Brevet FR2617290A1 — publié le 19881230

DISPOSITIF DE TEST DE CIRCUIT INTEGRE La présente invention concerne un dispositif de test de circuit intégré pour machine de contrôle de circuits intégrés comprenant des connecteurs pour le couplage électrique entre ledit dispositif et les organes de mesure et de contrôle de ladite machine. Le test des circuits intégrés est, à l'heure actuelle, réalisé habituellement à l'aide de cartes à pointes que l'on fabrique pour chaque type de circuit à tester. Ces cartes conviennent tout à fait pour la mesure des caractéristiques statiques des circuits intégrés, mais présentent par contre des inductances et des capacités parasites importantes lors de tests en haute fréquence. Lorsqu'on atteint le domaine des hyperfréquences ou celui de la logique ultra-rapide, les problèmes de couplage électromagnétique entre les pointes de la carte et les inductances des connexions deviennent en effet tels que les mesures ne sont meme plus significatives. Un dispositif de test de circuit intégré incluant une telle carte à pointes est décrit par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique US-A-4 161 692. Ce document décrit en fait un dispositif de test de type standard mais sur lequel on a rapporté des supports dont une partie est métallisée. Une extrémité de cette partie métallisée est reliée aux appareils de mesure par l'intermédiaire d'un câble coaxial, et l'autre est reliée au circuit intégré à tester par une aiguille en tungstène dont la pointe établit une connexion électrique avec l'aire de connexion correspondante dudit circuit.Les performances en fréquence d'un tel dispositif restent quand même limitées du fait de l'inductance des aiguilles : ces aiguilles ont en effet une longueur d'au moins 2 à 5 millimètres pour bénéficier d'une souplesse mécanique suffisante, et l'on ne peut dépasser quelques gigahertz. Le but de l'invention est de proposer un dispositif de test de circuit intégré qui, tout en restant relativement simple à mettre en oeuvre et économique, puisse fonctionner à des fréquences très élevées, grâce notamment à des inductances de connexion négligeables. L'invention concerne à cet effet un dispositif de test de circuit intégré caractérisé en ce qu'il comprend (A) un corps destiné à être fixé sur le plateau de ladite machine de contrôle et à porter d'une part une plaque réalisée en un matériau diélectrique et comportant sur une face une série de lignes microruban d'impédance déterminée et d'autre part une série de connecteurs, en nombre égal auxdites lignes microruban et reliés électriquement à celles-ci (B) une vignette réalisée sous la forme d'un film souple et portant, sur une face, des lignes microruban en nombre égal à celui des lignes microruban d'impédance déterminée et des connecteurs et, sur l'autre face située en regard du circuit intégré à tester, un plan de masse métallisé, lesdites lignes microruban de la vignette traversant celle-ci dans sa partie centrale jusqu'à des plots situés sur ladite autre face et destinés à établir le contact avec les aires de connexion du circuit intégré à tester, et ces lignes microruban de la vignette étant par ailleurs reliées électriquement aux lignes microruban correspondantes de la plaque pour établir une continuité électrique entre lesdits plots et lesdits connecteurs (C) des moyens de pressage de la vignette contre le circuit intégré à tester. La structure du dispositif de test ainsi proposé est avantageuse à plusieurs titres. D'une part la réalisation de l'interface circuit intégré-dispositif de test en circuit à lignes microruban permet effectivement de rendre minimales les inductances de connexion. Par ailleurs, comme le plan de masse des lignes ;icroruban de la vignette est en regard de la surface du circuit intégré à tester, un blindage efficace desdites lignes microruban par rapport à ce circuit intégré est ainsi obtenu, la traversée nécessaire de la vignette n'intervenant qu'au droit des plots de sortie du circuit intégré, par l'intermédiaire des trous métallisés. En outre, le fait que la vignette soit souple est très utile pour compenser les défauts de planéité de la surface du circuit intégré. Les particularités de l'invention apparaîtront maintenant de façon plus détaillée dans la description qui suit et dans les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels - la figure 1 montre une vue de profil et en coupe du dispositif selon l'invention, le plan de coupe étant défini par la position de l'axe I-I de la figure 2 - la figure 2 montre une vue de dessus du dispositif selon l'invention, avec coupe partielle selon un plan de coupe défini par l'axe II-II de la figure 1. Dans le mode de réalisation préférentiel de l'ìn- vention, décrit sur les figures, il est prévu tout d'abord un corps métallique 10, muni de deux tenons Il formant saillie de part et d'autre du corps 10 et destinés à permettre la fixation du corps dans les glissières du plateau de la machine de contrôle. Un évidement dans l'une des faces (qu'on appellera face inférieure) du corps 10 permet d'y loger une plaque 12 réalisée en un matériau diélectrique, par exemple de l'alumine. La face inférieure de cette plaque, c'est-à-dire celle qui n'est pas au contact du corps 10 au fond de l'évidement, porte toute une série de lignes microruban 13 d'impédance 50 ohms, réalisées de préférence selon la technique coplanaire et placées selon une disposition radiale. La face supérieure du corps 10 porte en correspondance aux lignes 13 des connecteurs 14 qui sonten nombre égal à celui des lignes microruban 13 et qui sont en général répartis selon une disposition circulaire. Comme indiqué sur la figure 1, ces connecteurs sont de préférence inclinés par rapport à l'axe central du dispositif, d'un angle suffisant pour permettre un raccordement plus facile des câbles sur ces connecteurs. Cette disposition, intéressante mais pas indispensable, a pour autre avantage de dégager au centre du dispositif un espace suffisant, pour la mise en place d'un microscope par exemple. Une liaison coaxiale 15 est prévue entre chacune des lignes 13 et chacun des connecteurs 14. Au-dessous de la plaque 12 est fixée une vignette 20 réalisée sous la forme d'un film souple et transparent, par exemple en polyimide. Cette vignette 20 comprend sur sa face inférieure un plan de masse métallisé 21 et, sur sa face supérieure, des lignes microruban 22 en nombre égal à celui des lignes microruban 13 d'impédance 50 ohms et alignées avec elles, et des connecteurs 14. Dans sa partie centrale, les lignes microruban 22 traversent la vignette 20, par leintermé- diaire de trous métallisés 23, afin d'établir une liaison avec des plots 24 solidaires de la face inférieure de la vignette. Ces plots 24 en métal dur, par exemple en nickel déposé par voie électrochimique, sont destinés à établir le contact avec les aires de connexion 31 du circuit intégré 30 à tester. De même, sur la périphérie de la vignette 20, d'autres trous métallisés 25 permettent de relier électriquement aux zones appropriées de la face supérieure de la vignette le plan de masse métallisé 21. La vignette 20 est fixée par exemple par collage à la plaque 12. Les lignes microruban 13 d'impédance 50 ohms de la plaque 12 et les lignes microruban 22 de la vignette 20 sont soudées entre elles, de même que les plans de masse entre eux. Ainsi une liaison électrique continue est établie entre chaque aire de connexion du circuit intégré 30 et les connecteurs 14 sur lesquels seront raccordés les équipements de contrôle des circuits intégrés. Pour l'établissement des contacts entre les plots 24 et les aires de connexion 31 du circuit à tester, un bloc de pressage 40 de la vignette 20 contre ledit circuit est prévu au centre du dispositif de test. Ce bloc de pressage 40 est réalisé en un matériau élastique et transparent, par exemple du Rhodorsil ou du Silastène (marques déposées), et est fixé à une lame 41 transparente et rigide, en verre par exemple. Cet ensemble 40,41 est lui-même solidaire d'une vis centrale 42 déplaçable axialement par rapport au corps 10. Par réglage de la position de la vis 42, on peut donc déformer la vignette 20, de façon modérée pour permettre la réversibilité de cette déformation mais cependant suffisante pour établir un bon contact électrique entre les plots 24 et le circuit intégré. La table de support de la plaquette de circuit intégré est équipée de moyens de déplacement en X et Y (non représentés), et en général en Z également (déplacement vertical, selon la figure 1), pour permettre des tests successifs en différentes parties de cette plaquette. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel des variantes peuvent être proposées sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Par exemple, on a vu que, pour une adaptation correcte aux entrées et sorties haute fréquence du circuit intégré, les lignes microruban 22 de la vignette 20 devaient avoir une impédance caractéristique de 50 ohms. Cette condi tion n'est à l'évidence plus satisfaisante lorsque l'impédance d'entrée ou de sortie du circuit intégré est différente de 50 ohms, ce qui.est notamment le cas si le transistor d'entrée du circuit intégré est du type à effet de champ, avec une impédance de grille très élevée. Pour éviter la désadaptation qui provoquerait des réflexions indésirables, on doit alors par exemple ajouter une résistance entre l'entrée et la masse. Cette opération peut être réalisée par exemple en effectuant un dépôt de métal résistant, tel que du nichrome, sur la vignette 20, dans la zone séparant les plots 24 du plan de masse 21. Inversement, l'impédance des connexions destinées aux signaux de polarisation doit être aussi faible que pos sible, et l'on donnera donc aux lignes réalisant ces connexions une largeur aussi importante que possible. D'autre part, le bloc de pressage 40 et la lame 41 sont réalisés en un matériau transparent dans le cas présent, mais ce n'est pas le seul mode de réalisation possible. Il s'agit cependant du mode de réalisation nécessaire lorsqu'on veut mettre en place dans la zone centrale du corps 10 un microscope par exemple. Dans ce cas, il est avantageux, mais non indispensable, que les connecteurs -14 soient inclinés vers l'extérieur du corps 10, pour permettre un raccordement plus facile des câbles coaxiaux tout en dégageant au maximum l'espace nécessaire pour la mise en place du microscope. L'utilisation d'un bloc de pressage pour l'application de la vignette 20 contre le circuit intégré à tester est la solution préférable lorsqu'on veut exercer une pression importante sur celui-ci. D'autres solutions peuvent cependant être retenues, et notamment celle qui consiste à comprimer un fluide (air, ou liquide) enfermé dans une cavité située audessus de la vignette, ladite compression étant réalisée à l'aide d'une source de fluide à pression contrôlée. Une pression élevée permet d'établir le contact avec le circuit intégré, la séparation du film et du circuit intégré étant au contraire obtenue avec une pression nulle ou négative. Une telle réalisation permet de s'affranchir du mouvement vertical Z de la table de support de la plaquette de circuit intégré, mouvement qui doit, sinon, être prévu en plus du mouvement X, Y. Enfin, des évidements peuvent être pratiqués dans le plan de masse 21 de la vignette 20, entre les lignes microruban 22. Cette disposition permet une meilleure vision de la plaquette de circuit intégré à tester. REVENDICATIONS 1. Dispositif de test de circuit intégré pour machine de contrôle de circuits intégrés comprenant des connecteurs pour le couplage électrique entre ledit dispositif et les organes de mesure et de contrôle de ladite machine, caractérisé en ce qu'il comprend (A) un corps destiné à être fixé sur le plateau de ladite machine de contrôle et à porter d'une part une plaque réalisée en un matériau diélectrique et comportant sur une face une série de lignes microruban dtimpédance déterminée et d'autre part une série de connecteurs en nombre égal auxdites lignes microruban et reliés électriquement à celles-ci (B) une vignette réalisée sous la forme d'un film souple et portant, sur une face, des lignes microruban en nombre égal à celui des lignes microruban d'impédance déterminée et des connecteurs et, sur l'autre face située en regard du circuit intégré à tester, un plan de masse métallisé ,lesdites lignes microruban de la vignette traversant celle-ci dans sa partie centrale jusqu'à des plots situés sur ladite autre face et destinés à établir le contact avec les aires de connexion du circuit intégré à tester, et ces lignes microruban de la vignette étant par ailleurs reliées électriquement aux lignes microruban correspondantes de la plaque pour établir une continuité électrique entre lesdits plots et lesdits connecteurs; (C) des moyens de pressage de la vignette contre le circuit intégré à tester. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de pressage comprennent un bloc de pressage élastique fixé à une lame rigide, l'ensemble ainsi constitué étant solidaire d'une vis déplaçable par rapport au corps pour déformer élastiquement la vignette et l'appliquer contre le circuit intégré à tester. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de pressage comprennent une cavité située au-dessus de la vignette et enfermant un fluide com pressible à l'aide d'une source de-fluide à pression contrôlable: 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le bloc de pressage et la lame sont transparents. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que des évidements sont pratiqués dans le plan de masse de la vignette, entre les lignes microruban.