WO2005078460A1 - Vorrichtung und verfarhen zum prüfen eines halbleiterbauteils mit kontaktflächen auf beiden seiten - Google Patents

Vorrichtung und verfarhen zum prüfen eines halbleiterbauteils mit kontaktflächen auf beiden seiten Download PDF

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WO2005078460A1
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test
semiconductor component
test device
elements
contact
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PCT/DE2005/000216
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Horst Gröninger
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Infineon Technologies Ag
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    • G01R1/02—General constructional details
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    • G01R1/0408—Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G01R1/0433—Sockets for IC's or transistors
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    • G01R1/0433—Sockets for IC's or transistors
    • G01R1/0483—Sockets for un-leaded IC's having matrix type contact fields, e.g. BGA or PGA devices; Sockets for unpackaged, naked chips

Definitions

  • the invention relates to a test device for testing a semiconductor component with contact surfaces on its top and bottom.
  • the invention further relates to a method for testing the semiconductor component.
  • the test socket has a receiving seat for receiving the top of the semiconductor component.
  • Inner through-contact elements to the test circuit board are arranged in the test base within the area of the receiving seat. With these inner plated-through elements, the contact areas of the upper side of the semiconductor component are electrically connected to the contact connection areas of the test printed circuit board.
  • the test device has a stamp for pressing the semiconductor component onto the inner via elements of the test base.
  • the known test device has a test base from which contact elements protrude and are equipped with spring contacts which can be electrically contacted with external contacts of an integrated circuit.
  • the known test device has the disadvantage that the semiconductor components to be tested with integrated circuits can only be tested if the contacts of the semiconductor component to be contacted are on one side on an underside of the semiconductor device are arranged. Contacting contact areas on both sides of the semiconductor component, namely on its upper side and on its rear side, are not possible with the known test device.
  • Another disadvantage of the known test device is its complex structure. At the same time, the complex structure entails a long changeover time, which hinders a quick changeover of the test device to different semiconductor components.
  • the contact elements with spring contacts for this known test device are of complex construction and their production is correspondingly cost-intensive.
  • the object of the invention is to create a test device for testing a semiconductor component with contact surfaces on its upper side and its rear side, the test device being convertible to different semiconductor components to be tested with short changeover times, and having resilient contacting elements which can be produced inexpensively , and can be quickly replaced if necessary.
  • a test device for testing a semiconductor component with contact areas on its upper side and contact areas on its rear side is specified.
  • the test device has a test circuit board with contact connection areas.
  • a test base is mounted on this test circuit board.
  • the test socket has a receiving seat for receiving the upper side of the semiconductor component to be tested.
  • internal through-contact elements are located through the test base within the area of the receiving seat. arranged through to the test circuit board. With the help of these through-contacting elements, the contact surfaces of the 0- top side of the semiconductor component are electrically connected to the contact connection surfaces of the test printed circuit board.
  • the test device has a stamp for pressing the
  • the test base has outer via elements, which are arranged outside the receiving seat for the semiconductor component. With these outer contacting elements, the contact connection areas on the test printed circuit board are electrically connected to contact areas on the rear side of the semiconductor component to be tested when the stamp is pressed on.
  • This test device has the advantage that both the contact areas on the upper side of the semiconductor component and the contact areas on the underside of the semiconductor component are connected to corresponding contact connection areas on the test printed circuit board via the outer and inner plated-through elements of the test base when the stamp is pressed.
  • Another advantage of this test device can be seen in the plated-through elements themselves, which have a tubular middle piece which has test tips at its ends. These test tips protrude from the corresponding top and bottom sides of the component components, such as the test base, of the test device. Furthermore, these test tips are cushioned by spring elements within the tubular center piece of the through-contact elements in such a way that reliable contacting between contact surfaces and contact connection surfaces can be achieved when pressed by the stamp of the test device.
  • so-called “pogo pins” are used as via elements.
  • the dimensions of such "pogo pins” are adapted to the size of the contact surfaces and contact connection surfaces to be contacted.
  • the length of the respective center piece of the via elements is adapted to the respective thickness of the corresponding component, such as the test base or the receiving seat. Therefore, the inner via elements are shorter than the outer via elements in the test socket, because the outer via elements have to bridge a greater thickness of the test socket area.
  • a holding part is arranged between the stamp of the test device and the rear of the semiconductor component to be tested.
  • This holding part is also equipped with through-contacting elements and interacts with a wiring part which is arranged between the stamp and the holding part.
  • the wiring part has rewiring lines in the direction of the holding part. These rewiring lines extend from positions of plated-through elements of the holding part to positions of the outer plated-through elements of the test socket.
  • the via elements of the holding part are electrically connected to the contact surfaces on the rear side of the semiconductor component when the plunger is pressed on.
  • the stamp is constructed in such a way that it is suitable for pressing several different through-contacting elements simultaneously.
  • the through-contacting elements can be placed on the contact surfaces of the rear side of the semiconductor component and the outer contacting elements of the test socket on the test printed circuit board and the inner through-contacting elements of the test socket on the test printed circuit board and on contact surfaces on the upper side of the semiconductor component.
  • the stamp can be attached to a swivel arm. This swivel arm swivels the stamp into a test position in which the stamp can carry out a test program by simultaneously pressing on the through-contact elements at the intended contact points of the test device and the semiconductor component.
  • the wiring part is interchangeably attached to the stamp. This has the advantage that when converting the
  • Test device for different semiconductor components a corresponding wiring part with appropriately adapted rewiring lines on the stamp without much time wall can be replaced.
  • the holding part on the wiring part is also interchangeably attached. This has the advantage that different holding parts for different rear sides of semiconductor components can be exchanged with one and the same wiring part if this wiring part has different rewiring line patterns in order to receive and connect holding parts with different positions of the through-contacting elements.
  • the receiving seat which receives the active upper side of a semiconductor component, can have a central opening which corresponds to an optical sensor region of the semiconductor component and which is accessible from outside the test device.
  • Such an opening in the receiving seat consequently enables the sensor region of the semiconductor component, for example, to be irradiated by an radiation source outside the test device.
  • the test circuit board has a correspondingly adapted opening in order to let the radiation pass through to an optical sensor area of the semiconductor component.
  • a method for testing a semiconductor component with contact surfaces on its top and back has the following method steps. First, one
  • Test device as described above is provided.
  • This test device is next equipped with a test base which has a receiving seat which is adapted to the semiconductor component to be tested.
  • the stamp of the test device is equipped with a holding part and a wiring part, which are adapted to the semiconductor component to be tested, in particular on the rear side thereof.
  • the test base of the test device is equipped with the semiconductor component to be tested by applying the top of the semiconductor component to the receiving seat of the test base.
  • the stamp with the adapted wiring part and holding part is then applied to the rear of the semiconductor component, while contacting the contact surfaces on the top and rear of the semiconductor component provided for a test, by means of the through-contacting elements of the test device and the production of electrical connections the test circuit board.
  • test device only three components of the test device are replaced to adapt to a respective semiconductor component, namely the receiving seat of the test base, the wiring part and the holding part of the stamp.
  • the construction of these component parts of the test device is inexpensive due to the through-contacting elements used and the time required for a changeover is also reduced compared to conventional test devices. Semiconductor components can thus be tested inexpensively with this test device.
  • the test device enables simple contacting of contact areas on both sides of a semiconductor component by means of “pogo pins”, which are integrated on the one hand in the test base and on the other hand in a holding part, which is also called a contact nest.
  • the test base can be screwed onto an underlying test circuit board, via which before the test programs for the respective semiconductor component are processed.
  • the semiconductor component can be guided in the receiving seat of the test base, or can be held in the holding part of the stamp by a corresponding recess.
  • the test printed circuit board can also be formed in multiple layers in order to enable a large number of contact connection areas for the connection of a correspondingly high number of contact areas of a semiconductor component.
  • Figure 1 shows a schematic cross section through a test device 1 of an embodiment of the invention.
  • the test device consists of two units, first a test circuit board 6 on which a test base 8 is arranged, and a stamp 11 which carries a wiring part 16 and a holding part 14.
  • the two parts of the test device 1 can be moved apart in the opposite direction of the arrow A, and then open the way for equipping the test base 8 with a semiconductor component 2 to be tested.
  • the test socket 8 has a receiving seat 9 for receiving the semiconductor component 2.
  • This receiving seat 9 is designed in such a way that the semiconductor component 2 can be fitted into the receiving seat 9 with a precise fit.
  • Inner via elements 10 are arranged in the area of the receiving seat 9, which establish a connection between contact connection areas 7 of the test circuit board 6 and contact areas 3 on the active top side 4 of a semiconductor component 2.
  • a sensor component of the test device 1 is tested.
  • the test device 1 has both in the test circuit board 6 and in the receiving Seat 9 has an opening 24, the size of which corresponds to a sensor region 25 of the sensor component.
  • the test base 8 has outer via elements 12 outside the area of the receiving seat 9.
  • the through-contacting elements 10 and 12 consist of a tubular middle piece 20 with the ends 21 and 22.
  • a spring element which resiliently cushions test tips 18 and 19 at the ends 21 and 22 of such a through-contact pin 17 in such a way that contacting between contact connection areas of the test circuit board 6 and corresponding contact areas 26 of the wiring part 16 is possible.
  • the contacting only comes about when the stamp 11 with the wiring part 16 is pressed in direction A onto the rear side 5 of the semiconductor component 2.
  • via elements 13 in the holding part 14 of the stamp 11 are connected to contact areas 3 on the rear side 5 of the semiconductor component 2 at the same time.
  • the wiring part 16 has rewiring lines 15 which extend from the positions of the via elements 13 of the holding part 14 to the positions of the outer via elements 12 of the test base 8 ,
  • Stamp 11 a test position 23, as shown in Figure 1, and ensures that both the top 4 and the back 5 with their contact surfaces 3 of the semiconductor device 2 are connected to the contact pads 7 of the test circuit board 6.
  • the wiring part 16 is fitted into the stamp 11, and the holding part 14 is fitted into the wiring part 16.
  • the test base 8 is fixed on the test circuit board 6 and the receiving seat 9 is fitted into the test base 8 and has an approach into which the semiconductor component 2 can in turn be fitted in such a way that reliable contacting with the internal via elements 10 in the region of the receiving seat 9 becomes possible.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Testvorrichtung (1) zum Prüfen eines Halbleiterbauteils (2) mit Kontaktflächen (3) auf seiner Oberseite (4) und seiner Rückseite (5) und ein Verfahren zum Prüfen des Halbleiterbauteils (2). Dazu weist die Testvorrichtung (1) einen Testsockel (8) auf, der auf einer Testleiterplatte (6) montiert ist. Über innere Durchkontaktierungselemente (10) des Testsockels (8) können Kontaktflächen (3) auf der Oberseite (4) des Halbleiterbauteils (2) getestet werden. Die Kontaktflächen (3) auf der Rückseite (5) des Halbleiterbauteils (2) können mit Hilfe äußerer Durchkontaktierungselemente (12) die außerhalb des Aufnahmesitzes (9) angeordnet sind, für ein Prüfen des Halbleiterbauteils (2) angeschlossen werden.

Description

Beschreibung
VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM PRÜFEN EINES HALBLEITERBAUTEILS MIT KONTAKTFLÄCHEN AUF BEIDEN SEITEN
Die Erfindung betrifft eine Testvorrichtung zum Prüfen eines Halbleiterbauteils mit Kontaktflächen auf seiner Oberseite und seiner Unterseite. Ferner betrifft die Erfindung ein Ver- fahren zum Prüfen des Halbleiterbauteils. Dazu weist die
Testvorrichtung eine Testleiterplatte mit Kontaktanschlussflächen auf, auf der ein Testsockel montiert ist. Der Testsockel besitzt einen Aufnahmesitz für die Aufnahme der Oberseite des Halbleiterbauteils. Innerhalb des Bereichs des Aufnah- mesitzes sind in dem Testsockel innere Durchkontaktierungselemente zu der Testleiterplatte angeordnet. Mit diesen inneren Durchkontaktierungselementen werden die Kontaktflächen der Oberseite des Halbleiterbauteils mit den Kontaktanschlussflächen der Testleiterplatte elektrisch verbunden. Darüber hinaus hat die Testvorrichtung einen Stempel zum Andrücken des Halbleiterbauteils auf die inneren Durchkontaktierungselemente des Testsockels.
Eine derartige Testvorrichtung für Halbleiterbauteile mit in- tegrierten Schaltungen ist aus der Druckschrift
DE 102 29 541 AI bekannt. Die bekannte Testvorrichtung weist einen Testsockel auf, aus dem Kontaktelemente herausragen und mit Federkontakten bestückt sind, die mit Außenkontakten einer integrierten Schaltung elektrisch kontaktierbar sind. Die bekannte Testvorrichtung hat den Nachteil, dass die zu testenden Halbleiterbauteile mit integrierten Schaltungen nur dann getestet werden können, wenn die zu kontaktierenden Kontakte des Halbleiterbauteils einseitig auf einer Unterseite des Halbleiterbauteils angeordnet sind. Eine Kontaktierung von Kontaktflächen auf beiden Seiten des Halbleiterbauteils, nämlich auf seiner Oberseite und seiner Rückseite, sind mit der bekannten Testvorrichtung nicht möglich. Ein weiterer Nachteil der bekannten Testvorrichtung ist ihr komplexer Aufbau. Mit dem komplexen Aufbau ist gleichzeitig eine große Um- rüstzeit verbunden, die ein schnelles Umstellen der Testvorrichtung auf unterschiedliche Halbleiterbauteile behindert. Ferner sind die Kontaktelemente mit Federkontakten für diese bekannte Testvorrichtung komplex aufgebaut und ihre Fertigung ist entsprechend kostenintensiv.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Testvorrichtung zum Prüfen eines Halbleiterbauteils mit Kontaktflächen auf seiner Ober- seite und seiner Rückseite zu schaffen, wobei die Testvorrichtung mit kurzen Umrüstzeiten auf unterschiedliche zu testende Halbleiterbauteile umstellbar ist, und federnde Kontak- tierungselemente aufweist, die preiswert herstellbar sind, und bei Bedarf schnell ausgewechselt werden können.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß wird eine Testvorrichtung zum Prüfen eines Halbleiterbauteils mit Kontaktflächen auf seiner Oberseite und Kontaktflächen auf seiner Rückseite angegeben. Die Testvorrichtung weist eine Testleiterplatte mit Kontaktanschlussflächen auf. Auf dieser Testleiterplatte ist ein Testsockel montiert. Der Testsockel besitzt einen Aufnahmesitz für die Aufnahme der Oberseite des zu testenden Halbleiterbauteils. Zum Testen sind innerhalb des Bereichs des Aufnahmesitzes innere Durchkontaktierungselemente durch den Testsockel hin- durch zu der Testleiterplatte angeordnet. Mit Hilfe dieser Durchkontaktierungselemente werden die Kontaktflächen der 0- berseite des Halbleiterbauteils mit den Kontaktanschlussflächen der Testleiterplatte elektrisch verbunden. Außerdem be- sitzt die Testvorrichtung einen Stempel zum Aufdrücken des
Halbleiterbauteils auf die inneren Durchkontaktierungselemente des Testsockels. Neben den inneren Durchkontaktierungsele- menten weist der Testsockel äußere Durchkontaktierungselemente auf, die außerhalb des Aufnahmesitzes für das Halbleiter- bauteil angeordnet sind. Über diese äußeren Kontaktierungs- elemente werden die Kontaktanschlussflächen auf der Testleiterplatte mit Kontaktflächen auf der Rückseite des zu testenden Halbleiterbauteils bei angedrücktem Stempel elektrisch verbunden.
Diese Testvorrichtung hat den Vorteil, dass mit dem Andrücken des Stempels, sowohl die Kontaktflächen auf der Oberseite des Halbleiterbauteils, als auch die Kontaktflächen auf der Unterseite des Halbleiterbauteils mit entsprechenden Kontaktan- Schlussflächen auf der Testleiterplatte über die äußeren und inneren Durchkontaktierungselemente des Testsockels verbunden werden. Ein weiterer Vorteil dieser Testvorrichtung ist in den Durchkontaktierungselementen selbst zu sehen, die ein rohrförmiges Mittelstück aufweisen, das an seinen Enden Test- spitzen besitzt. Diese Testspitzen ragen aus den entsprechenden Ober- und Unterseiten der Bauteilkomponenten, wie dem Testsockel, der Testvorrichtung heraus. Ferner sind diese Testspitzen durch Federelemente innerhalb des rohrförmigen Mittelstücks der Durchkontaktierungselemente derart abgefe- dert, dass eine sichere Kontaktierung zwischen Kontaktflächen und Kontaktanschlussflächen beim Andrücken durch den Stempel der Testvorrichtung erreicht werden kann. In einer Ausführungsform der Erfindung werden als Durchkontaktierungselemente sogenannte "Pogo-Pins" eingesetzt. Die Abmessungen derartiger "Pogo-Pins" sind der Größe der zu kontaktierenden Kontaktflächen und Kontaktanschlussflächen ange- passt. Die Länge des jeweiligen Mittelstücks der Durchkontaktierungselemente ist der jeweiligen Dicke der entsprechenden Bauteilkomponente, wie dem Testsockel oder dem Aufnahmesitz, angepasst. Deshalb sind die inneren Durchkontaktierungselemente kürzer, als die äußeren Durchkontaktierungselemente im Testsockel, weil die äußeren Durchkontaktierungselemente eine größere Dicke des Testsockelbereichs überbrücken müssen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind zwischen dem Stempel der Testvorrichtung und der Rückseite des zu testenden Halbleiterbauteils ein Halteteil angeordnet.
Dieses Halteteil ist ebenfalls mit Durchkontaktierungselemen- ten ausgestattet und wirkt mit einem Verdrahtungsteil, das zwischen dem Stempel und dem Halteteil angeordnet ist, zusammen. Das Verdrahtungsteil weist in Richtung auf das Halteteil Umverdrahtungsleitungen auf. Diese Umverdrahtungsleitungen erstrecken sich von Positionen von Durchkontaktierungselemen- ten des Halteteils zu Positionen der äußeren Durchkontaktie- rungselementen des Testsockels. Die Durchkontaktierungselemente des Halteteils sind bei angedrücktem Stempel elektrisch mit den Kontaktflächen auf der Rückseite des Halbleiterbauteils verbunden.
Somit ergibt sich ein Leitungspfad zum Testen der Rückseitenkontakte des Halbleiterbauteils, über die Durchkontaktie- rungselemente des Halteteils zu den Umverdrahtungsleitungen des Verdrahtungsteils und von diesen Umverdrahtungsleitungen des Halteteils über die äußeren Durchkontaktierungselemente des Testsockels zu den Kontaktanschlussflächen der Testlei- terplatte. Mit diesem Aufbau ist eine zuverlässige Kontaktierung der Kontaktflächen der Rückseite des Halbleiterbauteils möglich, zumal einerseits das Halteteil mit seinen Durchkon- taktierungselementen passgenau in das Verdrahtungsteil mit seinen Umverdrahtungsleitungen eingepasst ist, und das Verdrahtungsteil seinerseits passgenau in den Stempel eingepasst ist. Durch entsprechend ausgebildete Aussparungen in dem Testsockel kann das Halteteil mit seinen Durchkontaktierungs- elementen passgenau auf die Rückseite des Halbleiterbauteils aufgesetzt werden.
Der Stempel ist derart konstruiert, dass er zu einem gleichzeitigen Andrücken mehrerer unterschiedlicher Durchkontaktierungselemente geeignet ist. Durch den Stempel können gleich- zeitig die Durchkontaktierungselemente auf die Kontaktflächen der Rückseite des Halbleiterbauteils und der äußeren Kontak- tierungselemente des Testsockels auf die Testleiterplatte sowie der inneren Durchkontaktierungselemente des Testsockels auf die Testleiterplatte und auf Kontaktflächen der Oberseite des Halbleiterbauteils aufgesetzt werden. Dazu kann der Stempel an einem Schwenkarm angebracht sein. Dieser Schwenkarm schwenkt den Stempel in eine Testposition, bei der der Stempel durch gleichzeitiges Andrücken der Durchkontaktierungselemente an den vorgesehenen Kontaktierungsstellen der Test- Vorrichtung und des Halbleiterbauteils ein Testprogramm durchführen kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Verdrahtungsteil an dem Stempel auswechselbar ange- bracht. Das hat den Vorteil, dass bei einem Umrüsten der
Testvorrichtung auf unterschiedliche Halbleiterbauteile ein entsprechendes Verdrahtungsteil mit entsprechend angepassten Umverdrahtungsleitungen an dem Stempel ohne großen Zeitauf- wand ausgewechselt werden kann. Auch das Halteteil an dem Verdrahtungsteil ist auswechselbar angebracht. Das hat den Vorteil, dass unterschiedliche Halteteile für unterschiedliche Rückseiten von Halbleiterbauteilen, mit ein und dem selben Verdrahtungsteil ausgewechselt werden können, wenn dieses Verdrahtungsteil unterschiedliche Umverdrahtungsleitungsmu- ster aufweist, um Halteteile mit unterschiedlichen Positionen der Durchkontaktierungselemente aufzunehmen und anzuschließen.
Der Aufnahmesitz, der die aktiven Oberseite eines Halbleiterbauteils aufnimmt, kann eine zentrale Öffnung aufweisen, die einem optischen Sensorbereich des Halbleiterbauteils entspricht, und die von außerhalb der Testvorrichtung zugänglich ist. Eine derartige Öffnung im Aufnahmesitz ermöglicht folglich, dass der Sensorbereich des Halbleiterbauteils beispiels weise, von einer Bestrahlungsquelle außerhalb der Testvorrichtung bestrahlt werden kann. Dazu weist die Testleiterplatte eine entsprechend angepasste Öffnung auf, um die Be- Strahlung zu einem optischen Sensorbereich des Halbleiterbauteils durchzulassen.
Ein Verfahren zum Prüfen eines Halbleiterbauteils mit Kontaktflächen auf seiner Ober- und seiner Rückseite weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst wird eine
Testvorrichtung, wie sie oben beschrieben ist, zur Verfügung gestellt. Diese Testvorrichtung wird als nächstes mit einem Testsockel ausgerüstet, der einen Aufnahmesitz aufweist, welcher an das zu testende Halbleiterbauteil angepasst ist. Zu- sätzlich wird der Stempel der Testvorrichtung mit einem Halteteil und einem Verdrahtungsteil ausgerüstet, die an das zu testende Halbleiterbauteil, insbesondere an dessen Rückseite, angepasst sind. Nach diesem Ausrüsten der Testvorrichtung wird der Testsockel der Testvorrichtung mit dem zu testenden Halbleiterbauteil durch Aufbringen der Oberseite des Halbleiterbauteils auf den Aufnahmesitz des Testsockels bestückt. Zur Durchführung von Testverfahren wird dann der Stempel mit angepasstem Verdrahtungsteil und Halteteil auf die Rückseite des Halbleiterbauteils, unter Kontaktierung der für einen Test vorgesehenen Kontaktflächen auf der Oberseite und der Rückseite des Halbleiterbauteils, mittels der Durchkontaktierungselemente der Testvorrichtung und der Herstellung von e- lektrischen Verbindungen zu der Testleiterplatte, aufgedrückt .
Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass mit wenigen Handgriffen die unterschiedlichsten Halbleiterbauteile mit Kontakt- flächen oder Außenkontakten auf ihrer Oberseite und ihrer
Rückseite getestet werden können. Dazu werden lediglich drei Komponenten der Testvorrichtung zur Anpassung an ein jeweiliges Halbleiterbauteil ausgewechselt, nämlich der Aufnahmesitz des Testsockels, das Verdrahtungsteil und das Halteteil des Stempels. Der Aufbau dieser Bauteilkomponenten der Testvorrichtung ist aufgrund der verwendeten Durchkontaktierungselemente preiswert und der Zeitaufwand für ein Umrüsten ist e- benfalls gegenüber herkömmlichen Testvorrichtungen vermindert. Somit lassen sich mit dieser Testvorrichtung Halblei- terbauteile preisgünstig testen.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass mit der erfindungsgemäßen Testvorrichtung ein einfaches Kontaktieren von Kontaktflächen auf beiden Seiten eines Halbleiterbauteils mittels "Pogo-Pins", die einerseits im Testsockel integriert sind, und andererseits in einem Halteteil, das auch Kontaktnest genannt wird, möglich wird. Der Testsockel kann dazu auf eine darunterliegende Testleiterplatte geschraubt sein, über wel- ehe die Prüfprogramme für das jeweilige Halbleiterbauteil abgearbeitet werden. Für einen Test kann das Halbleiterbauteil in dem Aufnahmesitz des Testsockels geführt werden, oder durch eine entsprechende Aussparung in dem Halteteil des Stempels gehalten zu werden. Ferner kann die Testleiterplatte auch mehrlagig ausgebildet sein, um eine hohe Anzahl an Kontaktanschlussflächen für das Anschließen einer entsprechend hohen Anzahl von Kontaktflächen eines Halbleiterbauteils zu ermöglichen.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figur näher erläutert. Figur 1 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Testvorrichtung 1 einer Ausführungsform der Erfindung.
In Figur 1 besteht die Testvorrichtung aus zwei Einheiten, einmal einer Testleiterplatte 6 auf der ein Testsockel 8 angeordnet ist, und einem Stempel 11, der ein Verdrahtungsteil 16 und ein Halteteil 14 trägt. Die beiden Teile der Testvorrichtung 1 können entgegen der Pfeilrichtung A auseinanderge- führt werden, und geben dann den Weg frei für das Bestücken des Testsockels 8 mit einem zu testenden Halbleiterbauteil 2.
Zur Aufnahme des Halbleiterbauteils 2 weist der Testsockel 8 einen Aufnahmesitz 9 auf. Dieser Aufnahmesitz 9 ist so ge- staltet, dass das Halbleiterbauteil 2 passgenau in den Aufnahmesitz 9 eingepasst werden kann. Im Bereich des Aufnahmesitzes 9 sind innere Durchkontaktierungselemente 10 angeordnet, die eine Verbindung zwischen Kontaktanschlussflächen 7 der Testleiterplatte 6 und Kontaktflächen 3 auf der aktiven Oberseite 4 eines Halbleiterbauteils 2 herstellen. Bei dem gezeigten Beispiel der Figur 1 wird ein Sensorbauteil der Testvorrichtung 1 getestet. Dazu weist die Testvorrichtung 1 sowohl in der Testleiterplatte 6, als auch in dem Aufnahme- sitz 9 eine Öffnung 24 auf, die mit ihrer Größe einem Sensorbereich 25 des Sensorbauteils entspricht.
Der Testsockel 8 weist neben den inneren Durchkontaktierungs- elementen 10 im Bereich des Aufnahmesitzes 9 äußere Durchkontaktierungselemente 12 außerhalb des Bereichs des Aufnahmesitzes 9 auf. Die Durchkontaktierungselemente 10 und 12 bestehen aus einem rohrförmigen Mittelstück 20 mit den Enden 21 und 22. In dem rohrförmigen Mittelstück 20 ist ein Federele- ment angeordnet, das Testspitzen 18 und 19 an den Enden 21 und 22 eines derartigen Durchkontaktierungsstiftes 17 derart nachgiebig abfedert, dass eine Kontaktierung zwischen Kontaktanschlussflächen der Testleiterplatte 6 und entsprechenden Kontaktflächen 26 des Verdrahtungsteils 16 möglich ist.
Die Kontaktierung kommt jedoch erst zustande, wenn der Stempel 11 mit dem Verdrahtungsteil 16 in Richtung A auf die Rückseite 5 des Halbleiterbauteils 2 gedrückt wird. Bei diesem Andrücken werden gleichzeitig Durchkontaktierungselemente 13 im Halteteil 14 des Stempels 11 mit Kontaktflächen 3 auf der Rückseite 5 des Halbleiterbauteils 2 verbunden. Um diese Durchkontaktierungselemente 13 des Halteteils 14 mit den äußeren Durchkontaktierungselementen 12 des Testsockels 8 zu verbinden, weist das Verdrahtungsteil 16 Umverdrahtungslei- tungen 15 auf, die sich von den Positionen der Durchkontaktierungselemente 13 des Halteteils 14 zu den Positionen der äußeren Durchkontaktierungselemente 12 des Testsockels 8 erstrecken.
Mit dem Andrücken des Stempels 11 in Richtung A nimmt der
Stempel 11 eine Testposition 23, wie sie Figur 1 zeigt, ein und sorgt dafür, dass sowohl die Oberseite 4, als auch die Rückseite 5 mit ihren Kontaktflächen 3 des Halbleiterbauteils 2 mit den Kontaktanschlussflächen 7 der Testleiterplatte 6 verbunden sind. Dazu ist das Verdrahtungsteil 16 in den Stempel 11 eingepasst, und das Halteteil 14 im Verdrahtungsteil 16 eingepasst. Andererseits ist der Testsockel 8 auf der Testleiterplatte 6 fixiert und der Aufnahmesitz 9 ist in den Testsockel 8 eingepasst und weist einen Ansatz auf, in den das Halbleiterbauteil 2 seinerseits derart eingepasst werden kann, dass eine zuverlässige Kontaktierung mit den inneren Durchkontaktierungselementen 10 im Bereich des Aufnahmesitzes 9 möglich wird.

Claims

Patentansprüche
1. Testvorrichtung zum Prüfen eines Halbleiterbauteils (2) mit Kontaktflächen (3) auf seiner Oberseite (4) und Kon- taktflächen (3) auf seiner Rückseite (5), wobei die Testvorrichtung (1) eine Testleiterplatte (6) mit Kontaktanschlussflächen (7) aufweist, auf der ein Testsockel (8) montiert ist, und wobei der Testsockel (8) einen Aufnahmesitz (9) für die Aufnahme der Oberseite (4) des Halbleiterbauteils (2) aufweist, und wobei innerhalb des Bereichs des Aufnahmesitzes (9) innere Durchkontaktierungselemente (10) durch den Testsockel (8) zu der Testleiterplatte (6) angeordnet sind, um die Kontaktflächen (3) der Oberseite (4) des Halbleiterbauteils (2) mit den Kontaktanschlussflächen (7) der Testleiterplatte (6) elektrisch zu verbinden, und wobei die Testvorrichtung (1) weiterhin einen Stempel (11) zum Aufdrücken des Halbleiterbauteils (2) auf die inneren Durchkontaktierungselemente (10) des Testsockels (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Testsockel (8) äußere Durchkontaktierungselemente (12), die außerhalb des Aufnahmesitzes (9) angeordnet sind, aufweist, über welche Kontaktanschlussflächen (7) auf der Testleiterplatte (6) mit Kontaktflächen (3) auf der Rückseite (5) des zu testenden Halbleiterbauteils (2), bei angedrücktem Stempel (11) elektrisch in Verbindung sind.
2. Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass bei angedrücktem Stempel (11) die Kontaktflächen (3) der Rückseite (5) des Halbleiterbauteils (2) über Durchkontaktierungselemente (13) eines Halteteils (14) und über Umverdrahtungsleitungen (15) eines Verdrahtungsteils (16), sowie über die äußeren Durchkontaktierungselemente (12) im Testsockel (8) mit Kontaktanschlussflächen (7) auf der Testleiterplatte (6) elektrisch in Verbindung sind.
3. Testvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (11) in Richtung (A) auf die Rückseite (5) des zu testenden Halbleiterbauteils (2) das Verdrahtungsteil (16) und das Halteteil (14) mit Durchkontaktierungselementen (13) zum Kontaktieren der Kontaktflächen (3) auf der Rückseite (5) des Halbleiterbauteils (2) aufweist.
4. Testvorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrahtungsteil (16) des Stempels (11) Umverdrahtungsleitungen (15) von den Positionen der Durchkontak- tierungselemente (13) des Halteteils (14) zu Positionen der äußeren Durchkontaktierungselemente (12) im Testsockel (8) aufweist.
5. Testvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchkontaktierungselemente (10, 12, 13) Durchkon- taktierungsstifte (17) aufweisen, die federnd geführte Testspitzen (18, 19) besitzen, welche aus einer Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite der jeweiligen Bauteilkomponente der Testvorrichtung (1) herausragen.
6. Testvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchkontaktierungselemente (10, 12, 13) ein rohr- förmiges Mittelstück (20) aufweisen, das Testspitzen (18, 19) an seinen Enden (21, 22) aufweist, wobei ein in dem Mittelstück (20) angeordnetes Federelement die Testspitzen (18, 19) elastisch abfedert.
7. Testvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (11) zum gleichzeitigen Andrücken der Durchkontaktierungselemente (13) auf die Kontaktflächen (3) der Rückseite (5) des Halbleiterbauteils (2) und - der äußeren Durchkontaktierungselemente (12) des Testsockels (8) auf die Testleiterplatte (6) sowie der inneren Durchkontaktierungselemente (10) des Testsockels (8) auf die Testleiterplatte (6) und auf die Kontaktflächen (3) der Oberseite (4) des Halbleiterbauteils (2) konstruiert ist.
8. Testvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stempel (11) an einem Schwenkarm angebracht ist, der den Stempel (11) in eine Testposition (23) schwenkt, in welcher der Schwenkarm mit dem Stempel (11) derart ausgerichtet ist, dass ein gleichzeitiges Andrücken der Durchkontaktierungselemente (10, 12, 13) an den vorgese- henen Kontaktierungsstellen der Testvorrichtung (1) und des Halbleiterbauteils (2) erfolgt.
9. Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verdrahtungsteil (16) an dem Stempel (11) auswechselbar angebracht ist.
10. Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteteil (14) an dem Verdrahtungsteil (16) auswechselbar angebracht ist.
11. Testvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmesitz (9) eine zentrale Öffnung (24) aufweist, die einem optischen Sensorbereich (25) des Halb- leiterbauteils (2) entspricht und die von außerhalb der Testvorrichtung (1) zugänglich ist.
12. Testvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (24) eine Bestrahlungsöffnung ist, die eine Bestrahlung des Halbleiterbauteils (2) ermöglicht.
13. Verfahren zum Prüfen eines Halbleiterbauteils (2) mit Kontaktflächen (3) auf seiner Oberseite (4) und seiner Rückseite (5) , wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist, Bereitstellen einer Testvorrichtung (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 1; Ausrüsten der Testvorrichtung (1) mit einem Testso- ekel (8) , der einen an das zu testende Halbleiterbauteil (2) angepassten Aufnahmesitz (9) aufweist und mit einem Stempel (11) der ein Halteteil (14) und ein Verdrahtungsteil (16) aufweist, die an das zu testende Halbleiterbauteil (2) angepasst sind; Bestücken des Testsockels (8) der Testvorrichtung (1) mit dem zu testenden Halbleiterbauteil (2), durch Aufbringen der Oberseite (4) des Halbleiterbauteils (2) auf den Aufnahmesitz (9) des Testsockels (8);
Aufdrücken des Stempels (11) mit Verdrahtungsteil (16) und Halteteil (14) auf die Rückseite (5) des Halbleiterbauteils (2) unter Kontaktierung der für einen Test vorgesehenen Kontaktflächen (3) auf der Oberseite (4) und der Rückseite (5) des Halbleiterbauteils (2) mittels der Durchkontaktierungselemente (10, 12, 13) der Testvorrichtung (1) unter Herstel- len von elektrischen Verbindungen zu der Testleiterplatte (6) .
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