Brevet FR2683397A1 — publié le 19930507

L'invention concerne des douilles électriques qui permettent l'essai à grande vitesse, ainsi que le déverminage de puces de circuits intégrés compliquées et de grande dimen- sion, qui apparaissent actuellement, avant leur mise sous boîtier. Au fur et à mesure que les puces de circuits intégrés deviennent plus grandes et plus complexes, les circuits qu'elles renferment sont serrés de plus en plus étroitement si bien que la génération suivante de puces comportera des plots de liaison à entraxes de 0,076 mm On propose donc à présent une douille d'essai capable d'ef- fectuer un essai à pleine vitesse ainsi qu'un déverminage de ces puces de la nouvelle génération. Conformément à l'invention, une douille électri- que destinée à interconnecter des circuits d'une puce de circuits intégrés à des circuits situés sur un substrat est proposée La douille comprend une section de -base, une section supérieure comportant une partie de retenue de broches de contact, des broches de contact situées dans la partie de retenue et ayant des premières et secondes extrémi- tés dépassant de surfaces opposées et un cadre ayant une ouverture destinée à recevoir une puce, de manière que les circuits situés sur elle portent contre des premières extrémités des broches de contact respectives La douille comprend aussi une membrane comportant une couche de base diélectrique dont une surface porte des pistes de circuits. Une partie intérieure de la membrane est placée entre la section de base et une section supérieure, des extrémités intérieures des pistes de circuits portant contre des secondes extrémités des broches de contact et une partie extérieure de la membrane s'étendant vers l'extérieur depuis la douille, des extrémités extérieures des pistes de circuits portant contre des circuits situés sur un substrat. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une vue en coupe transversale partielle d'une douille selon une forme de réalisation de l'invention; la figure 2 est une vue en plan de dessus d'une partie de retenue de broches de contact de la douille; la figure 3 est une vue en plan de dessus d'une membrane en matière plastique métallisée de la douille; et la figure 4 est une coupe transversale partielle suivant la ligne 4-4 de la figure 1. Comme montré sur la figure 1, une douille 10 selon l'invention comprend une section de base 12, une membrane 14 en matière plastique métallisée et une section supérieure 16 La douille 10 est représentée en position sur un substrat 20, la membrane 14 engageant électriquement des plots 22 de circuit situés sur ce substrat Le substrat 20 présente en outre des trous 24 de montage. La section de base 12 comprend une plaque de base 26 formée par moulage d'une matière plastique diélectrique telle que le type "VALOX 420 SEO" de la firme General Electric ou une autre matière convenable Une cavité 28 de dégagement est prévue dans une surface 30 de la plaque 26 et des trous de montage 32 s'étendent à travers la plaque 26 à proximité immédiate de chaque angle Chaque trou 32 comporte un épaulement 33. La section de base 12 comprend en outre un empilage 34 ayant une ouverture centrale 36 et formé de plusieurs minces feuilles 38 d'acier à ressort La partie extérieure 40 est pleine tandis que la partie intérieure 42 est rainurée pour former des doigts 44 à ressort faisant saillie vers l'intérieur, chaque doigt 44 étant destiné à s'étendre au- dessous d'une piste de circuit individuelle 72 (figure 3) située sur la membrane 14 et à la supporter élastiquement De plus, des trous 46 de montage traversent l'empilage 34 à proximité immédiate de chaque angle Alors que l'empilage 34 est représenté comme étant constitué d'un certain nombre de feuilles 38, au moins une feuille 38 est nécessaire. La membrane 14 en matière plastique métallisée sera décrite ci-dessous en référence à la figure 3. La section supérieure 16 comprend une partie 50 de retenue de broches de contact, des broches de contact 52 et un cadre 54 La partie 50 de retenue est formée d'une ou plusieurs couches 56 de verre ou de céramique Des trous 58 s'étendent à travers la partie 50 selon une configuration prédéterminée et à un entraxe prédéterminé Des aspects concernant la configuration et l'espacement seront décrits ci-dessous en référence à la figure 2 Les trous 58 peuvent être légèrement coniques de manière que, dans une partie formée de deux couches comme illustré, chaque trou 58 ait une circonférence plus grande en son milieu qu'aux extrémités respectives Des trous de montage 60 sont prévus dans la partie 50 à proximité immédiate de chaque angle. Les broches 52 de contact, qui sont disposées dans les trous 58, sont formées de toute matière conductrice convenable à faible résistance, pouvant être façonnée dans des dimensions extrêmement petites Dans la forme préférée de réalisation, les broches 52 de contact sont réalisées en une matière du type "Palliney 7 " ou du type "ORO 28 A" de J M. Ney Company of Hartford, Connecticut. Le cadre 54, avantageusement réalisé en céramique ou en une autre matière résistant à l'usure, est pourvu d'une ouverture centrale 62 et de trous d'alignement 64 adjacents à chaque angle. La figure 2 montre une surface de la partie 50 de retenue dessinée à l'échelle pour l'emboîtement d'un micro- processeur particulier Les trous 58, agencés suivant une configuration donnée, sont à un entraxe d'environ 0,1295 à 0,025 mm et ont un diamètre de 0,0635 mm Il y a au total 485 trous 58 dans cette forme particulière de réalisation illustrée. Les broches 52 de contact à utiliser dans les trous 58 ont un diamètre de 0,051 mm ou de 0,025 mm, suivant le cas. En référence aux figures 1 et 3, la membrane 14 en matière plastique métallisée est un composite comprenant une couche de base 70 en matière plastique telle que du type "KAPTON" de la firme Dupont Company, des pistes 72 de circuit sur une surface 74 et un plan de masse 76 sur une surface opposée 78 Les trous de montage 80 sont prévus à proximité de chaque angle. Des extrémités intérieures 82 des pistes 72 définissent une configuration rectangulaire identique à la configuration des trous 58 dans la partie 50 de retenue comme montré sur la figure 2 Dans cette zone à haute densité, la largeur de chaque extrémité intérieure 82 est comprise entre environ 0,051 et 0,025 mm Les pistes 72 se déploient vers l'extérieur jusqu'à des extrémités extérieures 84 le long des bords de la membrane 14. Les pistes 72, qui ont une épaisseur moyenne d'environ 0,0330 mm sont avantageusement en cuivre qui peut être appliqué par stratification, projection ou dépôt additionnel sur la surface 74 de la couche de base 70. D'autres procédés de réalisation des pistes 72 peuvent également être utilisés D'autres pistes 72 peuvent être revêtues sélectivement d'or ou d'autres métaux nobles. Le plan de masse 76 peut être une feuille pleine de cuivre recouvrant la surface 78 En variante, le plan 76 peut être réalisé sous la forme d'une image réfléchie des pistes 72, les extrémités extérieures 88 étant décalées latéralement par rapport aux extrémités extérieures 84 des pistes 72 Par conséquent, comme montré sur la figure 4, les extrémités extérieures 84 et 88 sont entrecroisées aux emplacements de soudage sur le substrat 20. La douille 10 est assemblée comme montré sur la figure 1, les divers éléments étant empilés les uns sur les autres et fixés entre eux par tous moyens convenables Comme cela est évident à l'homme de l'art, les extrémités in- térieures 82 des pistes 72 sont en alignement avec les doigts à ressort 44 qui font saillie vers l'extérieur au-dessus de la cavité 28 dans la plaque de base 26 et également en alignement avec des broches de contact respectives 52 -Bien que cela ne soit pas représenté, les trous 58, en plus de loger les broches 52, sont avantageusement chargés d'un composé visqueux convenable tel que, à titre d'exemple non limitatif, de la diméthylsiloxyne Le composé empêche les broches 52 de retomber, mais il ne fait pas obstacle à un mouvement de glissement sous l'application d'une force En outre, il forme un joint d'étanchéité contre des contaminants et protège l'interface entre les broches 52 et les extrémités intérieures 82 des pistes 72. Les extrémités extérieures 84 des pistes 72 sont soudées à des plots 22 de circuits sur le substrat 20 o ils sont autrement reliés électriquement Similairement, le plan de masse 76, qu'il s'agisse d'une feuille pleine ou de pistes, est relié électriquement à des plots 90 de masse (figure 4) sur le substrat 20. La douille 10 peut être maintenue assemblée et fixée au substrat 20 par l'utilisation de moyens classiques de fixation conjointement avec les trous de montage 32, 46, , 64 et 80 A cet égard, la douille 10 peut être pré- assemblée au moyen de boulons ayant des tiges filetées à leurs extrémités opposées et une partie refoulée entre elles (non représentée) La partie refoulée porte contre l'épaule- ment 33 dans le trou 32 et une tige filetée passe à travers la douille 10 pour recevoir un trou (non représenté) afin de fixer l'assemblage de la douille Ensuite, la douille 10 peut être montée sur le substrat 20 par passage des tiges opposées dans des trous 24 du substrat afin qu'elles reçoivent un écrou (non représenté) et que la douille 10 y soit fixée. Comme montré sur la figure 1, une puce 94 à circuits intégrés est placée dans l'ouverture 62 de manière que les plots de liaison (non représentés de façon par- ticulière) portent contre des broches 52 de contact pour l'essai et le déverminage, comme demandé. Des capots ou d'autres moyens, non représentés, sont destinés à exercer une force sur la puce 94 comme cela est bien connu dans la technique. La figure 4 est une vue en coupe montrant des pistes extérieures entrecroisées 82 et 88 soudées à des plots 22 et 90, respectivement, sur le substrat 20. La douille 10 a été mise au point pour être utilisée dans l'essai de puces nues Il est cependant évident que la douille 10 peut être utilisée pour essayer des porte- puces sans conducteurs et qu'elle peut également être utilisée dans des applications générales autres qu'à des fins d'essai. Ainsi que la description précédente en regard des dessins permet de le constater, on a décrit une douille d'essai pour puces nues à circuits intégrés La douille comprend une section de base ayant des doigts à ressort destinés à appliquer une force élastique contre les surfaces de contact, contre lesquelles ils portent, de pistes de circuits situées sur une membrane en matière plastique métallisée, et des extrémités inférieures de broches de contact placées dans une partie supérieure de la douille Les extrémités extérieures de contact portent des plots de liaison situés sur la puce Les pistes de circuits sur la membrane sont connectées électriquement à des plots de circuit sur un substrat de façon que la puce puisse être essayée et déverminée comme demandé. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à la douille décrite et représentée sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Douille électrique ( 10) destinée à intercon- necter des circuits ( 94) d'une puce à circuits intégrés à des circuits ( 22) situés sur un substrat ( 20), la douille, qui comprend une section de base ( 12), étant caractérisée en ce qu'elle comporte une section supérieure ( 16) ayant une partie ( 50) de retenue de broches de contact, des broches conductrices ( 52) de contact situées dans ladite partie de retenue ( 50) et ayant des première et seconde extrémités dépassant de surfaces opposées, et un cadre ( 54) s'étendant au-dessus de ladite partie de retenue ( 50) et traversé par une ouverture ( 62) destinée à recevoir une puce ( 94) à circuits intégrés, des circuits situés sur ladite puce portant contre des premières extrémités des broches de contact respectives ( 52); et une membrane ( 14) comprenant une couche diélectrique ( 70) de base dont une surface ( 74) porte des pistes conductrices ( 72) de circuits, ladite membrane ( 14) ayant une partie intérieure placée entre ladite section de base ( 12) et ladite section supérieure ( 16), des extrémités intérieures ( 82) des pistes ( 72) de circuits portant contre des secondes extrémités des broches de contact ( 52) et une partie extérieure s'étendant vers l'extérieur de la douille ( 10), des extrémités extérieures ( 84) des pistes ( 72) de circuits portant contre des circuits ( 22) situés sur un substrat ( 20). 2 Douille selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens à ressorts ( 38) s'étendant au-dessous des extrémités intérieures ( 82) des pistes ( 72) de circuits pour s'opposer élastiquement à des forces appliquées auxdites extrémités intérieures ( 82). 3 Douille selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens à ressorts ( 38) comprennent des doigts à ressorts ( 38) s'étendant chacun sous une piste de circuit respective ( 72). 4 Douille selon la revendication 1, caractérisée en ce que la partie ( 50) de retenue est traversée de trous ( 58) destinés à recevoir les broches de contact ( 52) et un composé visqueux. 5 Douille selon la revendication 4, caractérisée en ce que la partie ( 50) de retenue est formée de deux couches de verre. 6 Douille selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un moyen ( 76) à plan de masse sur une surface opposée de la couche de base ( 70) de la membrane. 7 Douille selon la revendication 6, caractérisée en ce que le moyen ( 76) à plan de masse comporte des pistes qui sont essentiellement une image réfléchie desdites pistes ( 72) de circuits. 8 Douille selon la revendication 7, caractérisée en ce que des extrémités extérieures des pistes du plan de masse sont décalées latéralement par rapport à des extrémités extérieures respectives ( 84) des pistes de circuits.