Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2498449C1 - Contacting device - Google Patents

Contacting device Download PDF

Info

Publication number
RU2498449C1
RU2498449C1 RU2012119282/28A RU2012119282A RU2498449C1 RU 2498449 C1 RU2498449 C1 RU 2498449C1 RU 2012119282/28 A RU2012119282/28 A RU 2012119282/28A RU 2012119282 A RU2012119282 A RU 2012119282A RU 2498449 C1 RU2498449 C1 RU 2498449C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
printed circuit
flexible printed
circuit board
contact
contacting device
Prior art date
Application number
RU2012119282/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Дмитриевич Сасов
Вадим Александрович Усачев
Николай Александрович Голов
Наталья Валерьевна Кудрявцева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана)
Priority to RU2012119282/28A priority Critical patent/RU2498449C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2498449C1 publication Critical patent/RU2498449C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: contacting device is made as a frame with a flexible printed circuit stretched on it and protrusion with external connector; at the flexible printed circuit there are oriented fixed patterns with reach-through windows for placement of controlled electronic components; at surface of the flexible printed circuit conductors with their peaks form lamellae with contact areas in compliance with topology of contact areas for the controlled components. At that total gap between the pattern window and electronic component should not exceed the distance between adjoining lamellae; between the base of contacting device and flexible printed circuit there is an elastic gasket made of material having properties of elastic strain; electronic components placed in the pattern windows at the other side have a thermal contact with heat sink which serves at the same time as a mechanical holdback; at the surface of heat sink and frame contacting with flexible printed circuit there is an applied electric insulating coating.
EFFECT: invention provides low costs for operations of functional check and electrical training of electronic components.
6 cl, 8 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Данное изобретение относится к области проектирования устройств, обеспечивающих групповой функциональный контроль и электротермотренировку (ЭТТ) полупроводниковых кристаллов после их извлечения из пластины и микроплат для трехмерных электронных модулей.This invention relates to the field of designing devices that provide group functional control and electrothermotherapy (ETT) of semiconductor crystals after they are removed from the plate and microplates for three-dimensional electronic modules.

Уровень техникиState of the art

Известны метод и аппаратура для производства гарантированно годного кристалла по патенту США 5,640,762, МПК Н05К 3/30 от 24.06.97 г.The known method and apparatus for the production of a guaranteed suitable crystal according to US patent 5,640,762, IPC Н05К 3/30 dated June 24, 1997.

Метод включает в себя шаги: тестирование годности кристалла на пластине, разрезка пластины на единичные кристаллы; а затем тестирование кристалла путем сборки носителя, имеющего межсоединения, приспособленные для создания электрического соединения между контактными площадками на кристалле и внешними тестирующими устройствами. Межсоединения для носителя могут быть сформированы с использованием различных технологий, включая: толстопленочные контактные элементы конструкции на жесткой подложке; самоограничивающиеся контактные элементы конструкции на кремниевой подложке или микростолбчатые элементы с текстурной поверхностью. Во время сборки носителя кристалл и межсоединения оптически совмещаются и входят в контакт с определенной контактной силой. Это устанавливает электрическое соединение между контактными элементами конструкции и контактными площадками кристалла. В собранном носителе кристалл и межсоединение сочленяются вместе с помощью механизма распределения силы, который включает в себя выгнутую скобу, пластину для надавливания и пружинный зажим. Следует тестирование кристалла, носитель разбирается и тестированный кристалл удаляется.The method includes the steps: testing the suitability of the crystal on the plate, cutting the plate into single crystals; and then testing the crystal by assembling a carrier having interconnects adapted to create an electrical connection between the contact pads on the chip and external testing devices. Interconnects for a carrier can be formed using various technologies, including: thick-film contact structural members on a rigid substrate; self-limiting contact structural elements on a silicon substrate or micro-column elements with a texture surface. During carrier assembly, the crystal and interconnects are optically aligned and come into contact with a specific contact force. This establishes an electrical connection between the contact structural members and the contact pads of the crystal. In the assembled carrier, the crystal and the interconnect are joined together using a force distribution mechanism, which includes a curved bracket, a pressure plate and a spring clip. Testing of the crystal follows, the carrier is disassembled, and the tested crystal is removed.

Данное решение имеет несколько принципиальных недостатков: в конструкции не предусмотрена возможность выравнивания каждого контактного элемента с контактной площадкой кристалла; контактный элемент имеет высоту выступа не более долей микрометра, что практически невыполнимо; не предусмотрено одновременное групповое контактирование нескольких кристаллов. Все это делает данное решение только теоретически выполнимым.This solution has several fundamental drawbacks: the design does not provide for the possibility of aligning each contact element with the contact area of the crystal; the contact element has a protrusion height of not more than a fraction of a micrometer, which is practically impossible; simultaneous group contacting of several crystals is not provided. All this makes this solution only theoretically feasible.

Известны также метод и аппаратура для осуществления на уровне пластин тестирования кристаллов интегральных схем по патенту США №5,399,505, МПК H01L 21/66 от 21.03.95 г.There is also known a method and apparatus for implementation at the level of the wafer of testing crystals of integrated circuits according to US patent No. 5,399,505, IPC H01L 21/66 of 03/21/95.

Полупроводниковые пластины включают кристаллы интегральных схем, проводники на пластине и контактные площадки пластины, сформированные на ней. Проводники на пластине используются для передачи электрических сигналов к кристаллам интегральных схем и от них так, что может быть проведено на уровне пластины тестирование и ЭТТ кристаллов интегральных схем. В соответствии с одним из вариантов воплощения, каждый проводник на пластине электрически соединен с одной и той же площадкой на каждом кристалле интегральных схем. Каждый проводник на пластине включает, по меньшей мере, свою часть проводника, которая проходит сверху поверхности, по меньшей мере, одного кристалла интегральной схемы.Semiconductor wafers include integrated circuit crystals, conductors on the wafer, and wafer pads formed thereon. The conductors on the wafer are used to transmit electrical signals to and from the crystals of integrated circuits so that testing of ETT crystals of integrated circuits can be carried out at the wafer level. According to one embodiment, each conductor on the plate is electrically connected to the same pad on each chip of the integrated circuits. Each conductor on the plate includes at least a portion of the conductor that extends from above the surface of the at least one integrated circuit chip.

К преимуществам данного решения следует отнести попытку группового контроля и ЭТТ кристаллов в составе пластины. К недостаткам - параллельное соединение одноименных контактных площадок всех кристаллов, что делает весьма затруднительным определение вышедшего из строя кристалла; решение практически ограничивается только схемами памяти, так как другие схемы потребуют очень сложной разводки по поверхности пластины и огромного количества внешних контактных площадок на пластине; предложенная конструкция контактирующего устройства предусматривает жесткое закрепление каждого контакта относительно внешней контактной площадки пластины, что не позволяет вторичное использование такого контактирующего устройства.The advantages of this solution include the attempt at group control and ETT crystals in the plate. The disadvantages are the parallel connection of the same contact pads of all crystals, which makes it very difficult to identify a failed crystal; the solution is practically limited only to memory circuits, since other circuits will require very complex wiring along the surface of the plate and a huge number of external contact pads on the plate; the proposed design of the contacting device provides for rigid fastening of each contact relative to the external contact area of the plate, which does not allow the secondary use of such a contacting device.

Известно также техническое решение по патенту ЕР 0287451, МПК H01L 21/66 от 12.04.88 г. «Способ и устройство для соединения и монтажа электронного компонента при испытаниях».There is also known a technical solution according to patent EP 0287451, IPC H01L 21/66 of 04/12/08, "Method and device for connecting and mounting an electronic component during testing."

Способ предусматривает соединение компонента с рамкой, расположенной по периферии компонента, с помощью проволочных проводников. Испытания компонента проводят, соединяя испытательное оборудование с упомянутой рамкой. После испытаний компонент монтируют на подложке, а соединение компонента с подложкой осуществляют проводниками, соединяющими компонент с рамкой. После соединения проводники перерезают по линии между контактными площадками на подложке и рамкой, после чего рамку убирают. Данный способ практически применим только при последующем использовании компонента при помощи сварки и неприменим для других видов использования, например, в трехмерных модулях.The method involves connecting a component to a frame located on the periphery of the component using wire conductors. Testing of the component is carried out by connecting test equipment to said frame. After testing, the component is mounted on a substrate, and the connection of the component with the substrate is carried out by conductors connecting the component to the frame. After connection, the conductors are cut along the line between the contact pads on the substrate and the frame, after which the frame is removed. This method is practically applicable only for subsequent use of the component by welding and is not applicable for other uses, for example, in three-dimensional modules.

Известно техническое решение по патенту ЕР 0554622, МПК G01R 31/26 от 21.12.92 г. «Аппаратура и метод контроля голых кристаллов».Known technical solution according to patent EP 0554622, IPC G01R 31/26 from 12/21/92, "Equipment and control method of bare crystals."

Данный метод заключается в том, что голый кристалл, вычлененный из полупроводниковой пластины, при помощи оптической системы совмещения типа flip-chip совмещается с выступами из припоя, нанесенными на многослойную печатную плату, выполненную на кремниевом или алюминиевом основании. К кристаллу прикладывается внешнее усилие, необходимое для пластической деформации выступов и обеспечения контактирования всех контактных площадок кристалла с выступами на печатной плате. Недостатками данного метода является невозможность вторичного использования печатной платы для контактирования другого кристалла, а также не предусмотрен групповой контроль кристаллов.This method consists in combining a bare crystal, isolated from a semiconductor wafer, using a flip-chip optical alignment system with solder protrusions deposited on a multilayer printed circuit board made on a silicon or aluminum base. An external force is applied to the crystal, which is necessary for plastic deformation of the protrusions and for ensuring that all the contact pads of the crystal are in contact with the protrusions on the printed circuit board. The disadvantages of this method are the inability to reuse a printed circuit board for contacting another crystal, and group control of crystals is also not provided.

Известен способ присоединения полупроводникового прибора с помощью плоских выводов к тестовой подложке и с использованием клиновидного электрода заявка PCT/US 90/06583, МПК H01L 21/66 от 26.12.90 г.A known method of attaching a semiconductor device using flat leads to a test substrate and using a wedge-shaped electrode application PCT / US 90/06583, IPC H01L 21/66 from 12.26.90,

Электронный компонент временно устанавливают на временную тестовую подложку. Контактные площадки этого компонента соединены с контактными площадками тестовой подложки с помощью проволочных или плоских выводов. Для соединения выводов используют клиновидный электрод, с помощью которого в центральной части вывода формируют участок типа «крыло чайки». Установленный на тестовой площадке компонент тестируют, подавая заданные сигналы на его контакты. После этого контактные выводы перерезают в области их соединения с контактными площадками тестовой подложки и удаляют прибор с оставшимися выводами. Контактные выводы выполнены из жесткого материала и присоединены к краям прибора с помощью клея, что позволяет сохранить свою форму после удаления с временной тестовой подложки. Затем компонент устанавливают на постоянную подложку прибора и присоединяют его выводы к соответствующим контактным площадкам этой подложки. Недостатком этого метода является наличие приваренных к компоненту проволочных или плоских выводов, которые затем необходимо перерезать, а также большая трудоемкость тестирования компонентов.The electronic component is temporarily mounted on a temporary test substrate. The pads of this component are connected to the pads of the test substrate using wire or flat leads. A wedge-shaped electrode is used to connect the leads, with the help of which in the central part of the lead a “gull wing” -type section is formed. The component installed on the test site is tested by applying the given signals to its contacts. After that, the contact leads are cut in the area of their connection with the contact pads of the test substrate and the device is removed with the remaining leads. The contact pins are made of hard material and are attached to the edges of the device with glue, which allows you to maintain your shape after removal from a temporary test substrate. Then the component is installed on a permanent substrate of the device and attach its conclusions to the corresponding contact pads of this substrate. The disadvantage of this method is the presence of wire or flat leads welded to the component, which then need to be cut, as well as the high complexity of testing the components.

Известно способ монтажа на ленту для динамической ЭТТ кристаллов по патенту США №4,981,817, МПК H01L 23/528 от 01.01.91 г.A known method of mounting on a tape for dynamic ETT crystals according to US patent No. 4,981,817, IPC H01L 23/528 from 01/01/91.

Способ заключается в том, что смонтированные на ленту кристаллы, присоединены к проводникам, сформированным на ленте, стандартными методами. В ленте предусмотрены сквозные окна, к которым подходят проводники, необходимые для динамической ЭТТ кристаллов. К обратной стороне ленты прикреплена дополнительная лента, имеющая проводники для соединения с внешним тестовым устройством. Разводка на основной ленте соединена в окнах с разводкой на дополнительной ленте при помощи перемычек или объемных контактов. Недостатком данного метода является необходимость использования кристалла после проведения ЭТТ только с участком ленты, к которой он присоединен, вторичное использование носителей исключается.The method consists in the fact that the crystals mounted on the tape are attached to the conductors formed on the tape by standard methods. The tape provides through-windows to which the conductors necessary for dynamic ETT crystals are suitable. An additional tape is attached to the back of the tape having conductors for connection to an external test device. The wiring on the main tape is connected in the windows with the wiring on the additional tape using jumpers or volume contacts. The disadvantage of this method is the need to use the crystal after conducting ETT only with the portion of the tape to which it is attached, the secondary use of carriers is excluded.

Известна конструкция контактирующего устройства по статье «Bum-in test sockets beneficial for high volume CSP applications» в журнале «Advanced Packaging» июль/август 1998 г., c.32÷37.A known design of the contacting device according to the article "Bum-in test sockets beneficial for high volume CSP applications" in the journal "Advanced Packaging" July / August 1998, p.32 ÷ 37.

Контактирующее устройство предназначено для тестирования и ЭТТ кристаллов и корпусированных интегральных схем с шариковыми выводами. Каждый шариковый вывод захватывается разрезным гнездом типа пинцетного зажима с заостренными концами. При этом шариковый вывод, выполненный из мягкого припоя, несколько деформируется сбоку. Допускается шаг расположения шариковых выводов не менее 0,75 мм. Данное техническое решение ограничено применением только приборов с шариковыми выводами со значительным шагом расположения и является очень сложным в изготовлении, особенно при большом количестве выводов.The contacting device is designed to test both ETT crystals and packaged integrated circuits with ball terminals. Each ball pin is captured by a split socket such as a tweezers with pointed ends. In this case, the ball lead made of soft solder is somewhat deformed from the side. A spacing of ball terminals of at least 0.75 mm is allowed. This technical solution is limited to the use of devices with ball terminals with a significant spacing and is very difficult to manufacture, especially with a large number of conclusions.

Известно также способ изготовления и контроля электронных компонентов» по российскому патенту 2133522, МПК H01L 21/66 от 03.11.97 г.There is also known a method of manufacturing and control of electronic components ”according to Russian patent 2133522, IPC H01L 21/66 of 03/03/97.

Данный способ заключается в том, что множество кристаллов располагают в пресс-форме, ориентируясь на контактные площадки кристаллов и базовые элементы пресс-формы, изолируют все незащищенные поверхности кристаллов, кроме контактных площадок. Отличие способа заключается в том, что при расположении в пресс-форме кристаллы фиксируют между собой с образованием группового носителя, при этом обеспечивают расположение лицевых поверхностей кристаллов в единой плоскости с одной из поверхностей группового носителя, при этом на эту плоскость наносят одновременно все проводники, необходимые для ЭТТ и контроля, а также разъем. Вариантом способа является то, что одновременно с кристаллами в пресс-форму помещают групповую металлическую рамку, которую фиксируют одновременно с кристаллами. Преимуществом данного способа является осуществление группового контроля и ЭТТ, а также высоконадежное соединение между компонентами и с внешним разъемом. К недостаткам следует отнести разовое применение групповой микроплаты и невозможность контроля и ЭТТ голых кристаллов.This method consists in the fact that many crystals are placed in the mold, focusing on the contact pads of the crystals and the basic elements of the mold, isolate all unprotected surfaces of the crystals, except for the contact pads. The difference of the method lies in the fact that, when placed in the mold, the crystals are fixed together with the formation of a group carrier, while ensuring that the front surfaces of the crystals are in the same plane with one of the surfaces of the group carrier, while all the conductors necessary are applied to this plane at the same time. for ETT and control as well as connector. A variant of the method is that simultaneously with crystals, a group metal frame is placed in the mold, which is fixed simultaneously with the crystals. The advantage of this method is the implementation of group monitoring and ETT, as well as a highly reliable connection between components and with an external connector. The disadvantages include the one-time use of a group microplate and the inability to control and ETT bare crystals.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению (прототипом) является техническое решение по патенту США №5,831,445, МПК: G01R 1/06 от 03.11.98 г.The closest analogue to the claimed invention (prototype) is a technical solution according to US patent No. 5,831,445, IPC: G01R 1/06 from 11/03/98.

Пластины соединяются с печатной платой, которая электрически контактирует с площадками на каждом кристалле, используя маленькие проводящие контактные столбики. Точное совмещение целой пластины внутри устройства позволяет тестировать все кристаллы на пластине одновременно, исключая необходимость исследования каждого кристалла в отдельности. Устройство оснащается тепловыми элементами и охлаждающими каналами для получения необходимой температуры пластины при ЭТТ и тестировании. Способ исключает использование дефектных кристаллов после ЭТТ и тестирования, повышая, таким образом, эффективность сборки. Достоинством данного технического решения является попытка проведения групповой ЭТТ и контроля в составе пластины, а также наличие теплоотвода. К недостаткам следует отнести контактирование пластины с контактными столбиками путем их пластической деформации, что вызывает необходимость больших усилий при сочленении платы с пластиной и делает невозможным вторичное применение данной конструкции контактирующего устройства.The plates are connected to a printed circuit board that is electrically in contact with the pads on each chip using small conductive contact posts. Exact alignment of the whole plate inside the device allows you to test all the crystals on the plate at the same time, eliminating the need to study each crystal separately. The device is equipped with thermal elements and cooling channels to obtain the required plate temperature during ETT and testing. The method eliminates the use of defective crystals after ETT and testing, thereby increasing assembly efficiency. The advantage of this technical solution is an attempt to conduct a group ETT and control in the composition of the plate, as well as the presence of a heat sink. The disadvantages include contacting the plate with the contact columns by plastic deformation, which necessitates great efforts when articulating the circuit board with the plate and makes it impossible to reuse this design of the contacting device.

Основной задачей данного изобретения является создание конструкции группового контактирующего устройства, обеспечивающего низкую стоимость операций функционального контроля и ЭТТ электронных компонентов.The main objective of this invention is to create a design of a group contacting device that provides a low cost of functional control and ETT electronic components.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Поставленная задача решается тем, что групповое контактирующее устройство (далее - КУ), имеющее контактное поле, механический прижим, обеспечивающий контакт компонентов с КУ, имеющее жесткое основание и теплоотвод, имеет контактное поле, выполненное в виде гибкой печатной платы, образующей контактные зоны, ламели которых расположены в соответствии с топологией контактных площадок контролируемых компонентов, а также имеет ламели внешнего разъема. Ламели контактных полей гибкой печатной платы, имеющие контакт с контактными площадками компонентов, а также ламели, формирующие внешний разъем, имеют износоустойчивое токопроводящее покрытие, а контактные площадки компонентов должны быть предварительно очищены от загрязнений и окисных пленок. Гибкая печатная плата может иметь многослойную разводку и изготавливается из тонкого изоляционного материала, позволяющего компенсировать неплоскостность в расположении ламелей контактных зон.The problem is solved in that a group contacting device (hereinafter referred to as KU) having a contact field, a mechanical clamp providing contact of components with a KU, having a rigid base and heat sink, has a contact field made in the form of a flexible printed circuit board forming contact zones, lamellas which are located in accordance with the topology of the pads of the controlled components, and also has lamellas of the external connector. Lamellas of contact fields of a flexible printed circuit board having contact with the contact pads of the components, as well as the lamellas forming the external connector, have a wear-resistant conductive coating, and the contact pads of the components must be previously cleaned of dirt and oxide films. A flexible printed circuit board can have a multilayer wiring and is made of thin insulating material that allows you to compensate for the non-flatness in the location of the contact zone lamellas.

Гибкая печатная плата закреплена в растянутом виде на рамке и частично охватывает по внешнему контуру рамку, образуя внешний разъем. Закрепление целесообразно производить методом приклейки. На гибкой печатной плате закреплены шаблоны, имеющие сквозные окна для размещения контролируемых компонентов. Места закрепления шаблонов находятся на максимально возможным расстоянии от окна. Шаблоны могут быть выполнены как из изоляционного материала, так и из металла, но в этом случае все поверхности шаблонов должны иметь электроизоляционное покрытие. Материал шаблонов должен позволять прецизионную обработку при изготовлении сквозных окон.The flexible printed circuit board is fixed in a stretched form on the frame and partially covers the frame along the external contour, forming an external connector. It is advisable to fix it by gluing. Templates are installed on a flexible printed circuit board, having through windows for placement of controlled components. Places for fixing templates are at the maximum possible distance from the window. Templates can be made of both insulating material and metal, but in this case all surfaces of the templates must have an insulating coating. The material of the templates should allow precision processing in the manufacture of through windows.

Размер суммарного зазора между окном шаблона и компонентом в плане должен обеспечивать совмещение ламелей контактной зоны КУ только с соответствующими контактными площадками компонента. Увеличенный зазор может привести к отсутствию контакта ламели с контактной площадкой компонента или к замыканию ламелью соседних контактных площадок компонента. Каждый шаблон устанавливается с ориентацией каждого его окна с расположением ламелей соответствующей контактной зоны гибкой печатной платы.The size of the total gap between the template window and the component in the plan should ensure that the lamellas of the contact area of the KU are combined only with the corresponding contact pads of the component. An increased gap can lead to the absence of contact between the lamella and the contact pad of the component or to the lamella shorting adjacent contact pads of the component. Each template is installed with the orientation of each of its windows with the location of the slats of the corresponding contact zone of the flexible printed circuit board.

Между основанием КУ и гибкой печатной платой расположена эластичная прокладка, выполненная преимущественно из резиновой пластины малой толщины (как правило, не более 1 мм) и имеющей хорошие упругие свойства. В основании предусмотрены впадины для заполнения материалом прокладки при приложении сжимающего усилия на КУ. Роль эластичной прокладки выполняет также эластичный слой, нанесенный на поверхность основания, прилегающую к гибкой печатной плате.Between the base of KU and a flexible printed circuit board there is an elastic gasket made mainly of a rubber plate of small thickness (usually not more than 1 mm) and having good elastic properties. At the base there are depressions for filling the gasket material with the application of compressive force on the KU. The role of the elastic strip is also performed by an elastic layer deposited on the surface of the base adjacent to the flexible printed circuit board.

Компоненты, размещенные в окнах шаблонов, со своей обратной стороны имеют тепловой контакт с теплоотводом, который одновременно служит внешним прижимом. Тепловой контакт компонента с теплоотводом обеспечивают путем нанесения дозированного слоя теплопроводного материала в места контакта, например, теплопроводной пасты. Поверхности теплоотвода, контактирующие с компонентом, а также поверхности рамки, контактирующие с гибкой печатной платой, имеют электроизоляционное покрытие или должны быть выполнены из электроизоляционного материала.The components located in the template windows, on their reverse side, have thermal contact with the heat sink, which simultaneously serves as an external clamp. The thermal contact of the component with the heat sink is provided by applying a metered layer of heat-conducting material to the contact points, for example, heat-conducting paste. The surface of the heat sink in contact with the component, as well as the surface of the frame in contact with a flexible printed circuit board, have an electrical insulation coating or must be made of electrical insulation material.

Внешний размер каждого шаблона в плане, места его крепления к гибкой печатной плате, величину сжимающего усилия, а также толщину и материал эластичной прокладки выбирают таким образом, чтобы обеспечить упругую деформацию эластичной прокладки и гибкой печатной платы с целью получить надежный электрический контакт каждой ламели контактного поля гибкой печатной платы с соответствующей контактной площадкой контролируемого компонента.The external size of each template in plan, the place of its attachment to a flexible printed circuit board, the amount of compressive force, as well as the thickness and material of the elastic strip are chosen so as to ensure elastic deformation of the elastic strip and flexible printed circuit board in order to obtain reliable electrical contact of each lamella of the contact field a flexible printed circuit board with the appropriate pad for the component being monitored.

Описано также выполнение устройства, в котором гибкая печатная плата с закрепленными на ней шаблонами, в которых размещены контролируемые компоненты, имеет волнообразную (зигзагообразную) форму, при этом во впадинах печатной платы размещены эластичные прокладки. Компоненты попарно своими обратными поверхностями имеют тепловой контакт с пластинами-теплоотводами, при этом выступающие за габариты гибкой печатной платы пластины-теплоотводы образуют внешний радиатор контактирующего устройства. По меньшей мере, одна из пластин-теплоотводов имеет выступ для образования совместно с гибкой печатной платой внешнего разъема описываемого устройства.The device is also described in which a flexible printed circuit board with templates fixed on it, in which the controlled components are placed, has a wavy (zigzag) shape, while elastic pads are placed in the hollows of the printed circuit board. The components in pairs with their return surfaces have thermal contact with the heat sink plates, while the heat sink plates protruding beyond the dimensions of the flexible printed circuit board form an external radiator of the contacting device. At least one of the heat sink plates has a protrusion for forming, together with a flexible printed circuit board, an external connector of the described device.

После сборки к пластинам-теплоотводам, находящимся на торцах контактирующего устройства, прикладывают сжимающее усилие, достаточное для обеспечения электрического контакта контактных площадок компонентов с ламелями контактных полей гибкой печатной платы.After assembly, a compressive force is applied to the heat sink plates located at the ends of the contacting device, sufficient to ensure electrical contact between the component pads and the contact field lamellas of the flexible printed circuit board.

Краткое описание чертежаBrief Description of the Drawing

Где на фигурах 1-8 приведены конкретные примеры выполнения изобретения, на которых:Where in figures 1-8 are specific examples of the invention, in which:

фиг.1 изображает планарный вариант группового контактирующего устройства;figure 1 depicts a planar variant of a group contacting device;

фиг.2 изображает закрепленную на рамке гибкую печатную плату с шаблонами;figure 2 depicts a frame mounted flexible printed circuit board with templates;

фиг.3 изображает совмещение контактных площадок компонента с ламелями контактной зоны гибкой печатной платы;figure 3 depicts the combination of the contact pads of the component with the lamellas of the contact zone of a flexible printed circuit board;

фиг.4 изображает участок контактирования компонента с гибкой печатной платой;figure 4 depicts the area of contacting the component with a flexible printed circuit board;

фиг.5 изображает вариант болтового зажима группового контактирующего устройства;5 shows an embodiment of a bolt clamp of a group contacting device;

фиг.6 изображает вариант зажима плоской пружиной группового контактирующего устройства;6 shows a variant of flat spring clamping of a group contacting device;

фиг.7 изображает пакетный вариант группового контактирующего устройства;7 depicts a batch version of a group contacting device;

фиг.8 изображает гибкую печатную плату с шаблонами при пакетном варианте группового контактирующего устройства.Fig.8 depicts a flexible printed circuit board with templates in a batch version of a group contacting device.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фиг.1 показан планарный вариант контактирующего устройства, который состоит из теплоотвода 1, выполняющего одновременно функции прижима, рамки 2 с растянутой на ней гибкой печатной платой 3. На гибкой печатной плате 3 закреплены шаблоны 4. Гибкая печатная плата 3 с обратной стороны контактирует с эластичной прокладкой 5, которая зажата между гибкой печатной платой 3 и основанием 6. Рамка 2 имеет выступ 7, который огибает гибкая печатная плата 3, образуя внешний разъем 8 устройства контроля. На фиг.1 показан вариант использования в качестве испытуемых электронных компонентов голого кристалла 9 и кристалла с шариковыми выводами 10, помещенных в окна 11 шаблонов 4. Между теплоотводом 1 и обратными сторонами компонентов 9 и 10 дозировано нанесен слой теплопроводного материала 12.Figure 1 shows a planar version of the contacting device, which consists of a heat sink 1, which simultaneously performs the clamping function, frame 2 with a flexible printed circuit board 3 stretched over it. Templates 4 are fixed on the flexible printed circuit board 3. The flexible printed circuit board 3 is in contact with the back side an elastic gasket 5, which is sandwiched between the flexible printed circuit board 3 and the base 6. The frame 2 has a protrusion 7, which surrounds the flexible printed circuit board 3, forming an external connector 8 of the control device. Figure 1 shows a variant of using as a test electronic components a bare crystal 9 and a crystal with ball terminals 10 placed in the windows 11 of the templates 4. A layer of heat-conducting material 12 is dosed between the heat sink 1 and the reverse sides of the components 9 and 10.

На фиг.2 показана рамка 2 с растянутой на ней гибкой печатной платой 3, на поверхности которой нанесены проводники 13, которые образуют ламелями 14 контактные зоны в соответствии с топологией контактных площадок 15 компонентов 9 и 10. Шаблоны 4 ориентировано закреплены на гибкой печатной плате 3 с ориентацией окон 11 на ламели 14 контактных зон. Проводники 13 образуют также ламели 16 внешнего разъема 8.Figure 2 shows a frame 2 with a flexible printed circuit board 3 stretched over it, on the surface of which are conductors 13 that form lamellas 14 contact zones in accordance with the topology of the contact pads 15 of components 9 and 10. The templates 4 are oriented oriented on a flexible printed circuit board 3 with the orientation of the windows 11 on the slats 14 of the contact zones. The conductors 13 also form the lamellas 16 of the external connector 8.

На фиг.3 схематично показан вариант возможного совмещения контактных площадок 15 компонента 9 с ламелями 14 контактных зон. При этом размер зазора «а» между окном 11 в шаблоне 4 и компонентом 9 должен быть таким, чтобы любая контактная площадка 15 размером «b×b» была бы полностью перекрыта ламелью 14 контактной зоны на величину «с», но при этом выдерживался бы необходимый зазор «d», чтобы не произошло перемыкание контактных площадок 15 ламелью 14. Ламель 14 может быть раздвоена, как показано внизу фиг.3, для облегчения контроля наличия электрического контакта между ламелью 14 и контактной площадкой 15.Figure 3 schematically shows a variant of the possible combination of the contact pads 15 of the component 9 with the lamellas 14 of the contact zones. In this case, the size of the gap “a” between the window 11 in the template 4 and component 9 should be such that any contact area 15 of size “b × b” would be completely covered by the lamella 14 of the contact zone by a value of “c”, but would be maintained the necessary clearance “d” so that the contact pads 15 are not bridged by the lamella 14. The lamella 14 can be bifurcated, as shown below in FIG. 3, to facilitate monitoring the presence of electrical contact between the lamella 14 and the contact pad 15.

На фиг.4 укрупненно показан участок контактирования компонента 9 с нанесенным на него охватывающим проводником 17 с гибкой печатной платой 3. Теплоотвод 1 через теплопроводный материал 12 давит на компонент 9, который через гибкую печатную плату 3 деформирует эластичную прокладку 5, обеспечивая надежный электрический контакт ламели 14 контактной зоны с проводником 17 компонента 9. Впадина в основании 6 заполняется частично материалом эластичной прокладки 5.Figure 4 shows in large detail the contact area of the component 9 with the female conductor 17 applied to it with a flexible printed circuit board 3. The heat sink 1 presses through the heat-conducting material 12 on the component 9, which, through the flexible printed circuit board 3, deforms the elastic strip 5, ensuring reliable electrical contact of the lamella 14 of the contact zone with the conductor 17 of component 9. The depression in the base 6 is partially filled with the material of the elastic strip 5.

На фиг.5 показан вариант болтового зажима устройства контроля, при котором зажим осуществляют при помощи болта 18 и гайки 19. Усилие зажима регулируют длиной втулки 20 и параметрами пружины 21. Между теплоотводом 1 и рамкой 2 помещают пружинную шайбу 22, удерживающую рамку 2 в неподвижном состоянии. На фиг.6 показан вариант зажима устройства с помощью плоской пружины 23, вставленной в окно штыря 24. В этом случае устройство предварительно сжимают до необходимой величины усилия и затем вставляют снизу (по фиг.6) штырь 24 с плоской пружиной 23, после чего сжатие снимают. Форма плоской пружины 23 выполнена такой, что она заклинивает всю сборку в сжатом состоянии. Для разборки устройства необходимо вновь сжать его, надеть на все штыри 24 втулки, сжимающие плоские пружины 23, после чего извлечь штыри 24 из отверстий устройства контроля.Figure 5 shows a variant of the bolt clamp of the control device, in which the clamp is carried out using a bolt 18 and nut 19. The clamping force is controlled by the length of the sleeve 20 and the parameters of the spring 21. Between the heat sink 1 and the frame 2, a spring washer 22 is placed, holding the frame 2 in a fixed position condition. FIG. 6 shows a variant of clamping the device using a flat spring 23 inserted in the window of the pin 24. In this case, the device is pre-compressed to the required force and then the pin 24 with the flat spring 23 is inserted from below (in FIG. 6), after which the compression take off. The shape of the flat spring 23 is such that it seizes the entire assembly in a compressed state. To disassemble the device, it is necessary to compress it again, put on all the pins 24 of the sleeve, compressing the flat springs 23, and then remove the pins 24 from the holes of the control device.

На фиг.7 показан пакетный вариант устройства контроля. На гибкую печатную плату 3 закрепляют шаблоны 4 и помещают в их окна 11 компоненты, например, в виде кристалла 9 с нанесенными на него охватывающими проводниками 17 и в виде микроплаты 25. Гибкой печатной плате сначала придают волнообразную (зигзагообразную) форму и затем вставляют в полученные пазы эластичные прокладки 5. Между парами компонентов 9 и 25 помещают пластины-теплоотводы 26, которые имеют удлиненные зоны 27, образующие внешний радиатор устройства контроля. Пластины-теплоотводы 26 имеют тепловой контакт с компонентами 9 и 25 через теплопроводный материал 12. По меньшей мере, одна из пластин-теплоотводов 26 имеет выступ 28 для формирования совместно с гибкой печатной платой 3 внешнего разъема 8. К пластинам-теплоотводам 26, расположенным на торцах устройства контроля, прикладывается необходимое для контактирования внешнее усилие средствами, показанными на фиг.5 и 6. Данный вариант конструкции более компактен, чем показанный на фиг.1, но более сложен в сборке.7 shows a batch version of the control device. Templates 4 are fixed on the flexible printed circuit board 3 and components are placed in their windows 11, for example, in the form of a crystal 9 with the covering conductors 17 applied on it and in the form of a microplate 25. A wave-shaped (zigzag) shape is first given to the flexible printed circuit board and then inserted into the resulting the grooves are elastic gaskets 5. Between the pairs of components 9 and 25 are placed the plate-heat sinks 26, which have elongated zones 27, forming an external radiator of the control device. The heat sink plates 26 are in thermal contact with the components 9 and 25 through the heat-conducting material 12. At least one of the heat sink plates 26 has a protrusion 28 for forming, together with the flexible printed circuit board 3, an external connector 8. To the heat sink plates 26 located on at the ends of the control device, an external force necessary for contacting is applied by the means shown in FIGS. 5 and 6. This embodiment is more compact than that shown in FIG. 1, but more difficult to assemble.

На фиг.8 показана гибкая печатная плата 3 для пакетного варианта устройства контроля. Гибкую печатную плату 3 с нанесенными проводниками 13, лам елями 14 контактных зон и ламелями 16 внешнего разъема 8, предварительно растягивают в технологическом приспособлении и в таком виде закрепляют на ней шаблоны 4 с ориентацией на ламели 14 контактных зон, после чего гибкую печатную плату обрезают по контуру. Пакетный вариант устройства контроля и гибкая печатная плата 3 могут быть выполнены в многорядном варианте, но это, соответственно, повлечет увеличение необходимого усилия сжатия.On Fig shows a flexible printed circuit board 3 for a batch version of the control device. A flexible printed circuit board 3 with deposited conductors 13, lamellas 14 of the contact zones and lamellas 16 of the external connector 8 is pre-stretched in the technological device and in this form, templates 4 are fixed on it with orientation to the lamellas 14 of the contact zones, after which the flexible printed circuit board is cut along contour. The batch version of the control device and the flexible printed circuit board 3 can be performed in a multi-row version, but this, accordingly, will entail an increase in the necessary compression force.

Данное изобретение может быть с успехом использовано при изготовлении миниатюрной электронной аппаратуры с применением голых кристаллов, кристаллов со спецвыводами, а также для изготовления гарантированно годных кристаллов и микроплат для трехмерных модулей.This invention can be successfully used in the manufacture of miniature electronic equipment using bare crystals, crystals with special conclusions, as well as for the manufacture of guaranteed suitable crystals and microplates for three-dimensional modules.

Claims (6)

1. Контактирующее устройство, предназначенное преимущественно для контроля и испытаний электронных компонентов, содержащее механический прижим для обеспечения контакта электронных компонентов с контактирующим устройством, жесткое основание и теплоотвод, отличающееся тем, что контактирующее устройство выполнено в виде рамки с растянутой на ней гибкой печатной платой, имеющей выступ с внешним разъемом, на гибкой печатной плате ориентировано, закреплены шаблоны, имеющие сквозные окна для размещения в них контролируемых электронных компонентов, на поверхности гибкой печатной платы проводники своими выступами образуют ламели с контактными зонами в соответствии с топологией контактных площадок контролируемых элементов, при этом суммарный зазор между окном шаблона и электронным компонентом не должен превышать расстояние между смежными ламелями, между основанием контактирующего устройства и гибкой печатной платой расположена эластичная прокладка, материал которой обладает свойством упругой деформации, электронные компоненты, размещенные в окнах шаблонов, со своей обратной стороны имеют тепловой контакт с теплоотводом, который одновременно служит механическим прижимом, на поверхности теплоотвода и рамки, контактирующие с гибкой печатной платой нанесено электроизоляционное покрытие.1. The contacting device, designed primarily for monitoring and testing electronic components, containing a mechanical clamp to ensure contact of the electronic components with the contacting device, a rigid base and heat sink, characterized in that the contacting device is made in the form of a frame with a flexible printed circuit board stretched over it, having protrusion with an external connector, oriented on a flexible printed circuit board, templates having through windows for placement of controlled electronic components in them are fixed ponents, on the surface of a flexible printed circuit board, the conductors with their protrusions form lamellas with contact zones in accordance with the topology of the contact areas of the elements being monitored, while the total clearance between the template window and the electronic component should not exceed the distance between adjacent lamellas, between the base of the contacting device and the flexible printed circuit board an elastic gasket is located, the material of which has the property of elastic deformation, electronic components located in the windows of the templates, with its of inverse sides have thermal contact with the heat sink, which also serves as a mechanical holder, on the surface of the heat sink and the frame in contact with the flexible printed circuit board electrically insulating coating is applied. 2. Контактирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что между теплоотводом с электронным компонентом в местах контакта расположены слои теплопроводного материала, выполненные, например, в виде теплопроводной пасты.2. The contacting device according to claim 1, characterized in that between the heat sink with the electronic component in the places of contact are layers of heat-conducting material, made, for example, in the form of heat-conducting paste. 3. Контактирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что ламели контактных полей гибкой печатной платы и ламели, формирующие внешний разъем, имеют износоустойчивое токопроводящее покрытие.3. The contacting device according to claim 1, characterized in that the lamellas of the contact fields of the flexible printed circuit board and the lamellas forming the external connector have a wear-resistant conductive coating. 4. Контактирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что эластичная прокладка выполнена из эластичного слоя, нанесенного на поверхность основания, прилегающей к гибкой печатной плате.4. The contacting device according to claim 1, characterized in that the elastic gasket is made of an elastic layer deposited on the surface of the base adjacent to a flexible printed circuit board. 5. Контактирующее устройство по п.1, отличающееся тем, что материал теплоотвода, контактирующий с электронным компонентом, а также материал рамки, контактирующий с гибкой печатной платой, выполнены электроизоляционными.5. The contacting device according to claim 1, characterized in that the heat sink material in contact with the electronic component, as well as the frame material in contact with the flexible printed circuit board, are made insulating. 6. Контактирующее устройство по пп.1-4, отличающееся тем, что гибкая печатная плата с закрепленными на ней шаблонами, в которых размещены контролируемые компоненты, имеет волнообразную форму, при этом во впадинах печатной платы размещены эластичные прокладки, а компоненты попарно своими обратными поверхностями имеют тепловой контакт с теплоотводами; при этом выступающие за габариты печатной платы теплоотводы образуют внешний радиатор контактирующего устройства, а, по меньшей мере, один из теплоотводов имеет выступ для образования совместно с гибкой печатной платой внешнего разъема контактирующего устройства; при этом пластины-теплоотводы, находящиеся на торцах контактирующего устройства, соединены с элементом для придания сжимающего усилия, достаточного для обеспечения электрического контакта контактных площадок компонентов с ламелями контактных полей гибкой печатной платы. 6. The contacting device according to claims 1 to 4, characterized in that the flexible printed circuit board with the templates fixed on it, in which the controlled components are placed, has a wavy shape, while elastic pads are placed in the hollows of the printed circuit board, and the components are paired with their return surfaces have thermal contact with heat sinks; in this case, the heat sinks protruding beyond the dimensions of the printed circuit board form an external radiator of the contacting device, and at least one of the heat sinks has a protrusion for forming, together with the flexible printed circuit board, the external connector of the contacting device; in this case, the heat sink plates located at the ends of the contacting device are connected to the element to give a compressive force sufficient to ensure electrical contact of the component pads with the contact field lamellas of the flexible printed circuit board.
RU2012119282/28A 2012-05-12 2012-05-12 Contacting device RU2498449C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012119282/28A RU2498449C1 (en) 2012-05-12 2012-05-12 Contacting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012119282/28A RU2498449C1 (en) 2012-05-12 2012-05-12 Contacting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2498449C1 true RU2498449C1 (en) 2013-11-10

Family

ID=49683346

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012119282/28A RU2498449C1 (en) 2012-05-12 2012-05-12 Contacting device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2498449C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU179608U1 (en) * 2017-12-05 2018-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "Тест-Контакт" Connecting device for connecting an electronic component base product to a printed circuit board
WO2020069159A1 (en) * 2018-09-28 2020-04-02 Rohinni, LLC Variable pitch multi-needle head for transfer of semiconductor devices
RU200248U1 (en) * 2020-04-03 2020-10-14 Общество с ограниченной ответственностью "Планар" CONTACT DEVICE
US11001078B2 (en) 2018-09-28 2021-05-11 Rohinni, LLC Interchangeable guide head for transfer mechanism
US11217471B2 (en) 2019-03-06 2022-01-04 Rohinni, LLC Multi-axis movement for transfer of semiconductor devices

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US604977A (en) * 1898-05-31 feydmane
SU1077587A3 (en) * 1975-03-20 1984-02-29 Bonhomme F R Contact device for connecting printed circuit boards
US5002895A (en) * 1987-04-17 1991-03-26 Thomson-Csf Wire bonding method with a frame, for connecting an electronic component for testing and mounting
US7059893B2 (en) * 2004-07-30 2006-06-13 Yokowo Co., Ltd. Electric connector
RU2319263C1 (en) * 2006-08-08 2008-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" Contacting device for electrical connection of rigid boards

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US604977A (en) * 1898-05-31 feydmane
SU1077587A3 (en) * 1975-03-20 1984-02-29 Bonhomme F R Contact device for connecting printed circuit boards
US5002895A (en) * 1987-04-17 1991-03-26 Thomson-Csf Wire bonding method with a frame, for connecting an electronic component for testing and mounting
US7059893B2 (en) * 2004-07-30 2006-06-13 Yokowo Co., Ltd. Electric connector
RU2319263C1 (en) * 2006-08-08 2008-03-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение прикладной механики им. академика М.Ф. Решетнева" Contacting device for electrical connection of rigid boards

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU179608U1 (en) * 2017-12-05 2018-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "Тест-Контакт" Connecting device for connecting an electronic component base product to a printed circuit board
WO2020069159A1 (en) * 2018-09-28 2020-04-02 Rohinni, LLC Variable pitch multi-needle head for transfer of semiconductor devices
US11001078B2 (en) 2018-09-28 2021-05-11 Rohinni, LLC Interchangeable guide head for transfer mechanism
US11232968B2 (en) 2018-09-28 2022-01-25 Rohinni, LLC Variable pitch multi-needle head for transfer of semiconductor devices
US11217471B2 (en) 2019-03-06 2022-01-04 Rohinni, LLC Multi-axis movement for transfer of semiconductor devices
RU200248U1 (en) * 2020-04-03 2020-10-14 Общество с ограниченной ответственностью "Планар" CONTACT DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3410396B2 (en) High performance integrated circuit chip package
US4763409A (en) Method of manufacturing semiconductor device
US5525545A (en) Semiconductor chip assemblies and components with pressure contact
JP3401014B2 (en) Method and apparatus for testing a semiconductor die
RU2498449C1 (en) Contacting device
US20010002330A1 (en) Rolling ball connector
US20070187844A1 (en) Electronic assembly with detachable components
US20110228506A1 (en) Electronic assembly with detachable components
US20200141978A1 (en) Electrical characteristics inspection tool
US4194800A (en) Connector assembly for leadless microcircuit device
US6123552A (en) IC socket
KR101162175B1 (en) Semiconductor test socket
WO2014166242A1 (en) Bonding head and bonding device
US5497103A (en) Test apparatus for circuitized substrate
US20110222252A1 (en) Electronic assembly with detachable components
US20110222253A1 (en) Electronic assembly with detachable components
JP2019515439A (en) Side clamping BGA socket
CN212625492U (en) LED chip detection device
US20110223695A1 (en) Electronic assembly with detachable components
JP2004003911A (en) Stacked probe, tool for manufacturing stacked probe, manufacturing method of stacked probe, and vertical type probe card using stacked probe
KR20170042398A (en) Kelvin test probe, kelvin test probe module and manufacturing method thereof
KR20160124347A (en) Bi-directional conductive socket for testing high frequency device, bi-directional conductive module for testing high frequency device, and manufacturing method thereof
TWI519794B (en) Interconnect structure, manufacturing method and application thereof
KR20140020627A (en) Method of manufacturing for electric inspection jig
JP3596500B2 (en) Method for manufacturing semiconductor inspection device, semiconductor inspection device, and method for inspecting semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20160513