ELEKTRONISCHEN BAUELEMENTEN

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung Nr . 10 2022 124 300 . 1 vom 21 . September 2022 , deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung auf genommen wird .

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektrischen Kontaktieren von Bauelementen, die beispielsweise in einen Halbleiterwafer integriert sind .

Mit herkömmlichen Verfahren können Halbleiterwafer, die insbesondere elektronische oder optoelektronische Bauelemente enthalten, nur mit vergleichsweise hohem Zeitaufwand vermessen werden .

Die DE102019107138 zeigt ein Verfahren, bei dem sich die in einen Halbleiterwafer integrierten Bauelemente mit verringertem Zeitaufwand elektrisch kontaktieren lassen . Dabei sind die auf einer biegbaren Leiterplatte ( Flexboard ) angeordneten Leiterbahnen so ausgeführt und angeordnet , dass pro Bauelement-Reihe auf dem Wafer, eine Leiterbahn auf dem Flexboard vorgesehen ist . Ein Messen der über die Bauelemente abfallende Spannung erfolgt über denselben Pfad, über den auch ein Strom auf die Bauelemente auf geprägt wird .

Die Erfinder haben j edoch erkannt , dass vor allem durch einen Undefinierten Kontaktübergangswiderstand zwischen Leiterbahn und dem Kontaktpad eines zu messenden Bauelements eine über die Bauelemente abfallende Spannung, die über denselben Pfad gemessene wird, über den auch ein Strom auf die Bauelemente aufgeprägt wird, stark verfälscht werden kann . Dies liegt daran, dass an dem Undefinierten und zum Teil relativ hohen Kontaktüber- gangswiderstand bei entsprechendem Stromfluss eine , Undefinierte und nicht feststellbare zusätzliche Spannung abfallen kann (beispielsweise durch Verunreinigungen auf oder Beschädigungen des Kontaktpads ) , die im Nachhinein j edoch nur schwer oder gar nicht wieder herausgerechnet werden kann . Auch ein Kontaktübergangswiderstand auf der Rückseite des Wafers , Verunreinigungen auf den Leiterbahnen, oder Beschädigungen der Leiterbahnen können mit bekannten Verfahren nicht berücksichtigt werden, sodass keine verlässliche und präzise Spannungsmessung über die Bauelemente möglich ist .

Ein weiteres von den Erfindern erkanntes Problem liegt darin, dass mittels bekannter Verfahren Bauelemente mit einem vertieften bzw . in einer Kavität angeordneten oder nach unten versetzten Kontaktpad nicht kontaktiert werden können . Insbesondere können die Kontaktpads solcher Bauelemente nicht mit den bisher verwendeten planaren Leiterbahnen auf einem Flexboard kontaktiert werden, da diese Leiterbahnen auf dem höchsten Punkt ( Bauelementoberfläche ) auf liegen und nicht in die Vertiefung der Kontaktpads gelangen . Somit kann kein elektrischer Kontakt zwischen Leiterbahn und Bauelement-Kontaktpad hergestellt werden .

Zudem erfolgt eine Ausrichtung von Bauelement und Messequipment bisher in der Regel manuell mittels einer Kamera und manuell betätigten Einstellschrauben für eine X- , Y-Position, sowie eine Rotationsposition um die Z-Achse einer Haltevorrichtung für die Bauelemente (bspw . ein Wafertisch ) . Ein solches Verfahren ist zum einen sehr zeitaufwändig und zum anderen muss ein manuelles Korrigieren der Ausrichtung nach j edem Wechsel eines Bauelementes bzw . Wafers umfassend die Bauelemente oder des Messequipments erneut durchgeführt werden .

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde , ein Verfahren sowie eine Vorrichtung anzugeben, mittels dem/der zumindest eines der vorgenannten Probleme gelöst werden kann . Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 11 . Eine Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 13 , sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 16 . Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben .

Ein Verfahren gemäß einer Ausgestaltung dient zum elektrischen Kontaktieren von wenigstens einem elektrischen oder optoelektronischen Bauelement bzw . mehreren elektrischen oder optoelektronischen Bauelementen, die beispielsweise in einen Halbleiterwafer oder Moldwafer integriert , oder auf einem Keramik-Substrat oder einer Platine angeordnet sind .

Im Falle mehrerer Bauelemente sind diese während des elektrischen Kontaktierens nicht vereinzelt , sondern befinden sich noch im Waferverbund bzw . sind auf einem Träger in einem entsprechenden Raster mit zueinander vordefinierten Abständen angeordnet . Als Halbleiterwafer kann dabei derj enige Wafer verstanden werden, auf dem die Bauelemente ausgebildet sind . Die Bauelemente sind in dem Halbleiterwafer beispielsweise in einer Matrix aus Zeilen und Spalten angeordnet . Der Halbleiterwafer enthält Halbleitermaterial , muss aber nicht ausschließlich aus Halbleitermaterial bestehen, sondern kann zum Beispiel auch Metalle und/oder Isolatoren aufweisen . Nach der Durchführung des in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Verfahrens können die Bauelemente zu Halbleiterchips , beispielsweise mittels Sägen, vereinzelt werden .

Das Verfahren sieht vor , dass ein biegsames Element bereitgestellt wird, das eine erste Hauptoberfläche aufweist , auf der wenigstens eine erste Leiterbahn und eine , von der wenigstens einen ersten Leiterbahn elektrisch isolierte , wenigstens eine zweite Leiterbahn angeordnet ist .

Das biegsame Element wird in Bezug auf das wenigstens eine Bauelement derart angeordnet , dass die erste Hauptoberfläche des biegsamen Elementes , auf der sich die Leiterbahnen befinden, zu dem wenigstens einen Bauelement weist . Beispielsweise ist das biegsame Element oberhalb des wenigstens einen Bauelementes angeordnet .

Ferner wird das biegsame Element derart gebogen und auf das wenigstens eine Bauelement gedrückt , dass ein erstes Kontaktelement des wenigstens einen Bauelementes mit der wenigstens einen ersten und der wenigstens einen zweiten Leiterbahn in Kontakt tritt . Das erste Kontaktelement kann durch die Leiterbahnen elektrisch kontaktiert werden, was es ermöglicht , das wenigstens eine Bauelement mit einem elektrischen Signal zu beaufschlagen bzw . eine elektrische Kenngröße über das wenigstens eine Bauelement zu messen .

Um das elektrische Signal zu beaufschlagen bzw . eine elektrische Kenngröße über das wenigstens eine Bauelement messen zu können werden ferner eine erste Leitung und eine von der ersten elektrisch isolierten zweiten Leitung bereitgestellt , die j eweils mit einem zweiten Kontaktelement des wenigstens einen Bauelementes in Verbindung gebracht werden und dieses somit kontaktieren .

An die wenigstens eine erste Leiterbahn und die erste Leitung wird ein definierter, insbesondere konstanter Strom oder eine konstante Spannung angelegt , um das wenigstens eine Bauelement testhalber zu betreiben . Gleichzeitig wird über die wenigstens eine zweite Leiterbahn und die zweite Leitung die Reaktion des aufgebrachten konstanten Stroms oder der konstanten Spannung , beispielsweise der Spannungsabfall über das wenigstens eine Bauelement , gemessen, um auf Basis des gemessenen Wertes eine Aussage über die Funktionstüchtigkeit des wenigstens einen Bauelementes tätigen zu können .

Eine derartige Messung ermöglicht es weitgehend unabhängig von einem Übergangswiderstand zwischen den Leiterbahnen und Leitungen und den Kontaktelementen einen Spannungsabfall über das wenigstens eine Bauelement während dessen Betrieb zu bestimmen und ist angelehnt an das Prinzip einer Drei-Punkt-Methode bzw . Dreileitermessung oder an das Prinzip einer Vier-Punkt-Methode bzw . Vierleitermessung . Über die wenigstens eine erste Leiterbahn und die erste Leitung fließt dabei ein kontrollierter und definierter Strom, während über die wenigstens eine zweite Leiterbahn und die zweite Leitung der Potentialunterschied bzw . die elektrische Spannung gemessen wird, die über das wenigstens eine Bauelement während dessen Betrieb abfällt . Insbesondere die „stromfreie" Spannungsmessung über die wenigstens eine zweite Leiterbahn und die zweite Leitung ist dabei unabhängig von einem Übergangswiderstand . Im Falle einer Dreileitermessung können die erste und die zweite Leitung an einem Punkt , bevor sie das zweite Kontaktelement kontaktieren, zusammengeführt sein, sodass sich gegenüber einer Vierleitermessung eine Dreileitermessung ergibt .

Über die Leiterbahnen und Leitungen können entsprechend elektrische Signale gemessen werden, insbesondere als Antwort auf die elektrischen Signale , mit denen das wenigstens eine Bauelement beaufschlagt wird . Dadurch lässt sich die Funktion des wenigstens einen Bauelementes überprüfen . Beispielsweise kann eine Strom-Spannungs-Kennlinie des wenigstens einen Bauelementes auf genommen werden . Alternativ können auch nur ein oder mehrere Punkt ( e ) auf der Strom- Spannungs-Kennlinie auf genommen werden .

Das biegsame Element kann beispielsweise eine Leiterplatte , auch

PCB ( englisch : printed circuit board) , Leiterkarte , Platine oder gedruckte Schaltung genannt , sein, die eine geeignete Biegsamkeit aufweist . Eine Leiterplatte weist einen Körper aus elektrisch isolierendem Material mit daran haftenden Leiterbahnen auf . Als elektrisch isolierendes Material kann faserverstärkter Kunststoff verwendet werden . Beispielsweise können Glasfasern in ein Polyimid oder ein Epoxid- oder Silikonharz eingebettet werden . Die gewünschte Biegsamkeit der Leiterplatte kann insbesondere durch eine entsprechend geringe Dicke der Leiterplatte bewirkt werden .

Das biegsame Element kann hingegen auch durch eine dünne Folie , wie beispielsweise eine dünne Kunststofffolie , beispielsweise eine Polyimid- oder Polyethylen- , oder Polyethylenterephthalat- folie , gebildet sein, auf der die Leiterbahnen angeordnet , beispielsweise aufgedruckt sind .

Die Leiterbahnen können aus einer dünnen Schicht geätzt oder auf das biegsame Element gedruckt werden . Beispielsweise können die Leiterbahnen Kupfer als Material für die Leiterbahn umfassen z . B . Walzkupfer (hohe Flexibilität ) oder elektrolytisches Kupfer ( spröder ) .

Die Leiterbahnen können sich im Wesentlichen geradlinig bzw . linienförmig erstrecken und parallel zueinander ausgerichtet sein . Die j eweilige Breite der Leiterbahnen kann im Bereich von 8 bis 200 pm liegen . Eine derartige Breite erlaubt es , auch kleine Kontaktelemente bzw . Bondpads des wenigstens einen Bauelementes zu kontaktieren, welche typischerweise Breiten im Bereich von 60 bis 140 pm aufweisen .

Das biegsame Element kann mit Hilfe eines Werkzeugs gebogen werden . Das Werkzeug, beispielsweise ein Rakel , das insbesondere eine Klingengeometrie aufweist , kann auf eine der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche des biegsamen Elementes derart gedrückt werden, dass das biegsame Element in der gewünschten Weise gebogen wird . Das biegsame Element kann an zwei gegenüberliegenden Enden an einer geeigneten Halterung befestigt sein . Das Werkzeug ermöglicht es in einfacher Weise , das biegsame Element derart zu krümmen, dass die an der ersten Hauptoberfläche der Platte angeordneten Leiterbahnen das erste Kontaktelement des wenigstens einen Bauelementes berühren .

Gemäß einer Ausgestaltung ist das erste Kontaktelement auf einer Oberseite des wenigstens einen Bauelementes und das zweite Kontaktelement auf einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite des wenigstens einen Bauelementes angeordnet . Das erste und zweite Kontaktelement können beispielsweise ein Anoden- und Kathodenanschluss sein über die das wenigstens eine Bauelement in vertikale Richtung angeschlossen werden kann . Die erste und die zweite Leitung können in diesem Fall durch elektrische Anschlüsse auf der Unterseite des wenigstens einen Bauelementes gebildet sein die das zweite Kontaktelement kontaktieren .

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung besitzt das wenigstens eine Bauelement eine sogenannte Flip-Chip-Konfiguration, d . h . , sämtliche elektrischen Kontaktelemente sind auf der zur Platte weisenden Oberseite des wenigstens einen Bauelementes angeordnet . Die erste Leitung kann in diesem Fall durch eine , zur wenigstens einen ersten und zur wenigstens einen zweiten Leiterbahn elektrisch isolierte , wenigstens eine dritte Leiterbahn auf der ersten Hauptoberfläche gebildet sein und die zweite Leitung kann durch eine , zur wenigstens einen ersten, zur wenigstens einen zweiten, und zur wenigstens einen dritten Leiterbahn elektrisch isolierte , wenigstens eine vierte Leiterbahn auf der ersten Hauptoberfläche gebildet sein . Auf der ersten Hauptoberfläche ist entsprechend neben der wenigstens einen ersten und der wenigstens einen zweiten Leiterbahn wenigstens eine dritte und wenigstens eine vierte Leiterbahn angeordnet , wobei die wenigstens eine dritte und die wenigstens eine vierte Leiterbahn das zweite Kontaktelement des wenigstens einen Bauelementes ebenfalls durch Biegen und Drücken des biegsamen Elementes auf das wenigstens eine Bauelement kontaktieren .

Neben dem ersten und dem zweiten Kontaktelement kann das wenigstens eine Bauelement noch weitere Kontaktelemente , beispielsweise Signal- Ein- und Ausgänge oder Daten- Ein- und Ausgänge aufweisen, die ebenfalls mittels weiterer Leiterbahnen auf der ersten Hauptoberfläche kontaktiert und mit einem Signal beaufschlagt werden können . Zudem können über die weiteren Kontaktelemente und Leiterbahnen weitere Messungen über das wenigstens eine Bauelement getätigt werden, deren Ergebnisse zu einer Aussage über die Funktionstüchtigkeit des wenigstens einen Bauelementes beitragen können .

Das wenigstens eine elektronische Bauelement kann insbesondere durch ein optoelektronisches Bauelement gebildet sein, dass dazu ausgelegt ist , Licht zu emittieren, wenn es mit einem entsprechenden Signal beaufschlagt wird . Beispielsweise kann das wenigstens eine Bauelement als Licht emittierende Diode ( englisch : light emitting diode , LED ) , als organische Licht emittierende Diode ( englisch : organic light emitting diode , OLED ) , oder als Laserdiode ( englisch : laser diode , LD ) ausgebildet sein .

Das von dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelementen emittierte Licht kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, Ultraviolett (UV) -Licht und/oder Infrarot ( IR) -Licht sein .

Durch das Beaufschlagen des wenigstens einen optoelektronischen Bauelementes mit elektrischen Signalen, insbesondere einem Strom, kann dieses zur Erzeugung von Licht angeregt werden . Zur Funktionsüberprüfung des wenigstens einen optoelektronischen Bauelementes kann neben der Spannungsmessung das von dem we- nigstens einen Bauelement emittierte Licht mit Hilfe eines Sensors gemessen werden . Beispielsweise kann der Sensor das von dem Bauelement emittierte Licht auf nehmen . Der Sensor kann beispielsweise ein Scanner oder eine Kamera sein .

Das wenigstens eine elektronische Bauelement kann auch durch einen Sensor, beispielsweise eine Fotodiode , oder einen integrierten Schaltkreis gebildet sein, dessen Funktionstüchtigkeit überprüft werden soll .

Gemäß zumindest einer Ausgestaltung werden mittels des Verfahrens mehrere in Reihe angeordneter Bauelemente durch Biegen und Drücken des biegsamen Elementes auf die mehreren in Reihe angeordneten Bauelemente gleichzeitig elektrisch kontaktiert .

Insbesondere werden durch das Biegen und Drücken des biegsamen Elementes mehrere in einer Reihe angeordnete Bauelemente entlang einer Linie von dem biegsamen Element bzw . den darauf befindlichen Leiterbahnen berührt . Im Falle eines Halbleiterwafers , der in Reihen uns Spalten angeordnete Bauelemente aufweist werden so nur die Kontaktelemente von denj enigen Bauelementen mit den Leiterbahnen gleichzeitig in Kontakt gebracht , die in derselben Zeile bzw . Reihe des Halbleiterwafers angeordnet sind . Durch das Biegen und Drücken des biegsamen Elementes treten insbesondere die ersten Kontaktelemente der in Reihe angeordneten Bauelemente mit j eweils einer ersten und einer zweiten Leiterbahn in Kontakt .

Die mehreren ersten und zweiten Leiterbahnen auf der Hauptoberfläche des biegsamen Elementes können dabei j eweils isoliert voneinander vorliegen und die Stromeinprägung bzw . Spannungsmessung über j edes Bauelement separat über die j eweils in Verbindung mit dem ersten Kontaktelement stehende erste und zweite Leiterbahn erfolgen . Jedoch können die ersten und/oder zweiten Leiterbahnen j eweils auch einen gemeinsamen Verbindungsbereich aufweisen, sodass gesamthaft ein Strom an die ersten Leiterbahnen und/oder gesamthaft eine Spannungsmessung an die zweiten Leiterbahnen angeschlossen werden kann .

Um sukzessive alle oder einen bestimmten Teil der Bauelemente des Halbleiterwafers zu kontaktieren, kann das Werkzeug entlang des biegsamen Elementes bewegt werden . Durch das Bewegen des Werkzeugs entlang des biegsamen Elementes insbesondere derart , dass Kontaktelemente von in Spalten angeordneter Bauelemente nacheinander mit den Leiterbahnen in Kontakt treten, können die Bauelemente verschiedener Zeilen des Halbleiterwafers nacheinander getestet werden . Das Werkzeug bewegt sich dabei insbesondere in einer Richtung parallel zu den Leiterbahnen bzw . senkrecht zu den Bauelementzeilen des Halbleiterwafers .

Alternativ wäre es auch denkbar, das biegsame Element feststehend auszugestalten und den Halbleiterwafer bezüglich des biegsamen Elementes zu bewegen, um die Bauelemente zeilenweise testen zu können .

Da die in einer Zeile des Halbleiterwafers angeordneten Bauelemente gleichzeitig kontaktiert und sukzessive hintereinander alle Zeilen des Halbleiterwafers getestet werden, kann die Überprüfung der Bauelemente relativ schnell und mit nur geringem Aufwand erfolgen .

Im Vergleich zu anderen Messverfahren verkürzt sich dadurch die Messzeit auf wenige Sekunden pro Halbleiterwafer . Ferner verursacht das hier beschriebene Verfahren keine Nadelabdrücke auf den Bauelementen, welche oft als Problem bei der Weiterverarbeitung der Bauelemente angesehen werden .

Die zweiten Kontaktelemente der Bauelemente können insbesondere für den Fall , dass diese auf der Unterseite der Bauelemente angeordnet sind, elektrisch miteinander gekoppelt sein . Dies kann beispielsweise durch den Halbleiterwafer selbst oder durch einen Träger, auf dem die Bauelemente angeordnet sind, gewährleistet sein . Die gekoppelten zweiten Kontaktelemente werden dann mit der ersten und zweiten Leitung kontaktiert , sodass die entsprechende Testung bzw . Messung der Bauelemente durchgeführt werden kann .

Jede der Leiterbahnen bzw . Leitungen kann zur Testung bzw . Messung der Bauelemente an eine entsprechende Testeinheit angeschlossen sein .

Zur stromlosen Spannungsmessung über die wenigsten eine zweite Leiterbahn und die zweite Leitung kann die Zweite Leitung einen Pin oder Federkontaktstift umfassen, mittels dem ein elektrischer Kontakt zu dem zweiten Kontaktelement hergestellt wird . Insbesondere kann der Pin oder Federkontaktstift in einen Träger , auf dem das wenigstens eine Bauelement angeordnet ist , integriert sein und den Kontakt zu dem zweiten Kontaktelement herstellen .

Gemäß zumindest einer Ausgestaltung weisen die wenigstens eine erste und die wenigstens eine zweite Leiterbahn j eweils in Richtung weg von der ersten Hauptoberfläche wenigstens eine Erhebung auf . Die Erhebungen können dabei insbesondere eine derartige Höhe aufweisen, dass ein gegenüber einer Oberseite des wenigstens einen Bauelementes zurückversetztes erstes Kontaktelement des wenigstens einen Bauelementes mittels der wenigstens einen ersten und der wenigstens einen zweiten Leiterbahn kontaktierbar ist . Durch die Erhebungen ergeben sich entsprechend 3D strukturierte biegbare Leiterbahnen mittels derer auch Bauelemente mit einem vertieften Kontaktelement elektrisch kontaktiert werden können, indem die Erhebungen auf den Leiterbahnen in die Vertiefung greifen, in denen die Kontaktelemente angeordnet sind und die Erhebungen in Kontakt mit den Kontaktelementen kommen . Die Erhebungen können auf den Leiterbahnen aus Kupfer ( Cu ) oder aus härteren Materialien wie Nickel (Ni ) oder Titannitrid (TiN) realisiert werden, um lange Standzeiten zu erreichen . Es ist auch eine Kombination der Materialien möglich, indem die Erhebungen aus Cu auf den Leiterbahnen aufgewachsen werden und dann mit einem harten Ni oder TiN-plating überzogen werden . Für einen guten elektrischen Kontaktübergangswiderstand und auch als Korrosionsschutz können die Erhebungen zudem mit einer Gold- Schicht überzogen sein .

Nicht zuletzt für den Fall von Erhebungen auf den Leiterbahnen, sondern auch für alle weiteren Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ist es von Nöten, dass das biegsame Element mit dem wenigstens einen Bauelement hinreichend genau ausgerichtet ist , um zu gewährleisten, dass die wenigstens eine erste Leiterbahn und die wenigstens eine zweite Leiterbahn in Kontakt mit dem ersten Kontaktelement des wenigstens einen Bauelementes kommt .

Daher wird zudem ein Verfahren vorgeschlagen, insbesondere ein Verfahren, das mit den bereits beschriebenen und den weiteren Ausführungsformen eines Verfahrens der vorliegenden Anmeldung kombinierbar ist , mittels dem die Position wenigstens eines elektrischen Bauelementes gegenüber einem biegsamen Element bestimmt werden kann . Das biegsame Element kann dabei entsprechend den vorangegangenen Ausführungsformen ausgebildet sein und es weist eine erste Hauptoberfläche auf , auf der wenigstens eine erste Leiterbahn und eine , von der wenigstens einen ersten Leiterbahn elektrisch isolierte , wenigstens eine zweite Leiterbahn angeordnet ist . Die Position des wenigstens einen elektrischen Bauelementes gegenüber dem biegsamen Element wird dabei mittels eines Kamerasystems bestimmt . Das Kamerasystem bestimmt dazu für einen oder mehrere Referenzpunkte auf dem Bauelement und dem biegsamen Element einen auftretenden Versatz zu einer Sollposition des wenigstens einen Bauelementes gegenüber dem biegsamen Element , und kann daraus eine gesamthafte Aussage über die X- und Y-Position, sowie die Rotationsposition um die Z- Achse des wenigstens einen Bauelementes gegenüber dem biegsamen

Element liefern .

Mittels dieser Information kann dann das wenigstens eine Bauelement gegenüber dem biegsamen Element derart ausgerichtet werden, dass sich die wenigstens eine erste und die wenigstens eine zweite Leiterbahn und ein erstes Kontaktelement des wenigstens einen Bauelementes gegenüberliegen .

Das Kamerasystem kann dazu zwischen dem wenigstens einen Bauelement und dem biegsamen Element angeordnet werden . Insbesondere kann das Kamerasystem zwei Mini-Kameras mit geringen Außenabmessungen aufweisen, die an einem motorisch verfahrbaren Ausleger montiert sind und zwischen das wenigstens eine Bauelement und das biegsame Element eingebracht werden können . Eine der Kameras kann dabei in Richtung des biegsamen Elementes und eine der Kameras in Richtung des wenigstens einen Bauelementes orientiert sein .

Mit der in Richtung des biegsamen Elementes gerichteten Kamera können die Leiterbahnen, sowie eine Kontaktlinie des Werkzeugs mit dem biegsamen Element erfasst werden . Dazu kann das biegsame Element beispielsweise zumindest teilweise transparent ausgebildet sein . Die zweite Kamera , die in Richtung des wenigstens einen Bauelementes gerichtet ist , kann die Position des wenigstens einen Bauelementes erfassen .

Es ist j edoch auch möglich, dass das Kamerasystem außerhalb des biegsamen Elementes und des wenigstens einen Bauelementes angeordnet , beispielsweise oberhalb des biegsamen Elementes angeordnet ist . Das Kamerasystem kann beispielsweise eine Kamera aufweisen mittels der die Position des biegsamen Elementes und der darauf befindlichen Leiterbahnen gegenüber dem wenigstens einen Bauelement bestimmt wird . Dazu kann das biegsame Element beispielsweise zumindest teilweise transparent ausgebildet sein, sodass bei einem Blick auf das das biegsame Element beispielsweise sowohl die Leiterbahnen als auch das wenigstens einen Bauelement sichtbar sind . Zumindest teilweise transparent kann insbesondre auch dahingehend verstanden werden, dass das biegsame Element zumindest für Licht im nicht sichtbaren UV oder Infrarot Spektrum transparent ist , sodass es mittels des Kamerasystems möglich sein kann mit Licht in einem derartigen Wellenlängenbereich die Position des biegsamen Elementes und der darauf befindlichen Leiterbahnen gegenüber dem wenigstens einen Bauelement zu bestimmen .

Ein Bildverarbeitungssystem kann anschließend die gewonnenen Informationen verarbeiten und das wenigstens eine Bauelement kann gegenüber dem biegsamen Element ausgerichtet werden . Die Ausrichtung kann dabei automatisiert durch Stellmotoren an beispielsweise einem Träger (Wafertisch ) erfolgen, auf dem das wenigstens eine Bauelement angeordnet ist . Alternativ kann die Ausrichtung auch automatisiert durch Stellmotoren an einer Halterung für das biegsame Element erfolgen . Ein derartiges automatisiertes Ausrichten der Komponenten vor einer Messung bietet eine enorme Zeitersparnis und erhöht zudem die Genauigkeit des Verfahrens . Zusätzlich oder alternativ dazu, kann auch das Werkzeug über einen oder mehrere Stellmotoren gegenüber dem biegsamen Element ausrichtbar sein .

Eine Vorrichtung gemäß einer Ausgestaltung dient zum elektrischen Kontaktieren wenigstens eines elektronischen Bauelementes , beispielsweise eines Bauelementes in einem Halbleiterwafer . Die Vorrichtung umfasst ein biegsames Element , das eine erste Hauptoberfläche aufweist , auf der wenigstens eine erste Leiterbahn und eine , von der wenigstens einen ersten Leiterbahn elektrisch isolierte , wenigstens eine zweite Leiterbahn angeordnet ist . Außerdem umfasst die Vorrichtung eine erste Leitung und eine von der ersten elektrisch isolierte zweite Leitung , die in elektrischen Kontakt mit einem zweiten Kontaktelement des wenigstens einen Bauelementes bringbar sind . Zudem umfasst die Vorrichtung eine Strom- oder Spannungsquelle , oder eine analoge oder digitale Signalquelle , die dazu ausgebildet ist an die wenigstens eine erste Leiterbahn und die erste Leitung einen definierten Strom, eine definierte Spannung oder ein definiertes analoges oder digitales Signal anzulegen . Ferner umfasst die Vorrichtung ein Messgerät , insbesondere ein Spannungsmessgerät , das dazu ausgebildet ist , eine Reaktion auf das an die wenigstens eine erste Leiterbahn und die erste Leitung angelegte Signal , insbesondere einen Spannungsabfall über das wenigstens eine Bauelement , über die wenigstens eine zweite Leiterbahn und die zweite Leitung zu messen . Das biegsame Element ist mittels einer Halterung befestigt , die dazu ausgebildet ist , das biegsame Element in Bezug auf das wenigstens eine Bauelement derart zu halten, dass die erste Hauptober-f läche des biegsamen Elementes in Richtung des wenigstens einen Bauelementes weist . Das biegsame Element ist dazu ausgebildet gebogen und derart auf das wenigstens eine Bauelement gedrückt zu werden, dass ein erstes Kontaktelement des wenigstens eine Bauelementes mit der wenigstens einen ersten und der wenigstens einen zweiten Leiterbahn in Kontakt tritt .

Insbesondere können die wenigstens eine erste und die wenigstens eine zweite Leiterbahn j eweils in Richtung weg von der ersten Hauptoberfläche wenigstens eine Erhebung aufweisen, wobei die Erhebungen eine derartige Höhe aufweisen, dass ein gegenüber einer Oberseite des wenigstens einen Bauelementes zurückversetztes erstes Kontaktelement des wenigstens einen Bauelementes mittels der wenigstens einen ersten und der wenigstens einen zweiten Leiterbahn über die Erhebungen kontaktierbar ist .

Eine Vorrichtung gemäß einer anderen Ausgestaltung zum elektrischen Kontaktieren wenigstens eines elektronischen Bauelementes umfasst ein biegsames Element , das eine erste Hauptoberfläche aufweist , auf der wenigstens eine erste Leiterbahn angeordnet ist . Außerdem umfasst die Vorrichtung eine erste Leitung, die in elektrischen Kontakt mit einem zweiten Kontaktelement des wenigstens einen Bauelementes bringbar ist , eine Stromquelle , die dazu ausgebildet ist an die wenigstens eine erste Leiterbahn und die erste Leitung einen definierten Strom anzulegen, sowie eine Halterung für das biegsame Element . Die Halterung ist dabei dazu ausgebildet das biegsame Element in Bezug auf das wenigstens eine Bauelement derart zu halten, dass die erste Hauptoberfläche des biegsamen Elementes in Richtung des wenigstens einen Bauelementes weist . Das biegsame Element ist dazu ausgebildet gebogen und derart auf das wenigstens eine Bauelement gedrückt zu werden, dass ein erstes Kontaktelement des wenigstens einen Bauelementes mit der wenigstens einen ersten Leiterbahn in Kontakt tritt . Und die wenigstens eine erste Leiterbahn weist in Richtung weg von der ersten Hauptoberfläche wenigstens eine Erhebung auf , die eine derartige Höhe aufweist , dass ein gegenüber einer Oberseite des wenigstens einen Bauelementes zurückversetztes erstes Kontaktelement des wenigstens einen Bauelementes mittels der wenigstens einen ersten Leiterbahn kontaktierbar ist .

Eine derartige Vorrichtung kann insbesondere dazu geeignet sein eine Zweileiter- oder Dreileitermessung über das wenigstens eine Bauelement durchzuführen, wobei das wenigstens eine Bauelement ein gegenüber einer Oberseite des wenigstens einen Bauelementes zurückversetztes erstes Kontaktelement aufweist , dass mit bekannten Verfahren nur schwer kontaktierbar ist .

Die genannten Vorrichtungen zum elektrischen Kontaktieren des wenigstens einen Bauelementes können zudem die oben beschriebenen Ausgestaltungen des Verfahrens zum elektrischen Kontaktieren des wenigstens einen Bauelementes aufweisen . Die Vorrichtungen können j eweils ein Werkzeug umfassen, das dazu ausgebildet ist auf eine der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche des biegsamen Elementes zu drücken, um das biegsame Elemente zu biegen und gegen das wenigstens eine Bauelement zu drücken .

Weiterhin können die Vorrichtungen j eweils ein Kamerasystem umfassen, das dazu ausgebildet ist , die Position des wenigstens einen Bauelementes gegenüber dem biegsamen Element zu bestimmen . Das Kamerasystem kann dabei dazu ausgebildet sein zwischen dem wenigstens einen Bauelement und dem biegsamen Element angeordnet zu werden .

Über einen beweglichen Tisch, auf dem das wenigstens eine Bauelement angeordnet ist , und der beweglich ausgeführt ist , kann das wenigstens eine Bauelement und das biegsame Element zudem zueinander ausgerichtet werden .

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert . In diesen zeigen schematisch :

Fig . 1 eine Vorrichtung zum elektrischen Kontaktieren wenigstens eines elektronischen Bauelementes gemäß einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips ;

Fig . 2 eine weitere Ausgestaltung einer Vorrichtung zum elektrischen Kontaktieren wenigstens eines elektronischen Bauelementes gemäß einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips ;

Fig . 3 Leiterbahnen zur Kontaktierung eines Kontaktelementes elektronischer Bauelemente gemäß einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips ;

Fig . 4A und 4B eine weitere Ausgestaltung eines Leiterbahnendesigns zur Kontaktierung eines Kontaktelementes elektronischer Bauelemente gemäß einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips sowie ein zu kontaktierendes elektronisches Bauelement ;

Fig . 5 eine Seitenansicht eines zu kontaktierenden elektronischen Bauelementes , das ein gegenüber einer Oberseite des Bauelementes zurückversetztes Kontaktelement aufweist ; und

Fig . 6A und 6B eine weitere Ausgestaltung eines Leiterbahnendesigns zur Kontaktierung eines Kontaktelementes elektronischer Bauelemente gemäß einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips .

In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann . Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend . Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang abzuweichen . Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spe- zifisch anders angegeben . Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen . In den Figuren sind identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist .

Fig . 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Vorrichtung 1 , die zum elektrischen Kontaktieren und Überprüfen von wenigstens einem Bauelement bzw . mehreren Bauelementen 2 dient , die beispielsweise in einen Halbleiterwafer integriert sind .

Die Vorrichtung 1 umfasst einen Tisch 18 , der das wenigstens eine Bauelement 2 bzw . die mehreren Bauelemente als Teil eines Halbleiterwafers hält , und ein biegsames Element 3 , beispielsweise eine biegsame Leiterplatte oder Kunststofffolie , mit einer ersten Hauptoberfläche 4a und eine der ersten Hauptoberfläche 4a gegenüberliegenden zweiten Hauptoberfläche 4b . Das biegsame Element 3 ist in einer Halterung 17 befestigt und mittels dieser in Bezug auf die Bauelemente 2 derart angeordnet , dass die erste Hauptoberfläche 4a zu den Bauelementen 2 weist . Ein Werkzeug 11 , beispielsweise ein Rakel , das insbesondere eine Klingengeometrie aufweist , ist auf die zweite Hauptoberfläche 4b gedrückt , wodurch die in Fig . 1 dargestellte Verbiegung des ursprünglich beispielsweise ebenen biegsamen Elementes 3 in Richtung der Bauelemente 2 erzeugt wird und somit Kontakt zwischen der ersten Hauptoberfläche 4a und nicht dargestellten ersten Kontaktelementen 9 der Bauelemente 2 hergestellt wird .

Auf der ersten Hauptoberfläche 4a des biegsamen Elementes ist eine Mehrzahl von ersten Leiterbahnen 5 und von den ersten elektrisch isolierten zweiten Leiterbahnen 6 angeordnet . Die durch das Werkzeug 11 auf das biegsame Element 3 ausgeübte Kraft bewirkt , dass die ersten und zweiten Leiterbahnen 5 , 6 mit in der Figur nicht dargestellten ersten Kontaktelementen 9 von mehreren in einer Reihe angeordneten Bauelementen 2 in Kontakt treten . Die ersten und zweiten Leiterbahnen 5 , 6 sind dabei derart auf der ersten Hauptoberfläche 4a angeordnet und werden mittels dem Werkzeug 11 derart in Richtung der Bauelemente 2 gedrückt , dass j eweils eine erste und eine zweite Leiterbahn ein erstes Kontaktelement 9 von mehreren in einer Reihe angeordneten Bauelemente 2 kontaktieren .

Die Bauelemente 2 sind derart in Zeilen und Spalten auf dem Tisch 18 angeordnet , und das biegsame Element 3 ist derart gegenüber den Bauelementen 2 orientiert , dass die ersten und zweiten Leiterbahnen 20 zu einem Zeitpunkt nur mit den ersten Kontaktelementen 9 von Bauelementen 2 in Berührung kommen, die in derselben Zeile angeordneten sind . In Fig . 1 erstrecken sich die Zeile dabei senkrecht zur Zeichenebene .

Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine erste Leitung 7 und eine von der ersten Leitung elektrisch isolierte zweite Leitung 8 , die j eweils mit einem nicht dargestellten zweiten Kontaktelement 10 der Bauelemente auf der Unterseite der Bauelemente 2 in Kontakt stehen . Insbesondere können die zweiten Kontaktelemente der Bauelemente 2 elektrisch miteinander gekoppelt sein, beispielsweise durch einen Halbleiterwafer in den die Bauelemente integriert sind, oder durch den Tisch 18 auf dem die Bauelemente angeordnet sind . Die gekoppelten zweiten Kontaktelemente werden dann mit der ersten und zweiten Leitung kontaktiert . Im dargestellten Fall erfolgt eine Kontaktierung der zweiten Leitung mit den gekoppelten zweiten Kontaktelementen über einen Pin oder Federkontaktstift , der sich durch den Tisch 18 hindurch erstreckt .

An die ersten Leiterbahnen 5 und die erste Leitung 7 ist eine Stromquelle 15 angeschlossen, mittels der ein insbesondere kontanter Strom auf die kontaktierten Bauelemente 2 aufgeprägt wird . An die zweiten Leiterbahnen 6 und die zweite Leitung 8 sind ein oder mehrere Spannungsmessgeräte 16 angeschlossen, mittels dem/derer ein Spannungsabfall , über die kontaktierten und bestromten Bauelemente 2 abfällt , gemessen werden kann . Anhand der gewonnenen Information kann eine Aussage über die Funktionstüchtigkeit der kontaktierten und bestromten Bauelemente 2 getätigt werden . Die separate und insbesondere Stromlose Messung des Spannungsabfalles über die kontaktierten und bestromten Bauelemente 2 hat dabei den Vorteil , dass ein möglicher Übergangswiederstand zwischen Leiterbahnen und Kontaktelementen bzw . Leitungen und Kontaktelementen keine oder nur sehr geringe Auswirkungen auf die Messung hat . Die Aussagekraft der Messung kann dadurch verbessert werden .

Fig . 2 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung 1 . Die Vorrichtung 1 umfasst zusätzlich ein Kamerasystem 14 zur Detektion der Position der Bauelemente 2 gegenüber dem biegsamen Element 3 . Das Kamerasystem 14 bestimmt dazu für einen oder mehrere Referenzpunkte auf den Bauelementen und dem biegsamen Element 3 einen auftretenden Versatz zu einer Sollposition der Bauelemente 2 gegenüber dem biegsamen Element 3 , und kann daraus eine gesamthafte Aussage über die X- und Y-Position, sowie die Rotationsposition um die Z-Achse der Bauelemente 2 gegenüber dem biegsamen Element 3 liefern .

Mittels dieser Information kann dann der Tisch 18 auf dem die Bauelemente angeordnet sind gegenüber dem biegsamen Element 3 derart ausgerichtet werden, dass sich erste und zweite Leiterbahnen 5 , 6 und j eweils ein erstes Kontaktelement 9 Bauelemente 2 gegenüberliegen .

Das Kamerasystem 14 weist im dargestellten Fall zwei Kameras mit geringen Außenabmessungen auf , die an einem verschiebbaren Ausleger montiert sind und zwischen die Bauelemente 2 und das biegsame Element 3 eingeschoben werden . Eine der Kameras ist in Richtung des biegsamen Elementes 3 und eine der Kameras in Richtung der Bauelemente 2 orientiert . Mit der in Richtung des biegsamen Elementes gerichteten Kamera können die Leiterbahnen, sowie eine Kontaktlinie des Werkzeugs mit dem biegsamen Element erfasst werden . Dazu kann das biegsame Element beispielsweise zumindest teilweise transparent ausgebildet sein . Die zweite Kamera , die in Richtung des wenigstens einen Bauelementes gerichtet ist , kann die Position des wenigstens einen Bauelementes erfassen . Ein Bildverarbeitungssystem kann anschließend die gewonnenen Informationen verarbeiten und der Tisch 18 mit den darauf angeordneten Bauelementen 2 kann gegenüber dem biegsamen Element 3 ausgerichtet werden . Die Ausrichtung kann dabei automatisiert durch Stellmotoren durch verschieben des Tisches in X- und Y-Richtung , sowie durch eine Drehung um die Z-Achse erfolgen ( dargestellt durch die Pfeile unterhalb des Tisches 18 ) .

Fig . 3 zeigt erste und zweite Leiterbahnen 5 , 6 bzw . ein Leiterbahndesign auf der ersten Hauptoberfläche 4a des biegsamen Elementes 3 zur Kontaktierung der ersten Kontaktelemente 9 eines oder mehrerer optoelektronischer Bauelemente 2 . Exemplarisch sind in der Darstellung sechs in einer Matrix angeordnete Bauelemente dargestellt , j edoch soll durch die Punkte rechts und oberhalb der Bauelemente 2 verdeutlicht werden, dass noch weitere Bauelemente in die entsprechende Richtung in gleicher Weise angeordnet sein können .

Auf der ersten Hauptoberfläche 4a des biegsamen Elementes ist eine Mehrzahl von ersten Leiterbahnen 5 und von den ersten elektrisch isolierten zweiten Leiterbahnen 6 angeordnet . Die durch das Werkzeug 11 auf das biegsame Element 3 ausgeübte Kraft bewirkt , dass die ersten und zweiten Leiterbahnen 5 , 6 mit in der Figur nicht dargestellten ersten Kontaktelementen 9 von mehreren in einer Reihe angeordneten Bauelementen 2 in Kontakt treten . Die ersten und zweiten Leiterbahnen 5 , 6 sind dabei derart auf der ersten Hauptoberfläche 4a angeordnet und werden mittels dem Werkzeug 11 derart in Richtung der Bauelemente 2 gedrückt , dass j eweils eine erste und eine zweite Leiterbahn ein erstes Kontaktelement 9 von mehreren in einer Reihe angeordneten Bauelemente 2 kontaktieren .

Die Bauelemente 2 sind derart in Zeilen und Spalten angeordnet , und die ersten und zweiten Leiterbahnen 5 , 6 sind derart auf der ersten Hauptoberfläche 4a des biegsame Elementes 3 angeordnet und gegenüber den Bauelementen 2 orientiert , dass j eweils eine erste und zweite Leiterbahn 5 , 6 gegenüber ersten Kontaktelementen 9 einer Spalte von Bauelementen 2 gegenüberliegt . Durch Aufdrücken des Werkzeugs 11 , beispielsweise ein Rakel , das insbesondere eine in Richtung der Zeilen der Bauelemente orientierte Klingengeometrie aufweist , kommen durch die Anordnung und Orientierung der Komponenten zueinander zu einem Zeitpunkt die ersten und zweiten Leiterbahnen 5 , 6 nur mit den ersten Kontaktelementen 9 von Bauelementen 2 in Berührung , die in derselben Zeile angeordneten sind .

Fig . 4A zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Leiterbahnendesigns zur Kontaktierung eines ersten Kontaktelementes 9 optoelektronischer Bauelemente 2 . Die erste und die zweite Leiterbahn 5 , 6 sind dabei ineinandergreifend und beabstandtet zueinander, ähnlich einer Reißverschluss-Anordnung , auf der ersten Hauptoberfläche 4a angeordnet . Die zweite Leiterbahn weist dabei zwei Abschnitte auf , die j eweils das erste Kontaktelement 9 kontaktieren, zwischen denen eine erste Leiterbahn 5 angeordnet ist , die das erste Kontaktelement 9 kontaktiert . Durch die dargestellte Anordnung ergeben sich für die Spannungsmessung auf dem ersten Kontaktelement 9 zwei Kontaktpunkte , sodass eine Fehlerquote bei der Spannungsmessung reduziert werden kann, falls einer der Abschnitte der zweiten Leiterbahn 6 nicht in Kontakt mit dem ersten Kontaktelement 9 kommt . Zudem kann durch die beiden Abschnitte eine mögliche Positionier-Ungenauigkeit zwischen Leiterbahn und Kontaktelement ausgeglichen werden . Die Bauelemente 2 weisen dazu ein erstes Kontaktelement 9 gemäß Fig . 4B auf deren Oberseite 12a auf , sodass eine Kontaktierung des ersten Kontaktelemente 9 mit dem in Fig . 4A dargestellten Leiterbahnendesign möglich ist .

Fig . 5 zeigt ein optoelektronisches Bauelement 2 , bei dem das erste Kontaktelement 9 gegenüber einer Oberseite 12a des optoelektronischen Bauelementes 2 nach unten versetzt ist . Mit dem im obigen aufgezeigten Verfahren und den im obigen aufgezeigten Leiterbahnen wäre es bei einer derartigen Ausgestaltung des Bauelementes 2 nicht möglich das erste Kontaktelement 9 zu kontaktieren, da die Leiterbahnen auf der Oberseite 12a aufliegen, aber nicht das erste Kontaktelement kontaktieren würden .

Um die ersten Kontaktelemente 9 dennoch kontaktieren zu können weisen die Leiterbahnen gemäß einer Ausgestaltung entsprechend den Figuren 6A und 6B Erhebungen 13 auf , die eine derartige Höhe aufweisen, dass ein gegenüber einer Oberseite 12a der Bauelemente 2 zurückversetztes erstes Kontaktelement 9 mittels der Leiterbahnen kontaktierbar ist .

Um eine verbesserte Ausrichtung der Leiterbahnen und insbesondere der Erhebungen 13 gegenüber den ersten Kontaktelementen 9 zu gewährleisten, weisen die Leiterbahnen im dargestellten Fall seitliche Ausbuchtungen, ähnlich einem Kreuz , auf , in dessen Zentrum j eweils eine Erhebung 13 angeordnet ist . Diese Ausbuchtung bzw . das dadurch entstehende Kreuz kann ähnlich einem Fadenkreuz zur Bestimmung der Position und einer Anschließenden Ausrichtung verwendet werden . BEZUGSZEICHENLISTE

1 Vorrichtung

2 Bauelement

3 biegsames Element

4a erste Hauptoberfläche

4b zweite Hauptoberfläche

5 erste Leiterbahn

6 zweite Leiterbahn

7 erste Leitung

8 zweite Leitung

9 erstes Kontaktelement

10 zweites Kontaktelement

11 Werkzeug

12a Oberseite

12b Unterseite

13 Erhebung

14 Kamerasystem

15 Stromquelle

16 Spannungsmessgerät

17 Halterung

18 beweglicher Tisch