DE3903060A1 - Vorrichtung zum pruefen von integrierten schaltungsanordnungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Prüfen von integrierten Schaltungsanordnungen nach dem Oberbegriff des Pa­ tenanspruchs 1.

Die Leiter bzw. Kontaktpunkte von integrierten Schaltungsanord­ nungen (IC) sind im vorgegebenen Raster mit einer bestimmten Teilung angeordnet. Bei hoch integrierten ICs wird eine zunehmend kleinere Teilung verwendet. Bei der Fertigung von ICs ist erfor­ derlich, diese nach Fertigstellung auf Genauigkeit und Funktion zu überprüfen. Hierfür sind Testvorrichtungen entwickelt worden, mit deren Hilfe ein Anschluß an alle Leiter oder Kontakte gleich­ zeitig hergestellt werden kann, um zum einen ihre geometrische Lage und zum anderen die Funktion der integrierten Ele­ mente zu überprüfen.

Es ist bekannt, in einer derartigen Testvorrichtung zwei parallele Platten im Abstand voneinander anzuordnen, die ein Muster von zueinander ausgerichteten Bohrungen auf­ weisen. In den Bohrungen sitzen die Endabschnitte von federnden Kontaktelementen. Ein IC wird auf der Außenseite einer Platte vorgegebener Lagebeziehung aufgenommen, um das Muster der Endabschnitte der Kontaktelemente in Ein­ griff mit dem Muster der Kontaktpunkte des ICs zu bringen. Mit Hilfe einer Andrückvorrichtung wird das IC-Chip gegen die Kontaktelemente angedrückt, die federnd ausgebildet sind. Bei einer bekannten Testvorrichtung sind die Kontakt­ elemente aus Flachmaterial ausgestanzt und haben koaxiale Endabschnitte und einen mittleren Abschnitt, der in der Ebene des Streifens bogenförmig gekrümmt ist. Der dem An­ drückteil zugekehrte Endabschnitt des Kontaktelements steht etwas über die Außenseite der Platte vor. Wird nun beim Eingriff der Kontaktpunkte des ICs mit den Kontakt­ elementen der Testvorrichtung ein axialer Druck auf die Kontaktelemente ausgeübt, verformt sich der zwischen den Platten befindliche mittlere Abschnitt, wobei gleichzeitig zwischen den Kontaktelementen und den Kontaktpunkten des Chips der notwendige Testdruck erzeugt wird.

Das Flächenträgheitsmoment der bekannten Kontaktelemente in Biegerichtung ist naturgemäß hoch, so daß sie eine tiefe Schleife bzw. einen tiefen Bogen im mittleren Bereich auf­ weisen müssen, damit die Federkraft einen bestimmten Wert nicht überschreitet. Die Federkraft kann auch nicht dadurch reduziert werden, daß das Material eine geringere Dicke erhält. Um eine kontrollierte Durchbiegung zu erreichen, muß das Flachmaterial, aus dem die Kontaktelemente heraus­ gestanzt werden, eine Dicke von mindestens 0,25 bis 0,4 mm haben. Die beschriebene Form der Kontaktelemente bringt mit sich, daß bei einer Anordnung in einer Reihe hinter­ einander ein Mindestabstand nicht unterschritten werden kann. Dieser Mindestabstand ist so groß, daß bei IC-Chips, die eine kleinere Teilung aufweisen, der Einsatz der be­ kannten Kontakelemente nicht in Betracht kommt. Ein engerer Abstand zwischen den Kontaktpunkten des IC-Chips kann nur dann mit der bekannten Vorrichtung getestet werden, wenn diese nicht nach Art eines Schachbrettmusters, sondern versetzt, zum Beispiel auf Lücke, angeordnet sind. Es ver­ steht sich, daß eine derartige Anordnung keine so hohe Packungsdichte erlaubt wie eine schachbrettmusterartige Verteilung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Prüfen von IC-Chips zu schaffen, die eine einwandfreie Prüfung auch bei sehr kleinen Teilungen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Kontaktele­ mente aus flachen Streifen geformt, die vorzugsweise aus einem Flachmaterial ausgestanzt werden. Der mittlere Be­ reich des Kontaktstreifens wird aus der Ebene des Strei­ fens herausgebogen. Die Fertigung eines derartigen Kontakt­ streifens erfordert zwar einen weiteren Fertigungsgang im Vergleich zu den bekannten Kontaktstreifen, er läßt sich indessen dadurch in eine Form bringen, die eine weitaus engere Anordnung und damit feinere Teilung ermöglicht. Die Ausbildung des erfindungsgemäßen Kontaktstreifens hat zur Folge, daß die Biegekraft auf den mittleren Bereich nicht in der Ebene des Flachmaterials wirkt, sondern annähernd senkrecht dazu. Der mittlere Bereich des Kontaktstreifens kann nun so geformt werden, daß die Durchbiegung sich über einen größeren Bereich verteilt, so daß die bei der Durch­ biegung sich einstellende maximale Auslenkung relativ klein bleibt. Die Kontaktelemente können daher zum einen in der Ebene der Ausbiegung verhältnismäßig kleine Abmes­ sungen erhalten und zum anderen sehr dicht hintereinander angeordnet werden. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kontakt­ elemente läßt sich daher eine feine Teilung entsprechend einer feinen Teilung eines IC-Chips erhalten.

Vorzugsweise ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung der mittlere Bereich der Kontaktelemente so geformt, daß bei in einer Reihe und/oder Spalten angeordneten Kontakt­ elementen die mittleren Bereiche zumindest während ihrer Durchbiegung teilweise ineinander geschachtelt sind. Hier­ durch läßt sich eine hohe die Packungsdichte der Kontakt­ elemente in der Richtung quer zur Ebene des Flachmaterials erzielen. Die Packungsdichte senkrecht dazu wird bestimmt durch die Breite der Kontaktelemente sowie den Mindestab­ stand, den diese voneinander haben müssen, um mit Sicher­ heit eine Berührung zu vermeiden.

Der mittlere Bereich besteht nach einer Ausgestaltung der Erfindung aus mehreren im Winkel zueinander angeordneten Unterabschnitten. Die Unterabschnitte können gerade oder gekrümmt sein und gehen in einem Bogen mit relativ kleinem Radius ineinander über. Auf diese Weise tragen alle Unter­ abschnitte zu einer Durchbiegung des Kontaktelements beim Aufbringen eines axialen Drucks auf einen Endabschnitt des Kontaktelements bei, wodurch nur eine relativ geringe seit­ liche Auslenkung stattfindet. Vorzugsweise sind drei Unter­ abschnitte vorgesehen, von denen der mittlere im Abstand und parallel zum ersten und zweiten Endabschnitt verläuft, während sich die anderen Unterabschnitte schräg zu dem mittleren Unterabschnitt bzw. dem ersten und zweiten End­ abschnitt erstrecken. Der mittlere Unterabschnitt wird bei einer derartigen Ausgestaltung auf gleichmäßige Biegung belastet, wenn im Testfall die ausgerichteten Endabschnitte sich einander nähern unter gleichzeitiger Durchbiegung der schrägen Unterabschnitte. Der mittlere Unterabschnitt ist dabei deutlich länger als die anderen Unterabschnitte, vorzugsweise um fast die doppelte Länge. Eine derartige Formgebung des Kontaktelements ermöglicht ein sehr enges Ineinanderschachteln der Kontaktelemente, ohne daß Gefahr besteht, daß diese sich bei der Verbiegung berühren.

Um ein bestimmtes Federverhalten zu erzielen, wäre es denkbar, die Breite des Kontaktelements über seine Länge in spezifischer Weise zu ändern. Es hat sich indessen gezeigt, daß eine derartige Maßnahme, die im übrigen fer­ tigungstechnisch aufwendiger ist, nicht erforderlich ist, vielmehr nach einer Ausgestaltung der Erfindung der mitt­ lere Bereich der Kontaktelemente über seine Länge annähernd gleiche Breite aufweisen kann.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist zwi­ schen dem ersten und/oder dem zweiten Endabschnitt und dem mittleren Bereich eine Schwächung des Materials vorgesehen. Die Schwächungsstelle wirkt bei der Verformung des Kontakt­ elements wie eine Art Scharniergelenk, so daß eine ge­ richtete Biegekraft auf den mittleren Bereich aufgebracht wird, die zu einer deutlichen Durchbiegung des mittleren Bereichs mit vorzugsweise gleichmäßigem Biegemoment über den größten Teil seiner Länge führt.

Um die Kontaktelemente zwischen den Platten in vorgege­ bener Lage anzuordnen, weisen sie an den Verbindungsstellen zwischen dem mittleren Bereich und den Endabschnitten eine Verbreiterung auf, die als Anschlag dient und gegen die zugekehrte Plattenseite anliegt. Eine der beiden Verbrei­ terungen kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfin­ dung in einen entsprechend geformten Schlitz der Platte eingreifen. Dadurch wird die Orientierung der Kontaktele­ mente festgelegt und diese daran gehindert, zu verdrehen.

Die zweiten Endabschnitte der Kontaktelemente sind in Ein­ griff mit einem Prüfgerät bringbar. Um zu verhindern, daß von dem zweiten Endabschnitt aus eine Verbiegung der Kon­ taktelemente eintritt, sind die zweiten Endabschnitte nach einer Ausgestaltung der Erfindung in der Bohrung unver­ rückbar fest angeordnet, vorzugsweise mit Hilfe einer geeigneten Klebung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung nach der Erfindung entlang der Linie 1-1 der Darstellung nach Fig. 2.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf den unteren Teil der Vor­ richtung nach Fig. 1 in Richtung Pfeil 2.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung von Vorform­ lingen für Kontaktelementen der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 nach dem Ausstanzen aus einem Blech­ rohling.

Fig. 4 zeigt vergrößert zwei Kontaktelemente in Draufsicht.

Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht eines Kontaktelements nach der Verformung aus den Vorformlingen zum Einsatz für den Testbetrieb.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Testvorrichtung besitzt einen oberen Deckel 10 und einen Sockelteil 11, die über ein Gelenk 12 gelenkig miteinander verbunden sind. Eine Spiralfeder 14 drückt die beiden Teile 10, 11 ausein­ ander. Das Teil 10 enthält ein auswechselbares Andrückteil 15, das eine Ausnehmung 16 aufweist sowie einen umlaufen­ den, rechteckigen Rand 16 a. Der Einsatz 15 stützt sich einseitig bei 16 b am Deckelteil 10 ab und ist an einer Feder 16 c aufgehängt. Das Deckelteil 10 weist auch eine von einer Feder 17 vorgespannte Klinke 18 auf, die eine Nase 19 besitzt. Die Nase 19 untergreift einen Absatz 20 des Sockelteils 11, wenn das Deckelteil 10 gegen das Sockelteil 11 geschwenkt wird.

Das Sockelteil 11 besteht aus einer unteren Platte 21 und einer oberen Platte 22, die durch eine Schraubverbindung miteinander verbunden sind. Man erkennt zwischen den Platten 21, 22 in Fig. 1 rechts einen hülsenförmigen Ab­ standshalter 23, in dem von entgegengesetzten Seiten über Bohrungen in den Platten 21, 22 Schrauben 24 bzw. 25 ein­ geschraubt sind. Mehrere derartige Schraubverbindungen mit Abstandshalter sorgen dafür, daß die Platten 21, 22 in vorgegebenem axialem Abstand voneinander angeordnet werden. Die Plattenanordnung ist innerhalb einer rechteckigen Aus­ nehmung eines Rahmens 29 angebracht und mit Schraubstiften, von denen einer in Fig. 1 links bei 26 dargestellt ist, am Rahmen 29 befestigt. Die obere Platte 22 weist zwei Halte- oder Orientierungsstifte 29 a, 29 b auf, die mit entsprechen­ den Löchern der Chip-Folie des ICs zusammenwirken.

Die Platten 21, 22 weisen Bohrungen 27 bzw. 28 auf, die zueinander axial ausgerichtet und nach einem vorgegebenen Muster angeordnet sind. Dieses Muster ist in Fig. 2 er­ kennbar. Die Bohrungen sind in Spalten und Zeilen schach­ brettartig in enger Packung, beispielsweise einem Achsab­ stand von 1 mm, angeordnet. Das Muster der Bohrungen ent­ spricht dem Muster und der Teilung der Kontaktpunkte des zu prüfenden IC-Chips.

Von den Bohrungen 27, 28 werden Kontaktelemente 30 aufge­ nommen, deren Aufbau anhand der Fig. 3, 4 und 5 näher beschrieben werden soll.

Aus einem Zuschnitt 40 aus Flachmaterial, vorzugsweise Metallblech, werden flache Streifen 41 ausgestanzt, die sich aus Endabschnitten 42, 43 zusammensetzen sowie einem mittleren Abschnitt 44. Am Übergang zwischen dem mittleren Abschnitt 44 und den Endabschnitten 42, 43 ist eine Ver­ engung 45 bzw. 46 vorgesehen. Am innen liegenden Ende der Endabschnitte 42, 43 befindet sich eine Verbreiterung 47 bzw. 48. Bis auf die Verengungen 45, 46 und die Verbrei­ terungen 47, 48 beträgt die Breite des Streifens zum Bei­ spiel 0,5 mm. Der Endabschnitt 43 ist jedoch noch schmaler und verjüngt sich zum freien Ende hin.

Beim Ausstanzen aus dem Blechzuschnitt bleiben die Strei­ fen 41 an einem Abschnitt 49 angebunden, damit sie gemein­ sam in einer geeigneten Vorrichtung verformt werden können. Die Verformung geht aus Fig. 5 hervor. Die verformten Streifen, die Kontaktelemente 50 bilden, werden im Hin­ blick auf ihre Abschnitte mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie die Streifen 41 nach Fig. 3. Man erkennt, daß nur der mittlere Bereich 44 verformt ist. Der mittlere Bereich 44 wird aus der Ebene, welche von den Endabschnit­ ten 42, 43 aufgespannt ist, herausgebogen, wobei drei gerade Unterabschnitte 51, 52, 53 entstehen, die über Bögen von verhältnismäßig kleinem Radius, zum Beispiel 0,5 mm miteinander verbunden sind. Der mittlere Unterab­ schnitt 52, dessen Länge fast doppelt so groß ist wie die Länge eines äußeren Unterabschnitts 51 oder 53, verläuft parallel und im Abstand zur Ebene, die durch die Endab­ schnitte 42, 43 gebildet ist. Die anderen Unterabschnitte 51, 53 verlaufen entsprechend in einem Winkel zu den End­ abschnitten 42, 43 bzw. zum mittleren Unterabschnitt 44, von zum Beispiel 50°.

Die Kontaktelemente 50 sind im Sockelteil 11 so angeordnet, daß sich die ersten oder oberen Endabschnitte 42 in den Bohrungen 27 der oberen Platte 22 befinden, während die unteren Endabschnitte 43 in den ausgerichteten Bohrungen 28 der unteren Platte 21 sitzen. Die Verbreiterungen 47 legen sich gegen die Unterseite der Platte 22 an, während die Verbreiterungen 48 sich in nicht bezeichneten Schlitzen der unteren Platte 21 befinden, wodurch die Kontaktelemente 50 gegen Drehung gesichert sind. Die über die untere Platte 21 weiter hinausstehenden Endabschnitte 43 werden mit ent­ sprechenden Anschlüssen eines Prüfgeräts oder einer ge­ druckten Schaltung verbunden. Die oberen oder ersten End­ abschnitte 41 stehen geringfügig über die Oberseite der Platte 22 vor, wie in Fig. 1 bei 55 gezeigt. Die Länge des Überstands beträgt zum Beispiel 0,5 mm.

Zum Testen eines IC-Chips wird dieser auf die obere Platte und mit Hilfe der Stifte 29 a, 29 b in der Prüfposition ge­ halten. Anschließend wird das Deckelteil 10 in Richtung Sockelteil 11 geschwenkt bis die Nase 19 den Absatz 20 hintergreift. Hierbei werden die Kontaktpunkte des IC-Chips gegen die herausstehenden Enden 55 gepreßt und drücken sie in Richtung ihrer Bohrung 27. Auf den mittleren Bereich 44 der Kontaktelemente 50 wird dadurch eine vertikale Kraft aufgebracht, die zu einer Verbiegung sowohl der Unterab­ schnitte 51, 53 als auch des mittleren Unterabschnitts 52 führt. Der mittlere Unterabschnitt 52 wird dabei annähernd mit gleichem Biegemoment belastet.

Man erkennt aus Fig. 1, daß die besondere Form des mitt­ leren Bereichs 44 der Kontaktelemente 50 ein Ineinander­ nesten oder -schachteln der Kontaktelemente 50 in einer Reihe, in der sie parallel zueinander angeordnet sind, erlaubt, wodurch eine enge Anordnung und damit sehr feine Teilung ermöglicht ist.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum Prüfen von integrierten Schaltungen (ICs), mit parallelen Platten, die in festem Abstand vonein­ ander angeordnet sind und eine Reihe von zueinander ausgerichteten Bohrungen aufweisen, ferner mit einer Reihe von Kontaktelementen aus flachem federndem Mate­ rial, die in gleicher Orientierung angeordnet sind und die mit einem ersten geraden Endabschnitt in der Boh­ rung einer Platte und mit einem zweiten geraden Endab­ schnitt in der dazu ausgerichteten Bohrung der anderen Platte sitzen, einem Andrückteil für das IC, das in fester vorgegebener Lagebeziehung gegen die Außenseite einer Platte bewegbar ist, wobei die dem Andrückteil zugekehrten ersten Endabschnitte der Kontaktelemente etwas über die Außenseite der Platte überstehen und ein Muster bilden, das dem Muster der zu prüfenden Kontakt­ punkte des ICs entspricht, während die zweiten Endab­ schnitte mit den Anschlüssen eines Prüfgeräts verbind­ bar sind und wobei der zwischen den Endabschnitten der Kontaktelemente zwischen den Platten liegende Bereich gegenüber den Endabschnitten versetzt liegt und eine Durchbiegung erfährt, wenn auf den ersten Endabschnitt ein axialer Druck ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (50) aus einem flachen Streifen (41) geformt ist und der mittlere Bereich (44) aus der Ebene des Streifens (41) herausgebogen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Bereich (44) so geformt ist, daß bei in Reihe parallel zueinander angeordneten Kontaktelementen die mittleren Bereiche (44) zumindest während ihrer Durchbiegung teilweise ineinandergeschachtelt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der mittlere Bereich (44) aus mehreren im Winkel zueinander angeordneten Unterabschnitten (51, 52, 53) besteht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterabschnitte (51, 52, 53) gerade sind und über einen Bogen mit relativ kleinem Radius verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß drei Unterabschnitte (51, 52, 53) vorgesehen sind, von denen der mittlere (52) im Abstand und parallel zu dem ersten und dem zweiten Endabschnitt (41, 43) verläuft, während die anderen Unterabschnitte (51, 53) schräg zu dem mittleren Unterabschnitt (52) bzw. dem ersten und zweiten Endabschnitt (42, 43) verlaufen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der mittlere Unterabschnitt (52) länger ist als die anderen Unterabschnitte (51, 53), vorzugsweise fast die doppelte Länge hat.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Bereich (44) der Kon­ taktelemente (50) über seine Länge annähernd eine gleiche Breite aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle zwischen dem ersten und/oder dem zweiten Endabschnitt (41, 43) eine Schwächung (45 bzw. 46) aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (50) an der Verbindungsstelle zwischen dem mittleren Bereich (44) und ein Endabschnitt (43) eine gegen die zugekehrte Plattenseite anliegende Verbreiterung (47, 48) aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbreiterung (48) in einen entsprechend ge­ formten Schlitz der zugekehrten Platte (21) eingreift.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem mitt­ leren Bereich (44) und den Endabschnitten (42, 43) des Kontaktselements (50) Verbreiterungen des Flachmate­ rials (41) aufweisen, die mit den zugehörigen Platten in Eingriff treten.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Prüfgerät elektrisch verbundenen zweiten Endabschnitte (43) axial fest in der zugeordneten Bohrung (28) sitzen und vorzugsweise durch Klebung darin befestigt sind.