structure des électrodes de décharge et de collecte.

Description

PROCEDE DE TEST D'ELEMENTS ELECTRIQUES UTlLlSAMT UN EFFET PHOTOELECTRIQUE INDIRECT
La présente invention concerne le test électriqμe sans contact de conducteurs électriques agencés sur un substrat isolant, en utilisant l'effet photoélectrique.
La présente invention concerne notamment le test électrique des supports d'interconnexion, tels les circuits imprimés et les supports de puces ou "chip carriers" .
Le test électrique des supports d'interconnexion représente un enjeu majeur de l'industrie de l'électronique moderne et fait partie intégrante de leur processus de fabrication. Les deux séquences de test essentielles à conduire pour vérifier qu'un conducteur d'interconnexion ne présente pas de défaut de fabrication, sont classiquement le test de continuité et le test d'isolement. Le test de continuité consiste à vérifier que le conducteur n'est pas coupé entre ses extrémités, plus précisément entre les points de connexion qu'il relie, généralement des plages de contact. Il s'agit ainsi de mesurer la résistance du conducteur entre les points de connexion du conducteur et de s'assurer que celle-ci est très faible (typiquement de l'ordre d'un ohm) . Le test d'isolement consiste à s'assurer que chaque conducteur du support d'interconnexion est isolé électriquement relativement aux autres conducteurs, c'est-à-dire qu'il présente relativement à chacun des autres conducteurs et relativement à l'ensemble des autres conducteurs une résistance d'isolement de forte valeur, typiquement de plusieurs Mégohms. Avec la miniaturisation et la complexification des circuits intégrés réalisés sous forme de puces de silicium, les supports d'interconnexion présentent une complexité croissante à l'image de celle des circuits intégrés qu'ils accueillent. Ainsi, les supports d'interconnexion à haute densité présentent des conducteurs dont la largeur et la longueur ne cessent de se réduire, ainsi que la surface de leurs points de connexion avec les circuits intégrés. De ce fait, les méthodes de test conventionnelles, utilisant des cartes à pointes ou des lits à clous s'avèrent de plus en plus inadaptées à de tels supports d'interconnexion. Dans la famille des supports d'interconnexion dits "à haute densité" , on distingue notamment les circuits imprimés HDI (High Density Interconnect) présents dans la majorité des équipements électroniques compacts (téléphones mobiles, appareils photographiques numériques, lecteurs MP3, etc. ) et les supports de puces ou "chip carriers" également appelés "IC package substrates", "FC-BGA", "Flip Chips", "Bail Grid Arrays" ... Les "chip carriers" sont en réalité des supports d'interconnexion intermédiaires adaptateurs, "ou éclateurs", qui s'interposent entre les circuits intégrés et les circuits imprimés, car les circuits intégrés présentent généralement un pas (distance minimale entre conducteurs, notamment entre contacts d'entrée/sortie) beaucoup plus faible que le pas des circuits imprimés.
Ainsi, les "chip carriers" de dernière génération présentent sur leur face avant un grand nombre - jusqu'à plusieurs milliers - de points de connexion destinés à être soudés sur les contacts d'entrée/sortie d'une puce de silicium, de très petite taille et généralement recouverts de microbilles de soudure d'un diamètre de quelques dizaines de micromètres. Ils présentent également sur leur face arrière des points de connexion avec un circuit imprimé
(par exemple une carte mère) , ces derniers étant eux-mêmes recouverts de billes de soudure mais généralement d'un diamètre supérieur à celui des microbilles en face avant, et moins nombreuses que celles-ci. Les points de connexion en face avant et leurs microbilles de soudure sont généralement appelés "C4" pour "Controlled Collapsed Chip Connexion" et les points de connexion en face arrière sont appelés "BGA" pour "Bail Grid Array" en raison de leur forme et de leur agencement matriciel (en lignes et en colonnes) . De tels "chip carriers" présentent également des conducteurs reliant les points C4 aux points BGA, appelés "C4-to- BGA" (conducteurs comprenant des "vias", c'est-à-dire des canaux métallisés traversant le substrat de part en part en passant parfois par plusieurs couches conductrices enterrées intermédiaires) , et des conducteurs reliant en face avant des points C4, appelés "C4-to-C4" , servant seulement à interconnecter deux à deux des contacts du circuit intégré sans liaison avec la face arrière et par conséquent sans connexion avec le milieu extérieur. Les conducteurs "C4-to-C4" sont particulièrement difficiles à tester, car ils sont inaccessibles depuis la face arrière du "chip carrier" et présentent un pas faible de quelques dizaines de micromètres. Ainsi, une méthode de test adaptée au test de tels supports d'interconnexion doit satisfaire les exigences suivantes : permettre d'accéder à tous les points de connexion des conducteurs, y compris les conducteurs de type C4-to-C4 ou C4-to- BGA, sachant que les distances entre les points de connexion sont faibles et de l'ordre de quelques dizaines de micromètres (distance entre points de type C4) à quelques centaines de micromètres (distance entre points de type BGA.) ,
- permettre de conduire des tests d'isolement et de continuité, et de façon générale conduire des tests ou des mesures sur des éléments de type résistif, capacitif ou inductif,
- être rapide et permettre de tester plusieurs centaines à plusieurs milliers d'éléments par seconde,
- n'être pas destructive vis-à-vis des points de connexion, notamment les points de type C4 (les microbilles de soudure étant fragiles et généralement déposées avant la phase de test) , et
- être peu coûteuse à mettre en œuvre.
Or7 le test des "chip carriers" avec les méthodes de test conventionnelles se heurte à divers problèmes te.chniqμes. D'une part, le pas technologique des cartes à pointes (qui sont elles- mêmes des circuits imprimés équipés de pointes de test) , et/ou des lits à clous, est trop important par rapport à la finesse du pas des points de connexion de type C4 et leur densité (nombre de points de connexion par unité de surface) . D'autre part, . les billes de soudure de type C4 sont fragiles et susceptibles d'être détériorées par un contact physique avec des pointes.
Pour pallier ces inconvénients, on a développé ces dernières années des méthodes de test sans contact dans lesquelles l'effet photoélectrique est utilisé pour agir sur le potentiel électrique des conducteurs à tester. L'effet photoélectrique est provoqué en appliquant à un matériau conducteur un faisceau de particules ayant une énergie suffisante pour coraπuniquer aux électrons de la couche de conduction du matériau cible une énergie au moins égale à leur travail de sortie ("work function") . Les électrons sont alors arrachés - éjectés - du matériau conducteur avec une énergie cinétique déterminée, qui peut être quasiment nulle, et sont ensuite accélérés par un champ électrique intense (plusieurs millions de Volt par mètre) . A noter que dans un souci de simplification du langage le terme "effet photoélectrique" est ici générique et désigne un phénomène d'arrachement ou d'éjection d'électrons d'un matériau cible. En effet avec des matériaux tels le cuivre, l 'or, ou des conducteurs étamés à l 'étain plomb, on utilise généralement des sources de lumière cohérente à longueur d'onde courte, notamment des sources de lumière laser ultraviolette, mais des sources de lumière non cohérente sont aussi utilisées ainsi que des particules autres que des photons, par exemple un faisceau d' ions ou un faisceau d'électrons. Historiquement, comme illustré par exemple par les brevets US 6, 369, 590 et US 6, 369, 591, l'effet photoélectrique a été exclusivement utilisé pour éjecter des électrons d'un conducteur à tester. Comme il n'est généralement pas souhaité - ou possible - d'accéder au conducteur pour lui appliquer un potentiel électrique négatif qui créerait un champ électrique répulsif au moment de l 'éjection des électrons (le conducteur se trouve généralement à un potentiel flottant) , une électrode de collecte portée à un potentiel positif permet de résoudre ce problème en générant un puissant champ électrique qui attire les électrons éjectés par le conducteur. L'électrode de collecte permet en outre la collecte et le comptage de la quantité d'électricité extraite du conducteur afin d'en déduire, par exemple, son potentiel électrique initial. Lorsque le processus d'éjection d'électrons en présence de l 'électrode de collecte est terminé, le potentiel électrique du conducteur est le même que celui de l'électrode de collecte (quand le conducteur est à un potentiel flottant) . La demande internationale WO 01/38892 apporte un perfectionnement majeur aux procédés de test basés sur l 'effet photoélectrique, en prévoyant une injection d'électrons dans un conducteur en sus d'une extraction d'électrons. L' injection d'électrons est assurée au moyen d'une électrode de décharge
(électrode émettrice d'électrons) portée à un potentiel électrique inférieur à celui du conducteur à tester, disposée en regard de celui-ci et bombardée par un faisceau de particules.
Pour fixer les idées, la figure IA illustre le procédé d' injection d'électrons dans un conducteur tel que décrit dans la demande internationale. Le conducteur cible 1 est agencé sur un substrat diélectrique 2 et présente une plage de contact 3 (point de connexion) recouverte ici d'une couche de soudure. Une électrode de décharge 6 solidaire d'une plaque support 5 en silice est disposée à une distance d du conducteur, en regard de la plage 3 (délimitée ici par une zone d'épargne pratiquée dans un vernis de protection 4) . L'électrode de décharge 6 reçoit un potentiel électrique négatif Vn inférieur à un potentiel flottant Vf du conducteur, et sa face arrière est bombardée par un faisceau BI de lumière ultraviolette, par l ' intermédiaire de la plaque 5 et en présence d'un vide primaire. Des électrons (e) sont éjectés par la face avant de l 'électrode de décharge 6 et sont projetés sur le conducteur 1 sous l'action d'un champ électrique répulsif E = (Vn - Vf) /d généré par le potentiel négatif de l'électrode de décharge.
La figure IB illustre un procédé d'éjection d'électrons présents dans le conducteur 1 tel que décrit dans la demande internationale. Une électrode de collecte 7, fixée à la plaque support 5, est disposée à une distance d' de la plage de contact 3 du conducteur 1 et est portée à un potentiel électrique positif Vp supérieur au potentiel flottant Vf du conducteur. Le faisceau BI de lumière ultraviolette est appliqué à la plage 3 et des électrons (e) arrachés au conducteur 1 sont "aspirés" par l'électrode de collecte 7 sous l'action d'un champ électrique attractif E' = (Vp - Vf) /d' généré par le potentiel électrique positif Vp de l 'électrode 7. Ce procédé présente toutefois l'inconvénient que les électrodes de décharge 6 doivent présenter une épaisseur très faible, du fait que le faisceau de lumière est appliqué sur leur face arrière tandis que l'éjection d'électrons est faite depuis leur face avant. Cette épaisseur est de l'ordre de 100 à 150 Angstrôms, à peine supérieure à l'épaisseur de peau (50 à 100 Â) du métal utilisé sachant que les photons, dans le cadre de l'effet photoélectrique pénètrent dans le métal à une profondeur d'environ 50 à 100 Angstrôms. Il s'ensuit que les électrodes de décharge sont fragiles, sujettes à l'oxydation et à divers autres phénomènes susceptibles de provoquer leur dégradation lente avec le temps.
Ainsi, la présente invention vise un procédé d'injection dans un conducteur d'électrons fournis par une électrode de décharge, qui ne nécessite pas d'appliquer sur la face arrière de l'électrode de décharge un faisceau de particules générateur d'effet photoélectrique.
La présente invention vise également un procédé pour porter à un potentiel électrique visé un conducteur électrique agencé sur un substrat électriquement isolant et se trouvant à un potentiel électrique initial supérieur au potentiel électrique visé.
La présente invention vise également un procédé de test ou de mesure d'éléments électriques intervenant dans la fabrication de circuits électroniques, notamment de test ou de mesure de conducteurs, de composants électriques, de composants électroniques ou de bornes de composants électriques ou électroniques.
La présente invention se base sur une constatation surprenante faite en portant une électrode de collecte à une tension négative pendant qu'un conducteur cible, se trouvant initialement à un potentiel flottant de valeur nulle (masse) , est bombardé par un faisceau de lumière ultraviolette. Initialement, le but d'une telle expérience était de vérifier que le potentiel électrique du conducteur ne changeait pas après le "tir", car les électrons arrachés du conducteur étaient supposés se réinjecter dans celui-ci en raison du champ électrique répulsif généré par la tension négative de l'électrode de 'Collecte. Or, au terme de l 'expérience, le conducteur se trouvait au même potentiel négatif que l'électrode de collecte, ce qui indiquait que le conducteur n'avait pas perdu des électrons et qu' il avait au contraire reçu une quantité significative d'électrons. On en a déduit qu'une partie du faisceau de lumière avait été réfléchie par le conducteur et renvoyée sur l 'électrode de collecte, qui se trouvait alors elle-même soumise à l'effet photoélectrique sous l 'action du faisceau réfléchi, et formait une électrode de décharge. Après étude plus approfondie de l'effet technique ainsi découvert, la présente invention se fonde sur la constatation que les métaux ou matériaux classiquement utilisés pour former les conducteurs d'interconnexion ou recouvrir ceux-ci, notamment le cuivre, l'or, la soudure à l'étain avec ou sans plomb, ainsi que les billes de soudure de type C4 ou BGA., présentent un bon coefficient de réflexion vis-à-vis des faisceaux de particules utilisés pour provoquer l'effet "photoélectrique", en particulier les faisceaux de lumière ultraviolette. Ainsi, l' idée de l 'invention est d'extraire des électrons présents dans une électrode de décharge au moyen d'un faisceau de particules réfléchi issu d'un faisceau incident appliqué sur un conducteur cible et se réfléchissant sur celui-ci. L'électrode de décharge se trouvant frappée par le faisceau depuis sa face avant (par convention la face avant est celle qui se trouve en regard du conducteur cible) au lieu d'être frappée sur sa face arrière, la contrainte imposée par l 'art antérieur, de prévoir une électrode de décharge de très faible épaisseur, devient sans objet.
Ainsi, la présente invention prévoit un procédé pour porter à un potentiel électrique visé un conducteur électrique se trouvant à un potentiel électrique initial flottant supérieur au potentiel électrique visé, comprenant les étapes consistant à disposer à proximité du conducteur au moins une électrode de décharge d'électrons, porter l'électrode de décharge au potentiel électrique visé, et éjecter des électrons de l 'électrode de décharge au moyen d'un faisceau de particules et injecter dans le conducteur les électrons fournis par l'électrode de décharge, procédé dans lequel l 'éjection d'électrons de l 'électrode de décharge comprend l'application à l'électrode de décharge d'un faisceau de particules réfléchi issu de la réflexion sur le conducteur d'un faisceau de particules incident.
Selon un mode de réalisation, le potentiel électrique initial flottant du conducteur est un potentiel de masse ou un potentiel positif relativement au potentiel de masse, et le potentiel électrique visé est un potentiel négatif relativement au potentiel de masse.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend une étape préliminaire consistant à porter le conducteur au potentiel électrique initial.
Selon un mode de réalisation, le conducteur est porté au potentiel initial en portant l 'électrode au potentiel électrique initial et en appliquant au conducteur le faisceau de particules pour que des électrons soient éjectés du conducteur et atteignent l 'électrode en faisant tendre le potentiel électrique du conducteur vers le potentiel électrique de l'électrode, laquelle forme alors une électrode de collecte d'électrons.
Selon un mode de réalisation, le faisceau de particules réfléchi est d'une intensité comprise entre 30 et 85% de l ' intensité du faisceau de particules incident venant frapper le conducteur.
Selon un mode de réalisation, l'électrode de décharge comporte un traitement de surface afin de maximaliser l'éjection d'électrons sous l 'effet du faisceau de particules réfléchi.
Selon un mode de réalisation, le faisceau de particules est un faisceau de lumière ultraviolette.
Selon un mode de réalisation, les électrons éjectés ainsi que le faisceau de particules réfléchi sont canalisés par un orifice pratiqué dans une plaque séparatrice électriquement isolante disposée entre l 'électrode de décharge et le conducteur.
Selon un mode de réalisation, le conducteur électrique est une piste conductrice, une plage de contact ou une borne d'un composant électronique. L' invention concerne également un procédé de test ou de mesure d'éléments électriques au moyen d'au moins une électrode de décharge d'électrons, d'au moins une électrode de collecte d'électrons et d'au moins une source d'un faisceau de particules, comprenant l 'éjection d'électrons présents dans l 'électrode de décharge au moyen du faisceau de particules et l' injection dans un élément des électrons fournis par l 'électrode de décharge, et l 'éjection d'électrons présents dans un élément au moyen du faisceau de particules et la collecte par l'électrode de collecte des électrons éjectés de l 'élément, procédé dans lequel l 'éjection d'électrons présents dans l 'électrode de décharge comprend l 'application à l 'électrode de décharge d'un faisceau de particules réfléchi issu de la réflexion sur au moins un élément d'un faisceau de particules incident.
Selon un mode de réalisation, l 'électrode de décharge et l'électrode de collecte sont de même structure, l'électrode de décharge pouvant former une électrode de collecte ou vice-versa. Selon un mode de réalisation visant à tester l 'isolement électrique entre deux éléments, le procédé comprend les étapes consistant à porter un premier élément à un premier potentiel électrique en éjectant des électrons présents dans le premier élément, porter un second élément à un second potentiel électrique inférieur au premier potentiel électrique en injectant des électrons dans le second élément, et mesurer le potentiel électrique d'au moins l 'un des éléments, après un laps de temps.
Selon un mode de réalisation visant à tester ou mesurer une résistance, une capacité ou une self-inductance, le procédé comprend les étapes consistant à tirer un premier élément vers un premier potentiel électrique en éjectant des électrons du premier élément, tirer un second élément vers un second potentiel électrique inférieur au premier potentiel électrique, en injectant des électrons dans le second élément, et mesurer une charge électrique circulant entre le premier et le second éléments.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend l 'utilisation d'une plaque de décharge et de collecte d'électrons comportant une pluralité d'électrodes, chacune pouvant former une électrode de décharge d'électrons dans un élément ou une électrode de collecte d'électrons éjectés d'un élément, et comportant entre les électrodes des espacements permettant à une partie du faisceau de particules de traverser la plaque de décharge et de collecte d'électrons et d'atteindre des éléments.
Selon un mode de réalisation, chaque électrode est accessible individuellement pour l'application à l'électrode d'un potentiel électrique.
Selon un mode de réalisation, les électrodes comportent un traitement de surface afin de maximaliser l'éjection d'électrons présents dans les électrodes sous l 'effet du faisceau de particule réfléchi. Selon un mode de réalisation, chaque électrode comprend une grille de conducteurs fins.
Selon un mode de réalisation, chaque électrode comprend un pavé d'un matériau conducteur.
Selon un mode de réalisation, la plaque de décharge et de collecte d'électrons comprend des électrodes disposées de façon matricielle, en lignes et en colonnes.
Selon un mode de réalisation, la plaque de décharge et de collecte d'électrons comprend des électrodes parallèles entre elles. Selon un mode de réalisation, la plaque de décharge et de collecte d'électrons comprend des électrodes en forme de bandes rectilignes.
Selon un mode de réalisation, le procédé comprend l 'utilisation d'une plaque séparatrice électriquement isolante entre la plaque de décharge et de collecte d'électrons et des éléments, la plaque séparatrice comprenant des orifices à des emplacements correspondant à des points d'injection ou de collecte d'électrons, et formant des couloirs de circulation des électrons et de canalisation du faisceau de particules. Selon un mode de réalisation, le faisceau de particules est un faisceau de lumière ultraviolette.
Selon un mode de réalisation, un élément électrique est au moins l'un des éléments suivants : un conducteur électrique, un composant électrique, un composant électronique, une borne d'un conducteur électrique ou une borne d'un composant électrique ou électronique. L'invention concerne également -un procédé de fabrication d'un support d'interconnexion ou d'un circuit électronique agencé sur un support d'interconnexion, le support d'interconnexion ou le circuit électronique comprenant des éléments électriques, le procédé comportant une étape de test ou de mesure de tout ou partie des éléments électriques du support d'interconnexion ou du circuit électronique mise en œuvre conformément au procédé de test ou de mesure selon l' invention.
L'invention concerne également un dispositif de test ou de mesure d'éléments électriques, comprenant au moins une source d'un faisceau de particules, au moins une plaque de décharge et de collecte d'électrons comportant une pluralité d'électrodes pouvant être portées individuellement à un potentiel électrique, une unité de contrôle et de mesure, pour contrôler le faisceau de particules et les potentiels électriques appliqués aux électrodes, et mesurer des charges électriques circulant à travers les électrodes, le dispositif étant agencé pour éjecter des électrons présents dans des électrodes au moyen du faisceau de particules et injecter dans des éléments les électrons fournis par les électrodes, et éjecter des électrons présents dans des éléments au moyen du faisceau de particules et collecter dans des électrodes les électrons éjectés des éléments, caractérisé en ce qu'il est agencé pour éjecter des électrons présents dans des électrodes en appliquant aux électrodes un faisceau de particules réfléchi issu de la réflexion sur au moins un élément d'un faisceau de particules incident.
Selon un mode de réalisation, le dispositif est agencé pour conduire une séquence de test de l'isolement électrique entre deux éléments en effectuant les opérations suivantes : porter un premier élément à un premier potentiel électrique en éjectant des électrons présents dans le premier élément, porter un second élément à un second potentiel électrique inférieur au premier potentiel électrique en injectant des électrons dans le second élément, et mesurer le potentiel électrique d'au moins l'un des éléments, après un laps de temps. Selon un mode de réalisation, le dispositif est agencé pour conduire une séquence de test ou de mesure d'une résistance, d'une capacité ou d'une self-inductance en effectuant les opérations suivantes : tirer un élément vers un premier potentiel électrique en éjectant des électrons du premier élément, tirer un second élément vers un second potentiel électrique inférieur au premier potentiel électrique, en injectant des électrons dans le second élément, et mesurer une charge électrique circulant entre le premier et le second élément.
Selon un mode de réalisation, la plaque de décharge et de collecte d'électrons comporte une pluralité d'électrodes de même structure, chacune pouvant former une électrode de décharge d'électrons dans un élément ou une électrode de collecte d'électrons éjectés d'un élément, et comporte, entre les électrodes, des espacements permettant à une partie du faisceau de particules de traverser la plaque de décharge et de collecte d'électrons et d'atteindre des éléments.
Selon un mode de réalisation, les électrodes de la plaque de décharge et de collecte d'électrons comportent un traitement de surface afin de maximaliser l 'éjection d'électrons présents dans les électrodes sous l 'effet du faisceau de particule réfléchi. Selon un mode de réalisation, la plaque de décharge et de collecte d'électrons comprend des électrodes comportant une grille de conducteurs fins.
Selon un mode de réalisation, la plaque de décharge et de collecte d'électrons comprend des électrodes comportant un pavé d'un matériau électriquement conducteur.
Selon un mode de réalisation, la plaque de décharge et de collecte d'électrons comporte les électrodes disposées de façon matricielle, en lignes et en colonnes.
Selon un mode de réalisation, la plaque de décharge et de collecte d'électrons comprend des électrodes parallèles entre elles.
Selon un mode de réalisation, la plaque de décharge et de collecte d'électrons comprend des électrodes en forme de bandes rectilignes. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend une plaque séparatrice électriquement isolante disposée ou à disposer entre la plaque de décharge et de collecte d'électrons et les éléments, la plaque séparatrice comprenant des orifices à des emplacements correspondant à des points d'injection ou de collecte d'électrons et formant des couloirs de circulation des électrons et de canalisation du faisceau de particules. Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend au moins une source d'un faisceau de lumière ultraviolette.
Selon un mode de réalisation, un élément électrique est au moins l 'un des éléments suivants : un conducteur électrique, un composant électrique, un composant électronique, une borne d'un conducteur électrique ou une borne d'un composant électrique ou électronique.
Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante du procédé de l ' invention et d'un dispositif de test selon l 'invention, faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : les figures IA, IB précédemment décrites illustrent respectivement un procédé classique d'injection d'électrons dans un conducteur et un procédé classique d'éjection d'électrons présents dans le conducteur,
- les figures 2A et 2B illustrent respectivement un procédé selon l 'invention d'injection d'électrons dans un conducteur et un procédé d'éjection d'électrons présents dans le conducteur,
- la figure 3 illustre un procédé selon l' invention pour canaliser un flux d'électrons,
- la figure 4 illustre la mise en oeuvre d'un test de continuité au moyen du procédé selon l'invention,
- la figure 5 représente un premier mode de réalisation d'une plaque de décharge et de collecte selon l 'invention, et représente également sous forme de blocs un organe de contrôle et de mesure d'un dispositif de test selon l' invention,
- la figure 6 illustre un exemple d'utilisation de la plaque de décharge et de collecte de la figure 5 pour la mise en œuvre d'un test de continuité, - la figure 7 .représente un second mode de réalisation d'une plaque de décharge et de collecte selon l' invention, et - la figure 8 représente un troisième mode de réalisation d'une plaque de décharge et de collecte selon l'invention.
La figure 2A est une vue en coupe illustrant un procédé selon l' invention d'injection d'électrons dans un conducteur à tester. La figure 2B est une vue en coupe illustrant un procédé d'éjection d'électrons présents dans le conducteur. Le second procédé est en soi classique, mais sa combinaison avec le premier forme un aspect de l 'invention.
Les deux procédés sont appliqués ici à un conducteur 10 agencé sur un substrat isolant 12 d'un support d' interconnexion comprenant divers autres conducteurs (non représentés) . Ils sont mis en oeuvre au moyen d'une plaque 20 de décharge et de collecte d'électrons et d'un faisceau de particules BI générateur d'effet photoélectrique, ici un faisceau de lumière ultraviolette, en présence d'un vide primaire (vide partiel) . La zone d'impact photoélectrique, ou point de test, est ici une plage de contact 11 du conducteur 10 recouverte par une couche de soudure 13.
La plaque de décharge et de collecte 20 comprend une plaque support en silice 21 transparente ou partiellement transparente aux rayons ultraviolets, dont la face avant (coté conducteur 11) comporte une pluralité d'électrodes 22, 22 ' . Les électrodes 22, 22 ' sont accessibles individuellement pour l 'application à chaque électrode d'un potentiel électrique. Le faisceau de lumière incident BI est appliqué sur la face arrière de la plaque support 21, selon un angle d'incidence qui est ici perpendiculaire à la plaque support 21, et traverse la plaque support 21 pour atteindre la zone d'impact photoélectrique. La plaque support 21 est maintenue parallèle au substrat 12, de manière que le conducteur 10 se trouve à une distance d des électrodes 22, 22 ' selon un axe perpendiculaire au plan du substrat.
Les électrodes 22, 22 ' sont ici de même structure et de même épaisseur, chacune étant formée par une couche mince de métal d'une épaisseur de l 'ordre de quelques centaines de nanomètres, déposée sur la plaque support 21. Comme cela sera décrit dans ce qui suit, les électrodes 22, 22 ' peuvent être de forme carrée (fig. 5 et 6) et disposées de façon matricielle (en lignes et en colonnes) ou former des bandes parallèles (fig. 7) . La taille des électrodes et leur espacement sont choisis de manière que le faisceau incident BI traverse partiellement la plaque de décharge et de collecte 20 et atteigne la zone cible. Par exemple, un agencement des électrodes 22, 22 ' considéré comme satisfaisant est tel que 30 à 60% environ du faisceau incident BI atteigne la zone d' impact, le reste du faisceau BI étant réfléchi ou absorbé par la face arrière des électrodes 22, 22 ' . A cet effet, les électrodes 22, 22 ' sont ici d'une largeur inférieure à celle de la plage de contact 11, de sorte que plusieurs électrodes se trouvent au voisinage immédiat de la zone d'impact photoélectrique (électrodes référencées 22) tandis que d'autres se trouvent en dehors de la zone d'impact (électrodes référencées 22 ' ) .
Sur la figure 2A, les électrodes 22 sont portées à un potentiel électrique Vn inférieur au potentiel électrique Vf du conducteur 10, qui est un potentiel flottant. Si nécessaire, le potentiel Vf peut être préalablement initialisé à une valeur connue supérieure à Vn. Le conducteur 10 peut par exemple être mis à la masse ou être porté à un potentiel positif par divers moyens connus (balai de carbone, bombardement ionique) voire au moyen du procédé représenté sur la figure 2B et décrit ci-après. Ainsi, le potentiel électrique Vn est imposé par une tension négative ou nulle (potentiel de masse) si le potentiel flottant Vf est un potentiel positif.
Conformément aux constatations sur lesquelles se base l'invention, le faisceau de lumière incident BI se réfléchit sur la plage 11 du conducteur 10 pour former un faisceau de lumière réfléchi BR qui est renvoyé sur les électrodes 22. Le faisceau de lumière réfléchi BR comprend environ 30 à 85% de l'intensité du faisceau de lumière incident BI, selon le matériau formant ou recouvrant les zones cibles, des matériaux comme l'or présentant les coefficients de réflexion les plus élevés constatés. On observe ainsi un double effet photoélectrique : 1) le premier effet photoélectrique, ou "effet photoélectrique direct" , est produit par l ' impact du faisceau incident BI sur la plage 11 du conducteur 10 et conduit à l'éjection d'électrons de type "el" qui se trouvent renvoyés dans le conducteur 10 en raison du champ électrique répulsif E = (Vn - Vf) /d qui règne entre les électrodes 22 et le conducteur 10.
2) le second effet photoélectrique, ou "effet photoélectrique indirect", est produit par l'impact du faisceau réfléchi BR sur les électrodes 22 et conduit à l 'éjection d'électrons de type "e2" qui se trouvent projetés sur le conducteur 10 par le champ électrique répulsif et sont absorbés par celui-ci.
Ainsi, le conducteur 10 se charge négativement (charge de sa capacité parasite) et son potentiel électrique tend vers celui des électrodes 22. Au terme du processus, le conducteur 10 est au potentiel Vn. La durée du processus est typiquement de l'ordre de quelques nanosecondes et détermine la durée d'un tir photoélectrique. Sur la figure 2B, les électrodes 22 en regard de la plage 11 du conducteur 10 sont portées à un potentiel électrique Vp supérieur au potentiel électrique Vf du conducteur 10. Si nécessaire, le potentiel Vf est initialisé à une valeur inférieure à Vp, par exemple le potentiel de masse ou encore le potentiel Vn obtenu au moyen du procédé d'injection d'électrons décrit ci- dessus. Comme précédemment, une partie de l' intensité du faisceau de lumière incident BI se réfléchit sur la plage 11 du conducteur 10 pour former un faisceau de lumière réfléchi BR qui est renvoyé sur les électrodes 22. On observe de nouveau un effet photoélectrique direct et un effet photoélectrique indirect mais ici l'effet photoélectrique direct est prépondérant tandis que. l'action de l'effet photoélectrique indirect est neutralisée par le champ électrique attractif E' = (Vd - Vf) /d qui règne entre les électrodes 22 et le conducteur 10. Ainsi, l ' impact du faisceau incident BI sur la plage 11 du conducteur 10 provoque l'éjection d'électrons de type "el" qui sont "aspirés" par les électrodes 22 en raison du champ électrique attractif, tandis que l' impact sur les électrodes 22 du faisceau de lumière réfléchi BR conduit à l 'éjection d'électrons de type "e2" qui se trouvent renvoyés dans les électrodes 22 par le champ électrique attractif. Ainsi, le conducteur 10 perd des électrons et son potentiel électrique tend vers le potentiel positif Vp des électrodes 22. Au terme du processus, qui est d'une même durée que celui permettant de porter le conducteur au potentiel Vn si les rendements des deux procédés ont été équilibrés, le conducteur se trouve au potentiel Vp.
Il découle de ce qui précède qu'une électrode 22 selon l'invention forme indifféremment une électrode de décharge (figure 2A) ou une électrode de collecte (figure 2B) selon la différence de potentiel imposée entre l 'électrode et le conducteur à tester. Ainsi, la combinaison des deux procédés permet de réaliser une plaque de décharge et de collecte homogène ne comprenant que des électrodes de même structure, ce qui constitue un avantage important au plan industriel.
Le procédé d' injection d'électrons selon l ' invention peut toutefois être mis en œuvre isolément, par exemple pour le test de conducteurs de type C4-to-BGA, en disposant les points de test de type BGA sur un lit à clous relié à un potentiel de référence et en effectuant une injection d'électrons sur les points de test de type C4.
Il peut être souhaité que les rendements respectifs du procédé d'injection d'électrons et du procédé d'éjection d'électrons soient équilibrés. L'intérêt d'un équilibrage des rendements est d'obtenir la même aptitude à l'ajustement du potentiel électrique d'un conducteur dans un laps de temps correspondant à la durée d'un tir, qu' il s 'agisse d'un ajustement par injection ou par éjection d'électrons. Pour fixer les idées, supposons que le faisceau de lumière incident BI atteignant le conducteur 10 présente 50% de l ' intensité du faisceau de lumière initial appliqué à la plaque support 21 en raison des pertes par réflexion sur des zones conductrices du collecteur, notamment la face arrière des électrodes et divers éléments d'interconnexion des électrodes décrits plus loin. Supposons également que le conducteur cible et les électrodes présentent des coefficients de réflexion voisins de l'ordre de 0, 5. Dans ces conditions, l 'effet photoélectrique direct met en jeu 25% de l'énergie du faisceau de lumière initial tandis que l'effet photoélectrique indirect met en jeu 12, 5% de l'énergie du faisceau de lumière initial.
L'équilibrage des rendements peut être obtenu en appliquant aux électrodes 22 un traitement de surface, par exemple une couche antireflet électriquement conductrice. Il peut s 'agir d'un empilement de couches métalliques ou semi-conductrices réalisant une fonction antireflet, même imparfaite. Au lieu d'augmenter l' absorption du faisceau ultraviolet avec un antireflet ou absorbant de surface, on peut également maximiser l'éjection d'électrons en prévoyant une couche de revêtement présentant un faible travail de sortie ("work fonction") de ses électrons, voire en rendant rugueuse la surface des électrodes, pour augmenter leur interface (surface frontière) avec le milieu extérieur. Encore une autre solution est d'augmenter l'énergie du faisceau incident lors de la mise en œuvre du procédé d'injection d'électrons par effet photoélectrique indirect, en d'autres termes moduler l'énergie du faisceau de particules ou de lumière selon que l'on éjecte ou que l'on injecte des électrons dans un conducteur. L'homme de l 'art notera que les divers phénomènes intervenant dans l'effet technique obtenu sont présentés ici d'une façon simplifiée. L'étude de ces phénomènes et leur modélisation mathématique, pour l'obtention de paramètres permettant d'optimiser la mise en œuvre de l ' invention pour l 'obtention de rendements similaires entre l'effet photoélectrique direct et l'effet photoélectrique indirect, font notamment intervenir la notion d'angle solide. Plus particulièrement, si "II" est l' indice de réflexion du conducteur 10 dont le potentiel est à imposer, et 12 l' indice de réflexion des électrodes 22, et "AS" l'angle solide moyen sous lequel les électrodes 22 sont- vues depuis la plage conductrice 11, l 'obtention de rendements similaires implique que :
(1-11) = II * (1-12) * AS
A titre d'exemple numérique, si 11=12=0, 5, alors AS doit être égal à 2, sachant qu'un angle solide correspondant à une sphère complète est de 4π. Il n'entre toutefois pas dans le cadre de la présente demande de développer plus avant les aspects théoriques de la présente invention, qui sont en soi à la portée de l 'homme de l 'art à la lumière des informations divulguées ici. Egalement, les rayons lumineux formant le faisceau de lumière réfléchi BR sont représentés sur la figure 2A (ainsi que sur les figures 2B et 3 décrites plus loin) sous forme de flèches en traits pointillés ayant une orientation qui peut paraître arbitraire en considérant la forme représentée de la zone d' impact du faisceau incident BI et en appliquant les règles de l'optique géométrique. Ces flèches illustrent le caractère multidirectionnel de l 'orientation du faisceau de lumière réfléchi BR, qui couvre un angle solide englobant les électrodes 22, et montrent que l'effet technique selon l ' invention peut être obtenu avec tous types de cibles photoélectriques, notamment des plages en or ou en cuivre, des plages étamées, des plages portant des microbilles de soudure de type C4 ou des billes de soudure de type BGA..
Un objectif devant être atteint pour optimiser la mise en œuvre de l'invention est de former un couloir de circulation des électrons pour éviter que ceux-ci n'atteignent des conducteurs voisins. Suivant une solution décrite dans la demande WO 01/38892, les électrodes 22 ' se trouvant au voisinage des électrodes utiles 22 sont portées à un potentiel électrique Vr fortement répulsif, par exemple -10V si les potentiels Vn et Vp sont respectivement de l 'ordre de 0 à -5 V et de l'ordre de 0 à +5V. Comme illustré par des traits pointillés 25 sur les figures 2A et 2B, il se forme alors un couloir de circulation des électrons délimité par un champ électrique fortement répulsif qui entoure la zone d' impact photoélectrique et de circulation des électrons.
Suivant une solution alternative illustrée en figure 3, simple et peu coûteuse, une plaque séparatrice 30 est disposée entre le substrat 12 et la plaque de décharge et de collecte 20. Une telle plaque séparatrice 30 est en un matériau électriquement isolant, par exemple de l'époxy, et présente des orifices 31 à des emplacements correspondant aux points de test du support d' interconnexion, soit les points d' injection ou d'éjection des électrons. Une telle plaque séparatrice présente divers avantages : - elle empêche les électrons éjectés de la plage 11 ou des électrodes 22 d'atteindre les conducteurs voisins ou d'atteindre les électrodes 22 ' voisines, et à ce titre elle remplace le champ électriqμe fortement répulsif décrit plias haut,
- elle empêche les rayons lumineux réfléchis sur la plage 11 d'atteindre des électrodes 22 ' ne devant pas intervenir dans l'effet photoélectrique direct ou indirect, ce qui constitue un avantage supplémentaire par rapport à l 'utilisation d'un champ électrique répulsif, les réflexions parasites ne constituant toutefois pas un problème rédhibitoire,
- elle permet de régler avec précision la distance d entre les électrodes 22, 22 ' et les zones cibles,
- comme il n'est plus nécessaire de prévoir un champ électriqμe fortement répulsif pour canaliser les électrons, elle permet de réaliser une machine de test qui n'utilise que les deux tensions primaires Vn et Vp pour conduire des tests d' isolement ou de continuité de conducteurs, la tension répulsive Vr n'étant plus nécessaire.
Il en résulte une simplification de la structure de la plaque de décharge et de collecte qui ne comprend alors que des conducteurs assurant l 'amenée des deux tensions primaires Vn, Vp aux électrodes de décharge et de collecte, comme cela sera vu plus loin.
Une séquence de test d' isolement du conducteur 10 est effectuée d'une manière en soi classique mais en utilisant ici l'effet photoélectrique direct et/ou l 'effet photoélectrique indirect. Considérons à titre d'exemple simplifié que l' isolement du conducteur 10 doit être testé relativement à un second conducteur 10 ' (non représenté) . La séquence de test d'isolement est par exemple conduite de la manière suivante : 1) le conducteur 10 est tout d'abord porté à un potentiel de référence, par exemple la masse, d'une manière conventionnelle
(par exemple avec un balai en carbone) ou en utilisant l'effet photoélectrique indirect ou direct. Dans ce cas, les électrodes 22 sont portées au potentiel de la masse et un tir de lumière ultraviolette est déclenché. Le sens de circulation des électrons pour amener le conducteur 10 au potentiel de la masse dépend de son potentiel initial. En d'autres termes, il n'est pas nécessaire de se préoccuper de savoir si le résultat obtenu est causé par l 'effet photoélectrique direct ou indirect.
2) le conducteur 10 est ensuite porté au potentiel Vp en appliquant la tension Vp aux électrodes 22 et en appliquant au
5 conducteur 10 un tir de lumière ultraviolette.
3) le second conducteur 10 ' est porté à la masse, par exemple de la même manière que le conducteur 10, puis est laissé flottant.
4) après un laps de temps, un tir de lumière ultraviolette est effectué sur le conducteur 10 ' , en appliquant la tension Vp aux
10 électrodes 22.
Les électrons circulant entre les électrodes 22 et le conducteur 10' au cours de l 'étape 4) sont comptés pour déterminer la quantité d'électricité échangée Q. Si la quantité d'électricité mesurée Q correspond à une quantité d'électricité de référence Qr
15 déterminée au cours d'une étape d'étalonnage, on en déduit que le conducteur 10' était toujours au potentiel de masse au moment du tir, de sorte que son isolement vis à vis du conducteur 10 est assuré (et réciproquement) . Si la quantité d'électricité Q est nulle, cela signifie que le potentiel électrique du conducteur 10'
20 est passé de la tension 0 à la tension Vp pendant le laps de temps susmentionné, en raison d'un défaut d'isolement important. Si la quantité d'électricité Q n'est pas nulle mais inférieure à Qr, on en déduit que le potentiel électrique du conducteur 10' est passé de la masse à une tension située entre la masse et la tension Vp
25 pendant le laps de temps susmentionné, et que son isolement par rapport au conducteur 10 n'est pas parfait. Plus particulièrement, dans le cadre d'un test d' isolement de type "tout ou rien", le conducteur est alors considéré comme défectueux (dans ce cas l'ensemble du support d'interconnexion est rejeté) . Dans le cadre
30 d'un test d'isolement quantitatif ou d'une mesure de résistance, la quantité mesurée Q et la durée du laps de temps permettent de déterminer la résistance d'isolement entre les conducteurs 10, 10 ' en se référant à des abaques, et de décider si celle-ci est supérieure ou inférieure à un seuil de rejet du support - 35 d'interconnexion.
L'isolement étant en pratique testé entre chaque conducteur et tous les autres conducteurs d'un support d'interconnexion, ce procédé de test d'isolement entre deux conducteurs est destiné à être appliqué par itération à l 'ensemble des paires de conducteurs devant être testées sur un support. Toutefois, afin d'éviter de tester chaque paire de conducteurs, l ' isolement d'un conducteur par rapport à un groupe de conducteurs peut être testé globalement et de façon itérative. Par exemple, tous les conducteurs sont initialisés à la masse et un premier conducteur est porté à la tension Vp et est testé par rapport aux autres. Si sa tension reste égale à Vp, le conducteur est bien isolé. Après chaque test d'un conducteur par rapport au groupe des autres conducteurs, un nouveau conducteur est sorti du groupe et est porté à la tension Vp (en laissant les conducteurs précédemment testés à la tension Vp) et ainsi de suite jusqu'à ce que le groupe de conducteurs initial ne comporte plus qu'un conducteur et qu' il ne reste qu'un groupe de conducteurs à la tension Vp. Lorsqu'un défaut est détecté entre un conducteur et un groupe de conducteurs, le processus de test global peut être interrompu pour tester le conducteur en défaut relativement à chacun des conducteurs du groupe. Ce procédé de test d' isolement est par ailleurs susceptible de diverses variantes de réalisation, notamment en ce qui concerne les potentiels électriques utilisés. Par exemple, un potentiel négatif pourrait être utilisé à la place du potentiel de masse.
Une séquence de test de continuité du conducteur 10 est illustrée sur la figure 4. Le conducteur 10, représenté en coupe longitudinale, présente à l'une de ses extrémités la plage de contact 11 déjà décrite et présente à son autre extrémité une plage de contact 11 ' . Les électrodes en regard de la plage 11 sont désignées 22a et celles en regard de l 'extrémité 11 ' sont désignées 22b. La séquence de test est conduite ici en utilisant la plaque séparatrice 30, qui présente un orifice 31 de circulation des électrons entre la plage 11 et les électrodes 22a et un orifice 31' de circulation des électrons entre la plage 11 ' et les électrodes 22b. Les électrodes 22a sont portées au potentiel Vn (par exemple OV) par une source de tension VGENl, par l' intermédiaire d'un circuit d'acquisition et de mesure AMCTl. Les électrodes 22b sont portées au potentiel Vp (par exemple 5V) par une source de tension VGEN2, par l'intermédiaire d'un circuit d'acquisition et de mesure AMCT2. La séquence de test fait également intervenir deux sources Sl, S2 de lumière ultraviolette et deux miroirs motorisés Ml, M2 dont l'orientation est pilotée par une unité CMJ de contrôle et de mesure. Les circuits AMCTl, AMCT2 sont également reliés à l'unité CMU pour l 'exploitation des résultats de mesure.
La source Sl fournit un faisceau de lumière incident BIl qui est envoyé par le miroir Ml sur la plage 11 et la source S2 fournit un faisceau de lumière incident BI2 qui est envoyé par le miroir M2 sur la plage 11' . Ainsi, la plage 11 est tirée vers le potentiel Vh par effet photoélectrique indirect (injection d'électrons) tandis que la plage 11' est tirée vers le potentiel Vp par effet photoélectrique direct (éjection d'électrons) , et des électrons circulent dans le conducteur (schématisés par un courant I dont le sens est l ' inverse du sens de circulation des électrons) . La charge électrique Q collectée par la plage 11' est mesurée de préférence en mode différentiel par les circuits AMCTl, AMCT2 (respectivement charge injectée dans la plage 11 et charge extraite de la plage 11' ) afin de détecter des phénomènes parasites éventuels qui pourraient provoquer une perte et/ou une injection de charges électriques dans la boucle de test. Des abaques élaborés au cours d'une phase d'étalonnage du dispositif permettent à l'unité CMQ d'en déduire la valeur de la résistance série R du conducteur 10, qui est fonction de la charge collectée.
Ainsi, ce procédé peut être exploité en tant que procédé de mesure de résistance, indépendamment du test de conducteurs, par exemple pour la mesure de composants résistifs. Suivant le même principe, une valeur "C" de capacité peut être mesurée entre deux conducteurs en vertu de la relation existant entre la capacité, la charge électrique "Q" et la tension appliquée "V" (Q = CV) . Egalement, une valeur de self-inductance peut être mesurée.
De plus, bien que les exemples décrits ici soient relatifs au test de conducteurs, l'invention s'applique également au test de composants électriques ou à la mesure de leurs caractéristiques électriques (résistances, capacités et self-inductances) . De tels composants peuvent être testés dans une configuration isolée ou en étant fixés sur un support d'interconnexion. Le faisceau ultraviolet générateur d'effet photoélectrique peut être appliqué directement sur les bornes de composants à tester ou sur des pistes conductrices d'interconnexion auxquelles ces composants sont reliés (test dit "in situ", une fois les composants montés) .
L'invention n'est également pas limitée au test de composants passifs et peut également être appliquée au test ou à la mesure de composants électroniques actifs. Il est bien connu qu'un composant actif se modélise sous forme d'un ensemble de composants passifs, un transistor MOS étant par exemple modélise en une somme de capacités et de résistances. L'injection/extraction d'électrons sur des bornes d'un composant actif permet de déterminer les caractéristiques électriques du composant. L'injection/extraction d'électrons dans des composants passifs ou actifs peut par ailleurs être réalisée au moyen d'une plaque de décharge et de collecte comportant des électrodes de forme adaptée aux bornes de composants, notamment des composants à montage de surface (CMS) .
La figure 5 représente sous forme de blocs l'architecture générale d'un dispositif de test 40 selon l'invention. Le dispositif 40 comprend la plaque de décharge et de collecte 20, l'unité de contrôle et de mesure CMU, par exemple un microcontrôleur, et divers organes périphériques de l'unité CMU, à savoir : - les sources de lumière ultraviolette Sl, S2 précédemment décrites (non représentées sur la figure) , les miroirs motorisés Ml, M2 précédemment décrits (non représentés sur la figure) ,
- les circuits AMCTl, AMCT2 précédemment décrits, - les sources de tension VGENl, VGEN2 précédemment décrites,
- une source de tension VGEN3 pour fournir la tension répulsive Vr (lorsque la plaque séparatrice n'est pas utilisée) ,
- un décodeur de ligne LDECl, et
- trois décodeurs de colonne CDECl, CDEC2, CDEC3. Le décodeur CDECl est alimenté électriquement par le générateur VGENl, par l'intermédiaire du circuit ,AMCTl. Le décodeur CDEC2 est alimenté électriquement par le générateur VGEN2, par l ' intermédiaire du circuit AMCT2, et le décodeur CDEC3 est alimenté électriquement par le générateur VGEN3.
La plaqμe de décharge et de collecte 20 comprend une pluralité d' électrodes 22 agencées en lignes et en colonnes, chacune ayant un rang de ligne "i" et un rang de colonne "j " . Quatre électrodes 22 seulement sont représentées sur la figure dans un souci de simplicité. Chaque électrode 22 de rang i, j comprend :
- une plage métallique 220 formant l 'électrode proprement dite, pour émettre ou collecter des électrons, ici de forme carrée et formée par une grille de conducteurs fins (une couche monobloc de dépôt métallique pouvant également être prévue) ,
- un transistor-interrupteur 221 dont la grille de contrôle est reliée à une sortie du décodeur IDECl par l' intermédiaire d'une ligne de sélection de ligne LSELIi, dont le drain est relié à une sortie du décodeur CDECl par l ' intermédiaire d'une ligne de sélection de colonne CSELIj , et dont la source est reliée à l 'électrode 220,
- un transistor-interrupteur 222 dont la grille de contrôle est reliée à une sortie du décodeur LDECl par l ' intermédiaire d'une ligne de sélection de ligne LSEL2i, dont le drain est relié à une sortie du décodeur CDEC2 par l ' intermédiaire d'une ligne de sélection de colonne CSEL2J , et dont la source est reliée à l 'électrode 220, - un transistor-interrupteur 223 dont la grille de contrôle est reliée à une sortie du décodeur LDECl par l ' intermédiaire d'une ligne de sélection de ligne LSEL3i, dont le drain est relié à une sortie du décodeur CDEC3 par l ' intermédiaire d'une ligne de sélection de colonne CSEL3J , et dont la source est reliée à l 'électrode 220,
- une capacité de mesure CS, reliant l ' électrode 220 à un potentiel de référence, ici la tension Vr fournie sur la ligne CSEL3J par le décodeur CDEC3. Cette capacité CS est par exemple la capacité parasite de l 'un des transistors 221 à 223, ou la capacité parasite résultante formée par les capacités parasites de chacun des transistors . Elle forme un moyen de stockage temporaire des charges collectées lors d'un tir, et permet aux circuits AMCTl, AMCT2 de mesurer des quantités d'électricité échangées par effet photoélectrique. Ainsi, -une fois le tir terminé, la charge stockée est vidée en mettant à la masse le conducteur à laquelle elle est reliée, pour récupérer et mesurer la charge Q prélevée lors du tir, ce qui permet, comme indiqué plus haut, d'en déduire une valeur de résistance série.
Pour la sélection des électrodes 22 et l 'application aux électrodes sélectionnées de l'une des tensions Vp, Vn, Vr, l'unité CMU fournit les signaux suivants au décodeur IiDECl : - un signal d'adresse de ligne ADLl qui désigne les lignes T1S1RTiI devant être activées pour rendre passants les transistors- interrupteurs reliés à ces lignes,
- un signal d'adresse de ligne ADL2 qui désigne les lignes LSEL2 devant être activées pour rendre passants les transistors- interrupteurs reliés à ces lignes, et
- un signal d'adresse de ligne ADL3 qui désigne les lignes LSEL3 devant être activées pour rendre passants les transistors- interrupteurs reliés à ces lignes,
L'unité CMU fournit également les signaux suivants aux décodeurs CDECl à CDEC3 :
- au décodeur CDECl, un signal d'adresse de colonne ADCl qui désigne les lignes CSELl devant recevoir la tension Vp,
- au décodeur CDEC2, un signal d'adresse de colonne ADC2 qui désigne les lignes CSRT.2 devant recevoir la tension Vn, et - au décodeur CDEC3, un signal d'adresse de colonne ADC3 qui désigne les lignes CSEL3 devant recevoir la tension Vr.
Un tel adressage multiplexe utilisant les tensions Vp, Vn, Vr comme signaux de sélection de colonnes, permet à l'unité CMQ d'appliquer indépendainment à chacune des électrodes l'une des tensions précitées.
Pour fixer les idées, la figure 6 représente par une vue de dessus un exemple de sélection d'électrodes 22 pour l 'application d'un test de continuité à un conducteur de type C4-to-C4. Le conducteur se trouve sous la plaque de décharge et de collecte 20 et est représenté en traits pointillés, par transparence. Il présente deux plages d'extrémité C41, C42 pourvues de microbilles de soudure (non visibles sur la figure) et formant deux points de test pour le test de continuité. Les électrodes sont représentées schématiquement sous forme de carrés, sans tenir compte des lignes de sélection et des transistors décrits plus haut (l 'espacement réel entre les électrodes métalliques utiles 220 étant ainsi supérieur à celui qui apparaît sur la figure 6) . En attribuant un rang i allant de 1 à 6 aux six lignes d'électrodes 22 représentées (du haut vers de bas) et un rang j allant de 1 à 8 aux huit colonnes d'électrodes 22 représentées (de la gauche vers la droite) , l 'unité CMJ applique aux décodeurs LDECl et CDECl à CDEC3 des signaux d'adresse tels que :
- les électrodes de rang (2, 2) , (2, 3) , (3, 2) , (3, 3) se trouvant sous la plage C41 reçoivent la tension Vp (hachurage vertical) , afin de porter la plage C41 à la tension Vp par effet photoélectrique direct, - les électrodes de rang (4, 6) , (4, 7) , (5, 6) , (5, 7) , (6, 6) , (6, 7) s ' étendant en tout ou en partie sous la plage C41 reçoivent la tension Vn (hachurage transversal) pour porter la plage C41 à la tension Vn par effet photoélectrique indirect, et
- les électrodes de rang (2, 5) , (3,4) , (3, 5) , (3 , 6) , (4, 3) , (4, 4) , (4, 5) , (5, 4) s ' étendant entre les zones d' impact photoélectrique reçoivent la tension répulsive Vr (hachurage horizontal) pour délimiter les canaux de circulation des électrons .
La figure 7 représente une plaque 200 de décharge et de collecte selon l ' invention dans laquelle les électrodes précédemment décrites sont remplacées par des bandes conductrices 230-1, 230-2, ...230-i parallèles entre elles et ici de forme rectiligne, des bandes en forme de zigzag, en "Z" , en "S" ... pouvant également être prévues. La structure de la plaque de décharge et de collecte s 'en trouve donc considérablement simplifiée. Les bandes 230-i sont pilotées en tension et en sélection par un décodeur de ligne LDEC2 recevant seulement les tensions Vp et Vn comme tensions à multiplexer, et recevant seulement deux signaux d'adresse ADLl, ADL2 désignant respectivement les bandes devant recevoir la tension Vp et les bandes devant recevoir la tension Vn. Le transport de la tension répulsive Vr est ainsi supprimé, ce qui implique l 'utilisation d'une plaque séparatrice électriquement isolante. La plaque de décharge et de collecte 200 permet comme la précédente de conduire des tests d'isolement et de continuité sur tous types de conducteurs. A titre d'exemple, considérons qu'un test d' isolement doit être conduit entre deux plages conductrices, par exemple de type C4, appartenant à des équipotentielles (conducteurs) différentes, désignées C43 et C44 sur la figure 7. Pour conduire ce test, la bande conductrice 230-2 passant au- dessus de la plage C43 est portée au potentiel Vn, tandis que les bandes conductrices 230-6, 230-7 passant en tout ou en partie au- dessus de la plage C44, sont portées à la tension Vp. Uh premier tir de lumière ultraviolette est effectué au-dessus des plages C43, C44 pour les porter respectivement à la tension Vn et à la tension Vp. Après un laps de temps, la bande conductrice 230-2 est portée au potentiel Vp, un tir de lumière ultraviolette est effectué au-dessus de la plage C43 et est accompagné d'un comptage de la quantité d'électricité fournie par le générateur VGEE-Nl, pour déterminer, comme indiqué plus haut, si la plage C43 est toujours au potentiel Vn ou non.
Comme autre exemple de réalisation, la figure 8 représente une plaque 300 de décharge et de collecte comprenant également des bandes conductrices 330-1, 330-2, 330-3, 330-4, 330-5, 330-6...330-i parallèles entre elles et de forme rectiligne. Les bandes 330-i sont pilotées ici en tension et en sélection par un décodeur de ligne LDEC3 recevant les trois tensions Vp, Vn, Vr et trois signaux d'adresse ADLl, ADL2, ADL3 désignant respectivement les bandes devant recevoir la tension Vp, les bandes devant recevoir la tension Vn et les bandes devant recevoir la tension répulsive Vr. La figure 8 illustre également un test d'isolement conduit entre deux plages conductrices C53, C54 (les équipotentielles reliant les plages conductrices étant ici agencées en biais relativement à l 'axe longitudinal des bandes conductrices) . La bande conductrice 330-3 passant au-dessus de la plage C53 est portée au potentiel Vn, la bande conductrice 330-4 passant partiellement au-dessus de la plage C53 et partiellement au-dessus de la plage C54 est portée au potentiel répulsif Vr, et les bandes conductrices 330-5, 330-6 passant au-dessus de la plage C54 sont portées au potentiel Vp. Un premier tir de lumière ultraviolette est effectué au-dessus des plages C53, C54 pour les porter respectivement à la tension Vn et à la tension Vp. Après un laps de temps, la bande conductrice 330-3 est portée au potentiel Vp, un tir de lumière ultraviolette est effectué au-dessus de la plage C53 et est accompagné d'un comptage de la quantité d'électricité pour déterminer si la plage C53 est toujours au potentiel Vn ou non.
Il apparaîtra clairement à l'homme de l'art que la présente invention est susceptible de diverses autres variantes de réalisation, notamment en ce qui concerne la mise en œuvre des tests de continuité ou d' isolement, la réalisation de la plaque de collecte et de décharge, la réalisation des moyens de contrôle, d'acquisition et de mesure décrit ci-dessus, et les choix des tensions de test Vp, Vn, Vr. Lorsque les électrodes de collecte et de décharge sont agencées de façon matricielle, celles-ci peuvent présenter diverses autres formes que celles décrites ci-dessus, notamment une forme ronde, triangulaire ou une forme de parallélogramme quelconque. De plus, bien qu'un agencement des électrodes sur une plaque support parallèle au substrat d' interconnexion soit préféré dans le cadre d'une mise en oeuvre industrielle du procédé de l'invention, un tel agencement n'est nullement impératif pour obtenir l 'effet technique visé. Les électrodes peuvent par exemple comprendre une portion de cylindre ou une partie tronconique métallique s 'étendant en direction des conducteurs, de manière à former elles-mêmes des couloirs de circulation d'électrons. Elles peuvent également être plates comme précédemment décrit mais orientées avec un angle non nul relativement au plan du support d'interconnexion. Egalement, bien qu'on ait indiqué dans ce qui précède que la largeur (ou le diamètre) des électrodes est inférieure à la plus petite largeur d'un conducteur à tester, afin de créer des espacements permettant au faisceau de lumière incident d'atteindre le conducteur, d'autres solutions sont envisageables, notamment des électrodes de plus- grande surface présentant des ouvertures ou fenêtres laissant passer le faisceau de lumière incident.
Egalement, il apparaîtra clairement à l 'homme de l'art que les diverses structures de plaques de décharge et de collecte selon l 'invention, bien qu'initialement prévues pour une mise en œuvre conjointe de l'effet photoélectrique indirect et de l'effet photoélectrique direct, forment en soi des inventions indépendantes présentant leurs propres avantages. Ainsi, ces structures de plaques de décharge et de collecte selon l 'invention peuvent également être utilisées pour mettre en œuvre des procédés de test ou de mesure dans lesquels l'effet photoélectrique indirect n'est pas utilisé (ou dans lesquels l'effet photoélectrique direct n'est pas utilisé) , l'injection d'électrons (ou l'extraction d'électrons) se faisant par exemple au moyen d'un lit à clous, au toute autre méthode, notamment les méthodes d'injection d'électrons décrites dans la demande WO 01/38892. Dans ce cas, les structures de plaques de décharge et de collecte selon l'invention sont utilisées en tant que plaques de collecte uniquement (ou en tant que plaques de décharge uniquement) , mais les avantages qu'elles offrent demeurent (forme et agencement des électrodes notamment) .
La présente invention est également susceptible de diverses applications et n'est pas limitée au test de supports d'interconnexion nus, comme exposé dans ce qui précède.
L'invention permet notamment de tester ou de mesurer des circuits imprimés équipés de composants, de tester ou mesurer des composants électriques et électroniques passifs et actifs, de tester des bornes de composants, etc. L'invention permet également le test dit "in situ", c'est à dire la mesure de la valeur de composants électroniques montés sur un support d'interconnexion
(les zones cibles pour l 'effet photoélectrique étant soit les bornes des composants eux-mêmes soit des pistes ou des plages reliées à ces bornes) -. Elle permet également le test des conducteurs présents dans les circuits intégrés en silicium, en effectuant des tirs sur des contacts d'entrée/sortie reliés par des équipotentielles, ainsi que le test des conducteurs présents sur des écrans plats et de façon générale le test de tout conducteur ou composant offrant des points de test accessibles depuis l'extérieur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour porter à un potentiel électrique visé (Vn) un conducteur électrique (10, 11, 13) se trouvant à un potentiel électrique initial flottant (Vf) supérieur au potentiel électrique visé (Vn) , comprenant les étapes consistant à : - disposer à proximité du conducteur au moins une électrode de décharge d'électrons (22) ,
- porter l 'électrode de décharge (22) au potentiel électrique visé (Vn) , et
- éjecter des électrons (e2) de l 'électrode de décharge (22) au moyen d'un faisceau de particules (BI) et injecter dans le conducteur les électrons fournis par l'électrode de décharge, caractérisé en ce que l 'éjection d'électrons de l'électrode de décharge (22) comprend l 'application à l 'électrode de décharge d'un faisceau de particules réfléchi (BR) issu de la réflexion sur le conducteur (10, 11, 13) d'un faisceau de particules incident
(BI) .
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le potentiel électrique initial flottant (Vf) du conducteur est un potentiel de masse ou un potentiel positif relativement au potentiel de masse, et le potentiel électrique visé est un potentiel négatif relativement au potentiel de masse.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, comprenant une étape préliminaire consistant à porter le conducteur au potentiel électrique initial (Vf) .
4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel le conducteur est porté au potentiel initial (Vf) en portant l'électrode (22) au potentiel électrique initial et en appliquant au conducteur le faisceau de particules . (BI) pour que des électrons soient éjectés du conducteur et atteignent l'électrode
(22) en faisant tendre le potentiel électrique du conducteur vers le potentiel électrique de l 'électrode, laquelle forme alors une électrode de collecte d'électrons.
5. Procédé selon I1-une des revendications 1 à 4, dans lequel le faisceau de particules réfléchi (BR) est d'une intensité comprise entre 30 et 85% de l ' intensité du faisceau de particules incident (BI) venant frapper le conducteur (10, 11, 13) .
6. Procédé selon l 'une des revendications 1 à 5, dans lequel l'électrode de décharge (22) comporte un traitement de surface afin de maximaliser l 'éjection d'électrons sous l 'effet du faisceau de particules réfléchi (BR) .
7. Procédé selon l 'une des revendications 1 à 6, dans lequel le faisceau de particules est un faisceau de lumière ultraviolette.
8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel les électrons éjectés (e2) ainsi que le faisceau de particules réfléchi (BR) sont canalisés par un orifice (31) pratiqué dans une plaque séparatrice (30) électriquement isolante disposée entre l'électrode de décharge et le conducteur.
9. Procédé selon l 'une des revendications 1 à 8, dans lequel le conducteur électrique est une piste conductrice, une plage de contact ou une borne d'un composant électronique.
10. Procédé de test ou de mesure d'éléments électriques (10, 11, 13, 11 ' , C41, C42, C43, C44) au moyen d'au moins une électrode de décharge d'électrons (22, 22a, 23.0-i) , d'au moins une électrode de collecte d'électrons (22, 22b, 230-i) et d'au moins une source (Sl, S2) d'un faisceau de particules (BI, BIl, BI2) , comprenant : - l 'éjection d'électrons présents dans l 'électrode de décharge (22, 230-i) au moyen du faisceau de particules et l 'injection dans un élément (10, 11, 13, C41, C43) des électrons fournis par l'électrode de décharge, et - l 'éjection d'électrons présents dans un élément (111 , C42, C44) au moyen du faisceau de particules et la collecte par l'électrode de collecte des électrons éjectés de l'élément, caractérisé en ce que l'éjection d'électrons présents • dans l'électrode de décharge (22, 230-i) comprend l'application à l'électrode de décharge d'un faisceau de particules réfléchi (BR) issu de la réflexion sur au moins un élément d'un faisceau de particules incident (BI, BIl) .
11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel l'électrode de décharge et l'électrode de collecte sont de même structure, l 'électrode de décharge pouvant former une électrode de collecte ou vice-versa.
12. Procédé selon l'une des revendications 10 et 11, pour tester l'isolement électrique entre deux éléments (10, 10 ' ) , comprenant les étapes consistant à : - porter un premier élément (10) à un premier potentiel électrique (Vp) en éjectant des électrons présents dans le premier élément,
- porter un second élément (10 ' ) à un second potentiel électrique inférieur au premier potentiel électrique en injectant des électrons dans le second élément, et - mesurer le potentiel électrique d'au moins l'un des éléments, après un laps de temps.
13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12, pour tester ou mesurer une résistance, une capacité ou une self- inductance, comprenant les étapes consistant à :
- tirer un premier élément (11, C41, C43) vers un premier potentiel électrique (Vp) en éjectant des électrons du premier élément,
- tirer un second élément (111 , C42, C44) vers un second potentiel électrique (Vn) inférieur au premier potentiel électrique, en injectant des électrons dans le second élément, et
- mesurer une charge électrique circulant entre le premier et le second éléments.
14. Procédé selon l'une des revendications 10 à 13, comprenant l'utilisation d'une plaque (20, 200) de décharge et de collecte d'électrons comportant une pluralité d'électrodes (22, 22 ' , 230-i) , chacune pouvant former une électrode de décharge d'électrons dans un élément ou une électrode de collecte d'électrons éjectés d'un élément, et comportant entre les électrodes (22, 22 ' , 230-i) des espacements permettant à une partie du faisceau de particules de traverser la plaqμe de décharge et de collecte d' électrons et d' atteindre des éléments .
15. Procédé selon la revendication 14, dans lequel chaque électrode est accessible individuellement pour l 'application à l 'électrode d'un potentiel électrique (Vn, Vp, Vr) .
16. Procédé selon l 'une des revendications 14 et 15, dans lequel les électrodes (22, 22 ' ) comportent un traitement de surface afin de maximaliser l 'éjection d'électrons présents dans les électrodes sous l ' effet du faisceau de particule réfléchi.
17. Procédé selon l 'une des revendications 14 à 16, dans lequel chaque électrode comprend une grille (220) de conducteurs fins .
18. Procédé selon l 'une des revendications 14 à 16, dans lequel chaque électrode comprend un pavé d'un matériau conducteur.
19. Procédé selon l 'une des revendications 14 à 18, dans lequel la plaque de décharge et de collecte d'électrons comprend des électrodes (22, 22 ' ) disposées de façon matricielle, en lignes et en colonnes .
20. Procédé selon l 'une des revendications 14 à 18, dans lequel la plaque de décharge et de collecte d'électrons comprend des électrodes (230-i) parallèles entre elles .
21. Procédé selon la revendication 20, dans lequel la plaque de décharge et de collecte d'électrons comprend des électrodes (230-i) en forme de bandes rectilignes.
22. Procédé selon l 'une des revendications 14 à 21, comprenant l 'utilisation d'une plaque séparatrice (30) électriquement isolante entre la plaque (20, 200) de décharge et de collecte d'électrons et des éléments, la plaque séparatrice comprenant des orifices (31, 31 ' ) à des emplacements correspondant à des points d' injection ou de collecte d'électrons, et formant des couloirs de circulation des électrons et de canalisation du faisceau de particules .
23. Procédé selon l 'une des revendications 10 à 22, dans lequel le faisceau de particules est un faisceau de lumière ultraviolette.
24. Procédé selon l 'une des revendications 10 à 23 , dans lequel un élément électrique est au moins l'un des éléments suivants : un conducteur électrique, un composant électrique, un composant électronique, une borne d'un conducteur électrique ou une borne d'un composant électrique ou électronique.
25. Procédé de fabrication d'un support d' interconnexion ou d'un circuit électronique agencé sur un support d' interconnexion, le support d' interconnexion ou le circuit électronique comprenant des éléments électriques, caractérisé en ce qu' il comporte une étape de test ou de mesure de tout ou partie des éléments électriques du support d' interconnexion ou du circuit électronique mise en œuvre conformément au procédé de test ou de mesure selon l 'une des revendications 10 à 24.
26. Dispositif (40) de test ou de mesure d'éléments électriques (10, 11, 13, 11 ' , C41, C42, C43 , C44) , comprenant :
- au moins une source (Sl, S2) d'un faisceau de particules (BI, BIl, BI2) ,
- au moins une plaque (20, 200) de décharge et de collecte d' électrons comportant une pluralité d'électrodes (22, 22a, 230-i) pouvant être portées individuellement à un potentiel électrique (Vp, Vn, Vr) , - une unité (CMJ) de contrôle et de mesure, pour contrôler le faisceau de particules et les potentiels électriques appliqués aux électrodes, et mesurer des charges électriques circulant à travers les électrodes, le dispositif étant agencé pour :
- éjecter des électrons présents dans des électrodes au moyen du faisceau de particules (BI, BIl) et injecter dans des éléments les électrons fournis par les électrodes, et
- éjecter des électrons présents dans des éléments au moyen du faisceau de particules (BI, BI2) et collecter dans des électrodes les électrons éjectés des éléments, caractérisé en ce qu'il est agencé pour éjecter des électrons présents dans des électrodes (22, 230-i) en appliquant aux électrodes un faisceau de particules réfléchi (BR) issu de la réflexion sur au moins un élément d'un faisceau de particules incident (BI, BIl) .
27. Dispositif selon la revendication 26, agencé pour conduire une séquence de test de l'isolement électrique entre deux éléments (10, 10 ' ) en effectuant les opérations suivantes :
- porter un premier élément (10) à un premier potentiel électrique (Vp) en éjectant des électrons présents dans le premier élément,
- porter un second élément (10' ) à un second potentiel électrique inférieur au premier potentiel électrique en injectant des électrons dans le second élément, et
- mesurer le potentiel électrique d'au moins l'un des éléments, après un laps de temps.
28. Dispositif selon l 'une des revendications 26 et 27, agencé pour conduire une séquence de test ou de mesure d'une résistance, d'une capacité ou d'une self-inductance en effectuant les opérations suivantes :
- tirer un élément (11, C41, C43) vers un premier potentiel électrique (Vp) en éjectant des électrons du premier élément, - tirer un second élément (H1 ," C42, G44) vers un second potentiel électrique (Vn) inférieur au premier potentiel électrique, en injectant des électrons dans le second élément, et - mesurer une charge électriqμe circulant entre le premier et le second élément.
29. Dispositif selon l 'une des revendications 26 à 28, dans lequel la plaque (20, 200) de décharge et de collecte d'électrons comporte une pluralité d'électrodes (22, 22 ' , 230-i) de même structure, chacune pouvant former une électrode de décharge d' électrons dans un élément ou une électrode de collecte d' électrons éjectés d'un élément, et comporte, entre les électrodes, des espacements permettant à une partie du faisceau de particules (BI, BIl, BI2) de traverser la plaque de décharge et de collecte d'électrons et d'atteindre des éléments .
30. Dispositif selon l 'une des revendications 26 à 29, dans lequel les électrodes (22, 22 ' ) de la plaque (20, 200) de décharge et de collecte d'électrons comportent un traitement de surface afin de maximaliser l 'éjection d'électrons présents dans les électrodes sous l ' effet du faisceau de particule réfléchi.
31. Dispositif selon l 'une des revendications 26 à 30, dans lequel la plaque (20) de décharge et de collecte d'électrons comprend des électrodes comportant une grille (220) de conducteurs fins.
32. Dispositif selon l'une des revendications 26 à 30, dans lequel la plaque (200) de décharge et de collecte d'électrons comprend des électrodes comportant un pavé d'un matériau électriquement conducteur.
33. Dispositif selon l 'une des revendications 26 à 32, dans lequel la plaque (20) de décharge et de collecte d'électrons comporte les électrodes disposées de façon matricielle, en lignes et en colonnes .
34. Dispositif selon l 'une des revendications 26 à 32, dans lequel la plaque (200) de décharge et de collecte d'électrons comprend des électrodes (230-i) parallèles entre elles .
35. Dispositif selon la revendication 34, dans lequel la plaque (200) de décharge et de collecte d'électrons comprend des électrodes en forme de bandes rectilignes (230-i) .
36. Dispositif selon l'une des revendications 26 à 35, comprenant -une plaque séparatrice (30) électriquement isolante disposée ou à disposer entre la plaque (20, 200) de décharge et de collecte d'électrons et les éléments, la plaque séparatrice comprenant des orifices (31, 31' ) à des emplacements correspondant à des points d'injection ou de collecte d'électrons et formant des couloirs de circulation des électrons et de canalisation du faisceau de particules.
37. Dispositif selon l'une des revendications 26 à 36, comprenant au moins une source (Sl, S2) d'un faisceau de lumière ultraviolette.
38. Dispositif selon l'une des revendications 26 à 37, dans lequel un élément électrique est au moins l'un des éléments suivants : un conducteur électrique, un composant électrique, un composant électronique, une borne d'un conducteur électrique ou une borne d'un composant électrique ou électronique.
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