WO2014072347A1 - Kit de protection d'un composant microelectronique contre des decharges electrostatiques lors de sa connexion a un dispositif conducteur - Google Patents

Kit de protection d'un composant microelectronique contre des decharges electrostatiques lors de sa connexion a un dispositif conducteur Download PDF

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WO2014072347A1
WO2014072347A1 PCT/EP2013/073174 EP2013073174W WO2014072347A1 WO 2014072347 A1 WO2014072347 A1 WO 2014072347A1 EP 2013073174 W EP2013073174 W EP 2013073174W WO 2014072347 A1 WO2014072347 A1 WO 2014072347A1
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WO
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tulip
support
chip
test
connectors
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/073174
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Inventor
Martin BOWEN
Benoit LECONTE
Daniel SPOR
Original Assignee
Centre National De La Recherche Scientifique
Université De Strasbourg
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Publication date
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/18—Screening arrangements against electric or magnetic fields, e.g. against earth's field
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2886—Features relating to contacting the IC under test, e.g. probe heads; chucks
    • G—PHYSICS
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    • G01R1/04—Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G01R1/0408—Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G01R1/0433—Sockets for IC's or transistors

Definitions

  • the present application relates to the technical field of microelectronics, and more particularly, a kit or a set of connection device and its method of use for connecting a microelectronic component to a conductive device or a measuring device for testing its operation.
  • the microelectronic components are generally tested individually, before assembly, by a measuring device.
  • this test step is likely to damage the microelectronic component due to the formation and accumulation of electrostatic charges at said component.
  • electrostatic charges can be formed during the manipulation of the component (manual or robotic), when it is desired to spatially offset the electrical contacts of the component and / or increase the size of its contacts to allow its connection to devices of macroscopic size.
  • electrostatic charges may be formed at the connection terminals between the microelectronic component and a conductive device, by friction between their respective connection terminals when they are interlocked, or during steps of welding the ultrasonic component connection terminals by means of a microbeader on the conductive device.
  • the presence of the microelectronic component in environments subject to electric fields is also a cause of formation of electrostatic charges.
  • an electrostatic current flowing through a capacitor or capacitance can deteriorate the insulating properties of the dielectric interposed between its electrodes. It may then break the insulating properties of the dielectric, causing a malfunction of the capacitor.
  • One of the objectives of the invention is to prevent electrostatic currents from damaging a microelectronic component during its electrical connection to a conductive device.
  • the present application discloses the use of a test support and at least one common support for electrically connecting a microelectronic component to a conductive device as defined below. .
  • connect and connect refer to the contacting or contact between two elements so that an electric current can flow between said elements.
  • disconnect and disconnect refer to the break of the electrical contact between these same elements.
  • a microelectronic component or chip may designate any solid state assembly provided with electrical connection terminals for operating at least one precise function on the current flowing through this component.
  • a microelectronic component may be a resistor, a capacitance, an inductor, a transistor, an operational amplifier, a diode or a tunnel junction.
  • a conductive device may characterize a device carrying an electric current and having connection terminals connectable to connection terminals of another conductive device.
  • a conductive device may for example be a measuring device which, as its name indicates, allows to know the electrical characteristics of a microelectronic component connected to its connection terminals.
  • a conductive device may be a voltage source and / or an ammeter.
  • test support of a microelectronic component according to the invention may comprise:
  • At least one tulip connector intended to be connected to at least one connection terminal of a microelectronic component
  • each tulip connector comprising:
  • each electrical terminal of the microelectronic component may be connected to a tulip connector of the test medium, via a support of a microelectronic component and conductive tracks.
  • a component carrier may designate any device for moving the electrical connection terminals of a microelectronic component to another conductive device. This support may be larger than that of said component to allow it to be handled more easily.
  • the invention also relates to a common support intended to cooperate with a test medium above, comprising: A substrate comprising an upper face facing a lower face;
  • Tulip connectors intended to be connected to the tulip connectors of the test support device
  • each tulip connector comprising:
  • the conductive element advantageously makes it possible to put at the same electrical potential all the tulip connectors.
  • the open end is connected to the appendage of the same tulip connector.
  • the tulip connectors mentioned above are also intended to be connected to a conductive device.
  • the present application also relates to a kit for protecting a microelectronic component against electrostatic discharges, when connecting the chip to a conductive device, comprising a test support and at least one common support as described above.
  • the kit may comprise a test support and two common supports.
  • a method of connecting a microelectronic component to a conductive device with one of the above protection kits may include the following steps:
  • connection of a tulip connector belonging to a common support greater than a mass b) interlocking the ends of the tulip connectors of the upper common support in the openings of the tulip connectors of a test support, the tulip connectors of the test support being connected to the connection terminals of the chip to be protected;
  • the term mass can refer to the reference potential of the device, which is generally defined as being close to a zero voltage (0V).
  • the preceding method may comprise a step prior to step a) in which at least one of the tulip connectors of the test support is connected to the ground before the chip is connected to the chip support, the mass being disconnected from the tulip connector. belonging to the test medium before step c).
  • This preliminary step can be performed by means of a lower common support (30) connected to ground.
  • all the electrical connections of the test support are grounded before the chip is connected to said support.
  • the above method may include a step of grounding the connectors of the conductive device before step c).
  • Another method of connecting a microelectronic component to a conductive device with one of the above protection kits may include the following steps:
  • step d) disconnection of the lower common support from the test medium. It is possible during step b) to connect the chip to the test support after at least one tulip connector of said support has been connected to a ground. This procedure can be carried out by means of a lower common support connected to ground.
  • all the electrical connections of the test support are grounded before the chip is connected to said support.
  • steps c) and d) can be replaced by the following steps:
  • steps 2) to 5) or preferably 3) to 5 can be replaced by the following steps:
  • steps b) to c) can be replaced by the following steps:
  • the invention makes it possible to protect the microelectronic component when it is connected to the test medium and / or the connection of the support test to a conductive device. That is, the connection terminals of the microelectronic component can be advantageously held grounded or short-circuited in the above processes.
  • the use of tulip type electrical connectors allows easier integration of the test medium on a conductive device placed in a confined environment or difficult to access.
  • the tulip connectors may be substituted by any other known electrical connectors.
  • Figure 1 shows a microelectronic component
  • Figure 2 shows a test medium
  • Figure 3 shows a common support.
  • Figure 4 shows a test medium connected to a lower common support.
  • FIG. 5 represents the device of FIG. 4, of which a tulip connector of the lower common support is connected to ground.
  • FIG. 6 represents the device of FIG. 5, comprising a microelectronic component represented in FIG. 1 connected to the test support.
  • FIG. 7 represents the device of FIG. 6, comprising an upper common support connected to the test support.
  • Figure 8 shows the device of Figure 7, a tulip connector of the upper common support is connected to ground.
  • FIG. 9 represents the device of FIG. 8, after disconnection of the lower common support from the test support.
  • Figure 10 shows the device of Figure 9 connected to a measuring device.
  • FIG. 11 represents the device of FIG. 10 after disconnection of the upper common support from the test support, the microelectronic component is then ready to be tested.
  • FIG. 12 represents the device of FIG. 8 after disconnection of the ground from the lower common support and connection of the lower common support to the measurement device.
  • FIG. 13 represents the device of FIG. 9 after connection of the test support to the device for measuring and disconnecting the mass of the upper common support.
  • FIG. 14 represents the device of FIG. 12 after disconnection of the test support from the lower common support.
  • the present application relates to a kit and its method of use for connecting a microelectronic component to a conductive device.
  • One of the objectives of the invention is to reduce or eliminate any risk of damage to the microelectronic component by electrostatic discharges when connected to a conductive device.
  • a connection method according to the invention comprises the use of a microelectronic component, a test medium, at least one common carrier and a conductive device described below.
  • a microelectronic component denotes any device comprising at least two electrical connection terminals capable of being traversed by an electrostatic current that can deteriorate said component.
  • a microelectronic component may be a resistor, or a capacitance, or an inductor, or a transistor, or an operational amplifier, or a diode, or a tunnel junction.
  • a microelectronic component denotes a microelectronic chip or chip (10), comprising a body (12) and conductive connection terminals (14) (FIG. 1).
  • said support comprises a substrate (21) with an upper face (22) comprising a component or chip carrier (24).
  • the chip carrier includes connection terminals (25) cooperating with the connection terminals (14) of the chip.
  • Each connection terminal (25) of the chip carrier (24) is connected by a conductive track (26) to a tulip connector (27) ( Figure 2).
  • the tulip connectors (27) pass through the upper (22) and lower (23) faces of the substrate (22).
  • the open end (28) of the tulip connectors is located above or at the upper face (22) of the substrate (21), for example located at 0.5 mm from the upper face, and the end portion (29) of said tulip connectors protrudes from the substrate at its lower face (23) so that it can be fitted into an open end of another tulip connector.
  • the distance separating the ends (28) and (29) may be of the order of a few millimeters, for example equal to 6.1 mm.
  • a common carrier is identical to the test medium (20), except for the chip carrier (24) substituted by a conductive member (32) for electrically connecting all the tulip connectors (27) ( Figure 3).
  • the tulip connectors (27) of the common support are at the same electrical potential because they are connected together.
  • a conductive device may be a measuring device.
  • a measuring device (40) is a device for performing electrical measurements on the chip (10), more specifically, testing its electrical characteristics to determine its operating condition.
  • a measurement device (40) may for example be composed of a multiplexer connected to a voltage source matched to an ammeter, thus making it possible to measure the electrical resistance of the chip.
  • the following methods of the invention are intended to provide protection against degradation of the chip (10) when connected to a test medium and / or when connecting the test medium to a conductive device.
  • the need or need for protection during each of these two key steps is evaluated according to the robustness of the chip in the face of this risk, and according to the infrastructure environment (equipment, electrical fields due to installations, etc.) and human risk (generation of static electricity by friction with the environment).
  • At least one tulip connector (27) belonging to the test support and / or the common support is electrically connected to a mass (50).
  • all the connection terminals (14) of the chip (10) are connected to the same electrical potential, preferably of zero voltage. to allow electrostatic charges present at the chip (10), chip carrier (24) and lead wires (26) to migrate to said ground (Fig. 6).
  • the invention makes it possible to discharge the electrostatic charges present at the level of the chip when it is connected to the test medium.
  • mass here designates the reference potential of the system, which is generally defined as being close to a zero voltage (0V).
  • a mass is floating when its reference potential floats with respect to the reference potential of the system.
  • a tulip connector (27) of a common support is connected to a mass (50), preferably at one end (29) of a tulip connector.
  • the common support is positioned below the test support (20) (FIGS. 4 and 5).
  • the common support is then called common support (30) inferior. More specifically, the ends (29) of the tulip connectors (27) belonging to the test support (20) are nested in the openings (28) of the tulip connectors belonging to the lower common support (30).
  • a chip (10) is then connected to the chip carrier (24).
  • a second common support is then electrically connected above the test support (20).
  • This common support is then named common support (30 ') higher. It is electrically connected via the tulip connectors (27) on the test support (20), that is to say, vis-à-vis the upper face (22) of said test support and the chip (10) ( Figure 7).
  • the next step is to connect one of the tulip connectors (27) belonging to the common support (30 ') greater than a mass, preferably to the same mass (50) as before (see Figure 8).
  • the lower common carrier (30) is subsequently disconnected from the test support (20) (FIG. 9), to allow the connection of the test support (20) above and directly to a measuring device (40) (FIG. 10).
  • the upper common support (30 ') is disconnected from the test support (20) to allow the measuring device (40) to make electrical measurements on the chip (10) (FIG. 11).
  • the stack represented in FIG. 8 composed of a test support (20) with a chip (10) interposed between two common supports (30, 30 '), is connected to the measuring device (40) through the lower common carrier (30).
  • the upper common carrier (30 ') is connected to the ground, so as to facilitate the connection of the lower common carrier (30) to the measuring device (FIG. 12).
  • the test support (20) is then disconnected from the lower common support (30) (FIG. 14).
  • the lower common carrier (30) is disconnected from the measuring device (40), to allow connection of the test support (20) to the measuring device (Fig. 13).
  • the upper common carrier (30 ') is subsequently disconnected from the test support (20) to allow the measuring device (40) to make electrical measurements on the chip (10) (Fig. 11).
  • the stack shown in Figure 12 is first disconnected from the measuring device (40).
  • the lower common support (30) is then disconnected from the test support (20).
  • test support (20) is connected to the measuring device (40) (Fig. 13).
  • the upper common carrier (30 ') is disconnected from the test medium (20) to allow the measuring device (40) to make electrical measurements on the chip (10) (Fig. 11).
  • a tulip connector (27) from a common support is electrically connected to a ground, preferably at an open end (28).
  • a chip (10) is then connected to the chip carrier (24).
  • the common support is then named common support (30 ') higher. More specifically, the ends (29) of the tulip connectors belonging to the upper common support (30 ') are nested in the openings (28) of the tulip connectors belonging to the test support (20). Other said, the upper face (22) of the test support (20) is vis-à-vis the common support (30 ') higher.
  • the next step is to electrically connect the test stand (20) to a measuring device (40) ( Figure 10).
  • the upper common support (30 ') is disconnected from the test support (20) to allow the measuring device (40) to make electrical measurements on the chip (10) (FIG. 11).
  • a tulip connector (27) belonging to a common support (30 ') is electrically connected to a mass (50), preferably at one end (29).
  • the chip carrier is connected to the tulip connectors (27) of the test medium (20).
  • a chip (10) is then connected to the chip carrier (24).
  • the open ends (28) of the tulip connectors of the test stand (20) are connected to the connection terminals of the measuring device (40).
  • the measuring device (40) is connected over the test support (20).
  • the common support (30 ') is disconnected from the test support (20) to allow the measuring device (40) to make electrical measurements on the chip (10).
  • the chip (10) is held on the upper face (22) of the test support (20) with an epoxy type resin for example.
  • the connection terminals (14) of the chip (10) are then electrically connected to the tulip connectors (27) of the test support (20) via a microbond, for example of the Hybond 626 type, or manually by means has lead wires and silver lacquer.
  • the electrical connection of the chip (10) to the test support (20) the latter is electrically connected to a lower common support (30), itself electrically connected to a mass (50), so as to allow the evacuation electrostatic charges forming at the device during this connection step.
  • the measuring device (40) can be placed in a mode to hold the test leads (20) tulip connectors to ground, in particular when disconnecting the common carrier (30 ') above or below the test medium ( 20) ( Figures 10 and 11). Indeed, during this step electrostatic charges are likely to form at the test support (20) by friction of the tulip conductor elements (27).
  • the lower common support makes it possible to keep the chip grounded when it is connected to the test support
  • the upper common support makes it possible to keep the chip grounded when the test support is connected to the measuring device.
  • test support and the lower and / or higher common supports make it possible to quickly carry out one of the above methods by simply fitting the various devices together.

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Abstract

Kit de protection d'un composant microélectronique ou d'une puce (10) comportant des bornes de connexion (14), contre des décharges électrostatiques lors de la connexion desdites bornes à un dispositif conducteur, comprenant: - un dispositif de support de test (20) du composant microélectronique (10); - au moins un dispositif de support commun (30, 30') destiné à coopérer avec un dispositif de support de test (20).

Description

KIT DE PROTECTION D'UN COMPOSANT MICROELECTRONIQUE CONTRE DES DECHARGES ELECTROSTATIQUES LORS DE SA CONNEXION A UN DISPOSITIF
CONDUCTEUR
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
La présente demande concerne le domaine technique de la microélectronique, et plus particulièrement, un kit ou un ensemble de dispositif de connexion et son procédé d'utilisation pour connecter un composant microélectronique à un dispositif conducteur ou un dispositif de mesure permettant de tester son fonctionnement.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE
Les dispositifs comportant des composants microélectroniques sont de plus en plus présents dans notre quotidien, leur fonctionnement nécessite l'agencement de plusieurs de ces composants microélectroniques pour réaliser des tâches de plus en plus complexes.
Afin de limiter les risques de panne et donc les coûts de fabrication, les composants microélectroniques sont généralement testés individuellement, avant leur assemblage, par un dispositif de mesure.
Paradoxalement, cette étape de test est susceptible d'endommager le composant microélectronique en raison de la formation et de l'accumulation de charges électrostatiques au niveau dudit composant.
Ces charges peuvent se former lors de la manipulation du composant (manuelle ou robotique), lorsqu'on souhaite déporter spatialement les contacts électriques du composant et/ou augmenter la taille de ses contacts afin de permettre sa connexion à des dispositifs de taille macroscopique. Par exemple, des charges électrostatiques peuvent se former au niveau des bornes de connexion entre le composant microélectronique et un dispositif conducteur, par frottement entre leurs bornes de connexion respectives lors de leur emboîtement, ou bien lors d'étapes de soudure des bornes de connexion du composant par ultrasons au moyen d'une microbondeuse sur le dispositif conducteur. La présence du composant microélectronique dans des environnements soumis à des champs électriques est aussi une cause de formation de charges électrostatiques.
Quelle que soit l'origine des charges électrostatiques, celles-ci peuvent endommager le composant électronique par un phénomène de décharge électrostatique.
Par exemple, un courant électrostatique traversant un condensateur ou une capacitance peut détériorer les propriétés d'isolation du diélectrique interposé entre ses électrodes. Il peut alors avoir rupture des propriétés d'isolation du diélectrique, entraînant un disfonctionnement du condensateur.
L'un des objectifs de l'invention est de permettre d'éviter que des courants électrostatiques n'endommagent un composant microélectronique lors de sa connexion électrique à un dispositif conducteur.
EXPOSÉ DE L'INVENTION Pour résoudre la problématique ci-dessus, la présente demande expose l'utilisation d'un support de test et d'au moins un support commun pour connecter électriquement un composant microélectronique à un dispositif conducteur tels que définis ci-après.
Les termes connecter et connexion désignent la mise en contact ou le contact entre deux éléments de manière à ce qu'un courant électrique puisse circuler entre lesdits éléments. A l'inverse, les termes déconnecter et déconnexion désignent la rupture du contact électrique entre ces mêmes éléments.
Un composant microélectronique ou puce peut désigner tout assemblage à l'état solide doté de bornes de connexion électrique permettant d'opérer au moins une fonction précise sur le courant traversant ce composant. A titre d'exemples, un composant microélectronique peut être une résistance, une capacitance, une inductance, un transistor, un amplificateur opérationnel, une diode ou une jonction tunnel. Un dispositif conducteur peut caractériser un dispositif parcouru par un courant électrique et comportant des bornes de connexion pouvant être connectées à des bornes de connexion d'un autre dispositif conducteur. Un dispositif conducteur peut par exemple être un dispositif de mesure qui, comme son nom l'indique, permet de connaître les caractéristiques électriques d'un composant microélectronique connecté à ses bornes de connexion. A titre d'exemple, un dispositif conducteur peut être une source de tension et/ou un ampèremètre.
Un support de test d'un composant microélectronique selon l'invention peut comporter :
« un substrat comportant une face supérieure en vis-à-vis d'une face inférieure ;
• au moins un connecteur tulipe destiné à être connecté à au moins une borne de connexion d'un composant microélectronique ;
• chaque connecteur tulipe comportant :
o une extrémité ouverte positionnée au niveau ou au-dessus de la face supérieure du substrat ;
o un appendice traversant une face inférieure du substrat en vis-à-vis de la face supérieure, une extrémité de l'appendice étant située en-dessous de la face inférieure de façon à permettre son emboîtement dans une extrémité ouverte d'un autre connecteur tulipe.
Eventuellement, chaque borne électrique du composant microélectronique peut être connectée à un connecteur tulipe du support de test, par l'intermédiaire d'un support d'un composant microélectronique et de pistes conductrices.
Un support de composant peut désigner tout dispositif permettant de déporter les bornes de connexion électrique d'un composant microélectronique vers un autre dispositif conducteur. Ce support peut être de taille supérieure à celle dudit composant pour permettre de le manipuler plus aisément.
L'invention concerne également un support commun destiné à coopérer avec un support de test ci-dessus, comportant : • un substrat comportant une face supérieure en vis-à-vis d'une face inférieure ;
• des connecteurs tulipes destinés à être connectés aux connecteurs tulipes du dispositif de support de test ;
« un élément conducteur permettant de connecter tous les connecteurs tulipes du support commun ;
• chaque connecteur tulipe comportant :
o une extrémité ouverte positionnée au niveau ou au-dessus de la face supérieure du substrat ;
o un appendice traversant une face inférieure du substrat en vis-à-vis de la face supérieure, une extrémité de l'appendice étant située en-dessous de la face inférieure de façon à permettre son emboîtement dans une extrémité ouverte d'un autre connecteur tulipe.
L'élément conducteur permet avantageusement de mettre au même potentiel électrique tous les connecteurs tulipes.
De manière générale, l'extrémité ouverte est connectée à l'appendice d'un même connecteur tulipe.
Les connecteurs tulipes mentionnés ci-dessus sont également destinés à être connectés à un dispositif conducteur.
La présente demande porte également sur un kit de protection d'un composant microélectronique contre des décharges électrostatiques, lors de la connexion de la puce à un dispositif conducteur, comprenant un support de test et au moins un support commun tel que décrit ci-dessus.
Selon une variante, le kit peut comporter un support de test et deux supports communs.
Un procédé de connexion d'un composant microélectronique à un dispositif conducteur avec l'un des kits de protection ci-dessus peut comporter les étapes suivantes :
a) connexion d'un connecteur tulipe appartenant à un support commun supérieur à une masse ; b) emboîtement des extrémités des connecteurs tulipes du support commun supérieur dans les ouvertures des connecteurs tulipes d'un support de test, les connecteurs tulipes du support de test étant connectés aux bornes de connexion de la puce à protéger ;
c) connexion des extrémités des connecteurs tulipes appartenant au support de test à des connecteurs du dispositif conducteur ;
d) déconnexion du support commun supérieur du support de test.
Le terme masse peut désigner le potentiel de référence du dispositif, qui se définit généralement comme étant proche d'une tension électrique nulle (0V).
Le procédé précédent peut comporter une étape préalable à l'étape a) selon laquelle au moins un des connecteurs tulipes du support de test est relié à la masse avant que la puce ne soit connectée au support de puce, la masse étant déconnectée du connecteur tulipe appartenant au support de test avant l'étape c). Cette étape préalable peut être réalisée au moyen d'un support commun inférieur (30) relie a la masse.
Avantageusement, toutes les connexions électriques du support de test sont à la masse avant que la puce ne soit connectée audit support.
Le procédé ci-dessus peut comporter une étape de mise à la masse des connecteurs du dispositif conducteur avant l'étape c).
Un autre procédé de connexion d'un composant microélectronique à un dispositif conducteur avec l'un des kits de protection ci-dessus peut comporter les étapes suivantes :
a) connexion d'un connecteur tulipe appartenant à un support commun inférieur à une masse ;
b) emboîtement des extrémités des connecteurs tulipes d'un support de test dans les ouvertures des connecteurs tulipes du support commun inférieur, les connecteurs tulipes du support de test étant connectés aux bornes de connexion de la puce à protéger;
c) connexion des ouvertures des conducteurs tulipes appartenant au support de test à des connecteurs d'un dispositif conducteur ;
d) déconnexion du support commun inférieur du support de test. Il est possible lors de l'étape b) de connecter la puce au support de test après qu'au moins un connecteur tulipe dudit support ait été connecté à une masse. Cette procédure peut être réalisée au moyen d'un support commun inférieur relié à la masse.
Avantageusement, toutes les connexions électriques du support de test sont à la masse avant que la puce ne soit connectée audit support.
Selon une variante du procédé de connexion ci-dessus, les étapes c) et d) peuvent être remplacées par les étapes suivantes :
1) emboîtement des extrémités des connecteurs tulipes d'un support commun supérieur dans les ouvertures des connecteurs tulipes du support de test ;
2) connexion à la masse d'un connecteur tulipe appartenant au support commun supérieur ;
3) déconnexion du support commun inférieur du support de test ;
4) connexion des connecteurs tulipes du support de test à des connecteurs d'un dispositif conducteur ;
5) déconnexion du support commun supérieur du support de test.
Selon une variante du procédé de connexion ci-dessus, les étapes 2) à 5) ou de préférence 3) à 5), peuvent être remplacées par les étapes suivantes :
a) connexion des connecteurs tulipes appartenant au support commun inférieur au dispositif conducteur ;
b) déconnexion du support de test du support commun inférieur;
c) déconnexion du support commun inférieur du dispositif conducteur ; d) connexion du support de test sur le dispositif conducteur ;
e) déconnexion du support commun supérieur du support de test.
Selon une variante du procédé de connexion ci-dessus, les étapes b) à c) peuvent être remplacées par les étapes suivantes :
I) déconnexion du support commun inférieur du dispositif conducteur;
II) déconnexion du support commun inférieur du support de test.
Avantageusement, l'invention permet de protéger le composant microélectronique lors de sa connexion au support de test et/ou la connexion du support de test à un dispositif conducteur. C'est-à-dire, les bornes de connexion du composant microélectronique peuvent être avantageusement maintenues à la masse ou en court- circuit lors des procédés ci-dessus.
Avantageusement, l'utilisation de connecteurs électriques de type tulipe permet une intégration plus aisée du support de test sur un dispositif conducteur placé dans un environnement confiné ou difficile d'accès. Eventuellement, les connecteurs tulipes peuvent être substitués par tous autres connecteurs électriques connus.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres détails et caractéristiques de l'invention apparaîtront de la description qui va suivre, faite en regard des figures annexées suivantes. Les parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références de façon à faciliter le passage d'une figure à une autre. Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. Les repères indiqués sur les figures sont orthogonaux.
La figure 1 représente un composant microélectronique.
La figure 2 représente un support de test.
La figure 3 représente un support commun.
La figure 4 représente un support de test connecté à un support commun inférieur.
La figure 5 représente le dispositif de la figure 4, dont un connecteur tulipe du support commun inférieur est relié à la masse.
La figure 6 représente le dispositif de la figure 5, comportant un composant microélectronique représenté en figure 1 connecté au support de test.
La figure 7 représente le dispositif de la figure 6, comportant un support commun supérieur connecté au support de test.
La figure 8 représente le dispositif de la figure 7, dont un connecteur tulipe du support commun supérieur est relié à la masse.
La figure 9 représente le dispositif de la figure 8, après la déconnexion du support commun inférieur du support de test. La figure 10 représente le dispositif de la figure 9 connecté à un dispositif de mesure.
La figure 11 représente le dispositif de la figure 10 après déconnexion du support commun supérieur du support de test, le composant microélectronique est alors prêt à être testé.
La figure 12 représente le dispositif de la figure 8 après déconnexion de la masse du support commun inférieur et connexion du support commun inférieur au dispositif de mesure.
La figure 13 représente le dispositif de la figure 9 après connexion du support de test au dispositif de mesure et déconnexion de la masse du support commun supérieur.
La figure 14 représente le dispositif de la figure 12 après déconnexion du support de test du support commun inférieur.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS La présente demande concerne un kit et son procédé d'utilisation pour connecter un composant microélectronique à un dispositif conducteur. L'un des objectifs de l'invention vise à diminuer ou éliminer tout risque d'endommagement du composant microélectronique par des décharges électrostatiques lors de sa connexion à un dispositif conducteur.
Un procédé de connexion selon l'invention comporte l'utilisation d'un composant microélectronique, d'un support de test, au moins un support commun et d'un dispositif conducteur décrits ci-après.
Un composant microélectronique désigne tout dispositif comportant au moins deux bornes de connexion électriques susceptibles d'être parcourues par un courant électrostatique pouvant détériorer ledit composant. Par exemple, un composant microélectronique peut être une résistance, ou une capacitance, ou une inductance, ou un transistor, ou un amplificateur opérationnel, ou une diode, ou une jonction tunnel. Dans le cadre des exemples suivants de réalisation de l'invention, un composant microélectronique désigne une puce microélectronique ou puce (10), comportant un corps (12) et des bornes de connexion (14) conductrices (figure 1).
Pour permettre une connexion rapide de la puce (10) sur un support de test (20), ledit support comporte un substrat (21) avec une face supérieure (22) comprenant un support de composant ou de puce (24). Le support de puce comprend des bornes de connexion (25) coopérant avec les bornes de connexion (14) de la puce. Chaque borne de connexion (25) du support de puce (24) est connectée par une piste conductrice (26) à un connecteur tulipe (27) (figure 2). Les connecteurs tulipes (27) traversent la face supérieure (22) et inférieure (23) du substrat (22). De préférence, l'extrémité ouverte (28) des connecteurs tulipes est située au-dessus ou au niveau de la face supérieure (22) du substrat (21), par exemple située à 0,5 mm de la face supérieure, et l'extrémité (29) en forme d'appendice desdits connecteurs tulipes dépasse du substrat au niveau de sa face inférieure (23) de sorte à pouvoir être emboîté dans une extrémité ouverte d'un autre connecteur tulipe. La distance séparant les extrémités (28) et (29) peut être de l'ordre de quelques millimètres, par exemple égale à 6,1 mm.
Un support commun est identique au support de test (20), à l'exception du support de puce (24) substitué par un élément conducteur (32) permettant de relier électriquement tous les connecteurs tulipes (27) (figure 3). Autrement dit, les connecteurs tulipes (27) du support commun sont au même potentiel électrique car ils sont connectés ensemble.
Un dispositif conducteur peut être un dispositif de mesure. Comme son nom l'indique, un dispositif de mesure (40) est un dispositif permettant de réaliser des mesures électriques sur la puce (10), plus précisément, de tester ses caractéristiques électriques afin de déterminer son état de fonctionnement. Un dispositif de mesure (40) peut par exemple être composé d'un multiplexeur branché sur une source de tension assortie à un ampèremètre, permettant ainsi de mesurer la résistance électrique de la puce.
A présent, plusieurs procédés de connexion d'une puce (10) à un dispositif de mesure (40) selon l'invention vont être décrits. Lors de la connexion et de la déconnexion d'une puce (10) à un dispositif conducteur et/ou un support de test (20) à un support commun, les frottements entre les différents éléments conducteurs des connecteurs et/ou bornes de connexion peuvent former des charges électrostatiques au niveau de ces éléments (connecteurs tulipes, support de puce, puce,...).
Les procédés de l'invention ci-après entendent permettre la protection contre la dégradation de la puce (10) lors de sa connexion à un support de test et/ou lors de la connexion du support de test à un dispositif conducteur. Le besoin ou non de protection lors de chacune de ces deux étapes clés est évalué selon la robustesse de la puce face à ce risque, et selon le milieu infrastructurel (équipements, champs électriques dus aux installations, etc.) et risque humain (génération d'électricité statique par frottement avec l'environnement).
De préférence, avant ces étapes de connexion, au moins un connecteur tulipe (27) appartenant au support de test et/ou au support commun est relié électriquement à une masse (50). Ainsi, lorsque la puce est connectée électriquement aux bornes de connexion (24) du support de test (20), toutes les bornes de connexion (14) de la puce (10) sont reliées à un même potentiel électrique, de préférence de tension nulle, pour permettre aux charges électrostatiques présentes au niveau de la puce (10), du support de puce (24) et des fils de connexion (26), de migrer vers ladite masse (figure 6).
L'invention permet de cette façon de décharger les charges électrostatiques présentes au niveau de la puce lors de sa connexion sur le support de test.
Le terme masse désigne ici le potentiel de référence du système, qui se définit généralement comme étant proche d'une tension électrique nulle (0V). Pour information, on dit qu'une masse est flottante lorsque son potentiel de référence flotte par rapport au potentiel de référence du système. Selon l'invention, il est possible de raccorder la masse à la terre, par exemple via une alimentation secteur, qui constitue le zéro absolu du potentiel électrique.
Deux exemples de procédé de réalisation de l'invention sont décrits ci- après. Premier procédé de réalisation :
Selon un premier procédé de réalisation, un connecteur tulipe (27) d'un support commun est connecté à une masse (50), de préférence au niveau d'une extrémité (29) d'un connecteur tulipe.
Par la suite, le support commun est positionné en-dessous du support de test (20) (figures 4 et 5). Le support commun est alors nommé support commun (30) inférieur. Plus précisément, les extrémités (29) des connecteurs tulipes (27) appartenant au support de test (20) sont emboîtées dans les ouvertures (28) des connecteurs tulipes appartenant au support commun (30) inférieur.
Une puce (10) est ensuite connectée au support de puce (24).
Un second support commun est ensuite connecté électriquement au- dessus du support de test (20). Ce support commun est alors nommé support commun (30') supérieur. Il est électriquement connecté par l'intermédiaire des connecteurs tulipes (27) sur le support de test (20), c'est-à-dire, en vis-à-vis de la face supérieure (22) dudit support de test et de la puce (10) (figure 7).
L'étape suivante consiste à connecter un des connecteurs tulipes (27) appartenant au support commun (30') supérieur à une masse, de préférence à la même masse (50) que précédemment (voir figure 8).
Le support commun inférieur (30) est par la suite déconnecté du support de test (20) (figure 9), pour permettre la connexion du support de test (20) au- dessus et directement sur un dispositif de mesure (40) (figure 10).
Pour finir, le support commun (30') supérieur est déconnecté du support de test (20) pour permettre au dispositif de mesure (40) de réaliser des mesures électriques sur la puce (10)(figure 11).
Selon une variante du premier procédé ci-dessus, l'empilement représenté en figure 8 composé d'un support test (20) avec une puce (10) intercalé entre deux supports communs (30, 30'), est connecté au dispositif de mesure (40) par l'intermédiaire du support commun (30) inférieur. De préférence, seul le support commun (30') supérieur est connecté à la masse, de manière à faciliter la connexion du support commun (30) inférieur au dispositif de mesure (figure 12). Le support de test (20) est ensuite déconnecté du support commun (30) inférieur (figure 14).
Après cela, le support commun (30) inférieur est déconnecté du dispositif de mesure (40), pour permettre la connexion du support de test (20) sur le dispositif de mesure (figure 13).
Le support commun (30') supérieur est par la suite déconnecté du support de test (20) pour permettre au dispositif de mesure (40) de réaliser des mesures électriques sur la puce (10)(figure 11).
Selon une autre variante du premier procédé ci-dessus, l'empilement représenté en figure 12 est tout d'abord déconnecté du dispositif de mesure (40).
Le support commun (30) inférieur est ensuite déconnecté du support de test (20).
Par la suite, le support de test (20) est connecté sur le dispositif de mesure (40) (figure 13).
Après cela, le support commun (30') supérieur est déconnecté du support de test (20) pour permettre au dispositif de mesure (40) de réaliser des mesures électriques sur la puce (10)(figure 11).
Second procédé de réalisation :
A présent, il est décrit la seconde façon de connecter le support de test (20) à un support commun.
Selon cette seconde façon, un connecteur tulipe (27) a ppartenant à un support commun est connecté électriquement à une masse, de préférence au niveau d'une extrémité ouverte (28).
Une puce (10) est alors connectée au support de puce (24).
Ensuite, le support commun est positionné au-dessus du support de test
(20) qui est électriquement connecté à la puce (10). Le support commun est alors nommé support commun (30') supérieur. Plus précisément, les extrémités (29) des connecteurs tulipes appartenant au support commun (30') supérieur sont emboîtées dans les ouvertures (28) des connecteurs tulipes appartenant au support de test (20). Autrement dit, la face supérieure (22) du support de test (20) est en vis-à-vis du support commun (30') supérieur.
L'étape suivante consiste à connecter électriquement le support de test (20) sur un dispositif de mesure (40) (figure 10).
Pour finir, le support commun (30') supérieur est déconnecté du support de test (20) pour permettre au dispositif de mesure (40) de réaliser des mesures électriques sur la puce (10)(figure 11).
Selon une variante du procédé ci-dessus, un connecteur tulipe (27) appartenant à un support commun (30') est connecté électriquement à une masse (50), de préférence au niveau d'une extrémité (29).
Ensuite, les extrémités ouvertes (28) des connecteurs tulipes du support commun (30') sont connectées aux extrémités (29) des connecteurs tulipes d'un support de test (20).
Le support de puce est connecté aux connecteurs tulipes (27) du support de test (20). Une puce (10) est alors connectée au support de puce (24).
Ensuite, les extrémités ouvertes (28) des connecteurs tulipes du support de test (20) sont connectées aux bornes de connexion du dispositif de mesure (40). Autrement dit, le dispositif de mesure (40) est connecté par-dessus le support de test(20).
Enfin, le support commun (30') est déconnecté du support de test (20) pour permettre au dispositif de mesure (40) de réaliser des mesures électriques sur la puce (10).
Plusieurs alternatives à une ou plusieurs étapes des procédés ci-dessus sont décrites ci-dessous.
Selon une alternative à l'étape de connexion de la puce (10) sur le support de test (20), et lorsque le support de test ne comporte pas de support de puce
(24), la puce (10) est maintenue sur la face supérieure (22) du support de test (20) à l'aide d'une résine de type époxy par exemple. Les bornes de connexion (14) de la puce (10) sont ensuite électriquement connectées aux connecteurs tulipe (27) du support de test (20) par l'intermédiaire une microbondeuse, par exemple de type Hybond 626, ou bien de façon manuelle grâce a des fils conducteurs et de la laque d'argent. De préférence, lors de la connexion électrique de la puce (10) au support de test (20), ce dernier est électriquement connecté à un support commun (30) inférieur, lui-même connecté électriquement à une masse (50), de manière à permettre l'évacuation des charges électrostatiques se formant au niveau du dispositif lors de cette étape de connexion.
Le dispositif de mesure (40) peut être placé dans un mode permettant de maintenir les connecteurs tulipes du support de test (20) à la masse, notamment lors de la déconnexion du support commun (30') supérieur ou inférieur du support de test (20)(figures 10 et 11). En effet, lors de cette étape des charges électrostatiques sont susceptibles de se former au niveau du support de test (20) par frottement des éléments conducteurs tulipes (27).
Les procédés et les alternatives décrits ci-dessus offrent notamment les avantages suivants.
Ils permettent de protéger la puce (10) ou un composant microélectronique d'éventuels dommages causés par des décharges électrostatiques, lors de sa connexion à un support de test (20) et/ou à un support commun (30, 30') et/ou à un dispositif de mesure (40), en maintenant à la masse ses bornes de connexion (14) durant les étapes de connexion entre ces différents éléments.
Plus précisément, le support commun inférieur permet de maintenir à la masse la puce lors de sa connexion au support de test, et le support commun supérieur permet de maintenir à la masse la puce lors de la connexion du support de test au dispositif de mesure.
Le support de test et les supports communs inférieur et/ou supérieur permettent de réaliser rapidement l'un des procédés précédents par simple emboîtage des différents dispositifs entre eux.
II est notamment possible d'avoir accès à la face inférieure ou supérieure du support de test, en emboîtant ou en déboîtant à volonté le support commun (30) inférieur et/ou le support commun (30') supérieur par rapport au support de test (20), tout en maintenant à la masse la puce.

Claims

REVENDICATIONS
1. Kit de protection d'un composant microélectronique ou d'une puce (10) comportant des bornes de connexion (14), contre des décharges électrostatiques lors de la connexion desdites bornes à un dispositif conducteur, comprenant :
- un dispositif de support de test (20) comportant :
• un substrat (21) comportant une face supérieure (22) en vis-à-vis d'une face inférieure (23) ;
· des connecteurs tulipes (27) destinés à être électriquement connectés aux bornes de connexion (14) de la puce (10) ;
• chaque connecteur tulipe (27) comportant :
o une extrémité ouverte (28) positionnée au niveau ou au-dessus de la face supérieure (22) du substrat (21) ;
o un appendice traversant une face inférieure (23) du substrat (21) en vis-à-vis de la face supérieure (22), une extrémité (29) de l'appendice étant située en- dessous de la face inférieure (23) de façon à permettre son emboîtement dans une extrémité ouverte (28) d'un autre connecteur tulipe (27) ;
- au moins un support commun (30, 30') destiné à coopérer avec un dispositif de support de test (20) comportant :
• un substrat comportant une face supérieure en vis-à-vis d'une face inférieure ;
• des connecteurs tulipes (27) destinés à être connectés aux connecteurs tulipes du dispositif de support de test (20) ;
« un élément conducteur (32) permettant de relier électriquement tous les connecteurs tulipes du dispositif de support commun (30, 30') ;
• chaque connecteur tulipe (27) comportant :
o une extrémité ouverte (28) positionnée au niveau ou au-dessus de la face supérieure du substrat (30, 30'); o un appendice traversant une face inférieure du substrat (30, 30') en vis-à-vis de la face supérieure, une extrémité (29) de l'appendice étant située en-dessous de la face inférieure de façon à permettre son emboîtement dans une extrémité ouverte (28) d'un autre connecteur tulipe (27).
2. Kit de protection d'un composant microélectronique ou d'une puce (10) contre des décharges électrostatiques, lors de la connexion de la puce à un dispositif conducteur selon la revendication 1, comportant un support (24) d'une puce (10) situé au niveau de la face supérieure (22) du substrat (21) d'un support de test (20), ledit support (24) comportant des bornes de connexion (25) permettant de connecter les bornes de connexion (14) de la puce (10) aux connecteurs tulipes (27) du dispositif de support de test (20).
3. Kit de protection d'un composant microélectronique ou d'une puce (10) contre des décharges électrostatiques, lors de la connexion de la puce à un dispositif conducteur selon la revendication 1 ou 2, comportant deux supports communs (30, 30').
4. Procédé de connexion d'un composant microélectronique ou d'une puce (10) à un dispositif conducteur avec un kit de protection selon l'une des revendications 1 à 3, comportant les étapes suivantes :
a) connexion d'un connecteur tulipe (27) appartenant à un support commun (30') supérieur à une masse (50) ;
b) emboîtement des extrémités (29) des connecteurs tulipes du support commun (30') supérieur dans les ouvertures (28) des connecteurs tulipes du support de test (20), les connecteurs tulipes (27) du support de test (20) étant connectés aux bornes de connexion (14) de la puce (10) ;
c) connexion des extrémités (29) des connecteurs tulipes appartenant au support de test (20) à des connecteurs du dispositif conducteur (40) ; d) déconnexion du support commun (30') supérieur du support de test
(20).
5. Procédé de connexion d'un composant microélectronique ou d'une puce (10) à un dispositif conducteur selon la revendication 4, comportant une étape préalable à l'étape a) selon laquelle au moins un des connecteurs tulipes du support de test (20) est relié à une masse (50) grâce a un support commun inférieur (30) avant que la puce (10) ne soit connectée au support de test, la masse étant par la suite déconnectée du connecteur tulipe appartenant au support de test avant l'étape c).
6. Procédé de connexion d'un composant microélectronique ou d'une puce (10) à un dispositif conducteur selon la revendication 4 ou 5, comportant une étape de mise à la masse (50) des connecteurs du dispositif conducteur avant l'étape c).
7. Procédé de connexion d'un composant microélectronique ou d'une puce (10) à un dispositif conducteur avec un kit selon l'une des revendications 1 à 3, comportant les étapes suivantes :
a) connexion d'un connecteur tulipe (27) appartenant à un support commun (30) inférieur à une masse (50) ;
b) emboîtement des extrémités (29) des connecteurs tulipes d'un support de test (20) dans les ouvertures (28) des connecteurs tulipes du support commun (30) inférieur, les connecteurs tulipes (27) du support de test (20) étant connectés aux bornes de connexion (14) de la puce (10) ;
c) connexion des ouvertures (28) des conducteurs tulipes appartenant au support de test (20) à des connecteurs d'un dispositif conducteur ;
d) déconnexion du support commun (30) inférieur du support de test
(20).
8. Procédé de connexion d'un composant microélectronique ou d'une puce (10) à un dispositif conducteur selon la revendication 7, lors de l'étape b) la puce (10) est connectée au support de test (20) après qu'au moins un connecteur tulipe dudit support ait été connecté à une masse (50).
9. Procédé de connexion d'un composant microélectronique ou d'une puce (10) à un dispositif conducteur selon la revendication 7 ou 8, les étapes c) et d) étant remplacées par les étapes suivantes :
1) emboîtement des extrémités (29) des connecteurs tulipes d'un support commun (30') supérieur dans les ouvertures (28) des connecteurs tulipes du support de test (20) ;
2) connexion d'un connecteur tulipe (27) appartenant au support commun (30') supérieur à la masse (50) ;
3) déconnexion du support commun (30) inférieur du support de test
(20) ;
4) connexion des connecteurs tulipes (27) du support de test (20) à un dispositif conducteur ;
5) déconnexion du support commun (30') supérieur du support de test
(20).
10. Procédé de connexion d'un composant microélectronique ou d'une puce (10) à un dispositif conducteur avec un kit selon l'une des revendications 1 à
3, comportant les étapes suivantes :
a) connexion d'un connecteur tulipe (27) appartenant à un support commun (30) inférieur à une masse (50) ;
b) emboîtement des extrémités (29) des connecteurs tulipes d'un support de test (20) dans les ouvertures (28) des connecteurs tulipes du support commun
(30) inférieur, les connecteurs tulipes (27) du support de test (20) étant connectés aux bornes de connexion (14) de la puce (10) ;
puis, ) emboîtement des extrémités (29) des connecteurs tulipes d'un support commun (30') supérieur dans les ouvertures (28) des connecteurs tulipes du support de test (20) ;
2') connexion des connecteurs tulipes (27) appartenant au support commun (30) inférieur au dispositif conducteur ;
3') déconnexion du support de test (20) du support commun
(30) inférieur;
4') déconnexion du support commun (30) inférieur du dispositif conducteur ;
5') connexion du support de test (20) sur le dispositif conducteur ;
6') déconnexion du support commun (30') supérieur du support de test
(20).
11. Procédé de connexion d'un composant microélectronique ou d'une puce (10) à un dispositif conducteur avec un kit selon l'une des revendications 1 à 3, comportant les étapes suivantes :
a) connexion d'un connecteur tulipe (27) appartenant à un support commun (30) inférieur à une masse (50) ;
b) emboîtement des extrémités (29) des connecteurs tulipes d'un support de test (20) dans les ouvertures (28) des connecteurs tulipes du support commun
(30) inférieur, les connecteurs tulipes (27) du support de test (20) étant connectés aux bornes de connexion (14) de la puce (10) ;
puis,
) emboîtement des extrémités (29) des connecteurs tulipes d'un support commun (30') supérieur dans les ouvertures (28) des connecteurs tulipes du support de test (20) ;
2') connexion des connecteurs tulipes (27) appartenant au support commun (30) inférieur au dispositif conducteur ;
2'a) déconnexion du support commun (30) inférieur du dispositif conducteur; 2'b) déconnexion du support commun (30) inférieur du support de test
(20).
5') connexion du support de test (20) sur le dispositif conducteur ;
6') déconnexion du support commun (30') supérieur du support de test (20).
12. Procédé de connexion selon la revendication 10, dans lequel lors de l'étape b) la puce (10) est connectée au support de test (20) après qu'au moins un connecteur tulipe dudit support ait été connecté à une masse (50).
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