Контактное устройство для измерения параметров бескорпусных элементов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 Р 31/26

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

"; Ф» и б" 4ЮУ АМ%+ ФЗЪФР t D Ъt 4

Q0

Ф 4 >

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4789150/21 (22) 07,02.90 (46) 15,12.92. Бюл. N 46 (71) Научно-производственное объединение

"Сатурн" (72) В,Г. Папуш (56) Авторское свидетельство СССР

N.1429200,,кл, Н 01 P 5/08 1987.

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для измерения бескорпусных элементов (микросхем, транзисторов), имеющих только контактные площадки без выводов при проверке рабочих режимов по постоянному току, а также ьа рабочих частотах (СВЧ).

Известно устройство, имеющее контактные иглы для контроля ИС. Контактирование с каждой" контактной площадкой измеряемого прибора осуществляется иглами с шаровой поверхностью на конце, Каждая игла проходит вертикально в направляющем отверстии и совмещается с контактной площадкой ИС. Иглы подпружиниваются. Приближают измеряемую ИС контактными площадками, обращенными к шаровым поверхностям игл. Далее совмещаются контактные площадки и шаровые поверхности игл и перемещаются взаимно до получения надежного контакта всех игл, Известно устройство для измерения параметров бескорпусных СВЧ транзисторов

Головка измерительная" 2.744.009, разработанная предприятием-заявителем, Контактирование с контактными площадками транзисторов производится заостренными дугооб разными контактными пружинами, припаянными к микрополосковым линиям измерительной головки, Тран/ . Ж 1781647 А1 (54) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗ-МЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ БЕСКОРПУС-: .

НЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (57) Сущность изобретения; устройство содержит контактные элементы (1), закрепленные на концах проводников из отожжен ной проволоки (2). На ловителях (3) установлена эластичная пластина (4), снабженная прижимом (5), 1 ил. зистор размещается на торце штыря, вводимого в зону контактирования снизу. Затем контактные площадки транзистора совмещаются с заостренными концами дугообразных пружин, путем поворота штыря вокруг своей оси и перемещения по его торцу кристалла транзистора, Процесс контактирования контролируется визуально с помощью микроскопа.

Известно устройство для измерения параметров бескорпусных элементов, принятое в качестве прототипа. Входной и выходной отрезки компланарной линии выполнены на единой подложке из эластичного материала. Уменьшение разрушающего действия при контактировании достигается тем, что контактные элементы на концах копланарной линии являются локальными электропроводящими утолщениями, которые не разрушают контактных площадок транзисторов или ИС, При прижиме диэлектрическим упором подложки сверху происходит соприкосновение части локальных утолщений на концах копланарной линии с контактными площадками измеряемой ИС, Затем при увеличении силы прижима, эластичная подложка изгибается и происходитт контактирование оставшихся локальных утолщений. Однако это дополнительное увеличение прижима может вызвать разру1781647 шение кристалла бескорпусного элемента.

Локальные электропроводящие утолщения на концах токоведущих проводников при контактировании жестко подпружинены только за счет эластичности при прогибе 5 подложки, что может привести к разрушению измеряемого транзистора, т.к. подложка ком план арной линии обладает достаточной жесткостью.

В прототипе локальные утолщения дол- 10 жны по форме приближаться к полусфере.

Тогда площадь соприкосновения локального утолщения к. подложке равна площади поперечного сечения сферы. При этом эластичность подложки будет недостаточна для 15 неразрушающего контакта с ИС.

В прототипе при контактировании одновременно 4-х контактов и изгибе подложки по дуге в одной плоскости устойчивы могут быть только три контактных пары, что 20 приведет к ненадежности контактов и ненадежности измерений. Визуально затруднено совмещение контактных площадок и локальных утолщений, т.к. локальные утолщения закрыты для наблюдения отрезками 25 компланарных линий. на которых они образованы, даже при прозрачной подложке.

Целью изобретения является повышение надежности за счет увеличения стабильности контактирования, 30

Для повышения стабильности измерений необходимы надежные контакты внешних цепей измерительного устройства и контактных площадок измеряемого полупроводникового прибора. При контактиро- 35 вании предлагается использовать проволочные выводы с шариками на концах.

Шарики должны иметь диаметр не больше контактной площадки, чтобы иметь воз- 40 можность наблюдать их совмещение, и чтобы была минимальной емкостная связь между шариками, расположенными на соседних контактных площадках. Проволока выводов от u,àðèêîâ не должна обладать 45 пружинными свойствами, т.к, прижим осуществляется за счет пружинного эффекта пары шарик-пластина, а предварительное совмещение шарика и контактной площадки осуществляется подгибом проволоки. 50

Для этого проводники необходимо подвергнуть предварительному отжигу, Необходимое количество проволочных выводов с шариками на концах располагают планарно в одной плоскости и крепят к контактным 55 площадкам измерительной схемы, Процесс совмещения шариков с контактными площадками визуально контролируется, Сверху накладывается и прижимается прозрачная эластичная пластина на ловители, препятствующие перемещению пластины в горизонтальной плоскости.

Сквозь прозрачную эластичную пластину уточняется совмещение. Шарики должны иметь твердость, соизмеримую или меньwe твердости покрытия контактных площадок полупроводникового прибора, во избежание деформации и разрушения контактных площадок, Верхней полусферой шарики создают в эластичной пластине лунки, чем достигается пружинный эффект. При этом выбирается даже возможная разница в диаметрах шариков и создается надежный контакт всех шариков с контактными площадками измеряемого полупроводникового прибора при измерении.

На чертеже дан пример выполнения контактного устройства, Производилось измерение описываемым контактным устройством параметров

C8Ч GaAs полевых транзисторов 1

3.365.008 производства предприятия-заявителя, имеющих контактные площадки 2 размером 100х100 мкм. Были изготовлены . шарики 3 совместно с проволочными выводами 4 на сварочной установке типа ЭМ439. Проволочные выводы и четыре шарика были изготовлены из. золота Кр3л,999,90.02. При этом диаметр шариков 40 мкм.

Свободными концами проволочные выводы были соединены с микрополосковыми выводами устройства и далее с измеритель- . ной установкой. Шарики 3 были установлены на контактные площадки 2 при контроле через микроскоп типа МБС-10. Затем на ловители 5 устанавливалась эластичная прозрачная пластина 6(пленка из полиамидной смолы ПМ, ТУб-19-121-89) толщиной 30 мкм, После этого был осуществлен прижим пластины 6 к шарикам 3 упором 7 по периметру пластины 6 с усилием до появления лунок в пленке 6 от каждого шарика. что хорошо наблюдается через микроскоп. Заявляемое контактное устройство было применено при определении работоспособности полевых

GaAs транзисторов при охлаждении до температуры кипения жидкого азота 77К, Это дает возможность отбора соответствующих транзисторов для их работы в охлаждаемых устройствах с целью получения предельно низких шумовых температур.

Предлагаемое контактное устройство может быть применено при измерении параметров бескорпусных транзисторов для их отбора.

Заявляемое контактное устройство является инструментом не разрушающего контроля бескорпусных транзисторов, микросхем и др. на рабочих частотах, что дает возможность отбирать транзисторы по

1781647

Составитель В.Папуш

Техред М.Моргентал

Редактор С.Козлова

Корректор H.Ìèëþêîâà

Заказ 4273 Гирдж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 группам. например, по шумовой температуре, по коэффициенту усиления и т.д.

Формула изобретения

Контактное устройство для измерения параметров бескорпусных элементов, включающее контактные элементы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что. с целью повышения надежности контактирования, контактные элементы выполнены в виде шариков диаметром, не большим меньшей стороны кон» тактной площадки измеряемого элемента, из электропроводящего материала с твер5 достык, равной или меньшей твердости покрытия контактных площадок, закрепленных на концах проводников из отожженой проволоки.