DE10129282A1 - Anschlußstruktur und zugehöriger Verbindungsmechanismus - Google Patents

Anschlußstruktur und zugehöriger Verbindungsmechanismus

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlußstruktur zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit Zielanschlüssen, wobei diese Anschlußstruktur die folgenden Bestandteile enthält: ein Anschlußsubstrat, das integral unter Verwendung von dielektrischem Material hergestellt wurde und zwischen seiner Ober- und Unterseite Durchkontaktierungslöcher sowie an seinen Außenkanten einen Eingriffmechnismus umfaßt, der eine seitliche Verbindung mit anderen Anschlußsubstraten an jeder gewünschten Kante ermöglicht, um so durch eine Größenausdehnung in vier Richtungen eine Anschlußanordnung beliebiger Größe herzustellen, und eine Vielzahl von Anschlußelementen, die auf dem Anschlußsubstrat montiert sind und jeweils einen in einer senkrecht zur Oberfläche des Anschlußsubstrats verlaufenden Richtung vorstehenden und einen Anschlußpunkt zum Kontakt mit dem Zielanschluß bildenden Spitzenbereich, einen in das im Anschlußsubstrat vorgesehene Durchkontaktierungsloch eingeschobenen Basisbereich und einen zwischen dem Spitzen- und dem Basisbereich angeordneten Federbereich umfassen, welcher eine Federkraft erzeugt, wenn das Anschlußelement gegen den Zielanschluß gepreßt wird. Der in das Durchkontaktierungsloch des Anschlußsubstrates eingeschobene Basisbereich steht dabei von der Oberseite des Anschlußsubstrats vor und dient so als Anschlußfleck zur elektrischen Verbindung mit einer auf einer Prüfkarte befindlichen Elektrode, während der Federbereich des Anschlußelements unterhalb der ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlußstruk­ tur, die eine große Anzahl von in vertikaler Richtung angeordneten und zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit Zielanschlüssen dienenden Anschlußele­ menten umfaßt, und dabei insbesondere eine Anschluß­ struktur und einen zugehörigen Verbindungsmechanismus, durch den sich mehrere Anschlußstrukturen zur Ausbil­ dung einer Anschlußanordnung mit einer gewünschten Größe, Form und Anzahl an Anschlußelementen zusammen­ setzen lassen.
Zum Prüfen von sehr dicht montierten elektrischen Hochgeschwindigkeitsbauteilen, wie etwa Halbleiter­ scheiben oder hochintegrierten und höchstintegrierten Schaltungen, wird eine ausgesprochen leistungsfähige Anschlußstruktur, beispielsweise eine Nadelkarte mit einer großen Anzahl von Anschlußelementen, benötigt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich hauptsächlich auf eine Anschlußstruktur und eine aus mehreren An­ schlußstrukturen bestehende Anordnung zum Prüfen von hoch- und höchstintegrierten Chips und Halbleiterschei­ ben sowie für Voralterungstests bei Halbleiterscheiben und -chips und zum Prüfen sowie zur Durchführung von Voralterungstests bei ummantelten Halbleiterbauteilen, gedruckten Leiterplatten etc., wobei sich die vorlie­ gende Erfindung allerdings nicht auf die erwähnten Prüfanwendungen beschränkt, sondern vielmehr auch für beliebige andere Anwendungen, bei denen elektrische Verbindungen eine Rolle spielen, wie etwa der Ausbil­ dung von Anschlußleitungen oder Anschlußpins integrier­ ter Schaltungschips, ummantelter integrierter Schaltun­ gen oder für andere elektronische Schaltungen und Bau­ teile, zum Einsatz kommen. Die Bezugnahme auf das Prü­ fen von Halbleiterbauteilen bei der folgenden Erläute­ rung der vorliegenden Erfindung dient daher allein dem besseren Verständnis.
Wenn zu prüfende Halbleiterbauteile in Form einer Halb­ leiterscheibe vorliegen, wird ein Halbleiterprüfsystem, beispielsweise ein Prüfgerät für integrierte Schaltun­ gen, zum automatischen Prüfen der Halbleiterscheibe üb­ licherweise mit einer Substrathaltevorrichtung, etwa einer automatischen Scheibenprüfeinrichtung, verbunden und die zu prüfenden Halbleiterscheiben werden durch die Substrathaltevorrichtung automatisch an eine Prüfposition des Prüfkopfs des Halbleiterprüfsystems bewegt.
Am Prüfkopf werden der zu prüfenden Halbleiterscheibe vom Halbleiterprüfsystem erzeugte Prüfsignale zu­ geleitet. Die von der zu prüfenden Halbleiterscheibe (bzw. den auf der Halbleiterscheibe ausgebildeten inte­ grierten Schaltungen) kommenden resultierenden Aus­ gangssignale werden dem Halbleiterprüfsystem zugeführt, wo sie mit SOLL-Werten verglichen werden, um festzu­ stellen, ob die auf der Halbleiterscheibe angeordneten integrierten Schaltungen einwandfrei funktionieren.
Der Prüfkopf und die Substrathaltevorrichtung sind durch ein Schnittstellenelement verbunden, das eine Na­ delkarte bzw. eine Anschlußanordnung umfaßt. Eine Na­ delkarte weist eine große Anzahl von (beispielsweise durch Vorsprünge oder Stifte gebildeten) Prüfanschluße­ lementen auf, die zur Herstellung eines Kontakts mit auf dem Halbleiterscheibenprüfling befindlichen und beispielsweise durch Schaltungsanschlüsse oder An­ schlußflecken der integrierten Schaltung gebildeten Zielanschlüssen dienen. Die Herstellung eines Kontakts mit den Zielanschlüssen der Halbleiterscheibe durch die Prüfanschlußelemente dient dabei der Zuführung von Prüfsignalen zur Halbleiterscheibe und von Empfang der resultierenden Ausgangssignale von der Scheibe.
Eine entsprechende Nadelkarte kann dabei beispielsweise einen Epoxidring umfassen, auf dem eine Vielzahl von als Nadeln bzw. Vorsprünge bezeichneten Prüfanschluße­ lementen gehaltert ist. Aufgrund der Länge des Signal­ pfads der bei den herkömmlichen Prüfanschlußelementen verwendeten Bauteile von etwa 20 bis 30 mm läßt sich hier eine Hochgeschwindigkeitsoperation bzw. eine hohe Frequenzbandbreite der Nadelkarte ohne Impedanzanpas­ sung nur in einem Bereich von 200 bis 300 MHz erzielen. In der Halbleiterprüfindustrie geht man jedoch davon aus, daß schon bald eine Frequenzbandbreite von wenig­ stens 1 GHz benötigt wird. Außerdem besteht in der In­ dustrie ein Bedarf nach Nadelkarten, die in der Lage sind, eine große Anzahl - d. h. beispielsweise wenig­ stens 32 - an Halbleiterbauteilen, und dabei insbe­ sondere Speicherelementen, parallel zu prüfen, um so die Prüfkapazität zu erhöhen.
Da möglichst viele integrierte Schaltungschips in einem einzigen Herstellungsvorgang erzeugt werden sollen, kommt es zu einer ständigen Erhöhung der Größe des bei­ spielsweise durch eine Halbleiterscheibe gebildeten Zielanschlusses. Eine heute übliche Siliziumscheibe weist einen Querschnitt von 12 Inches oder mehr auf. Idealerweise setzt man zur Erhöhung der Prüfkapazität eine Nadelkarte ein, deren Größe und Anzahl an An­ schlußelementen mit dem Halbleiterscheibenprüfling kom­ patibel ist, um so die gesamte Scheibe in einer einzi­ gen Anschlußoperation zu prüfen.
Allerdings ist die Größe der herkömmlichen, auf dem Markt erhältlichen Nadelkarten erheblich geringer als die der Halbleiterscheiben, so daß viele Anschlußopera­ tionsschritte durchgeführt werden müssen, wobei die Halbleiterscheibe jeweils relativ zur Nadelkarte ver­ schoben wird. Es besteht also ein Bedarf nach einer neuartig konzipierten Anschlußstruktur, die eine we­ sentliche Erhöhung der Frequenzbandbreite sowie der Größe der Anschlußanordnung und der Anzahl der auf der Anschlußanordnung montierten Anschlußelemente ermög­ licht.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, eine Anschlußstruktur zu beschreiben, die eine große Anzahl von Anschlußelementen umfaßt und die Her­ stellung einer elektrischen Verbindung mit Zielan­ schlüssen mit großer Frequenzbandbreite und Pinzahl so­ wie mit einer hohen Anschlußleistung und Zuverlässig­ keit ermöglicht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Anschlußstruktur und deren Verbindungsme­ chanismus zu beschreiben, durch den sich zur Bildung einer Anschlußanordnung mit der gewünschten Größe und der gewünschten Anzahl von an der Anschlußanordnung montierten Anschlußelementen mehrere Anschlußstrukturen zusammensetzen lassen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine beispielsweise durch eine Nadelkarte gebildete An­ schlußstruktur vorzusehen, die zur Prüfung von Halblei­ terbauteilen mit hoher Frequenzbandbreite eine elektri­ sche Verbindung mit Leitungen oder Anschlußflecken der Halbleiterbauteile herstellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält eine Anschluß­ struktur zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit Zielanschlüssen eine große Anzahl von Anschlußele­ menten, die mit Hilfe eines ein Photolithographiever­ fahren umfassenden Halbleiterherstellungsprozesses auf einer ebenen Oberfläche eines Siliziumsubstrats erzeugt wurden. Die erfindungsgemäße Anschlußstruktur weist an den äußeren Kanten eine spezielle Struktur auf, durch die sie sich mit anderen Anschlußstrukturen paßgenau zusammenfügen läßt, um so eine zur Prüfung eines großen Halbleiterbauteils, etwa einer Halbleiterscheibe, die­ nenden Anschlußanordnung der jeweils gewünschten Größe und mit der jeweils gewünschten Anzahl an Anschlußele­ menten zu bilden. Die Anschlußstruktur läßt sich in vorteilhafter Weise zum Prüfen (und dabei auch zur Durchführung von Voralterungstests) von Halbleiter­ scheiben, ummantelten hochintegrierten Schaltungen oder gedruckten Leiterplatten verwenden; sie kann jedoch auch bei anderen Anwendungen als dem Prüfen zum Einsatz kommen, etwa bei der Herstellung beliebiger elektri­ scher Verbindungen zwischen zwei oder mehr Bauteilen.
Bei der erfindungsgemäßen Anschlußstruktur handelt es sich um eine Baueinheit für die Herstellung einer großen Anschlußstruktur bzw. Anschlußanordnung zur Er­ zeugung einer elektrischen Verbindung mit Zielanschlüs­ sen. Die Anschlußstruktur besteht dabei aus einem An­ schlußsubstrat und einer Vielzahl von Anschlußelemen­ ten, wobei jedes Anschlußelement einen gebogenen Be­ reich zur Ausübung einer Federkraft in einer vertikalen Richtung umfaßt. Das Anschlußsubstrat weist an seinen Außenkanten einen Eingriffmechanismus auf, durch den es sich an beliebigen Kanten mit anderen Anschlußsubstra­ ten verbinden läßt, um so eine Anschlußanordnung mit der gewünschten Größe, Form und Anzahl an Anschlußele­ menten herzustellen.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfaßt das Anschluße­ lement einen in einer vertikalen Richtung vorstehenden und einen Anschlußpunkt bildenden Spitzenbereich, einen Basisbereich, der derart in ein im Anschlußsubstrat vorgesehenes Durchkontaktierungsloch eingeschoben wird, daß ein Ende des Anschlußelements als Anschlußfleck zur elektrischen Verbindung an einer Unterseite des An­ schlußsubstrats dient, und einen Federbereich, der eine gebogene oder diagonale oder auch eine andere Form auf­ weist, zwischen dem Spitzenbereich und dem Basisbereich vorgesehen ist und eine Federkraft erzeugt, wenn das Anschlußelement gegen den Zielanschluß gepreßt wird.
Gemäß einem anderen Aspekt umfaßt das Anschlußelement einen geraden Hauptteil mit einem Spitzenbereich, der zur Bildung eines Anschlußpunkts zugeschärft ist, einen Basisbereich, der in das am Anschlußsubstrat vorgese­ hene Durchkontaktierungsloch eingeschoben wird, und einen Federbereich, der eine gebogene, diagonale, ring­ artige oder eine andere Form aufweist, am Basisbereich vorgesehen ist und eine Federkraft erzeugt, wenn das Anschlußelement gegen den Zielanschluß gepreßt wird. Der Federbereich und der Basisbereich des Anschlußele­ ments werden in das Durchkontaktierungsloch des An­ schlußsubstrats derart eingeschoben, daß zumindest der Federbereich von der Unterseite des Anschlußsubstrats vorsteht und dabei als Anschlußpunkt zur elektrischen Verbindung mit einem externen Bauteil dient.
Die erfindungsgemäße Anschlußstruktur bietet eine sehr hohe Frequenzbandbreite und erfüllt so die Anforderun­ gen an die Halbleiterprüftechnik der nächsten Genera­ tion. Zur Erzeugung einer Anschlußanordnung der ge­ wünschten Größe und mit der gewünschten Anzahl an An­ schlußelementen ist jede Anschlußstruktur bzw. jedes Anschlußsubstrat an seinen Außenkanten mit dem Ein­ griffmechanismus versehen. Zudem ist es hier möglich, durch Temperaturveränderungen hervorgerufene Positio­ nierfehler zu kompensieren, weil die Anschlußelemente auf demselben Substratmaterial montiert sind, das auch beim Bauteilprüfling Verwendung findet. Außerdem ist es auch möglich, mit Hilfe einer relativ einfachen Technik eine große Anzahl von Anschlußelementen in horizontaler Richtung auf dem Siliziumsubstrat herzustellen, wobei diese Anschlußelemente sodann zur Bildung der vertikal ausgerichteten Anschlußstruktur vom Substrat entfernt und auf dem Anschlußsubstrat montiert werden. Die er­ findungsgemäße Anschlußstruktur läßt sich in vorteil­ hafter Weise beim Prüfen - und dabei auch bei Voralte­ rungstests - von Halbleiterscheiben, ummantelten hoch­ integrierten Schaltungen, Mehrchip-Modulen und ähnli­ chen Baueinheiten einsetzen; sie kann aber auch bei be­ liebigen anderen Anwendungen zum Einsatz kommen, bei denen elektrische Verbindungen herzustellen sind.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Be­ zugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrie­ ben. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung eines Beispiels für eine vollständige Stapelstruktur, bei der die erfin­ dungsgemäße Anschlußstruktur als Schnittstelle zwischen einem Halb­ leiterbauteilprüfling und einem Prüfkopf eines Halbleiterprüfsy­ stems dient;
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung eines weiteren Beispiels für eine voll­ ständige Stapelstruktur, bei der die erfindungsgemäße Anschluß­ struktur als Schnittstelle zwi­ schen einem Halbleiterbauteilprüf­ ling und einem Prüfkopf eines Halbleiterprüfsystems dient;
Fig. 3A und 3B Schemadiagramme zur Darstellung grundlegender Konzepte bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Anschlußelemente, wobei eine große Anzahl von Anschlußelementen auf einer ebenen Oberfläche eines Si­ liziumsubstrats ausgebildet und von diesem für spätere Verfahrens­ schritte entfernt wird;
Fig. 4 ein Schemadiagramm zur Darstellung eines Beispiels für die erfin­ dungsgemäße Anschlußstruktur, wel­ che ein aus mehreren Schichten be­ stehendes Siliziumsubstrat sowie die in dem Herstellungsvorgang ge­ mäß der Fig. 3A und 3B erzeugten Anschlußelemente umfaßt;
Fig. 5 eine Perspektivansicht mehrerer erfindungsgemäßer Anschlußstruktu­ ren, die jeweils eine große Anzahl von Anschlußelementen umfassen und sich zur Herstellung einer An­ schlußanordnung der gewünschten Größe zusammensetzen lassen;
Fig. 6A eine detaillierte Perspektivan­ sicht einer Struktur des Anschluß­ substrats, das durch drei oder mehr Halbleiterscheiben gebildet wird und an einigen seiner Außen­ kanten spezielle zu Außenkanten anderer Anschlußsubstrate komple­ mentäre Eingriffstrukturen auf­ weist;
Fig. 6B eine Vorderansicht des in Fig. 6A gezeigten Anschlußsubstrats;
Fig. 7A bis 7C Darstellungen des in den Fig. 6A und 6B gezeigten Anschlußsub­ strats, wobei Fig. 7A eine Aufsicht auf das Anschlußsubstrat, Fig. 7B eine Querschnittsansicht des An­ schlußsubstrats entlang der Linie C-C in Fig. 6B und Fig. 7C eine Querschnittsansicht des Anschluß­ substrats entlang der Linie D-D in Fig. 6B wiedergibt; und
Fig. 8 eine Perspektivansicht des erfin­ dungsgemäßen Anschlußsubstrats, wobei fünf Anschlußsubstrate mit­ einander zu einer Anschlußanord­ nung mit der gewünschten Größe, Form und Anzahl an Anschlußelemen­ ten verbunden wurden.
Im folgenden wird das bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert.
Die Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 1 zeigt ein Bei­ spiel für eine Anschlußanordnung, bei der die erfin­ dungsgemäße Anschlußstruktur Verwendung findet. Die An­ schlußanordnung dient hierbei als Schnittstelle zwi­ schen einem Bauteilprüfling (DUT) und einem Prüfkopf eines Halbleiterprüfsystems. Die Anschlußanordnung kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, wobei das Beispiel gemäß Fig. 1 nur zu Illustration dient. Bei diesem Beispiel handelt es sich bei dem Bauteilprüfling um eine an ihrer Oberseite mit Anschlußflecken 320 ver­ sehenen Halbleiterscheibe 300. Es sei im übrigen darauf hingewiesen, daß sich der Einsatz der erfindungsgemäßen Anschlußstruktur nicht auf die Halbleiterbauteilprüfung beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann vielmehr in jeder Situation zum Einsatz kommen, in der eine elek­ trische Verbindung hergestellt werden soll.
Die Anschlußanordnung gemäß Fig. 1 umfaßt ein leitfähi­ ges Elastomerelement 250, eine Leitweg-Platte (bzw. ge­ druckte Leiterplattenkarte oder Nadelkarte) 260 und einen oberhalb von Anschlußstrukturen 20 1 und 20 2 ange­ ordneten Pogo-Pin-Block (Frog-Ring) 130. Unterhalb der Anschlußstrukturen 20 1 und 20 2 ist die zu prüfende Halbleiterscheibe 300 auf einer (nicht dargestellten) Aufnahmevorrichtung einer Halbleiterscheiben-Prüfein­ richtung positioniert. Üblicherweise sind der Pogo-Pin- Block 130, die Nadelkarte (Leitweg-Platte) 260, das leitfähige Elastomerelement 250 und die Anschlußstruk­ turen 20 1 und 20 2 durch (nicht dargestellte) Befesti­ gungsmittel, beispielsweise durch Schrauben, aneinander fixiert. Wenn nun die Halbleiterscheibe 300 nach oben bewegt und gegen die Anschlußstrukturen gepreßt wird, so entsteht eine elektrische Verbindung zwischen der Halbleiterscheibe 300 und einem (nicht dargestellten) Prüfkopf des Halbleiterscheibenprüfsystems.
Der Pogo-Pin-Block (Frog-Ring) 130 weist eine große An­ zahl von Pogo-Pins auf und fungiert so über ein (nicht dargestelltes) Performance-Board als Schnittstelle zwi­ schen der Leitweg-Platte (Nadelkarte) 260 und dem Prüf­ kopf. An oberen Enden der Pogo-Pins sind zur Übertra­ gung von Signalen an den Prüfkopf beispielsweise durch Koaxialkabel gebildete Kabel 124 angeschlossen. Die Na­ delkarte (Leitweg-Platte) 260 weist an ihrer Ober- und Unterseite jeweils eine große Anzahl von Elektroden 262 und 265 auf. Die Elektroden 262 und 265 sind durch Lei­ terbahnen, 263 miteinander verbunden, um den Anschlußab­ stand der Anschlußstruktur soweit aufzufächern, daß er dem Abstand der Pogo-Pins im Pogo-Pin-Block 130 ent­ spricht.
Das leitfähige Elastomerelement 250 ist zwischen der Anschlußstruktur und der Nadelkarte 260 angeordnet. Auf das Vorsehen des leitfähigen Elastomerelements 250 in der Anschlußanordnung kann ggf. auch verzichtet werden; bei speziellen Ausgestaltungen ist seine Verwendung je­ doch vorteilhaft, so daß es in Fig. 1 mitaufgenommen wurde. Das leitfähige Elastomerelement 250 dient dabei zur Sicherstellung der elektrischen Verbindungen zwi­ schen den Anschlußflecken (d. h. den Basisenden der An­ schlußelemente) 35 der Anschlußelemente 30 1 mit den Elektroden 262 der Nadelkarte 260, indem es Unebenhei­ ten oder auf Ungleichmäßigkeiten zurückzuführende Spal­ ten zwischen beiden kompensiert. Bei dem leitfähigen Elastomerelement 250 handelt es sich üblicherweise um eine dünne elastische Platte mit einer großen Anzahl von in vertikaler Richtung verlaufenden leitfähigen Drähten.
Das leitfähige Elastomerelement 250 besteht dabei bei­ spielsweise aus einer dünnen Siliziumgummi-Platte und mehreren Reihen von Metallfasern 252. Die Metallfasern (bzw. Drähte) 252 sind bei der Darstellung gemäß Fig. 1 in vertikaler Richtung angeordnet, d. h. sie verlaufen senkrecht zur horizontal angeordneten dünnen Silizium­ gummi-Platte des leitfähigen Elastomerelements 250. Der Abstand zwischen den Metallfasern beträgt beispiels­ weise 0,05 mm, während die dünne Siliziumgummi-Platte eine Dicke von 0,2 mm aufweist. Ein derartiges leitfä­ higes Elastomerelement wird von der Firma Shin-Etsu Po­ lymer Co. Ltd., Japan, hergestellt und ist im Handel erhältlich.
Die erfindungsgemäße Anschlußstruktur kann unterschied­ lich geformt sein, wobei die Anschlußstruktur 20 hier nur als Beispiel dient. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Bei­ spiel besteht die Anschlußstruktur 20 aus zwei mitein­ ander verbundenen Anschlußstrukturen 20 1 und 20 2. Jede der Anschlußstrukturen 20 1 und 20 2 umfaßt ein Anschluß­ substrat 22 und eine Vielzahl von auf dem Anschlußsub­ strat 22 montierten Anschlußelementen 30 1. Üblicher­ weise besteht das Anschlußsubstrat aus einer Silizium­ scheibe, wobei allerdings auch der Einsatz anderer di­ elektrischer Materialien, wie etwa Keramik, Glas, Poly­ imid etc. denkbar ist. Wie später noch genauer erläu­ tert wird, besteht das Anschlußsubstrat 22 vorzugsweise aus mehreren Halbleiterscheiben, und zwar beispiels­ weise aus drei zusammengebondeten Scheiben.
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel weist jedes An­ schlußelemente 30 1 einen mit dem Anschlußsubstrat 22 verbundenen Basisbereich 35 sowie einen gebogenen (Feder-)Bereich 36 auf, der sich vom Basisbereich aus in vertikaler Richtung (d. h. in Fig. 1 nach unten) er­ streckt. Eine Spitze 38 des gebogenen Bereichs 36 dient als Anschlußpunkt und ist vorzugsweise zugeschärft, um eine Reibwirkung zu erzielen, wenn sie gegen die Ober­ fläche des Zielanschlusses gepreßt wird. Der gebogene Bereich wirkt als Feder, die eine Anschlußkraft ausübt, wenn die Anschlußstruktur 20 gegen die auf der zu prü­ fenden Halbleiterscheibe 300 befindlichen Anschlußflec­ ken 320 gepreßt wird. Zur Erzielung der erwähnten Fe­ derwirkung kann dieser Bereich auch verschiedene andere Formen, etwa eine Zick-Zack-Form, eine diagonale Form oder eine Ringform etc. aufweisen.
Aufgrund der auf die Federkraft zurückgehenden Elasti­ zität dient der gebogene Bereich 36 des Anschlußele­ ments 30 1 zur Kompensierung von Unterschieden in Größe oder Ebenheit beim Anschlußsubstrat 22, den Zielan­ schlüssen 320 und der Halbleiterscheibe 300 sowie den Anschlußelementen 30 1. Die Federkraft sorgt zudem für die erwähnte Reibwirkung an der Spitze 38 des Anschluß­ elements 30 1 gegen die Oberfläche des Anschlußflecks 320. Eine solche Reibwirkung trägt zur Verbesserung der Anschlußleistung bei, wobei der Anschlußpunkt gegen die Metalloxidoberfläche des Anschlußflecks 320 reibt, um einen elektrischen Kontakt mit dem leitfähigen Material des Anschlußflecks 320 herzustellen.
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels für eine Anschlußanordnung, bei der die er­ findungsgemäße Anschlußstruktur zum Einsatz kommt. Die verwendete Anschlußanordnung dient hier wiederum als Schnittstelle zwischen dem Halbleiterscheibenprüfling und einem Prüfkopf des Halbleiterprüfsystems; aller­ dings kann die vorliegende Erfindung auch in jeder be­ liebigen anderen Situation zum Einsatz kommen, in der eine elektrische Verbindung hergestellt werden soll. Der grundlegende Unterschied des Beispiels gemäß Fig. 2 zu dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel liegt hier in der Form der auf dem Anschlußsubstrat montierten Anschluße­ lemente und dem Verzicht auf das leitfähige Elastomere­ lement.
Die in Fig. 2 gezeigte Anschlußanordnung umfaßt wiederum eine Nadelkarte 260 und einen oberhalb von Anschluß­ strukturen 20 angeordneten Pogo-Pin-Block (Frog-Ring) 130. Unterhalb der Anschlußstrukturen 20 ist die zu prüfende Halbleiterscheibe 300 mit Hilfe der (nicht ge­ zeigten) Halbleiterscheiben-Prüfeinrichtung positio­ niert. Bei der Anschlußanordnung gemäß Fig. 2 ist hier zwischen der Anschlußstruktur 20 und der Nadelkarte 260 kein leitfähiges Elastomerelement vorgesehen. Die An­ schlußstruktur 20 besteht wiederum aus mehreren An­ schlußsubstraten 22, die jeweils mit einer Vielzahl von Anschlußelementen 30 2 versehen sind. Die Form der An­ schlußelemente 30 2 unterscheidet sich von derjenigen der in Fig. 1 gezeigten Anschlußelemente 30 1.
Bei dem Beispiel gemäß Fig. 2 besitzt das Anschlußele­ ment 30 2 einen gebogenen (Feder-)Bereich 36 auf dem Ba­ sisbereich 35, d. h. am oberen Ende des Anschlußelements der Fig. 2, sowie einen geraden Bereich 37 mit einem An­ schlußpunkt 38 an seinem unteren Ende. Auch hier sind der Pogo-Pin-Block 130, die gedruckte Leiterplatten- Karte (Leitweg-Platte) 260, und die Anschlußstrukturen 20 1 und 20 2 üblicherweise durch (nicht dargestellte) Befestigungsmittel, wie etwa Schrauben, aneinander fi­ xiert. Wenn nun die Halbleiterscheibe 300 nach oben be­ wegt und gegen die Anschlußstrukturen gepreßt wird, so entsteht hierdurch wiederum eine elektrische Verbindung zwischen der Halbleiterscheibe 300 und einem (nicht dargestellten) Prüfkopf des Halbleiterscheibenprüfsy­ stems.
Eine Spitze des geraden Bereichs 37 des Anschlußele­ ments 30 2 dient dabei als Anschlußpunkt und ist vor­ zugsweise zugeschärft, um eine Reibwirkung zu erzielen, wenn die Spitze gegen die Oberfläche des Zielanschlus­ ses gepreßt wird. Der gebogene (Feder-)Bereich 26 an der Oberseite des Basisbereichs 35 wirkt als Feder, die eine Anschlußkraft ausübt, wenn die Anschlußstruktur 20 gegen die auf der zu prüfenden Halbleiterscheibe 300 befindlichen Anschlußflecken 320 gepreßt wird. Zur Er­ zielung der erwähnten Federwirkung kann dieser Bereich auch verschiedene andere Formen, etwa eine Zick-Zack- Form, eine diagonale Form oder eine Ringform etc. auf­ weisen.
Aufgrund der auf die Federkraft zurückgehenden Elasti­ zität dient der gebogene Bereich 36 des Anschlußele­ ments 30 2 zur Kompensierung von Unterschieden in Größe oder Ebenheit beim Anschlußsubstrat 22, den Zielan­ schlüssen 320 und der Halbleiterscheibe 300 sowie den Anschlußelementen 30 2. Die Federkraft erzeugt zudem die erwähnte Reibwirkung der Spitze des Anschlußelements 30 2 gegen die Oberfläche des Anschlußflecks 320. Die Reibwirkung trägt zur Verbesserung der Anschlußleistung bei, wobei der Anschlußpunkt gegen die Metalloxidober­ fläche des Anschlußflecks 320 reibt, um so einen elek­ trischen Kontakt mit dem leitfähigen Material des An­ schlußflecks 320 herzustellen. Im Hinblick auf die Fe­ derwirkung der gebogenen Bereiche 36 der Anschlußele­ mente 30 2 wird beim Beispiel gemäß Fig. 2 kein leitfähi­ ges Elastomerelement 250 gemäß Fig. 1 verzichtet.
Den Fig. 3A und 3B lassen sich grundlegende Ideen für die Herstellung der auf den Anschlußsubstraten 22 zu montierenden Anschlußelemente 30 entnehmen. Bei diesem Beispiel werden Anschlußelemente 30 3 auf einer ebenen Oberfläche eines Siliziumsubstrats 40 oder eines ande­ ren dielektrischen Substrats in einer horizontalen Aus­ richtung, d. h. in zweidimensionaler Weise, hergestellt, wie sich dies Fig. 3A entnehmen läßt. Danach werden die Anschlußelemente 30 3 vom Siliziumsubstrat 40 entfernt, um sie in vertikaler Ausrichtung, d. h. in einer dreidi­ mensionalen Weise, auf den in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Anschlußsubstraten 20 zu montieren, wie sich dies Fig. 3B entnehmen läßt.
Während dieses Vorgangs können die Anschlußelemente 30 3 vom Siliziumsubstrat 40 auf ein Haftelement, etwa ein Haftband, einen Haftfilm oder eine Haftplatte (die kol­ lektiv als "Haftband" bezeichnet werden) übertragen und sodann auf den Anschlußsubstraten montiert werden. Die Details eines solchen Herstellungsvorgangs lassen sich dem US-Patent Nr. 5,989,994 und den US-Patentanmeldun­ gen Nr. 09/201,299 und 09/503,903 derselben Anmelderin entnehmen.
Fig. 4 zeigt eine Querschnittsansicht eines Beispiels der erfindungsgemäßen Anschlußstruktur 20, bei dem An­ schlußelemente 30 1 Verwendung finden, die in dem in den Fig. 3A und 3B gezeigten Vorgang hergestellt wurden. Die in Fig. 4 gezeigte Anschlußstruktur 20 entspricht derje­ nigen in Fig. 1. Die Anschlußstruktur 20 besteht aus ei­ ner Kombination aus zwei oder mehr Anschlußstrukturen, wodurch sich die Gesamtgröße der Struktur erhöht. Bei dem Beispiel gemäß Fig. 4 sind zwei Anschlußstrukturen 20 1 und 20 2 miteinander verbunden; allerdings läßt sich in einer in Fig. 8 gezeigten Weise auch eine größere An­ zahl an Anschlußstrukturen bzw. Anschlußsubstraten mit­ einander verbinden.
Zwar ist hier nur jeweils ein Anschlußelement gezeigt; tatsächlich ist jedoch eine Vielzahl von Anschlußele­ menten 30 1 am Anschlußsubstrat 22 angebracht, wobei je­ des Anschlußelement 30 1 in ein Durchkontaktierungsloch 25 des Substrats 22 eingeschoben wurde. Üblicherweise besteht das Anschlußsubstrat 22 dabei aus einer Silizi­ umscheibe; es ist allerdings auch der Einsatz anderer dielektrischer Materialien, wie etwa Keramik, Glas oder Polyimide etc. denkbar. Beim bevorzugten Ausführungs­ beispiel handelt es sich beim Anschlußsubstrat 22 um ein aus mehreren Schichten bestehendes Substrat, das mehrere Standard-Siliziumscheiben, beispielsweise drei Scheiben 22 1, 22 2 und 22 3 umfaßt, die aufeinandergesta­ pelt und aneinandergebondet sind. Hauptsächlicher Zweck der Verwendung mehrerer Siliziumscheiben ist es, eine ausreichenden Dicke des Anschlußsubstrats zu erzielen, ohne hierfür die Toleranz bei den mechanischen Abmes­ sungen zu erhöhen. Somit läßt sich hier je nach den spezifischen Anforderungen des Designs frei wählen, wieviele Silizumscheiben Verwendung finden, d. h. ob eine oder mehrere Scheiben eingesetzt werden. Die Stan­ dard-Siliziumscheiben weisen jeweils dieselbe Dicke, jedoch eine unterschiedliche äußere Form auf, wodurch ein Eingriffmechanismus erzeugt wird, der beispiels­ weise Zähne und Vertiefungen umfaßt und auf den später noch genauer eingegangen wird.
Die Dicke der Siliziumscheiben 22 1 bis 22 3 beträgt je­ weils etwa 0,5 mm. Der Basisbereich 35 des Anschlußele­ mentes 30 1 steht von der Unterseite des Anschlußsub­ strats 20 vor und bildet so einen Anschlußfleck. Die Breite des Anschlußflecks, d. h. der Unterseite des Ba­ sisbereichs 35, beträgt beispielsweise ebenfalls 0,5 mm. Das Anschlußelement 30 1 umfaßt einen flanschartigen Bereich 34, der zu einem im Durchkontaktierungsloch 25 vorgesehenen Absatz komplementär ist. Wie bereits er­ wähnt, ist der Anschlußpunkt an der Spitze des An­ schlußelements 30 1 vorzugsweise zugeschärft, um die Reibwirkung gegen die Metalloxidoberfläche des Zielan­ schlusses 320 zu erhöhen.
Im folgenden wird kurz das Vorgehen bei der Herstellung des in Fig. 4 gezeigten, drei Schichten umfassenden An­ schlußsubstrats 22 und der darin vorgesehenen Durchkon­ taktierungslöcher 25 erläutert. Hierfür werden zuerst die zweite Siliziumschicht 22 2 und die dritte Silizium­ schicht 22 3, beispielsweise durch Siliziumschmelzbonden oder anodisches Bonden direkt zusammengebondet. Das Schmelzbonden und das anodische Bonden sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt und beispielsweise in "Fundamentals of Microfabrication", S. 383 bis 390, Mark Madou, CRC Press, erläutert. Nun werden die Silizum­ scheiben 22 2 und 22 3 sowohl auf der Vorder- als auch auf der Rückseite poliert und in einem Ätzvorgang durch sie hindurchverlaufende Durchkontaktierungslöcher 25 2 erzeugt. Ein entsprechendes tiefes Grabenätzen läßt sich man beispielsweise durch ein reaktives Ionenätzen erzielen, wobei ein reaktives Gasplasma zum Einsatz kommt. Wie sich Fig. 4 entnehmen läßt, muß hier die Größe der Durchkontaktierungslöcher 25 2 in der zweiten und dritten Scheibe 22 2 und 22 3 geringer sein, als die des flanschartigen Bereichs 34 des Anschlußelements 30 1, um die Absätze in den Durchkontaktierungslöchern auszubilden.
Nun wird die erste Siliziumscheibe 22 1 an ihrer Vorder- und Rückseite poliert und in dieser Scheibe werden durch das erwähnte tiefe Grabenätzen Durchkontaktie­ rungslöcher 25 1 erzeugt. Die Durchkontaktierungslöcher 25 1 in der ersten Siliziumscheibe 22 1 sind dabei größer als die in der zweiten und dritten Siliziumscheibe 22 2 bzw. 22 3, um den erwähnten flanschartigen Bereich 34 des Anschlußelements 30 1 aufnehmen zu können. Die erste Siliziumscheibe 22 1 wird nun so ausgerichtet, daß sie mit der zweiten und dritten Siliziumscheibe 22 2 und 22 3 fluchtet und sodann an diese Scheiben durch Schmelzbon­ den angebracht. Zur Isolierung können auf allen frei­ liegenden Oberflächen der auf diese Weise erzeugten An­ schlußsubstrate 22 Siliziumoxidschichten mit einer Dicke von beispielsweise wenigstens einem Mikrometer gezüchtet werden. Sodann werden die Anschlußelemente 30 1 in die Durchkontaktierungslöcher 25 eingeschoben und darin, falls nötig, durch Aufbringen eines Haftmit­ tels fixiert.
Fig. 5 zeigt eine Perspektivansicht eines Beispiels für erfindungsgemäße Anschlußstrukturen, die jeweils eine große Anzahl von Anschlußelementen 30 umfassen, welche in dem in den Fig. 3A und 3B gezeigten Verfahren erzeugt wurden. Die vielen Anschlußelemente 30 sind in diesem Beispiel in einer einzigen Linie angeordnet; eine er­ findungsgemäße Anschlußstruktur kann aber auch An­ schlußelemente umfassen, die in zwei oder mehr Linien, d. h. in Form einer Matrix, angeordnet sind.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Möglichkeit, mehrere Anschlußstrukturen 20 miteinander zu kombinieren, um eine Anschlußstruktur (bzw. An­ schlußanordnung) mit einer erhöhten Gesamtgröße und An­ schlußelementzahl zu erzeugen. Bei dem in Fig. 5 gezeig­ ten Beispiel wurden vier Anschlußstrukturen 20 bereit­ gestellt, die miteinander verbunden werden sollen. Ob­ wohl dies beim Beispiel gemäß Fig. 5 nicht ersichtlich ist, weist jedes Anschlußsubstrat 22 an seinen Außen­ kanten einen beispielsweise durch Zähne gebildeten Ver­ bindungsmechanismus auf. Ein Beispiel hierfür läßt sich den Fig. 6A und 6B entnehmen.
Fig. 6A zeigt eine Perspektivansicht eines Beispiels ei­ ner detaillierten Struktur des aus drei Halbleiter­ scheiben gebildeten Anschlußsubstrats 22, während Fig. 6B eine Vorderansicht des in Fig. 6A dargestellten Anschlußsubstrats wiedergibt. Das Anschlußsubstrat 22 weist an seinen Außenkanten spezielle Eingriffstruktu­ ren auf, die zu Außenkanten anderer Anschlußsubstrate passen. Die Darstellung der Eingriffstrukturen bzw. Kantenverbindungselemente dient hier nur dem besseren Verständnis, wobei sich ihre Ausgestaltung nicht auf das in den Fig. 6A und 6B gezeigte Beispiel beschränkt. Bei dem gezeigten Beispiel ist die rechte und linke Kante des Anschlußsubstrats mit Eingriffzähnen 55 und -vertiefungen 65 versehen. Die Zähne 55 und Vertiefungen 65 an der rechten und linken Kante weisen jeweils die­ selbe Größe auf, wobei allerdings die Lage der Zähne 55 und der Vertiefungen 65 jeweils um eine Einheit ver­ setzt ist (siehe Fig. 7C). Hierdurch läßt sich die linke Kante eines Anschlußsubstrats 22 paßgenau mit der rech­ ten Kante eines anderen Anschlußsubstrats 22 zusammen­ fügen.
Bei dem Beispiel gemäß Fig. 6A sind zudem an zwei Ecken des Substrats 22 Vorsprünge 75 und an einem Ende eine Nut 70 vorgesehen, was eine genaue Positionierung ge­ genüber den Anschlußsubstraten 22 in deren Längsrich­ tung erleichtert. Die Vorsprünge 75 sind dabei nicht unbedingt nötig; sie sind jedoch bei der gemeinsamen Ausrichtung von zwei oder mehr Anschlußsubstraten zu­ einander von Nutzen. Obwohl sich dies Fig. 6A nicht ent­ nehmen läßt, ist an einem entfernten Ende des Anschluß­ substrats 22 ein (in den Fig. 7A und 7B gezeigter) Vor­ sprung 80 vorgesehen, der zu den Nuten 70 an einem na­ hen Ende eines anderen Anschlußsubstrats 22 komplemen­ tär ist. Anstatt der Verwendung der Vorsprünge 80 und der Nut 70 können, wie an den bereits erwähnten rechten und linken Kanten, auch hier Zähne und Vertiefungen zum Einsatz kommen. Die Anschlußelemente 30 werden am An­ schlußsubstrat 22 in der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Weise in den Durchkontaktierungslöchern 25 montiert.
Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei dem Beispiel der Fig. 6A und 6B um ein aus mehreren Schichten beste­ hendes Substrat, das beispielsweise drei Standard-Sili­ ziumsubstrate umfaßt. Dabei können das erste (oberste) Substrat und das dritte (unterste) Substrat an ihren rechten und linken Kanten mit den Zähnen 55 und Vertie­ fungen 65 versehen sein, während das zweite (mittlere) Substrat keine Zähne und Vertiefungen aufweist, dafür aber mit der Nut 70 und dem komplementären Vorsprung 80 versehen ist. Wie bereits erwähnt, werden die drei Si­ liziumsubstrate miteinander durch Schmelzbonden verbun­ den. Bei der Montage des Anschlußsubstrats können die Anschlußsubstrate 22 zur Erzielung einer Anschlußanord­ nung der gewünschten Größe zudem, falls nötig, mit Hilfe von Haftmitteln aneinandergebondet werden.
Die Fig. 7A bis 7C zeigen das bereits in den Fig. 6A und 6B dargestellte Anschlußsubstrat 22, wobei Fig. 7A eine Aufsicht auf das Anschlußsubstrat 22, Fig. 7B eine Quer­ schnittsansicht des Anschlußsubstrats 22 entlang der Linie C-C in Fig. 6B und Fig. 7C eine Querschnittsansicht des Anschlußsubstrats 22 entlang der Linie D-D in Fig. 6B wiedergibt. Die Aufsicht gemäß Fig. 7A zeigt im wesentlichen das mit Zähnen 55 und Vertiefungen 65 ver­ sehene oberste Substrat sowie das mit dem Vorsprung 80 versehene mittlere Substrat.
Die Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 7B zeigt die Nut 70 und den Vorsprung 80 des mittleren Substrats sowie die Zähne 55 und Vertiefungen 65 des untersten Sub­ strats, während sich der Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 7C eine Ansicht des obersten Substrats entnehmen läßt, das denselben Aufbau aufweist wie das unterste Substrat. Jedes der in den Fig. 7A bis 7C gezeigten Sub­ strate umfaßt Durchkontaktierungslöcher 25 zur Halte­ rung der Anschlußelemente 30.
Fig. 8 zeigt eine Perspektivansicht der Anschlußstruk­ tur, bei der es sich um eine Anschlußanordnung handelt, die sich aus mehreren erfindungsgemäßen Anschlußstruk­ turen zusammensetzt. Bei diesem Beispiel sind fünf An­ schlußsubstrate 22 miteinander verbunden, um so eine Anschlußanordnung mit einer Gesamtgröße zu erzeugen, die einem ganzzahligen Vielfachen der Größe einer An­ schlußstruktur entspricht. Aus Gründen der Übersicht­ lichkeit wurde auf eine Darstellung der Anschlußele­ mente 30 am Anschlußsubstrat verzichtet. Durch eine derartige Kombination der Anschlußsubstrate 22 erhält man eine Anschlußanordnung der gewünschten Größe, wobei die Größe der Anordnung beispielsweise derjenigen einer Zwölf-Inch-Halbleiterscheibe entspricht.
Die erfindungsgemäße Anschlußstruktur besitzt eine sehr hohe Frequenzbandbreite und erfüllt so die Anforderun­ gen an die Halbleiterprüftechnik der nächsten Genera­ tion. Jede Anschlußstruktur bzw. jedes Anschlußssub­ strat ist zur Herstellung einer Anschlußanordnung mit der gewünschten Größe und Anzahl an Anschlußelementen an ihren Außenkanten mit dem Eingriffmechanismus verse­ hen. Da die Anschlußelemente außerdem auf demselben Substratmaterial angeordnet sind, wie es auch beim Bau­ teilprüfling verwendet wird, ist es zudem möglich, auf Temperaturveränderungen zurückgehende Positionierfehler zu kompensieren. Außerdem ist es hier auch möglich, durch Einsatz einer relativ einfachen Technik eine große Anzahl an Anschlußelementen in horizontaler Aus­ richtung auf dem Siliziumsubstrat herzustellen. Diese Anschlußelemente werden sodann vom Substrat entfernt und zur Herstellung der Anschlußstruktur in vertikaler Ausrichtung auf dem Anschlußsubstrat montiert. Die er­ findungsgemäße Anschlußstruktur läßt sich in vorteil­ hafter Weise beim Prüfen - und dabei auch für Voralte­ rungstests - von Halbleiterscheiben, ummantelten inte­ grierten Schaltungen, Mehrchip-Modulen etc. einsetzen; sie kann aber auch bei beliebigen anderen Anwendungen zum Einsatz kommen, die elektrische Verbindungen bein­ halten.

Claims (26)

1. Anschlußstruktur zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit Zielanschlüssen, enthaltend
ein Anschlußsubstrat, das integral unter Verwen­ dung von dielektrischem Material hergestellt wurde und zwischen seiner Ober- und Unterseite Durchkontaktierungslöcher sowie an seinen Außen­ kanten einen Eingriffmechanismus umfaßt, der eine seitliche Verbindung mit anderen Anschluß­ substraten an jeder gewünschten Kante ermög­ licht, um so durch eine Größenausdehnung in vier Richtungen eine Anschlußanordnung beliebiger Größe herzustellen; und
eine Vielzahl von Anschlußelementen, die auf dem Anschlußsubstrat montiert sind und jeweils einen in einer senkrecht zur Oberfläche des Anschluß­ substrats verlaufenden Richtung vorstehenden und einen Anschlußpunkt zum Kontakt mit dem Zielan­ schluß bildenden Spitzenbereich, einen in das im Anschlußsubstrat vorgesehene Durchkontaktie­ rungsloch eingeschobenen Basisbereich und einen zwischen dem Spitzen- und dem Basisbereich ange­ ordneten Federbereich umfassen, welcher eine Fe­ derkraft erzeugt, wenn das Anschlußelement gegen den Zielanschluß gepreßt wird;
wobei der in das Durchkontaktierungsloch des An­ schlußsubstrats eingeschobene Basisbereich von der Oberseite des Anschlußsubstrats vorsteht und so als Anschlußfleck zur elektrischen Verbindung mit einer auf einer Prüfkarte befindlichen Elek­ trode dient und wobei der Federbereich des An­ schlußelements unterhalb der Unterseite des An­ schlußsubstrats vorgesehen ist.
2. Anschlußstruktur nach Anspruch 1, wobei der Ein­ griffmechanismus aus einer Kombination von Zähnen und Vertiefungen besteht, die an Außenkanten des An­ schlußsubstrats derart vorgesehen sind, daß sich der aus den Zähnen und Vertiefungen gebildete Eingriff­ mechanismus an einer Kante paßgenau mit dem durch Zähne und Vertiefungen gebildeten Eingriffmechanis­ mus an der gegenüberliegenden Kante eines anderen Anschlußsubstrats zusammenfügen läßt, um so eine Vielzahl von Anschlußsubstraten zu einer Anschlußan­ ordnung mit der gewünschten Größe, Form und Anzahl an Anschlußelementen zusammenzusetzen.
3. Anschlußstruktur nach Anspruch 1, wobei der Ein­ griffmechanismus aus einer Kombination von Zähnen und Vertiefungen besteht, die an rechten und linken Kanten des Anschlußsubstrats derart vorgesehen sind, daß sich der aus den Zähnen und Vertiefungen gebil­ dete Eingriffmechanismus an der rechten Kante paß­ genau mit dem durch Zähne und Vertiefungen gebilde­ ten Eingriffmechanismus an der linken Kante eines anderen Anschlußsubstrats zusammenfügen läßt, und wobei das Anschlußsubstrat derart an einer Vorder- oder Hinterkante mit einem Vorsprung und an der Hin­ ter- oder Vorderkante mit einer Nut versehen ist, daß sich der Vorsprung eines Anschlußelements paß­ genau in die Nut eines anderen Anschlußsubstrats einfügen läßt, um so eine Vielzahl von Anschlußsub­ straten zu einer Anschlußanordnung mit der gewünsch­ ten Größe, Form und Anzahl an Anschlußelementen zu­ sammenzusetzen.
4. Anschlußstruktur nach Anspruch 1, wobei das An­ schlußsubstrat integral aus einer einzigen Silizium­ scheibe oder aus mehreren, zusammengebondeten Sili­ ziumscheiben besteht und wobei die Durchkontaktie­ rungslöcher im Anschlußsubstrat durch einen Ätzvor­ gang erzeugt wurden.
5. Anschlußstruktur nach Anspruch 1, wobei das An­ schlußsubstrat aus Silizium besteht.
6. Anschlußstruktur nach Anspruch 1, wobei das An­ schlußsubstrat aus dielektrischem Material, wie etwa Polyimid, Keramik oder Glas, besteht.
7. Anschlußstruktur nach Anspruch 1, wobei das An­ schlußsubstrat integral aus einer einzigen Silizium­ scheibe besteht, in der Durchkontaktierungslöcher zur Halterung der Anschlußelemente ausgebildet sind.
8. Anschlußstruktur nach Anspruch 1, wobei das An­ schlußsubstrat integral aus einer ersten und einer zweiten Siliziumscheibe besteht, die zusammengebon­ det sind und durch die hindurch Durchkontaktierungs­ löcher zur Halterung der Anschlußelemente ausgebil­ det wurden.
9. Anschlußstruktur nach Anspruch 1, wobei das An­ schlußsubstrat integral aus drei Schichten von Sili­ ziumscheiben besteht, die zusammengebondet wurden und durch hindurch Durchkontaktierungslöcher zur Hal­ terung der Anschlußelemente ausgebildet wurden.
10. Anschlußstruktur nach Anspruch 9, wobei die drei Schichten aus Siliziumscheiben durch eine erste, eine zweite und eine dritte Siliziumscheibe gebildet werden, wobei die zweite und dritte Siliziumscheibe zusammengebondet wurden und mit Hilfe eines Ätzvor­ gangs ein durch diese beiden Scheiben hindurchver­ laufendes zweites Durchkontaktierungsloch erzeugt wurde und wobei ein erstes Durchkontaktierungsloch, das größer ist als das zweite Durchkontaktierungs­ loch, in der ersten Siliziumscheibe ausgebildet und sodann die erste Siliziumscheibe so positioniert wurde, daß die jeweilige Position der ersten und zweiten Durchkontaktierungslöcher fluchtete, und wo­ bei sie sodann an die zweite Siliziumscheibe ange­ bondet wurde.
11. Anschlußstruktur nach Anspruch 1, wobei jedes An­ schlußelement an seinem unteren Bereich mit einem flanschartigen Bereich versehen ist, der sich paß­ genau in das Durchkontaktierungsloch im Anschlußsub­ strat einfügen läßt.
12. Anschlußstruktur nach Anspruch 1, wobei die An­ schlußelemente auf einer ebenen Oberfläche eines flachen Substrats in einer parallel zum flachen Sub­ strat verlaufenden Richtung hergestellt und sodann vom flachen Substrat entfernt und auf dem Anschluß­ substrat in einer senkrecht zu einer Oberfläche des Anschlußsubstrat verlaufenden Richtung montiert wur­ den.
13. Anschlußstruktur nach Anspruch 1, wobei die die Zielanschlüsse tragenden Bauteile auf einer Scheibe angeordnete Halbleiterchips, ummantelte Halbleiter­ bauteile, gedruckte Leiterplatten, Flüssigkristall­ paneele und Mikro-Stecksockel umfassen und die An­ schlußstruktur mit den Zielanschlüssen zur Prüfung oder zur Durchführung von Voralterungstests an den Bauteilen eine elektrische Verbindung herstellt.
14. Anschlußstruktur zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit Zielanschlüssen, enthaltend
ein Anschlußsubstrat, das integral unter Verwen­ dung von dielektrischem Material hergestellt wurde und zwischen seiner Ober- und Unterseite Durchkontaktierungslöcher sowie an seinen Außen­ kanten einen Eingriffmechanismus umfaßt, der eine Verbindung mit anderen Anschlußsubstraten an jeder gewünschten Kante ermöglicht, um so durch eine Größenausdehnung in vier Richtungen eine Anschlußanordnung beliebiger Größe herzu­ stellen; und
eine Vielzahl von Anschlußelementen, die auf dem Anschlußsubstrat montiert sind und jeweils einen geraden Hauptteil mit einem als Anschlußpunkt zum Anschluß an einen Zielanschluß dienenden Spitzenbereich, einen an einem dem Spitzenbe­ reich gegenüberliegenden Ende des geraden Haupt­ teils angeordneten Basisbereich und einen auf dem Basisbereich vorgesehenen Federbereich um­ fassen, welcher eine Federkraft erzeugt, wenn das Anschlußelement gegen den Zielanschluß ge­ preßt wird;
wobei der gerade Hauptteil des Anschlußelements in das Durchkontaktierungsloch des Anschlußsub­ strats derart eingeschoben wird, daß zumindest der Anschlußbereich von der Unterseite des An­ schlußsubstrats vorsteht, um einen Kontakt zum Zielanschluß herzustellen, während der Federbe­ reich des Anschlußelements oberhalb der Ober­ seite des Anschlußsubstrats vorgesehen ist, um eine elektrische Verbindung mit einer Elektrode einer Nadelkarte herzustellen.
15. Anschlußstruktur nach Anspruch 14, wobei der Ein­ griffmechanismus aus einer Kombination von Zähnen und Vertiefungen besteht, die an Außenkanten des An­ schlußsubstrats derart vorgesehen sind, daß sich der aus den Zähnen und Vertiefungen gebildete Eingriff­ mechanismus an einer Kante paßgenau mit dem durch Zähne und Vertiefungen gebildeten Eingriffmechanis­ mus an einer gegenüberliegenden Kante eines anderen Anschlußsubstrats zusammenfügen läßt, um so eine Vielzahl von Anschlußsubstraten zu einer Anschlußan­ ordnung mit der gewünschten Größe, Form und Anzahl an Anschlußelementen zusammenzusetzen.
16. Anschlußstruktur nach Anspruch 14, wobei der Ein­ griffmechanismus aus einer Kombination von Zähnen und Vertiefungen besteht, die an rechten und linken Kanten des Anschlußsubstrats derart vorgesehen sind, daß sich der aus den Zähnen und Vertiefungen gebil­ dete Eingriffmechanismus an der rechten Kante paß­ genau mit dem durch Zähne und Vertiefungen gebilde­ ten Eingriffmechanismus an der linken Kante eines anderen Anschlußsubstrats zusammenfügen läßt, und wobei das Anschlußsubstrat derart an einer Vorder- oder Hinterkante mit einem Vorsprung und an der Hin­ ter- oder Vorderkante mit einer Nut versehen ist, daß sich der Vorsprung eines Anschlußelements paß­ genau in die Nut eines anderen Anschlußsubstrats einfügen läßt, um so eine Vielzahl von Anschlußsub­ straten zu einer Anschlußanordnung mit der gewünsch­ ten Größe, Form und Anzahl an Anschlußelementen zu­ sammenzusetzen.
17. Anschlußstruktur nach Anspruch 14, wobei das An­ schlußsubstrat integral aus einer einzigen Silizium­ scheibe oder aus mehreren, zusammengebondeten Sili­ ziumscheiben besteht und wobei die Durchkontaktie­ rungslöcher im Anschlußsubstrat durch einen Ätzvor­ gang erzeugt wurden.
18. Anschlußstruktur nach Anspruch 14, wobei das An­ schlußsubstrat aus Silizium besteht.
19. Anschlußstruktur nach Anspruch 14, wobei das An­ schlußsubstrat aus dielektrischem Material, wie etwa Polyimid, Keramik oder Glas, besteht.
20. Anschlußstruktur nach Anspruch 14, wobei das An­ schlußsubstrat integral aus einer einzigen Silizium­ scheibe besteht, in der Durchkontaktierungslöcher zur Halterung der Anschlußelemente ausgebildet sind.
21. Anschlußstruktur nach Anspruch 14, wobei das An­ schlußsubstrat integral aus einer ersten und einer zweiten Siliziumscheibe besteht, die zusammengebon­ det sind und durch die hindurch Durchkontaktierungs­ löcher zur Halterung der Anschlußelemente ausgebil­ det wurden.
22. Anschlußstruktur nach Anspruch 14, wobei das An­ schlußsubstrat integral aus drei Schichten von Sili­ ziumscheiben besteht, die zusammengebondet wurden und durch die hindurch Durchkontaktierungslöcher zur Halterung der Anschlußelemente ausgebildet wurden.
23. Anschlußstruktur nach Anspruch 22, wobei die drei Schichten aus Siliziumscheiben durch eine erste, eine zweite und eine dritte Siliziumscheibe gebildet werden, wobei die zweite und dritte Siliziumscheibe zusammengebondet wurden und mit Hilfe eines Ätzvor­ gangs ein durch diese beiden Scheiben hindurchver­ laufendes zweites Durchkontaktierungsloch erzeugt wurde und wobei ein erstes Durchkontaktierungsloch, das größer ist als das zweite Durchkontaktierungs­ loch, in der ersten Siliziumscheibe ausgebildet und sodann die erste Siliziumscheibe so positioniert wurde, daß die jeweilige Position der ersten und zweiten Durchkontaktierungslöcher fluchtete, und wo­ bei sie sodann an die zweite Siliziumscheibe ange­ bondet wurde.
24. Anschlußstruktur nach Anspruch 14, wobei jedes An­ schlußelement an seinem unteren Bereich mit einem flanschartigen Bereich versehen ist, der sich paß­ genau in das Durchkontaktierungsloch im Anschlußsub­ strat einfügen läßt.
25. Anschlußstruktur nach Anspruch 14, wobei die An­ schlußelemente auf einer ebenen Oberfläche eines flachen Substrats in einer parallel zum flachen Sub­ strat verlaufenden Richtung hergestellt und sodann vom flachen Substrat entfernt und auf dem Anschluß­ substrat in einer senkrecht zur einer Oberfläche des Anschlußsubstrat verlaufenden Richtung montiert wur­ den.
26. Anschlußstruktur nach Anspruch 14, wobei die die Zielanschlüsse tragenden Bauteile auf einer Scheibe angeordnete Halbleiterchips, ummantelte Halbleiter­ bauteile, gedruckte Leiterplatten, Flüssigkristall­ paneele und Mikro-Stecksockel umfassen und die An­ schlußstruktur mit den Zielanschlüssen zur Prüfung oder zur Durchführung von Voralterungstests an den Bauteilen eine elektrische Verbindung herstellt.
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