DE102014113362A1

DE102014113362A1 - Kontaktanordnungen und Verfahren zum Erkennen eines unkorrekten mechanischen Kontaktierens von Kontaktstrukturen

Info

Publication number: DE102014113362A1
Application number: DE102014113362.5A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Horn; Mario Wiesner
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2014-09-17
Publication date: 2015-03-26
Also published as: CN104459432A; US20150084659A1

Abstract

Es wird eine Kontaktanordnung (100) mit einer Kontaktstruktur (102) und einer Abtaststruktur (104) bereitgestellt. Die Abtaststruktur (104) kann in der Nähe der Kontaktstruktur (102) angeordnet sein. Die Abtaststruktur (104) kann so ausgestaltet sein, dass sich ein ordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur (102) nicht auf die Abtaststruktur (104) auswirkt und sich ein unkorrekter mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur (102) auf die Abtaststruktur (104) auswirkt.

Description

Diverse Ausführungsformen betreffen allgemein auf Kontaktanordnungen und Verfahren zum Erkennen eines unkorrekten mechanischen Kontaktieren von einer Kontaktstruktur.
Elektrische Vorrichtungen, beispielweise elektrische Schaltkreise und Halbleiter, sollten beispielsweise während Produktionsprüfungen und während des Betriebs in elektrischem Kontakt stehen können. Der elektrische Kontakt kann beispielsweise durch die Verwendung von Kontaktstiften, auskragenden Sonden (Cantilever Probes), vertikalen Sonden, Ball-Bonds, Wedge-Bonds, Ball-Kontakten und anderen geeigneten Kontakttechnologien erreicht werden. Üblicherweise wird ein mechanischer Kontakt mit der elektrischen Vorrichtung zur Herstellung der elektrischen Verbindung benötigt. Der mechanische Kontakt kann jedoch fehlerbehaftet sein, beispielsweise aufgrund von mechanischen Toleranzen, Falschausrichtung, Verformung oder einer zu hohen Kontaktkraft. Beispielsweise kann eine auskragende Sonde den Rand einer Kontaktfläche berühren und benachbarte Strukturen beschädigen. Als weiteres Beispiel kann ein falsch ausgerichteter Drahtbond während der späteren Lebensdauer zu einem Ausfall führen, auch wenn er die Funktionsprüfungen bestanden hat.
Ein unkorrekter mechanischer Kontakt, der nicht während Funktionsprüfungen oder parametrischen Produktionsprüfungen entdeckt wird, kann ein potentielles Zuverlässigkeitsrisiko darstellen. Automobilsysteme können jedoch niedrige Zuverlässigkeitsrisiken verlangen. Bei sicherheitskritischen Anwendungen kann eine Konformität mit der ISO-Norm 26262 verlangt werden.
Es wird eine Kontaktanordnung mit einer Kontaktstruktur und einer Abtaststruktur bereitgestellt. Die Abtaststruktur kann in der Nähe der Kontaktstruktur angeordnet sein. Die Abtaststruktur kann so ausgestaltet sein, dass sich ein ordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur nicht auf die Abtaststruktur auswirkt und sich ein unkorrekter mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur auf die Abtaststruktur auswirkt.
In einer Ausgestaltung kann die Kontaktanordnung weiterhin Folgendes aufweisen: einen Abtastschaltkreis, der zumindest mit der Abtaststruktur gekoppelt und zum Erkennen des Auswirkens auf die Abtaststruktur ausgestaltet ist. In noch einer Ausgestaltung kann die Kontaktstruktur elektrisch leitend und mit dem Abtastschaltkreis gekoppelt sein, und die Abtaststruktur kann mindestens einen elektronisch leitenden Abschnitt aufweisen, der in der Nähe eines Rands der Kontaktstruktur angeordnet ist. In noch einer Ausgestaltung kann es sich bei der Kontaktstruktur um ein Bond-Pad handeln. In noch einer Ausgestaltung kann die Kontaktstruktur und die Abtaststruktur in einer gleichen leitenden Schicht angeordnet sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Kontaktstruktur und die Abtaststruktur eine gleichartige Oberfläche aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann die Abtaststruktur in einer Metallschicht, einer elektrisch leitenden Polysiliziumschicht oder einem elektrisch leitenden Diffusionsbereich gebildet sein. In noch einer Ausgestaltung kann der Abtastschaltkreis zur Bestimmung eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung zwischen der Abtaststruktur und der Kontaktstruktur ausgestaltet sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Abtaststruktur mindestens einen geschlossenen Stromkreis, der die Kontaktstruktur umgibt, aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann die Abtaststruktur mindestens einen offenen Stromkreis, der die Kontaktstruktur umgibt, aufweisen, und ein erstes Ende und ein zweites Ende des mindestens einen offenen Stromkreises können mit dem Abtastschaltkreis gekoppelt sein. In noch einer Ausgestaltung kann der Abtastschaltkreis zur Bestimmung eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des mindestens einen offenen Stromkreises ausgestaltet sein. In noch einer Ausgestaltung können sich das erste Ende und das zweite Ende in einer zu einem Rand der Kontaktstruktur rechtwinkligen Richtung überlappen. In noch einer Ausgestaltung kann sich ein erster Spalt, der zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende eines ersten offenen Stromkreises des mindestens einen offenen Stromkreises gebildet ist, und ein zweiter Spalt, der zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende eines zweiten offenen Stromkreises des mindestens einen offenen Stromkreises gebildet ist, nicht in einer zu einem Rand der Kontaktstruktur rechtwinkligen Richtung überlappen. In noch einer Ausgestaltung können der erste offene Stromkreis und der zweite offene Stromkreis in einer gleichen Leitebene angeordnet sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Kontaktstruktur in der gleichen Leitebene wie der erste offene Stromkreis und der zweite offene Stromkreis angeordnet sein. In noch einer Ausgestaltung können ein erster offener Stromkreis des mindestens einen offenen Stromkreises und ein zweiter offener Stromkreis des mindestens einen offenen Stromkreises in verschiedenen Leitebenen angeordnet sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Kontaktstruktur in der gleichen Leitebene wie der erste offene Stromkreis oder der zweite offene Stromkreis angeordnet sein. In noch einer Ausgestaltung können sich der erste offene Stromkreis und der zweite offene Stromkreis in einer zu einer Ebene der Kontaktstruktur senkrechten Richtung gegenseitig überlappen. In noch einer Ausgestaltung kann der Abtastschaltkreis zur Bestimmung eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung zwischen dem ersten offenen Stromkreis und der Kontaktstruktur, dem zweiten offenen Stromkreis und der Kontaktstruktur und/oder dem ersten offenen Stromkreis und dem zweiten offenen Stromkreis ausgestaltet sein. In noch einer Ausgestaltung können das erste Ende und das zweite Ende des ersten offenen Stromkreises und das erste Ende und das zweite Ende des zweiten offenen Stromkreises mit dem Abtastschaltkreis gekoppelt sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Abtaststruktur Folgendes aufweisen: mindestens einen Abtastteil in einer ersten Leitebene, mindestens einen Abtastteil in einer zweiten Leitebene und mindestens ein elektrisch leitendes Element, das zum elektrischen Verbinden eines Abtastteils in der ersten Leitebene mit einem Abtastteil in der zweiten Leitebene ausgestaltet ist, wobei das mindestens eine elektrisch leitende Element als mechanische Sollbruchstelle der Abtaststruktur ausgestaltet ist. In noch einer Ausgestaltung kann die Kontaktanordnung weiterhin Folgendes aufweisen: einen Schalter, der zum Verbinden der Abtaststruktur mit dem Abtastschaltkreis, der Kontaktstruktur und/oder einem festen Potential ausgestaltet ist. In noch einer Ausgestaltung kann die Kontaktstruktur und die Abtaststruktur auf einem Halbleitersubstrat und/oder einer gedruckten Leiterplatte angeordnet sein. In noch einer Ausgestaltung kann die Kontaktstruktur mehrere Kontaktteile aufweisen. In noch einer Ausgestaltung kann eine entsprechende Abtaststruktur in der Nähe eines entsprechenden Kontaktteils angeordnet und so ausgestaltet sein, dass sich ein ordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit dem entsprechenden Kontaktteil nicht auf die entsprechende Abtaststruktur auswirkt und sich ein unkorrekter mechanischer Kontakt mit dem entsprechenden Kontaktteil auf die entsprechende Abtaststruktur auswirken.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Erkennen eines unkorrekten mechanischen Kontakts mit einer Kontaktstruktur bereitgestellt, das folgende Schritte aufweist: Anordnen mindestens einer Abtaststruktur in der Nähe der Kontaktstruktur, so dass sich ein unordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur auf die Abtaststruktur auswirkt und sich ein ordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur nicht auf die Abtaststruktur auswirkt, Herstellen eines mechanischen Kontakts mit der Kontaktstruktur, und Messen einer elektrischen Spannung zwischen der Kontaktstruktur und der Abtaststruktur, eines elektrischen Stroms, der zwischen der Kontaktstruktur und der Abtaststruktur fließt, eines Widerstands zwischen der Kontaktstruktur und der Abtaststruktur und/oder eines Widerstands der Abtaststruktur.
In einer Ausgestaltung kann das Messen während der Herstellung einer Kontaktanordnung durchgeführt werden. In noch einer Ausgestaltung kann das Messen während eines Betriebs einer Kontaktanordnung durchgeführt werden. In noch einer Ausgestaltung kann zu Zeiten, in denen kein Messen durchgeführt wird, die Abtaststruktur mit einem vordefinierten Potential oder der Kontaktstruktur verbunden werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Erkennen einer Falschausrichtung eines Drahtbonds zu einem Bond-Pad bereitgestellt, das folgende Schritte aufweist: Anordnen mindestens einer leitenden Abtaststruktur in der Nähe des Bond-Pads, so dass ein falsch ausgerichteter Drahtbond sowohl mit der Abtaststruktur als auch mit dem Bond-Pad in Kontakt steht und ein ausgerichteter Drahtbond nicht mit der Abtaststruktur in Kontakt steht, Drahtbonden des Bond-Pads und Messen einer elektrischen Spannung zwischen dem Bond-Pad und der Abtaststruktur, eines elektrischen Stroms, der zwischen dem Bond-Pad und der Abtaststruktur fließt, und/oder eines Widerstands zwischen dem Bond-Pad und der Abtaststruktur.
In den Zeichnungen bezeichnen im Allgemeinen in allen verschiedenen Ansichten gleiche Bezugszeichen durchwegs gleiche Teile. Die Zeichnungen sind nicht unbedingt maßstäblich, das Hauptaugenmerk ist allgemein vielmehr auf die Darstellung der erfindungsgemäßen Grundlagen gerichtet. In den Zeichnungen kann die ganz links erscheinende Zahl bzw. können die ganz links erscheinenden Zahlen einer Bezugsnummer diejenige Zeichnung bezeichnen, in der die Bezugsnummer erstmals erscheint. Die gleichen Zahlen können in den Zeichnungen durchwegs verwendet werden, um gleiche Merkmale und Bestandteile zu bezeichnen. In der nachfolgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Ausführungsform einer Kontaktanordnung zeigt;
2 eine andere Ausführungsform einer Kontaktanordnung zeigt;
3 eine noch andere Ausführungsform einer Kontaktanordnung zeigt;
4 eine weitere Ausführungsform einer Kontaktanordnung zeigt;
5 eine noch weitere Ausführungsform einer Kontaktanordnung zeigt;
6 eine immer noch andere Ausführungsform einer Kontaktanordnung zeigt;
7 eine Ausführungsform eines Verfahrens zeigt und
8 eine andere Ausführungsform eines Verfahrens zeigt.
Die nachfolgende ausführliche Beschreibung bezieht sich auf die beigefügten Zeichnungen, die darstellerisch bestimmte Einzelheiten und Ausführungsformen zeigen, in denen die Erfindung praktisch umgesetzt werden kann.
Der Begriff „beispielhaft” wird hier verwendet, um „als Beispiel, Fall oder als Darstellung dienend” zu bedeuten. Eine hierin als „beispielhaft” bezeichnete Ausführungsform oder Ausgestaltung ist nicht unbedingt als im Vergleich mit anderen Ausführungsformen oder Ausgestaltungen bevorzugt oder vorteilhaft auszulegen.
Der Begriff „über” in Verwendung in Bezug auf ein „über” eine Seite oder Oberfläche eingebrachtes Material kann hierbei verwendet werden, um zu bedeuten, dass das eingebrachte Material „unmittelbar auf”, d. h. in direktem Kontakt mit der betreffenden Seite oder Oberfläche ausgebildet sein kann. Der Begriff „über” in Verwendung in Bezug auf ein „über” eine Seite oder Oberfläche eingebrachtes Material kann hierbei verwendet werden, um zu bedeuten, dass das eingebrachte Material „mittelbar auf” der betreffenden Seite ausgebildet sein kann, wobei eine oder mehr zusätzliche Schichten zwischen der betreffenden Seite oder Oberfläche und dem eingebrachten Material angeordnet sind.
Einige Merkmale einer Ausführungsform können von anderen Merkmalen der Ausführungsform getrennt sein, auch wenn sie zusammen beschrieben werden. Es werden verschiedene Ausführungsformen gezeigt, aber Merkmale einer Ausführungsform können auch in anderen Ausführungsformen verwendet werden.
1 zeigt eine Ausführungsform einer Kontaktanordnung 100. Die Kontaktanordnung 100 kann in verschiedenen Ausführungsformen eine Kontaktstruktur 102 und eine Abtaststruktur 104 aufweisen.
Die Kontaktstruktur 102 kann mit einem Kontaktteil in mechanischem Kontakt stehen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der mechanische Kontakt vorübergehend sein, beispielsweise wenn zu Prüfzwecken eine Sonde verwendet wird oder bei elektrischen Anschlüssen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der mechanische Kontakt bleibend sein, beispielsweise beim Drahtbonden oder wann immer eine bleibende elektrische Verbindung gebildet wird.
In verschiedenen Ausführungsformen kann es sich bei der Kontaktstruktur 102 um eine Kontaktfläche handeln, wie um einen Bond-Pad beispielsweise eines Halbleiters. Die Kontaktstruktur 102 ist jedoch nicht auf Bond-Pads beschränkt. Bei der Kontaktstruktur 102 kann es sich beispielsweise um einen Teil eines elektrischen Anschlusses handeln, wie um einen Stecker oder eine Buchse. Die Kontaktstruktur 102 kann in verschiedenen Ausführungsformen elektrisch leitend sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Abtaststruktur 104 in der Nähe der Kontaktstruktur 102 angeordnet sein. Die Abtaststruktur 104 kann beispielsweise in einem bestimmten Abstand 108 von einem Rand 106 der Kontaktstruktur 102 angeordnet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Abstand 108 kleiner als das für den mechanischen Kontakt mit der Kontaktstruktur 102 verwendete Kontaktteil gewählt sein. Wird beispielsweise für den mechanischen Kontakt Drahtbonden verwendet, kann die Drahtkugel das Kontaktteil darstellen und der Abstand 108 kann kleiner als der Durchmesser die Drahtkugel gewählt sein. Wird für den mechanischen Kontakt beispielsweise eine Sonde verwendet, kann die Sonde das Kontaktteil darstellen und der Abstand 108 kann kleiner als der Kontaktabschnitt der Sonde gewählt sein. Somit kann eine Falschausrichtung des für den mechanischen Kontakt mit der Kontaktstruktur 102 verwendeten Kontaktteils erkannt werden, da es sowohl mit der Kontaktstruktur 102 als auch der Abtaststruktur 104 in Kontakt stehen kann. Die Abtaststruktur 104 kann in verschiedenen Ausführungsformen mindestens einen elektronisch leitenden Abschnitt umfassen, der in der Nähe eines Rands der Kontaktstruktur angeordnet ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann es sich bei der Abtaststruktur 104 um einen geschlossenen Stromkreis handeln, der die Kontaktstruktur 102 umgibt.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Abtaststruktur 104 so ausgestaltet sein, dass sich ein ordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur 102 nicht auf die Abtaststruktur 104 auswirkt. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Wendung „auswirken” „eine Wirkung auf etwas haben”, „einen Einfluss haben”, „mit etwas zusammenauswirken”, „auf etwas einwirken”, „beeinflussen” usw. bedeuten. Beispielsweise kann sich ein mechanischer Kontakt durch beispielsweise einen Drahtbond oder eine Sonde auf die Abtaststruktur 104 auswirken. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Auswirkung das elektrische Verbinden des Kontaktteils mit der Abtaststruktur 104 beinhalten. In verschiedenen Ausführungsformen erfolgt eine Auswirkung beispielsweise, wenn die Kontaktkraft des mechanischen Kontakts einen zulässigen Grenz- oder Schwellwert übersteigt, was die Kontaktstruktur 102, die Abtaststruktur 104 und/oder deren Umgebungen beschädigen kann. Eine Auswirkung findet beispielsweise auch dann statt, wenn das Kontaktteil beispielsweise aufgrund einer Falschausrichtung des Kontaktteils die Kontaktstruktur 102, die Abtaststruktur 104 und/oder deren Umgebungen beispielsweise durch Zerkratzen beschädigt. In verschiedenen Ausführungsformen kann ein ordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur 102 eine Ausrichtung des mechanischen Kontakts mit einbeziehen, beispielsweise in Bezug auf die Kontaktstruktur 102 oder andere Strukturen. In verschiedenen Ausführungsformen kann es sich bei einem ordnungsgemäßen mechanischen Kontakt um einen mechanischen Kontakt handeln, der auf die Kontaktstruktur 102 begrenzt oder beschränkt ist. Der mechanische Kontakt 110 in 1, bei dem es sich beispielsweise um einen Drahtbond wie z. B. einen Ball-Bond oder einen Wedge-Bond, oder einen Sondenkontakt (Probekontakt) handeln kann, ist beispielsweise auf die Kontaktstruktur 102 begrenzt oder beschränkt. In verschiedenen Ausführungsformen kann es sich bei einem ordnungsgemäßen mechanischen Kontakt um einen mechanischen Kontakt handeln, der keinen Kontakt mit der Abtaststruktur 104 mit einbezieht. Der mechanische Kontakt 111 in 1, bei dem es sich beispielsweise um einen Drahtbond wie z. B. einen Ball-Bond oder einen Wedge-Bond, oder einen Sondenkontakt handeln kann, ist nicht auf die Kontaktstruktur 102 beschränkt, aber er steht nicht mit der Abtaststruktur 104 in Kontakt. Die mechanischen Verbindungen 110 und 111 können als ordnungsgemäße mechanische Kontakte betrachtet werden, da sie sich nicht auf die Abtaststruktur 104 auswirken.
In verschiedenen Ausführungsformen kann ein ordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur 102 eine Kontaktkraft mit einbeziehen, d. h. eine Kraft, mit der ein Kontaktteil auf die Kontaktanordnung 100 gedrückt wird und die sich nicht auf einige oder alle Teile der Kontaktanordnung 100 auswirkt, wie z. B. auf die Abtaststruktur 104. In diesem Fall wird die Kontaktstruktur 102, die Abtaststruktur 104 oder ein Substrat, auf welchem die Kontaktstruktur 102 und die Abtaststruktur 104 angeordnet sind, nicht beschädigt.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Abtaststruktur 104 so ausgestaltet sein, dass sich ein unordnungsgemäßer (anders ausgedrückt unkorrekter) mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur 104 auf die Abtaststruktur 104 auswirken wird. Eine unordnungsgemäße (anders ausgedrückt unkorrekte) Positionierung oder eine Falschausrichtung oder eine zu hohe Kontaktkraft des leitenden Teils, das zum mechanischen Kontakt mit der Kontaktstruktur 102 verwendet wird, kann sich auf die Abtaststruktur 104 auswirken. In diesem Fall kann es sich beim Auswirken um eine Beschädigung der Abtaststruktur 104, beispielsweise durch Zerkratzen oder durch Bereitstellen einer elektrischen Verbindung zu ihr, handeln. Die in 1 gezeigte mechanische Verbindung 112 kann eine elektrische Verbindung mit der Abtaststruktur 104 bereitstellen und sich so auf sie auswirken.
Der in 1 gezeigte mechanische Kontakt kann auch als unordnungsgemäßer (anders ausgedrückt unkorrekter) mechanischer Kontakt betrachtet werden, da er sich auf die Abtaststruktur 104 auswirkt. Es kann sich für den Abtastschaltkreis 116 als schwierig erweisen, wie später beschrieben wird, die Auswirkung zu erkennen, da der mechanische Kontakt nur mit der Abtaststruktur 104 und nicht mit der Kontaktstruktur 102 besteht. Ist jedoch der mechanische Kontakt 114 für den Betrieb einer Schaltkreisanordnung notwendig, kann der unkorrekte mechanische Kontakt 114 während der Prüfung erkannt werden.
In verschiedenen Ausführungsformen, können die Kontaktstruktur 102 und die Abtaststruktur 104 jeweils in einer/m oder in mehr als einer/m einer Metallschicht, einer elektrisch leitenden Polysiliziumschicht und einem elektrisch leitenden Diffusionsbereich gebildet sein. In verschiedenen Ausführungsformen können die Kontaktstruktur 102 und die Abtaststruktur 104 auf einem Halbleitersubstrat oder einer gedruckten Leiterplatte (PCB) angeordnet sein. Bei der Metallschicht kann es sich beispielsweise um die oberste Metallschicht eines Halbleiters handeln.
In verschiedenen Ausführungsformen, können die Kontaktstruktur 102 und die Abtaststruktur 104 in der gleichen leitenden Schicht angeordnet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Kontaktstruktur 102 in der gleichen leitenden Ebene wie der geschlossene Stromkreis 104 angeordnet sein. In verschiedenen Ausführungsformen können die Kontaktstruktur 102 und die Abtaststruktur 104 eine gleichartige Oberfläche aufweisen. Sie können beispielsweise aus dem gleichen Material bestehen und im gleichen Prozess produziert werden. Beim Material kann es sich beispielsweise um Aluminium handeln. In verschiedenen Ausführungsformen weist die Abtaststruktur 104 keine Passivierung auf, wenn sie auf einem Halbleiter angeordnet ist, und weist keinen Lötstopp auf, wenn sie auf einer gedruckten Leiterplatte (PCB) angeordnet ist. Falls der mechanische Kontakt einen Bond-Prozess mit einbezieht, kann der Bond-Ball oder der Bond-Wedge in gleicher Weise mit der Kontaktstruktur 102 und der Abtaststruktur 104 verbunden sein, d. h. mit der gleichen Bond-Qualität und den gleichen Bond-Eigenschaften. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Kontaktanordnung 100 weiterhin einen Abtast- oder Detektorschaltkreis 116 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Abtastschaltkreis 116 zumindest mit der Abtaststruktur 104 gekoppelt sein, beispielsweise mit dem geschlossenen Stromkreis 104. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Abtastschaltkreis 116 zum Erkennen des Auswirkens auf die Abtaststruktur 104 ausgestaltet sein. Der Abtastschaltkreis 116 kann beispielsweise ein Potential an der Abtaststruktur 104 erkennen. Das Potential an der Abtaststruktur 104 kann davon abhängen, ob ein unkorrekter mechanischer Kontakt oder ein ordnungsgemäßer (anders ausgedrückt korrekter) mechanischer Kontakt stattgefunden hat. Der in 1 gezeigte unkorrekte mechanische Kontakt 112 kann beispielsweise zur Folge haben, dass die Abtaststruktur 104 das gleiche Potential wie die Kontaktstruktur 102 hat, wohingegen der ordnungsgemäße mechanische Kontakt 110 das Potential an der Abtaststruktur 104 nicht beeinflussen wird.
Die Kontaktstruktur 102 kann auch mit dem Abtastschaltkreis 116 gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Abtastschaltkreis 116 zur Bestimmung eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung (oder eines Potentialdifferentials) zwischen der Abtaststruktur 104 und der Kontaktstruktur 102 ausgestaltet sein. Der Abtastschaltkreis 116 kann dann an seinem Ausgang 117 ein entsprechendes Signal bereitstellen, das zur Bestimmung, ob ein ordnungsgemäßer oder ein unkorrekter mechanischer Kontakt stattgefunden hat, und beispielsweise zum Erkennen eines Potentials oder eines verborgenen Zuverlässigkeitsproblems verwendet werden kann. Der in 1 gezeigte unordnungsgemäße mechanische Kontakt 112 kann beispielsweise einen Kriechstrom zwischen der Abtaststruktur 104 und der Kontaktstruktur 102 zulassen, wohingegen der ordnungsgemäße mechanische Kontakt 110 keinen Kriechstrom zwischen der Abtaststruktur 104 und der Kontaktstruktur 102 zulässt. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Kriechstrom gemessen werden, indem ein erstes Potential an die Abtaststruktur 104 und ein zweites Potential an die Kontaktstruktur 102 angelegt und dann der Strom gemessen wird. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Signal am Ausgang 177 beispielsweise einen Stromwert von null anzeigen, wenn kein Kriechstrom zwischen der Abtaststruktur 104 und der Kontaktstruktur 102 fließt. In verschiedenen Ausführungsformen können geeignete Grenz- oder Schwellwerte eingestellt werden, welche der Stromwert übersteigen muss, bevor am Ausgang 177 ein Signal ausgegeben wird, um beispielsweise übermäßige Kriechströme anzuzeigen, die durch mechanische Beschädigung verursacht werden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Signal am Ausgang 117 beispielsweise einen Spannungswert von null anzeigen, wenn kein Potentialdifferential zwischen der Abtaststruktur 104 und der Kontaktstruktur 102 besteht. In verschiedenen Ausführungsformen können geeignete Grenz- oder Schwellwerte eingestellt werden, unter welchen der Spannungswert liegen muss, bevor am Ausgang 117 ein Signal ausgegeben wird. Der Grenz- oder Schwellwert kann beispielsweise dem Überlappungsmaß des Kontaktteils mit der Kontaktstruktur 102 und der Abtaststruktur 104 entsprechen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Signal am Ausgang 117 beispielsweise einen Widerstandswert von null anzeigen, wenn kein Widerstand zwischen der Abtaststruktur 104 und der Kontaktstruktur 102 besteht. In verschiedenen Ausführungsformen können geeignete Grenz- oder Schwellwerte eingestellt werden, unter denen der Widerstandswert liegen muss, bevor am Ausgang 177 ein Signal ausgegeben wird. Der Grenz- oder Schwellwert kann beispielsweise der Stärke eines elektrischen Kurzschlusses zwischen der Kontaktstruktur 102 und der Abtaststruktur 104 entsprechen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Kontaktanordnung 100 weiterhin einen Schalter 122 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Schalter 122 mit der Kontaktstruktur 102 und/oder der Abtaststruktur 104 gekoppelt sein. Der Schalter 122 kann beispielsweise an einem Punkt 118 mit der Kontaktstruktur 102 und an einem Punkt 120 mit der Abtaststruktur 104 verbunden sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Schalter 122 auf einem Halbleitersubstrat integriert sein. Der Schalter 122 kann beispielsweise auf dem gleichen Halbleitersubstrat, auf dem die Kontaktstruktur 102 und die Abtaststruktur 104 angeordnet sind, integriert sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Schalter 122 zwei, drei oder vier Stellungen aufweisen. In einer ersten Stellung, beispielsweise der Stellung „1” des in 1 gezeigten Schalters 122, kann die Abtaststruktur 104 mit dem Abtastschaltkreis 116 verbunden sein. Da die Kontaktstruktur 102 auch mit dem Abtastschaltkreis 116 verbunden sein kann, kann ein Potentialdifferential oder ein Kriechstrom oder ein Widerstand zwischen der Kontaktstruktur 102 und der Abtaststruktur 104 gemessen werden. Die Abtaststruktur 116 kann dann an ihrem Ausgang 177 ein entsprechendes Signal bereitstellen, welches beispielsweise, um zu bestimmen, ob ein ordnungsgemäßer oder ein unordnungsgemäßer mechanischer Kontakt stattgefunden hat, oder zum Erkennen eines Potentials oder eines verborgenen Zuverlässigkeitsproblems verwendet werden kann.
In einer zweiten Stellung, beispielsweise der Stellung „2” des in 1 gezeigten Schalters 122, kann die Abtaststruktur 104 mit der Kontaktstruktur 102 verbunden sein. Die Abtaststruktur 104 kann dann am gleichen Potential wie die Kontaktstruktur 102 anliegen.
In einer dritten Stellung, beispielsweise der Stellung „3” des in 1 gezeigten Schalters 122, kann die Abtaststruktur 104 mit einem vordefinierten Potential verbunden sein. Bei dem vordefinierten Potential kann es sich beispielsweise um ein Erdpotential oder um irgendein anderes festes Potential handeln.
In einer vierten Stellung, beispielsweise der Stellung ”4” des in 1 gezeigten Schalters 122, ist die Abtaststruktur 104 mit keinem Potential verbunden. Beim Potential der Abtaststruktur 104 kann es sich um ein schwebendes Potential handeln.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Schalter 122 irgendeine Kombination der ersten Stellung mit der zweiten Stellung, der dritten Stellung und der vierten Stellung aufweisen. Der Schalter 122 kann beispielsweise eine erste Stellung und eine zweite Stellung ohne eine dritte Stellung und ohne eine vierte Stellung oder eine erste Stellung, eine dritte Stellung und eine vierte Stellung ohne eine zweite Stellung aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann sich der Schalter 122 in der ersten Stellung befinden, wenn eine Erkennung oder Messung durchgeführt werden soll, und sich in der zweiten Stellung, der dritten Stellung oder der vierten Stellung befinden, wenn keine Erkennung oder Messung durchgeführt wird.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Kontaktanordnung 100 einen weiteren, in 1 nicht gezeigten Schalter aufweisen, der zwischen der Kontaktstruktur 102 und dem Abtastschaltkreis 116 gekoppelt ist. Der weitere Schalter kann die Kontaktstruktur 116 mit dem Abtastschaltkreis 116 elektrisch verbinden und trennen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Schalter 122 und – falls vorhanden – der weitere Schalter durch eine in 1 nicht gezeigte Steuerung betrieben werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuerung den Schalter 122 periodisch so betreiben, dass er sich in der ersten Stellung befindet, beispielsweise während des Betriebs einer Schaltkreisanordnung, die die Kontaktanordnung 100 mit einbezieht. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuerung den Schalter 122 periodisch so betreiben, dass er sich in der ersten Stellung befindet, beispielsweise nur zu einem Zeitpunkt oder zu mehreren gewissen Zeitpunkten. Die Zeitpunkte können beispielsweise während einer Inbetriebsetzung oder während einer Produktionsprüfung des Eingangs und/oder des Ausgangs einer Schaltkreisanordnung, die die Kontaktanordnung 100 aufweist, liegen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuerung auf oder in einem Halbleitersubstrat integriert sein. Die Steuerung kann beispielsweise auf dem gleichen Halbleitersubstrat, auf dem die Kontaktstruktur 102, die Abtaststruktur 104 und der Schalter 122 angeordnet sind, integriert sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Steuerung Teil einer eingebauten Selbstprüfung (BIST = build-in-self-test) sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Abtaststruktur 104 aus einem oder mehreren Abtastteilen bestehen. Der eine oder die mehreren Abtaststeile können beispielsweise in der Nähe eines Rands der Kontaktstruktur 102 in einer Richtung, in der eine Falschausrichtung oder eine Auswirkung erkannt werden soll, angeordnet sein. Der geschlossene Stromkreis 104 kann beispielsweise in vier oder mehr separate Abtastteile unterteilt sein, beispielsweise in einen oberen Randteil 124, einen rechten Randteil 126, einen unteren Randteil 128 und einen linken Randteil 130. In verschiedenen Ausführungsformen können die Abtastteile um die Kontaktfläche 102 herum angeordnet sein. Sie können beispielsweise einem Rand der Kontaktstruktur 102 folgen und können – mit Ausnahme der dazwischenliegenden Spalte – die Kontaktstruktur 102 umgeben.
In verschiedenen Ausführungsformen kann jeder dieser Abtastteile, beispielsweise die Randteile 124, 126, 128, 130, wie oben beschrieben mit dem Abtastschaltkreis 116 verbunden sein. In verschiedenen Ausführungsformen können die Abtastteile, beispielsweise die Randteile 124, 126, 128, 130, elektrisch miteinander in Serie geschaltet sein, um beispielsweise einen geschlossenen Stromkreis oder einen offenen Stromkreis, beispielsweise um die Kontaktstruktur 102 herum, zu bilden, wobei die sich daraus ergebende Struktur mit einem Abtastschaltkreis 116 verbunden sein kann. In verschiedenen Ausführungsformen kann jeder dieser Abtastteile, beispielsweise die Randteile 124, 126, 128, 130, mit einem eigenständigen Abtastschaltkreis 116 verbunden sein.
Als Beispiel kann der obere Randteil 124 eine Verschiebung oder eine Auswirkung in der Richtung A erkennen, der rechte Randteil 126 kann eine Verschiebung oder eine Auswirkung in der Richtung B erkennen, der untere Randteil 128 kann eine Verschiebung oder eine Auswirkung in der Richtung C erkennen, und der linke Randteil 130 kann eine Verschiebung oder eine Auswirkung in der Richtung D erkennen.
Jeder der Abtastteile, beispielsweise der obere Randteil 124, der rechte Randteil 126, der untere Randteil 128 und der linke Randteil 130, kann einzeln verwendet werden. Die Abtastteile müssen zur Erkennung einer Verschiebung oder einer Auswirkung nicht elektrisch miteinander verbunden sein. Beispielsweise genügt nur der obere Randteil 124, der rechte Randteil 126, der untere Randteil 128 und der linke Randteil 130, um eine Verschiebung oder eine Auswirkung in der Richtung A, der Richtung B, der Richtung C bzw. der Richtung D zu erkennen.
In verschiedenen Ausführungsformen lassen sich die Abtastteile, beispielsweise die Randteile 124, 126, 128, 130, in Kombination miteinander verwenden. Der rechte Randteil 126 und der linke Randteil 130 lassen sich zusammen verwenden, um eine Verschiebung oder eine Auswirkung parallel zu den Richtungen B, D zu erkennen. In ähnlicher Weise lassen sich der obere Randteil 124 und der untere Randteil 128 zusammen verwenden, um eine Verschiebung oder eine Auswirkung parallel zu den Richtungen A, C zu erkennen. In verschiedenen Ausführungsformen können die Teile jedoch verbunden sein, um beispielsweise einen geschlossenen Stromkreis 104 zu bilden.
Ein geschlossener Stromkreis 104, der die Kontaktstruktur 102 umgibt, kann nützlich sein, da zwischen den Abtastteilen keine Spalte bestehen. Ein unordnungsgemäßer mechanischer Kontakt in einem Spalt, wie z. B. eine Falschausrichtung oder die Verwendung eines zu hohen Kontaktdrucks, kann möglicherweise von dem Abtastschaltkreis 116 nicht erkannt werden. Wenn der Spalt zwischen den Abtastteilen jedoch klein genug ist, beispielsweise kleiner ist als das Kontaktteil, kann ein unordnungsgemäßer mechanischer Kontakt auch zwischen den Abtastteilen erkannt werden.
1 zeigt nur einen geschlossenen Stromkreis 104. In verschiedenen Ausführungsformen kann jedoch mehr als ein geschlossener Stromkreis bereitgestellt sein. In verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren geschlossenen Stromkreise mit dem Abtastschaltkreis 116 verbunden sein. In verschiedenen Ausführungsformen können die geschlossenen Stromkreise konzentrisch zueinander sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Kontaktstruktur 102 einen Mittelpunkt der konzentrischen Anordnung der geschlossenen Stromkreise bilden. In verschiedenen Ausführungsformen können die konzentrischen geschlossenen Stromkreise durch einen Spalt voneinander getrennt sein, d. h. sie stehen nicht miteinander in elektrischem Kontakt. In verschiedenen Ausführungsformen sind die Spalte kleiner als ein Kontaktteil, beispielsweise eine Drahtkugel oder eine Sonde. Anders ausgedrückt, kann der Spalt so gewählt sein, dass er klein genug ist, damit ein Kontaktteil mit zwei benachbarten geschlossenen Stromkreisen in Kontakt steht.
In verschiedenen Ausführungsformen können mindestens zwei geschlossene Stromkreise in einer gleichen Leitebene angeordnet sein. In verschiedenen Ausführungsformen können die geschlossenen Stromkreise mit dem Abtastschaltkreis 116 gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Abtastschaltkreis 116 zur Bestimmung eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung (oder eines Potentialdifferentials) zwischen den geschlossenen Stromkreisen ausgestaltet sein. Auf diese Weise kann ein unordnungsgemäßer mechanischer Kontakt beispielsweise zwischen einem ersten geschlossenen Stromkreis und einem zweiten geschlossenen Stromkreis durch Erkennung eines Kriechstroms, eines niedrigen Widerstands oder eines niedrigen Potentialdifferentials zwischen dem ersten geschlossenen Stromkreises und dem zweiten geschlossenen Stromkreis erkannt werden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann ein Abstand einer Stelle, beispielsweise eines mechanischen Kontakts, von der Kontaktstruktur 102 vorgegeben werden, beispielsweise aufgrund der Anzahl geschlossener Stromkreise zwischen dem ersten Stromkreis und der Kontaktstruktur 102. Ist der Abstand bekannt, lässt sich eine Verstellung des mechanischen Kontakts schneller korrigieren, beispielsweise durch die Verwendung größer Verstellschritte.
In verschiedenen Ausführungsformen können die Abtastteile auch konzentrisch angeordnet sein, d. h. mit zunehmendem Abstand zu der Kontaktstruktur 102, wie oben in Bezug auf geschlossene Stromkreise beschrieben. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Abstand der Stelle des mechanischen Kontakts zur Kontaktstruktur 102 wie oben beschrieben bestimmt werden. Die Kontaktstruktur 102 ist in 1 als Rechteck gezeigt. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Kontaktstruktur 102 jedoch jede Form aufweisen. Sie kann beispielsweise L-förmig oder kreisförmig sein. In ähnlicher Weise können die Abtaststruktur 104 oder die Abtastteile, beispielsweise die Randteile 124, 126, 128, 130 jede Form aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen können sie eine Seite mit der gleichen Form wie ein Rand der Kontaktstruktur 102 aufweisen. Handelt es sich bei der Kontaktstruktur 102 beispielsweise um ein Rechteck, können sie eine gerade Seite oder Kante aufweisen. Handelt es sich bei der Kontaktstruktur 102 beispielsweise um einen Kreis mit einem ersten Radius, können sie eine kreisförmige Seite oder Kante mit einem Radius aufweisen, der größer als der erste Radius ist. In verschiedenen Ausführungsformen können sie eine Seite mit einem konstanten Abstand zu einem Rand der Kontaktstruktur 102 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann jeder der Abtastteile kürzer als eine Breite der entsprechenden Seite des Kontakt-Pads 102 sein. 2 zeigt eine Ausführungsform einer Kontaktanordnung 200. Die Kontaktanordnung 200 kann der im Zusammenhang mit 1 beschriebenen Kontaktanordnung 100 ähnlich sein, so dass alle beschriebenen Merkmale auch hier zutreffen. Die Kontaktanordnung 200 kann beispielsweise einen Schalter 122 aufweisen, obwohl dieser in 2 nicht gezeigt wird. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Abtaststruktur 104 mindestens einen offenen Stromkreis umfassen, der die Kontaktstruktur 102 umgibt. In verschiedenen Ausführungsformen kann der offene Stromkreis 104 mit Ausnahme eines Spalts 210 gleich dem geschlossenen Stromkreis 104 sein, der im Zusammenhang mit der Kontaktanordnung 100 beschrieben worden ist, und gleich wie dieser angeordnet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der offene Stromkreis 104 ein erstes Ende 202 und eine zweites Ende 204 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen können das erste Ende 202 und das zweite Ende 204 durch einen Spalt 210 voneinander getrennt sein. Der Spalt 210 kann so groß sein wie der Abstand 108 des offenen Stromkreises 104 zu einem Rand 106 der Kontaktstruktur 102.
In verschiedenen Ausführungsformen können das erste Ende 202 und das zweite Ende 204 mit einem Abtastschaltkreis 116 gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann das erste Ende 202 einen ersten Verbindungspunkt 206 und das zweite Ende 206 einen zweiten Verbindungspunkt 208 aufweisen. Der erste Verbindungspunkt 206 und der zweite Verbindungspunkt 208 können mit dem Abtastschaltkreis 116 verbunden sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Abtastschaltkreis 116 zur Bestimmung (anders ausgedrückt Ermittlung) eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung (oder eines Potentialdifferentials) zwischen dem ersten Ende 202 und dem zweiten Ende 204 des mindestens einen offenen Stromkreises 104 ausgestaltet sein. Das Messen des Widerstands, des Stroms oder der Spannung kann zur Prüfung der Unversehrtheit des offenen Stromkreises 104 verwendet werden. Ist der offene Stromkreis 104 beispielsweise intakt oder unbeeinträchtigt, ist bei einem Kurzschluss zwischen dem ersten Ende 202 und dem zweiten Ende 204 kein Widerstand oder ein sehr geringer Widerstand vorhanden. Ist der offene Stromkreis 104 intakt oder unbeeinträchtigt, kann in ähnlicher Weise kein Potentialdifferential oder ein sehr niedriges Potentialdifferential zwischen dem ersten Ende 202 und dem zweiten Ende 204 gemessen werden. Ist der offene Stromkreis 104 intakt oder unbeeinträchtigt, kann in ähnlicher Weise ein Stromfluss zwischen dem ersten Ende 202 und dem zweiten Ende 204 gemessen werden. Wird festgestellt, dass der offene Stromkreis intakt oder unbeeinträchtigt ist, kann davon ausgegangen werden, dass die Kontaktstruktur 102 in ordnungsgemäßen mechanischen Kontakt gestanden hat.
Umgekehrt kann das Messen des Widerstands, des Stroms oder der Spannung verwendet werden um zu prüfen, ob durch den mechanischen Kontakt eine Auswirkung auf den offenen Stromkreis 104 stattgefunden hat. Ein unkorrekter mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur 102, beispielsweise durch eine falsch ausgerichtete Sonde, kann beispielsweise den offenen Stromkreis 104 beispielsweise durch Zerkratzen beschädigen. In verschiedenen Ausführungsformen können das Widerstands- und das Potentialdifferential zwischen dem ersten Ende 202 und dem zweiten Ende 204 höher und ein Strom, der zwischen dem ersten Ende 202 und dem zweiten Ende 204 fließt, kann niedriger als bei einem ordnungsgemäßen mechanischen Kontakt sein. Der Widerstandswert kann auf die Schwere einer Beschädigung hinweisen. Ein höherer Widerstand kann auf eine größere Beschädigung hinweisen als ein niedrigerer Widerstand.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Messen zwischen dem ersten Ende 202 und dem zweiten Ende 204 wie im Zusammenhang mit der Kontaktanordnung 100 beschrieben mit dem Messen eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung (oder eines Potentialdifferentials) zwischen der Abtaststruktur 104 und der Kontaktstruktur 102 kombiniert werden.
Während 2 einen offenen Stromkreis 104 zeigt, welcher mit Ausnahme des Spalts 210 die Kontaktstruktur 102 ganz umgibt, kann die Abtaststruktur 104 in verschiedenen Ausführungsformen wie im Zusammenhang mit der Kontaktanordnung 100 beschrieben auch aus einem oder mehreren der Abtastteile 104 bestehen. Beim Abtastteil 104 kann es sich beispielsweise um den rechten Randteil 126 handeln. In verschiedenen Ausführungsformen kann der eine oder können die mehreren Abtastteile ein jeweiliges erstes Ende 202 und ein jeweiliges zweites Ende 204 aufweisen. Das jeweilige erste Ende 202 und das jeweilige zweite Ende 204 können sich beispielsweise an gegenüberliegenden Enden des entsprechenden Abtastteils befinden. In diesem Fall kann nahezu die ganze Länge der Abtastteile zur Erkennung einer Auswirkung verwendet werden. Das jeweilige erste Ende 202 und das jeweilige zweite Ende 204 können mit dem Abtastschaltkreis 116 gekoppelt sein, welcher zur Bestimmung eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrische Spannung (oder eines Potentialdifferentials) zwischen dem ersten Ende 202 und dem zweiten Ende 204 des entsprechenden Abtastteils ausgestaltet sein kann. Die Verwendung von mehr als einem Abtastteil für die Abtaststruktur 104 kann wie oben beschrieben zur Erkennung der Richtung und des Ausmaßes einer stattgefunden Auswirkung beitragen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Messen zwischen dem jeweiligen ersten Ende 202 und dem jeweiligen zweiten Ende 204 wie oben beschrieben mit dem Messen eines jeweiligen elektrischen Widerstands, eines jeweiligen elektrischen Stroms und/oder einer jeweiligen elektrischen Spannung (oder eines Potentialdifferentials) zwischen dem jeweiligen Abtastteil 104 und der Kontaktstruktur 102 kombiniert werden.
3 zeigt eine Ausführungsform einer Kontaktanordnung 300. Die Kontaktanordnung 300 kann der im Zusammenhang mit 2 beschriebenen Kontaktanordnung 200 ähnlich sein, so dass alle beschriebenen Merkmale auch hier zutreffen können.
Wie aus 2 ersichtlich, kann der offene Stromkreis 104 einen Spalt 210 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann es sich beim Spalt 210 beim Erkennen einer Auswirkung um einen toten Winkel handeln. Anders ausgedrückt, ist es möglich, dass eine Auswirkung wie beispielsweise ein Zerkratzen durch den Spalt 210 hindurch nicht erkannt wird. In verschiedenen Ausführungsformen können sich das erste Ende 202 und das zweite Ende 204 in einer zu einem Rand 106 der Kontaktstruktur 102 rechtwinkligen Richtung 302 überlappen. Der Effekt der Überlappung kann dem Effekt des geschlossenen Stromkreises 104 der Kontaktanordnung 100 ähnlich sein. Anders ausgedrückt, ist es wahrscheinlicher, dass eine Auswirkung erkannt wird. Beispielsweise kann in 3 ein Kratzer von der Kontaktstruktur 102 durch den Spalt 210 hindurch in der Richtung 302 einen Teil der Abtaststruktur 104, der vor dem ersten Ende 202 angeordnet ist, beschädigen. Im Vergleich zu einem geschlossenen Stromkreis kann der überlappende offene Stromkreis 104 das Erkennen eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung (oder eines Potentialdifferentials) zwischen dem ersten Ende 202 und dem zweiten Ende 204 des jeweiligen Abtastteils 104 zulassen, so dass die Unversehrtheit der Abtaststruktur 104 bestimmt werden kann.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Messen zwischen dem ersten Ende 202 und dem zweiten Ende 204 wie oben beschrieben mit dem Messen eines elektrischen Widerstands, eines jeweiligen elektrischem Stroms und/oder einer jeweiligen elektrischen Spannung zwischen dem überlappenden offenen Stromkreis 104 und der Kontaktstruktur 102 kombiniert werden. 4 zeigt eine Ausführungsform einer Kontaktanordnung 400. Die Kontaktanordnung 400 kann der im Zusammenhang mit 2 beschriebenen Kontaktanordnung 200 ähnlich sein, so dass alle beschriebenen Merkmale auch hier zutreffen können.
Wie aus 2 ersichtlich, kann der offene Stromkreis 104 einen Spalt 210 aufweisen, bei dem es sich beim Erkennen einer Auswirkung um einen wie oben beschriebenen toten Winkel handeln kann.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Kontaktanordnung 400 einen ersten offenen Stromkreis 104 und einen zweiten offenen Stromkreis 402 aufweisen. Der erste offene Stromkreis 104 kann ein erstes Ende 202 und eine zweites Ende 204 aufweisen. Der zweite offene Stromkreis 402 kann ein erstes Ende 404 und ein zweites Ende 406 aufweisen. Das erste Ende 202 und das zweite Ende 204 des ersten offenen Stromkreises 104 können einen jeweiligen Verbindungspunkt 206, 208 aufweisen. Das erste Ende 404 und das zweite Ende 406 des zweiten offenen Stromkreises 402 können einen jeweiligen Verbindungspunkt 408, 410 aufweisen. Die Verbindungspunkte 206, 208, 408 410 können mit dem Abtastschaltkreis 116 verbunden sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann ein erster Spalt 210 zwischen dem ersten Ende 202 und dem zweiten Ende 204 des ersten offenen Stromkreises 104 gebildet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann ein zweiter Spalt 412 zwischen dem ersten Ende 408 und dem zweiten Ende 410 des zweiten offenen Stromkreises 402 gebildet sein. In verschiedenen Ausführungsformen überlappen sich der erste Spalt 210 und der zweite Spalt 412 nicht in einer zu einem Rand 106 der Kontaktstruktur 102 rechtwinkligen Richtung 414, 416, 418, 420. Der Effekt der Nichtüberlappung kann dem Effekt des geschlossenen Stromkreises 104 der Kontaktanordnung 100 ähnlich sein. Anders ausgedrückt, ist es wahrscheinlicher, dass eine Auswirkung erkannt wird. Beispielsweise kann in 4 ein Kratzer von der Kontaktstruktur 102 durch den Spalt 210 hindurch in der Richtung 416 einen Teil des zweiten Stromkreises 402 beschädigen und erkannt werden. Im Vergleich zu einem geschlossenen Kreislauf können die zwei offenen Stromkreise 104, 402 jeweils das jeweilige Bestimmen eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung (oder eines Potentialdifferentials) zwischen dem jeweiligen ersten Ende 202, 404 und dem jeweiligen zweiten Ende 204, 406 zulassen, so dass die Unversehrtheit des ersten offenen Stromkreises 104 und des zweiten offenen Stromkreises 402 bestimmt werden kann.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Messen zwischen dem jeweiligen ersten Ende 202, 404 und dem jeweiligen zweiten Ende 204, 406 mit einem jeweiligen Messen eines Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung (oder eines Potentialdifferentials) zwischen mindestens zwei der Folgenden kombiniert werden: dem ersten offenen Stromkreis 104 und/oder dem zweiten offenen Stromkreis 402 und/oder der Kontaktstruktur 102. Ein erster Kriechstrom kann beispielsweise zwischen dem ersten offenen Stromkreis 104 und der Kontaktstruktur 102 bestimmt werden. Ein zweiter Kriechstrom kann beispielsweise zwischen dem zweiten offenen Stromkreis 402 und der Kontaktstruktur 102 bestimmt werden. Ein dritter Kriechstrom kann beispielsweise zwischen dem ersten offenen Stromkreis 104 und dem zweiten offenen Stromkreis 402 bestimmt werden.
In verschiedenen Ausführungsformen können die verschiedenen Kriechströme verwendet werden, um den Schweregrad einer Auswirkung des mechanischen Kontakts zu bestimmen. Der erste Kriechstrom kann beispielsweise dazu verwendet werden, um eine Warnung zu erteilen, dass der Drahtbond oder die Sonde falsch ausgerichtet ist und einer Verstellung bedarf. Der zweite Kriechstrom oder der dritte Kriechstrom kann beispielsweise verwendet werden, um einen Defekt anzuzeigen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Schweregrad mit einer Zunahme des Abstands der Abtaststruktur, beispielsweise eines offenen Stromkreises 104, 402, zur Kontaktstruktur 102 zunehmen.
In verschiedenen Ausführungsformen können der erste offene Stromkreis 104 und der zweite offene Stromkreis 402 in der gleichen Leitebene angeordnet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Kontaktstruktur 102 in der gleichen Leitebene wie der erste offene Stromkreis 104 und der zweite offene Stromkreis 402 angeordnet sein.
Während 4 nur zwei offene Stromkreise 104, 402 zeigt, kann jede Anzahl von Stromkreisen verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsformen können die Stromkreise konzentrisch zur Kontaktstruktur 102 angeordnet sein.
Anstelle von nichtüberlappenden Spalten von offenen Stromkreisen kann das Prinzip der nichtüberlappenden Spalte in einer zu einem Rand der Kontaktstruktur 102 rechtwinkligen Richtung wie im Zusammenhang mit der Kontaktanordnung 100 beschrieben auch bei zwei oder mehr Abtastteilen angewendet werden.
5 zeigt eine Ausführungsform einer Kontaktanordnung 500. In der Figur unten wird ein Querschnitt entlang der Linie X-X gezeigt. Die Kontaktanordnung 500 kann der im Zusammenhang mit 4 beschriebenen Kontaktanordnung 400 ähnlich sein, so dass alle beschriebenen Merkmale auch hier zutreffen können.
In verschiedenen Ausführungsformen sind ein erster offener Stromkreis 104 und ein zweiter offener Stromkreis 502 in verschiedenen Leitebenen angeordnet. Beispielsweise kann der erste offene Stromkreis 104 in einer Ebene mit einer ersten Z-Koordinate Z1 und der zweite offene Stromkreis 502 in einer Ebene mit einer anderen Z-Koordinate Z2 liegen. Bei der Richtung Z kann es sich um eine Richtung handeln, die senkrecht oder rechtwinklig zu einer Ebene der Kontaktstruktur 102 liegt.
In verschiedenen Ausführungsformen kann es sich bei den Schichten, in denen der erste offene Stromkreis 104 und der zweite offene Stromkreis 502 angeordnet sind, um Metallschichten, elektrisch leitende (dotierte) Polysiliziumschichten (Poly-Si-Schichten) oder elektrisch leitende Diffusionsbereiche handeln. Beim elektrisch leitenden Polysilizium und bei den Diffusionsbereichen kann es sich um Halbleiter mit hohen Dotierungspegeln handeln, die sich eher wie Metalle als wie Halbleiter (entartete Halbleiter) verhalten. Der erste offene Stromkreis 104 kann beispielsweise in einer Metallschicht liegen, beispielsweise in einer oberen Metallschicht.
In verschiedenen Ausführungsformen können sich der erste offene Stromkreis 104 und der zweite offene Stromkreis 502 in einer zu einer Ebene der Kontaktstruktur 102 senkrechten Richtung gegenseitig überlappen. Beispielsweise können sich der erste offene Stromkreis 104 und der zweite offene Stromkreis 502 gegenseitig in der Richtung Z überlappen. Als Folge können einige Teile des ersten offenen Stromkreises 104 einige Teile des zweiten offenen Stromkreises 502 überdecken, wie dies im oberen Teil der 5 zu sehen ist.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Kontaktstruktur 102 in der gleichen Leitebene wie der erste offene Stromkreis 104 oder der zweite offene Stromkreis 502 angeordnet sein. Anders ausgedrückt, können die Kontaktstruktur 102 und der erste offene Stromkreis 104 oder der zweite offene Stromkreis 502 die gleiche Z-Koordinate aufweisen. Beispielsweise können der erste offene Stromkreis 104 und die Kontaktstruktur 102 in der gleichen oberen Metallschicht liegen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Isolationsschicht 508 zwischen dem ersten offenen Stromkreis 104 und dem zweiten offenen Stromkreis 502 angeordnet sein. Die Isolationsschicht 508 kann beispielsweise Kieselsäure SiO₂ beinhalten.
In verschiedenen Ausführungsformen können die Kontaktstruktur 102, der erste offene Stromkreis 104, die Isolationsschicht 508 und der zweite offene Stromkreis 502 auf einem Halbleitersubstrat angeordnet sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann sich der zweite offene Stromkries 502 näher beim Substrat befinden als das Substrat des ersten offenen Stromkreises 104.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Abtastschaltkreis 116 mit der Kontaktstruktur 102, dem ersten offenen Stromkreis 104 und/oder dem zweiten offenen Stromkreis 502 gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der erste offene Stromkreis 104 ein erstes Ende 202 und ein zweites Ende 204 aufweisen, welche mit dem Abtastschaltkreis 116 gekoppelt sein können. In verschiedenen Ausführungsformen kann der zweite offene Stromkreis 502 ein erstes Ende 504 und ein zweites Ende 506 aufweisen, welche mit dem Abtastschaltkreis 116 gekoppelt sein können.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Abtastschaltkreis 116 zur Bestimmung eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung (oder eines Potentialdifferentials) zwischen dem ersten Ende 202 und dem zweiten Ende 204 des ersten offenen Stromkreises 104 und/oder dem ersten Ende 504 und dem zweiten Ende 506 des zweiten offenen Stromkreises 502 ausgestaltet sein. Der Widerstand, der Strom oder die Spannung können auf eine aufgrund eines unordnungsgemäßen mechanischen Kontakts mit dem ersten offenen Stromkreis 104 oder dem zweiten offenen Stromkreis 502 erfolgte Auswirkung hinweisen, die als Abtaststrukturen wirken können. Beispielsweise kann der erste offene Stromkreis 104 oder der zweite offene Stromkreis 502 während des mechanischen Kontakts beschädigt worden sein. Sie können beispielsweise während einer Prüfung durch eine Sonde zerkratzt worden sein, so dass sich der Widerstand zwischen dem ersten Ende 202, 504 und dem zweiten Ende 204, 506 erhöht haben kann.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Abtastschaltkreis 116 zur Bestimmung eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung (oder eines Potentialdifferentials) zwischen dem ersten offenen Stromkreis 104 und der Kontaktstruktur 102, dem zweiten offenen Stromkreis 502 und der Kontaktstruktur 102, und/oder dem ersten offenen Stromkreis 104 und dem zweiten offenen Stromkreis 502 ausgestaltet sein. Der Widerstrand, der Strom oder die Spannung können auf eine aufgrund eines unkorrekten mechanischen Kontakts erfolgte Auswirkung hinweisen. Beispielsweise kann eine Verringerung des Widerstands oder der Spannung zwischen dem ersten offenen Stromkreis 104 und der Kontaktstruktur 102 auf einen falsch ausgerichteten Drahtbond hinweisen, wo der Drahtbond den ersten offenen Stromkreis 104 und die Kontaktstruktur 102 überlappt. Beispielsweise kann eine Verringerung des Widerstands oder der Spannung zwischen dem ersten offenen Stromkreis 104 und dem zweiten offenen Stromkreis 502 auf eine Beschädigung der Isolationsschicht 508 zwischen dem ersten offenen Stromkreis 104 und dem zweiten offenen Stromkreis 502 hinweisen, beispielsweise durch einen mechanischen Kontakt mit einer zu hohen Kontaktkraft, so dass sich der erste offene Stromkreis 104 und der zweite offene Stromkreis 502 gegenseitig berühren.
Während in 5 nur zwei offene Stromkreise gezeigt werden, kann jede Anzahl von offenen Stromkreisen in verschiedenen Z-Koordinaten angeordnet sein. Des Weiteren kann die Kontaktanordnung 500 auch mit den Lehren der Kontaktanordnung 400 kombiniert werden. Beispielsweise kann mehr als ein Stromkreis in einer Schicht liegen und die Stromkreise können konzentrisch zur Kontaktstruktur 102 sein.
6 zeigt eine Ausführungsform einer Kontaktanordnung 600. In der Figur unten wird ein Querschnitt entlang der Linie X-X gezeigt. Die Kontaktanordnung 600 kann der im Zusammenhang mit 5 beschriebenen Kontaktanordnung 500 ähnlich sein, so dass alle beschriebenen Merkmale auch hier zutreffen können.
In verschiedenen Ausführungsformen kann die Abtaststruktur 104 mindestens einen Abtastteil 602 in einer ersten Leitebene, mindestens einen Abtastteil 604 in einer zweiten Leitebene und mindestens ein elektrisch leitendes Element 606, das einen jeweiligen Abtastteil 602 in der ersten Leitebene mit einem jeweiligen Abtastteil 604 in der zweiten Leitebene elektrisch verbindet, aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen können die erste Leitebene in einer Ebene mit einer ersten Z-Koordinate Z1 und die zweite Leitebene in einer Ebene mit einer anderen Z-Koordinate Z2 liegen. Bei der Richtung Z kann es sich um eine zu einer Ebene der Kontaktstruktur 102 senkrechte oder rechtwinklige Richtung handeln. In verschiedenen Ausführungsformen kann es sich bei der ersten und zweiten Leitebene um Metallschichten, elektrisch leitende (dotierte) Polysiliziumschichten (Poly-Si-Schichten) oder um elektrisch leitende Diffusionsbereiche handeln. Beim elektrisch leitenden Polysilizium und bei den Diffusionsbereichen kann es sich um Halbleiter mit hohem Dotierungspegel handeln, die sich eher wie Metalle als Halbleiter (entartete Halbleiter) verhalten. Bei der ersten Leitebene kann es sich beispielsweise um eine Metallschicht handeln, beispielsweise um eine obere Metallschicht. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Kontaktstruktur 102 in der gleichen Leitebene wie die erste Leitebene angeordnet sein. Anders ausgedrückt, können die Kontaktstruktur 102 und die erste Leitebene die gleiche Z-Koordinate aufweisen. Beispielsweise können die erste Leitebene und die Kontaktstruktur 102 in der gleichen oberen Metallschicht liegen.
In verschiedenen Ausführungsformen können Abtastteile 602 der ersten Leitebene wie in 6 gezeigt um die Kontaktstruktur 102 angeordnet sein. Beispielsweise können sie entlang eines Rands der Kontaktstruktur 102 angeordnet sein, beispielsweise wie oben beschrieben mit einem gegebenen Abstand vom Rand.
In verschiedenen Ausführungsformen können benachbarte Abtastteile 602 der ersten Leitebene zwischen sich einen Spalt 620 oder einen Abstand aufweisen. Anders ausgedrückt, stehen sie nicht in unmittelbarem elektrischen Kontakt zueinander. In verschiedenen Ausführungsformen können benachbarte Abtastteile 604 der zweiten Leitebene zwischen sich einen Spalt 622 oder einen Abstand aufweisen. Anders ausgedrückt, stehen sie nicht in unmittelbarem elektrischen Kontakt zueinander.
In verschiedenen Ausführungsformen können sich Abtastteile 602 der ersten Leitebene und Abtastteile 604 der zweiten Leitebene in einer zu einer Ebene der Kontaktstruktur 102 senkrechten Richtung gegenseitig teilweise überlappen, beispielsweise in der Richtung Z. In verschiedenen Ausführungsformen kann ein jeweiliger Abtastteil 604 der zweiten Leitebene unter einem jeweiligen Spalt 620 zwischen benachbarten Abtastteilen 602 der ersten Leitebene angeordnet sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann ein elektrisch leitendes Element 606 zwischen der Überlappung eines Abtastteils 602 der ersten Leitebene und eines Abtastteils 604 der zweiten Leitebene angeordnet sein. Dieses kann ein Abtastteil 602 der ersten Leitebene mit einem Abtastteil 604 der zweiten Leitebene elektrisch verbinden. In verschiedenen Ausführungsformen kann es sich beim elektrisch leitenden Element 606 um eine Durchkontaktierung handeln. In verschiedenen Ausführungsformen können Abtastteile 602 der ersten Leitebene ein jeweiliges erstes Ende 612 und ein jeweiliges zweites Ende 614 aufweisen und Abtastteile 604 der zweiten Leitebene können ein jeweiliges erstes Ende 616 und ein jeweiliges zweites Ende 618 aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das zweite Ende 614 eines ersten Abtastteils 602 der ersten Leitebene über ein elektrisch leitendes Element 606 mit dem ersten Ende 616 eines Abtastteils 604 der zweiten Leitebene verbunden sein, und das erste Ende 612 eines zweiten Abtastteils 602 der ersten Leitebene kann über ein anderes elektrisch leitendes Element 606 mit dem zweiten Ende 618 des Abtastteils 604 der zweiten Leitebene verbunden sein. Das zweite Ende 618 eines ersten Abtastteils 604 der zweiten Leitebene kann über ein elektrisch leitendes Element 606 mit dem ersten Ende 612 eines Abtastteils 602 der ersten Leitebene verbunden sein, und das erste Ende 616 eines zweiten Abtastteils 604 der zweiten Leitebene kann über ein anderes elektrisch leitendes Element 606 mit dem zweiten Ende 614 des Abtastteils 602 der ersten Leitebene verbunden sein. Auf diese Weise können die Abtastteile 602 der ersten Leitebene und die Abtastteile 604 der zweiten Leitebene miteinander in Reihe elektrisch verbunden sein. Sie können beispielsweise einen geschlossenen Stromkreis oder einen offenen Stromkreis als eine wie oben beschriebene Abtaststruktur 104 bilden, wobei die Abtastteile des Stromkreises abwechselnd in der ersten Leitebene und der zweiten Leitebene angeordnet sind. Alle im Zusammenhang mit den 1–5 erwähnten Abmessungen der Kontaktanordnungen können auch auf die Kontaktanordnung 600 zutreffen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Stromkreis ein überlappendes erstes Ende 608 und zweites Ende 610 aufweisen, es können mehr als ein konzentrischer Stromkreis um die Kontaktfläche 102 angeordnet sein, und es können mehr als zwei Leitschichten mit Abtastteilen auf mehr als zwei Z-Koordinaten liegen. Während die Abtastteile 602, 604 und die Kontaktfläche 102 rechteckig gezeigt werden, können sie wie oben beschrieben jede Form aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen können die elektrisch leitenden Element 606 als mechanische Sollbruchstellen der Abtaststruktur 104 ausgestaltet sein. Anders ausgedrückt, können die elektrisch leitenden Elemente 606 im Vergleich zu anderen Teilen der Kontaktanordnung 600 mechanisch schwache Teile darstellen. In verschiedenen Ausführungsformen können die elektrisch leitenden Elemente 606 aus härterem oder spröderem Material als die anderen Teile hergestellt sein. In verschiedenen Ausführungsformen werden bei Anwendung einer zur Ebene der Kontaktstruktur 102 parallelen oder rechtwinkligen Kraft auf die Abtastteile 602 der ersten Leitebene die elektrisch leitenden Element 606 vor anderen Teilen brechen und so eine elektrische Unterbrechung im Stromkreis bewirken. Die Kraft kann beispielsweise während eines unordnungsgemäßen mechanischen Kontakts auftreten, beispielsweise wenn wie oben beschrieben ein Drahtbond oder eine Sonde falsch ausgerichtet ist oder eine zu hohe Kontaktkraft verwendet wird.
In verschiedenen Ausführungsformen kann der Abtastschaltkreis 116 zur Erkennung einer Unterbrechung des Stromkreises mit einem ersten Ende 608 und einem zweiten Ende 610 des Stromkreises gekoppelt sein. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Abtastschaltkreis 116 zur Bestimmung eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung (oder eines Potentialdifferentials) zwischen dem ersten Ende 608 und dem zweiten Ende 610 des Stromkreises 104 und/oder zwischen dem Stromkreis 104 und der Kontaktstruktur 102 ausgestaltet sein. Der Widerstand, der Strom oder die Spannung können auf eine aufgrund eines unordnungsgemäßen mechanischen Kontakts erfolgte Auswirkung hinweisen.
7 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens 700. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren zum Erkennen eines unordnungsgemäßen mechanischen Kontakts mit einer Kontaktstruktur verwendet werden. Bei einem unordnungsgemäßen mechanischen Kontakt kann es sich beispielsweise um einen falsch ausgerichteten mechanischen Kontakt oder einen mechanischen Kontakt mit einer zu hohen Kontaktkraft handeln.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 700 den Schritt 702 des Anordnen mindestens einer Abtaststruktur in der Nähe der Kontaktstruktur umfassen, so dass sich ein unkorrekter mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur auf die Abtaststruktur auswirkt und sich ein ordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur nicht auf die Abtaststruktur auswirkt.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 700 den Schritt 703 des mechanischen Kontakts mit der Kontaktstruktur aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann es sich beim mechanischen Kontakt um einen Kontakt handeln, bei dem ein Kontaktteil, wie beispielsweise eine Prüfsonde oder ein Drahtbond, verwendet wird.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 700 den Schritt 704 des Messen oder Bestimmens einer elektrischen Spannung zwischen der Kontaktstruktur und der Abtaststruktur, eines elektrischen Stromflusses zwischen der Kontaktstruktur und der Abtaststruktur, eines Widerstands zwischen der Kontaktstruktur und der Abtaststruktur und/oder eines Widerstands an der Abtaststruktur nach dem mechanischen Kontakt mit der Kontaktstruktur umfassen. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 700 den Schritt 706 des Vergleichs der/des gemessenen oder bestimmten Spannung, Stroms und/oder Widerstands mit einem entsprechenden Grenz- oder Schwellwert aufweisen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren mit Schritt 708 fortfahren, falls die/der gemessene oder bestimmte Spannung, Strom und Widerstand einen jeweiligen Grenz- oder Schwellwert überschreiten. In Schritt 708 kann ein Signal ausgegeben werden, welches darauf hinweist, dass der jeweilige Grenz- oder Schwellwert überschritten worden ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Signal darauf hinweisen, dass ein unordnungsgemäßer mechanischer Kontakt stattgefunden hat. Es kann beispielsweise darauf hinweisen, dass eine Sonde oder ein Drahtbond falsch ausgerichtet oder falsch platziert worden ist, oder dass beim mechanischen Kontakt mit der Kontaktstruktur eine zu hohe Kraft angewendet worden ist, oder dass die Abtaststruktur in irgendeiner Weise beschädigt worden ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Messen während der Produktion einer Kontaktanordnung durchgeführt werden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann, falls die/der gemessene oder bestimmte Spannung, Strom und Widerstand den jeweiligen Grenz- oder Schwellwert unterschreitet oder nicht überschreitet, der Ablauf zum Schritt 704 zurückkehren und mit dem Messen oder dem Bestimmen einer Spannung, eines Stroms und/oder eines Widerstands fortfahren. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Messen während des Betriebs einer Kontaktanordnung durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Messen laufend, periodisch, beispielsweise als Teil einer eingebauten Selbstprüfung, oder aperiodisch, beispielsweise beim Anfahren eines Schaltkreises mit einer Kontaktanordnung, durchgeführt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Signal auch auf Veränderungen in der Kontaktanordnung hinweisen, die sich im Laufe der Zeit ereignet haben. Beispielsweise kann eine solche Veränderung als Folge eines Alterungsprozesses, von Korrosion oder mechanischer Beanspruchung eintreten. Beispielsweise kann ein Alterungsprozess eine Folge extremer Temperatur oder Feuchtigkeit oder eine Folge einer Anzahl von Temperatur- oder Feuchtigkeitszyklen sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 700 mit dem Schritt 708 abschließen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann zu Zeiten, in denen kein Messen durchgeführt wird, die Abtaststruktur mit einem vordefinierten Potential oder der Kontaktstruktur verbunden sein. Beispielsweise kann die Abtaststruktur mittels eines wie oben beschriebenen Schalters mit dem vordefinierten Potential oder der Kontaktstruktur verbunden sein.
8 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens 800. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren zum Erkennen einer Falschausrichtung eines Drahtbonds in Bezug auf einen Bond-Pad verwendet werden.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 800 den Schritt 802 des Anordnen mindestens einer leitenden Abtaststruktur in der Nähe des Bond-Pads umfassen, so dass ein falsch ausgerichteter Drahtbond sowohl mit der Abtaststruktur als auch mit dem Bond-Pad in Kontakt steht.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 800 den Schritt 803 des Drahtbondens des Bond-Pads umfassen. In verschiedenen Ausführungsformen kann es sich beim Drahtbonden um einen Ball-Bond oder einen Wedge-Bond handeln.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 800 den Schritt 804 des Messens oder Bestimmens einer elektrischen Spannung zwischen dem Bond-Pad und der Abtaststruktur, eines elektrischen Stroms, der zwischen dem Bond-Pad und der Abtaststruktur fließt, und/oder eines Widerstands zwischen dem Bond-Pad und der Abtaststruktur umfassen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren 800 den Schritt 806 des Vergleichens der/des gemessenen oder bestimmten Spannung, Stroms und/oder Widerstands mit einem jeweiligem Grenz- oder Schwellwert umfassen.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren mit dem Schritt 808 fortfahren, falls die/der gemessene oder bestimmte Spannung, Strom und Widerstand den jeweiligen Grenz- oder Schwellwert überschreitet. Im Schritt 808 kann ein Signal ausgegeben werden, das darauf hinweist, dass der Grenz- oder Schwellwert überschritten worden ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Signal darauf hinweisen, dass der Drahtbond falsch ausgerichtet oder falsch platziert worden ist, beispielsweise bezüglich, des Bond-Pads.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das Signal auch auf Veränderungen im Drahtbond hinweisen, die sich im Laufe der Zeit ereignet haben. Beispielsweise kann ein Alterungsprozess eine Folge extremer Temperatur oder Feuchtigkeit oder eine Folge einer Anzahl von Temperatur- oder Feuchtigkeitszyklen sein.
In verschiedenen Ausführungsformen kann, falls die/der gemessene oder bestimmte Spannung, der Strom und der Widerstand den jeweiligen Grenz- oder Schwellwert unterschreitet oder nicht überschreitet, der Ablauf zum Schritt 804 zurückkehren und mit dem Messen oder dem Bestimmen einer Spannung, eines Stroms und/oder eines Widerstands fortfahren. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Messen während des Betriebs einer Kontaktanordnung durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Messen laufend, periodisch, beispielsweise als Teil einer eingebauten Selbstprüfung, oder aperiodisch, beispielsweise beim Anfahren eines Schaltkreises mit dem Bond-Pad und Bond-Wire, durchgeführt werden. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Verfahren mit dem Schritt 808 abschließen. In verschiedenen Ausführungsformen kann zu Zeiten, in denen kein Messen durchgeführt wird, die Abtaststruktur mit einem vordefinierten Potential oder dem Bond-Pad verbunden sein. Beispielsweise kann die Abtaststruktur mittels eines wie oben beschriebenen Schalters mit dem vordefinierten Potential oder dem Bond-Pad verbunden sein.
In verschiedenen Ausführungsformen können die Verfahren 700, 800 durch Verwendung einer der oben beschriebenen Kontaktanordnungen 100, 200, 300, 400, 500, 600 durchgeführt werden.
In verschiedenen Ausführungsformen können die Kontaktanordnungen 100, 200, 300, 400, 500, 600 mit den Verfahren 700, 800 betrieben werden.
Die Ausführungsformen der Kontaktanordnungen 100, 200, 300, 400, 500, 600 und der entsprechenden 1 bis 6 zeigen nur eine Kontaktstruktur 102. In verschiedenen Ausführungsformen können jedoch mehr als eine Kontaktstruktur 102 vorhanden sein, beispielsweise wenn die Kontaktstruktur 102 mehrere Kontaktteile beinhaltet, und die Verfahren 700, 800 können bei mehreren Kontaktteilen angewendet werden. Ein Kontaktteil kann einige oder alle Merkmale der oben beschriebenen Kontaktstruktur 102 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Abtaststruktur 104 die mehreren Kontaktteile umgeben. Beispielsweise kann es sich bei der Abtaststruktur 102 um einen geschlossenen Stromkreis oder einen offenen Stromkreis oder um mehrere Abtastteile handeln, die die mehreren Kontaktteile umgeben.
In verschiedenen Ausführungsformen können einige oder alle Kontaktteile eine jeweilige Abtaststruktur 104 aufweisen, d. h. dass eine jeweilige Abtaststruktur in der Nähe eines jeweiligen Kontaktteils angeordnet sein und so ausgestaltet sein kann, dass sich ein ordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit dem jeweiligen Kontaktteil nicht auf die jeweilige Abtaststruktur auswirkt und sich ein unordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit dem jeweiligen Kontaktteil auf die jeweilige Abtaststruktur auswirken wird. Anders ausgedrückt, können mehrere Kontaktanordnungen vorhanden sein.
In verschiedenen Ausführungsformen können die mehreren Kontaktteile und die Abtaststruktur oder die jeweiligen Abtaststrukturen 104 wie die oben beschriebenen Kontaktstruktur und Abtaststruktur oder Abtastteile mit einem Abtastschaltkreis 116 verbunden sein. Als erstes Beispiel können einige oder alle der jeweiligen Abtaststrukturen oder Abtastteile 104 in Reihe miteinander verbunden sein. Eine erste und eine letzte der jeweiligen in Reihe verbundenen Abtaststrukturen können mit dem Abtastschaltkreis 116 verbunden sein. Als zweites Beispiel können einige oder alle der jeweiligen Abtaststrukturen 104 und ihre jeweiligen Kontaktteile mit dem eigenen oder jeweiligen Abtastschaltkreis 116 verbunden sein. Als drittes Beispiel können einige oder alle der jeweiligen Abtaststrukturen 104 und ihre jeweiligen Kontaktteile mit einem Multiplexer verbunden und gebündelt in den Abtastschaltkreis 116 eingegeben werden. Der Multiplexer kann durch die Steuerung betrieben werden. In verschiedenen Ausführungsformen können die jeweiligen Abtaststrukturen und ihre jeweiligen Kontaktteile in einer Kombination des ersten Beispiels, des zweiten Beispiels und/oder des dritten Beispiels mit dem Abtastschaltkreis 116 verbunden sein.
Während die Erfindung besonders in Bezug auf spezifische Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden ist, wird es einem Fachmann verständlich sein, dass verschiedene Änderungen hinsichtlich Form und Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne den erfinderischen Gedanken und den durch die beigefügten Ansprüche definierten Schutzumfang zu verlassen. Der Schutzumfang der Erfindung ist daher durch die beigefügten Ansprüche angegeben, und alle Änderungen, die in den Rahmen der Bedeutung und des äquivalenten Umfangs der Ansprüche fallen, sind somit mit einzubeziehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO-Norm 26262 [0003]

Claims

Kontaktanordnung (100), die Folgendes aufweist: eine Kontaktstruktur (102), eine Abtaststruktur (104), die in der Nähe der Kontaktstruktur (102) angeordnet und so ausgestaltet ist, dass sich ein ordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur (102) nicht auf die Abtaststruktur (104) auswirkt und sich ein unkorrekter mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur (102) auf die Abtaststruktur (104) auswirkt.
Kontaktanordnung (100) nach Anspruch 1, die weiterhin Folgendes umfasst: einen Abtastschaltkreis, der zumindest mit der Abtaststruktur (104) gekoppelt und zum Erkennen des Auswirken auf die Abtaststruktur (104) ausgestaltet ist; wobei vorzugsweise die Kontaktstruktur (102) elektrisch leitend und mit dem Abtastschaltkreis gekoppelt ist und die Abtaststruktur (104) mindestens einen elektronisch leitenden Abschnitt aufweist, der in der Nähe eines Rands der Kontaktstruktur (102) angeordnet ist; wobei vorzugsweise es sich bei der Kontaktstruktur (102) um ein Bond-Pad handelt.
Kontaktanordnung (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kontaktstruktur (102) und die Abtaststruktur (104) in einer gleichen leitenden Schicht angeordnet sind; wobei vorzugsweise die Kontaktstruktur (102) und die Abtaststruktur (104) eine gleichartige Oberfläche aufweisen.
Kontaktanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Abtaststruktur (104) in einer Metallschicht, einer elektrisch leitenden Polysiliziumschicht oder einem elektrisch leitenden Diffusionsbereich gebildet ist.
Kontaktanordnung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Abtastschaltkreis zur Bestimmung eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung zwischen der Abtaststruktur (104) und der Kontaktstruktur (102) ausgestaltet ist.
Kontaktanordnung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Abtaststruktur (104) mindestens einen geschlossenen Stromkreis, der die Kontaktstruktur (102) umgibt, aufweist.
Kontaktanordnung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Abtaststruktur (104) mindestens einen offenen Stromkreis, der die Kontaktstruktur (102) umgibt, aufweist, und wobei ein erstes Ende und ein zweites Ende des mindestens einen offenen Stromkreises mit dem Abtastschaltkreis gekoppelt sind; wobei vorzugsweise der Abtastschaltkreis zur Bestimmung eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des mindestens einen offenen Stromkreises ausgestaltet ist; und/oder wobei vorzugsweise sich das erste Ende und das zweite Ende in einer zu einem Rand der Kontaktstruktur (102) rechtwinkligen Richtung überlappen.
Kontaktanordnung (100) nach Anspruch 7, wobei sich ein erster Spalt, der zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende eines ersten offenen Stromkreises des mindestens einen offenen Stromkreises gebildet ist, und ein zweiter Spalt, der zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende eines zweiten offenen Stromkreises des mindestens einen offenen Stromkreises gebildet ist, nicht in einer zu einem Rand der Kontaktstruktur (102) rechtwinkligen Richtung überlappen; wobei vorzugsweise der erste offene Stromkreis und der zweite offene Stromkreis in einer gleichen Leitebene angeordnet sind.
Kontaktanordnung (100) nach Anspruch 8, wobei die Kontaktstruktur (102) in der gleichen Leitebene wie der erste offene Stromkreis und der zweite offene Stromkreis angeordnet ist.
Kontaktanordnung (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei ein erster offener Stromkreis des mindestens einen offenen Stromkreises und ein zweiter offener Stromkreis des mindestens einen offenen Stromkreises in verschiedenen Leitebenen angeordnet sind; wobei vorzugsweise die Kontaktstruktur (102) in der gleichen Leitebene wie der erste offene Stromkreis oder der zweite offene Stromkreis angeordnet ist; und/oder wobei vorzugsweise sich der erste offene Stromkreis und der zweite offene Stromkreis in einer zu einer Ebene der Kontaktstruktur (102) senkrechten Richtung gegenseitig überlappen.
Kontaktanordnung (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei der Abtastschaltkreis zur Bestimmung eines elektrischen Widerstands, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung zwischen dem ersten offenen Stromkreis und der Kontaktstruktur (102), dem zweiten offenen Stromkreis und der Kontaktstruktur (102) und/oder dem ersten offenen Stromkreis und dem zweiten offenen Stromkreis ausgestaltet ist.
Kontaktanordnung (100) nach Anspruch 10 oder 11, wobei das erste Ende und das zweite Ende des ersten offenen Stromkreises und das erste Ende und das zweite Ende des zweiten offenen Stromkreises mit dem Abtastschaltkreis gekoppelt sind.
Kontaktanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Abtaststruktur (104) Folgendes aufweist: mindestens einen Abtastteil in einer ersten Leitebene, mindestens einen Abtastteil in einer zweiten Leitebene und mindestens ein elektrisch leitendes Element, das zum elektrischen Verbinden eines Abtastteils in der ersten Leitebene mit einem Abtastteil in der zweiten Leitebene ausgestaltet ist, wobei das mindestens eine elektrisch leitende Element als mechanische Sollbruchstelle der Abtaststruktur (104) ausgestaltet ist.
Kontaktanordnung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, die weiterhin Folgendes aufweist: einen Schalter, der zum Verbinden der Abtaststruktur (104) mit dem Abtastschaltkreis, der Kontaktstruktur (102) und/oder einem festen Potential ausgestaltet ist.
Kontaktanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Kontaktstruktur (102) und die Abtaststruktur (104) auf einem Halbleitersubstrat und/oder einer gedruckten Leiterplatte angeordnet sind.
Kontaktanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Kontaktstruktur (102) mehrere Kontaktteile aufweist; wobei vorzugsweise eine entsprechende Abtaststruktur (104) in der Nähe eines entsprechenden Kontaktteils angeordnet und so ausgestaltet ist, dass sich ein ordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit dem entsprechenden Kontaktteil nicht auf die entsprechende Abtaststruktur (104) auswirkt und sich ein unordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit dem entsprechenden Kontaktteil auf die entsprechende Abtaststruktur (104) auswirkt.
Verfahren zum Erkennen eines unordnungsgemäßen mechanischen Kontakts mit einer Kontaktstruktur (102), das folgende Schritte aufweist: Anordnen mindestens einer Abtaststruktur (104) in der Nähe der Kontaktstruktur (102), so dass sich ein unordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur (102) auf die Abtaststruktur (104) auswirkt und sich ein ordnungsgemäßer mechanischer Kontakt mit der Kontaktstruktur (102) nicht auf die Abtaststruktur (104) auswirkt, Herstellen eines mechanischen Kontakts mit der Kontaktstruktur (102), und Messen einer elektrischen Spannung zwischen der Kontaktstruktur (102) und der Abtaststruktur (104), eines elektrischen Stroms, der zwischen der Kontaktstruktur (102) und der Abtaststruktur (104) fließt, eines Widerstands zwischen der Kontaktstruktur (102) und der Abtaststruktur (104) und/oder eines Widerstands der Abtaststruktur (104).
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Messen während der Herstellung einer Kontaktanordnung (100) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Messen während eines Betriebs einer Kontaktanordnung (100) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei zu Zeiten, in denen kein Messen durchgeführt wird, die Abtaststruktur (104) mit einem vordefinierten Potential oder der Kontaktstruktur (102) verbunden ist.
Verfahren zum Erkennen einer Falschausrichtung eines Drahtbonds zu einem Bond-Pad, das folgende Schritte aufweist: Anordnen mindestens einer leitenden Abtaststruktur (104) in der Nähe des Bond-Pads, so dass ein falsch ausgerichteter Drahtbond sowohl mit der Abtaststruktur (104) als auch mit dem Bond-Pad in Kontakt steht und ein ausgerichteter Drahtbond nicht mit der Abtaststruktur (104) in Kontakt steht, Drahtbonden des Bond-Pads und Messen einer elektrischen Spannung zwischen dem Bond-Pad und der Abtaststruktur (104), eines elektrischen Stroms, der zwischen dem Bond-Pad und der Abtaststruktur (104) fließt, und/oder eines Widerstands zwischen dem Bond-Pad und der Abtaststruktur (104).