JPH01502451A - 電気装置用の試験コネクタ - Google Patents

電気装置用の試験コネクタ

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JPH01502451A JP63501558A JP50155888A JPH01502451A JP H01502451 A JPH01502451 A JP H01502451A JP 63501558 A JP63501558 A JP 63501558A JP 50155888 A JP50155888 A JP 50155888A JP H01502451 A JPH01502451 A JP H01502451A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 電気装置用の試験コネクタ 発明の背景 本発明は集積回路ダイおよびリード線のない集積回路キャリア等の電気装置の電 気試験を実行する試験装置、特に脆弱なワイヤフィンガまたはワイヤボンド接続 を使用せずにこのような装置との電気接続を行なう改善された装置に関する。
ICダイは、多重回路基体がスクライブされ個々のダイまたはチップにカットさ れて形成される。ダイはそれぞれその表面上に形成された端子パッドを有し、そ れはICダイを回路中に接続するために形成される。
リード線のない集積回路(ICまたは“チップ”)キャリアは、ICダイを取付 けるために広く使用されている。これらのチップキャリアは典型的にセラミック から製造され、実質的にキャリアの外表の周囲に形成された複数の密接した接続 端子を有する平面構造である。印刷された配線パターンはチップキャリアの上面 に形成される。ICダイはキャリアの表面に接着され、電気端子は例えばワイヤ ボンドによってICダイ上の接続パッドと印刷されたワイヤパターン上のパッド 位置との間に形成される。ワイヤパターンは、典型的にチップキャリアの外周に 設けられるパッド位置を予め定められたリード線のないキャリア端子に結合する 。
リード線のないチップキャリアは通常印刷された回路板上にはんだ付けされ、周 縁のチップ端子は印刷配線回路板上の予め定められた位置にはんだ付けされる。
しかしながらチップキャリアを設ける前に、ICダイか機能的でありチップ端子 パッドとチップキャリア表面に印刷されたワイヤパターンとの間が電気的に連続 しているかを確認するためにチップキャリアおよびチップキャリア上に設けられ たICダイを試験することが望ましい。
過去において、試験されるキャリアの周縁に配置されたワイヤフィンガまたはウ ィスカを使用した試験装置が用いるられていた。リード線のないチップキャリア が固定装置の中に挿入され、キャリアの周縁の接続端子は固定装置のワイヤフィ ンガと電気接触される。これら通常の試験装置は高価であり、ワイヤフィンガは 損傷し易い。さらに電気接触は、ワイヤフィンガの位置をチップキャリアの周縁 の接続端子配列と適合することによって行われるため、異なる装置配列が試験さ れる各種の装置に対して必要とされる。キャリア接触の典型的な中心・中心間隔 は0.020インチであり、キャリアの1側に約40乃至60数個づつの端子を 有し、チップキャリア上の各接続端子に対応して1個のワイヤフィンガまたはウ ィスカを有する通常の試験装置の複雑さが容易に理解されるであろう。
したがってキャリアと電気接触するためにワイヤフィンガまたはワイヤボンドを 使用せず、比較的安価で丈夫なリード線のないチップキャリアおよび関連したI Cダイを試験するコネクタ装置を提供することが技術的に有効である。
発明の概要 上記および他の目的および有効性は、装置との電気接続を実行する発明を使用し たコネクタ装置によってもたらされる。リード線のないチップキャリアの試験に 好ましい1実施例において、コネクタ装置はフィルム上に形成されチップキャリ アの端子パターンに対応するパターンでフィルムの表面上に延在する複数の高く なった導電パッドを有するフレキシブルフィルムを含み、複数の導体ラインは導 電パッドの各ラインと接続している。
コネクタ装置は、また電気接続がキャリア端子とフィルムの高くなったパッドと の間で行われるようにチップキャリア端子の対応するものと整列された高くなっ たパッドの各表面を備えたチップキャリアの表面の方向にフレキシブルフィルム を弾力を与えて押し付ける手段を含む。
さらにコネクタ装置は、チップキャリア端子と0罐気接続を行なうためにフィル ム上に形成されたそれぞれの導電ラインと電気接続する手段を含む。
第2の実施例において、コネクタ装置は特にICダイの試験用に調節されている 。
図面の簡単な説明 第1図は本発明に使用されるコネクタ装置の第1の実施例の展開された斜視図で ある。
第2図は組立てられた第1図の装置の斜視図である。
第3図は第1図の円3に囲まれたフレキシブルフィルムの一部分を拡大された斜 視図であり、その上に形成された導電ドツトを示す。
第4図は第2図にライン4−4に沿ったコネクタ装置の断面図である。
第5図は第4図のライン5−5に沿ったコネクタ装置の縦方向の断面図である。
第6図は第4図の円6の内部にある試験装置の拡大された断面図であり、フレキ シブルフィルム上のバッドの配置および対応するチップ端子を示す。
第7図は第4図の円7の内部のコネクタ装置の一部分の拡大された断面図であり 、インターフェイス回路板上のコネクタラインと共にフレキシブルフィルム上の バッドの配置を示す。
第8図はICグイとの電気接続の形成に適する本発明によるコネクタ装置の第2 の実施例の斜視図である。
第9図は第8図のライン9−9に沿った請求項8のコネクタ装置の断面図である 。
第10図は第8図のコネクタ装置と共に使用されるフレキシブルフィルムの上面 図である。
実施例の詳細な説明 第1図を参照すると、リード線のないチップキャリア60の試験装置としての使 用に適したコネクタ装置10の展開された斜視図が示されている。第1図に示さ れているチップキャリア60等のリード線のないチップキャリアは、キャリアの 外周80aの周囲に延在する複数の密集した端子61を含む。端子61はチップ キャリア60の外周に巻付けられて、上面60bから側面60aに沿ってチップ キャリア60の底面60cまで延在する。
装置10はコネクタ装置20、上部プレート30.フレキシブルフィルム層50 およびインターフェイス回路板45を含む。コネクタ装置20は紙ベースのフェ ノール樹脂のような絶縁体から構成される装置20はその上部の面20aに形成 された凹領域22を有する部材を含む。凹領域22はチップキャリア60の外周 の形に成形されている。凹領域22に適合するように大きさを変えられる高温ゴ ムの弾力層25も設けられている。弾力層25の厚さは実質的に凹領域22の深 さに一致する。
装置の上部プレート30もまた紙ベースのフェノール樹脂のような絶縁体から構 成されている。上部プレート30はチップキャリア60の外周の形に成形された 開口32を限定する開口フレームを含む。
さらに装置lOは、デュポン社により“K apton”という商品名で市販さ れているポリイミド等のフレキシブル絶縁材料の層を有するフレキシブルフィル ム50を含む。複数のコンダクタライン54がワイヤパターンで層50の表面5 0e上に形成されており、コンダクタラインは各端部で高くなっている導電バッ ド52および55によりそれぞれ終端されている。バッド52はチップキャリア 60上の端子と接続するように設置され、バッド55は以下において説明される ようにインターフェイス回路板45上に形成されたコンダクタラインと接触する ように設置されている。キャリア60は典型的に4つの側面全てにおいて端子を 有し、バッド52がキャリア端子金ての位置に対応するように配置されているが 、この実施例においてコンダクタライン54はフィルム50の2つの側面または 端部のみに設けられたバッド55と接続するように配置されている。
第3図は、第1図の仮想の円3に囲まれたフィルム50の一部分の拡大された斜 視図であり、より詳細にバッド55を示している。特定の一実施例において、バ ッドは約0.005インチの直径を有し、フィルム50の上面に約0.001イ ンチ延在している。
上部プレート30および装置プレート20は、第1図の展開図およびその組立て られた形状で装置を示す第2図に示されるようにフレキシブルフィルム層50お よび試験キャリア60をそれらの間に挾むように共同して配置されている。装置 プレート20はピン24aおよび24bを中心に回転する1対の両側のスプリン グクリップ23aおよび23bを具備する。第2図に示されている組立て構造に おいてスプリングクリップ23aおよび23bは、上部プレート30の上表面の 端部に対して回転し、装置の素子20.25.60および30を共に保持するた めに対応する溝31aおよび31b中に弾性で留められる。
装置プレート20、弾性層25および上部プレート30は、第6図に示されてい るようにそれらの間において電気接続を行なうようにバッド端子61の対応する ものと整列されたバッド52を有するチップキャリア60の底面80cの方向に フレキシブルフィルムを弾力を与えて押し付ける手段を提供する。フィルムの柔 軟性のために、それは平面でない装置の輪郭に適合することができる。
さらに装置10は、高温ゴムから構成された1対の弾性ブロック35および40 を含む。弾性ブロック35および40は、第4図に示されているようにプレート 20の底面に形成された1対の対応する凹領域21a、 21b中にはめ込まれ る。フレキシブルフィルム50の両端は、第2図および第4図に示されているよ うに装置20の下に折込まれているため、バッド55は下向きに面している。部 材20の対応した開ロア0、部材30の孔72およびフィルム50におけるスプ ロケット開口53(第1図)を通してはめ込まれたピン65により、この装置は インターフェイス回路板45の上面に対して押し付けられる。装置20に形成さ れたさら形量ロアロおよびインターフェイス回路板45に形成された対応する開 ロア7を通して複数のネジ75が挿入され、インターフェイス回路板45に対し て装置20の部材およびフィルム50を確実に引き降すようにナツト78によっ て固定されている。印刷配線パターンは回路板45の上面45aに限定され、導 電パッド47において終端されている複数のコンダクタライン4Bを含む。
インターフェイス回路板45のコンダクタラインパターンは、フィルム50の端 部が装置プレート20の下に折込まれるときにフィルム層50上に形成された高 くされた各バッド55の位置と適合するように配置される。ブロック21aおよ び21bは、第7図に示されるように回路板45の上に形成された対応する導電 パッド47に対して導電バッド55を弾力を与えて押付ける手実行するために電 子試験装置(図示されていない)と電気接続される。
インターフェイス回路板45から突出しているピン65は、装置が第2図に示さ れるように組立てられるときにコネクタ装置20に形成されている開ロア0およ び上部プレート30に形成された開ロア2の中にはめ込まれる。フィルム50の 位置は、ピン85によってインターフェイス回路板45および装置部材2oおよ び30に関して固定され、ピン65もまたフィルム5oの縦方向の縁部に沿って 形成されたスプロケット開口54の予め定められたものを通して適合されている 。したがってインターフェイス回路板45、装置部材20および3oおよびフィ ルム5oの相対位置はピン65、スプロケット開口54および開ロア0.72の 共同作用によって整列される。
第4図は第2図の装置の断面図であり、装置プレート20と上部プレート30と の間にチップキャリア6oおよびフレキシブルフィルム50が保持されている状 態を示す。上部プレー)30に形成された開口32は、フレームプレート3oの 上部内エツジ33aによって限定される。下向きのショルダ33は上部内エツジ 33aおよび底部内エツジ33bによって限定されている。チップキャリア60 の周辺エツジはショルダ33に向かって押付けられ、それによってキャリア80 の上向きの移動が抑制されている。
第5図の断面図は、チップキャリア6oの位置を一致させて開口32の中に保持 する手段を示す。この手段は角の凹部30c中に適合されたスプリング部材34 を含み、それはチップキャリア60の角80aに対して結合し、チップキャリア 6oの反対側の角60bを上部フレーム部材30の突出している角30dに向が って押付けている。この方法において開口32の内部におけるチップキャリア6 0の横方向の位置は、周辺端子61をフィルム50上のパッド52の位置と整列 するように非常に正確に固定される。さらにスプリング34は、装置1oの組立 て中にプレート特表千1−502451(4) 30中の位置にキャリア80を保持し装置を使い易くする。
フレキシブルフィルム50の上に形成された導電ライン54および高くなってい るパッド52.55は、光リソグラフ技術を使用することによって形成されても よい。好ましい技術が次に記載されている。K aptonフィルムは70ミリ メータ(ma+)幅で0.003インチの厚さのスプロケット状のストライプで 市販されており、一方の側面にはアリシナ州チャンドラ−にあるロジャーズ社製 の銅の堆積層がその上に形成されている。このベース素子は付着物を取り除かれ 、銅被覆された側面はE。
■、デュポン社により“RI 5TON”という商品名で販売されているような ドライフィルムフォトレジストによって約0.019インチの厚さになるまで被 覆される。
次にフォトレジスト層は、導電性ではない領域だけをフォトレジストによりマス クすることによってワイヤパターンを限定するために負のマスクネットワークを 通じて露光される。
フィルムのフォトレジストパターン面は約0.003インチの厚さの錫鉛層によ り電気めっきされる。
それからフォトレジストはフィルム面から除去されるため、錫鉛層が表面上で導 電性の領域だけを被覆する。錫鉛層は、フィルムの表面領域を被覆された非錫鉛 部分から銅層を選択的にエツチングし、銅には反応するが錫鉛には反応しないエ ツチング剤を使用する連続的な銅エツチングステップから下部の銅層を保護する パターン限定マスクとして作用する。
この時点でコンダクタラインパターンが限定される。パターン化された錫鉛層は まだ銅が除去された領域を被覆しているため、コンダクタラインの厚さは電気め っきに必要とされるならば増加されてもよい。錫鉛は、錫鉛に反応するが銅には 反応しない溶液を使用して連続的に除去される。
次のステップはフィルムの表面をフォトレジストにより約0.019インチの厚 さに再び被覆することである。フォトレジストは導電パッド52および55を限 定して連続的に現像される負のマスクまたはアートワークを通じて露光される。
フォトレジスト層は、その中の開口によって限定された導電パッドの大きさおよ び位置と共にパターン化される。それからフィルムは約0.001インチの厚さ まで銅により電気めっきされ、次に約o、ooooeoインチの厚さまで金によ り電気めっきされる。
次にフォトレジストはフィルム50の構造を完了するために除去される。
装置10によってワイヤボンディング、脆弱な金属ウィスカ接続またははんだ付 は接続を使用せずに、リード線のないチップキャリアの端子との非接着電気接続 を行なうことができる。さらに第1図乃至第7図の装置は比較的安価に構造する ことができ、丈夫でその動作の信頼性が高い。フレキシブルフィルムはリード線 のないチップキャリア上の周縁端子を形成するのと同様のアートワークを使用す ることにより構成されてよく、フィルム上の導電パッドおよびコンダクタライン の位置の正確さを保証する。付加的な利点は、フィルム50が使用されて擦り切 れる度にそれを容易にかつ安価に取り変えることができることである。
ピン65によって整列され、ねじ75および78によって回路板45に固定され た装置20およびフィルム50により、装置lOはチップキャリア60の速い挿 入、試験および除去に適したものとなる。挿入および除去は、通常はキャリア6 0によりフィルム50および装置20に対して上部プレート30を選択的に固定 するためにスプリングクリップ23a、 23bを使用することによって達成さ れ、ピン65は上部プレート30の位置をフィルム50および装置20と整列さ せるように使用される。フィルムを交換するためにねじ75が取り除かれて、装 置20およびフィルム50をインターフェイス回路板45に対して固定された位 置から自由にする。
第1図乃至第7図の実施例は特にうまくリード線のないチップキャリア試験に適 合されているが、本発明は集積回路ダイ、印刷配線板等の他の電気装置とのはん だ付けのない接着接続を行なうために使用されてもよい。
ICダイの電気試験に適した代わりの実施例が第8図乃至第10図に示されてい る。試験装置100が第8図の斜視図に示されている。一般に装置はインターフ ェイス回路板110、コンダクタライン122のパターンおよび複数のパッド1 24を有するフレキシブルフィルム120、ホルダーブラケット140 。
インデックスおよび整列スタッド150および真空ステム160を有する。装置 はICダイ170上に形成された導電端子パッドとの電気接続を行なうために使 用される。
インターフェイス回路板110は、第1図乃至第7図の実施例のインターフェイ ス回路板45と同様に機能する。回路板110は、フィルムの末端が上記に記載 された同じ方法で第1図乃至第7図においてフィ′ルム50に関して下に折込ま れるときにフィルム120のコンダクタライン122の末端端子における特定の パッド126の位置(第1O図)に適合するように配列されたコンダクタライン 114のパターンを有する。コンダクタライン114は、電気試験装置(図示さ れていない)をフレキシブルフィルムのパッド126に電気接続する手段を提供 する。
1対の細長い圧力プレート106および108は、フィルム120の折込まれた 端部を回路板110上に形成されたコンダクタワイヤパターンに対して圧縮する ために使用される。部材106および108の底面は、それぞれ高温ゴムの層1 07および109によって被覆されている(第9図)。これらの層は回路板11 0に対してフィルム120を弾性的に押付ける手段を構成する。ねじ113は部 材106および10gを適切な位置に固定する。
フレキシブルフィルム120は、フィルム120の端部がスプロケットホールを 形成されていないことを除き、第1図乃至第7図のフレキシブルフィルム50と 同様に機能する。フィルム120は複数の分布して整列した開口125を具備し く第10図)、フィルム120が第8図および第9図に示されるように回路板1 10上に位置されるとき、これらの開口が整列したピン112を受ける。高くさ れたパッド124の位置は、ICダイ170の底面172(第9図)に設けられ た接続端子(図示されていない)の位置に一致する。ある例示においてパッド1 24はフィルム120の表面に約0.001乃至0.002インチの厚さで延在 する。ダイ端子は、典型的に外部の保護酸化層を通して開口をエツチングした結 果としての露光された金属層の露光部分である。したがってこの例に対してダイ 端子は酸化層のレベルより下に位置し、パッド124はダイ端子に達する十分な 厚さでフィルム120の表面上に延在しなくてはならない。
コンダクタラインおよびバッドパターンを有するフレキシブルフィルム120は 、フィルム50に関する上記の説明と同様の方法で製造することができる。パッ ド124の位置を決定するICダイバッド端子を構成するために使われるアート ワークを使用することは、パッド124の適切なパターンの構造を保証するもの である。
ホルダーブラケット140およびスプリング負荷ねじスタッド150は、ICダ イを弾性的にフィルム120の上面120aに対して押付ける手段を提供する。
スタッド154)はブラケット140に形成された開口142を通って延在し、 さらに第9図において詳細に示されているようにインターフェイス回路板110 に形成されたねじ孔118に適合されている。コイルスプリング152は力をホ ルダーブラケット140に加える手段を与えている。第9図に示されているよう に凹部128はスタッド150間の回路板110の中に形成され、弾性の高温ゴ ムの層129は凹部に適合されている。ゴム層129の厚さは、凹部128の深 さに一致する。
スロット開口144は、ICダイ170をブラケット140の下方に挿入するた めにブラケット140のホルダー中に形成され、ブラケットの下に設けられてい る間にその中に挿入することを可能にする。スプリング152の力で上方に移動 されたブラケット140によってオペレータはICダイをフィルム120の表面 上に位置するために真空グリッパを具備するプローブ160を使用する。それか らブラケット140は、フィルム120の表面に向かってダイ140に力を加え るためにICダイ140の上に降ろされる。スプリングによって加えられた力は それ程大きくはないため、ダイはフィルム124上のパッド124に関してその 位置を決定するために横方向に移動されることができる。オペレータは、いつダ イ端子がフィルム120のパッドに接して設けられるかを触感機能を通じて決定 する。ゴム層129はフィルムを弾性的に支持し、フィルムをダイ170の底面 172の輪郭に適合させる。このようにしてダイ170は、連続的な電気試験を するために固定される。
一度試験が完了すると、ブラケット140はスプリング152の力に抗して上方 に移動され、またダイはプローブ160によって除去される。したがってダイ1 70は素速く簡単に挿入され、装置100から除去される。
ICダイを温度循環する間に試験能力を提供するために、ヒーター素子がブラレ ット140に設けられてもよい。このような素子は抵抗素子180として第8図 および第9図に図示されている。
フレキシブルフィルム120は第10図の上部平面図にさらに詳細に示されてい る。末端部分120cおよび120dは、破線127aおよび127bにそれぞ れ沿って折込まれ、第8図および第9図に示されているようにフィルムのメイン の部分120eの下に配置される。インターフェイス回路板に関するフィルムの 位置は、フィルム120に形成された対応する開口を通る整列ピン112の挿入 によって固定される。
装置100は、脆弱なワイヤウィスカまたはプローブ、ワイヤボンドもしくはは んだ付は接続を使用せずにICダイの端子バッドへの接続を保証する能力を提供 する。装置はフィルム120を交換するだけで異なるICダイ構造への電気接続 に対して容易にかつ安価に適用され得る。異なるフィルム120はそれぞれのダ イ構造に対して製造される。
上記において説明された実施例は、単に本発明の原理を表わす可能な特定の一例 を記載していることが分る。他の装置は、これらの原理にしたがって発明の技術 的範囲を逸脱することなく当業者により容易に案出されるものである。
F/G、8 llllm7A11#T@、 PC■υS 88100120国際調査報告

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電気装置の表面上の予め定められたパターン中に位置する複数の接続端子 を有する前記電気装置と接着しない電気接続を行なう装置において、 その上に形成された導電ワイヤパターンを有し、その上に形成され、前記装置の 接続端子パターンに対応するパターンで前記フィルムの表面に延在する第1の導 電パッドの組を含み、複数のコンダクタラインが前記第1の導電パッドの組の各 パッドとそれぞれ接続されているフレキシブルフィルムと、前記電気装置の対応 する端子と整列された前記第1の導電パッドの組の前記各パッドを有する前記フ レキシブルフィルムを前記電気装置の表面に対して弾性的に押し付ける手段とを 具備し、前記電気装置の端子と前記フィルムの前記第1の導電パッドの組との間 において電気接続が行われ、前記電気装置の前記表面に対して前記フレキシブル フィルムを押し付ける手段は、 (i)実質的に前記装置の表面と一致し、前記フレキシブルフィルムを支持する 第1の輪郭表面を有する弾力性材料の第1のコネクタ構成部材と、 (ii)実質的に露出された前記装置端子により前記電気装置を支持する第2の コネクタ構成部材と、(iii)前記フレキシブルフィルムに対して押し付けら れた前記電気装置の前記露出表面を前記第1の部材の方向に前記第2の部材に取 外しできるように押し付ける手段と、(iv)前記電気装置の前記露出表面が前 記フレキシブルフィルムに対して押し付けられている間に、前記装置接続端子を 前記フィルムパッドと整列する手段とを備え、さらに、 前記各コンダクタラインと前記第1の導電パッドを通じて前記電気装置との電気 接続を行なうために前記フィルム上に形成された前記各コンダクタラインに電気 的に接続する手段を備えていることを特徴とする装置。
  2. (2)前記電気装置はリード線のない集積回路キャリアを含む請求項1記載の装 置。
  3. (3)前記電気装置はリード線のない集積回路ダイを含む請求項1記載の装置。
  4. (4)前記各コンダクタラインと電気的に接続する前記手段は、 (i)少なくとも前記フィルムの第1の端部に隣接する前記フレキシブルフィル ムの前記表面上に予め定められたパターンで形成された第2の高くされた導電パ ッドの組と、(ii)表面上に形成されたコンダクタラインのパターンを有する インターフェイス回路板と、 (iii)前記第2のパッドの組を支持する前記フィルム表面の一部分が前記第 1のパッドの組を支持するフィルム表面の一部分と反対側に面するように前記フ ィルムの下に折込まれる前記フィルムの前記第1の端部と、 (iv)コンダクタラインのパターンを有する前記インターフェイス回路板の前 記表面に対して前記第2の導電パッドの組を支持する前記フィルム表面の前記一 部分を押し付ける手段と、 (v)前記フィルム上の前記第2のパッドの組の前記各パットが前記インターフ ェイス回路板上に形成された前記コンダクタラインの対応するラインと電気接続 するように、フィルムの位置を前記インターフェイス回路板上に形成されたコン ダクタラインに関して整列する手段とを含む請求項1記載の装置。
  5. (5)前記インターフェイス回路板の前記表面に対して前記フィルム表面の前記 一部分を押し付ける前記手段は、その間に設けられたフィルムの前記第1の端部 を有する前記インターフェイス回路板の前記表面に対して前記第1の構成部材を 固定する固定手段を含む請求項4記載の装置。
  6. (6)前記装置接続端子を前記パッドと整列する手段およびフィルムの位置を前 記インターフェイス回路板上に形成されたコンダクタラインに関して整列する手 段は、(i)前記インターフェイス回路板の前記表面から延在する複数の整列ピ ンと、 (ii)前記各第1のコネクタ構成部材、前記各第2のコネクタ構成部材および 前記フレキシブルフィルムを通って予め定められた位置に形成された複数の対応 する整列開口とを含む請求項4記載の装置。
  7. (7)前記フレキシブルフィルムはポリイミド材料から製造される請求項1記載 の装置。
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