DE19604781C2 - Träger zum Aufnehmen und Haltern eines Testsockels für integrierte Schaltungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Träger zum Aufnehmen und Haltern eines Testsockels für integrierte Schaltungen mit einer Trägerplatte und mit einer Mehrzahl von die Trägerplatte senkrecht durchdrin­ genden Bohrungen, von denen mindestens ein Teil von einer ersten Fläche der Trägerplatte her eine Mehrzahl von Anschlüssen einer Mehrzahl von Leitungen auf­ nimmt und haltert, und von denen mindestens ein Teil von einer gegenüberliegenden zweiten Fläche der Trägerplatte her eine Mehrzahl von Steckhülsen zum Aufnehmen und Haltern von Testsockelanschlüssen auf­ nimmt und haltert, und wobei die die Steckhülsen aufnehmenden Bohrungen entsprechend den Positionen der Testsockelanschlüsse angeordnet sind.

Bei der Herstellung und insbesondere bei der Massenproduk­ tion hoch- bzw. höchstintegrierter elektronischer Schalt­ kreise in Form sogenannter Halbleitermodule oder ICs nimmt aufgrund der gestiegenen Konkurrenz am Markt und darüber hinaus aufgrund des sich ändernden Abnehmer- und Kundenbe­ wußtseins das Testen derartiger elektronischer Schaltkrei­ se, Halbleitermodule oder ICs einen breiter werdenden Raum ein.

Gerade bei der Massenproduktion elektronischer Bauelemente ist eine Klassifizierung in verschiedene Qualitäts- oder Spezifikationskategorien auf der Grundlage bestimmter Test­ kriterien erwünscht, um dem Kunden oder Abnehmer bestimmte Chargen gleichwertiger Bauelemente, d. h. Bauelemente mit sehr ähnlichen, auf die individuelle Anwendung zugeschnit­ tenen Eigenschaften, anbieten zu können, und um damit ein optimales Preis-Leistungsverhältnis realisieren zu können.

Derartige Tests oder Endkontrollen nach der Produktion wer­ den häufig mittels einer Testelektronik durchgeführt, wobei mehrere Halbleitermodule, ICs oder Bauelemente gleich­ zeitig mittels dieser Testelektronik getestet werden und wobei Testergebnisse zur Klassifizierung der individuellen Eigenschaften jedes einzelnen Bauelementes, Halbleiter­ moduls oder ICs herangezogen werden.

Dabei werden mehrere Halbleitermodule oder ICs in gleichar­ tiger Orientierung und Lage gemeinsam in ein sogenanntes Testboard aufgenommen, welches häufig im wesentlichen aus einer Kunststoffplatte mit entsprechenden Vertiefungen zur Aufnahme der Halbleitermodule oder ICs besteht. Diese so bestückten Testboards werden dann in einer Art Fließbandbe­ trieb der Testelektronik zugeführt, welche eine Vielzahl gleichartiger sogenannter Testsockel aufweist. Diese Test­ sockel weisen ihrerseits Elemente zum Abgriff jedes einzel­ nen Kontakts des Halbleitermoduls oder ICs auf. Um einen optimalen Kontakt herzustellen, werden das Testboard und die Testelektronik dicht aneinander herangeführt, wobei sich jeweils ein Halbleitermodul oder IC und ein Testsockel der Testelektronik direkt gegenüberstehen. Danach werden die Halbleitermodule oder ICs, welche im Testboard leicht beweglich, aber z. B. formschlüssig in entsprechenden Aus­ nehmungen sitzen, durch entsprechend ausgebildete Stempel­ elemente aus aus dem Testboard heraus gegen die Testsockel gedrückt. Dies geschieht für alle Halbleitermodule oder ICs des jeweiligen Testboards simultan. Danach wird für alle Halbleitermodule das jeweilige Testprogramm abgearbeitet, und das jeweilige Ergebnis für jedes einzelne Halbleitermo­ dul führt zu dessen Aussortierung in bestimmte Qualitäts- und Spezifikationskategorien.

Mit der steigenden Komplexität der integrierten Schaltkrei­ se steigt auch die Anzahl der jeweiligen Anschlüsse, die ein solches Halbleitermodul oder IC aufweist. Da beim Te­ sten alle Anschlüsse des integrierten Schaltkreises simul­ tan durch den Testsockel abgegriffen werden müssen und die­ ser Abgriff an die jeweilige Testelektronik weitergeleitet werden muß, muß auch jeder Testsockel eine entsprechende Anzahl abgreifender Elemente und Leitungen zur Testelektro­ nik hin aufweisen.

Dies hat dazu geführt, daß die Anzahl der auf einem Test­ board simultan aufnehmbaren und damit die Anzahl der simul­ tan testbaren Halbleitermodule oder ICs nicht durch deren Größe, sondern durch die Größe und die Anordnung der Träger für die Testsockel bestimmt und begrenzt ist. So ist es mit einer bekannten Testanordnung für Halbleitermodule oder ICs z. B. nur möglich, 2 Reihen à 8 Halbleitermodule in einem Testboard anzuordnen und damit simultan nur 16 Halbleiter­ module gleichzeitig zu testen (Firmenprospekt der ADVANTEST CORPORATION: IC Test System Performance Board/Socket Board, S. 25).

Da der Testvorgang für alle im Testboard befindlichen Halb­ leitermodule im wesentlichen simultan durchgeführt wird, würde eine Erhöhung der Anzahl der simultan testbaren Halb­ leitermodule eine enorme Zeitersparnis mit sich bringen, was zum einen die Produktionskosten senken würde und zum anderen auch bei gleichen Kosten ein ausführlicheres Testen ermöglicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Träger zum Aufnehmen und Haltern eines Testsockels zu schaffen, der ein Anordnen auf derartigen Trägern aufgenom­ mener Testsockel auf einem Sockelboard in besonders großer Anzahl ermöglicht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Träger zum Auf­ nehmen und Haltern eines Testsockels der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Trägers sind Gegenstand der Unteransprüche.

Beim erfindungsgemäßen Träger zum Aufnehmen und Haltern eines Testsockels ist die Dicke der Trägerplatte so gewählt, daß sie die Länge der Steckhülsen und auch die Länge der An­ schlüsse der Testsockel übertrifft. Dies geschieht in einer Art und Weise, daß bei einer Bohrung, in welcher eine Steckhülse aufgenommen ist, in der Bohrung noch genügend Platz bleibt, welcher als Aufnahmebereich zur Aufnahme eines Anschlusses einer entsprechenden Leitung, z. B. der Testelektronik, dient. Es ist dann erfindungsgemäß ferner vorgesehen, daß jede Steckhülse und der ihr jeweils zuge­ ordnete Anschluß einer zugehörigen Leitung gemeinsam in einer Bohrung der Trägerplatte aufgenommen und in dieser gehaltert sind.

Insbesondere ist es dabei von Vorteil, daß jeweils in einer Bohrung gemeinsam aufgenommene Steckhülsen und der ihr zu­ geordnete Anschluß der entsprechenden Leitung sich mit ih­ ren Stirnflächen gegenüberliegend angeordnet sind, so daß ihre Längsachsen sich quasi in axialer Verlängerung mitein­ ander befinden.

Dabei wird der Kontakt zwischen der Steckhülse und dem ihr zugeordneten Anschluß entweder durch direkte Berührung her­ beigeführt. Es ist aber besonders einfach, eine zusätzliche Einrichtung zu schaffen, welche den Anschluß und die Hülse so­ wohl fixiert, als auch gleichzeitig die elektrische Kontak­ tierung vornimmt. Dies kann z. B. eine in die Bohrung einge­ brachte lösbare, mechanische Steckverbindung oder gemeinsa­ me Klemmeinrichtung sein. Es ist aber besonders einfach, wenn die Steckhülsen und/oder die entsprechenden Anschlüsse der Leitungen durch ein Lot oder durch ein Klebemittel leitfähig gehalten und miteinander verbunden werden.

Durch die Anordnung der Steckhülsen und der ihnen zugeordne­ ten Anschlüsse der Leitungen der Elektronik übereinander ergibt sich in bezug auf die laterale Ausdehnung des Trägers des Testsockels eine wesentliche Platzersparnis.

Diese wird noch verstärkt, indem die Bohrung, welche je­ weils den einem Anschluß zugeordneten Masseanschluß einer Leitung aufnimmt und haltert zu der Bohrung, welche den je­ weilligen Anschluß dieser Leitung aufnimmt und haltert, be­ nachbart angeordnet ist, denn dadurch wird die laterale Aus­ dehnung, die auf dem Träger benötigt wird, um alle Masse­ anschlüsse unterzubringen, besonders klein. Da alle Masse­ anschlüsse der Leitungen in vielen Fällen äquivalent sind, ergibt sich eine weitere Platzeinsparung, indem jeweils mindestens ein Teil dieser insbesondere äquivalenten Masse­ anschlüsse in einer Reihe angeordnet und insbesondere in leitender Verbindung miteinander ausgebildet sind, denn dann können diese Masseanschlüsse besonders dicht aneinan­ der herangeführt werden, weil eine gegenseitige Beeinflus­ sung aufgrund desselben Potentials, welches an ihnen an­ liegt, nicht befürchtet werden muß.

Um die Träger der Testsockel besonders einfach auf einer die Testelektronik tragenden Platte oder einem Trägerboard fixieren zu können, ist es vorgesehen, daß an der Träger­ platte von deren Kante nach innen ausgehend abgesetzte Boh­ rungen zum Aufnehmen eines Verbindungsmittels zur Fixierung des Trägers an dem entsprechenden Trägerboard vorgesehen sind. Diese Fixierungsmittel können Nietstifte, Schrauben oder dergleichen sein. Darüber hinaus ergibt sich eine be­ sonders dichte und platzsparende Anordnung der Träger auf einem Trägerboard, wenn an den Kanten der jeweiligen Trä­ gerplatten halbkreisförmige Ausnehmungen zum Aufnehmen von Verbindungsmitteln zum gemeinsamen Fixieren benachbarter Träger auf einem Trägerboard vorgesehen sind, denn dann können die jeweiligen Trägerplatten auf dem Trägerboard möglichst dicht aneinander herangeführt werden, und es ist jeweils nur eine geringe Zahl von Verbindungsmitteln, in Form von Nieten oder Schrauben, nötig, weil durch jeweils nur ein Verbindungsmittel zwei benachbarte Sockelträger miteinander auf dem Trägerboard fixiert werden.

Um das Verbinden der Steckhülsen mit den jeweiligen An­ schlüssen der Leitungen und das Ausbilden der leitfähigen Verbindung zwischen ihnen möglichst einfach und sicher zu gestalten, ist es vorgesehen, den jeweiligen Bohrungen eine bestimmte Form zu geben. Besonders einfach ist dabei eine kreiszylindrische Bohrung. Es ist aber insbesondere von Vorteil, eine konische Bohrung auszubilden, wobei insbeson­ dere der Bereich, welcher jeweils die Steckhülse aufnimmt, einen größeren Durchmesser aufweist.

Ferner ist es von Vorteil, die Bohrungen auf der Innenseite mit einer leitfähigen Schicht oder mit einer leitfähigen Hülse auszukleiden, weil dann ein besonders sicherer elek­ trischer Kontakt zwischen der dann eingeschobenen Steck­ hülse und dem ihr zugeordneten Anschluß der Leitung der Testelektronik bewirkt wird.

Nachfolgend werden die Erfindung und insbesondere ihre Vor­ teile gegenüber dem Stand der Technik anhand einer schema­ tischen Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Sockelträgers, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Trägers zum Aufnehmen und Hal­ tern eines Testsockels;

Fig. 3 eine Draufsicht von oben auf einem Sockelträ­ ger, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, und

Fig. 4 eine Draufsicht von oben auf einen erfindungs­ gemäßen Träger zum Aufnehmen und Haltern eines Testsockels.

Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Sockelträgers 1, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. Der Sockelträger 1 besteht aus einer Trägerplatte 9 mit einer Oberseite 9b und einer Unterseite 9a. In diese Trägerplatte 9 sind eine Vielzahl verschiedener Bohrungen 5, 6 und 7, hier als kreiszylindrische Bohrungen senkrecht zu den Flächen 9a und 9b ausgeführt, angebracht. Die Trägerplatte 9 aus dem Stand der Technik ist z. B. als dünne Platine ausgebildet. In einen Teil der Bohrungen 5 sind so­ genannte Steckhülsen 4 eingebracht, durch welche Steckkon­ takte 3 eines Testsockels 2 aufgenommen und fixiert werden können. Die Steckhülsen 4 durchdringen die ihnen zugeordne­ ten Bohrungen 5 und damit die Trägerplatte 9 völlig, so daß ihre Enden, wenn sie von der Unterfläche 9a der Trägerplat­ te 9 her eingesteckt werden, auf deren Oberfläche 9b über­ stehen.

Ein anderer Teil der Bohrungen 6 nimmt die Signalleitungs­ anschlüsse 8a der Leitungen 8 der Testelektronik auf. Ein weiterer Teil der Bohrungen 7 nimmt die Masse- oder Ab­ schirmanschlüsse 8b der entsprechenden Leitungen 8 der Test­ elektronik auf.

Fig. 3 zeigt diesen aus dem Stand der Technik bekannten Träger 1 für einen Testsockel 2 in Draufsicht auf seine Oberfläche 9b. Die Bohrungen 5 für die Steckhülsen 4 zur Aufnahme der Steckkontakte 3 des Testsockels 2, welcher im übrigen umrißmäßig gestrichelt eingezeichnet ist, sind zweireihig lateral und auf Lücke versetzt angeordnet und mittels auf der Oberfläche 9b der Trägerplatte 9 aufge­ brachten Kontaktstellen über Leiterbahnen 16, welche sich ebenfalls lateral, in der Zeichnung nach rechts oder nach links von den Bohrungen 5 ausgehend erstrecken, mit Boh­ rungen 6 und entsprechenden auf der Oberfläche 9b der Trägerplatte 9 aufgebrachten Kontaktstellen verbunden. In diese Bohrungen 6 mit den entsprechenden Kontaktstellen werden, wie in Fig. 1 bereits gezeigt wurde, die Signallei­ tungsanschlüsse 8a der Leitungen 8 der Testelektronik ein­ geführt und fixiert.

Jeweils lateral nach außen versetzt sind die Bohrungen 7, ebenfalls mit Kontaktstellen aus der Oberfläche 9b der Trägerplatte 9 versehen, zur Aufnahme der den jeweiligen Signalleitungsanschlüsse 8a zugeordneten Masse- oder Ab­ schirmanschlüsse 8b ausgebildet.

Zur Fixierung dieses bekannten Trägers 1 auf dem Trägerboard sind Löcher 14 zur Aufnahme eines Verbindungsmittels vorge­ sehen.

Fig. 2 zeigt nun in teilweise geschnittener Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Träger 10 zum Aufnehmen und Haltern eines Testsockels 2.

Die Trägerplatte 13 ist sehr viel stärker ausgebildet, als dies beim Stand der Technik der Fall ist. Sie weist Bohrun­ gen 11 und 12 auf, die die Trägerplatte 13 von ihrer Unter­ fläche 13a zu ihrer Oberfläche 13b hin durchdringen, und die in diesem Ausführungsbeispiel als kreiszylindrische, senkrecht zur Oberfläche 13b der Trägerplatte 13 ausgeführte Bohrungen dargestellt sind.

In den einen Teil dieser Bohrungen 11 sind von der Unter­ fläche 13a der Trägerplatte 13 her Steckhülsen 4 zur Auf­ nahme der Steckkontakte 3 oder Anschlüsse 3 eines Test­ sockels 2 eingeführt.

Es ist erkenntlich, daß nach vollständigem Einführen dieser Steckhülsen 4 noch ein gewisser Aufnahmeraum verbleibt, daß also die Steckhülse 4 in der Bohrung 11 die Trägerplatte 13 nicht vollständig durchdringt. Dieser Aufnahmebereich wird dazu benutzt, den Signalleitungsanschluß 8a der zugeordne­ ten Leitung 8 der Testelektronik aufzunehmen, so daß der Steckkontakt 3 des Testsockels 2, die zugeordnete Steck­ hülse 4 und der zugeordnete Signalleitungsanschluß 8a senk­ recht übereinander angeordnet sind, und nicht lateral ne­ beneinander wie beim bekannten Stand der Technik. Dadurch wird die laterale Ausdehnung, insbesondere durch das Ver­ meiden der in Fig. 3 für den Stand der Technik gezeigten Leiterbahnen 16, sehr stark begrenzt, was zu einer wesent­ lichen Platzersparnis führt.

Ein anderer Teil der Bohrungen 12 dient wiederum der Auf­ nahme der zugeordneten Masse- oder Abschirmanschlüsse 8b der zugeordneten Leitungen 8 der Testelektronik.

Besonders deutlich wird die Platzeinsparung in bezug auf die laterale Ausdehnung des erfindungsgemäßen Trägers 10 im Vergleich zwischen Fig. 4, welche eine Draufsicht von oben auf die Oberfläche 13b des erfindungsgemäßen Trägers 10 zeigt, mit Fig. 3, welche den entsprechenden Stand der Technik beschreibt.

Auch hier sind die die Steckhülsen 4 aufnehmenden Bohrungen 11 zweireihig lateral und auf Lücke versetzt angeordnet. Es sind aber, im Gegensatz zum Stand der Technik, wie er in Fig. 3 gezeigt ist, erstens keine zusätzlichen Bohrungen 6 zur Aufnahme der Signalleitungsanschlüsse 8a und zweitens auch keine Verbindungsleitungen 16 auf der Oberfläche 13b zur Kontaktierung notwendig.

Wie in Fig. 2 gezeigt wurde, werden die Signalleitungs­ anschlüsse 8a der zugeordneten Leitungen 8 der Testelektro­ nik einfach von der Oberseite 13b der Trägerplatte 13 her zusätzlich in die Bohrungen 11 eingeführt und durch ein entsprechendes Fixierungsmittel in Form eines mechanischen Steckverbinders, eines leitfähigen Klebers oder eines Lots fixiert.

Die den Signalleitungsanschlüssen 8a zugeordneten Masse- oder Abschirmanschlüsse 8b werden ebenfalls von der Ober­ seite 13b der Trägerplatte 13 her in einen anderen Teil der Bohrungen 12 eingeführt und durch ein entsprechendes Fixie­ rungsmittel befestigt. Diese Bohrungen 12 sind durch Auf­ bringen entsprechender leitfähiger Marken auf der Oberflä­ che 13b der Trägerplatte 13 in einer Reihe leitend mitein­ ander verbunden angeordnet, und zwar jeweils möglichst dicht benachbart zu den Bohrungen 11, durch welche die Steckhülsen 4 und die Signalleitungsanschlüsse 8a der Lei­ tungen 8 der Testelektronik aufgenommen werden.

Ferner befinden sich Bohrungen 14 oder Ausnehmungen 15 zum Fixieren der Trägerplatten auf einem Trägerboard, wobei be­ sonders vorteilhaft ist, über die Ausnehmungen 15 mit einem Verbindungsmittel dicht benachbart jeweils zwei Träger 10 zum Aufnehmen und Haltern des Testsockels 2 auf dem Test­ board zu fixieren.

Claims (9)

1. Träger zum Aufnehmen und Haltern eines Testsockels (2) für integrierte Schaltungen,
mit einer Trägerplatte (13) und
mit einer Mehrzahl von die Trägerplatte (13) senk­ recht durchdringenden Bohrungen (11, 12),
von denen mindestens ein Teil von einer ersten Fläche (13b) der Trägerplatte (13) her eine Mehrzahl von Anschlüssen (8a, 8b) einer Mehrzahl von Leitungen (8) aufnimmt und haltert,
und von denen mindestens ein Teil von einer gegenüberliegenden zweiten Fläche (13a) der Trägerplatte (13) her eine Mehrzahl von Steckhülsen (4) zum Aufnehmen und Haltern von Testsockelanschlüs­ sen (3) aufnimmt und haltert, und
wobei die die Steckhülsen (4) aufnehmenden Bohrungen (11) entsprechend den Positionen der Testsockelan­ schlüsse (3) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Trägerplatte (13) die Länge der Steckhülsen (4) oder die Länge der Testsockelan­ schlüsse (3) übertrifft, derart, daß bei einer in einer Bohrung (11) aufgenommenen Steckhülse (4) in dieser Bohrung (11) ein Aufnahmebereich zur Aufnahme eines Anschlusses (8a) ausgebildet ist und daß jede Steckhülse (4) und der ihr jeweils zugeord­ nete Anschluß (8a) der zugehörigen Leitung (8) ge­ meinsam in einer Bohrung (11) der Trägerplatte (13) aufgenommen und in dieser gehaltert sind.

2. Träger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils in einer Bohrung (11) gemeinsam auf­ genommene Steckhülse (4) und der zugeordnete Anschluß (8a) der Leitung (8) mit ihren Stirnflächen gegenüberliegend in axialer Verlängerung angeordnet sind.

3. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige Bohrung (12), welche jeweils den einem Anschluß (8a) zugeordneten Masseanschluß (8b) einer Leitung (8) aufnimmt und haltert, benachbart angeord­ net ist zu der Bohrung (11), welche den Anschluß (8a) dieser Leitung (8) aufnimmt und haltert.

4. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens ein Teil der Masseanschlüsse (8b) in Reihe und insbesondere in leitender Verbindung miteinander angeordnet ist.

5. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckhülsen (4) und/oder die Anschlüsse (8a, 8b) der Leitungen (8) durch eine gemeinsame Klemmein­ richtung oder durch Lot oder durch ein Klebemittel leitfähig in den Bohrungen (11, 12) miteinander ver­ bunden und gehaltert sind.

6. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trägerplatte (13) von deren Kanten nach innen abgesetzt Bohrungen (14) zum Aufnehmen eines Verbindungsmittels zum Fixieren des Trägers (10) an einem Trägerboard vorgesehen sind.

7. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Kanten der Trägerplatte (13) halbkreis­ förmige Ausnehmungen (15) zum Aufnehmen eines Verbin­ dungsmittels zum gemeinsamen Fixieren benachbarter Träger (10) auf einem Trägerboard vorgesehen sind.

8. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (11, 12) konisch oder zylindrisch ausgebildet sind.

9. Träger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (11, 12) innenseitig mit einer leit­ fähigen Schicht oder mit einer Hülse ausgekleidet sind.