CONDUCTEUR

DESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUE

La présente demande concerne le domaine technique de la microélectronique, et plus particulièrement, un kit ou un ensemble de dispositif de connexion et son procédé d'utilisation pour connecter un composant microélectronique à un dispositif conducteur ou un dispositif de mesure permettant de tester son fonctionnement.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE

Les dispositifs comportant des composants microélectroniques sont de plus en plus présents dans notre quotidien, leur fonctionnement nécessite l'agencement de plusieurs de ces composants microélectroniques pour réaliser des tâches de plus en plus complexes.

Afin de limiter les risques de panne et donc les coûts de fabrication, les composants microélectroniques sont généralement testés individuellement, avant leur assemblage, par un dispositif de mesure.

Paradoxalement, cette étape de test est susceptible d'endommager le composant microélectronique en raison de la formation et de l'accumulation de charges électrostatiques au niveau dudit composant.

Ces charges peuvent se former lors de la manipulation du composant (manuelle ou robotique), lorsqu'on souhaite déporter spatialement les contacts électriques du composant et/ou augmenter la taille de ses contacts afin de permettre sa connexion à des dispositifs de taille macroscopique. Par exemple, des charges électrostatiques peuvent se former au niveau des bornes de connexion entre le composant microélectronique et un dispositif conducteur, par frottement entre leurs bornes de connexion respectives lors de leur emboîtement, ou bien lors d'étapes de soudure des bornes de connexion du composant par ultrasons au moyen d'une microbondeuse sur le dispositif conducteur. La présence du composant microélectronique dans des environnements soumis à des champs électriques est aussi une cause de formation de charges électrostatiques.

Quelle que soit l'origine des charges électrostatiques, celles-ci peuvent endommager le composant électronique par un phénomène de décharge électrostatique.

Par exemple, un courant électrostatique traversant un condensateur ou une capacitance peut détériorer les propriétés d'isolation du diélectrique interposé entre ses électrodes. Il peut alors avoir rupture des propriétés d'isolation du diélectrique, entraînant un disfonctionnement du condensateur.

L'un des objectifs de l'invention est de permettre d'éviter que des courants électrostatiques n'endommagent un composant microélectronique lors de sa connexion électrique à un dispositif conducteur.

EXPOSÉ DE L'INVENTION Pour résoudre la problématique ci-dessus, la présente demande expose l'utilisation d'un support de test et d'au moins un support commun pour connecter électriquement un composant microélectronique à un dispositif conducteur tels que définis ci-après.

Les termes connecter et connexion désignent la mise en contact ou le contact entre deux éléments de manière à ce qu'un courant électrique puisse circuler entre lesdits éléments. A l'inverse, les termes déconnecter et déconnexion désignent la rupture du contact électrique entre ces mêmes éléments.

Un composant microélectronique ou puce peut désigner tout assemblage à l'état solide doté de bornes de connexion électrique permettant d'opérer au moins une fonction précise sur le courant traversant ce composant. A titre d'exemples, un composant microélectronique peut être une résistance, une capacitance, une inductance, un transistor, un amplificateur opérationnel, une diode ou une jonction tunnel. Un dispositif conducteur peut caractériser un dispositif parcouru par un courant électrique et comportant des bornes de connexion pouvant être connectées à des bornes de connexion d'un autre dispositif conducteur. Un dispositif conducteur peut par exemple être un dispositif de mesure qui, comme son nom l'indique, permet de connaître les caractéristiques électriques d'un composant microélectronique connecté à ses bornes de connexion. A titre d'exemple, un dispositif conducteur peut être une source de tension et/ou un ampèremètre.

Un support de test d'un composant microélectronique selon l'invention peut comporter :

« un substrat comportant une face supérieure en vis-à-vis d'une face inférieure ;

• au moins un connecteur tulipe destiné à être connecté à au moins une borne de connexion d'un composant microélectronique ;

• chaque connecteur tulipe comportant :

o une extrémité ouverte positionnée au niveau ou au-dessus de la face supérieure du substrat ;

o un appendice traversant une face inférieure du substrat en vis-à-vis de la face supérieure, une extrémité de l'appendice étant située en-dessous de la face inférieure de façon à permettre son emboîtement dans une extrémité ouverte d'un autre connecteur tulipe.

Eventuellement, chaque borne électrique du composant microélectronique peut être connectée à un connecteur tulipe du support de test, par l'intermédiaire d'un support d'un composant microélectronique et de pistes conductrices.

Un support de composant peut désigner tout dispositif permettant de déporter les bornes de connexion électrique d'un composant microélectronique vers un autre dispositif conducteur. Ce support peut être de taille supérieure à celle dudit composant pour permettre de le manipuler plus aisément.

L'invention concerne également un support commun destiné à coopérer avec un support de test ci-dessus, comportant : • un substrat comportant une face supérieure en vis-à-vis d'une face inférieure ;

• des connecteurs tulipes destinés à être connectés aux connecteurs tulipes du dispositif de support de test ;

« un élément conducteur permettant de connecter tous les connecteurs tulipes du support commun ;

• chaque connecteur tulipe comportant :

o une extrémité ouverte positionnée au niveau ou au-dessus de la face supérieure du substrat ;

o un appendice traversant une face inférieure du substrat en vis-à-vis de la face supérieure, une extrémité de l'appendice étant située en-dessous de la face inférieure de façon à permettre son emboîtement dans une extrémité ouverte d'un autre connecteur tulipe.

L'élément conducteur permet avantageusement de mettre au même potentiel électrique tous les connecteurs tulipes.

De manière générale, l'extrémité ouverte est connectée à l'appendice d'un même connecteur tulipe.

Les connecteurs tulipes mentionnés ci-dessus sont également destinés à être connectés à un dispositif conducteur.

La présente demande porte également sur un kit de protection d'un composant microélectronique contre des décharges électrostatiques, lors de la connexion de la puce à un dispositif conducteur, comprenant un support de test et au moins un support commun tel que décrit ci-dessus.

Selon une variante, le kit peut comporter un support de test et deux supports communs.

Un procédé de connexion d'un composant microélectronique à un dispositif conducteur avec l'un des kits de protection ci-dessus peut comporter les étapes suivantes :

a) connexion d'un connecteur tulipe appartenant à un support commun supérieur à une masse ; b) emboîtement des extrémités des connecteurs tulipes du support commun supérieur dans les ouvertures des connecteurs tulipes d'un support de test, les connecteurs tulipes du support de test étant connectés aux bornes de connexion de la puce à protéger ;

c) connexion des extrémités des connecteurs tulipes appartenant au support de test à des connecteurs du dispositif conducteur ;

d) déconnexion du support commun supérieur du support de test.

Le terme masse peut désigner le potentiel de référence du dispositif, qui se définit généralement comme étant proche d'une tension électrique nulle (0V).

Le procédé précédent peut comporter une étape préalable à l'étape a) selon laquelle au moins un des connecteurs tulipes du support de test est relié à la masse avant que la puce ne soit connectée au support de puce, la masse étant déconnectée du connecteur tulipe appartenant au support de test avant l'étape c). Cette étape préalable peut être réalisée au moyen d'un support commun inférieur (30) relie a la masse.

Avantageusement, toutes les connexions électriques du support de test sont à la masse avant que la puce ne soit connectée audit support.

Le procédé ci-dessus peut comporter une étape de mise à la masse des connecteurs du dispositif conducteur avant l'étape c).

Un autre procédé de connexion d'un composant microélectronique à un dispositif conducteur avec l'un des kits de protection ci-dessus peut comporter les étapes suivantes :

a) connexion d'un connecteur tulipe appartenant à un support commun inférieur à une masse ;

b) emboîtement des extrémités des connecteurs tulipes d'un support de test dans les ouvertures des connecteurs tulipes du support commun inférieur, les connecteurs tulipes du support de test étant connectés aux bornes de connexion de la puce à protéger;

c) connexion des ouvertures des conducteurs tulipes appartenant au support de test à des connecteurs d'un dispositif conducteur ;

d) déconnexion du support commun inférieur du support de test. Il est possible lors de l'étape b) de connecter la puce au support de test après qu'au moins un connecteur tulipe dudit support ait été connecté à une masse. Cette procédure peut être réalisée au moyen d'un support commun inférieur relié à la masse.

Avantageusement, toutes les connexions électriques du support de test sont à la masse avant que la puce ne soit connectée audit support.

Selon une variante du procédé de connexion ci-dessus, les étapes c) et d) peuvent être remplacées par les étapes suivantes :

1) emboîtement des extrémités des connecteurs tulipes d'un support commun supérieur dans les ouvertures des connecteurs tulipes du support de test ;

2) connexion à la masse d'un connecteur tulipe appartenant au support commun supérieur ;

3) déconnexion du support commun inférieur du support de test ;

4) connexion des connecteurs tulipes du support de test à des connecteurs d'un dispositif conducteur ;

5) déconnexion du support commun supérieur du support de test.

Selon une variante du procédé de connexion ci-dessus, les étapes 2) à 5) ou de préférence 3) à 5), peuvent être remplacées par les étapes suivantes :

a) connexion des connecteurs tulipes appartenant au support commun inférieur au dispositif conducteur ;

b) déconnexion du support de test du support commun inférieur;

c) déconnexion du support commun inférieur du dispositif conducteur ; d) connexion du support de test sur le dispositif conducteur ;

e) déconnexion du support commun supérieur du support de test.

Selon une variante du procédé de connexion ci-dessus, les étapes b) à c) peuvent être remplacées par les étapes suivantes :

I) déconnexion du support commun inférieur du dispositif conducteur;

II) déconnexion du support commun inférieur du support de test.

Avantageusement, l'invention permet de protéger le composant microélectronique lors de sa connexion au support de test et/ou la connexion du support de test à un dispositif conducteur. C'est-à-dire, les bornes de connexion du composant microélectronique peuvent être avantageusement maintenues à la masse ou en court- circuit lors des procédés ci-dessus.

Avantageusement, l'utilisation de connecteurs électriques de type tulipe permet une intégration plus aisée du support de test sur un dispositif conducteur placé dans un environnement confiné ou difficile d'accès. Eventuellement, les connecteurs tulipes peuvent être substitués par tous autres connecteurs électriques connus.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS

D'autres détails et caractéristiques de l'invention apparaîtront de la description qui va suivre, faite en regard des figures annexées suivantes. Les parties identiques, similaires ou équivalentes des différentes figures portent les mêmes références de façon à faciliter le passage d'une figure à une autre. Les différentes parties représentées sur les figures ne le sont pas nécessairement selon une échelle uniforme, pour rendre les figures plus lisibles. Les repères indiqués sur les figures sont orthogonaux.

La figure 1 représente un composant microélectronique.

La figure 2 représente un support de test.

La figure 3 représente un support commun.

La figure 4 représente un support de test connecté à un support commun inférieur.

La figure 5 représente le dispositif de la figure 4, dont un connecteur tulipe du support commun inférieur est relié à la masse.

La figure 6 représente le dispositif de la figure 5, comportant un composant microélectronique représenté en figure 1 connecté au support de test.

La figure 7 représente le dispositif de la figure 6, comportant un support commun supérieur connecté au support de test.

La figure 8 représente le dispositif de la figure 7, dont un connecteur tulipe du support commun supérieur est relié à la masse.

La figure 9 représente le dispositif de la figure 8, après la déconnexion du support commun inférieur du support de test. La figure 10 représente le dispositif de la figure 9 connecté à un dispositif de mesure.

La figure 11 représente le dispositif de la figure 10 après déconnexion du support commun supérieur du support de test, le composant microélectronique est alors prêt à être testé.

La figure 12 représente le dispositif de la figure 8 après déconnexion de la masse du support commun inférieur et connexion du support commun inférieur au dispositif de mesure.

La figure 13 représente le dispositif de la figure 9 après connexion du support de test au dispositif de mesure et déconnexion de la masse du support commun supérieur.

La figure 14 représente le dispositif de la figure 12 après déconnexion du support de test du support commun inférieur.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS La présente demande concerne un kit et son procédé d'utilisation pour connecter un composant microélectronique à un dispositif conducteur. L'un des objectifs de l'invention vise à diminuer ou éliminer tout risque d'endommagement du composant microélectronique par des décharges électrostatiques lors de sa connexion à un dispositif conducteur.

Un procédé de connexion selon l'invention comporte l'utilisation d'un composant microélectronique, d'un support de test, au moins un support commun et d'un dispositif conducteur décrits ci-après.

Un composant microélectronique désigne tout dispositif comportant au moins deux bornes de connexion électriques susceptibles d'être parcourues par un courant électrostatique pouvant détériorer ledit composant. Par exemple, un composant microélectronique peut être une résistance, ou une capacitance, ou une inductance, ou un transistor, ou un amplificateur opérationnel, ou une diode, ou une jonction tunnel. Dans le cadre des exemples suivants de réalisation de l'invention, un composant microélectronique désigne une puce microélectronique ou puce (10), comportant un corps (12) et des bornes de connexion (14) conductrices (figure 1).

Pour permettre une connexion rapide de la puce (10) sur un support de test (20), ledit support comporte un substrat (21) avec une face supérieure (22) comprenant un support de composant ou de puce (24). Le support de puce comprend des bornes de connexion (25) coopérant avec les bornes de connexion (14) de la puce. Chaque borne de connexion (25) du support de puce (24) est connectée par une piste conductrice (26) à un connecteur tulipe (27) (figure 2). Les connecteurs tulipes (27) traversent la face supérieure (22) et inférieure (23) du substrat (22). De préférence, l'extrémité ouverte (28) des connecteurs tulipes est située au-dessus ou au niveau de la face supérieure (22) du substrat (21), par exemple située à 0,5 mm de la face supérieure, et l'extrémité (29) en forme d'appendice desdits connecteurs tulipes dépasse du substrat au niveau de sa face inférieure (23) de sorte à pouvoir être emboîté dans une extrémité ouverte d'un autre connecteur tulipe. La distance séparant les extrémités (28) et (29) peut être de l'ordre de quelques millimètres, par exemple égale à 6,1 mm.

Un support commun est identique au support de test (20), à l'exception du support de puce (24) substitué par un élément conducteur (32) permettant de relier électriquement tous les connecteurs tulipes (27) (figure 3). Autrement dit, les connecteurs tulipes (27) du support commun sont au même potentiel électrique car ils sont connectés ensemble.

Un dispositif conducteur peut être un dispositif de mesure. Comme son nom l'indique, un dispositif de mesure (40) est un dispositif permettant de réaliser des mesures électriques sur la puce (10), plus précisément, de tester ses caractéristiques électriques afin de déterminer son état de fonctionnement. Un dispositif de mesure (40) peut par exemple être composé d'un multiplexeur branché sur une source de tension assortie à un ampèremètre, permettant ainsi de mesurer la résistance électrique de la puce.

A présent, plusieurs procédés de connexion d'une puce (10) à un dispositif de mesure (40) selon l'invention vont être décrits. Lors de la connexion et de la déconnexion d'une puce (10) à un dispositif conducteur et/ou un support de test (20) à un support commun, les frottements entre les différents éléments conducteurs des connecteurs et/ou bornes de connexion peuvent former des charges électrostatiques au niveau de ces éléments (connecteurs tulipes, support de puce, puce,...).

Les procédés de l'invention ci-après entendent permettre la protection contre la dégradation de la puce (10) lors de sa connexion à un support de test et/ou lors de la connexion du support de test à un dispositif conducteur. Le besoin ou non de protection lors de chacune de ces deux étapes clés est évalué selon la robustesse de la puce face à ce risque, et selon le milieu infrastructurel (équipements, champs électriques dus aux installations, etc.) et risque humain (génération d'électricité statique par frottement avec l'environnement).

De préférence, avant ces étapes de connexion, au moins un connecteur tulipe (27) appartenant au support de test et/ou au support commun est relié électriquement à une masse (50). Ainsi, lorsque la puce est connectée électriquement aux bornes de connexion (24) du support de test (20), toutes les bornes de connexion (14) de la puce (10) sont reliées à un même potentiel électrique, de préférence de tension nulle, pour permettre aux charges électrostatiques présentes au niveau de la puce (10), du support de puce (24) et des fils de connexion (26), de migrer vers ladite masse (figure 6).

L'invention permet de cette façon de décharger les charges électrostatiques présentes au niveau de la puce lors de sa connexion sur le support de test.

Le terme masse désigne ici le potentiel de référence du système, qui se définit généralement comme étant proche d'une tension électrique nulle (0V). Pour information, on dit qu'une masse est flottante lorsque son potentiel de référence flotte par rapport au potentiel de référence du système. Selon l'invention, il est possible de raccorder la masse à la terre, par exemple via une alimentation secteur, qui constitue le zéro absolu du potentiel électrique.

Deux exemples de procédé de réalisation de l'invention sont décrits ci- après. Premier procédé de réalisation :

Selon un premier procédé de réalisation, un connecteur tulipe (27) d'un support commun est connecté à une masse (50), de préférence au niveau d'une extrémité (29) d'un connecteur tulipe.

Par la suite, le support commun est positionné en-dessous du support de test (20) (figures 4 et 5). Le support commun est alors nommé support commun (30) inférieur. Plus précisément, les extrémités (29) des connecteurs tulipes (27) appartenant au support de test (20) sont emboîtées dans les ouvertures (28) des connecteurs tulipes appartenant au support commun (30) inférieur.

Une puce (10) est ensuite connectée au support de puce (24).

Un second support commun est ensuite connecté électriquement au- dessus du support de test (20). Ce support commun est alors nommé support commun (30') supérieur. Il est électriquement connecté par l'intermédiaire des connecteurs tulipes (27) sur le support de test (20), c'est-à-dire, en vis-à-vis de la face supérieure (22) dudit support de test et de la puce (10) (figure 7).

L'étape suivante consiste à connecter un des connecteurs tulipes (27) appartenant au support commun (30') supérieur à une masse, de préférence à la même masse (50) que précédemment (voir figure 8).

Le support commun inférieur (30) est par la suite déconnecté du support de test (20) (figure 9), pour permettre la connexion du support de test (20) au- dessus et directement sur un dispositif de mesure (40) (figure 10).

Pour finir, le support commun (30') supérieur est déconnecté du support de test (20) pour permettre au dispositif de mesure (40) de réaliser des mesures électriques sur la puce (10)(figure 11).

Selon une variante du premier procédé ci-dessus, l'empilement représenté en figure 8 composé d'un support test (20) avec une puce (10) intercalé entre deux supports communs (30, 30'), est connecté au dispositif de mesure (40) par l'intermédiaire du support commun (30) inférieur. De préférence, seul le support commun (30') supérieur est connecté à la masse, de manière à faciliter la connexion du support commun (30) inférieur au dispositif de mesure (figure 12). Le support de test (20) est ensuite déconnecté du support commun (30) inférieur (figure 14).

Après cela, le support commun (30) inférieur est déconnecté du dispositif de mesure (40), pour permettre la connexion du support de test (20) sur le dispositif de mesure (figure 13).

Le support commun (30') supérieur est par la suite déconnecté du support de test (20) pour permettre au dispositif de mesure (40) de réaliser des mesures électriques sur la puce (10)(figure 11).

Selon une autre variante du premier procédé ci-dessus, l'empilement représenté en figure 12 est tout d'abord déconnecté du dispositif de mesure (40).

Le support commun (30) inférieur est ensuite déconnecté du support de test (20).

Par la suite, le support de test (20) est connecté sur le dispositif de mesure (40) (figure 13).

Après cela, le support commun (30') supérieur est déconnecté du support de test (20) pour permettre au dispositif de mesure (40) de réaliser des mesures électriques sur la puce (10)(figure 11).

Second procédé de réalisation :

A présent, il est décrit la seconde façon de connecter le support de test (20) à un support commun.

Selon cette seconde façon, un connecteur tulipe (27) a ppartenant à un support commun est connecté électriquement à une masse, de préférence au niveau d'une extrémité ouverte (28).

Une puce (10) est alors connectée au support de puce (24).

Ensuite, le support commun est positionné au-dessus du support de test

(20) qui est électriquement connecté à la puce (10). Le support commun est alors nommé support commun (30') supérieur. Plus précisément, les extrémités (29) des connecteurs tulipes appartenant au support commun (30') supérieur sont emboîtées dans les ouvertures (28) des connecteurs tulipes appartenant au support de test (20). Autrement dit, la face supérieure (22) du support de test (20) est en vis-à-vis du support commun (30') supérieur.

L'étape suivante consiste à connecter électriquement le support de test (20) sur un dispositif de mesure (40) (figure 10).

Pour finir, le support commun (30') supérieur est déconnecté du support de test (20) pour permettre au dispositif de mesure (40) de réaliser des mesures électriques sur la puce (10)(figure 11).

Selon une variante du procédé ci-dessus, un connecteur tulipe (27) appartenant à un support commun (30') est connecté électriquement à une masse (50), de préférence au niveau d'une extrémité (29).

Ensuite, les extrémités ouvertes (28) des connecteurs tulipes du support commun (30') sont connectées aux extrémités (29) des connecteurs tulipes d'un support de test (20).

Le support de puce est connecté aux connecteurs tulipes (27) du support de test (20). Une puce (10) est alors connectée au support de puce (24).

Ensuite, les extrémités ouvertes (28) des connecteurs tulipes du support de test (20) sont connectées aux bornes de connexion du dispositif de mesure (40). Autrement dit, le dispositif de mesure (40) est connecté par-dessus le support de test(20).

Enfin, le support commun (30') est déconnecté du support de test (20) pour permettre au dispositif de mesure (40) de réaliser des mesures électriques sur la puce (10).

Plusieurs alternatives à une ou plusieurs étapes des procédés ci-dessus sont décrites ci-dessous.

Selon une alternative à l'étape de connexion de la puce (10) sur le support de test (20), et lorsque le support de test ne comporte pas de support de puce

(24), la puce (10) est maintenue sur la face supérieure (22) du support de test (20) à l'aide d'une résine de type époxy par exemple. Les bornes de connexion (14) de la puce (10) sont ensuite électriquement connectées aux connecteurs tulipe (27) du support de test (20) par l'intermédiaire une microbondeuse, par exemple de type Hybond 626, ou bien de façon manuelle grâce a des fils conducteurs et de la laque d'argent. De préférence, lors de la connexion électrique de la puce (10) au support de test (20), ce dernier est électriquement connecté à un support commun (30) inférieur, lui-même connecté électriquement à une masse (50), de manière à permettre l'évacuation des charges électrostatiques se formant au niveau du dispositif lors de cette étape de connexion.

Le dispositif de mesure (40) peut être placé dans un mode permettant de maintenir les connecteurs tulipes du support de test (20) à la masse, notamment lors de la déconnexion du support commun (30') supérieur ou inférieur du support de test (20)(figures 10 et 11). En effet, lors de cette étape des charges électrostatiques sont susceptibles de se former au niveau du support de test (20) par frottement des éléments conducteurs tulipes (27).

Les procédés et les alternatives décrits ci-dessus offrent notamment les avantages suivants.

Ils permettent de protéger la puce (10) ou un composant microélectronique d'éventuels dommages causés par des décharges électrostatiques, lors de sa connexion à un support de test (20) et/ou à un support commun (30, 30') et/ou à un dispositif de mesure (40), en maintenant à la masse ses bornes de connexion (14) durant les étapes de connexion entre ces différents éléments.

Plus précisément, le support commun inférieur permet de maintenir à la masse la puce lors de sa connexion au support de test, et le support commun supérieur permet de maintenir à la masse la puce lors de la connexion du support de test au dispositif de mesure.

Le support de test et les supports communs inférieur et/ou supérieur permettent de réaliser rapidement l'un des procédés précédents par simple emboîtage des différents dispositifs entre eux.

II est notamment possible d'avoir accès à la face inférieure ou supérieure du support de test, en emboîtant ou en déboîtant à volonté le support commun (30) inférieur et/ou le support commun (30') supérieur par rapport au support de test (20), tout en maintenant à la masse la puce.