DE4012839A1 - Pruefvorrichtung zum pruefen von elektrischen oder elektronischen prueflingen - Google Patents
Pruefvorrichtung zum pruefen von elektrischen oder elektronischen prueflingenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. dem Oberbegriff des
Anspruches 2.
Derartige Prüfvorrichtungen sind in zahlreichen Aus
führungen bekannt (bspw. US-PS 44 43 756 und
45 28 500; DE-OS 23 64 786. DE-C2 33 43 274. Jahrbuch
der Deutschen Gesellschaft für Chronometrie e.V., Band
30, S. 269-276). Den bekannten Prüfvorrichtungen ist
gemeinsam, daß sie dem Kontaktieren von Prüfpunkten
des jeweiligen Prüflings dienende Kontaktnadeln oder
Federkontaktstifte aufweisen, denen gemeinsam ist, daß
ihre zulässigen geringsten Mittenabstände voneinander
verhältnismäßig groß sind.
Unter einem Tastpunkt der Prüfvorrichtung ist eine
Stelle verstanden, welche dazu geeignet ist, falls ihr
beim Prüfen eines Prüflings ein Prüfpunkt des Prüf
lings gegenübersteht, diesen Prüfpunkt mit dem Prüf
schaltungssystem der Prüfvorrichtung zwecks Über
tragung von Prüfsignalen zu verbinden. Der einzelne
Tastpunkt kann durch eine einzige Fläche oder durch
mehrere Flächen gebildet sein. Diese Fläche oder diese
Flächen können vorzugsweise punktartig sein, jedoch
auch andere Ausbildungen haben, bspw. linienförmig,
kreisringförmig usw.
Ein Prüfpunkt des Prüflings ist eine Stelle oder eine
Mehrzahl von Stellen des Prüflings, der oder den von
dem Prüfschaltungssystem der Prüfvorrichtung über
einen ihr gegenüberstehenden Tastpunkt dieser
Prüfvorrichtung Prüfsignale zugeleitet oder von der
oder den Prüfsignale über den betreffenden Tastpunkt
der Prüfvorrichtung zum Prüfschaltungssystem
übertragen werden können. Ein Prüfpunkt des Prüflings
kann bspw. mindestens eine Stelle einer Leiterbahn,
eines Pads, eines metallischen Anschlusses, einer
elektrischen oder elektronischen Komponente des
Prüflings, einer Buchse oder dergleichen sein.
Ein Prüfsignal kann bspw. ein elektrischer Strom, eine
elektrische Spannung oder dergleichen sein, die über
einen Tastpunkt der Prüfvorrichtung einem zugeordneten
Prüfpunkt des jeweiligen Prüflings zugeleitet bzw.
mittels eines Tastpunktes der Prüfvorrichtung von
einem Prüfpunkt des Prüflings zwecks Zuleitung zum
Prüfschaltungssystem der Prüfvorrichtung abgeleitet
wird. Das Prüfschaltungssystem der Prüfvorrichtung
prüft dann bspw., zwischen welchen Prüfpunkten des
jeweiligen Prüflings ein Prüfsignal übertragbar ist.
Das Prüfsignal kann dem Prüfen dienen, zwischen
welchen Prüfpunkten des betreffenden Prüflings
elektrische Verbindungen bestehen, bspw. durch
Leiterbahnen des Prüflings bewirkte elektrische
Verbindungen oder unerlaubte Kurzschlüsse. Auch kann
auf diese Weise festgestellt werden, ob zwischen
vorbestimmten Prüfpunkten, die elektrisch miteinander
verbunden sein sollen, unerlaubte Unterbrechungen
vorliegen, die wie unerlaubte Kurzschlüsse ebenfalls
Fehler des Prüflings darstellen. Prüfsignale können
gewünschtenfalls auch Meßzwecken dienen, bspw. dem
Messen von Eigenschaften elektronischer Komponenten
von Prüflingen oder ob solche Eigenschaften
vorbestimmte Toleranzen nicht überschreiten usw. In
dem die Prüfsignale erzeugenden Prüfschaltungssystem
der Prüfvorrichtung werden dann die Prüfsignale bzw.
das Ausbleiben zurückzuleitender Prüfsignale
dahingehend ausgewertet, ob der jeweilige Prüfling
elektrisch fehlerfrei oder fehlerhaft ist, wobei die
Fehlerstellen eines Prüflings auch angezeigt oder
koordinatenmäßig auf sonstige Weise ausgedruckt werden
können. Auch andere Möglichkeiten bestehen.
Bei den bekannten Prüfvorrichtungen der eingangs ge
nannten Art ist jeder Tastpunkt durch den Kopf oder
die Spitze eines metallischen Kontaktstiftes gebildet,
der bspw. aus Stahl, Kupfer-Beryllium oder dergl.
besteht. Der Kontaktstift kann ein axial federnd
abgestützter Stift sein, oder eine gebogene oder
gerade Nadel, die als Biegefeder oder Knicknadel
wirkt. Oder er kann ein Federkontaktstift sein. Den
bekannten Kontaktstiften ist gemeinsam, daß sie
relativ viel Platz beanspruchen. Dies beschränkt die
Anwendung solcher Prüfvorrichtungen und ihrer
Prüfmöglichkeiten.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Prüfvor
richtung der eingangs genannten Art zu schaffen,
welche besonders geringe Mittenabstände benachbarter
Tastpunkte ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in
Anspruch 1 angegebene Prüfvorrichtung gelöst. Eine
erfindungsgemäße Prüfvorrichtung gemäß einer zweiten
Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 2 beschrieben.
Unter dem Ausdruck "auf Halbleiterbasis" ist
verstanden, daß die H-Platte nur aus einem Halbleiter
besteht oder auch noch zusätzliche Komponenten oder
dergl., bspw. Dotierungen, metallische Beschichtungen
usw., aufweisen kann. Der Halbleiter kann ein Elemen
tarhalbleiter (ein Elementarhalbleiter besteht aus
einem einzigen chemischen Element, bspw. aus Silizium)
oder ein Verbindungshalbleiter (brit.: compound
semiconductor; ein Verbindungshalbleiter enthält
mehrere chemische Elemente, z.Bsp. GaAs) oder ein
sonstiger Halbleiter sein.
Indem gemäß Anspruch 1 an einer auf Halbleiterbasis
hergestellten Platte selbst Tastpunkte vorgesehen
sind, vorzugsweise alle Tastpunkte, können diese
Tastpunkte extrem kleine Mittenabstände voneinander
haben und so in bisher auch nicht entfernt
erreichbarer Dichte (Dichte = Anzahl der Tastpunkte
pro Flächeneinheit) angeordnet sein. Auch bei der
Prüfvorrichtung nach Anspruch 2 sind hohe Dichten der
Tastpunkte mit entsprechend dünnen Kontaktnadeln
erreichbar, da durch Widerlager an der H-Platte
kleinere Mittenabstände benachbarter Kontaktnadeln
als bei bekannten Prüfvorrichtungen mit Kontaktnadeln
möglich sind. Auch ist es möglich, an einer
Prüfvorrichtung sowohl Kontaktnadeln als auch durch
die oder mindestens eine H-Platte gebildete Tastpunkte
vorzusehen, um so bspw. Prüflinge auf einfache Weise
prüfen zu können, bei denen zuerst eine Prüfung
mittels nur durch Kontaktnadeln kontaktierten Stellen
durchgeführt wird und dann der Prüfling näher an die
mindestens eine H-Platte herangeführt wird, so daß
nunmehr auch an ihr vorgesehene Tastpunkte an einer
zweiten Prüfung zusammen mit den Kontaktnadeln
mitwirken können. Es ist jedoch möglich und in vielen
Fällen vorteilhaft, die Tastpunkte der Prüfvorrichtung
entweder nur an ihrer mindestens einen H-Platte oder
nur an Kontaktnadeln vorzusehen.
Die Prüfvorrichtung kann zweckmäßig ein die
elektrische Prüfung des jeweiligen Prüflings
durchführendes Prüfschaltungssystem aufweisen, das
Schaltmittel zum elektrischen Anschließen von
Tastpunkten der Prüfvorrichtung an das
Prüfschaltungssystem aufweist, wobei bei der Prüfung
eines Prüflings zwischen Tastpunkten der
Prüfvorrichtung und ihnen gegenüber befindlichen
Prüfpunkten des Prüflings von dem Prüfschaltungssystem
bewirkbare Prüfsignale übertragbar sind, die in dem
Prüfschaltungssystem daraufhin auswertbar sind, ob der
Prüfling elektrisch fehlerfrei ist oder nicht. Dieses
Prüfschaltungssystem der Prüfvorrichtung kann
vorzugsweise mindestens teilweise, oft zweckmäßig ganz
oder im wesentlichen in die mindestens eine H-Platte
integriert sein. Die H-Platte kann aus einem einzigen
Bauelement bestehen, vorzugsweise aus einem Wafer oder
einem Chip. Sie kann jedoch auch aus mehreren
Bauelementen zusammengesetzt sein, vorzugsweise aus
mehreren Wafern oder Chips, die zu der H-Platte
zusammengesetzt sind, bspw. durch Kleben praktisch
abstandslos miteinander verbunden oder auf einer
gemeinsamen Fläche eines Trägers angeordnet und zu der
H-Platte direkt oder über die sie tragende Fläche
miteinander verbunden sind. Es ist in vielen Fällen
auch zweckmäßig, daß die Prüfvorrichtung mindestens
zwei H-Platten aufweist, die in Abständen voneinander
in einer Tragvorrichtung angeordnet sind, bspw. dann,
wenn durch die Prüfvorrichtung jeweils simultan
mehrere Prüflinge geprüft werden sollen, wobei dann
jedem der gleichzeitig zu prüfenden Prüflinge jeweils
eine H-Platte der Prüfvorrichtung zugeordnet ist. Oder
es kann auch vorgesehen sein, daß im Falle von
Prüflingen, deren Prüfpunkte auf Felder verteilt sind,
die zwischen sich nicht unerhebliche Abstände haben,
dann jedem solchen Feld oder Gruppen von Feldern je
eine H-Platte der Prüfvorrichtung für die Prüfung
zugeordnet wird.
Wenn die H-Platte als Chip ausgebildet ist, kann er
bspw. die Größe eines Wafers haben. Man könnte ihn
dann zumindest in vielen Fällen auch als Riesenchip
bezeichnen.
Auch kann die Prüfvorrichtung kostengünstig herstell
bar sein und extrem viele Tastpunkte aufweisen. Vor
teilhaft kann sie viele Tausende von Tastpunkten,
insbesondere Hunderttausende oder Millionen oder sogar
viele Millionen von Tastpunkten erhalten. Die Kosten
der Prüfvorrichtung pro Tastpunkt sind oder können
erheblich niedriger sein als die Kosten herkömmlicher
Prüfvorrichtungen. Auch ist die erfindungsgemäße Prüf
vorrichtung weniger störanfällig und kann baulich
kleiner und kompakter als herkömmliche Prüfvor
richtungen ausgebildet sein und eröffnet auch neue
Möglichkeiten der Prüfung von Prüflingen.
So kann oft zweckmäßig anstelle des Kontaktierens von
Prüfpunkten durch Tastpunkte vorgesehen sein, daß alle
oder eine Teilanzahl der Prüfpunkte von Prüflingen
durch Tastpunkte der Prüfvorrichtung berührungslos
getastet werden, worunter verstanden ist, daß den
betreffenden Prüfpunkten die Prüfsignale von den ihnen
im Abstand gegenüberstehenden Tastpunkten berührungs
los übermittelt und an den zugeordneten Tastpunkten
von den Prüfpunkten berührungslos empfangen werden
können. Auch kann oft zweckmäßig vorgesehen sein,
einen Pad, einen Endbereich einer Leiterbahn oder eine
sonstige Stelle eines Prüflings nicht mehr wie bisher
durch jeweils einen einzigen Tastpunkt zu kontak
tieren, sondern mehrfach oder vielfach durch Tast
punkte gleichzeitig zu kontaktieren oder berührungslos
zu tasten, also entsprechend viele Prüfpunkte an der
betreffenden Stelle des Prüflings vorzusehen und
hierdurch die Sicherheit der Prüfung zu erhöhen.
Auch können neue Prüfungsgebiete erschlossen werden,
wie sie bisher der Prüfung durch Kontaktstifte
aufweisende herkömmliche Prüfvorrichtungen nicht
zugänglich waren, u.a. können stärker miniaturisierte
und höher integrierte Mikroelektroniken ebenfalls
durch erfindungsgemäße Prüfvorrichtungen auf einfache
Weise geprüft werden, die der Prüfung durch die
bisherigen, Kontaktstifte aufweisenden
Prüfvorrichtungen nicht zugänglich waren. Auch können
die Tastpunkte in so engem Raster angeordnet sein, daß
die den Tastpunkten frei gegenüberliegenden
Leiterbahnstrukturen und Pads der Prüflinge
rasterartig abgebildet und visuell oder selbsttätig
auf Fehlerfreiheit geprüft werden können.
Vorzugsweise kann zumindest die Vorderseite der
H-Platte oder mindestens einer H-Platte der Prüfvor
richtung eine mikromechanisch hergestellte Struktur
aufweisen, wobei vorzugsweise vorgesehen sein kann,
daß die Tastpunkte und/oder die Widerlager für
Kontaktnadeln an mikromechanisch hergestellten
Strukturen dieser Oberfläche der H-Platte angeordnet
oder vorgesehen sind.
Die H-Platte kann vorzugsweise so ausgebildet sein,
daß sie für einige, besonders zweckmäßig für alle
oder fast alle ihr zugeordneten Tastpunkte mindestens
je einen Halbleiterbezirk aufweist, der mindestens ein
p-Gebiet und/oder mindestens ein n-Gebiet aufweist,
welches Gebiet bzw. welche Gebiete vorzugsweise stark
dotiert sein können. Unter einem p-Gebiet ist ein
durch Dotierung oder auf sonstige Weise erzeugtes,
elektrisch leitfähiges Gebiet der H-Platte verstanden,
das im Überschuß (Majorität) Löcher positiver
Polarität (auch Defektelektronen genannt) aufweist.
Unter einem n-Gebiet ist ein dotiertes oder auf
sonstige Weise erzeugtes, elektrisch leitfähiges
Gebiet verstanden, das im Überschuß Elektronen
aufweist. In diesem Zusammenhang sei auch ausgeführt,
daß das Halbleitermaterial der H-Platte bzw. ihrer
Bauelemente undotiert oder im Ganzen oder
bereichsweise dotiert sein kann.
Die H-Platte oder, wenn sie aus mehreren Bauelementen
zusammengesetzt ist, jedes dieser Bauelemente kann
vorzugsweise als Einkristall oder auf der Basis eines
Einkristalles eines Halbmetalles, also eines Halb
leiters, hergestellt sein, sei es in einschichtigem
oder mehrschichtigem Aufbau. Vorzugsweise kommen
Halbmetalle in Frage, die gute elastische Eigen
schaften haben, und zwar sowohl Elementarhalbleiter
aus einem einzigen Element (z.B. Si, Ge), als auch
Verbindungshalbleiter, die zwei oder mehr Elemente
enthalten (z.B. GaAs). Besonders zweckmäßig ist
Silizium.
In manchen Fällen kann die H-Platte oder mindestens
eines ihrer Bauelemente polykristallin oder in
Sonderfällen auch amorph auf der Basis von Halbmetall,
d.h. auf Halbleiterbasis, hergestellt sein.
Bei bevorzugten Ausführungsformen sind zumindest
einige, vorzugsweise alle oder fast alle Tastpunkte
bzw. Widerlager an Vorsprüngen der dem jeweiligen
Prüfling zugewendeten Vorderseite der mindestens einen
H-Platte vorgesehen. Diese Vorsprünge können
vorzugsweise auf mikromechanischem Wege hergestellt
sein. Sie können vorzugsweise ungefähr zylindrische
Gestalten haben mit beispielsweise runden oder
eckigen, beispielsweise ungefähr quadratischen
Querschnitten oder sie können auch andere Gestalten
haben, vorzugsweise auf mindestens einem Teilbereich
ihrer Längen sich verjüngen, beispielsweise als
Kegelstümpfe, Kegel, Pyramidenstümpfe, Pyramiden oder
dergleichen ausgebildet sein.
Mindestens einigen, vorzugsweise allen oder fast allen
Tastpunkten kann zweckmäßig ein Bezirk der H-Platte
zugeordnet sein, der ein p-Gebiet und/oder ein
n-Gebiet aufweist, das am Leiten der durch diesen
Tastpunkt übertragbaren Prüfsignale mitwirkt oder das
p-Gebiet bzw. n-Gebiet eines solchen Bezirks kann auch
den betreffenden Bezirk selbst bilden. Ein solches
Gebiet kann dabei vorzugsweise ein p-Gebiet bzw.
n-Gebiet einer in die betreffende H-Platte inte
grierten elektrischen Komponente sein, insbesondere
eines Transistors oder einer Diode, der bzw. die am
Schalten, Sperren oder Gleichrichten der dem
zugeordneten Tastpunkt vom Prüfschaltungssystem
zuleitbaren und von ihm zum Prüfschaltungssystem
ableitbaren Prüfsignale dient oder hieran mitwirkt.
Eine solche elektronische Komponente ist in die
betreffende H-Platte bzw. das deren betreffendes
Bauelement integriert und bildet so auch eine
Komponente des Prüfschaltungssystems selbst.
Wenn das Prüfschaltungssystem ganz oder teilweise in
die mindestens eine H-Platte der Prüfvorrichtung
integriert ist, können die betreffenden elektronischen
Komponenten, Leiterbahnen oder dergleichen an der
Vorderseite und/oder an der Rückseite und/oder im
Inneren der H-Platte bzw. des oder der betreffenden
Bauelemente integriert sein. Elektrische Leiter, wie
Leiterbahnen oder dergleichen, können durch metal
lische Beschichtungen, Durchkontaktierungen oder durch
sonstige in der Mikroelektronik anwendbare Maßnahmen
gebildet sein. Insbesondere dann, wenn die einzelne
H-Platte bzw. jedes ihrer Bauelemente auf der Basis
eines Silizium-Einkristalles hergestellt ist, haben
mikromechanisch hergestellte Vorsprünge der H-Platte
ausgezeichnete federnde Eigenschaften, die denen von
Federstahl vergleichbar sind.
Tastpunkte aufweisende Vorsprünge oder dem elek
trischen Anschluß von Kontaktnadeln dienende Stellen
der H-Platte bzw. ihrer sie bildenden Bauelemente
können auch in Form von geraden oder gebogenen
Biegefedern, wie federnden Stäben, Blattfedern,
federnden Zungen, elastischen Membranen oder
dergleichen ausgebildet sein.
An der Prüfung eines Prüflings können je nach
Prüfling und Art der Prüfung alle oder nur eine
Teilanzahl der Tastpunkte der Prüfvorrichtung
teilnehmen durch entsprechende Programmierung des
Prüfschaltungssystems. Die Programmierung des
Prüfschaltungssystems für eine Serie unter sich
gleicher Prüflinge kann beispielsweise im Prinzip
wie bei den bekannten Prüfvorrichtungen selbsttätig
unter Einsatz eines fehlerfreien Prüflings erfolgen.
Für das berührungslose Senden und Empfangen von
Prüfsignalen durch Tastpunkte der Prüfvorrichtung
können diese Tastpunkte vorzugsweise als kleine, an
der betreffenden H-Platte bzw. des betreffenden
Bauelementes von ihr mikromechanisch hergestellte
Spulen ausgebildet sein, die so als Sende-Antennen
bzw. als Empfangs-Antennen für Prüfsignale dienen.
Diese Spulen können so winzig klein sein, beispiels
weise maximale Durchmesser von 1 bis 50 Mikrometer
aufweisen oder auch noch kleinere oder größere
Durchmesser und ihre Abstände vom jeweiligen Prüfling
bei dessen Prüfung können so gering gehalten werden,
daß die jeweilige Spule, wenn sie mit Wechselstrom
oder Impulszügen beschickt wird, nur einen eng
begrenzten Prüfpunkt, dessen Durchmesser nicht oder
nur wenig größer als der Durchmesser der Spule ist,
mit dem von ihr erzeugten elektromagnetischen Feld
wirksam beaufschlagt und so hier eine geringe
elektrische Spannung an diesem Prüfpunkt induziert,
wobei mindestens eine andere solche Spule einer
anderen Stelle des betreffenden Leiters des Prüflings
im Abstand gegenüberstehen kann und der in diesem
elektrischen Leiter induzierte Prüfstrom induziert
dann in der betreffenden mindestens einen anderen, als
Empfangs-Antenne dienenden Spule derselben oder einer
anderen H-Platte einen Prüfstrom oder eine Prüf
spannung, die von dem Prüfschaltungssystem der Prüf
vorrichtung ausgewertet wird.
Der berührungslosen Übertragung von Prüfsignalen
zwischen Tastpunkten und Prüfpunkten können also
elektromagnetische Felder dienen. Es ist jedoch auch
denkbar und möglich, hierfür auch andere Maßnahmen
vorzusehen, beispielsweise kapazitive Kopplung
zwischen je einem Tastpunkt und einem im Abstand
gegenüberstehenden Prüfpunkt des jeweiligen Prüflings
oder durch Übertragung von Ladungsträgern zwischen
einem Tastpunkt und einem Prüfpunkt, wie Ionen oder
Elektronen, beispielsweise durch Spitzenentladungen
mittels an der mindestens einen H-Platte mikro
mechanisch hergestellten, halbleitenden oder metal
lisch beschichteten Spitzen.
Wenn Tastpunkte durch die vorderen Enden von Kontakt
nadeln gebildet sind, können diese Kontaktnadeln
elektrisch leitfähige p-Gebiete und/oder n-Gebiete
oder metallische Beschichtungen der mindestens einen
H-Platte zu ihrem elektrischen Anschluß kontaktieren.
Die Konktaktnadeln können insbesondere gebogene
Nadeln, gerade Starrstifte oder sogenannte Knick
nadeln sein. Unter einer Knicknadel ist eine
gerade Nadel verstanden, die bei ausreichend großer
axialer Kraft auf ihr freies, den Prüfling kontak
tierendes Ende ausknickt und so axial federnd wirkt.
Bevorzugt können die Tastpunkte der Prüfvorrichtung
in so engem Raster angeordnet sein, daß die Prüf
vorrichtung zur Prüfung unterschiedlich großer
Prüflinge bis zu einer maximalen Prüflingsgröße
eingesetzt werden kann. Die Dichte der Tastpunkte kann
dabei so groß sein, daß sich auf der den Tastpunkten
gegenüberliegenden Oberfläche des Prüflings vorhandene
Leiterstrukturen erkennen lassen, so daß man praktisch
ein Abbild, das gewünschtenfalls auch digital
gespeichert werden kann, der jeweiligen Leiterstruktur
des Prüfling auf dessen den Tastpunkten der Prüfvor
richtung gegenüberliegenden Fläche erhalten kann und
mit einem Soll-Bild der Leiterstruktur visuell oder
selbsttätig vergleichen kann und so aus dem Vergleich
visuell oder selbsttätig ermitteln kann, ob der
betreffende Prüfling bezüglich dieser abgebildeten
Leiterstruktur fehlerfrei oder fehlerhaft ist. Diese
Abbildungsmethode eignet sich besonders für
unbestückte, nur oberflächig mit Leiterbahnen oder
dgl. beschichtete Leiterplatten oder für einschichtige
Chips, jedoch kommt diese Abbildungsmethode auch
für andere Prüflinge ebenfalls in Frage. Dies ergibt
auch größere Toleranzen der Lage des Prüflings zu den
Tastpunkten und es kann gewünschtenfalls jeder
Prüfling auf seine Lage relativ zum Feld der
Tastpunkte ermittelt und rechnerisch das
Prüfschaltungssystem auf die Lage des einzelnen
Prüflings jeweils umprogrammiert werden, so daß diese
Relativlage unkritisch ist. Dies geht auch dann, wenn
kein Bild der Leiterstruktur gewonnen wird, sondern
nur Ausschnitte der Leiterstruktur. Beispielsweise
können auf jedem Prüfling ein oder mehrere Punkte
angeordnet sein, deren Lage durch eine Optik, durch
mindestens einen Tastpunkt oder durch sonstige, bspw.
elektrische Mittel nach ihren Koordinaten ermittelt
werden. Der Rechner rechnet das Prüfprogramm für den
betreffenden Prüfling nach diesen Koordinaten um,
falls diese Koordinaten von den Soll-Koordinaten
abweichen.
Die erfindungsgemäßen Prüfvorrichtungen können mit
besonderem Vorteil der Prüfung unbestückter Leiter
platten und von Chips mit sehr kleinen Pads dienen.
Sie können jedoch auch dem Prüfen anderer elektrischer
oder elektronischer Prüflinge dienen, beispielsweise
auch dem Prüfen bestückter Leiterplatten.
Wie erwähnt, kann die jeweilige H-Platte einschichtig
oder mehrschichtig hergestellt sein, bzw. das sie
bildende Halbleitermaterial kann einschichtig bzw.
mehrschichtig sein, wobei in letzterem Fall man sie
dann als Multilayerplatte bzw. Multilayerbauelement
bezeichnen kann. Diese Bauelemente bzw. diese H-Platte
kann man auch als Halbleiter-Bauelemente bzw.
Halbleiterplatte bezeichnen, unabhängig davon, ob in
sie Schaltkreise integriert sind und ob sie
metallische Beschichtungen für Leiterbahnen,
isolierende Schichten oder dergleichen und
Durchkontaktierungen und dgl. aufweist oder nicht und
unbestückt ist oder nicht. Leiterbahnen und
Kontaktierungen können beispielsweise aus Aluminium,
Gold oder sonstigen geeigneten Metallen bestehen, die
in üblichen Verfahren aufgebracht werden können.
Wenn vorstehend von der mikromechanischen Herstellung
von Oberflächenstrukturen der H-Platte oder ihrer
Bauelemente gesprochen ist, so sei darauf hingewiesen,
daß der Begriff "Mikromechanik" dem Fachmann bekannt
ist. Es sei bspw. auf das Fachbuch HEUBERGER "Mikro
mechnik", Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York
London Paris Tokyo 1989, hingewiesen, in dem auch
verschiedene mikromechanische Herstellungsverfahren
beschrieben sind.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine ausschnittweise Seitenansicht einer
Prüfvorrichtung gemäß einem Ausführungs
beispiel der Erfindung in gebrochener und
teilweise geschnittener Darstellung, wobei
ein Prüfling und der ihn tragende Träger
strichpunktiert mit angedeutet sind,
Fig. 2A eine ausschnittsweise Draufsicht auf die
H-Platte nach Fig. 1, wobei nur die
Vorsprünge dargestellt und die Leiterbahnen
weggelassen sind,
Fig. 2B und 2C Untenansichten von Platten der
Prüfvorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 2D eine schaubildliche Schrägansicht eines
kleinen Ausschnittes der H-Platte nach
Fig. 2A, welcher nur einen einzigen
Vorsprung zeigt, wobei schematisch die von
dem p-Gebiet und dem n-Gebiet des Vor
sprunges mitgebildete Transistoren und ihre
elektrischen Leiterbahnanschlüsse mit
dargestellt sind,
Fig. 2E einen Teilschnitt durch die H-Platte nach
Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 3 eine ausschnittsweise Draufsicht auf eine
H-Platte, wobei eine durch sie kontaktierte
Leiterbahn eines Prüflings strichpunktiert
mit eingezeichnet ist,
Fig. 4 eine ausschnittsweise Draufsicht auf eine
H-Platte, wobei nur diejenigen Tastpunkte
(Vorsprünge) mit eingezeichnet sind, die
über die strichpunktiert eingezeichneten
Leiterbahnen eines Prüflings kurzge
schlossen sind, um die Möglichkeit der
rastermäßigen Abbildung solcher Leiter
bahnen eines Prüflings durch die Prüfvor
richtung darzustellen,
Fig. 5 einen Teilschnitt durch eine Variante einer
H-Platte gemäß einem weiteren Ausführungs
beispiel der Erfindung,
Fig. 6 eine ausschnittsweise Draufsicht auf eine
H-Platte gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
Fig. 7 eine ausschnittsweise Draufsicht auf eine
H-Platte gemäß einem weiteren Ausführungs
beispiel der Erfindung,
Fig. 8 einen Teilschnitt durch die H-Platte
nach Fig. 7 gesehen entlang der Schnitt
linie 8-8 in vergrößerter Darstellung,
Fig. 9 einen Teilschnitt durch eine H-Platte gemäß
einem weiteren Ausführungsbeispiel der
Erfindung,
Fig. 10 eine ausschnittsweise Draufsicht auf eine
H-Platte gemäß einem weiteren Ausführungs
beispiel der Erfindung, wobei einige in sie
integrierte Schaltungen durch Schaltsymbole
angedeutet sind,
Fig. 11 einen Teilschnitt durch die H-Platte nach
Fig. 10 gesehen entlang der Schnittlinie
11-11, wobei auch ein Prüfling ausschnitts
weise mit dargestellt ist,
Fig. 12 einen Schnitt durch Fig. 11 gesehen
entlang der Schnittlinie 12-12,
Fig. 13 eine ausschnittsweise Draufsicht auf die
H-Platte nach Fig. 2A, wobei hier nur ein
einzelner Vorsprung dargestellt ist und an
sein p-Gebiet und n-Gebiet angeschlossene,
in die H-Platte integrierte Schaltungen
ausschnittsweise durch elektrische Symbole
symbolisiert mit eingezeichnet sind,
Fig. 14 eine teilweise geschnittene Seitenansicht
einer Kontaktnadeln aufweisenden Prüfvor
richtung zum Prüfen eines in Seitenansicht
dargestellten Prüflings, wobei die Kontakt
nadeln auf einer H-Platte abgestützt sind
und Mittel zum Spannen der Kontaktnadeln
schematisch und teilweise geschnitten mit
dargestellt sind,
Fig. 15 einen Ausschnitt aus Fig. 14 in vergrößerter
Darstellung,
Fig. 16A eine Variante der Prüfvorrichtung nach
Fig. 14 in ausschnittsweiser geschnittener
Seitenansicht.
Fig. 16B, C und D je einen Schnitt durch einen Vorsprung der
H-Platte der Fig. 16A in zwei unterschied
lichen Ausführungsformen in vergrößerter
Darstellung, und
Fig. 17 Prinzipschaltung für die Ansteuerung einer
Prüfzelle.
Zunächst sei dargelegt, daß in einigen der Figuren,
jedoch nicht in allen Figuren, p-Gebiete durch
eingezeichnete kleine Kreise und n-Gebiete durch
eingezeichnete Punkte symbolisiert sind. Die kleinen
Kreise sollen die in Majorität vorliegenden Löcher
(Defektelektronen) und die Punkte die in Majorität
vorliegenden Elektronen symbolisieren.
Die in Fig. 1 teilweise geschnitten und gebrochen und
ausschnittsweise dargestellte und teilweise auch
nur strichpunktiert angedeutete Prüfvorrichtung 6
weist eine auf Halbleiterbasis hergestellte Platte 10
- nachfolgend auch H-Platte genannt - auf, die auf
einer in einem Träger 11 fest angeordneten, ebenfalls
auf Halbleiterbasis hergestellten Platte 12 mit ihrer
ebenen Unterseite aufsitzt. Diese beiden Platten 10
und 12 sind in einer Ausnehmung 11′ des Trägers 11
formschlüssig gehalten, wobei die Platte 10 sich in
der Ausnehmung 11′ des Trägers 11 mit Gleitlagersitz
vertikal in Richtung des Doppelpfeiles A auf und
abwärts bewegen kann.
Beide Platten 10 und 12 sind jeweils aus mehreren
plattenförmigen Bauelementen 15, 16 bzw. 17, 18
zusammengesetzt, die an ihren Stoßfugen 13 und 14 fest
miteinander verbunden sind, beispielsweise durch
Laserschweißen.
Beispielsweise können diese Platten 10 und 12 gemäß
ihren in den Fig. 2B und 2C dargestellten
Untenansichten aus je zwei gleich großen
rechteckförmigen Bauelementen 15, 16 bzw. 17, 18 zu
der entsprechend größeren ebenfalls rechteckförmigen
Platte 10 bzw. 12 zusammengesetzt sein. Gegebenenfalls
kann die Platte 10 wie auch die Platte 12 aus je einem
einzigen, sie bildenden Bauelement oder aus mehr als
zwei zu ihr zusammengesetzten Bauelementen bestehen.
Im weiteren sei für die Beschreibung angenommen, daß
diese beiden Platten 10 und 12 aus den jeweils beiden
Bauelementen 15, 16 bzw. 17, 18 zusammengesetzt
sind.
Diese ebenfalls plattenförmigen Bauelemente 15, 16, 17
und 18 können aus je einer einkristallinen
(monokristallinen) Scheibe eines Halbmetalls, d.h. auf
der Basis eines Halbleiters in nachfolgend noch näher
beschriebenen Weise hergestellt sein. Man kann sie
deshalb auch als Halbleiter-Bauelemente bezeichnen,
gleichgültig ob in sie elektronische Komponenten, wie
Schaltkreise, Transistoren, Widerstände oder dgl. und
durch Beschichten oder auf sonstige Weise metallische
Leiterbahnen, Kontaktflächen oder sonstige mikro
elektronische Komponenten integriert sind oder nicht.
An diese Bauelemente 15 bis 18 können noch Teile, wie
bspw. elektrische und mechanische Komponenten, z.B.
Stecker, Buchsen, IC-Chips des Prüfschaltungssystems
oder dgl. angefügt sein.
Die Bauelemente 15 und 16 können unter sich gleich
ausgebildet sein und bilden Module, aus denen die
H-Platte 10 zusammengesetzt ist. Desgleichen bilden
die Bauelemente 17, 18 ebenfalls Module, aus denen die
Platte 12 zusammengesetzt ist.
Jedes der Bauelemente 15, 16, 17 und 18 ist also auf
Halbleiterbasis hergestellt, vorzugsweise jeweils
aus einem einzigen Einkristall, der vorzugsweise ein
Silizium-Einkristall sein kann, gegebenenfalls
jedoch auch ein anderer Halbleiter, vorzugsweise
ebenfalls ein Einkristall. Auch andere geeignete
Halbleiter kommen in Frage.
Jedes Bauelement 15, 16, 17 und 18 weist in sich
entsprechenden Rastern auf seiner nach oben
gerichteten Vorderseite angeordnete und senkrecht
zur jeweiligen Plattenebene gerichtete, ungefähr
zylindrische Vorsprünge 19 (Bauelemente 15 und 16)
bzw. 20 (Bauelemente 17 bzw. 18) auf. Diese Vorsprünge
sind aus der betreffenden einkristallinen, ursprüng
lich konstante Dicke aufweisenden Scheibe mikro
mechanisch hergestellt, bspw. durch Ätzen. Gemäß Fig.
2A haben diese Vorsprünge quadratischen Querschnitt,
doch kommen auch andere Querschnitte in Frage,
beispielsweise gemäß Fig. 6 runde Querschnitte,
vorzugsweise kreisrunde Querschnitte.
Die Vorsprünge 19 und 20 haben in diesem Ausführungs
beispiel gleiche Querschnitte, doch sind die Vor
sprünge 19 in diesem Ausführungsbeispiel wesentlich
länger als die unter ihnen an der Platte 12
vorhandenen Vorsprünge 20.
Nach der mikromechanischen Herstellung der struktu
rierten Vorderseiten dieser Bauelemente 15, 16, 17 und
18 können sie noch mikroelektronischen Behandlungen
zur Herstellung elektronischer Komponenten, Schalt
kreisen und dgl. unterworfen werden und auch mit
metallischen Beschichtungen, wie Leiterbahnen oder
dgl. und Durchkontaktierungen versehen werden oder
auch schon vor der mikromechanischen Behandlung einen
vorzugsweise einkristallinen schichtweisen
(multilayer) Aufbau mit in den Schichten integrierten
elektronischen Komponenten, wie Schaltkreisen und dgl.
erhalten haben, einschließlich des Aufbringens
metallischer Leiterbahnen und sonstiger metallischer
Beschichtungen. Solche Beschichtungen können bspw. aus
Aluminium, Gold oder dgl. bestehen.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Vorsprünge 19
der H-Platte 10 so dotiert, daß jeder Vorsprung 19
gemäß den Fig. 2D und 2E je ein p-Gebiet 21 und
n-Gebiet 22 aufweist, die zusammen einen Halbleiter
bezirk 35 bilden, der einen Tastpunkt 9 aufweist, der
durch die durch die beiden Gebiete 21, 22 je zur
Hälfte gebildeten Stirnfläche des Vorsprunges 19
gebildet ist. Die beiden Hälften des stirnseitigen
Testpunktes 9 bilden so je ein linkes Pad 36 und
rechtes Pad 37. Diese seien im weiteren "Testpads"
genannt. Die Gebiete 21 und 22 führen von der
Stirnseite des Vorsprungs 19, d.h. den Testpads 36, 37
entlang zwei voneinander abgewendeten Seitenwänden des
Vorsprunges 19 bis in den Hauptbereich 28 des
betreffenden Bauelementes 15 bzw. 16. Unter diesem
Hauptbereich 28 ist der Bereich des betreffenden
Bauelementes 15 bzw. 16 verstanden, von dem die
Vorsprünge 19 in einstückiger Verbindung mit ihm
vorspringen, so daß also dieser Hauptbereich 28 das
betreffende Bauelement 15 bzw. 16, das man auch als
Halbleiter-Bauelement bezeichnen kann, mit Ausnahme
seiner Vorsprünge bildet.
Die p- und n-Gebiete 21 und 22 können vorzugsweise
stark dotiert sein. Wie in den Fig. 2D und 2E
dargestellt, bilden die Gebiete 21, 22 je ein
dotiertes Gebiet je eines in dieses Bauelement 15 bzw.
16 integrierten Schalttransistors 30 und 31. Die
Leiterbahnanschlüsse 70 bis 75 dieser Transistoren 30
und 31 sind in Fig. 2D geschnitten und in Fig. 2E
ausschnittsweise dargestellt.
Die Durchmesser der Vorsprünge 19, wie auch die der
Vorsprünge 20 können zweckmäßig sehr klein sein,
vorzugsweise 2 bis 50 Mikrometer betragen, je nach
Erfordernis auch noch kleiner oder auch größer sein.
Ein solches Bauelement kann eine extrem große Anzahl
solcher Vorsprünge 19 bzw. 20 aufweisen, vorzugsweise
viele Tausende bis mehrere oder viele Millionen
solcher Vorsprünge 19 bzw. 20. Anstatt jeden Tastpunkt
9 eines Vorsprungs 19 durch eine einzige Fläche - hier
durch die ebene Stirnfläche des Vorsprunges 19 zu
bilden, kann der Tastpunkt 9 auch durch mehrere
Stellen des Vorsprungs gebildet sein, bspw. durch die
Spitzen mehrerer Zacken 66, wie es in Fig. 2E
strichpunktiert angedeutet ist, oder durch mehrere
sonstige Erhöhungen gebildet sein.
Die Vorsprünge 20 der Bauelemente 17 und 18 sind
vertikal unterhalb den Vorsprüngen 19 der Bauelemente
15 und 16 angeordnet, um die von dem jeweiligen
Prüfling auf Vorsprünge 19 ausgeübte axiale Kontakt
kräfte axial abzustützen. Die Vorsprünge 20 der
Bauelemente 17 und 18 ermöglichen es dabei, daß
diese Bauelemente zwischen den Vorsprüngen 20 und
seitlich von ihnen mit Leiterbahnen beschichtet sein
können und desgleichen können in diese Bauelemente 17,
18 mikroelektronisch hergestellte elektronische
Komponenten, wie Dioden, Transistoren, Schaltkreise
und dergleichen integriert sein, die Teile des Prüf
schaltungssystemes bilden können. Wenn dies nicht
notwendig ist, können die Bauelemente 17 und 18, das
heißt die Platte 12, entfallen und die H-Platte 10
direkt auf dem Boden der dann entsprechend flacher
ausgebildeten Ausnehmung 11′ des Trägers 11 aufsitzen,
wobei gegebenenfalls in diesem Fall oft zweckmäßig
auch vorgesehen sein kann, daß an den quaderähnlichen
Hauptbereichen 28 der Bauelemente 15, 16 der H-Platte
10 untenseitig Vorsprünge angeordnet sein können, die
ebenfalls mikromechanisch hergestellt sind und mit
denen diese H-Platte 10 auf dem Boden der Ausnehmung
11′ aufsitzt, um so auch untenseitig an der H-Platte
durch Beschichten hergestellte Leiterbahnen
und beliebige elektronische, in das Hauptgebiet
integrierte Schaltkreise und sonstige elektronische
Komponenten vorsehen zu können, die Teile des
Prüfschaltungssystemes bilden.
Das Halbleitermaterial, aus dem die Bauelemente
15 bis 18 hergestellt sind, ist elastisch, so daß
entsprechend die Vorsprünge 19 und auch die
Vorsprünge 20 axial elastisch sind. Dies ermöglicht
es, daß alle Prüfpunkte eines zu prüfenden Prüflings,
wobei ein solcher Prüfling in Fig. 1 strichpunktiert
bei 24 dargestellt ist, durch Vorsprünge 19 der
H-Platte 10 mit ausreichender Kraft kontaktiert
werden. Falls die Elastizität des Vorsprunges zu
gering ist, kann man den Vorsprung an einem
elastischen Teil oder Bereich der H-Platte 10 bzw. des
betreffenden Bauelementes 15, 16 anordnen, bspw. an
einer federnden Zunge, einer elastischen Membrane oder
dergleichen. Dieser Prüfling 24 ist zum Kontaktieren
der H-Platte 10 an einem vertikal auf und ab
bewegbaren Träger 25 der Prüfvorrichtung 10 gehalten
und abgestützt, welcher durch einen nicht
dargestellten Hubmechanismus auf und ab bewegbar ist
und durch den Prüfling 24 mit einstellbarer Kraft an
die ihm gegenüberstehenden Vorsprünge 19 der H-Platte
10 andrückbar ist, um so zu bewirken, daß diese
betreffenden Vorsprünge 19 mit ihren Tastpunkte 9
bildenden Stirnseiten die zugeordneten Prüfpunkte 7
des Prüflings 24 elektrisch kontaktieren.
Indem jeder Tastpunkt 9 in diesem Ausführungsbeispiel
je ungefähr zur Hälfte eine Fläche des betreffenden
p-Gebietes 21 und eine Fläche des n-Gebietes 22 ist,
ermöglicht jeder Vorsprung 19 das Leiten von positiven
und negativen Prüfsignalen, d.h. hier von positiven
und negativen elektrischen Strömen und Spannungen,
wobei die Transistoren 30, 31 dem Zuschalten und
Abschalten der sie mit bildenden p- und n-Gebiete 21,
22 an das bzw. von dem übrigen Prüfschaltungssystem
dienen.
Die H-Platte 10 kann so groß sein, daß auf ihr
Prüflinge unterschiedlicher Größe bis zu Prüflingen
einer Maximalgröße geprüft werden können. Dies ist in
diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 dadurch ange
deutet, indem der Prüfling 24 kleiner dargestellt ist,
als der H-Platte 10 entspricht, und es können also
auch Prüflinge geprüft werden, die noch größer als der
dargestellte Prüfling 24 sind oder auch kleiner als
dieser Prüfling 24. Auch brauchen nicht alle einem
Prüfling 24 gegenüberstehenden Vorsprünge 19 an dessen
Prüfung mitzuwirken, sondern es kann meist vorgesehen
sein, daß nur eine Teilanzahl der jeweils einem
Prüfling 24 gegenüberstehenden Vorsprünge 19
vorbestimmten Prüfpunkten des Prüflings 24 zu deren
elektrischem Anschluß an das Prüfschaltungssystem
dieser Prüfvorrichtung angeschlossen werden.
Dies ist in Fig. 1 schematisch dadurch dargestellt,
indem der von dem Prüfling 24 dargestellte Ausschnitt
drei durch Vorsprünge 19 zu kontaktierende
Leiterbahnen 26, 26′und 26′′ aufweist. Die Leiterbahn
26 wird im dargestellten Schnitt durch zwei der
dargestellten Vorsprünge 19, der Leiterbahn 26′ durch
drei der dargestellten Vorsprünge 19 und die
Leiterbahn 26′′ auch durch drei der dargestellten
Vorsprünge 19 kontaktiert. Jede diese Leiterbahnen
kann noch durch weitere vor und hinter der Schnitt
ebene angeordnete Vorsprünge kontaktiert werden, wobei
die Anzahl der Vorsprünge 19, die eine solche Leiter
bahn kontaktieren können, wegen der hohen Tastpunkt
dichte sehr groß sein kann.
Um die Fehlerfreiheit einer solchen Leiterbahn 26 bzw.
26′ bzw. 26′′ des Prüflings festzustellen, muß jede
solche Leiterbahn an ihren beiden Endbereichen durch
mindestens je einen Vorsprung 19 kontaktiert werden.
Es wird wegen der großen Tastpunktdichte jeder solcher
Endbereich durch eine mehr oder weniger große Anzahl
solcher Vorsprünge 19, beispielsweise durch zwei bis
fünfhundert Vorsprünge 19, kontaktiert, wie es an
einem Ausführungsbeispiel in Fig. 3 für die Leiterbahn
26 dargestellt ist. Und zwar ist diese Leiterbahn 26
hier strichpunktiert dargestellt und jeder in dem voll
ausgezogen dargestellten Ausschnitt auf der
Vorderseite der H-Platte 10 eingezeichnete Kreis
entspricht einem Vorsprung 19, wobei diese Vorsprünge
19 in einem engen, rechtwinkligen Raster angeordnet
sind, dessen Zeilen gleich große Abstände voneinander
haben, die gleich groß sind wie die Abstände der sie
rechtwinklig schneidenden Spalten dieses Rasters. Die
Tastpunkte 9 sind an den Schnittpunkten dieser Zeilen
und Spalten des Rasters angeordnet. Diese Leiterbahn
26 wird hier also von einer großen Anzahl dieser Vor
sprünge 19 kontaktiert.
Bei der Prüfung wird die Leiterbahn 26 - wie auch jede
andere Leiterbahn - des Prüflings auf Fehlerfreiheit
geprüft, d.h. daß sie keine Unterbrechung hat und auch
kein Kurzschluß zu anderen Leiterbahnen besteht.
Hierzu kann man so vorgehen, daß das Prüfschaltungs
system für den betreffenden Prüfling so programmiert
wird, daß durch es nur pro Leiterbahn zwei Tastpunkte
9 einschaltbar sind, also aktivierbar sind und alle
anderen die betreffende Leiterbahn kontaktierenden
Tastpunkte während der Prüfung dieser Leiterbahn
ausgeschaltet, also inaktiv bleiben. Diese beiden
aktivierbaren Tastpunkte 9 pro Leiterbahn sind ihren
beiden Endbereichen zugeordnete Tastpunkte 9. Das
Durchprüfen eines solchen Prüflings kann dann in
herkömmlicher Weise erfolgen, wie es bei vorbekannten
Prüfvorrichtungen der Fall war, bei denen jede
Leiterbahn nur durch je zwei Kontaktstifte an ihren
beiden Endbereichen kontaktiert wurde, bspw. nach den
US-PS 44 43 756 und 45 28 500.
Die Erfindung schafft jedoch infolge der möglichen
hohen Tastpunktdichten weitergehende Möglichkeiten der
Prüfung, die die Gefahr von Prüffehlern reduzieren
oder ganz beseitigen. Eine dieser Möglichkeiten kann
darin bestehen, daß das Prüfschaltungssystem so
programmiert wird, daß durch es von allen jeweils eine
Leiterbahn eines Prüflings kontaktierenden Tastpunkte
9 pro Endbereich der betreffenden Leiterbahn jeweils
eine Mehrzahl oder Vielzahl von diese Endbereiche
kontaktierenden, durch die Stirnflächen der betref
fenden Vorsprünge 19 gebildeten Tastpunkte 9 bei der
Prüfung eines Prüflings aktivierbar sind. Im
Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sei angenommen, daß
durch das Prüfschaltungssystem von allen die Leiter
bahn 26 kontaktierenden Vorsprüngen 19 nur die den
einen Endbereich dieser Leiterbahn kontaktierenden
sechs Vorsprünge 19′ und die den anderen Endbereich
dieser Leiterbahn kontaktierenden sechs Vorsprünge
19′′ im Rahmen eines Prüfzyklus aktivierbar sind. Es
wird dann im Rahmen dieses Prüfzyklus durch das Prüf
schaltungssystem abgefragt, ob zwischen mindestens
einem der Vorsprünge 19′ und mindestens einem der
Vorsprünge 19′′ ein elektrischer, durch die Leiterbahn
26 hergestellter Kurzschluß besteht.
Wenn dies für mindestens ein Paar der Vorsprünge
19′/19′′ der Fall ist, dann ist diese Leiterbahn 26
nicht unterbrochen. Die weitere Prüfung hat sich dann
darauf zu erstrecken, ob diese Leiterbahn 26 in
elektrischem Kurzschluß mit mindestens einer anderen
Leiterbahn oder Komponente des Prüflings steht,
welcher Kurzschluß nicht sein darf. Diese Prüfung
kann so durchgeführt werden, daß das Prüfschaltungs
system prüft, ob irgendeiner der den programmierten
Vorsprüngen 19′ bzw. Vorsprüngen 19′′ zugeordneten
Prüfpunkte 7 des Prüflings in elektrisch leitender
Verbindung, insbesondere im Kurzschluß mit mindestens
einem außerhalb der Leiterbahn 26 liegenden Prüf
punkt des Prüflings steht. Ist dies der Fall, dann
liegt ein fehlerhafter Kurzschluß vor. Wenn keiner der
Vorsprünge 19′ mit einem der Vorsprünge 19′′
kurzgeschlossen ist, dann liegt eine fehlerhafte
Unterbrechung der Leiterbahn 26 vor. Solche Fehler
können koordinatenmäßig erfaßt werden für eine
eventuelle spätere Reparatur.
Diese Prüfvorrichtung 6 ermöglicht es auch, wegen der
sehr großen Anzahl der Vorsprünge 19 und ihren
geringen Mittenabständen voneinander, die also in
einem sehr dichten Raster an dessen Rasterpunkten
angeordnet sind, wobei das Rastermaß beispielsweise 10
bis 30 Mikrometer oder auch noch kleiner oder auch
größer sein kann, eine Abbildung der durch Tastpunkte
9 kontaktierten Leiterbahnen des jeweiligen Prüflings
zu erhalten, wenn nämlich alle Vorsprünge 19, die in
elektrischem Kurzschluß miteinander durch
metallisierte Bereiche des Prüflings stehen,
koordinatenmäßig oder bildmäßig erfaßt werden. Fig. 4
zeigt dies an einem Beispiel, wobei alle Vorsprünge
19, die durch den Prüfling jeweils miteinander
kurzgeschlossen sind, mit den ihnen zugeordneten
Werten der betreffenden Koordinaten des Rasters erfaßt
werden und diese Tastpunkte können koordinatenmäßig
gespeichert und/oder bildmäßig dargestellt werden. In
Fig. 4 sind nur die Vorsprünge 19 und damit ihre
Tastpunkte 9 dargestellt, die über den Prüfling im
Kurzschluß mit anderen Tastpunkten 9 stehen und man
ersieht, daß die beiden hier dargestellten Leiter
bahnen 26 und 26′ durch diese Tastpunkte 9 bildlich
darstellbar sind. Und zwar ist hier die Darstellung
der Leiterbahnen 26 und 26′ so gewählt, daß sie
fehlerhaft durch eine metallische Brücke 23 elektrisch
leitend verbunden sind und man erkennt, daß diese
fehlerhafte Verbindung auf der Abbildung ebenfalls
deutlich zu sehen ist. Die Auswertung einer solchen
Abbildung oder der gespeicherten Koordinatenwerte der
betreffenden Tastpunkte kann visuell oder auch
selbsttätig in einer geeigneten Apparatur, gegebenen
falls durch das Prüfschaltungssystem selbst erfolgen,
und zwar durch Vergleich mit einem Soll-Bild.
Die vorzugsweise vorgesehene Mehrfach- oder Vielfach
abtastung jeder Leiterbahn eines Prüflings und, falls
vorhanden, fehlerhafter Kurzschlußverbindungen hat
auch den Vorteil, daß, wenn der eine oder andere
Prüfpunkt des Prüflings nicht durch den zugeordneten
Vorsprung 19 elektrisch kontaktiert oder nicht
ausreichend elektrisch kontaktiert wird,
beispielsweise zu schwach, daß dann dennoch die
Prüfung des Prüflings sicher anzeigt, ob der Prüfling
fehlerfrei ist oder tatsächlich eine elektrische
Fehlerhaftigkeit vorliegt.
Es ist auch möglich, mit erfindungsgemäßen Prüfvor
richtungen, bspw. mit der nach Fig. 1, auch Prüfungen
unter Vornahme zahlenmäßiger oder sonstiger Messungen
an Prüflingen vorzunehmen oder mit vorzunehmen, bspw.
auch Messungen auf Einhaltung vorbestimmter Toleranzen
elektrischer Eigenschaften, um Prüflinge, auch oder
nur in solcher Hinsicht auf ihre Fehlerfreiheit zu
prüfen. Wenn ein Prüfling bspw. integrierte Schalt
kreise, Impedanzen, Kapazitäten oder dgl. aufweist,
können die Eigenschaften solcher elektrischer
Komponenten oder ihre gesamten oder mindestens eine
ihrer Funktionen auf Fehlerfreiheit gemessen und
geprüft werden, worunter, wie erwähnt, auch die
Einhaltung vorbestimmter Toleranzen, bspw. der Größe
von Widerständen oder dgl., mit verstanden ist.
In diesem Zusammenhang sei erläutert, daß die
Erfindung auch bezüglich solcher Messungen an Prüf
lingen hohe Meßgenauigkeiten erreichen läßt, besonders
dann, wenn das Prüfschaltungssystem auf kleinem oder
engstem Raum mit kurzen Leitungswegen untergebracht
ist, vorzugsweise ganz oder im wesentlichen in die
mindestens eine H-Platte und/oder in mindestens eine
sie stützende Halbleiterplatte integriert ist. Dies
ist auch für die Prüfung von Leiterbahnen von Prüf
lingen auf Fehlerfreiheit ebenfalls äußerst vorteil
haft.
Anhand der Fig. 13 seien noch unterschiedliche
Möglichkeiten des Einschaltens und Abschaltens der
Tastpunkte 9 der Prüfvorrichtung nach Fig. 1 anhand
von einem in Fig. 13 dargestellten Ausführungsbeispiel
für einen einzelnen Vorsprung 19 nachfolgend kurz
beschrieben. An diesen Vorsprung 19 (wie auch an allen
anderen nicht dargestellten Vorsprüngen 19 der
betreffenden H-Platte) sind zwei elektronische
Schalter 30, 31 angeschlossen, bei denen es sich um
die in Fig. 2E dargestellten Transistoren 30, 31
handeln kann, die also in die H-Platte 10 integriert
sind und in Fig. 13 durch ihre Schaltsymbole symbo
lisch dargestellt sind. Der Schalter 30 ist an das
stark p-dotierte Gebiet 21 und der Schalter 31 an das
stark n-dotierte Gebiet 22 dieses Vorsprunges 19
angeschlossen, wobei diese Gebiete 21, 22 gleichzeitig
Gebiete der Transistoren 30 und 31 bilden. Der
Schalter 30 ist an eine nur ihm zugeordnete Steuer
komponente 32 und der Schalter 31 an die nur ihm
zugeordnete Steuerkomponente 33 angeschlossen. Beide
Steuerkomponenten 32, 33 können ebenfalls in die
H-Platte 10 integriert sein und bspw. als Register
oder modifiziertes Register ausgebildet sein. Der
Vorsprung 19, die elektronischen Schalter 30 und 31
und die zugeordneten Steuerkomponenten 32 und 33
bilden eine durch strichpunktierte Umrandung
angedeutete Prüfzelle 76.
Die H-Platte 10 weist also eine der Anzahl ihrer
Vorsprünge 19 entsprechende Anzahl solcher in sie
integrierten Prüfzellen 76 auf, da jedem Vorsprung 19
eine solche Prüfzelle 76 zugeordnet ist. Die Kanten
länge einer solchen Prüfzelle kann bspw. im Bereich
von 5 bis 50 Mikrometer liegen, jedoch auch noch
kleiner oder größer sein. Die einzelne Prüfzelle 76
beinhaltet:
- a) einen zweifach dotierten Vorsprung 19. Die zweifache Dotierung ermöglicht das Durchschalten positiver und negativer Prüfspannungen und Prüfströme, d.h. von Prüfsignalen;
- b) die elektronischen Schalter 30 und 31 zur Durchschaltung des durch diesen Vorsprung 19 gebildeten Tastpunktes 9 an zwei Prüfleitungen 77 und 78, die durch Beschichtung der H-Platte 10 bzw. ihres betreffenden Bauelementes 15 oder 16 hergestellten Leiterbahnen entsprechen;
- c) die zwei vorzugsweise als Registerzellen oder
modifizierte Registerzellen zur Ansteuerung der
elektronischen Schalter 30, 31 ausgebildeten
Steuerkomponenten 32 und 33, die in die H-Platte 10
bzw. in ihr betreffendes Bauelement integriert
sind. Diese Steuerkomponenten 32, 33 können
vorzugsweise Logikgatter und je ein statisches
Register beinhalten. Ihr Aufbau kann bspw. dem
konventioneller oder weitgehend konventioneller
Speicherzellen (RAM) entsprechen. Vorzugsweise kann
vorgesehen sein, daß zwei unterschiedliche
Steuermodi vorgesehen sind:
- I. Schalten der Schalter 30, 31 anhand von im Prüfschaltungssystem für den betreffenden Prüfling gespeicherten Informationen (Speichermode).
- II. Schalten der Schalter 30, 31 durch Adressierung der Prüfzellen 76 über nicht dargestellte Adreßleitungen (Dekodermode).
- Diese Modi erlauben gezieltes Durchschalten aller oder der für die Prüfung des jeweiligen Prüflings programmierten Prüfzellen 76 der Prüfvorrichtung nach einem Muster in Speichermode oder alternativ schnelles Absuchen im Dekodermode. Solche Prin zipien der Speichermode und der Dekodermode be dürfen für den Fachmann keiner weiteren Er läuterung.
- d) Stromversorgungsleitungen für die Prüfzelle 76. Die Steuerkomponenten 32, 33 und die Schalter 30, 31 der einzelnen Prüfzelle sind galvanisch getrennt und besitzen daher getrennte Stromversorgungen. Diese Stromversorgungen können bspw. durch die Prüfleitungen 77, 78 und durch zwei nicht dargestellte Leitungen erreicht werden.
- e) Steuer- und Adreßleitungen. Die Adreßleitungen
kann man bspw. auch als Adressenleitungen
bezeichnen. Für alle Prüfzellen 76 werden, jeweils
getrennt für das p-Gebiet 21 und das n-Gebiet 22
sechs zusätzliche Steuer- und Adreßleitungen
verwendet, wie dies Fig. 17 zeigt.
- I. X Adressierung der Spalte des Rasters, in welcher sich der betreffende Tastpunkt 9 befindet.
- II. Y Adressierung der Zeile des Rasters, in welcher sich der betreffende Tastpunkt 9 befindet.
- III. WE (Write Enable) Schreibsignal zur Datenspeicherung.
- IV. DIN (Data In) Dateneingangskanal.
- V. DOUT (Data Out) Datenausgangskanal.
- VI. DE (Direct Enable) Umschaltung Speichermode Dekodermode.
- Die Leitungen I bis V sind konventionelle Technik bei der Herstellung von Speicher-IC′s. Leitung VI entscheidet darüber, ob die Durchschaltung der Schalter 30 und 31 der betreffenden Prüfzelle 76 anhand der in einem Speicher des Prüfschaltungs systems, der vorzugsweise als Register ausgebildet sein kann, gespeicherten Daten (Speichermode) oder durch die angelegte Adresse erfolgt.
Die Adressierung der Prüfzellen kann in konven
tioneller Technik durch die Dekodierung von Zeilen und
Spalten des Rasters in einem Dekodierbaustein des
Prüfschaltungssystems erreicht werden. Dieser
Dekodierbaustein kann in die H-Platte oder in eine
H-Platte integriert sein, muß aber nicht auf ihr
enthalten sein. Beispielsweise kann er in die Platte
12 integriert sein oder in einem außerhalb dieser
Platten 10 und 12 angeordneten und mit der H-Platte 10
in elektrischer Verbindung stehenden Gerät 40 (Fig. 1)
oder dgl. stehen, das auch noch andere Teile des
Prüfschaltungssystems oder in manchen Fällen das
gesamte Prüfschaltungssystem und seinen elektrischen
Anschluß an das Stromnetz aufweisen kann.
Das einzelne Bauelement 15, 16 kann einen Chip oder
Wafer bilden, wobei seine Größe bspw. 50 mm×50 mm
betragen oder auch noch größer oder kleiner sein kann.
Ein etwaiger Ausfall von einzelnen Tastpunkten der
Prüfvorrichtung während der Prüfung eines Prüflings
bspw. durch nicht ausreichende elektrische Kontak
tierung des betreffenden Prüfpunktes des Prüflinges
ist im Hinblick auf die hohen Tastpunktdichten
praktisch ohne Bedeutung, da keine hundertprozentige
Kontaktierung der Prüfpunkte nötig ist, wenn die
Methode der Mehrfach- oder Vielfachtastung angewendet
wird.
Ein solches Bauelement 15 bzw. 16 kann eine extrem
hohe Anzahl von Prüfzellen 76 enthalten, bspw. mehrere
Hunderttausend bis mehrere oder viele Millionen. Die
in eine H-Platte 10 bzw. in ein Bauelement, wie 15
bzw. 16, integrierten elektronischen Komponenten,
Leiterbahnen und dgl., können auf derselben oder auf
entgegengesetzten Seiten der H-Platte bzw. des
Bauelementes und/oder auch innerhalb ihnen vorgesehen
sein.
Das einzelne Bauelement kann, wie ein gewöhnliches
RAM über Adreß- und Datenleitungen sowie über
entsprechende Steuerleitungen angesteuert werden, wie
es bspw. im Prinzip für das Adressieren und Lesen von
Tastpunkten durch die US-PS 44 43 756 und 45 28 500
bekannt ist.
Um bspw. mittels einer eine Vielzahl von Prüfzellen 76
nach Fig. 13 aufweisenden Prüfvorrichtung die Prüfung
eines Prüflings durchzuführen, dessen Leiterbahnen an
ihren Endbereichen durch jeweils eine mehr oder
weniger große Anzahl von aktivierbaren, d.h.
zuschaltbaren Tastpunkten 9 kontaktiert sind, kann man
bspw. u.a. folgenden Verfahrensablauf vorsehen, wie er
nachfolgend anhand der Fig. 3 beschrieben wird. Das
p-Gebiet 21 eines Vorsprunges 19′ wird durch Schließen
seines zugeordneten Schalters 30 mit einem Prüfsignal
beaufschlagt. Es werden dann, während dieser Schalter
30 geschlossen bleibt und so das Prüfsignal diesen
Vorsprung 19′ fortdauernd beaufschlagt, alle den zur
Aktivierung programmierten übrigen Vorsprüngen 19
zugeordneten Schalter 31 der Prüfvorrichtung
aufeinanderfolgend kurzzeitig geschlossen und danach
der genannte Schalter 30 wieder geöffnet. Dies sei als
Prüfzyklus mit dem betreffenden Vorsprung 19′
bezeichnet. Danach finden mit den übrigen fünf
Vorsprüngen 19′ entsprechende Prüfzyklen statt oder
können stattfinden. Wird bei mindestens einem dieser
Prüfzyklen oder einer vorbestimmten Anzahl der
Prüfzyklen Fehlerfreiheit festgestellt, dann wird
diese Leiterbahn als fehlerfrei attestiert und zur
entsprechenden Prüfung der nächsten Leiterbahn
übergegangen usw., bis alle Leiterbahnen als
fehlerfrei attestiert sind. Es kann auch vorgesehen
sein, daß die Prüfung einer Leiterbahn zur
Zeitersparnis abgebrochen wird, sobald ihre
Fehlerfreiheit festgestellt ist. Ist dagegen eine
Leiterbahn als fehlerhaft erkannt worden, wird dies
registriert und es kann die Prüfung des Prüflings
abgebrochen werden oder es kann die Prüfung noch
fortgesetzt werden, wenn man alle Fehler des Prüflings
registrieren will. Beispielsweise können ermittelte
Fehler nach den Koordinaten des Rasters angezeigt
oder ausgedruckt werden.
Anstatt die Prüfung einer Leiterbahn, wie bspw. der
Leiterbahn 26, abzubrechen, sobald ihre Fehlerfreiheit
oder ein Fehler festgestellt ist, kann die Prüfung
dieser Leiterbahn auch fortgesetzt werden und die
weiteren ihre Intaktheit oder ihren Fehler anzeigenden
Prüfsignale ändern dann an diesem Ergebnis nichts
mehr.
Es sei noch erwähnt, daß die Halbleiterscheibe, aus
der das einzelne Bauelement 15 oder 16 hergestellt
ist, bereits vor der mikromechanischen und mikro
elektronischen Bearbeitung p-dotiert oder n-dotiert
oder auch undotiert sein kann.
Die Höhe der Vorsprünge 19 kann vorzugsweise in der
Größenordnung von 0,1 mm liegen, jedoch auch größer
oder kleiner sein. Infolge ihrer sehr geringen
Querschnittsabmessungen federn sie axial ausreichend.
Auch kann der Hauptbereich der H-Platte bzw. des
betreffenden Bauelementes, von dem aus die Vorsprünge
vorstehen, benachbart den Vorsprüngen mitfedern. Es
sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß
besonders gute Federeigenschaften Silizium hat, das
dem von Stahl vergleichbar ist, so daß es besonders
vorteilhaft ist, wenn die H-Platte 10 auf Silizium
basis hergestellt ist, und zwar insbesondere aus
einem Silizium-Einkristall.
Der in Fig. 5 dargestellte Teilschnitt durch eine
H-Platte 10 unterscheidet sich von dem nach Fig. 2 im
wesentlichen dadurch, daß jeder Vorsprung 19 entweder
nur p⁺ dotiert oder n⁺ dotiert ist, wobei diese
Vorsprünge 19 ebenfalls in einem einheitlichen Raster
an Gitterpunkten des Rasters angeordnet sein können.
In jeder Zeile und Spalte des Rasters wechselt die
Dotierung von Vorsprung 19 zu Vorsprung 19, so daß in
der betreffenden Rasterlinie einander benachbarte
Vorsprünge jeweils p⁺ und n⁺ dotiert sind und
deshalb nicht jeder Vorsprung 19 mit jedem Vorsprung
19 für die Prüfung eines Prüflings im Prüfschal
tungssystem verbunden werden kann, sondern jeweils nur
p⁺ dotierte Vorsprünge mit n⁺ dotierten Vor
sprüngen. Auch ist in diesem Ausführungsbeispiel nach
Fig. 5 jeder Vorsprung 19 als durchgehend stark
dotiert dargestellt. Je nach vorgesehener Dotierungs
tiefe kann der einzelne Vorsprung jedoch auch nur zum
Teil stark dotiert und dieses stark dotierte Gebiet an
eine Leiterbahn, wie die Leiterbahn 79′, angeschlossen
sein. Auch diese dotierten Gebiete der Vorsprünge 19
können Gebiete von dem Einschalten ihrer Tastpunkte
dienenden Transistoren sein.
In Fig. 7 und 8 sind Ausschnitte aus einer ein-
oder mehrteiligen H-Platte 10 dargestellt, bei welcher
die dem Kontaktieren von Prüfpunkten von Prüflingen
dienenden Kontaktelemente als Spitzen 41 an federnden
Zungen 42 ausgebildet sind. Die federnden Zungen 42
sowie auch ihre Kontaktspitzen 41 können einstückig
mit dem übrigen Halbleitermaterial dieser H-Platte 10
sein. Diese federnden Zungen 42 bilden praktisch
Blattfedern, die sich in diesem Ausführungsbeispiel in
der Ebene der H-Platte 10 erstrecken und sind durch
mikromechanische Behandlung der ursprünglichen
einkristallinen Scheibe des betreffenden Halbleiters,
der vorzugsweise eine Siliziumscheibe sein kann,
gebildet. Jede Zunge 42 mit ihrer Kontaktspitzte 41
weist ein einheitlich stark dotiertes Gebiet 21 bzw.
22 auf, wobei in den Zeilen und Spalten des betref
fenden Rasters einander benachbarte Zungen 42 mit
Kontaktspitzen 41 unterschiedlich dotiert sind, und
zwar wiederum abwechselnd als p⁺ bzw. n⁺. Es gilt
deshalb für diese H-Platte 10 das zu der H-Platte 10
nach Fig. 5 Gesagte entsprechend. Die Federungswege
der Kontaktspitzen 41 nach Fig. 7 und 8 können größer
als die der zylindrischen Vorsprünge 19 nach Fig. 5
sein.
Es ist auch möglich, diese Zungen 42 so vorzusehen,
daß jede Zunge 42 zwei nebeneinander angeordnete
Kontaktspitzen trägt. Eine dieser Kontaktspitzen ist
dann p⁺ dotiert und die andere n⁺ dotiert und
entsprechend sind diese p- und n-Kontaktspitzen über
gleich dotierte Gebiete der Zunge 42 an durch
Beschichtungen gebildeten elektrischen Leiterbahnen
angeschlossen und können auch Gebiete integrierter
Transistoren sein, was natürlich auch für die Gebiete
21, 22 in Fig. 8 gilt. Wie in Fig. 5 für einen
Vorsprung 19 strichpunktiert angedeutet, kann der
jeweilige Tastpunkt 9 anstatt durch die Stirnfläche
des Vorsprungs 19 auch durch die freien Enden von
mehreren Erhöhungen 66 des betreffenden Vorsprungs 19
gebildet sein.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 weist die auf
Halbleiterbasis hergestellte einkristalline H-Platte
10 oder ihr betreffendes Bauelement, falls sie aus
mehreren Bauelementen besteht, auf ihrer Vorderseite
elektromechnisch hergestellte, in sich von dem ebenen
Hauptbereich 28 dieser Platte wegführender Richtung
verjüngende Vorsprünge 19 auf, wobei diese Vorsprünge
19 hier selbst nicht dotiert zu sein brauchen (aber
auch dotiert sein können), da der Tastpunkt 9 jedes
Vorsprunges 19 durch metallische Beschichtung gebildet
ist, hier jeder Vorsprung hierzu mit einer metal
lischen Haube 44 versehen ist. Jeder solcher Vorsprung
19 dient dem Kontaktieren von Prüfpunkten von Prüf
lingen mittels der den Tastpunkt 9 bildenden Spitze
seiner Haube 44.
Jede Haube 44 ist hier an je einen ihrem elektrischen
Anschluß an das Prüfschaltungssystem dienenden
Transistor 30′ bzw. 31′ angeschlossen, die in die
H-Platte 10 integriert sind. Jeder übernächste
Transistor dient dem Einschalten positiver Prüfsignale
und die übrigen Transistoren dem Einschalten negativer
Prüfsignale, so daß bezüglich der Durchführung der
Prüfung von Prüflingen sinngemäß die Ausführungen zu
der H-Platte nach Fig. 5 entsprechend gelten können.
Es ist jedoch auch möglich, daß jeder Haube 44 wahl
weise positive und negative Prüfsignale zugeleitet
werden können, indem man sie an zwei in die H-Platte
integrierte Transistoren anschließt, von denen der
eine dem Einschalten positiver Prüfsignale und der
andere dem Einschalten negativer Prüfsignale dient. Es
können dann bezüglich der Durchführung von Prüfungen
die zu Fig. 13 wie auch die zu den Fig. 2D und 2E
gemachten Ausführungen entsprechend gelten.
In den Fig. 10-12 sind Ausschnitte aus einer ein-
oder mehrteiligen H-Platte 10 einer Prüfvorrichtung
gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, deren Tastpunkte 9 nicht dem mechanischen
Kontaktieren der Prüfpunkte der Prüflinge dienen,
sondern diese H-Platte 10 dient dem berührungslosen
Tasten von Prüflingen, wie 24, mittels Spulen 45.
Diese Spulen 45 sind hier auf mikromechanischem Wege
einstückig mit der übrigen H-Platte 10 hergestellt.
Jede Spule 45 weist in diesem Ausführungsbeispiel ein
einheitlich stark dotiertes Gebiet auf, also ein
p-dotiertes oder ein n-dotiertes Gebiet, das als
elektrischer Leiter dient. Oder sie kann auch eine als
elektrischer Leiter dienende metallische Beschichtung
aufweisen. Im ersteren Falle kann sie nur mit bspw.
Impulszüge bildenden, vom Prüfschaltungssystem ge
lieferten Prüfsignalen derselben Polarität gespeist
werden. In letzterem Fall kann sie mit Wechselstrom
gespeist werden. Jede solche Spule 45 weist hier eine
einzige nicht vollständig geschlossene Windung auf,
deren beiden Enden an eine allen Spulen 45 gemeinsame
Spannungsquelle angeschlossen sind, wobei alle Spulen
zueinander parallel geschaltet und einzeln unabhängig
voneinander mittels je eines in die H-Platte 10
integrierten, in Fig. 10 als Schalter 46 dargestellten
Transistors an die gemeinsame Spannungsquelle an
schließbar sind. Jede Spule 45 kann so als Sende
antenne zum Aussenden eines elektromagnetischen
Wechselfeldes zu dem ihr jeweils gegenüberstehenden
Prüfpunkt 7 eines Prüflinges 24 dienen oder mittels
eines ebenfalls einen Transistor bildenden Schalters
47 als Empfangsantenne an eine Prüfleitung 79 des
Prüfschaltungssystems angeschlossen werden. Die
Schalter 46, 47 werden über zugeordnete Steuer
komponenten 48, 48′, die bspw. Register sein können,
angesteuert. Statt die Spule 45 mit einer einzigen
Windung zu versehen, kann sie auch mehrere Windungen
aufweisen und je nach mikromechanischen Möglichkeiten
kann sie ggfs. nicht nur als in einer Ebene liegende
Spule, sondern auch als dreidimensionale Spule mit
mehreren übereinanderliegenden Wicklungen ausgebildet
werden.
Die berührungslose Prüfung eines Prüflings kann bspw.
wie folgt erfolgen. Je nach Größe des Prüflings und
dessen Prüfpunkten können alle oder nur eine Teil
anzahl der Spulen 45 in das sie an das Prüfschaltungs
system anschließende Programm einprogrammiert sein.
Jede dieser programmierten Spulen 45 kann nun als
Sendeantenne dienen und mittels des ihr zugeordneten
Schalters 46 hierzu eingeschaltet werden. Dabei ist es
im allgemeinen zweckmäßig, jeweils nur eine einzige
Spule 45 an die Spannungsquelle anzuschließen und wenn
dies erfolgt ist, werden dann die übrigen Spulen 45
aufeinanderfolgend alternativ als Empfangs-Antenne an
eine Empfangsschaltung angeschlossen. Jede auf Empfang
geschaltete Spule 45 wird dabei nur dann von einem vom
Prüfschaltungssystem fühlbaren Strom durchflossen,
wenn sie einem Prüfpunkt 7 gegenübersteht, der in
elektrischer Verbindung mit dem der momentan auf
Senden geschalteten Spule 45 gegenüberliegenden
Prüfpunkt 7 des Prüflings steht, also derselben
Leiterbahn oder einer mit dieser kurzgeschlossenen
Metallfläche des Prüflings wie die momentane Sende
spule gegenübersteht. Die "Empfangsspulen" 45 werden
so aufeinanderfolgend daraufhin überprüft, welche von
ihnen über dieselbe metallisch leitende Fläche des
Prüflings mit dem der jeweiligen "Sendespule" ge
genüberliegenden Prüfpunkt des Prüflings in Verbindung
steht. Es können dann nacheinander allen Prüfpunkten
des Prüflings gegenüberstehenden Spulen aufeinander
folgend alternativ als Sendespulen eingeschaltet und
jeweils geprüft werden, welche der nunmehr als
Empfangsspulen dienenden Spulen 45 demselben metal
lisch leitenden Bereich des Prüflings gegenüber
stehen und so etwaige Fehler des Prüflings vorzugs
weise koordinatenmäßig erfaßt werden.
Auch hier ist es möglich, mittels solcher Spulen 45
eine Einfach- oder Mehrfach- oder Vielfachprüfung
jedes elektrisch leitenden Bereichs des Prüflings
durchzuführen und gegebenenfalls auch eine Abbildung
der oberflächig befindlichen metallischen Bereiche des
betreffenden Prüflings darzustellen oder zu speichern.
Und zwar können diese Spulen außerordentlich kleine
Dimensionen haben, bspw. Durchmesser in der Größen
ordnung von 5 bis 100 Mikrometern oder ggfs. auch noch
kleiner oder auch größer sein. Diese Spulen 45 können
wieder in einem einheitlichen Raster an der Vorder
seite der H-Platte 10 angeordnet sein, bspw. in einem
Raster mit einem Rastermaß von 10 bis 100 Mikrometern
oder auch in noch kleineren oder größeren Rastermaßen.
In den Fig. 14 und 15 ist ein Ausführungsbeispiel
einer Prüfvorrichtung 6 dargestellt, das sich von den
vorangehenden Ausführungsbeispielen dadurch unter
scheidet, daß seine Tastpunkte 9 nicht durch Vor
sprünge einer H-Platte 10, sondern durch metallische
Kontaktnadeln 49, und zwar durch deren vorderen Enden
gebildet sind, bspw. durch Nadeln 49 aus Stahl,
Kupfer-Beryllium oder anderen federelastischen Metal
len guter elektrischer Leitfähigkeit.
Die rückwärtigen, gerundeten Enden der Kontaktnadeln
sind in napfförmigen, hier kegelförmigen Vertiefungen
51 - nachfolgend Napf genannt - einer H-Platte ange
ordnet, bspw. einer Halbleiter-Platte 10 auf Silizium
basis, insbesondere eines Wafers oder Chips. Jeder
solcher Napf 51 bildet ein Widerlager 52 für die
betreffende Kontaktnadel. In diesem Ausführungs
beispiel befindet sich jeder Napf 51 in einem nur ihm
zugeordneten kleinen Halbleiter-Bezirk 35 der H-Platte
10, der zur Hälfte stark p-dotiert (Gebiet 21) und zur
anderen Hälfte stark n-dotiert (Gebiet 22) ist. Die
Trennungsfläche zwischen diesen beiden dotierten
Gebieten kann bspw. eine Symmetrieebene des Napfes 51
sein. Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 kann
jedes dieser beiden Gebiete 21, 22 an je einen in die
H-Platte 10 integrierten elektronischen Schalter 30,
31 angeschlossen sein, der durch das betreffende
Gebiet 21 bzw. 22 mitgebildet ist und mittels ihm
zugeordneten, nicht dargestellten Steuerkomponenten,
wie Register oder dgl., ein- und ausgeschaltet werden
kann zur Prüfung von Prüflingen. Für die Durchführung
einer Prüfung und der Auswertung können also die zur
Fig. 13 gemachten Ausführungen entsprechend auch hier
gelten.
Es ist auch möglich, anstatt die einzelne Kontaktnadel
49 gleichzeitig auf zwei unterschiedlich dotierten
Gebieten der H-Platte 10 aufsitzen zu lassen, sie nur
auf einem einheitlich dotierten Gebiet, also nur einem
p- oder nur einem n-Gebiet aufsitzen zu lassen und es
können dann die zu Fig. 5 über die Durchführung einer
Prüfung gemachten Ausführungen entsprechend gelten.
Die Kontaktnadeln 49 sind in diesem Ausführungs
beispiel Biegenadeln und ihre vorderen Endbereiche
sind nahe unterhalb ihrer die Tastpunkte 9 bildenden
oberen Spitzen, von denen hier jede einem Prüfpunkt 7
eines an einem vertikal auf- und abwärts bewegbaren
Träger 25 festgehaltenen Prüflings 24 gegenüber steht,
in einer oberen Führungsplatte 53 und ihre rück
wärtigen Endbereiche nahe ihrer unteren freien Enden
in einer rückwärtigen Führungsplatte 54 eines im
Ganzen mit 60 bezeichneten Prüfadapters geführt.
Die obere und die untere Führungsplatte 53, 54 weisen
Durchgangsbohrungen auf, in denen die Kontaktnadeln 49
mit Gleitlagerspiel geführt sind.
Ferner durchdringen diese Kontaktnadeln 49 mit mitt
leren Bereichen Löcher einer horizontal hin und her
bewegbaren, ihrem Spannen dienende Spannplatte 55,
welche Löcher wesentlich größer im Durchmesser als die
Löcher in den Führungsplatten 53, 54 sind.
Die Kontaktnadeln 49 haben unmittelbar unterhalb der
unteren Führungsplatte 54 Verbreiterungen in Form von
Eindrückungen, die verhindern, daß die Nadeln 49 sich
aus ihren unbelasteten Normalstellungen nach oben
verschieben können. Die Spannplatte 55 wird vor Durch
führung der Prüfung eines am Träger 25 gehaltenen
Prüflings 24 mittels eines eine Kolben-Zylindereinheit
bildenden, an eine Druckluftquelle anschließbaren
Stellmotors 57 nach links gezogen, wodurch die Tast
punkte 9 bildenden oberen Kontaktspitzen der Kontakt
nadeln 49 nach unten gezogen werden. Dann wird der
Prüfling 24 soweit nach unten bewegt, daß er diese
Kontaktspitzen berührt oder fast berührt und dann wird
die Spannplatte 55 mittels des Stellmotors 57 nach
rechts geschoben, wodurch die Kontaktspitzen auf die
Prüfpunkte 7 mit vorbestimmter Kraft zur Herstellung
sicheren elektrischen Kontaktes drücken. Auch ihre
unteren Enden kommen hierdurch in entsprechend
sicheren elektrischen Kontakt mit den sie aufnehmenden
Vertiefungen 51 der H-Platte 10. Nunmehr erfolgt die
Prüfung des Prüflings 24, bspw. eines Chips, auf
Fehlerfreiheit durch das Prüfschaltungssystem dieser
Prüfvorrichtung. Die elektrische Prüfung kann u.a.
auch so durchgeführt werden, wie es bei bekannten
Prüfvorrichtungen, deren Prüfadapter metallische
Kontaktstifte aufweisen, an sich bekannt ist.
Es kann bspw. auch vorgesehen sein, daß die mikro
mechanisch hergestellten Vertiefungen 51 mit me
tallischen Beschichtungen versehen sind, die gegen
einander durch die H-Platte elektrisch isoliert sind
und über ebenfalls vorzugsweise in diese H-Platte 10
integrierte Transistoren oder dgl. an das Prüfschal
tungssystem angeschlossen werden. Auch hier kann
vorzugsweise vorgesehen sein, daß das Prüfschaltungs
system ganz oder im wesentlichen in die H-Platte
integriert ist. Die H-Platte 10 ist auf einem sie
tragenden Träger 59 der Prüfvorrichtung befestigt,
während dem Halten der Prüflinge 24 der Träger 25
dient.
Die Kontaktnadeln können extrem kleine Durchmesser von
bspw. 0,01 bis 0,2 mm haben und gemäß einem Raster
von bspw. 1/100 Zoll oder auch in einem größeren oder
noch kleinerem Raster oder auf sonstige gewünschte
Weise angeordnet sein.
Der Kolben 63 des Stellmotors 57 ist durch Druckluft
nach links und beim Ablassen der Druckluft durch eine
Feder 64 nach rechts bewegbar.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 14 läßt sich die
Tastpunktdichte ohne weiteres auch wesentlich größer
vorsehen, bspw. so groß, daß in der dargestellten
Schnittebene die einzelne Leiterbahn oder das einzelne
Pad des Prüflings 24 durch mehrere Kontaktnadeln
kontaktiert wird.
In Fig. 16A ist ausschnittsweise eine Abwandlung der
Prüfvorrichtung 6 nach Fig. 14 dargestellt. Hier sind
die Kontaktnadeln 48 als sogenannte Starrstifte
ausgebildet, die durch den jeweiligen Prüfling 24 nur
axial belastet werden, ohne hierbei gebogen zu werden.
Diese Kontaktnadeln 49, von denen zwei dargestellt
sind, und von denen die Prüfvorrichtung eine große
Anzahl aufweisen kann, sind in Durchgangsbohrungen
einer vorderen und einer rückwärtigen, fest
miteinander verbundenen Führungsplatte 53, 54 axial
gleitbar gelagert. Ebenfalls fest mit den horizontalen
Führungsplatten 53, 54 ist eine ebenfalls nur in einem
kleinen dargestellten, geschnittenen Ausschnitt
dargestellte H-Platte 10 verbunden, die mikro
mechanisch hergestellte, mit ihr einstückige, schräg
gerichtete, bspw. zylindrische oder blattfederartig
gestaltete Vorsprünge 19′′′ aufweist, von denen jeder
obenseitig eine napfförmige Vertiefung 51 (Fig. 16B)
aufweist, in die das rückwärtige Ende einer Kontakt
nadel 49 eingreift, so daß die Kontaktnadeln 49 an
diesen elastisch federnden Vorsprüngen 19′′′ axial
federnd abgestützt sind. Diese Vorsprünge 19′′′ bilden
für die Kontaktnadeln 49 Widerlager 52 und können
wiederum ganz oder teilweise stark dotiert sein, sei
es als p-Gebiet oder als n-Gebiet, wie es Fig. 16C an
einem Beispiel zeigt, wo dieses hier n-dotierte Gebiet
22 auch das Gebiet eines in die H-Platte integrierten
nicht dargestellten Transistors sein kann. Oder jeder
Vorsprung 19′′′ kann zwei nebeneinander angeordnete p- und
n-Gebiete 21, 22 aufweisen (Fig. 16B, wo diese
Gebiete ebenfalls Gebiete je eines nicht dargestellten
integrierten Transistors sein können), wie es ähnlich
bspw. bei den Vorsprüngen 19 nach Fig. 2D der Fall
ist. Diese Vorsprünge 19′′′ dienen so dem elektrischen
Anschluß der Kontaktnadeln 49 an die H-Platte 10.
Diese Kontaktnadeln 49 können wiederum äußerst geringe
Durchmesser aufweisen, bspw. in der Größenordnung von
0,1 mm.
Das Prüfschaltungssystem kann wieder in irgendeiner
geeigneten Weise ausgebildet sein, bspw. kann es
Schaltbilder haben, wie sie gleich oder ähnlich bei
vorbekannten Prüfvorrichtungen mit Kontaktnadeln
bekannt sind. Es können wiederum zweckmäßig in neu
artiger Weise das Prüfschaltungssystem oder Teile von
ihm in die aus einem oder mehreren Halbleiter-Bau
elementen bestehende H-Platte 10 integriert sein.
Diese H-Platte 10 ist an einem nicht dargestellten
Support gehalten zusammen mit den Führungsplatten 53
und 54.
Es ist auch möglich, die Vorsprünge 19′′′ ganz oder
streifenweise metallisch zu beschichten und die
Kontaktnadeln 49 an dieser metallischen Beschichtung
44′ anliegen zu lassen, wie es Fig. 16D an einem
Beispiel zeigt, so daß dann nicht ein dotiertes Gebiet
21 bzw. dotierte Gebiete 21, 22 als elektrisch leit
fähiges Material der Vorsprünge 19′′′, sondern deren
metallische Beschichtungen 44′ dem elektrischen
Anschluß der Kontaktstifte 49 an auf dem Hauptbereich
28 der H-Platte 10 durch Beschichten hergestellte
Leiterbahnen oder in ihn integrierte Transistoren oder
dgl. dienen.
Die H-Platte 10 kann in manchen Fällen auch so aus
gebildet sein, daß sie an elektrischen Teilen nur
metallische Beschichtungen aufweist, die dem elek
trischen Anschluß der Kontaktnadeln 49, oder wenn die
Tastpunkte an ihr vorgesehen und metallisch ausgebil
det sind, dann dem elektrischen Anschluß dieser
Tastpunkte an das in diesem Fall an ihr nicht ange
ordnete Prüfschaltungssystem dienen, das bspw. als
gesondertes Gerät ausgebildet sein kann, das elek
trisch an die mindestens eine H-Platte der Prüfungs
vorrichtung angeschlossen wird. Die Herstellung einer
solchen H-Platte aus einem vorzugsweise einkristal
linen Halbleiter, insbesondere aus Silizium, hat dann
immer noch den wichtigen Vorteil, daß ihre mikro
mechanisch hergestellten Strukturen außerordentlich
geringe Mittenabstände einander benachbarter Tast
punkte bzw. der Kontaktnadeln auf möglichst einfache
Weise ermöglichen.
Claims (35)
1. Prüfvorrichtung zum Prüfen von elektrischen oder
elektronischen Prüflingen, wie Leiterplatten,
vorzugsweise unbestückten Leiterplatten, Chips,
Multichip-Systemen oder dgl., welche Prüfvor
richtung Tastpunkte aufweist, welche beim Prüfen
eines Prüflings Prüfpunkten des Prüflings zum
Übertragen von Prüfsignalen gegenüberstehen,
dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfvorrichtung
mindestens eine auf Halbleiterbasis hergestellte
Platte (10) - nachfolgend H-Platte genannt -
aufweist, an der zumindest einige Tastpunkte (9)
vorgesehen sind.
2. Prüfvorrichtung zum Prüfen von elektrischen oder
elektronischen Prüflingen, wie Leiterplatten,
vorzugsweise unbestückten Leiterplatten, Chips,
Multichip-Systemen oder dgl., welche Prüfvor
richtung Tastpunkte aufweist, welche beim Prüfen
eines Prüflings Prüfpunkten des Prüflings zum
Übertragen von Prüfsignalen gegenüberstehen, wobei
Tastpunkte der Prüfvorrichtung durch die vorderen
Enden von Kontaktnadeln gebildet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest einige Tastpunkte
(9) der Prüfvorrichtung durch die freien Enden von
metallischen Kontaktnadeln (49) gebildet sind,
deren elektrischem Anschluß an das Prüfschaltungs
system elektrisch leitfähige Widerlager (52)
dienen, die an mindestens einer auf Halbleiter
basis hergestellten Platte (10) - nachfolgend
H-Platte - vorgesehen sind.
3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß sie ein die elektrische
Prüfung des jeweiligen Prüflings durchführendes
Prüfschaltungssystem aufweist, das Schaltmittel
zum elektrischen Anschließen von Tastpunkten der
Prüfvorrichtung an das Prüfschaltungssystem auf
weist, wobei bei der Prüfung eines Prüflings
zwischen Tastpunkten der Prüfvorrichtung und ihnen
gegenüber befindlichen Prüfpunkten des Prüflings
von dem Prüfschaltungssystem bewirkbare
Prüfsignale übertragsbar sind, die in dem
Prüfschaltungssystem daraufhin auswertbar sind, ob
der Prüfling elektrisch fehlerfrei ist oder nicht.
4. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens die Hälfte der
Tastpunkte (9), vorzugsweise alle Tastpunkte (9),
an der mindestens einen H-Platte (10) vorgesehen
sind.
5. Prüfvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens die Hälfte der
Tastpunkte (9), vorzugsweise alle Tastpunkte (9),
durch die vorderen Enden der Kontaktnadeln (49)
gebildet sind.
6. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
mindestens eine H-Platte (10) eine Vielzahl von
Halbleiter-Bezirken (35) aufweist, von denen jeder
einem Tastpunkt (9) zugeordnet ist, wobei jeder
solcher Halbleiter-Bezirk (35) mindestens ein
p-Gebiet (21) und/oder mindestens ein n-Gebiet
(22) aufweist, das dem Leiten von den zugeordneten
Tastpunkt beaufschlagenden Prüfsignalen dient und
vorzugsweise das p-Gebiet (21) bzw. das n-Gebiet
(22) ein stark dotiertes Gebiet eines Transistors
(30; 31) ist.
7. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein
Prüfschaltungssystem aufweist, das teilweise in
die mindestens eine H-Platte (10) integriert ist.
8. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein
Prüfschaltungssystem aufweist, das ganz oder im
wesentlichen in die mindestens eine H-Platte (10)
integriert ist.
9. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
H-Platte (10) oder mindestens eine H-Platte aus
einem Bauelement, vorzugsweise einem Wafer oder
einem Chip besteht.
10. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
eine H-Platte (10) aus mehreren auf Halbleiter
basis hergestellten Bauelementen (15, 16),
vorzugsweise aus mehreren Wafern oder Chips
zusammengesetzt ist.
11. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
eine H-Platte (10) auf der Basis eines Ein
kristall-Halbleiters hergestellt ist bzw.
mindestens eines ihrer Bauelemente (15, 16) auf
der Basis eines Einkristall-Halbleiters herge
stellt ist.
12. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
H-Platte (10) bzw. ihre Bauelemente auf
Elementarhalbleiterbasis, vorzugsweise auf
Siliziumbasis hergestellt ist bzw. sind.
13. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die H-Platte (10) bzw.
ihre Bauelemente auf Verbindungshalbleiterbasis,
vorzugsweise auf der Basis von GaAs hergestellt
ist bzw. sind.
14. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
die den Tastpunkten (9) benachbarte oder sie
aufweisende Vorderseite der mindestens einen
H-Platte (10) mikromechanisch hergestellte Struk
turen aufweist und vorzugsweise die Tastpunkte
bzw. die Widerlager (52) an mikromechanisch her
gestellten Strukturen dieser Vorderseite vorge
sehen sind.
15. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
eine Teilanzahl der Tastpunkte (9), vorzugsweise
alle Tastpunkte oder fast alle Tastpunkte, durch
Flächen von dem Leiten von Prüfsignalen dienenden
und entsprechend dotierten Halbleiter-Gebieten
(21, 22; 22) der mindestens einen H-Platte (10)
gebildet sind.
16. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
einige Tastpunkte (9), vorzugsweise alle oder fast
alle Tastpunkte an metallischen Beschichtungen der
mindestens einen H-Platte (10) vorgesehen sind.
17. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
einige Tastpunkte (9) und/oder Widerlager (52),
vorzugsweise alle oder fast alle Tastpunkte bzw.
Widerlager an elastischen, vorzugsweise mikro
mechanisch erzeugten Bereichen, vorzugsweise
Vorsprüngen (19) der mindestens einen H-Platte
(10) vorgesehen sind.
18. Prüfvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Tastpunkte (9) aufweisenden
Vorsprünge (19) der H-Platte (10) zumindest teil
weise als dem Leiten von Prüfsignalen dienende und
entsprechend dotierte Halbleiter-Bezirke (35)
ausgebildet sind.
19. Prüfvorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest einige der Vor
sprünge der mindestens einen H-Platte (10), die
Tastpunkte oder Widerlager (52) aufweisen, unge
fähr zylindrisch oder sich auf mindestens einen
Teil ihrer Länge auf ihre freien Enden zu ver
jüngen, vorzugsweise ungefähr quaderförmig oder
kreiszylindrisch oder kegelstumpfförmig oder
zungenförmig oder biegefederartig oder spiral
förmig oder pyramidenförmig oder pyramidenstumpf
förmig ausgebildet sind.
20. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
einigen Tastpunkten und/oder Widerlagern (52),
vorzugsweise allen Tastpunkten (9) bzw. Wider
lagern, an der H-Platte (10) je ein Halbleiter-Be
zirk (35) zum Leiten von Prüfsignalen zugeordnet
ist, der zwei nebeneinander angeordnete, sich quer
zur Vorderseite der H-Platte (10) erstreckende
dotierte Gebiete (21, 22) aufweist, von denen das
eine Gebiet ein p-Gebiet und das andere Gebiet ein
n-Gebiet ist.
21. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
eine Kontaktnadel (49), vorzugsweise jede Kontakt
nadel zumindest beim Kontaktieren eines Prüflings
zu ihrem elektrischen Anschluß auf einem zugeord
neten Halbleiter-Bezirk (35) der zugeordneten
H-Platte (10) aufsitzt, der durch mindestens ein
dem Leiten von Prüfsignalen dienendes und ent
sprechend dotiertes Gebiet, vorzugsweise durch
zwei entgegengesetzt dotierte Gebiete (21, 22)
gebildet ist.
22. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
eine Kontaktnadel (49), vorzugsweise jede Kontakt
nadel auf einem metallisch beschichteten Wider
lager (52) der H-Platte (10) zu ihrem elektrischen
Anschluß zumindest beim Prüfen von Prüflingen
aufsitzt.
23. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kontaktnadeln (49) als Biegenadeln, Knicknadeln
oder Starrstifte ausgebildet sind, wobei die
Biegenadeln vorzugsweise quer zu ihren Längs
richtungen unter entsprechendem Ausbiegen
elastisch spannbar sind.
24. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
einige Tastpunkte (9), vorzugsweise alle oder fast
alle Tastpunkte zum berührungslosen Übertragen
bzw. Empfangen von Prüfsignalen ausgebildet sind,
vorzugsweise der berührungslosen elektro
magnetischen Ankopplung an Prüfpunkte des
Prüflings dienende, mikromechanisch hergestellte
Strukturen aufweisen.
25. Prüfvorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß auf der Vorderseite der H-Platte
(10) oder mindestens einer H-Platte als Tastpunkte
eine Vielzahl von mikromechanisch hergestellten
Spulen (45) angeordnet sind, die zum Leiten von
Prüfsignalen entsprechend dotiert sind und/oder
metallische Beschichtungen aufweisen, derart, daß
die einzelne Spule eine Sendeantenne und/oder eine
Empfangsantenne für zwischen ihr und dem ihr
jeweils zugeordneten Prüfpunkt (7) eines Prüf
lings (24) zu übertragenden Prüfsignalen bildet,
die im Prüfling gegenüber dieser Spule durch sie
induziert bzw. durch das betreffende, vom Prüfling
geleitete Prüfsignal in ihr induziert werden.
26. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur
Mehrfach-Prüfung von Leiterbahnen (26, 26′, 26′′)
eines Prüflings ausgebildet ist, wobei das
Prüfschaltungssystem so ausgebildet ist, daß es
auf Fehlerfreiheit einer Leiterbahn eines
Prüflings (24) schließt, wenn mindestens eine
dieser Prüfungen der betreffenden oder eine
vorbestimmte Anzahl dieser Prüfungen Fehlerfrei
heit geben.
27. Prüfvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Mehrfach-Prüfung einer
Leiterbahn eines Prüflings (24) nur den beiden
Endbereichen der betreffenden Leiterbahn jeweils
eine Mehrzahl von Tastpunkten der Prüfvorrichtung
gegenüberstehen.
28. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüf
schaltungssystem zum rasterartigen Abbilden der
auf den den Tastpunkten gegenüberliegenden Seite
eines Prüflings vorhandenen Leiterbahnen (26, 26′,
26′′) ausgebildet ist.
29. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
H-Platte (10) oder mindestens eine H-Platte
metallische Beschichtungen aufweist.
30. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem
Tastpunkt (9) mindestens je eine in die betref
fende H-Platte integrierte elektronische
Komponente, vorzugsweise mindestens je ein
Transistor zugeordnet ist.
31. Prüfvorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekenn
zeichnet, daß zumindest einigen Tastpunkten, vor
zugsweise allen oder fast allen Tastpunkten (9)
mindestens je ein in die betreffende H-Platte
integrierter Transistor zugeordnet ist, der
mindestens ein p-leitendes oder n-leitendes Gebiet
aufweist, das vom zum Tastpunkt strömenden Prüf
strom und/oder von vom Tastpunkt kommenden Prüf
strom durchströmbar ist.
32. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem ein
zelnen Tastpunkt mindestens ein in die betreffende
H-Platte (10) integrierter elektronischer Schalter
(30, 31; 46, 47), vorzugsweise mindestens je ein
Schalttransistor zugeordnet ist, welcher dem Ein
schalten und Ausschalten des Tastpunktes dient.
33. Prüfvorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekenn
zeichnet, daß die elektronischen Schalter (30, 31;
46, 47) anhand von im Prüfschaltungssystem
speicherbaren Informationen durchschaltbar sind
(Speichermode).
34. Prüfvorrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch
gekennzeichnet, daß den elektronischen Schaltern
(30, 31; 46, 47) adressierbare Steuerschaltkreise
(32, 33; 48, 48′), vorzugsweise elektronische
Register, zugeordnet sind, die dem Durchschalten
der elektronischen Schalter durch Adressierung
über Adreßleitungen dienen (Dekodermode).
35. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 33 oder
34, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen
Schalter (30, 31; 46, 47) und vorzugsweise auch
die deren Schalten dienenden Steuerschaltkreise
(32, 33; 48, 48′) in die mindestens eine H-Platte
(10) integriert sind.
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