DE19853445A1 - Contact pins, for semiconductor chip test cards, are produced by electroforming pin tips and adjoining spring stirrups using structured resist layers - Google Patents
Contact pins, for semiconductor chip test cards, are produced by electroforming pin tips and adjoining spring stirrups using structured resist layersInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Kontaktnadeln für inte grierte Schaltkreise und Verfahren zu deren Herstellung. Ins besondere betrifft die Erfindung Kontaktnadeln für Prüfkarten zur elektrischen Testung integrierter Schaltkreise bei deren Herstellung.The present invention relates to contact needles for inte circuits and processes for their manufacture. Ins In particular, the invention relates to contact needles for test cards for electrical testing of integrated circuits in their Manufacturing.
Integrierte Schaltkreise sind mit sogenannten Kontaktflächen versehen, an denen die Stromversorgung des Schaltkreises an gelegt wird und die der Signalzu- und abführung von den Schaltkreisen dienen. Diese Kontaktflächen müssen in Verbin dung mit der Aussenwelt gebracht werden, wenn ein Schaltkreis in einer elektronischen Schaltung Verwendung finden soll.Integrated circuits have so-called contact areas provided to which the power supply to the circuit is placed and the signal input and output from the Circuits. These contact areas must be connected with the outside world when a circuit to be used in an electronic circuit.
Beim Einbau der integrierten Schaltkreise in ihre Gehäuse werden die Kontaktflächen zumeist mit entsprechenden Kontak ten in den Gehäusen über dünne Drähte und Lötstellen verbun den. Es ist jedoch auch möglich, die Kontaktflächen lötfrei über in sie eingedrückte Nadeln mit den Kontakten im jeweili gen Gehäuse zu verbinden.When installing the integrated circuits in their housings the contact areas are mostly with appropriate contact ten in the housings via thin wires and solder joints the. However, it is also possible to solder-free the contact surfaces about needles pressed into them with the contacts in the respective to connect to the housing.
Nach der Herstellung integrierter Schaltkreise müssen diese auf ihre einwandfreie Funktionsfähigkeit überprüft werden. Da dies geschieht, bevor die integrierten Schaltkreise in die Gehäuse eingebaut werden, nämlich noch auf dem kompletten Wafer mit einer Mehrzahl von darauf befindlichen Schaltkrei sen, müssen die für die Testung notwendigen Signale direkt von den Kontaktflächen abgegriffen werden. Hierfür werden so genannte Prüfkartenvorrichtungen verwendet, die als Teil ei nes Prüfgerätes den elektrischen Kontakt mit den Kontaktflä chen der integrierten Schaltkreise herstellen. Die Prüfkar tenvorrichtung besteht aus einem Halter für Prüfkarten, der eine mechanische und elektrische Verbindung zwischen Prüfkar te und Prüfgerät herstellt. Die eigentliche Prüfkarte umfaßt federnde Kontakte, die mit entsprechenden Kontakten auf dem Halter verbunden sind. Die federnden Kontakte sind von ihrer Zahl und Anordnung her an die Kontaktflächen eines bestimmten Typs von integriertem Schaltkreis angepaßt. Um die Testung verschiedener integrierter Schaltkreise in einfacher Weise zu ermöglichen und dem Verschleiß der elektrischen Kontakte der Prüfkarten Rechnung zu tragen, sind die Prüfkarten aus tauschbar.After manufacturing integrated circuits, these need to be be checked for proper functioning. There this happens before the integrated circuits get into the Housing be installed, namely on the complete Wafer with a plurality of circuits thereon the signals necessary for testing must be direct can be tapped from the contact surfaces. For this, be like this called probe card devices used as part of egg tester the electrical contact with the contact surfaces manufacture the integrated circuits. The test car tenvorrichtung consists of a holder for test cards, the a mechanical and electrical connection between test car and test equipment. The actual test card includes resilient contacts with corresponding contacts on the Holders are connected. The resilient contacts are yours Number and arrangement forth to the contact areas of a certain Adapted type of integrated circuit. To the testing various integrated circuits in a simple manner to allow and the wear of the electrical contacts the test cards are to be taken into account exchangeable.
Beim Test der integrierten Schaltkreise positioniert ein sog. Prober einen fertig prozessierten Wafer räumlich so zur Prüf kartenvorrichtung, daß die federnden Kontakte in elektrische Verbindung mit den jeweiligen Kontaktflächen eines oder meh rerer auf dem Wafer befindlicher integrierter Schaltungen kommen. Daraufhin kann das Prüfgerät die einwandfreie Funkti on der kontaktierten integrierten Schaltkreise feststellen. Nach Abschluß der Prüfung werden die Kontakte gelöst und der Prober positioniert den Wafer so, daß weitere Schaltkreise geprüft werden können. Wenn alle integrierten Schaltkreise auf einem Wafer in dieser Weise geprüft sind, wird der Wafer aus dem Prüfgerät entfernt und die als funktionsfähig festge stellten Schaltkreise werden vereinzelt und weiterverarbei tet.When testing the integrated circuits, a so-called. Prober a processed wafer spatially for testing card device that the resilient contacts in electrical Connection with the respective contact surfaces of one or more Integrated circuits located on the wafer come. The test device can then check the proper function on the contacted integrated circuits. After completing the test, the contacts are released and the Prober positions the wafer so that additional circuits can be checked. If all integrated circuits are checked on a wafer in this way, the wafer removed from the tester and the fixes as functional circuits are separated and further processed tet.
Im folgenden werden der Stand der Technik und die vorliegende Erfindung vorrangig mit Bezug auf die Verwendung der erfin dungsgemäßen Kontaktnadeln für solche Prüfkarten beschrieben. Es versteht sich jedoch, daß die Kontaktnadeln nicht auf ei nen solchen Verwendungszweck beschränkt sein sollen und auch andere Verwendungen zur Herstellung von lötfreien Kontakten umfasst sein sollen.The following is the state of the art and the present Invention primarily with reference to the use of the inventions described contact pins for such test cards. However, it is understood that the contact needles are not on egg such use should be limited and also other uses for making solderless contacts should be included.
Üblicherweise werden im Stand der Technik Prüfkarten verwen det, bei denen die federnden Kontakte als Nadeln ausgeführt sind. Diese Prüfkarten werden als Nadelkarten bezeichnet. Die Nadeln sind aus Drähten gefertigt, die aus Wolframstahl oder einer Kupfer-Beryllium-Legierung hergestellt werden.Test cards are usually used in the prior art det where the resilient contacts are designed as needles are. These test cards are called needle cards. The Needles are made of wires that are made of tungsten steel or a copper-beryllium alloy.
Beim Kontaktieren der Kontaktflächen werden die Nadeln ge zielt in die Oberfläche des Kontakts eingedrückt und lateral verschoben, ein Vorgang, der als "Scrubben" (schrubben) be zeichnet wird und der dazu dient, die auf den Kontaktflächen vorhandenen Oxidoberflächenschichten aufzubrechen und dadurch einen niedrigeren Übergangswiderstand zu ermöglichen. Um die dabei auftretende Eindringtiefe zu kontrollieren und eine Zerstörung der zu testenden integrierten Schaltkreise zu ver hindern, werden Nadeln mit definierten Federeigenschaften verwendet.When the contact surfaces contact, the needles are ge Aimed into the surface of the contact and laterally postponed, a process known as "scrubbing" is drawn and which is used on the contact surfaces break up existing oxide surface layers and thereby to enable a lower contact resistance. To the to check the penetration depth that occurs and a Destruction of the integrated circuits to be tested ver prevent needles with defined spring properties used.
Die Herstellung dieser Nadelkarten des Standes der Technik ist sehr aufwendig. Die hohen Anforderungen an die Präzision der Kontaktnadeln hinsichtlich ihrer seitlichen Ausrichtung von ca. 20 µm sowie der Planarität der Nadelspitzen bezüglich ihrer Kontaktebene von 25 µm erlauben derzeit noch keine au tomatisierte Bestückung der Nadelkarten. Die bei komplexeren Schaltkreisen und bei Nadelkarten für die simultane Messung mehrerer Schaltkreise notwendigen mehrere Hundert Nadeln wer den daher von Hand in die Nadelkarten eingesetzt und für den zu testenden integrierten Schaltkreis einzeln bezüglich der Kontaktflächen ausgerichtet.The manufacture of these prior art needle cards is very expensive. The high demands on precision the contact needles with regard to their lateral alignment of approx. 20 µm and the planarity of the needle tips with regard to Their contact level of 25 µm currently does not allow au automated assembly of the needle cards. The more complex ones Circuits and needle cards for simultaneous measurement several circuits required several hundred needles which is therefore inserted into the needle cards by hand and for the integrated circuit to be tested individually with respect to Contact areas aligned.
Diese bisherige Handarbeit steht einer weiteren Erhöhung der Simultanmeßmöglichkeiten, z. B. von 8 auf 16 oder 32 gleich zeitig testbare Schaltkreise oder einer Steigerung der Kom plexität der zu testenden Schaltkreise wegen der dadurch not wendigen Vervielfachung der Nadelzahl pro Nadelkarte entge gen, da der Herstellungsaufwand überproportional steigt. This previous handiwork represents a further increase in Simultaneous measurement options, e.g. B. from 8 to 16 or 32 the same Circuits that can be tested at an early stage or an increase in comm complexity of the circuits to be tested due to the need agile multiplication of the number of needles per needle card gene, since the manufacturing effort increases disproportionately.
Aufgrund der mechanischen Belastung gerade der Nadelspitzen beim Eindringen in die Kontaktfläche und beim Scrubbing un terliegen die Prüfkarten einem Verschleiß, der ihre Lebens dauer begrenzt. Prüfkarten sind daher Verschleißteile, die vorteilhafterweise preiswert herzustellen sein sollten.Due to the mechanical load on the needle tips when entering the contact area and scrubbing un The test cards are subject to wear and tear that will affect their life limited time. Test cards are therefore wear parts that should advantageously be inexpensive to manufacture.
Im Stand der Technik sind verschiedene Ansätze unternommen worden, die Herstellkosten durch vereinfachte Herstellbarkeit zu verbessern.Various approaches have been taken in the prior art the manufacturing costs through simplified manufacturability to improve.
Bei einem Vorschlag der Fa. UPSYS, Corbeil Essone, Frank reich, werden statt Nadeln Stifte verwendet, die in einer Platte vertikal verschieblich montiert sind. Diese Stifte sind über Drähte schwingend aufgehängt, wobei das obere Ende der Stifte in einer zweiten Platte verankert ist. Beim Test vorgang werden die Stifte mit einer definierten Kraft auf die Kontaktflächen des integrierten Schaltkreises gedrückt. Neben einem komplizierten Aufbau und der nach wie vor aufwendigen Herstellung hat dieser Ansatz den Nachteil, daß die Integra tionsdichte aufgrund der einzuhaltenden Lochabstände eben falls beschränkt ist. Darüberhinaus neigen die Stifte dazu, bei hohen Meßanforderungen zu klemmen.In the case of a proposal from UPSYS, Corbeil Essone, Frank rich, pins are used instead of needles, which are used in a Plate are vertically slidably mounted. These pens are hung swinging over wires, with the top end the pins are anchored in a second plate. During the test process the pins with a defined force on the Contact surfaces of the integrated circuit pressed. Next a complicated structure and still complex Manufacturing this approach has the disadvantage that the Integra density due to the hole spacing to be observed if restricted. In addition, the pens tend to to clamp at high measurement requirements.
Bei einem anderen Verfahren, daß die Fa. Feinmetall, Herren berg, Deutschland, vorgeschlagen hat, werden Drähte einge setzt, die durch Durchgänge in einem Siliziumträger geführt werden. Diese Führungsstrukturen werden in die Siliziumträger geätzt. Die Drähte werden bei der Testung in Kontakt mit den Kontaktflächen gebracht, indem der Siliziumträger parallel zum integrierten Schaltkreis an diese herangefahren wird. Das Verfahren hat den Nachteil, daß die Packungsdichte durch die Führungsstrukturen begrenzt werden. Die Drähte bei der Monta ge sorgfältig eingeführt und zur Kontrolle der senkrecht auf die Siliziumoberfläche des Wafers wirkenden Kräfte Auflage punkte unter den Führungsstrukturen vorgesehen werden müssen. In another process that Feinmetall, Herren berg, Germany, suggested wires are inserted sets that led through passages in a silicon substrate become. These guide structures are in the silicon carrier etched. During testing, the wires are in contact with the Brought contact areas by placing the silicon substrate in parallel is approached to the integrated circuit. The The disadvantage of this method is that the packing density is caused by the Leadership structures are limited. The wires at the Monta ge carefully introduced and used to check the upright forces acting on the silicon surface of the wafer points must be provided under the management structures.
Zudem ist dem Verfahren der weitere Nachteil eigen, daß eine exakte Kontrolle und Führung der lateralen Bewegung der Dräh te in den Durchgängen aufgrund der notwendigen Toleranzen schwierig ist.In addition, the method has the further disadvantage that a exact control and guidance of the lateral movement of the wires te in the passages due to the necessary tolerances is difficult.
In einem weiteren Verfahren im Stand der Technik werden die Kontakte über die Spitzen sogenannter Bumbs hergestellt, ke gelförmiger Vorwölbungen auf einem Untergrund. Die Bumbs wer den in der gewünschten Anordnung zusammen mit ihrem Träger mikrotechnisch angefertigt. Der Träger wird auf einer Membran angeordnet, die in einer Fassung in Form einer normalen Prüf karte gehaltert ist und somit als Austausch für herkömmliche Nadelkarten dienen kann. Die Membran erzeugt den notwendigen Anpreßdruck bei der Kontaktbildung zwischen den Bumbs und den Kontaktflächen der integrierten Schaltungen. Dieser Ansatz hat den Nachteil, daß eine sorgfältige Kontrolle der Auflage kräfte auf den Kontaktflächen schwierig und ein Scrubbing der Kontaktflächen nicht möglich ist. Dadurch entstehen uner wünschte, hohe Übergangswiderstände.In a further method in the prior art, the Established contacts via the tips of so-called bumbs, ke gel-like protrusions on a surface. The bumbs who in the desired arrangement together with their carrier made microtechnically. The carrier is on a membrane arranged in a version in the form of a normal test card is held and thus as an exchange for conventional Pin cards can serve. The membrane creates the necessary Contact pressure between the bumbs and the Contact areas of the integrated circuits. This approach has the disadvantage that careful control of the circulation forces on the contact surfaces difficult and a scrubbing of the Contact areas is not possible. This creates un wished high contact resistance.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Kon taktnadeln und ein Herstellverfahren dafür zur Verfügung zu stellen, welche eine einfache, billige Fertigung hoher Präzi sion ermöglichen und dennoch das wünschenswerte Reinigen (scrubbing) der Kontaktflächen vor einer Testdurchführung bzw. Kontaktierung von integrierten Schaltungen in Bauteilen erlauben.It is therefore the object of the present invention, Kon tactile needles and a manufacturing process for it which is a simple, cheap manufacture of high precision enable and nevertheless the desirable cleaning (scrubbing) the contact areas before carrying out a test or contacting integrated circuits in components allow.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch das Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 1, und 15, Kontaktna deln nach dem unabhängigen Patentanspruch 16, eine Prüfkarte gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 19 und Verwendungsfor men nach den unabhängigen Patentansprüchen 22 und 23. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Details und Aspekte der Erfin dung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. Die Patentansprü che verstehen sich als ein erster, nicht bindender Versuch zur Beschreibung der Erfindung in allgemeinen Begriffen.According to the invention, this object is achieved by the method according to independent claims 1, and 15, Kontaktna deln according to the independent claim 16, a test card according to independent claim 19 and usage form men according to independent claims 22 and 23. Others advantageous configurations, details and aspects of the invention dung result from the dependent claims, the Description and the attached drawing. The patent claims che see themselves as a first, non-binding attempt to describe the invention in general terms.
Die Erfindung ist auf ein Verfahren zur gleichzeitigen Her
stellung von zumindest einer Kontaktnadel mit Nadelspitze und
Federbügel gerichtet, welches durch die folgenden Schritte
gekennzeichnet ist:
The invention is directed to a method for the simultaneous manufacture of at least one contact needle with a needle tip and spring clip, which is characterized by the following steps:
- A) Galvanisches Ausbilden der Nadelspitzen in den Strukturen einer Schicht Resistmaterial;A) Galvanic formation of the needle tips in the structures a layer of resist material;
- B) Galvanisches Ausbilden des an der Nadelspitze ansetzenden Federbügels in den Strukturen zumindest einer weiteren Re sistschicht, die auf der ersten Resistschicht angeordnet ist; undB) Galvanic formation of the one attached to the needle tip Spring clip in the structures of at least one other Re sist layer arranged on the first resist layer; and
- C) Entfernen des Resistmaterials.C) Remove the resist material.
Vorzugsweise umfasst Schritt A die Teilschritte
Step A preferably comprises the substeps
- 1. Beschichten eines Untergrundes mit der ersten Schicht Resistmaterial;1. Coating a substrate with the first layer Resist material;
- 2. Ausformen von Negativformen für die Nadelspitzen in dem Resistmaterial; und2. Forming negative shapes for the needle tips in the Resist material; and
- 3. Galvanisches Auffüllen der Negativformen mit zumindest einem ersten Kontaktnadelmaterial.3. Galvanic filling of the negative forms with at least a first contact needle material.
Dieses Verfahren kann so ausgelegt sein, daß das galvanische Auffüllen mit zumindest zwei Kontaktnadelmaterialien in Folge erfolgt.This method can be designed so that the galvanic Refill with at least two contact needle materials in a row he follows.
Schritt B des erfindungsgemäßen Verfahrens kann folgende
Teilschritte umfassen:
Step B of the method according to the invention can include the following substeps:
- 1. Aufbringen einer weiteren Schicht Resistmaterial;1. Application of a further layer of resist material;
- 2. Ausformen von Negativformen für zumindest die Federbügel der Kontaktnadeln in der weiteren Schicht Resistmaterial, so daß die Federbügel in Anordnung der Nadelspitzen justiert werden; und 2. Forming negative molds for at least the spring clips the contact needles in the further layer of resist material, so that the spring clip is adjusted in the arrangement of the needle tips become; and
- 3. Galvanisches Auffüllen der Negativformen mit einem zwei ten Kontaktnadelmaterial.3. Galvanic filling of the negative forms with a two contact needle material.
Das Ausformen der Negativformen beinhaltet vorzugsweise fol
gende Schritte:
The shaping of the negative forms preferably includes the following steps:
- a) Bestrahlen des Resistmaterials durch eine Maske hindurcha) irradiation of the resist material through a mask
- b) Entwickeln des Resistmaterials zum Entfernen bestrahlter Bereiche.b) Developing the resist material to remove irradiated ones Areas.
Schließlich kann sich an das oben geschilderte Verfahren noch
der weitere Schritt
Finally, the process described above can be followed by the further step
- C) Beschichten der Nadelspitze und/oder des Federbügels mit einem weiteren Kontaktnadelmaterial anschließen.C) Coating the needle tip and / or the spring clip with another contact needle material connect.
Eine Mehrzahl von Kontaktnadeln kann so angeordnet werden,
daß sie der Anordnung von Kontaktflächen eines integrierten
Schaltkreises entsprechen. Dabei ist es möglich, daß die
Teilschritte B1-B3 zumindest ein weiteres Mal durchgeführt
werden, um somit einen mehrstöckigen Aufbau der Kontaktnadeln
bei gleicher Bezugsfläche für die Nadelspitzen zu erhalten.
In einem weiteren Aspekt ist die Erfindung auf ein Verfahren
zur Herstellung einer Form für Kontaktnadeln gerichtet, daß
durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
A plurality of contact needles can be arranged so that they correspond to the arrangement of contact areas of an integrated circuit. It is possible that the sub-steps B1-B3 are carried out at least one more time in order to obtain a multi-storey structure of the contact needles with the same reference surface for the needle tips. In a further aspect, the invention is directed to a method for producing a mold for contact needles, which is characterized by the following steps:
- 1. Herstellen einer Kontaktnadelanordnung mittels dem oben be schriebenen Verfahren,1. Making a contact needle assembly by means of the above be written procedures,
- 2. Herstellen einer Polymerform nach dieser Kontaktnadelanord nung.2. Make a polymer mold according to this contact needle arrangement nung.
In weiteren Aspekten ist die Erfindung auf erfindungsgemäße, nämlich galvanisch abgeschiedene Kontaktnadeln gerichtet, so wie auf Prüfkarten, welche die erfindungsgemäßen Kontaktna deln beinhalten. Schließlich ist die Erfindung auf die Ver wendung der Kontaktnadeln in Prüfkarten und zur Kontaktierung von integrierten Schaltkreisen gerichtet. In further aspects, the invention relates to namely galvanically deposited contact needles, so as on test cards, which the Kontaktna invention include. Finally, the invention is based on the Ver use of the contact needles in test cards and for contacting directed by integrated circuits.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben, die das erfindungsgemäße Verfahren der Herstel lung von Kontaktnadeln zeigt.In the following the invention will be described with reference to Fig. 1, which shows the inventive method of manufacturing contact needles.
Die vorliegende Erfindung verbindet die Herstellung und den Einsatz von Kontaktnadeln mit ihrer mikrotechnischen Herstel lung. Erfindungsgemäß werden die Kontaktnadeln durch mehrere Mikrostrukturierungsschritte mit anschließenden Galvanofor mungen hergestellt.The present invention combines the manufacture and the Use of contact needles with their microtechnical manufacturer lung. According to the invention, the contact needles are made by several Microstructuring steps followed by galvanofor mung manufactured.
Die Mikrostrukturierung kann über bekannte Verfahren erfol gen, sofern diese geeignet sind, Strukturen in der gewünsch ten Größe herzustellen, und eine galvanische Auffüllung her ausgearbeiteter Strukturen erlauben, so z. B. die Dickschicht- Photolithographie, die Normal-Photolithographie, und die LIGA-Technik. Die vorzugsweise verwendete LIGA-Technik, wie sie von Menz & Bley, "Mikrosystemtechnik für Ingenieure", VCH-Verlag, Weinheim, beschrieben worden ist, wird als eines der vielversprechendsten und flexibelsten Verfahren zur Mas senfertigung dreidimensionaler Mikrostrukturen angesehen. Sie erlaubt Strukturen bis zur Dicke von 1 mm bei einer Genauig keit, die bei einer Dicke von 500 µm bei 0.2 µm liegt.The microstructuring can be carried out using known methods If these are suitable, structures in the desired to produce the largest size, and a galvanic filling allow elaborated structures, e.g. B. the thick film Photolithography, the normal photolithography, and the LIGA technology. The preferred LIGA technique, such as by Menz & Bley, "Microsystem Technology for Engineers", VCH-Verlag, Weinheim, has been described as one of the most promising and flexible procedures for mas production of three-dimensional microstructures. she allows structures up to 1 mm thick with an accuracy speed, which is 0.2 µm at a thickness of 500 µm.
Allgemein wird bei ihr ein Wafer 2, z. B. aus Silizium oder Titan, mit einem Resistmaterial in der gewünschten Stärke be schichtet, z. B. durch ein Spincoating-Verfahren (Zentrifugieren). Als Resistmaterial kommen die bekannten Ma terialien in Frage, wie z. B. Polymethylmethacrylat. Es kommt dadurch zur Ausbildung einer Resistschicht. Je nach verwende ter Technik kann es nötig oder vorteilhaft sein, die Re sistschicht in mehreren Schritten auf den Untergrund aufzu bringen, so daß sich ein mehrlagiger Aufbau der Schicht er gibt. Die Rückseite des Wafers kann zur Passivierung be schichtet sein, z. B. mit Siliziumcarbid. In general, a wafer 2 , e.g. B. of silicon or titanium, be coated with a resist material in the desired thickness, z. B. by a spin coating process (centrifugation). As a resist material, the known materials come into question, such as. B. Polymethyl methacrylate. This leads to the formation of a resist layer. Depending on the technology used, it may be necessary or advantageous to apply the rice layer in several steps to the substrate, so that there is a multilayer structure of the layer. The back of the wafer can be coated for passivation, z. B. with silicon carbide.
Die Resistschicht wird nunmehr durch eine Maske bestrahlt. Bevorzugt ist hierbei die Verwendung von Synchrotonstrahlung, da deren niedrige Divergenz und kurze Wellenlänge die Ausbil dung extrem steiler Seitenwände der Strukturen in der Re sistschicht 3 erlaubt (siehe die Pfeile 6 in (1) und (3) der Fig. 1). Die bestrahlten Fenster werden nunmehr herausgelöst, was z. B. mit einem üblichen Entwickler geschehen kann.The resist layer is now irradiated through a mask. The use of synchrotron radiation is preferred here, since its low divergence and short wavelength allow the formation of extremely steep side walls of the structures in the rice layer 3 (see arrows 6 in (1) and (3) of FIG. 1). The irradiated windows are now removed, which z. B. can be done with a conventional developer.
Die entstandenen Negativformen können nunmehr galvanisch auf gefüllt werden.The resulting negative forms can now galvanically be filled.
Erfindungsgemäß werden in einer ersten Hauptausführungsform die Kontaktnadeln in einem Verfahren hergestellt, daß zumin dest zwei der obigen Prozesse beinhaltet, wobei in einer er sten Stufe zunächst die Nadelspitze 7 galvanisch ausgebildet wird, und in zumindest einer weiteren Stufe der Rest des Na delkörpers, der sogenannte Federbügel 11, unter einem vorge gebenen Winkel an die Nadelspitze 7 angesetzt, galvanisch ausgebildet wird.According to the invention, in a first main embodiment, the contact needles are produced in a process which includes at least two of the above processes, the needle tip 7 first being galvanically formed in a first stage, and in at least one further stage the rest of the needle body, the so-called Spring clip 11 , placed at a predetermined angle on the needle tip 7 , is formed galvanically.
Bevorzugt umfasst das Verfahren zur Ausbildung der Nadelspit ze mehrere Teilschritte, bei denen zunächst der Untergrund, z. B. ein Titanwafer, mit einem Resistmaterial 3 beschichtet wird, danach in dem Resistmaterial 3 die Strukturen oder Ne gativformen 4 hergestellt werden, die dann galvanisch mit zu mindest einem ersten Kontaktnadelmaterial aufgefüllt werden, um die Nadelspitzen 7 zu bilden. Es ist auch möglich, mehre re, z. B. zumindest zwei, Kontaktnadelmaterialien für die gal vanische Auffüllung der Negativformen 4 zu verwenden. Eine solche, mehrphasige Abscheidung ermöglicht es, die Spitze der Nadelspitze 7 z. B. aus einem harten, aber spröden Material zu formen, den Rest der Nadelspitze 7 hingegen mit einem elek trisch besser leitfähigen Material wie Kupfer. The method for forming the needle tip preferably comprises a number of sub-steps, in which the substrate, for. B. a titanium wafer, is coated with a resist material 3 , then in the resist material 3, the structures or Ne gativformen 4 are made, which are then galvanically filled with at least a first contact needle material to form the needle tips 7 . It is also possible to re, z. B. to use at least two contact needle materials for the galvanic filling of the negative molds 4 . Such a multi-phase deposition allows the tip of the needle tip 7 z. B. from a hard but brittle material, the rest of the needle tip 7, however, with a more electrically conductive material such as copper.
Um die Wirksamkeit der Nadelspitzen 7 beim Scrubbing zu ver bessern, können diese gegenüber dem Federbügel und der späte ren Kontaktfläche geneigt sein, so daß eine Kante entsteht, deren Winkel kleiner als 90° ist (siehe (2) der Fig. 1). Dies kann erreicht werden, indem die Bestrahlung der ersten Schicht 3 von Resistmaterial unter einem Winkel kleiner als 90° erfolgt. Eine solche Schrägbestrahlung führt zu schrägen Negativformen 4. Die Schrägbestrahlung kann z. B. wie in Fei ertag et al., "Fabrication of three dimensional photonic cry stals by deep X-ray lithography"; Proceedings of the Interna tional Symposium on Microsystems, Intelligent Materials and Robots, Sendai, Japan, 1995, S. 37-40, beschrieben, durchge führt werden. Die dortige Technik erlaubt noch Schrägbestrah lungen unter einem Winkel von über 30° zur Normalen. Bei der vorliegenden Erfindung hat sich ein Winkel von 16° zur Norma len als besonders vorteilhaft herausgestellt.In order to improve the effectiveness of the needle tips 7 during scrubbing, these can be inclined relative to the spring clip and the late contact surface, so that an edge is formed whose angle is less than 90 ° (see (2) of FIG. 1). This can be achieved by irradiating the first layer 3 of resist material at an angle of less than 90 °. Such oblique radiation leads to oblique negative shapes 4 . The oblique radiation can e.g. B. as in Fei ertag et al., "Fabrication of three dimensional photonic cry stals by deep X-ray lithography"; Proceedings of the International Symposium on Microsystems, Intelligent Materials and Robots, Sendai, Japan, 1995, pp. 37-40. The technology there still allows oblique radiation at an angle of more than 30 ° to the normal. In the present invention, an angle of 16 ° to Norma len has been found to be particularly advantageous.
Nach Auffüllen der Negativformen mit 4 Kontaktnadelmaterial kann die Oberfläche vorteilhafterweise mechanisch poliert werden, um den Auftrag einer weiteren Schicht 8 Resistmateri al zu ermöglichen.After filling the negative molds with 4 contact needle material, the surface can advantageously be mechanically polished in order to allow the application of a further layer of 8 resist material.
Der Federbügel wird bevorzugt gebildet, indem auf der ersten Schicht 3 aus Resistmaterial nach dem Auffüllen von deren Ne gativformen 4 eine weitere Schicht 8 Resistmaterial abge schieden wird, in welchem die Negativformen 9 für die Feder bügel 11 ausgeformt werden (siehe (3) der Fig. 1). Danach werden diese durch galvanische Auffüllung mit einem Kon taktnadelmaterial gebildet (siehe (4) der Fig. 1).The spring clip is preferably formed by separating a further layer 8 of resist material on the first layer 3 of resist material after filling up its negative molds 4 , in which the negative molds 9 for the spring clip 11 are formed (see (3) of FIG . 1). Thereafter, these are formed by galvanic filling with a contact needle material (see (4) of FIG. 1).
Die Negativformen in den verschiedenen Schichten von Re sistmaterial werden bevorzugt gebildet, indem das Resistmate rial durch eine Maske in geeigneter Weise bestrahlt wird. Dies kann z. B. mit Licht oder mittels Synchrotronstrahlung, wie oben für die LIGA-Technik beschrieben, erfolgen. Die Mas ke bildet die jeweils vorgesehenen Strukturen der Negativfor men in dem Resistmaterial ab. Danach wird das Resistmaterial in üblicher Weise entwickelt, z. B. durch Herauslösen der be strahlten Strukturen. In dem Restresistmaterial verbleiben nunmehr die Negativformen, die dann galvanisch aufgefüllt werden können.The negative forms in the different layers of Re resist material are preferably formed by the resist material rial is suitably irradiated through a mask. This can e.g. B. with light or by means of synchrotron radiation, as described above for the LIGA technology. The mas ke forms the intended structures of the negative form in the resist material. After that, the resist material developed in the usual way, e.g. B. by removing the be beamed structures. Remain in the residual resist material now the negative forms, which are then galvanically filled can be.
Nachdem somit Nadelspitze 7 und Federbügel 11 jeweils galva nisch gebildet worden sind, wird das Resistmaterial der Schichten 3, 8 entfernt, so daß nur das eingebrachte Material übrigbleibt. Dies kann vor oder vorzugsweise nach Abheben der Anordnung von der Unterlage 2 erfolgen.After needle tip 7 and spring clip 11 have each been formed galvanically, the resist material of the layers 3 , 8 is removed, so that only the material introduced remains. This can take place before or preferably after the arrangement has been lifted off the base 2 .
Die Negativformen der ersten und zweiten Schicht von Re sistmaterial müssen exakt zueinander ausgerichtet sein, um sicherzustellen, daß die Nadelspitzen an der richtigen Stelle an den Federbügeln angeordnet sind. Hierzu können vorteilhaf terweise Ausrichtungsmarkierungen verwendet werden, wie sie z. B. in Schmidt et al., "Aligned Double Exposure in Deep X- ray Lithography", Microelectronic Engineering 30, 235 (1996) beschrieben sind.The negative forms of the first and second layers of Re Sist material must be exactly aligned to each other make sure the needle tips are in the right place are arranged on the spring clips. This can be advantageous alignment marks are used as they are e.g. B. in Schmidt et al., "Aligned Double Exposure in Deep X- ray Lithography ", Microelectronic Engineering 30, 235 (1996) are described.
Das zum Auffüllen der Negativformen verwendete Material kann prinzipiell jedes zum galvanischen Auffüllen geeignete Mate rial sein. Bei der Auswahl sind außerdem noch Härte und elek trische Leitfähigkeit zu berücksichtigen, sowie das Biegever halten in Rechnung zu stellen, um die gewünschte Federkon stante des Federbügels zu gewährleisten. Grundsätzlich geeig nete, bevorzugte Materialien sind Kupfer, Nickel und Wolfram borid. Nadelspitze und Federbügel können aus demselben Mate rial gefertigt sein. Es ist jedoch auch möglich, die Nadel spitze 7 aus einem anderen Material als den Federbügel 11 und/oder aus mehreren unterschiedlichen Materialien anzufer tigen, um so die für den jeweiligen Bereich der Kontaktnadel optimalen Werkstoff bereitzustellen. In diesem Fall ist auf die Kompatibilität der beiden Materialien zu achten, da das Federbügelmaterial bei der galvanischen Abscheidung in direk ten Kontakt mit dem Material der Nadelspitze 7 ist.The material used to fill the negative molds can in principle be any material suitable for galvanic filling. When selecting, hardness and electrical conductivity must also be taken into account, and the bending behavior must be taken into account in order to ensure the desired spring constant of the spring clip. Basically suitable, preferred materials are copper, nickel and tungsten boride. The needle tip and spring clip can be made from the same material. However, it is also possible to manufacture the needle tip 7 from a different material than the spring clip 11 and / or from several different materials, so as to provide the optimal material for the respective area of the contact needle. In this case, the compatibility of the two materials must be ensured, since the spring clip material is in direct contact with the material of the needle tip 7 during the galvanic deposition.
Vorzugsweise werden gleichzeitig mehrere Kontaktnadeln 1 her gestellt. Diese können durch Haltebügel 13 miteinander ver bunden sein (siehe (6) der Fig. 1), um die spätere Befreiung vom Resistmaterial zu vereinfachen. Nach der Entfernung des Resistmaterials werden dann die Haltebügel an z. B. an Verjün gungsbereichen 12 durchtrennt, um einzelne Kontaktnadeln 1 zu erhalten.Preferably, several contact needles 1 are made simultaneously. These can be connected to one another by retaining brackets 13 (see (6) of FIG. 1) in order to simplify the subsequent release from the resist material. After removal of the resist material, the holding brackets are then attached to e.g. B. at tapering areas 12 cut to obtain individual contact needles 1 .
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden die Kontaktnadeln 1 so angeordnet, daß ihre Nadelspitzen 7 be reits bei der Herstellung in der Anordnung der Anordnung ei nes integrierten Schaltkreises entsprechen, der später mit dieser Anordnung an Kontaktnadeln 1 getestet werden soll. In diesem Fall werden die Kontaktnadeln 1 in der Anordnung zu nächst nicht vereinzelt, sondern es wird die Gesamtanordnung an einem Träger, z. B. einer Platine, befestigt, indem die Fe derbügel 11 angeklebt oder (bei Kupfer) gebondet werden. Nach Fixierung der Anordnung auf dem Träger können dann die Kon taktnadeln 1 vereinzelt und mit jeweiligen elektrischen Kon takten verbunden werden, über die später die Testspannungen angelegt werden können. Auf diese Weise lässt sich eine be sonders vorteilhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung erreichen. Durch die Überführung der Gesamtanordnung ist kei nerlei manuelle Anbringung und Ausrichtung der Kontaktnadeln nötig. Die hohe Präzision der mikrotechnischen Fertigung kann zudem voll auf die Gesamtprüfkarte übertragen werden. Die bei der erfindungsgemäßen Fertigung möglichen, hohem Integrati onsdichten ermöglichen in einfacher und preisgünstiger Weise eine entsprechend erhöhte Integrationsdichte bei den resul tierenden Prüfkarten. In a particularly preferred embodiment, the contact needles 1 are arranged so that their needle tips 7 already correspond to the manufacture in the arrangement of the arrangement of an integrated circuit that will be tested later with this arrangement of contact needles 1 . In this case, the contact needles 1 are not isolated in the arrangement next, but the entire arrangement on a carrier, for. B. a circuit board, fixed by the Fe derbügel 11 glued or (for copper) bonded. After fixing the arrangement on the carrier, the contact needles 1 can then be isolated and connected to respective electrical contacts, via which the test voltages can be applied later. In this way, a particularly advantageous embodiment of the present invention can be achieved. Due to the transfer of the overall arrangement, no manual attachment and alignment of the contact needles is required. The high precision of the microtechnical production can also be fully transferred to the overall test card. The high integration densities possible in the manufacture according to the invention enable a correspondingly increased integration density in the resultant test cards in a simple and inexpensive manner.
Während die Nadelspitzen 7 bei dieser bevorzugten Ausfüh rungsform in ihrer Anordnung der Anordnung der Kontaktflächen auf dem Ziel-Schaltkreis entsprechen, kann bei der Anordnung der zugehörigen Federbügel 11 die Struktur der gesamten Prüf karte berücksichtigt werden. Es können z. B. die Federbügel 11 radial angeordnet werden, so daß die Abstände der Kontakte der Federbügel 11 zu den Prüfkartenkontakten größer sind als die Abstände der Nadelspitzen 7. Eine solche Anordnung ver einfacht die Herstellung der Träger, da einfachere Technolo gien für geringere Packungsdichten verwendet werden können. Die einzelnen Kontaktnadeln 1 können bei dieser radialen An ordnung während ihrer Herstellung durch einen Haltering mit einander verbunden sein.While the needle tips 7 in this preferred embodiment correspond in their arrangement to the arrangement of the contact surfaces on the target circuit, the structure of the entire test card can be taken into account in the arrangement of the associated spring clips 11 . It can e.g. B. the spring clip 11 are arranged radially, so that the distances between the contacts of the spring clip 11 to the probe card contacts are greater than the distances between the needle tips 7th Such an arrangement simplifies the manufacture of the carrier, since simpler technologies can be used for lower packing densities. The individual contact needles 1 can be connected to each other with this radial arrangement during their manufacture by a retaining ring.
In einer weiteren Ausführungsform werden zwei oder mehr Schichten 8 von Resistmaterial verwendet, um die Federbügel 11 auszubilden. Dies ermöglicht es, eine noch höhere Pac kungsdichte an Nadelspitzen 7 zu erzielen, so daß auch inte grierte Schaltungen hohen Integrationsgrades hergestellt wer den können, ohne daß sich die Federbügel 11 räumlich behin dern. Bei dieser Ausführungsform wird nach Auffüllung der Na delspitzen 7 zunächst eine weitere Schicht 8 von Resistmate rial aufgetragen, in der für einen Teil der Nadelspitzen 7 Federbügel 11 vorgesehen werden (z. B. für jede zweite Nadel spitze), während über den anderen Nadelspitzen 7 einfache Durchleitungen vorgesehen werden, welche die Kontaktflächen für Federbügel 11 bilden, die in einer weiteren Schicht 8 aus Resistmaterial gebildet werden. Auf diese Weise können zwei oder mehr übereinanderliegende Anordnungen von Federbügeln 11 gebildet werden, die voneinander in senkrechter räumlicher Richtung getrennt sind. Dazu kann ausgenutzt werden, daß je nach Zielvorgabe die Federkonstante einer jeden Kontaktnadel 7 durch die Maskenvorgabe und die Wahl des Kontaktnadelmate rials eingestellt bzw. trotz komplizierter Geometrie durch eine Anpassung der Abmessungen wie Länge und Durchmesser die Federkonstante auf den gleichen Wert gebracht werden kann.In a further embodiment, two or more layers 8 of resist material are used to form the spring clips 11 . This makes it possible to achieve an even higher Pac density density at needle tips 7 , so that integrated circuits with a high degree of integration can also be produced without the spring clips 11 spatially obstructing themselves. In this embodiment, after filling the needle tips 7 , a further layer 8 of resist material is first applied, in which spring clips 11 are provided for part of the needle tips 7 (for example, for every other needle tip), while over the other needle tips 7 simple passages are provided, which form the contact surfaces for spring clips 11 , which are formed in a further layer 8 of resist material. In this way, two or more superimposed arrangements of spring clips 11 can be formed, which are separated from one another in the vertical spatial direction. This can be exploited that, depending on the target, the spring constant of each contact needle 7 through the mask specification and the choice of Kontaktnadelmate rials set or despite complicated geometry by adjusting the dimensions such as length and diameter, the spring constant can be brought to the same value.
Im folgenden wird eine zweite Hauptausführungsform der vor liegenden Erfindung beschrieben. Hierbei handelt es sich um ein Verfahren, daß eine weitere Vereinfachung der Herstellung von Kontaktnadelanordnungen mit sich bringt.The following is a second main embodiment of the above described invention. This is a process that further simplifies manufacturing of contact needle assemblies.
Erfindungsgemäß wird hierbei eine Kontaktnadelanordnung für einen integrierten Schaltkreis in der für die erste Hauptaus führungsform beschriebenen Art als eine Matrize oder ein Mu ster hergestellt. Die so gewonnene Anordnung wird jedoch nicht in eine Prüfkarte eingebaut, sondern dient der Herstel lung einer Negativform aus einem geeigneten Polymer. Diese Negativform kann in bekannter Weise hergestellt werden, wie z. B. durch Heißprägen oder Spritzgießen um die Kontaktnade lanordnung herum. Die Negativform, wenn einmal angefertigt, kann nunmehr als Galvanoformzeug zum repetitiven, galvani schen Abformen von weiteren Kontaktnadelanordnungen verwendet werden. Somit ist es möglich, nach einer einmaligen, mikro technischen Herstellung einer Kontaktnadelanordnung auf ein preisgünstigeres Verfahren umzuschwenken. Gegebenenfalls muß bei der Herstellung der Ausgangskontaktnadelanordnung berück sichtigt werden, daß die Negativform aus Polymer beim Härten einem Schrumpfungsprozeß unterliegen kann. Die Ausgangskon taktnadelanordnung sollte dann um einen entsprechenden Betrag größer hergestellt werden als die später hergestellte Kon taktnadelanordnung sein soll.According to the invention, a contact needle arrangement for an integrated circuit in the for the first main type described as a matrix or a Mu most manufactured. The arrangement thus obtained, however not built into a test card, but serves the manufacturer development of a negative form from a suitable polymer. This Negative form can be made in a known manner, such as e.g. B. by hot stamping or injection molding around the contact needle l arrangement around. The negative form, once made, can now be used as a galvano mold for repetitive, galvani molds of other contact needle arrangements are used become. Thus, it is possible after a one-time, micro technical manufacture of a contact needle arrangement on a cheaper method to switch. If necessary, must in the manufacture of the output contact needle assembly be seen that the negative form made of polymer during curing may be subject to a shrinking process. The exit con The stylus arrangement should then be an appropriate amount are made larger than the Kon clock needle arrangement should be.
Das erfindungsgemäße Verfahren stellt neuartige Kontaktnadeln zur Verfügung, die sich einfach und somit preiswert herstel len lassen, was die Gesamtkosten für damit bestückte Nadel karten oder andere Kontaktierung von integrierten Schaltungen senkt. Wenn die Kontaktnadeln gemäß einer bevorzugten Ausge staltung bereits so, wie sie später auf der Prüfkarte ange ordnet sind, hergestellt werden, entfällt der handwerkliche Schritt der Montage der Nadeln gänzlich, was eine weitere, drastische Kostenreduktion mit sich bringt. Es lassen sich Kontaktnadeln mit höchster Präzision im Bereich von 1 µm herstellen und ausrichten. Es ist lediglich eine einmalige Justierung der Gesamtanordnung auf dem Träger notwendig. Alle Schritte der Fertigung sind massenproduktionstauglich. Das Verfahren hat weiter den Vorteil, daß die Federkonstanten mit höchster Präzision hergestellt werden können. Weiter kann die Packungsdichte extrem erhöht werden. The method according to the invention provides novel contact needles available that are simple and therefore inexpensive to manufacture let what the total cost of the needle equipped with it cards or other contacting of integrated circuits lowers. If the contact needles according to a preferred Ausge design as it is shown later on the test card are arranged, manufactured, there is no manual work Step of assembling the needles entirely, which is another, brings drastic cost reduction. It can be Contact needles with the highest precision in the range of 1 µm manufacture and align. It is only a one-off Adjustment of the overall arrangement on the carrier necessary. All Manufacturing steps are suitable for mass production. The The method also has the advantage that the spring constants with highest precision can be manufactured. The can continue Packing density can be increased extremely.
11
Kontaktnadel
Contact pin
22nd
Wafer
Wafer
33rd
Erste Schicht von Resistmaterial
First layer of resist material
44th
Bestrahlter Bereich im Resistmaterial/Negativform
Irradiated area in the resist material / negative form
55
Maske
mask
66
Strahlung
radiation
77
Nadelspitze
Needle point
88th
Zweite Schicht von Resistmaterial
Second layer of resist material
99
Bestrahlter Bereich im Resistmaterial der zweiten
Schicht/Negativform
Irradiated area in the resist material of the second layer / negative form
1010th
Zweite Maske
Second mask
1111
Federbügel
Spring clip
1212th
Verjüngungsbereich
Rejuvenation area
1313
Haltebügel
Bracket
Claims (23)
- A) Galvanisches Ausbilden der Nadelspitzen (7) in den Struk turen einer Schicht Resistmaterial (3)
- B) Galvanisches Ausbilden des an der Nadelspitze (7) anset zenden Federbügels (11) in den Strukturen zumindest einer weiteren Resistschicht (8), die auf der ersten Resistschicht (3) angeordnet ist.
- C) Entfernen des Resistmaterials.
- A) Galvanic formation of the needle tips ( 7 ) in the structures of a layer of resist material ( 3 )
- B) Galvanic formation of the spring clip ( 11 ) attached to the needle tip ( 7 ) in the structures of at least one further resist layer ( 8 ) which is arranged on the first resist layer ( 3 ).
- C) Remove the resist material.
- 1. Beschichten eines Untergrundes (2) mit der ersten Schicht Resistmaterial (3)
- 2. Ausformen von Negativformen (4) für die Nadelspitzen (7) in dem Resistmaterial (3)
- 3. Galvanisches Auffüllen der Negativformen (4) mit zumin dest einem ersten Kontaktnadelmaterial.
- 1. Coating a substrate ( 2 ) with the first layer of resist material ( 3 )
- 2. Forming negative molds ( 4 ) for the needle tips ( 7 ) in the resist material ( 3 )
- 3. Galvanic filling of the negative molds ( 4 ) with at least a first contact needle material.
- 1. Aufbringen einer weiteren Schicht Resistmaterial (8)
- 2. Ausformen von Negativformen (9) für zumindest die Feder bügel (11) der Kontaktnadeln (1) in der weiteren Schicht Re sistmaterial (8), so daß die Federbügel (11) in Anordnung der Nadelspitzen (7) justiert werden
- 3. Galvanisches Auffüllen der Negativformen (9) mit einem zweiten Kontaktnadelmaterial.
- 1. Application of a further layer of resist material ( 8 )
- 2. Forming negative molds ( 9 ) for at least the spring clip ( 11 ) of the contact needles ( 1 ) in the further layer Re sistmaterial ( 8 ) so that the spring clip ( 11 ) in the arrangement of the needle tips ( 7 ) are adjusted
- 3. Galvanic filling of the negative molds ( 9 ) with a second contact needle material.
- a) Bestrahlen des Resistmaterials (3, 8) durch eine Maske (5, 10) hindurch
- b) Entwickeln des Resistmaterials (3, 8) zum Entfernen be strahlter Bereiche.
- a) irradiation of the resist material ( 3 , 8 ) through a mask ( 5 , 10 )
- b) developing the resist material ( 3 , 8 ) to remove irradiated areas.
- A) Beschichten der Nadelspitze (7) und/oder des Federbügels mit einem weiteren Kontaktnadelmaterial.
- A) coating the needle tip ( 7 ) and / or the spring clip with a further contact needle material.
- 1. Herstellen einer Kontaktnadelanordnung nach einem der vor hergehenden Ansprüche,
- 2. Herstellen einer Polymerform nach dieser Kontaktnadelanord nung.
- 1. Manufacture of a contact needle arrangement according to one of the preceding claims,
- 2. Production of a polymer mold according to this contact needle arrangement.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1158074A1 (en) * | 2000-05-24 | 2001-11-28 | CLAHO engineering GmbH | Method and apparatus for the production of a three-dimensional metallic structure |
| US6784678B2 (en) | 2000-08-04 | 2004-08-31 | Infineon Technologies Ag | Test apparatus for semiconductor circuit and method of testing semiconductor circuits |
| WO2006047349A2 (en) | 2004-10-22 | 2006-05-04 | Formfactor, Inc. | Electroform spring built on mandrel transferable to other surface |
| CN114536652A (en) * | 2022-02-23 | 2022-05-27 | 中南大学 | Method for preparing microfluidic chip through injection molding of nickel composite electroforming mold core |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013011968A1 (en) * | 2013-07-18 | 2015-02-19 | Feinmetall Gmbh | Electrical test device for electrical contact contacting of an electrical test specimen |
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1998
- 1998-11-19 DE DE19853445A patent/DE19853445C2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Metalloberfläche 43 (1989) 4, S. 161-164 * |
| Microelectronic Engineering 30, (1996), S. 235-238 * |
| Proc. of the Internat. Symposium on Microsystems, Intelligent Materials and Robots, Sendai, Japan 1995, S. 37-40 * |
| Spektrum der Wissenschaft, Feb. 1994, S. 92-94 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1158074A1 (en) * | 2000-05-24 | 2001-11-28 | CLAHO engineering GmbH | Method and apparatus for the production of a three-dimensional metallic structure |
| US6784678B2 (en) | 2000-08-04 | 2004-08-31 | Infineon Technologies Ag | Test apparatus for semiconductor circuit and method of testing semiconductor circuits |
| WO2006047349A2 (en) | 2004-10-22 | 2006-05-04 | Formfactor, Inc. | Electroform spring built on mandrel transferable to other surface |
| EP1807240A4 (en) * | 2004-10-22 | 2009-04-01 | Formfactor Inc | Electroform spring built on mandrel transferable to other surface |
| US7621044B2 (en) | 2004-10-22 | 2009-11-24 | Formfactor, Inc. | Method of manufacturing a resilient contact |
| CN114536652A (en) * | 2022-02-23 | 2022-05-27 | 中南大学 | Method for preparing microfluidic chip through injection molding of nickel composite electroforming mold core |
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