IT201700019437A1 - Scheda di test per un dispositivo attuabile magneticamente, e sistema di test includente la scheda di test - Google Patents

Description

del brevetto per invenzione industriale dal titolo: "SCHEDA DI TEST PER UN DISPOSITIVO ATTUABILE MAGNETICAMENTE, E SISTEMA DI TEST INCLUDENTE LA SCHEDA DI TEST"

La presente divulgazione è relativa ad una scheda di test ("probe card") per un dispositivo attuabile magneticamente o elettromagneticamente, in particolare un dispositivo MEMS (Micro-Electro-Mechanical System) includente un elemento oscillante attuabile magneticamente. Il dispositivo MEMS può essere un microspecchio. La presente divulgazione è altresì relativa ad una macchina, o sistema, di test includente la probe card.

Sono noti dispositivi micromeccanici aventi una struttura a microspecchio realizzata con la tecnologia dei materiali semiconduttori.

Tali dispositivi micromeccanici vengono utilizzati in apparecchi portatili, quali ad esempio computer portatili, laptop, notebook (compresi i notebook ultra-sottili), PDA, tablet, telefoni cellulari smartphone, per applicazioni ottiche in particolare per indirizzare con modalità desiderate fasci di radiazioni luminose generati da una sorgente di luce.

Grazie alle ridotte dimensioni, tali dispositivi consentono di rispettare requisiti stringenti per quanto riguarda l'occupazione di spazio, in termini di area e spessore.

I dispositivi a microspecchio includono generalmente un elemento a specchio sospeso su una cavità e realizzato a partire da un corpo di materiale semiconduttore in modo tale da risultare mobile, ad esempio con movimento di rollio ("roll") e beccheggio ("pitch").

La rotazione dell'elemento a specchio viene comandata tramite un sistema di attuazione che, attualmente, è di tipo elettrostatico, elettromagnetico o piezoelettrico.

È sentita la necessità di eseguire test di funzionamento di tali dispositivi MEMS; tuttavia, i sistemi attualmente noti alla Richiedente per il test di dispositivi MEMS attuati magneticamente o elettromagneticamente sono limitati da fenomeni di interferenza elettromagnetica tra i generatori di campi magnetici utilizzati per il test e la circuiteria elettronica della macchina di test ("wafer prober and tester"). Problemi sono inoltre stati riscontrati nella fabbricazione delle schede di test utilizzabili in tali sistemi, per la difficoltà di integrazione di generatori di campi magnetici in esse.

Scopo della presente invenzione è mettere a disposizione una scheda di test ("probe card") per un dispositivo attuabile magneticamente o elettromagneticamente, ed un sistema di test includente la scheda di test atti a superare le summenzionate difficoltà e limiti.

Secondo la presente invenzione vengono realizzati una scheda di test ("probe card") per un dispositivo attuabile magneticamente o elettromagneticamente, ed un sistema di test includente la scheda di test, come definiti nelle rivendicazioni allegate.

Per una migliore comprensione della presente invenzione ne vengono ora descritte forme di realizzazione preferite, a puro titolo di esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

la figura 1 è una vista dall'alto, schematica, di un dispositivo MEMS, in particolare un microspecchio, ad attuazione magnetica;

le figure 2 e 3 sono rispettivamente una vista laterale e una vista dall'alto di un sistema includente il dispositivo a microspecchio di figura 5;

le figure 4A e 4B sono rispettive forme di realizzazione di un sistema di test del dispositivo MEMS di figura 1;

le figure 5A-5D illustrano rispettive strutture di alloggiamento di magneti atti a generare un campo magnetico di test ed utilizzabili nel sistema di test di figura 4A o figura 4B;

la figura 6 illustra un modulo di supporto e contenimento delle strutture di alloggiamento mostrate nelle figure 5A-5D secondo una forma di realizzazione della presente divulgazione;

le figure 7A e 7B sono rispettivamente una vista superiore ed una vista in sezione laterale del modulo di supporto e contenimento di figura 6;

la figura 8 mostra una vista prospettica esplosa di una scheda di test ("probe card") includente il modulo supporto e contenimento di figura 6;

la figura 9 illustra un modulo di supporto e contenimento delle strutture di alloggiamento mostrate nelle figure 5A-5D secondo una ulteriore forma di realizzazione della presente divulgazione; e

le figure 10A e 10B illustrano una struttura di alloggiamento di magneti secondo una ulteriore forma di realizzazione della presente divulgazione.

La figura 1 mostra un dispositivo MEMS 10, qui un microspecchio, comprendente una struttura fissa 41 e una struttura sospesa 42. La struttura sospesa 42 si estende all'interno di una cavità 43 delimitata esternamente dalla struttura fissa 41. La struttura fissa 41 comprende un substrato (non visibile) che si estende al di sotto della cavità 43 e della struttura sospesa 42. In modo non mostrato, e comune alle strutture MEMS, la struttura fissa 41, la struttura sospesa 42 e la cavità 43 sono ottenute a partire da una piastrina 44 di materiale semiconduttore, ad esempio silicio, usando tecniche note di lavorazione dei semiconduttori, quali scavo, crescita, deposizione e/o rimozione selettiva, in modo di per sé noto.

La struttura sospesa 42 comprende una struttura orientabile 45 portata, attraverso una prima coppia di bracci o molle di torsione 46, da un telaio 48, anch'esso sospeso, che circonda la struttura orientabile 45. A sua volta, il telaio 48 è portato dalla struttura fissa 41 tramite una seconda coppia di bracci o molle di torsione 49.

I primi bracci 46 hanno forma lineare, si estendono lungo un primo asse di rotazione A e sono configurati in modo da consentire alla struttura orientabile 45 di ruotare intorno a tale primo asse di rotazione A.

I secondi bracci 49 hanno qui forma a serpentina e sono configurati in modo da consentire al telaio 48 di ruotare principalmente intorno ad un secondo asse di rotazione B.

I secondi bracci 49 hanno ciascuno una prima estremità 49A collegata al telaio 48 ed una seconda estremità 49B ancorata alla struttura fissa 41 ed elettricamente accoppiata ad una piazzola di contatto 25. Sia le prime estremità sia le seconde estremità dei secondi bracci 49 sono sfalsate rispetto al secondo asse B. In dettaglio, le prime estremità 49A dei secondi bracci 49 sono disposte in corrispondenza di uno stesso primo lato del secondo asse di rotazione B e le seconde estremità 49B dei secondi bracci 49 sono disposte in corrispondenza di uno stesso secondo lato del secondo asse di rotazione B. Inoltre, i secondi bracci 49 sono disposti complessivamente in modo centrato rispetto allo stesso secondo asse B, in modo che il centro di massa della struttura sospesa 42 coincida almeno approssimativamente con il punto di intersezione fra il primo e il secondo asse A, B. Il dispositivo MEMS 10 è anche complessivamente simmetrico rispetto al primo asse di rotazione A.

Nella forma di realizzazione mostrata, il movimento della struttura orientabile 45 avviene per via elettromagnetica attraverso una struttura di attuazione 47 comprendente una bobina 65 (di cui solo una porzione iniziale 65A ed una porzione terminale 65B sono illustrate in figura 1, per semplicità) ed una struttura magnetica. In particolare, nell'esempio mostrato, il telaio 48 ha forma anulare generalmente rettangolare, definente quattro lati, paralleli a due a due agli assi di rotazione A, B. La bobina 65 si estende al di sopra del telaio 48, dove forma almeno una spira, preferibilmente una pluralità di spire, tra la porzione iniziale 65A e la porzione terminale 65B. La struttura magnetica può essere costituita da elementi magnetici, ad esempio esterni alla piastrina 44. In particolare, la disposizione reciproca fra gli elementi magnetici e la piastrina 44 è tale da generare un campo magnetico inclinato all'incirca di 45° rispetto agli assi A, B così da rendere possibile l'attuazione su entrambi gli assi A, B.

Ad esempio, le figure 2 e 3 mostrano una possibile disposizione in cui un elemento magnetico 80 presenta un primo polo magnetico 81 ed un secondo polo magnetico 82 reciprocamente distaziati e portati da un supporto 83, ad esempio di materiale ferro-magnetico o anche non magnetico. La piastrina 44 di figura 1 è portata dallo stesso supporto 83, fra i poli magnetici 81, 82, ed è disposta a 45° rispetto alla direzione del campo magnetico B generato dall'elemento magnetico 80, come visibile in particolare in figura 3.

Con la soluzione descritta, alimentando una corrente alternata a frequenze prefissate, è possibile ottenere la rotazione della struttura orientabile intorno ai due assi A, B. In particolare, alimentando alla bobina 65 contemporanemente due correnti di ampiezza opportuna e a diverse frequenze, di cui una prossima a quella di risonanza, queste generano un campo magnetico che, per induzione, provoca la rotazione del telaio 48 intorno al secondo asse B e della struttura orientabile 45 intorno al primo asse A.

In dettaglio, alimentando alla bobina 65 una corrente alternata ad una prima frequenza fi (ad esempio bassa frequenza, quale 60Hz) ed prima ampiezza (ad esempio di 100 mA), questa provoca la rotazione in fase del telaio 48 con la struttura orientabile 45 (movimento di "roll") intorno al secondo asse di rotazione B del valore desiderato (e alla frequenza fi). Alimentando al contempo alla bobina 65 una corrente alternata ad una seconda frequenza f2, maggiore rispetto alla prima e prossima a quella di risonanza (ad esempio di 20kHz) e ad una seconda ampiezza ad esempio di 100 mA, tale corrente provoca una piccola rotazione del telaio 48 intorno al primo asse di rotazione A; tale piccola rotazione viene amplificata per effetto risonante dalla struttura orientabile 45, grazie anche alle caratteristiche delle prime molle 46, ottenendo la rotazione della struttura orientabile 45 intorno al primo asse di rotazione A del valore desiderato e alla frequenza f2 ("movimento di risonanza" della struttura orientabile 45, chiamato anche movimento di "pitch" della struttura sospesa 42).

La rotazione del telaio 48 intorno a ciascun asse di rotazione A, B viene rilevata e discriminata attraverso opportuni sensori (es., di tipo piezoresistivo), sfruttando i differenti stress provocati da ciascuna rotazione sui secondi bracci 49.

In una forma di realizzazione, i summenzionati sensori comprendono ciascuno due piezoresistori accoppiati tra loro a formare una rispettiva prima e seconda struttura a semiponte di Wheatstone. In particolare, i due piezoresistori di ciascun semiponte sono disposti a ±45° rispetto al secondo asse di rotazione B. I piezoresistori sono ad esempio realizzati come regioni impiantate o diffuse (ad esempio di tipo N), all'interno dello strato di silicio che forma la struttura sospesa 42 e la parte superiore della struttura fissa 41.

Piazzole di contatto 30a e 30b formano punti di accesso elettrico per la polarizzazione del primo semiponte, ed una piazzola di contatto 30c forma un punto di prelievo del segnale di uscita del primo semiponte (rispetto ad un riferimento di terra, o ground, anch'esso accessibile tramite una rispettiva piazzola).

Piazzole di contatto 31a e 31b formano punti di accesso elettrico per la polarizzazione del secondo semiponte, ed una piazzola di contatto 31c forma un punto di prelievo del segnale di uscita del secondo semiponte (rispetto ad un riferimento di terra, o ground, anch'esso accessibile tramite una rispettiva piazzola).

L'analisi dei segnali di uscita da ciascun semiponte (non oggetto della presente invenzione) consente di determinare i movimenti di roll e di pitch.

È sentita la necessità di eseguire fasi di test del dispositivo MEMS 10, per verificarne il comportamento in predeterminate condizioni operative. Tipicamente, i test vengono eseguiti durante fasi intermedie di fabbricazione, in particolare prima della fase di taglio, o "singolazione" ("singulation"), delle piastrine 44. In questo caso, dunque, una pluralità di dispositivi MEMS 10 sono disposti affiancati tra loro su una fetta ("wafer"), rendendo impraticabile l'utilizzo di una configurazione di test che prevede l'utilizzo di un elemento magnetico che circonda parzialmente il dispositibo MEMS sotto test, analogamente a quanto mostrato nelle figure 2 e 3 (relative ad una configurazione applicabile durante l'uso del dispositivo MEMS 10).

La figura 4A illustra, in vista schematica in sezione laterale, un sistema di test 100 del dispositivo MEMS 10 in una fetta ("wafer") 90.

In modo di per sé noto, il wafer 90 è disposto su un dispositivo di ritenuta (noto come "chuck") 102 di una macchina di test 104 (includente un "wafer prober" 104a ed una elettronica di comando e lettura 104b, illustrati in modo schematico) . Per l'applicazione qui descritta, è opportuno che il "chuck" 102 sia di un materiale non magnetico.

La macchina di test 104, in particolare il "wafer prober" 104a, implementa le funzionalità di caricamento del wafer 90 e di movimentazione dello stesso, per allineare il dispositivo MEMS 10 che si vuole testare con strumenti di test, o scheda di test ("probe card"), 106 provvisti di punte di contatto 108 atte a contattare elettricamente rispettive piazzole conduttive sul wafer 90. A questo fine, la macchina di test 104 è equipaggiata con un sistema di allineamento automatico, es. di tipo ottico, configurato per allineare il wafer 90 con sufficiente accuratezza per garantire l'accoppiamento elettrico desiderato tra le punte di contatto 108 e le piazzole conduttive sul wafer 90. Il sistema di allineamento, di tipo di per sé noto e non oggetto della presente divulgazione, non è qui ulteriormente descritto.

La scheda di test 106 forma un'interfaccia tra la macchina di test 104 ed il wafer 90. Tipicamente, la scheda di test 106 è meccanicamente accoppiata al "wafer prober" 104a ed elettricamente accoppiata all'elettronica di comando e lettura 104b. La funzione della scheda di test 106 è quella di fornire un percorso elettrico tra il sistema di test e la circuiteria (piazzole di contatto) sul wafer 90. Tipicamente, la scheda di test 106 include una scheda a circuito integrato (PCB) 112, che porta punte di contatto 108 tramite una struttura portante 113.

Secondo un aspetto della presente divulgazione, la scheda a circuito integrato 112 presenta un'apertura, in particolare un'apertura passante, 114. Almeno in parte nell'apertura passante 114 è disposto un alloggiamento 116 provvisto di una o più sedi 118 atte a contenere almeno un elemento magnetico 120 atto a generare un campo magnetico Btestcon linee di campo, in corrispondenza del dispositivo MEMS 10 sotto test, complanari al piano di giacenza della bobina 65 del dispositivo MEMS 10 sotto test. L'elemento magnetico 120 è, in particolare, un magnete permanente avente un polo nord (campo magnetico uscente) ed un polo sud (campo magnetico entrante) .

In questo modo, in corrispondenza del dispositivo MEMS 10 sotto test, è possibile simulare la presenza di un campo magnetico analogo al campo magnetico B generato dall'elemento magnetico 80 di figura 2. Un cappuccio, o "cover", 122 si estende al di sopra dell'alloggiamento 116 ed ha la funzione di favorire il mantenimento del magnete 120 nella rispettiva posizione all'interno della rispettiva sede 118. Il cappuccio 122 è, in una forma di realizzazione, di materiale non magnetico o, preferibilmente, di materiale ferromagnetico atto a confinare il campo magnetico Btestin corrispondenza della scheda di test 106. Un ulteriore strato, di "μ-metal", anche noto come "mu-metal", ossia una lega metallica dotata di alta permeabilità magnetica (es., una lega di nichel-ferro) si estende, opzionalmente, al di sopra del cappuccio 122, in particolare quando quest'ultimo è di materiale plastico o non magnetico.

Alternativamente, in una ulteriore forma di realizzazione, il cappuccio 122 è esso stesso di una lega metallica dotata di alta permeabilità magnetica (es., una lega di nichel-ferro), o "μ-metal".

Secondo una forma di realizzazione, illustrata in figura 4B, l'alloggiamento 116 presenta almeno tre sedi 118 in cui sono inseriti tre rispettivi magneti 120a-120c; i magneti 120a-120c sono reciprocamente disposti secondo una configurazione di Halbach, ovvero in una configurazione spaziale tale per cui il campo magnetico Btestabbia intensità maggiore in corrispondenza del dispositivo MEMS 10 sotto test e minore in corrispondenza dell'elettronica di comando e lettura 104b. In questo modo, il campo magnetico generato dai magneti 120a-120c non interferisce significativamente con la circuiteria dell'elettronica di comando e lettura 104b.

I vettori, o matrici, di Halbach sono noti nello stato della tecnica, e possono includere un numero di magneti pari o superiore a tre. Le figure 5A-5D mostrano, in vista prospettica in un sistema di riferimento triassiale X, Y, Z, rispettivi alloggiamenti 116 includenti ciascuno una pluralità di sedi 118 alloggianti un rispettivo magnete.

Come osservabile nelle figure ciascun alloggiamento 116 presenta una porzione di cornice 116a che circonda le sedi 118; le sedi 118 protrudono, o si estendono, a partire dalla porzione di cornice 116a. Le sedi 118 di ciascun alloggiamento 116 hanno, nel loro insieme, forma di vettore o di matrice.

I magneti, così organizzati in vettori/matrici, sono orientati in modo da formare rispettivi vettori/matrici di Halbach, in modo di per sé noto. In dettaglio, con riferimento alla figura 5A, viene formato un vettore 124A includente un primo magnete 120a avente il polo nord orientato lungo la direzione positiva dell'asse Z; un secondo magnete 120b, affiancato al primo magnete 120a, avente il polo nord orientato lungo la direzione positiva dell'asse X, ortogonale all'asse Z; ed un terzo magnete, affiancato al secondo magnete 120b, avente il polo nord orientato lungo la direzione negativa dell'asse Z.

II campo magnetico Btestcosì generato si rafforza lungo una faccia 125' (nella figura, il lato inferiore) del vettore 124A e nel contempo si cancella (o, meglio, si riduce di intensità) per interferenza distruttiva in corrispondenza della faccia opposta 125" (nella figura, il lato superiore).

Secondo una ulteriore forma di realizzazione, un vettore 124B può essere formato come mostrato in figura 5B (elementi comuni a quelli di figura 5A sono indicati con gli stessi numeri di riferimento) in cui quattro magneti 120a-120d sono disposti affiancati l'uno all'altro lungo la direzione X. Il primo magnete 120a è orientato con il polo nord lungo la direzione positiva dell'asse Z (in figura, verso l'alto); il magnete 120c, ultimo nel vettore, è orientato con il polo nord lungo la direzione negativa dell'asse Z (in figura, verso il basso); i magneti 120b, 120d, disposti tra il magnete 120a ed il magnete 120d, hanno entrambi il polo nord orientato lungo la direzione positiva dell'asse X, ortogonalmente all'asse Z.

In generale, è possibile disporre, tra il magnete 120a ed il magnete 120d, un numero qualsiasi di magneti orientati come i magneti 120b e 120c.

La figura 5C mostra un alloggiamento 116 provvisto di dodici sedi 118 formanti una matrice 124C, ciascuna sede alloggiando un rispettivo magnete; le sedi 118 dell'alloggiamento 116 sono organizzate a matrice 4x4 e disponendo rispettivi magneti in modo da replicare, lungo l'asse X, la configurazione illustrata in figura 5B.

Alternativamente, figura 5D, i magneti della matrice di figura 5C possono essere disposti secondo una configurazione a forma di ferro di cavallo, alternativamente con la polarità invertita.

Altre configurazioni, includenti un numero di sedi 118 diverso da quello illustrato nelle figure 5A, 5D, oppure una diversa organizzazione dei magneti, sono possibili senza per questo uscire dall'ambito della presente divulgazione. In particolare, come precedentemente detto, è possibile rinunciare alla configurazione di Halbach prevedendo l'utilizzo di un singolo magnete 120 (figura 4A).

La Richiedente ha verificato che disporre l'alloggiamento 116, provvisto dell'almeno un magnete 120, all'interno dell'apertura passante 114 della PCB 112 oppure, analogamente, disporre l'alloggiamento 116, all'interno dell'apertura passante 114 della PCB 112 ed in seguito inserire 1'almeno un magnete 120, è un'operazione complessa, che richiede precisione, ed è altresì poco pratica.

Dunque, secondo un aspetto della presente divulgazione, viene fornito un modulo di supporto per uno degli alloggiamenti 116 precedentemente descritti (ad esempio gli alloggiamenti 116 illustrati nelle figure 4A-4B), oppure per uno degli alloggiamenti illustrati nelle figure 5A-5D, secondo le rispettive forme di realizzazione.

La figura 6 illustra, in vista esplosa, un modulo di supporto 150 secondo un aspetto della presente divulgazione, utilizzabile per sostenere e/o contenere l'alloggiamento 116. A questo fine, il modulo di supporto 150 include una struttura a cornice 152, qui di forma quadrangolare, in particolare rettangolare, avente una superficie di fondo 152a, pareti laterali 152b che si estendono ortogonalmente alla superficie di fondo 152a su lati tra loro opposti della superficie di fondo 152a, ed una ulteriore parete laterale 152c che si estende ortogonalmente alla superficie di fondo 152a in corrispondenza di un terzo lato della superficie di fondo 152a, raccordando le pareti laterali 152b. In questo modo, le pareti laterali 152b, 152c circondano la superficie di fondo 152a su tre lati. Le pareti laterali 152b presentano un rispettivo binario, o guida, 154, in cui scorre una slitta 156 avente la funzione di cappuccio ("cover") della struttura a cornice 152. La guida 154 è formata, in particolare, da rientranze nelle pareti laterali 152b.

La slitta 156 è provvista di regioni periferiche rastremate configurate per inserirsi nelle rientranze della guida 154 e scorrere in esse. In questo modo, la slitta 156 è movimentabile tra due posizione estreme, ossia una posizione di completa chiusura ed una posizione di completa apertura. Nella posizione di completa chiusura, la slitta 156 va in battuta sulla parete laterale 152c (posizione di fine corsa).

La struttura a cornice 152 presenta una apertura passante 158 attraverso la superficie di fondo 152a, configurata per consentire il passaggio delle sedi 118 dell'alloggiamento 116. La porzione di cornice 116a dell'alloggiamento 116 forma una regione di appoggio dell'alloggiamento 116, che poggia così sulla superficie di fondo 152a, lateralmente all'apertura passante 158, mentre le sedi 118 si estendono attraverso l'apertura passante 158. Per l'uso, la slitta 156 viene portata in posizione di completa apertura; quindi l'alloggiamento 116 viene posizionato all'interno della struttura a cornice 152, come precedentemente descritto; vengono quindi inseriti i magneti nelle rispettive sedi 118; ed infine la slitta 156 viene portata in posizione di completa chiusura. Si ottiene così la struttura di figura 7. Si nota che l'inserimento dei magneti 120 e la chiusura della slitta 156 possono essere effettuati in modo tale per cui la slitta copre progressivamente i magneti inseriti nelle sedi 118, così da evitare che magneti già inseriti nelle sedi 118 fuoriescano dalle stesse a causa della repulsione reciproca.

I magneti sono disposti in posizione sicura all'interno del modulo di supporto 150, che ne impedisce la fuoriuscita. In seguito, il modulo di supporto 150 può essere meccanicamente accoppiato alla scheda di test 106, in modo tale per cui le sedi 118 si inseriscano all'interno dell'apertura passante 114 della scheda a circuito integrato 112. Per garantire un accoppiamento sicuro tra la scheda di test ed il modulo di supporto 150 è possibile prevedere mezzi di aggancio di vario tipo, quali ad esempio viti, avvitabili alla PCB attraverso aperture passanti 159 previste nella struttura a cornice 152.

La figura 7A mostra, in vista superiore, il modulo di supporto 150 con l'alloggiamento 116 inserito, magneti 120 disposti all'interno di ciascuna rispettiva sede 118, e la slitta 156 in posizione di completa chiusura. La figura 7B è una vista in sezione verticale del modulo di supporto 150, presa lungo la linea di sezione VII-VII di figura 7A.

A titolo puramente esemplificativo e non limitativo della presente divulgazione, vengono ora fornite alcune dimensioni del modulo di supporto 150 e dell'alloggiamento 116 di figura 7A e figura 7B.

In particolare, la lunghezza di del lato maggiore 152b della struttura a cornice 152 è compresa tra circa 6 cm e 10 cm; la lunghezza d2 del alto minore 152c della struttura a cornice 152 è compresa tra circa 3 cm e 6 cm; la lunghezza d3della matrice formata dalle quattro sedi 118 (di valore minore o uguale alle aperture passanti 158 e 114) è compresa tra circa 2 e 3 cm. In questo caso, ciascuna sede 118, di forma quadrangolare, ha lato di base compreso tra 4.2 e 5.2mm, per alloggiare magneti cubici aventi lato di base di valore compreso tra 4mm e 5mm. Con riferimento alla figura 7B, lo spessore ti del modulo di supporto 150 è compreso tra 5 e 10 cm, mentre le sedi 118 protrudono dalla porzione di cornice 116a dell'alloggiamento 116 per un valore t2compreso tra 4 e 5 mm.

Il modulo di supporto 150, l'alloggiamento 116 e la slitta 156 sono realizzati in materiale non magnetico, ad esempio materiale plastico. In funzione dell'ambiente in cui essi sono utilizzati, è possibile scegliere il materiale più adatto, ad esempio in funzione della resistenza di tale materiale ad elevate temperature.

La figura 8 è una vista esplosa che illustra il modulo di supporto 150 di figura 7A durante l'accoppiamento meccanico con una scheda di test 106 mediante viti 162. Come si nota dalla figura 8, la scheda di test 106 presenta, in corrispondenza di una sua faccia superiore 106', l'apertura passante 114 precedentemente descritta, atta a consentire l'inserimento delle sedi 118 dell'alloggiamento 116 portato dal modulo di supporto 150 precedentemente descritto. La scheda di test 106 è illustrata, in figura 8, in vista superiore; le punte di contatto 108 si trovano nella parte inferiore (non visibile in figura) della scheda di test 106.

Secondo una forma di realizzazione della presente divulgazione, la scheda di test 106, l'alloggiamento 116 ed il modulo di supporto 150 cono tra loro accoppiati in modo tale per cui i magneti alloggiati nelle sedi 118 generino, in corrispondenza del dispositivo MEMS 10 sotto test (qui in particolare il microspecchio di figura 1), un campo magnetico inclinato all'incirca di 45° rispetto agli assi A, B così da rendere possibile l'attuazione su entrambi gli assi A, B. In questo modo, il campo magnetico di test Btestgenerato è del tutto analogo al campo magnetico B generato, in uso, dall'elemento magnetico 80 delle figure 2 e 3.

Risulta evidente che, per il test di dispositivi di diverso tipo, l'orientamento del campo magnetico di test Btest, così come la disposizione spaziale reciproca della scheda di test 106, dell'alloggiamento 116 e del modulo di supporto 150, possono essere diversi e scelti secondo necessità.

La forma di realizzazione di figura 6 prevede l'utilizzo di un modulo di supporto 150 provvisto di una superficie di fondo 152a il cui spessore contribuisce ad aumentare la distanza tra i magneti 120 e il dispositivo sotto test 10, riducendo così l'intensità del campo magnetico presente a livello del dispositivo sotto test 10.

Al fine di superare questo possibile inconveniente, il modulo di supporto può essere privo della superficie di fondo, come illustrato in figura 9. Il modulo di supporto 151 di figura 9 è analogo al modulo di supporto 150 (elementi comuni sono indicati con gli stessi numeri di riferimento e non ulteriormente descritti). Tuttavia, il modulo di supporto 151 è privo della superficie di fondo e, pertanto, viene montato e fissato sulla scheda di test 106 prima dell'inserimento dell'alloggiamento 116. In questo modo, l'alloggiamento 116 poggia direttamente sulla faccia 106' della scheda di test 106. Un tale modulo di supporto 151, privo della superficie di fondo, ha la funzione di supportare e mantenere in posizione la slitta 156 che funge, come già spiegato, da cappuccio protettivo per i magneti 120, evitandone la fuoriuscita dalle rispettive sedi.

Tuttavia, il fatto che il modulo di supporto 151 sia privo della superficie di fondo fa sì che esso debba essere montato sulla scheda di test 106 prima dell'inserimento dei magneti 120 e prima della completa chiusura della slitta 156. Questo può creare inconvenienti o risultare di scarsa praticità durante fasi di sostituzione di un alloggiamento 116 con un alloggiamento 116 di diverso tipo (ad esempio un alloggiamento avente un numero di sedi 118 diverso). Infatti, per evitare che i magneti 120 fuoriescano dalle loro sedi e cadano all'interno della macchina di test in cui la scheda di test è montata, la Richiedente ha verificato che è preferibile smontare l'intera scheda di test al solo fine di cambiare l'alloggiamento 116. La sostituire dell'alloggiamento 116 può così avvenire in ambiente sicuro, dove i magneti non vengono persi. Tuttavia, questa operazione causa una perdita di tempo non ininfluente.

Per ovviare ai summenzionati inconvenienti, viene proposta, secondo la presente divulgazione, una ulteriore forma di realizzazione di un modulo di supporto e di un alloggiamento per i magneti 120.

La figura 10A mostra, in particolare, un alloggiamento 170 provvisto di sedi 118 analoghe a quanto descritto con riferimento all'alloggiamento 116, e per questo identificate con lo stesso numero di riferimento. In particolare, le sedi 118 possono essere organizzate secondo una qualsiasi configurazione precedentemente descritta, ad esempio in riferimento alle figure 5A-5D, o secondo ulteriori pattern o layout.

L'alloggiamento 170 differisce dall'alloggiamento 116 per la presenza di guide 172 estendentisi su lati opposti dell'alloggiamento 170, e definenti un percorso per l'inserimento di una slitta 174 (illustrata in figura 10B) analoga alla slitta 156 precedentemente descritta. Le guide 172 sono sagomate in modo analogo alle guide 154 precedentemente descritte e definiscono una sede stabile per la slitta 174 cosicché, in uso, tale slitta 174 non fuoriesca dalle guide 172.

La figura 10B illustra l'alloggiamento 170 provvisto della slitta 174. L'inserimento e la rimozione della slitta 174 avviene per mezzo di uno scorrimento della stessa nelle guide 172, lungo una direzione e lungo quella opposta, rispettivamente .

Come si nota dalla figura 10B, la slitta 174 ha, in una forma di realizzazione, forma quadrangolare, con due lati maggiori 174a, 174b paralleli tra loro, atti ad inserirsi nelle guide 172 e definenti rispettive sedi per la slitta 178; ed un lato minore 174c che è non parallelo al lato opposto 174d. In particolare, questa configurazione è ottenuta realizzando il lato 174a di lunghezza inferiore al lato 174b. Il lato 174c è il lato di primo inserimento della slitta 174 nelle sedi delle guide 172. In questo modo, durante l'inserimento dei magneti 120 nelle sedi 118, la slitta 174 viene contestualmente fatta scorrere nelle guide 172 coprendo in successione le sedi 118 una alla volta, anche nel caso di configurazione a matrice orientata come in figura 10A, 10B, ossia per generare un campo inclinato di 45° rispetto agli assi A, B del microspecchio sotto test (secondo la rispettiva forma di realizzazione precedentemente descritta).

Opzionalmente, per facilitare lo scorrimento della slitta 174, nel caso in cui l'apertura e la chiusura della stessa sia effettuata manualmente da un operatore, è possibile realizzare opportune scanalature / depressioni / protuberanze sulla slitta 174, in modo non mostrato in figura.

L'alloggiamento 170, provvisto della slitta 174, può quindi essere inserito nel modulo di supporto 151 precedentemente descritto (ossia, nella struttura a cornice 152 chiusa superiormente mediante la slitta 156), privo della superficie di fondo, e meccanicamente accoppiato alla scheda di test 106.

Poiché l'alloggiamento 170, con la slitta 174, forma un elemento modulare a sé stante, esso può essere inserito e rimosso dal modulo di supporto 151 secondo necessità, anche quando il modulo di supporto 151 è montato sulla scheda di test 106. In particolare, in questo caso, non è necessario rimuovere preventivamente la scheda di test 106 poiché la fuoriuscita dei magneti 120 è impedita dalla presenza della slitta 174.

Risulta evidente che, se desiderato, l'alloggiamento 170 con la slitta 174 può altresì essere inserito nel modulo di supporto 150 di figura 6.

Risulta infine chiaro che al trovato qui descritto ed illustrato possono essere apportate modifiche e varianti senza per questo uscire dall'ambito protettivo della presente invenzione, come definito nelle rivendicazioni allegate.

Ad esempio, i magneti descritti secondo le varie forme di realizzazione (es., magneti 120, o magneti 120a-120d, eco.) possono essere fissati nei rispettivi alloggiamenti mediante uno strato di colla o di altro materiale adesivo formato nelle rispettive sedi 118. In questo modo, si supera l'inconveniente relativo alla dislocazione disordinata dei magneti durante la rimozione della slitta 156 dalla, o del suo inserimento nella, struttura a cornice 152.

Inoltre, risulta evidente che le forme e le dimensioni descritte con riferimento al modulo di supporto 150, alla slitta 156, all'alloggiamento 116 e alle sedi 118 possono essere modificate secondo necessità ed in modo di per sé

ovvio. Analogamente, anche la forma di realizzazione dell'alloggiamento 170 può essere modificata in modo ovvio modificando la forma dell'alloggiamento 170 e/o della slitta 174.

Inoltre, le sedi 118 organizzate in vettori o matrici possono essere in numero diverso da quanto illustrato nelle figure 5A-5D, ad esempio possono essere organizzate a formare una matrice 3x3 (per un totale di nove sedi 118), o una

matrice 5x5 (per un totale di venticinque sedi 118), e così via.

Il trovato precedentemente descritto, nelle varie forme di realizzazione, è applicabile anche a dispositivi MEMS di tipo diverso da microspecchi, ad esempio generici dispositivi MEMS provvisti di una struttura sospesa azionabile elettromagneticamente. Inoltre, il trovato secondo la presente divulgazione può essere utilizzato per il test di dispositivi privi di struttura sospesa, ma che necessitano di un campo magnetico durante le fasi di test (ad esempio, nel caso di magnetometri).

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1. Scheda di test ("Probe card) (106) atta ad essere montata in un sistema (104) per il test di un dispositivo (10) attuabile magneticamente, comprendente: una scheda a circuito integrato (112) avente una prima apertura passante (114) in corrispondenza di punte di contatto ("probe tips") (108) di detta scheda di test (106); una struttura di alloggiamento (116), includente una regione planare (116a) circondante una o più sedi (118) che protrudono da detta regione planare (116a) e si estendono almeno in parte attraverso detta prima apertura passante (114); e uno o più elementi magnetici (120) disposti in una rispettiva sede (118) della struttura di alloggiamento (116), configurati per generare un campo magnetico di test (Btest) atto ad attuare magneticamente il dispositivo (10) durante una fase di analisi ("test") del dispositivo.
2. 2. Scheda di test secondo la rivendicazione 1, in cui dette una o più sedi (118) sono in numero pari a tre o superiore, si estendono affiancate l'una all'altra ed alloggiano ciascuna un rispettivo elemento magnetico (120; 120a-120c), detti elementi magnetici essendo reciprocamente disposti in modo da generare un campo magnetico (B) avente una prima intensità in direzione del dispositivo (10) ed una seconda intensità, minore della prima intensità, in direzione opposta.
3. 3. Scheda di test secondo la rivendicazione 2, in cui detti elementi magnetici sono reciprocamente disposti a formare un array di Halbach.
4. 4. Scheda di test secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un cappuccio (122) di materiale ferromagnetico disposto su dette una o più sedi (118) e su detti rispettivi uno o più elementi magnetici (120).
5. 5. Scheda di test secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, comprendente inoltre: un cappuccio (122) di materiale non magnetico disposto su dette una o più sedi (118) e su detti rispettivi uno o più elementi magnetici (120); e uno strato di schermo, di μ-metal, estendentesi al di sorpa del cappuccio (122).
6. 6. Scheda di test secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre: una struttura di supporto (152) presentante una seconda apertura passante (158) e pareti laterali (152b) circondanti almeno parzialmente detta apertura passante, le pareti laterali (152b) essendo provviste di rispettive prime guide (154); e una prima slitta (156) configurata per scorrere in dette prime guide (154), in cui dette una o più sedi (118) si estendono attraverso la seconda apertura passante (158).
7. 7. Scheda di test secondo la rivendicazione 6, in cui la struttura di supporto (152) ha un lato di fondo (152a) circondato dalle pareti laterali (152b), e in cui la regione planare (116a) della struttura di alloggiamento (116) si estende tra il lato di fondo (152a) e la prima slitta (156), la seconda apertura passante (158) estendendosi attraverso il lato di fondo (152a).
8. 8. Scheda di test secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui dette prime guide (154) sono formate da rispettive rientranze nelle pareti laterali (152b), detta prima slitta (156) avendo regioni periferiche rastremate configurate per scorrere in dette rientranze.
9. 9. Scheda di test secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la struttura di alloggiamento (116) include: seconde guide (172) che protrudono a partire da detta regione planare (116a) lungo una direzione opposta alla direzione di estensione di dette una o più sedi (118); una seconda slitta (174) configurata per scorrere in dette seconde guide (172) così da coprire e, alternativamente, scoprire, dette una o più sedi (118).
10. 10. Scheda di test secondo la rivendicazione 9, in cui detta struttura di alloggiamento (116) include almeno nove sedi (118) reciprocamente disposte affiancate l'una all'altra a formare una struttura a matrice 3x3, detta seconda slitta (174) essendo sagomata in modo tale da coprire, durante l'operazione di chiusura, ciascuna di dette almeno nove sedi (118) una alla volta.
11. 11. Scheda di test secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto dispositivo (10) include una struttura sospesa attuabile magneticamente e mobile attorno ad un primo e ad un secondo asse di rotazione (A, B), e in cui la struttura di alloggiamento (116) include una pluralità di sedi (118), detto dispositivo (10), detta scheda a circuito integrato (112) e detta struttura di alloggiamento (116) essendo reciprocamente disposti in modo tale per cui il campo magnetico di test (Btest) è orientato a circa 45° rispetto al primo e al secondo asse di rotazione (A, B) della struttura sospesa del dispositivo (10).
12. 12. Sistema di test (104) comprendente: un dispositivo di ritenuta ("chuck") (102) di una fetta ("wafer") (90) di materiale semiconduttore includente un dispositivo (10) attuabile magneticamente, una scheda di test (106) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-9; un wafer prober (104a) meccanicamente accoppiato alla scheda di test (106), configurato per movimentare il dispositivo di ritenuta (102) al fine di accoppiare elettricamente porzioni selettive di detto dispositivo (10) con rispettive punte di contatto (108) della scheda di test (106); e un circuito di elaborazione dati (104b) elettricamente accoppiato alla scheda di test (106), configurato per alimentare segnali elettrici di test al dispositivo (10) tramite la scheda di test (106) ed elaborare segnali di risposta ricevuti, attraverso la scheda di test (106), dal dispositivo (10) durante l'attuazione magnetica del dispositivo (10).
13. 13. Sistema di test (104) secondo la rivendicazione 12, in cui la scheda di test (106) è spazialmente disposta tra la fetta (90) ed il circuito di elaborazione dati (104b).