DE10023379A1

DE10023379A1 - Membranmeßfühleraufbau

Info

Publication number: DE10023379A1
Application number: DE10023379A
Authority: DE
Inventors: Reed Gleason; Michael A Bayne; Kenneth Smith
Original assignee: Cascade Microtech Inc
Current assignee: FormFactor Beaverton Inc
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2001-03-08
Anticipated expiration: 2020-05-13
Also published as: US6578264B1; US20030192183A1; KR20010029783A; US20090178277A1; DE10023379B4; US7533462B2; JP2001013168A; US20070074392A1; KR100626166B1; US7178236B2

Abstract

Ein Substrat, welches bevorzugterweise aus einem duktilen Material hergestellt ist, und ein Werkzeug, welches die gewünschte Form für eine herzustellende Vorrichtung zum Kontaktieren von Kontaktflächen auf einer zu testenden Vorrichtung hat, wird mit dem Substrat in Kontakt gebracht. Das Werkzeug ist bevorzugterweise aus einem Material hergestellt, welches härter ist als das Substrat, so daß eine Vertiefung darin leicht angebracht werden kann. Eine dielektrische (isolierende) Schicht, welche bevorzugterweise mit einem Muster versehen ist, wird durch das Substrat gestützt. Ein leitendes Material wird in die Vertiefungen gebracht und dann bevorzugterweise poliert, um überstehendes Material von der Oberfläche der elektrischen Schicht zu entfernen und eine flache Gesamtoberfläche zu bilden. Eine Leiterbahn wird ausgebildet auf der dielektrischen Schicht und dem leitenden Material. Eine Polyimidschicht wird dann bevorzugterweise über der gesamten Oberfläche in strukturierter Weise aufgebracht. Das Substrat wird dann durch jeden beliebigen geeigneten Prozeß entfernt.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Aufbauten von Meßfühlern der Art, wie sie üblicherweise zum Testen von integrierten Schaltungen (IC = integra ted circuit) verwendet werden, und insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Membranmeßfühleraufbau mit Kontakten, welche in einer lokal kontrollierten Weise über entsprechende Eingabe-/Ausgabeleiter der zu testenden Vorrichtungen hinwegbürsten, um die sich normalerweise auf diesen Leitern befindlichen Oberflächenoxidationen zuverlässig wegwischen, wodurch eine gute elektrische Verbindung zwischen dem Meßfühleraufbau und der je weils zu testenden Vorrichtung erzielt wird.

Bei der Herstellung elektronischer Geräte verläuft die Entwicklung hin zu be ständig kleineren Geometrien, insbesondere in der integrierten Schaltungs technologie, bei der eine große Anzahl von diskreten Schaltelementen auf ei nem einzelnen Substrat oder "Wafer" hergestellt werden. Nach der Herstellung wird der Wafer in eine Vielzahl von rechteckförmigen Chips oder "Würfel" un terteilt, wobei ein jeder Würfel eine rechteckförmige oder andersweitig regel mäßige Anordnung von metallisierten Kontaktflächen aufweist, über welche Eingabe-/Ausgabeverbindungen hergestellt werden können. Obwohl ein jeder Würfel schließlich separat verpackt wird, wird aus Gründen der Arbeitserspar nis das Testen der auf einem jeden Würfel geformten Schaltung bevorzugter weise dann durchgeführt, wenn die Würfel noch miteinander auf dem Wafer verbunden sind. Eine typische Vorgehensweise besteht darin, den Wafer auf ei ner flachen Bühne oder einer "Einspannvorrichtung" aufzusetzen, und den Wa fer in X-, Y- und Z- Richtung relativ zum Kopf des Meßfühleraufbaus zu bewe gen, so daß die Kontakte auf dem Meßfühleraufbau sich von Würfel zu Würfel bewegen, um nacheinander mit einem jeden einzelnen Würfel in Kontakt zu treten. Entsprechende Signal, Spannungsversorgungs- und Erdungsleitungen laufen von Testinstrumenten zum Meßfühleraufbau hin, so daß nacheinander eine jede Schaltung mit den Testinstrumenten verbunden werden kann.

Ein herkömmlicher Typ eines Meßfühleraufbaus, welcher zum Testen inte grierter Schaltungen verwendet wird, stellt Kontakte bereit, die als nadelförmi gen Spitzen ausgeführt sind. Diese Spitzen sind um eine in einer Meßfühler karte gebildete mittige Öffnung so angebracht, daß sie radial nach innen und nach unten durch die Öffnung hindurch zusammenlaufen. Wenn der Wafer über den Punkt angehoben wird, an dem die Kontaktflächen auf dem Wafer erstmals mit diesen Spitzen in Kontakt treten, so werden die Spitzen nach oben gebogen, um über die jeweiligen Kontaktflächen hinweg zu gleiten, wobei Oxidlagen auf den Kontaktflächen entfernt werden.

Das Problem mit dieser Art von Meßfühleraufbau besteht darin, daß die nadel förmigen Spitzen aufgrund ihrer geringen Abmessungen eine hohe Induktivität aufweisen, so daß bei mittels dieser Spitzen durchgeführten Hochfrequenzmes sungen große elektrische Verluste auftreten. Weiterhin können diese Spitzen beim Hinwegwischen über die entsprechenden Kontakte wie ein Hobel wirken, was zu einer übermäßigen Abnutzung der Kontaktflächen führt. Dieses Pro blem kann so weit eskalieren, daß die Meßfühlerspitzen während des Ge brauchs ihre Form verlieren, oder wegen anderer Gründe nicht mehr in einer gemeinsamen Ebene enden, was dazu führt, daß weiter nach vorne überstehen de Spitzen zu stark auf die ihnen zugeordneten Kontaktflächen drücken. Wei terhin ist es auch unpraktisch, diese Spitzen enger als in einem Abstand von 100 µm von der jeweiligen Mitte zur nächsten Mitte anzuordnen oder in einem mehrreihigen Gittermuster, um an die Kontaktflächenanordnung modernerer Würfel mit höhere Packungsdichte angepaßt zu sein. Weiterhin weist diese Art von Meßfühleraufbau eine "Bürstlänge" der Nadelspitzen von 25 µm oder mehr auf, was die Schwierigkeit vergrößert, in der zulässigen Meßfühlerfläche zu bleiben.

Um die Induktivitätsverluste zu reduzieren, das Abwetzen der Kontaktflächen zu vermindern, und Vorrichtungen mit kleineren Geometrien bearbeiten zu können, ist eine zweite Art von Meßfühleraufbau entwickelt worden, welche ei ne flexible Membranstruktur zum Stützen der Meßfühlerkontakte aufweist. Bei diesem Aufbau werden Leitungen von wohl definierter Geometrie in einer oder mehreren Lagen von flexiblen Isolationsfilmen wie z. B. Polyimid oder "MYLAR™" gebildet. Falls separate Lagen verwendet werden, so werden diese Lagen miteinander verbunden, um z. B. eine mehrschichtige Übertragungslei tungsstruktur bereitzustellen. Im mittigen Bereich dieser flexiblen Struktur oder Membran wird eine jede Leitung durch einen entsprechenden Meßfühler kontakt abgeschlossen, welcher an einer außengelegenen Seite der Membrane ausgebildet wird und sich hiervon wegerstreckt. Diese Meßfühlerkontakte sind in einer vorbestimmten Anordnung angebracht, welche der Anordnung der Kontaktflächen der zu testenden Vorrichtung entspricht, und sind typischer weise als sich erhebende Höcker ausgebildet, um die flachen Oberflächen abzu tasten, welche üblicherweise durch die Kontaktflächen festgelegt werden. Die Innenseite der Membran wird von einer Auflagestruktur (Stützstruktur) getra gen. Diese Struktur kann z. B. die Form einer abgeschnittenen Pyramide auf weisen. In diesem Fall wird die Innenseite des mittigen Bereichs der Membran vom abgeschnittenen Ende der Auflagestruktur getragen, während die Restbe reiche der Membran vom Mittelbereich weggezogen sind, und zwar in einem Winkel relativ hierzu, so daß eventuell aufrechtstehende Elemente freibleiben können, welche die Kontaktflächen auf einer Vorrichtung umgeben.

Bei diesem soeben beschriebenen Membranmeßfühleraufbau wird eine über mäßige Leitungsinduktivität durch sorgfältige Auswahl der Geometrie der Lei tungen verhindert, und es wird bevorzugterweise ein photolithographisches Verfahren verwendet, um eine genaue Kontrolle der Größe, des Abstands und der Anordnung der Meßfühlerkontakte zu ermöglichen, um dadurch Anordnun gen mit höherer Dichte aufzunehmen. Obwohl jedoch verschiedene Formen die ses Meßfühleraufbaus vorgeschlagen worden sind, sind Schwierigkeiten bei dieser Art von Meßfühleraufbau aufgetreten, und zwar bezüglich der Fragen der Verminderung des Abtrags der Kontaktflächen und beim Erzielen eines zu verlässigen Abtrags der Oxidschicht von einer jeden Kontaktfläche, um einen ausreichenden elektrischen Kontakt zwischen dem Meßfühler und dem zu te stenden Gerät bereitzustellen.

Eine herkömmliche Form eines Membranmeßfühleraufbau ist z. B. im europäi schen Patent 259 163 A2 von Rath veranschaulicht. Bei dieser Vorrichtung ist der mittige Bereich der blattförmigen Membran direkt auf eine starre Auflage aufgelegt. Diese starre Auflage ist wiederum mittels eines elastischen Ele ments, welches einen Elastomer- oder Gummiblock umfaßt, mit dem Hauptkör per der Vorrichtung verbunden, so daß die Membran kippen kann, um einer Verkippung der Vorrichtung angepaßt zu werden. Das US-Patent 4,918,383 von Huff zeigt eine hierzu sehr ähnliche Vorrichtung, wobei radial sich er streckende Blattfedern eine Bewegung der starren Auflage um eine vertikale Achse ermöglichen, während sie am Kippen gehindert wird, so daß kein Ver rutschen und keine Fehlausrichtung der Kontakthöcker auf den Kontaktflä chen stattfindet, und wobei weiterhin die gesamte Membran leicht in der hori zontalen Ebene verschoben wird, wodurch es ermöglicht wird, daß die Kontakte über entsprechende Kontaktflächen "hinwegbürsten", um Oberflächenoxidatio nen von diesen Kontaktflächen zu entfernen.

Bei beiden der genannten Vorrichtungen kommt es aufgrund von Fertigungsto leranzen jedoch dazu, daß bestimmte Kontakthöcker dazu neigen, in einer zu rückgezogenen Position relativ gegenüber ihren Nachbarelementen zu liegen und diese zurückgezogenen Höcker haben keine ausreichende Gelegenheit, mit ihren Kontakflächen zum Kontaktschluß zu kommen, da sie aufgrund der Ein wirkung ihrer Nachbarn auf der steifen Auflage von ihren Kontaktflächen weg gezogen werden. Weiterhin gilt, daß selbst wenn eine "Bürstbewegung" gemäß der von Huff gezeigten Art auftritt, die Kontakte dazu neigen, aufgrund von Reibung an der zu testenden Vorrichtung haften, während sie die Bürstbewe gung durchführen, d. h. es gibt die Tendenz, daß die Kontaktflächen der zu te stenden Vorrichtung sich gemeinsam mit den Kontakten bewegen und dadurch den Effekt der Bewegung der Kontakte teilweise kompensieren. Ob überhaupt ein Bürstvorgang stattfindet, hängt davon ab, inwieweit sich die Kontaktfläche bewegen können, was wiederum davon abhängt, bis zu welchem Grad ein seit liches Spiel als Ergebnis der normalen Fertigungstoleranz zwischen den jewei ligen Trageoberflächen des Meßfühlers und der Einspannvorrichtung existiert. Somit garantiert diese Art eines Membranmeßfühleraufbaus keine zuverlässi ge elektrische Verbindung zwischen einem jeden Kontakt und einer Kontakt fläche.

Eine zweite bekannte Form eines Membranmeßfühleraufbaus ist beispielhaft durch die Vorrichtung verkörpert, welche in der europäischen Patentveröffent lichung Nr. 304 868 A2 von Barsotti gezeigt ist. Diese Vorrichtung stellt eine flexible Unterlage für den mittigen oder kontakttragenden Bereich der flexi blen Membran bereit. In der Veröffentlichung von Barsotti ist die Membran di rekt durch ein Elastomerelement unterstützt und dieses Element wiederum ist durch eine steife Auflage unterstützt, so daß geringfügige Höhenunterschiede zwischen den Kontakten oder Kontaktflächen ausgeglichen werden können. Es ist auch möglich, Vorrichtungen mit Luftüberdruck, Luftunterdruck, Flüssig keit oder einem nicht unterstützten Elastomer zu verwenden, um eine flexible Unterstützung für die Membrane bereitzustellen, wie z. B. im US-Patent 4,649,339 von Gangroth, im US-Patent Nr. 4,636,772 von Ardezzone, im US-Patent Nr. 3,596,228 von Reed, Jr. et. al., sowie im US-Patent Nr. 5,134,365 von Okubo et. al. gezeigt. Diese alternativen Vorrichtungen stellen jedoch keinen ausreichenden Druck zwischen den Meßfühlerkontakten und den Kontaktflä chen auf der zu testenden Vorrichtung bereit, um zuverlässig die auf den Kon taktoberflächen gebildeten Oxidlagen zu durchdringen.

Bei dieser zweiten Art von Membranmeßfühleraufbauten, können, wie von Okubo aufgezeigt, die Kontakte auf eine Bewegung längs der Z-Achse be schränkt sein, um ein Wegrutschen sowie daraus resultierende Fehlausrich tungen zwischen den Kontakten und den Kontaktflächen während der Berüh rung zu vermeiden. Dementsprechend ist in der von Barsotti offenbarten Pa tentschrift die steife Auflage, welche unterhalb des Elastomerelements liegt, in ihrer Stellung fixiert, obwohl es möglich ist, die Auflage für eine Bewegung längs der Z-Achse in der Art aufzuhängen, wie sie im US-Patent 4,980,637 von Huff gezeigt ist. Bei dieser Art von Aufbau kommt es jedoch leicht zu einer Beschädigung der Kontaktflächen, da ein bestimmtes Maß an Verkippung zwi schen den Kontakten und der Vorrichtung typischerweise vorliegt, und die Kontakte, welche am nächsten an der Vorrichtung angewinkelt sind, üblicher weise viel höhere Anpressdrücke entwickeln als die, welche von ihr weggewin kelt angebracht sind. Das gleiche Problem taucht auch bei einer dazu ähnli chen Vorrichtung auf, die im europäischen Patent Nr. 230 348 A2 von Garret son gezeigt ist, obwohl in der Vorrichtung nach Garretson die Charakteristik des Elastomerelements so ist, daß es die Kontakte in seitliche Bewegung drängt, wenn diese Kontakte in Anpressverbindung mit Ihren Kontaktflächen gebracht werden. Noch eine weitere ähnliche Vorrichtung ist im US-Patent 4,975,638 von Evans gezeigt, welche eine kippbar gelagerte Auflage zum Unter stützen des Elastomerelements verwendet, um eine Verkippung zwischen den Kontakten und der Vorrichtung zu ermöglichen. Jedoch zeigt die Vorrichtung nach Evans ein Problem bezüglich der Haftreibung, wie es bereits oben be schrieben worden ist, und zwar insofern, als die Kontaktflächen der Einzelein heit dazu neigen, an den Kontakten zu haften, während sich die Auflage dreht, und die Kontakte zwingt, sich seitlich zu verschieben.

Nochmals weitere Formen von bekannten Membranmeßfühleraufbauten sind z. B. im US-Patent Nr. 5,395,253 von Crumly gezeigt, im US-Patent 5,059,898 von Barsotti et. al. und im US-Patent 4,975,638 von Evans et. al. In dem Crumly-Patent ist der Mittelbereich einer dehnbaren Membran unter Verwen dung einer Feder elastisch in einen voll ausgestreckten Zustand vorgespannt. Wenn die Kontakte mit den entsprechenden Kontaktflächen in Kontakt treten, wird der ausgestreckte Mittelbereich gegen die Feder in eine teilweise ent spannte Stellung gedrückt, so daß die Kontakte in radiale Bürstrichtungen hin zur Mitte der Membran gezogen werden. In Barsottis Patent wird eine jede Reihe von Kontakten durch das Ende eines zugehörigen L-förmigen Arms un terstützt, so daß wenn die Kontakte in einer Reihe mit ihren entsprechende Kontaktflächen in Berührung kommen, die entsprechenden Arme sich nach oben biegen und sie die Reihe von Kontakten dazu bringen, über die entspre chenden Kontaktflächen gleichzeitig seitlich hinwegzubürsten. Wenn ein Ver kippen zwischen den Kontakten und der zu testenden Vorrichtung zum Zeit punkt des Kontaktschlusses vorliegt, tritt jedoch dann sowohl in den Patenten von Crumly als auch von Barsotti der Effekt ein, daß die Kontakte, welche am nächsten an der zu testenden Vorrichtung angewinkelt sind, weiter darüber hinweg bürsten als jene, welche hiervon weiter beabstandet angewinkelt sind. Weiterhin werden aufgrund der einwirkenden Bürstwirkung der benachbarten Kontakte die kürzeren Kontakte gezwungen, sich in ihre jeweilige Bürstrich tungen zu bewegen, bevor sie die Möglichkeit hatten, mit den entsprechenden Kontaktflächen in Berührung zu treten. Ein weiterer Nachteil der Vorrichtung gemäß Crumly liegt insbesondere darin, daß die Kontakte, welche näher an der Mitte der Membran angebracht sind, weniger bürsten als jene, welche näher am Rand liegen, so daß die Wirksamkeit des Bürstvorgangs von der Lage der Kontakte abhängig ist.

Im US-Patent 5,355,079 von Evans et. al. besteht ein jeder Kontakt aus dem Finger einer metallischen Feder und ein jeder Finger ist so aufgesetzt, daß er sich in einer hebelartigen Weise von einer darunterliegenden Membran weg er streckt, und zwar in einem vorbestimmten Winkel relativ zur Membran. Eine ähnliche Anordnung ist im US-Patent 5,521,518 von Higgins gezeigt. Es ist je doch schwierig, diese Finger zu Beginn so auszurichten, daß sie alle in einer ge meinsamen Ebene enden, insbesondere falls eine Anordnung hoher Dichte be nötigt wird.

Weiterhin werden diese Finger während des Gebrauchs leicht aus ihrer Lage herausgebogen und können nicht auf einfache Weise in ihre ursprüngliche Aus gangsposition zurückgebogen werden. Dies führt dazu, daß einige der Finger dazu neigen, einen Kontaktschluß herbeizuführen, bevor andere der Finger auftreffen, und Bürstdrücke und Abstände für verschiedene Finger können so mit zueinander variieren. Weiterhin ist, zumindest bei Evans, kein ausreichen der Mechanismus vorgesehen, um zumindest eine geringe Verkippung zwi schen den Fingern und Kontaktflächen zu tolerieren. Obwohl Evans vorschlägt, die Oberfläche eines jeden Fingers aufzurauhen, um die Qualität der elektri schen Verbindung zu verbessern, kann dieses Aufrauhen einen unerwünschten Materialabtrag und eine Beschädigung der Kontaktoberflächen verursachen. Zudem besteht ein weiterer Nachteil der sowohl bei Evans und Higgins gezeig ten Kontaktfinger darin, daß diese Finger nach einer relativ kleinen Anzahl von Berührungen oder Arbeitsvorgängen aufgrund des wiederholten Biegens und Spannens einer Ermüdung und einem Versagen unterliegen.

Fig. 1 zeigt einen von Cascade Microtech, Inc. aus Beaverton, Oregon, ent wickelten Meßfühlerkopf 40 zum Aufsetzen eines Membranmeßfühleraufbaus 42. Um das elektrische Verhalten eines bestimmten Würfelbereichs 44 zu mes sen, welcher auf dem Siliziumwafer 46 angebracht ist, werden die digitalen Hochgeschwindigkeitsleitungen 48 und/oder die abgeschirmten Übertragungs leitungen 50 des Meßfühlers mittels einer geeigneten Verkabelung mit Einga be-/Ausgabeanschlüssen von Meßgeräten verbunden, und die Einspannvorrich tung 51, welche den Wafer trägt, wird in jeweils senkrecht zueinander verlau fenden Richtungen X, Y und Z bewegt, um die Kontaktfläche des Würfelbe reichs in Anpressverbindung mit den Kontakten zu bringen, welche im unteren Bereich der Membranmeßfühleraufbaus enthalten sind.

Der Meßfühler 40 umfaßt eine Meßfühlerkarte 52, auf welcher die Daten-/Signalleitungen 48 und 50 angeordnet sind. Aus Fig. 2 und 3 ist ersichtlich, daß der Membranmeßfühleraufbau 42 ein Auflageelement 54 umfaßt, welches aus inkompressiblem Material besteht, wie z. B. einem harten Polymer. Dieses Element ist mittels vier Imbusschrauben 56 und entsprechenden Muttern 58 lösbar mit der oberen Seite der Meßfühlerkarte verbunden (eine jede Schraube verläuft durch einen zugeordneten Befestigungsarm 60 des Auflageelements und ein separates Auflageelement 62 verteilt den Anpreßdruck der Schrauben gleichmäßig über die gesamte Rückseite des Auflageelements). Aufgrund dieser lösbaren Verbindung können unterschiedliche Meßfühleraufbauten mit unter schiedlichen Kontaktanordnungen schnell gegeneinander ausgetauscht wer den, wie dies zum Abtasten unterschiedlicher Vorrichtungen notwendig ist.

Fig. 3 und 4 zeigen, daß das Auflageelement 54 einen rückwärtigen Basisab schnitt 64 umfaßt, mit dem die Verbindungsarme 60 einstückig verbunden sind. Ebenfalls auf dem Auflageelement 54 ist eine vordere Ablage (Tauchkern) 66 enthalten, welche sich vom flachen Basisbereich nach außen weg erstreckt. Diese vordere Ablage hat abgewinkelte Seiten 68, welche zu einer flachen Auf lageoberfläche 70 hin zulaufen, um der vorderen Auflage die Form einer abge schnittenen Pyramide zu geben.

Fig. 2 zeigt weiterhin, daß ein flexibler Membranaufbau 72 mit der Auflage verbunden wird, nachdem er mittels auf dem Basisabschnitt vorhandenen Aus richtnadeln 74 ausgerichtet worden ist. Dieser flexible Membranaufbau besteht aus einer oder mehrerer Lagen aus Isolationsfolienmaterial, wie z. B. Kap ton™, welches von E. I. Du Pont de Nemours käuflich erhältlich ist, oder ande ren Polyimidfilmen, und flexible leitende Schichten oder Streifen liegen vor, welche zwischen diesen Lagen angebracht sind, um die Daten-/Signalleitungen 76 zu bilden.

Wenn, wie in Fig. 3 gezeigt, das Auflageelement 54 auf die obere Seite der Meß fühlerkarte 52 aufgesetzt wird, erstreckt sich die vordere Auflage 66 durch eine mittige Öffnung 78 in der Meßfühlerkarte hindurch, um die Kontakte bereitzu stellen, welche auf einem mittigen Bereich 80 der flexiblen Membrananord nung an passender Stelle angebracht sind, um mit den Kontaktflächen der zu testenden Vorrichtung eine Anpressverbindung bereitzustellen. Fig. 2 zeigt, daß der Membranaufbau sich radial erstreckende Armabschnitte 82 aufweist, welche voneinander durch sich nach innen gebogene Kanten 84 getrennt sind, die dem Aufbau die Form eines "Eisernen Kreuzes" geben. Dabei erstrecken sich diese Abschnitte in geneigter Weise längs der abgewinkelten Seiten 68, wodurch die Kontaktfläche umgebende aufstehende Komponenten freigelassen werden. Eine Reihe von Kontaktflächen 86 schließt die Daten-/Signalleitungen 76 ab, so daß dann, wenn das Auflageelement aufgesetzt wird, diese Kontakt flächen mit auf der oberen Seite der Meßfühlerkarte angebrachten korrespon dierenden Abschlußkontaktflächen elektrisch so zusammenwirken, daß die Da ten-/Signalleitungen 48 auf der Meßfühlerkarte mit den Kontakten im mitti gen Bereich elektrisch verbunden werden.

Ein Merkmal des Membranmeßfühleraufbaus 42 ist seine Fähigkeit zum Te sten einer Anordnung von Kontaktflächen mit gewisser Dichte über eine große Anzahl von Kontaktierungszyklen hinweg auf eine Weise, welche trotz der Oxidbildungen auf den Kontaktflächen für eine zuverlässige elektrische Ver bindung zwischen den Kontakten und den Kontaktflächen während eines jeden Arbeitszyklusses sorgt. Diese Fähigkeit beruht auf dem Aufbau des Auflageele ments 54, dem flexiblen Membranaufbau 72, und der Art und Weise ihres Zu sammenwirkens. Insbesondere ist der Membranaufbau so konstruiert und mit dem Auflageelement verbunden, daß die Kontakte auf dem Membranaufbau bevorzugterweise in einer lokal kontrollierten Weise in seitlicher Richtung über die Kontaktfläche wischen oder schrubben, wenn sie in Anpressverbin dung mit diesen Kontaktflächen gebracht werden. Der bevorzugte Mechanis mus zum Erzeugen dieser Bürstwirkung wird nun in Verbindung mit dem Auf bau und der Wirkungsweise eines bevorzugten Membranaufbaus 72a beschrie ben, wie er am besten aus Fig. 6 und 7a bis 7b ersichtlich ist.

Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Ansicht des mittigen Bereichs 80a des bevorzugten Membranaufbaus 72a. Bei dieser Ausführungsfarm sind die Kontakte 88 in ei nem quadratisch angeordneten Muster angeordnet, welches zur Verbindung mit einer quadratischen Anordnung von Kontaktflächen geeignet ist. Fig. 7a zeigt einen Schnitt längs den Linien 7a-7a in Fig. 6 und veranschaulicht, daß jeder Kontakt einen relativ dicken steifen Arm 90 umfaßt an dessen Ende ein steifer Kontakthöcker 92 ausgebildet ist. Der Kontakthöcker weist einen Kon taktierungsbereich 93 auf, welcher bei der veranschaulichten Ausführungsform aus einer Noppe aus einer Rhodium-Nickellegierung besteht, welche auf dem Kontakthöcker aufgeschweißt ist. Durch Galvanisierung ist ein jeder Arm be vorzugterweise so ausgebildet, daß er mit dem Ende eines flexiblen leitenden Abschnitts 76a in überlappender Weise verbunden ist, um eine Verbindung hiermit einzugehen. Dieser leitende Abschnitt stellt zusammen mit einer in ei ner hinteren Ebene liegenden leitenden Schicht 94 auf effektive Weise eine Da ten-/Signalleitung mit geregelter Impedanz zum Kontakt bereit, da seine Ab messungen bevorzugterweise durch genaue Anwendung eines photolithogra phischen Verfahrens festgelegt sind. Die in einer hinteren Ebene liegende Schicht umfaßt bevorzugterweise darin angebrachte Öffnungen, um z. B. ein Entweichen von Gas während der Herstellung zu ermöglichen.

Der Membranaufbau ist durch eine dazwischenliegende Elastomerschicht 98 mit der flachen Auflageoberfläche 70 verbunden, wobei diese Schicht sich ge nauso weit erstreckt wie die Auflageoberfläche und durch eine Silikongummi verbindung wie z. B. ELMER'S STICK-ALL™ gebildet werden kann, welches von der Borden Company hergestellt wird, oder Sylgard 182 der Dow Corning Corporation. Diese Verbindung kann üblicherweise in pastenförmiger Konsi stenz verarbeitet werden, und härtet anschließend aus. Wie zuvor erwähnt, ist die flache Auflageoberfläche aus inkompressiblen Material gebildet und be steht bevorzugterweise aus einem harten Dielektrikum wie z. B. Polysulfon oder Glas.

Wenn bei dem oben beschriebenen Aufbau, wie in Fig. 7b gezeigt, einer der Kontakte 88 mit einer zugeordneten Kontaktfläche 100 in Anpressverbindung gebracht wird, so sorgt die resultierende außermittige Kraft auf den steifen Arm 90 und den Höcker 92 dafür, daß der Arm sich gegen die elastische Rück stellkraft dreht oder verkippt, welche von der Elastomerkontaktfläche 98 auf gebracht wird. Diese Kippbewegung ist in dem Sinne lokalisiert, daß ein vorde rer Bereich 102 des Arms eine größere Strecke hin zur flachen Auflageoberflä che 70 zurücklegt als ein rückwärtiger Bereich 104 desselben Arms. Der Effekt wirkt so, daß der Kontakt in einer seitlichen Schrubbewegung über die Kon taktfläche hinwegbewegt wird, wie in Fig. 7b durch gestrichelte Linien sowie durchgezogene Linien gezeigt, welche jeweils Anfangs- und Endstellungen des Kontakts auf der Kontaktfläche zeigen. Auf diese Weise wird der isolierende Oxidschichtaufbau auf einem jeder Kontaktfläche entfernt, um sicherzustellen, daß zuverlässige elektrische Verbindungen zwischen dem Kontakt und der Kontaktfläche auftreten.

Fig. 8 zeigt in einer Darstellung mit gestrichelten Linien die relativen Stellun gen des Kontakts 88 und der Kontaktfläche 100 zum Zeitpunkt des ersten Zu sammentreffens (Kontaktschluß) und, in einer Darstellung mit durchgezogenen Linien, dieselben Elemente nach Überquerung der Kontaktfläche um eine St recke 106 in vertikaler Richtung direkt auf die flachen Auflageoberfläche 70 hin. Wie gezeigt, hängt der Abstand 108 der seitlichen Schrubbewegung di rekt von der vertikalen Ablenkung des Kontakts 88 ab, oder, was gleichbedeu tend ist, von der über der Kontaktfläche 100 zurückgelegten Strecke 106. Da die zurückgelegte Strecke für einen jeden Kontakt im mittigen Bereich 80a im wesentlichen dieselbe sein wird (mit Unterschieden, welche lediglich auf ge ringfügigen Differenzen in der Kontakthöhe beruhen), wird somit das Maß der seitlichen Bürstbewegung eines jeden Kontakts im mittigen Bereich im wesent lichen gleich sein und wird insbesondere nicht durch die relative Stellung eines einzelnen Kontakts im mittigen Bereich beeinflußt.

Da die Elastomerschicht 98 durch die inkompressible Auflageoberfläche 70 ge stützt wird, übt die Elastomerschicht eine Rückstellkraft auf jeden verkippten Arm 90 aus und somit kann jeder Kontakt 88 während des Bürstvorgangs ei nen Druck zwischen Kontakt und Kontaktfläche ausüben. Zur selben Zeit gleicht die elastomere Schicht kleinere Unterschiede in der Höhe zwischen den jeweiligen Kontakten aus. Fig. 9a zeigt, wie ein relativ kurzer Kontakt 88a zwi schen einem sich unmittelbar gegenüberliegenden Paar von relativ dazu länge ren Kontakten 88b angebracht ist. Wenn diese längeren Kontakte mit ihren je weils zugeordneten Kontaktflächen in Kontakt gebracht werden, erlaubt eine Verformung der elastomeren Schicht, wie in Fig. 9b gezeigt, daß der kürzere Kontakt nach nur einem relativ geringen Betrag an zusätzlich zurückgelegter Entfernung über den Kontaktflächen mit seiner Kontaktfläche in Kraftschluß gebracht wird.

Es sei bei diesem Beispiel angemerkt, daß die Kippbewegung eines jeden Kon takts lokal geregelt ist, und daß die längeren Kontakte insbesondere in der La ge sind, unabhängig von den kürzeren Kontakten zu verkippen, so daß der kür zere Kontakt nicht seitlich verschoben wird, bevor er nicht tatsächlich mit sei ner Kontaktfläche in Berührung gekommen ist.

Mit Bezugnahme auf Fig. 10 und 11 ist anzumerken, daß das Galvanisierungs verfahren zum Aufbauen der Armstruktur, wie schematisch in Fig. 8 gezeigt ist, das inkompressible Material 68 umfaßt, welches die Auflagefläche 70 und das daran angebrachte Substratmaterial definiert, wie z. B. die Elastomer schicht 98. Unter Verwendung einer Aufbautechnik für flexible Schaltungsträ ger wird dann die flexible Leiterbahn 76a auf einem später zu entfernenden (überschüssigen) Substratbereich ausgeformt. Dann wird eine Polyimidlage 77 ausgeformt, um die gesamte Oberfläche später zu entfernenden Substratbe reichs und der Bahnen 76a zu bedecken, mit Ausnahme des gewünschten Orts der Arme 90 auf einem Bereich der Leiterbahnen 76a. Die Arme 90 werden dann innerhalb der Öffnungen in der Polyimidlage 77 galvanisiert. Dann wird eine Schicht aus Photoresist 79 sowohl auf der Oberfläche des Polyimids 77 als auch auf den Armen 90 ausgeformt, um Öffnungen für die gewünschten Orte der Kontakthöcker 92 zu lassen. Die Kontakthöcker 92 werden dann innerhalb der Öffnungen der Photoresistlage 79 galvanisiert. Die Photoresistlage 79 wird entfernt und eine dickere Photoresistlage 81 wird ausgeformt, um die freilie genden Oberflächen mit Ausnahme der gewünschten Stellen für die Kontaktie rungsbereiche 93 zu bedecken. Die Kontaktierungsbereiche 93 werden dann in nerhalb der Öffnungen in der Photoresistlage 81 galvanisiert. Die Photoresist lage 81 wird dann entfernt. Die überschüssige Substratlage wird entfernt und die verbleibenden Lagen werden mit der Elastomerlage 98 verbunden. Die so entstehenden Arme 90, Kontakthöcker 92 und Kontaktierungsbereiche 93 stel len, wie genauer in Fig. 12 veranschaulicht, die unabhängigen Kipp- und Schrubbfunktionen der Vorrichtung bereit.

Jedoch führt die zuvor erläuterte Aufbautechnik unglücklicherweise zu einem Aufbau mit vielen unerwünschte Eigenschaften.

Erstens führen die verschiedenen Arme 90, die Kontakthöcker 92 und die Kon taktierungsbereiche 93 (die jeweils als "Vorrichtung" aufgefaßt werden kön nen), welche in der Nähe voneinander liegen, zu unterschiedlichen lokalisier ten Stromdichten innerhalb des Galvanisierungsbades, was wiederum zu Un terschieden in den Höhen von vielen der Arme 90, Kontakthöcker 92 und Kon taktierungsbereiche 93 führt. Weiterhin führen unterschiedliche Dichten der Ionen innerhalb des Galvanisierungsbades und "zufällige" Schwankungen im Galvanisierungsbad zu Unterschieden in den Höhen von vielen der Arme 90, Kontakthöcker 92 und Kontaktierungsbereichen 93. Die unterschiedlichen Hö hen von vielen der Arme 90, Kontakthöcker 92 und Kontaktierungsbereichen 93 schlagen sich in dreifacher Weise in der Gesamthöhe von vielen der Vorrich tungen nieder. Dementsprechend werden viele der Vorrichtungen Höhen auf weisen, welche sich deutlich von den Höhen anderer Vorrichtungen unterschei den. Verwendet man Membranmeßfühler mit unterschiedlicher Höhe der Vor richtungen, so erfordert dies einen größeren Druck, um sicher zu stellen, daß all die Kontaktierungsbereiche 93 in ausreichendem Kontakt mit der zu testen den Vorrichtung stehen als dies der Fall sein würde, falls alle Vorrichtungen dieselbe Höhe aufwiesen. Für Meßfühler mit hoher Dichte, wie z. B. 2000 oder mehr Vorrichtungen auf einer kleinen Fläche, ist der Gesamteffekt des zusätz lichen Druckes, welcher für jede Vorrichtung benötigt wird, so, daß er die Ge samtkraft, welche für den Meßfühlerkopf und die Meßfühlerstation zulässig ist, überschreitet. Der überschüssige Druck kann auch zu einem Verbiegen oder Brechen der Meßfühlerstation, des Meßfühlerkopfs und/oder des Membran meßfühleraufbaus führen. Zusätzlich können die Vorrichtungen mit der größ ten Höhe die Kontaktflächen auf der zu testenden Vorrichtung zerstören, und zwar wegen des erhöhten Drucks, welcher notwendig ist, um einen passenden Kontakt der Vorrichtungen mit der geringsten Höhe bereitzustellen.

Zweitens ist die Fähigkeit, die Abstände (Schrittweite) zwischen den Vorrich tungen zu verringern, aufgrund des "Pilzwucherungs"-Effekts des Galvanisie rungsverfahrens an den Kanten des Polyimids 77 und der Photoresistlage 79 und 81 beschränkt. Der "Pilzwucherungs"-Effekt ist schwer zu kontrollieren und führt zu einer variablen Breite der Arme 90, der Kontakthöcker 92 und der Kontaktierungsbereiche 93. Falls die Höhe der Arme 90, der Kontakthöcker 92 oder der Kontaktierungsbereiche 93 vergrößert wird, so vergrößert sich auch der "Pilzwucherungs"-Effekt, wodurch sich die Breite des jeweiligen Bereichs vergrößert. Die vergrößerte Breite eines Teils führt im allgemeinen zu einer breiteren Gesamteinheit, was wiederum den Mindestabstand zwischen Kon taktflächen 93 vergrößert. Wird alternativ hierzu die Höhe der Arme 90, der Kontakthöcker 92 oder der Kontaktierungsbereiche 93 verringert, so verringert sich im allgemeinen die Breite des "Pilzwucherungs"-Effekts, was wiederum den Mindestabstand zwischen Kontaktierungsbereichen 93 verringert. Falls je doch die Höhe der Kontaktierungsbereiche 93 relativ zu dem jeweiligen Arm 90 ausreichend reduziert wird, dann kann während des Gebrauchs das rückwärti ge Ende des Arms 90 ausreichend verkippt werden, und die zu testenden Vor richtung an einer passenden Stelle kontaktieren, d. h. außerhalb der Kontakt fläche.

Drittens ist es schwierig, eine zweite Metallage direkt auf eine ersten Metall lage aufzugalvanisieren, wie z. B. Kontaktierungsbereiche 93 auf die Kon takthöcker 92, insbesondere wenn Nickel verwendet wird. Um eine Verbindung zwischen den Kontakthöckern 92 und den Kontaktierungsbereichen 93 bereit zu stellen, wird eine Zwischenkeimlage, wie z. B. aus Kupfer oder Gold, ver wendet, um eine verbesserte Verbindung bereit zu stellen. Unglücklicherweise verringert die Zwischenkeimlage die Querbelastbarkeit der Vorrichtung auf grund der geringeren Scherbelastbarkeit der Zwischenlage.

Viertens besteht bei Anbringen einer Photoresistlage über einer nicht gleichför migen Oberfläche die Gefahr, daß diese nicht vollständig deckend aufgetragen wird, was zu einer nicht gleichmäßigen Dicke des Photoresistmaterials als sol chem führt. In Fig. 13 sieht man die Photoresistlage 79 (und 81) über den erho benen Bereichen der Arme 90 die Tendenz aufweisen, dicker zu sein als die Photoresistlage 79 (und 81) über den unteren Bereichen des Polyimids 77. Zu sätzlich neigt die Dicke des Photoresists 79 (und 81) dazu, abhängig von der Dichte der Arme 90 zu variieren. Dementsprechend sind die Bereiche des Mem branmeßfühlers, welche eine dichtere Anordnung der Vorrichtungen aufweisen mit einer Photoresistlage 79 (und 81) versehen, welche im Durchschnitt dicker sein wird als Bereiche des Membranmeßfühlers, welche eine geringere Packungsdichte der Vorrichtungen aufweisen. Während des Vorgangs des Be lichtens und Ätzens der Photoresistlage 79 (und 81) hängt die Dauer des Pro zesses von der Dicke des Photoresists 79 (und 81) ab. Mit veränderlicher Photo resistdicke ist es schwierig, den Photoresist angemessen zu bearbeiten, um gleichförmige Öffnungen bereitzustellen. Weiterhin werden die dünneren Re gionen der Photoresistlage 79 (oder 81) dazu neigen, überbelichtet zu werden, was sich in unterschiedlich großen Öffnungen niederschlägt. Weiterhin gilt, daß je größer die Dicke der Photoresistlage 79 (oder 81) ist, desto größer auch die Schwankung in ihrer Dicke sind. Dementsprechend zieht die Verwendung von Photoresist viele Probleme bei der Verarbeitung nach sich.

Fünftens sind getrennte Ausrichtungsprozesse notwendig, um die Arme 90 auf die Leiterbahnen 76a auszurichten, die Kontakthöcker 92 auf die Arme 90 und die Kontaktierungsbereiche 93 auf die Kontakthöcker 92. Ein jedes Ausrich tungsverfahren weist inhärente Schwankungen auf, welche beim Festlegen der Größe jedes Teils berücksichtigt werden müssen. Die minimale Größe der Kon taktierungsbereiche 93 ist überwiegend festgelegt durch die Anforderungen an die Querfestigkeit und die maximal zulässige Stromdichte darin. Die minimale Größe der Kontaktierungsbereiche 93, welche für die Toleranzen in der Aus richtung verantwortlich sind, legt wiederum die Minimalgröße der Kon takthöcker 92 fest, so daß die Kontaktierungsbereiche 93 sicher auf den Kon takthöckern 92 aufgebaut werden. Die Minimalgröße der Kontakthöcker 92 in Anbetracht der Kontaktierungsbereiche 93 und der Toleranzen bei der Ausrich tung, legt die Minimalgröße der Arme 90 fest, so daß die Kontakthöcker 92 mit Sicherheit auf den Armen 90 aufgebaut werden. Dementsprechend legt die Summe der Toleranzen der Kontakthöcker 92 und der Kontaktierungsbereiche 93 zusammen mit einer Minimalgröße der Kontaktierungsbereiche 93 die mini male Größe einer Vorrichtung fest, und definiert somit die minimale Schritt weite zwischen Kontaktflächen.

Was erwünscht ist, ist deshalb eine Technik zum Aufbau von Membranmeßfüh lern und eine Struktur derselben, welche zu einer einheitlicheren Größe der Vorrichtungen führen, sowie einem verringerten Abstand zwischen den Vor richtungen, einer maximierten Querfestigkeit, erwünschten Geometrien und einer passenden Ausrichtung.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung überwindet die Nachteile des Standes der Technik durch Bereitstellen eines Substrats, welches bevorzugterweise aus einem duk tilen Material aufgebaut ist. Ein Werkzeug mit erwünschter Form der herzustellenden Vorrichtung zum Kontaktieren der Kontaktflächen auf einer zu testenden Vorrichtung wird mit dem Substrat in Kontakt gebracht. Das Werkzeug besteht bevorzugterweise aus einem Material, welches härter ist als das Substrat, so daß eine Vertiefung problemlos darin hergestellt werden kann. Eine dielektrische (Isolations)-Schicht, welche bevorzugterweise mit einem Mu ster versehen ist, wird vom Substrat gestützt. Ein leitendes Material wird in die Vertiefungen eingebracht und dann bevorzugterweise planiert, um über schüssiges Material von der Oberfläche der dielektrischen Schicht zu entfernen und eine überall flache Oberfläche bereit zu stellen. Eine Leiterbahn wird auf der elektrischen Schicht und dem leitenden Material geformt. Eine Polyimid schicht wird dann bevorzugterweise über der gesamten Oberfläche ausgeformt. Das Substrat wird dann durch ein beliebiges geeignetes Verfahren entfernt.

Die vorgenannten weiteren Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung erge ben sich in genauerer Weise nach Betrachten der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung zusammen mit den beigefügten Figuren.

Kurze Figurenbeschreibung

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, welche einen Membranmeßfühlerauf bau zeigt, der an einem Meßfühlerkopf angeschraubt ist, und einen Wafer, der auf einer Einspannvorrichtung in passender Positionie rung angebracht ist, um mittels dieses Aufbaus getestet zu werden;

Fig. 2 eine Draufsicht von unten, welche verschiedene Teile des in Fig. 1 ge zeigten Meßfühleraufbaus zeigt, und zwar unter anderem ein Aufla geelement und einen flexiblen Membranaufbau sowie eine Teilan sicht einer Meßfühlerkarte mit Daten-/Signalleitungen, welche mit entsprechenden Leitungen auf dem Membranaufbau verbunden sind;

Fig. 3 eine Draufsicht von der Seite auf den Membranmeßfühleraufbau in Fig. 1, wobei ein Teil des Membranaufbaus weggeschnitten worden ist, um verdeckte Bereiche des Auflageelements darzustellen;

Fig. 4 eine Draufsicht von oben auf ein beispielhaftes Auflageelement;

Fig. 5a und 5b schematische Seitenansichten, welche verdeutlichen, wie das beispielhafte Auflageelement und der Membranaufbau in der Lage sind, zu kippen, um sich der Orientierung der zu testenden Vorrich tung anzupassen;

Fig. 6 eine vergrößerte Draufsicht von oben auf den mittigen Bereich des beispielhaften Membranaufbaus aus Fig. 2;

Fig. 7a und 7b Schnitte längs den Linien 7a-7a und Fig. 6, welche zunächst einen beispielhaften Kontakt vor dem Erreichen des Kontaktpunkts zeigen, und dann denselben Kontakt, nachdem der Kontaktpunkt erreicht worden ist, und eine Bürstbewegung über die jeweilige Kontaktfläche stattgefunden hat;

Fig. 8 eine schematische Seitenansicht, welche mit gestrichelten Linien den Zeitpunkt des ersten Kontaktschlusses bei dem in Fig. 7a und 7b bei spielhaft gezeigten Kontakt veranschaulicht, und mittels durchgezo gener Linien denselben Kontakt, nachdem die Kontaktfläche ein wei teres Stück vertikal darüber hinwegbewegt worden ist;

Fig. 9a und 9b zeigen die Verformung der Elastomerschicht um die Kontakte mit ih rer Kontaktfläche in Kontakt zu bringen;

Fig. 10 ist ein Längsschnitt der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 11 ist ein Querschnitt der in Fig. 8 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 12 ist eine genauere bildliche Darstellung der in Fig. 10 und 11 gezeig ten Vorrichtung;

Fig. 13 ist eine detaillierte Ansicht der in Fig. 11 gezeigten Vorrichtung, wo bei die ungleichmäßigen Lagen gezeigt sind, welche während der Be arbeitung auftreten;

Fig. 14 ist eine bildliche Darstellung eines Substrats;

Fig. 15 ist eine bildliche Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Werkzeugs und insbesondere eines Werkzeugs zum erfindungs gemäßen Herstellen von Vertiefungen;

Fig. 16 ist eine bildliche Darstellung, welche veranschaulicht, wie das in Fig. 15 gezeigte Werkzeug mit dem Substrat von Fig. 14 in Kontakt tritt;

Fig. 17 ist eine bildliche Darstellung des in Fig. 14 gezeigten Substrats, nachdem das in Fig. 15 gezeigte Werkzeug hiermit in Kontakt ge kommen ist;

Fig. 18 ist ein Querschnitt des in Fig. 14 gezeigten Substrats mit einer dar auf angebrachten Polyimidschicht;

Fig. 19 ist eine bildliche Darstellung des in Fig. 16 gezeigten Werkzeugs zu sammen mit einem Anschlag für die z-Achse;

Fig. 20 ist ein Querschnitt des in Fig. 14 gezeigten Substrats mit einer Lei terbahn, leitendem Material in der Vertiefung und einer zusätzlichen Polyimidlage darauf;

Fig. 21 ist eine bildliche Darstellung der in Fig. 20 gezeigten Vorrichtung in invertierter Darstellung, wobei das Substrat entfernt worden ist;

Fig. 22 ist eine Teilschnittdarstellung des in Fig. 21 gezeigten Kontaktie rungsbereichs;

Fig. 23 ist eine schematische Ansicht, welche eine Anordnung der erfin dungsgemäßen Vorrichtungen zeigt;

Fig. 24 ist eine schematische Darstellung, welche den Kontakt zwischen ei nem herkömmlichen Kontaktierungsbereich und der Oxidschicht ei nes Lothöckers zeigt;

Fig. 25 ist eine Draufsicht auf eine weitere Vorrichtung mit einem länglichen Meßfühlerbereich;

Fig. 26 ist eine Seitenansicht der in Fig. 25 gezeigten Vorrichtung mit einem länglichen Meßfühlerabschnitt;

Fig. 27 ist eine bildliche Darstellung eines Lothöckers mit einer Markierung darin, welche von der in Fig. 25 und 26 gezeigten Vorrichtung stammt.

Fig. 28 ist eine bildliche Darstellung einer anderen alternativen Meßfühler vorrichtung;

Fig. 29 ist eine bildliche Darstellung einer weiteren Meßfühlervorrichtung, welche für Lothöcker geeignet ist;

Fig. 30 ist die Seitenansicht einer echten Kelvin-Verbindung, welche die Vor richtungen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;

Fig. 31 ist eine Seitenansicht des Substrats mit einer dünnen Leiterbahn un ter der Vorrichtung, und einer Polyimidschicht;

Fig. 32 ist ein Querschnitt des Substrats mit einer dünnen Leiterbahn in der Nähe des Endes der Vorrichtung und einer Polyimidschicht;

Fig. 33 ist ein Querschnitt des Substrats mit einer dünnen Leiterbahn mit einer kontinuierlichen Verringerung der Dicke und einer Polyimid schicht;

Fig. 34 ist ein Querschnitt des Substrats mit einer dünnen Leiterbahn mit einer allmählichen Verringerung der Dicke und einer Polyimid schicht;

Fig. 35 ist eine Draufsicht auf eine Vorrichtung und eine breite Leiterbahn;

Fig. 36 ist ein Querschnitt einer Leiterbahn;

Fig. 37 ist eine bildliche Darstellung des Werkzeugs mit einem dünneren Be reich;

Fig. 38 ist ein Querschnitt des Substrats mit einer zusätzlichen Schicht dar auf;

Fig. 39 ist eine bildliche Darstellung der Vorrichtungen mit angespitzten Armbereichen; Fig. 40 zeigt verschiedene beispielhafte Armprofile;

Fig. 41 zeigt verschiedene beispielhafte Armprofile;

Fig. 42 zeigt verschiedene Armkrümmungsprofile;

Fig. 43 zeigt ein Werkzeug zum Anbringen von Vertiefungen mit Vier-Achs symmetrie;

Fig. 44 ist ein Querschnitt des Substrats mit einer Leiterbahn, leitendem Material in der Vertiefung und einer Polyimidschicht;

Fig. 45 ist eine bildliche Darstellung der in Fig. 44 gezeigten Vorrichtung, in invertierter Darstellung, wobei das Substrat entfernt worden ist;

Fig. 46 zeigt eine nicht gleichförmige Vertiefung, welche durch ein fortwäh rendes Abtragen von Material erzielt worden ist;

Fig. 47 zeigt ein Werkzeug zum Anbringen von Vertiefungen mit Zwei-Achs- Symmetrie;

Fig. 48 zeigt ein Werkzeug zum Anbringen von Vertiefungen mit Ein-Achs- Symmetrie.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Die vorliegend angewandte Aufbautechnik für Membranmeßfühler beinhaltet als Ausgangspunkt ein flaches steifes Substrat, um weitere darauf aufzubrin gende Schichten zu stützen. Um die Schrittweite zu verringern und Vorrich tungen mit einer erhöhten Gleichmäßigkeit bereit zu stellen, sind immer noch komplexere und teurere Bearbeitungsverfahren notwendig. Im direkten Ge gensatz zu den herkömmlichen Techniken zum Aufbau von Schichten von un ten nach oben auf einem Auflagesubstrat (Stützsubstrat) sind die Erfinder der vorliegenden Erfindung zu der Einsicht gelangt, daß durch Verwendung eines passenden Werkzeugs ein Substrat zielgerichtet so bearbeitet werden kann, daß die gewünschten Arme, Kontakthöcker und Kontaktierungsbereiche herge stellt werden können. Die verbleibenden Schichten werden dann von oben nach unten auf dem Arm hergestellt. Das Substrat selbst wird danach entfernt.

Wie aus Fig. 14 ersichtlich, wird ein Substrat 200 bevorzugterweise aus einem duktilen Material hergestellt, wie Aluminium, Kupfer, Blei, Indium, Messing, Gold, Silber, Platin oder Tantal, mit einer Dicke von bevorzugterweise zwi schen 0,0254 cm (10 mills) und 0,3175 cm (1/8 inch). Die obere Oberfläche 202 des Substrats 200 ist bevorzugterweise plan und poliert, um optische Klarheit aufzuweisen, um die Sichtmöglichkeit zu verbessern, wie nachfolgend erläutert wird.

Fig. 15 zeigt ein Werkzeug und insbesondere ein Werkzeug 210 zum Anbringen von Vertiefungen, welches mit einem Kopf 212 versehen ist, der die gewünsch te Form der herzustellenden Vorrichtung zum Kontaktieren der Kontaktflä chen auf der zu testenden Vorrichtung aufweist. Das Werkzeug 210 zum An bringen von Vertiefungen umfaßt einen Fortsatz 214, um mit einer Maschine zum Anbringen von Vertiefungen (nicht gezeigt) verbunden zu werden. Das Werkzeug 210 wird von der Maschine zum Anbringen von Vertiefungen aufge nommen, wobei der Kopf 212 so ausgerichtet ist, daß er mit der oberen Oberflä che 202 des Substrats 200 in Kontakt kommt. Das Werkzeug 210 ist bevorzug terweise aus einem Material hergestellt, welches härter ist als das Substrat 200, so daß eine Vertiefung darin in einfacher Weise angebracht werden kann. Ein passendes Material für das Werkzeug 210 ist zum Beispiel Werkzeugstahl, Karbid, Chrom und Diamant. Die bevorzugte Maschine zum Anbringen von Vertiefungen ist eine Meßfühlerstation, welche eine genaue X-, Y- und Z-Steue rung umfaßt. Es versteht sich von selbst, daß jede andere geeignete Maschine zum Anbringen von Vertiefungen ebenfalls verwendet werden kann. Fig. 16 zeigt, daß das Werkzeug 210 an die Oberfläche 202 des Substrats 200 ange preßt wird, was zu einer Vertiefung 216 führt, welche der Form des Werkzeugs 210 nach seinem Zurückziehen vom Substrat 200 entspricht, wie in Fig. 17 ge zeigt. Das Werkzeug 210 wird verwendet, um eine Vielzahl von Vertiefungen 216 im Substrat 200 herzustellen, welche dem gewünschten Muster entspre chen, so wie das in Fig. 6 gezeigte Muster. Umgekehrt kann das Werkzeug 210 festgehalten werden und das Substrat 200 kann in Z-Richtung bewegt werden, bis die obere Oberfläche 202 des Substrats an das Werkzeug 210 angepreßt wird, was in derselben Vertiefung 216 resultiert, welche der Form des Werk zeugs 210 beim Zurückziehen vom Substrat 200 entspricht, wie in Fig. 17 ge zeigt.

Fig. 18 zeigt, wie eine Polyimidschicht 220 um die Vertiefung 216 herum aus geformt wird. Es versteht sich von selbst, daß jede andere passende Isolations schicht oder dielektrische Schicht verwendet werden kann. Bei dem Verfahren des Ausformens der Polyimidlage 220 ist es etwas schwierig, das Polyimid wäh rend des Vorgangs des Belichtens und Ätzens der Polyimidschicht aus den Ver tiefungen 216 zu entfernen. Dies trifft insbesondere dann zu, wenn die Vertie fungen 216 relativ tief sind mit steil geneigten Seiten. Alternativ hierzu kann die Polyimidschicht 220 auf der oberen Oberfläche 202 des Substrats 200 aus geformt werden, wobei Öffnungen dort angebracht sind, wo die Vertiefungen 216 erwünscht sind. Danach wird das Werkzeug 210 verwendet, um durch die Öffnungen hindurch, welche in der Polyimidschicht 220 bereitgestellt sind, Vertiefungen 216 im Substrat 200 herzustellen. Dieses alternative Verfahren erübrigt das schwierig durchzuführende Verfahren des ausreichenden Entfer nens der Polyimidlage 220 aus den Vertiefungen 216.

Es ist teuer, Belichtungsmasken für die Polyimidschicht 220 herzustellen, wel che Toleranzen haben, die ausreichen, um die Öffnungen in den Vertiefungen 216 genau auszurichten. Das Werkzeug 210 in Verbindung mit der Maschine zur Herstellung von Vertiefungen kann auf die tatsächliche Position eine der Öffnungen ausgerichtet werden, welche sich durch das Belichten und Ätzen der Polyimidschicht 220 mit einer relativ billigen und etwas ungenauen Maske er gibt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung kamen zur Einsicht, daß lokali sierte Bereiche der Maske und somit die daraus resultierenden Öffnungen für die Zwecke des Anbringens der Vertiefungen ausreichend gut ausgerichtet sind. Ebenso können Bereiche der Maske, welche voneinander beabstandet sind, nicht genügend gut ausgerichtet sein für die Zwecke des Anbringens von Vertiefungen. Dementsprechend führt das automatische Anbringen von Vertie fungen mittels einer genauen Maschine zum Anbringen von Vertiefungen auf dem Substrat 220, um so ein einzuhaltendes Muster mit vielen weit voneinan der beabstandeten Vertiefungen 216 anzubringen, dazu, daß das Werkzeug zum Anbringen von Vertiefungen nicht ausreichend ausgerichtet ist mit den Öffnungen von Bereichen, welche einen großen Abstand zum ursprünglichen Ausrichtungspunkt aufweisen. Um die Genauigkeit des Ausrichtungsprozesses zu verbessern, gelangten die Erfinder der vorliegenden Erfindung zur Einsicht, daß die Maschine zum Anbringen von Vertiefungen wieder ausgerichtet wer den kann mit den tatsächlichen Öffnungen in der Polyimidlage 220 an ver schiedenen voneinander beabstandeten Orten, so daß ein jeder lokalisierter Be reich relativ genau ausgerichtet ist, während die gesamte Ausrichtung etwas verschoben sein kann. Auf diese Weise kann eine relativ preiswerte Maske ver wendet werden.

Bevorzugterweise umfaßt die Maschine zum Anbringen von Vertiefungen eine genaue Z-Achsenbewegung, so daß die Tiefe einer jeden Vertiefung identisch ist oder im wesentlichen identisch ist. Ist eine ausreichend genaue Z-Achsenbe wegung nicht möglich, so kann, wie in Fig. 19 gezeigt, ein alternatives Werk zeug 240 zum Anbringen von Vertiefungen mit einem eingebauten Z-Achsen anschlag 242 verwendet werden. Der Z-Achsenanschlag 242 ist ein Vorsprung, welcher sich vom Kopf 244 nach außen erhebt und mit der oberen Oberfläche des Polyimids 220 oder der Oberfläche 202 des Substrats 200 in Kontakt tritt. Der Z-Achsenanschlag 242 wird relativ zum Kopf 244 ausgerichtet, so daß die passende Tiefe erzielt wird, wobei berücksichtigt wird, ob oder ob nicht die Po lyimidschicht 220 ausgeformt wird, bevor das Werkzeug 240 zum Anbringen von Vertiefungen verwendet wird.

Fig. 20 zeigt ein leitendes Material 250, welches auf das Polyimid 220 galvanisiert wurde und ein Substrat 200, wodurch die Vertiefungen 216 mit dem leitenden Material 250, wie z. B. Nickel und Rhodium, aufgefüllt werden. Es versteht sich, daß jede andere geeignete Technik verwendet werden kann, um leitendes Material in die Vertiefungen 216 einzubringen. Das leitende Ma terial 250 wird dann bevorzugterweise poliert, um überschüssiges Material von der Oberfläche der Polyimidschicht 220 zu entfernen und eine flache Gesamt oberfläche bereitzustellen. Der bevorzugte Polierverfahren ist ein chemisch-me chanisches Planierverfahren. Eine Leiterbahn 252 wird auf der Polyimid schicht 220 und dem leitenden Material 250 ausgeformt. Die Leiterbahn 252 ist bevorzugterweise ein guter Leiter, wie Kupfer, Aluminium oder Gold. Eine Polyimidschicht 254 wird dann auf der gesamten Oberfläche ausgeformt. Wei tere Lagen aus Metall und Dielektrikum können ausgeformt werden. Der Sub strat 200 wird dann durch ein beliebiges geeignetes Verfahren entfernt, wie zum Beispiel Ätzen mit Salzsäure (HCl 15%) oder Schwefelsäure (H₂SO₄). Salzsäure und Schwefelsäure reagieren nicht mit der Polyimidschicht 220 oder mit dem leitenden Material 250, wie z. B. Nickel oder Rhodium. Es versteht sich, daß die Polyimidschicht 254 alternativ jede beliebige geeignete Isolations schicht oder dielektrische Schicht sein kann.

In Fig. 21 wird der Kontaktfläche 260 der resultierenden Vorrichtung bevor zugterweise so ausgewählt, daß er einen niedrigen Kontaktwiderstand auf weist, so daß eine gute elektrische Verbindung mit der zu testenden Vorrich tung hergestellt werden kann. Während Nickel einen relativ niedrigen Kon taktwiderstand aufweist, hat Rhodium einen noch geringeren Widerstand und ist widerstandsfähiger gegenüber Abnutzung als dies bei Nickel der Fall ist. Dementsprechend sind die Vertiefungen 216 bevorzugterweise mit einer Lage aus Rhodium beschichtet. Verwendet man normale Bearbeitungstechniken, so ist die Dicke des Rhodiums auf ungefähr 5 µm beschränkt. Die resultierende Vorrichtung umfaßt eine äußere Lage aus Rhodium und insbesondere den Kon taktierungsbereich 260, welcher dann mit dem verbleibenden Material aufzu füllen ist, wie z. B. Nickel oder mit einer nicht leitenden Füllung. Das leitende Material muß nicht die gesamte Vertiefung ausfüllen.

Das zuvor erläuterte Verfahren des Aufbaus von oben nach unten stellt eine Vielzahl von Vorteilen gegenüber der herkömmlichen, von unten nach oben verlaufenden Bearbeitungstechnik zum Aufbau von Schichten auf einem Stütz substrat bereit. Diese Vorteile ermöglichen es auch, Vorrichtungen mit verbes serten Eigenschaften aufzubauen.

Zuerst gibt es keine Beschränkungen bezüglich der Höhe der resultierenden Vorrichtungen, welche in der Vergangenheit durch das Bearbeiten mit Photore sist auferlegt worden sind. Die Möglichkeit, Vorrichtungen mit jeder passenden Höhe aufzubauen, beseitigt auch die Beschränkungen, welche bei den Versu chen aufgetreten sind, die hohen schmalen Öffnungen im Photoresist zu galva nisieren, was schwierig ist.

Zweitens ist die Erhebung der Kontaktierungsbereiche 260 der Vorrichtungen extrem gleichförmig, da sie nur durch das Werkzeugbearbeitungsverfahren festgelegt werden, welches seiner Natur nach nicht mechanisch ist. Verschiede ne lokalisierte Stromdichten des Galvanisierungsbads, verschiedene Dichten der Ionen innerhalb des Galvanisierungsbads und "zufällige" Schwankungen im Galvanisierungsbad werden daran gehindert, die Gesamtform und Höhe der resultierenden Vorrichtungen zu beeinträchtigen. Mit einer wesentlichen gleichförmigen Erhebung der Vorrichtungen wird weniger Kraft benötigt, um die Vorrichtungen in ausreichendem Kontakt mit der zu testenden Vorrichtung zu bringen, was dann wiederum die Wahrscheinlichkeit des Biegens und Bre chens der Meßfühlerstation, des Meßfühlerkopfs und/oder des Membranmeß fühleraufbaus verringert. Weiterhin führt die im wesentlichen gleiche Erhe bung der Vorrichtungen zu einer Verringerung der Wahrscheinlichkeit der Be schädigung der Kontaktflächen auf der zu testenden Vorrichtung bei übermä ßigem Druck.

Drittens sind die Kontaktierungsbereiche der Vorrichtung stärker, da die Vor richtung aus einem einzelnen homogenen Material aufgebaut ist während ei nes Abscheideprozesses, so daß keine Zwischenschichten erforderlich sind, wie dies früher bei Mehrfachbearbeitungsschritten erforderlich war. Dies erlaubt es, die Größe der Kontaktierungsbereiche bis zur Grenze der maximalen Stromdichte zu beschränken, welche während des Testens zulässig ist, und nicht auf die minimale Scherbelastbarkeit der Zwischenschicht.

Viertens sind die Formen der sich so ergebenden Vorrichtungen anpaßbar, um in effektiver Weise verschiedene Materialien zu testen. Die Form der Vorrich tung kann steile Seitenwandwinkel aufweisen, wie z. B. 85°, während sie gleichzeitig mechanische Festigkeit, Stabilität und Integrität aufweisen. Die steilen Seitenwände erlauben es, tiefere Vorrichtungen herzustellen, welche ei ne größere Dichte der Vorrichtungen erlauben, bis hin zu fortlaufend dichteren Packungen der Kontaktflächen auf der zu testenden Vorrichtung. Weiterhin ist der Winkel der Seitenwände nicht abhängig (d. h. unabhängig) vom Kristallge füge des Substrats.

Fünftens ist die Form der Kontaktierungsbereiche genau bekannt und ist von Vorrichtung zu Vorrichtung gleichmäßig, was einen gleichmäßigen Kontakt mit den Kontaktflächen der zu testenden Vorrichtung ermöglicht.

Sechstens ist die Ausrichtung der verschiedenen Bereiche der resultierenden Vorrichtung exakt gleichmäßig von Vorrichtung zu Vorrichtung, da jede Vor richtung unter Verwendung eines Verfahrens hergestellt worden ist, welches dasselbe Werkzeug verwendet. Mit einer exakten Ausrichtung der tieferen Be reiche einer jeden Vorrichtung (Arm und Kontakthöcker) im Verhältnis zum Kontaktierungsbereich gibt es keine Notwendigkeit, zusätzlich Spielraum be reit zu stellen, um die Schwankungen im Verfahren abzufangen, welche Photo resist- sowie Galvanisierungsverfahren eigen sind. Weiterhin wird auch der "Pilzwucherungs"-Effekt beim Galvanisieren unterbunden, welcher ebenfalls die erforderliche Größe der Vorrichtung verringert. Die Verringerung der Schwankungen der Ausrichtung und praktische Eliminierung von Unterschie den in den Vorrichtungen 300 erlaubt es, eine wesentlich verringerte Schritt weite einzuhalten, welche an Kontaktflächen auf der zu testenden Vorrichtung angepaßt ist, die eine vergrößerte Packungsdichte aufweisen.

Siebtens kann die Form der resultierenden Vorrichtungen genau angepaßt werden, um eine optimale mechanische Belastbarkeit zu ermöglichen. Um, wie im Beschreibungseinleitungsteil erläutert, die Abbürstfunktion bereit zu stel len, sollte die Vorrichtung einen Aufbau von Arm und Höcker aufweisen, wel cher bei Berührung verkippt. Die Vorrichtung 300 kann eine geneigte Oberflä che 304 zwischen ihrem rückwärtigen Teil 302 und dem Kontaktierungsbereich 216 umfassen. Die geneigte Oberfläche 304 sorgt für eine ausreichende Festig keit entlang Längsabschnitten der Vorrichtung 300, was es erlaubt, das rück wärtige Teil 302 dünner auszuführen als den vorderen Teil 306. Die Drehmo mentkräfte, welche auf die Vorrichtung 300 während des Kippprozesses der Vorrichtung 300 einwirken, neigen dazu, sich entlang der Länge der Vorrich tung 300 zu verringern, welches ein entsprechend dünneres Material aufweist, welches durch die geneigte Oberfläche 304 festgelegt ist. Mit einem dünneren rückwärtigen Teil 302 und Material in der Nähe des rückwärtigen Teils 302 weist das rückwärtigen Teil 302 der Vorrichtung 300 eine geringere Neigung dazu auf, auf die zu testende Vorrichtung aufzudrücken, falls ein übermäßiges Kippen auftritt. Die verbesserte Gestalt der Vorrichtung 300 verringert auch die Menge des benötigten Metallmaterials.

Achtens werden "Aufsicht"-Kameras verwendet, um ein Bild des unteren Be reichs des Membranmeßfühlers zu bekommen und die genaue Positionierung der Vorrichtungen 300 relativ zu den Kontaktflächen auf der zu testenden Vor richtung zu ermitteln. Die Verwendung von "Aufsicht"-Kameras erlaubt ein au tomatisches Ausrichten der Membranvorrichtungen relativ zu den Kontaktflä chen, so daß ein automatisches Testen durchgeführt werden kann. Um ein Bild der Vorrichtungen 300 auf dem Membranmeßfühler zu erzielen, verwenden die "Aufsicht"-Kameras normalerweise Licht, um die Vorrichtungen 300 zu be leuchten. Unglücklicherweise führen die herkömmlichen Planarbearbeitungs verfahren in einer Richtung senkrecht zur "Aufsicht"-Kamera zu relativ fla chen Oberflächen der Arme, Kontakthöcker und Kontaktierungsbereiche, von denen jedes Element Licht zurück zur "Aufsicht"-Kamera reflektiert. Das zur "Aufsicht"-Kamera von allen Oberflächen zurück reflektierte Licht führt häufig zu einiger Verwirrung bezüglich des genauen Orts der Kontaktierungsbereiche 260. Die geneigte Oberfläche 304 der Vorrichtungen 300 tendiert dazu, einfal lendes Licht von weiter unten angebrachten "Aufsicht"-Kameras weg zu reflek tieren, während die Kontaktierungsbereiche 306 dazu neigen, einfallendes Licht zu den weiter unten angebrachten "Aufsicht"-Kameras zurück zu reflek tieren. Licht, welches hauptsächlich von den Kontaktierungsbereichen 306 zu der "Aufsicht"-Kameras zurückkehrt, führt zu weniger Konfusionsgefahr be züglich der exakten Positionierung der Kontaktierungsbereiche.

Neuntens führt das anfängliche Polieren der Oberfläche 202 des Substrats 200 zu einer passenden glatten unteren Oberfläche der Polyimidschicht 220, welche darauf ausgeformt ist. Nach dem Wegätzen des Substrats 200 oder einer an dern Art des Entfernens ist die untere Oberfläche der Polyimidschicht 220 glatt und die resultierende Polyimidschicht 220 ist im allgemeinen optisch klar. Dementsprechend sind die Zwischenräume zwischen den Leiterbahnen und den metallisierten Vorrichtungen 300 optisch relativ durchlässig, so daß Bedie nungspersonal, welches die Vorrichtung positioniert, leicht zwischen den Lei terbahnen und Vorrichtungen durch die Vorrichtung hindurchblicken kann. Dies hilft dem Bedienungspersonal beim manuellen Positionieren des Mem branmeßfühlers auf den Vorrichtungen, welche sonst verdeckt wären. Zusätz lich erlaubt die pyramidenförmige Gestalt der Vorrichtungen 300 es dem Be dienungspersonal, die genaue Position der Kontaktierungsbereiche relativ zu den Kontaktflächen auf der zu testenden Vorrichtung genauer zu bestimmen, welche zuvor durch die (relativ zu den Kontaktierungsbereichen) breiten Arm strukturen verdeckt worden sind.

Zehntens werden, wie in Fig. 22 zu sehen, die Kontaktierungsbereiche 260 der Vorrichtung bevorzugterweise mit einer äußeren Oberfläche aus Rhodium 340 hergestellt, welches effektiv bis zu einer Dicke von nur ungefähr 5 µm aufgalva nisiert werden kann. Das Galvanisierungsverfahren des Rhodiums ist nicht vollständig winkeltreu, so daß die resultierende Schicht in einer Richtung senkrecht zu den äußeren Seiten 352 und 354 ungefähr 5 µm dick ist. Die Brei te der Oberseite 350 der Kontaktfläche und der Winkel der Seiten 352 und 354 des Werkzeugs 210 werden so ausgewählt, daß das Rhodium 340 auf beiden Seiten 352 und 354 aufgalvanisiert wird und bevorzugterweise zusammentref fen, wobei sie eine V-Form einnehmen. Der Rest der Vorrichtung besteht bevor zugterweise aus Nickel. Während die Dicke des Rhodiums 340 nur 5 µm in senkrechter Richtung beträgt, ist die Dicke des Rhodiums 430 senkrecht zur Spitze 350 der Vorrichtung größer als 5 µm. Dementsprechend hält der Kon taktierungsbereich, der während des Gebrauchs in einer im wesentlichen senk rechten Richtung von der Spitze 350 abgetragen wird, länger, als wenn der Be reich der Spitze nur bis zu einer Dicke von 5 µm mit Rhodium galvanisiert wor den wäre.

Elftens ist die Oberflächenstruktur des Kontaktierungsb 26556 00070 552 001000280000000200012000285912644500040 0002010023379 00004 26437ereichs 260 so wähl bar, daß der erwünschte Abbürsteffekt auf den Kontaktflächen der zu testen den Vorrichtung erzielt werden kann. Insbesondere kann das Werkzeug ein aufgerauhtes Oberflächenmuster auf dem korrespondierenden Kontaktierungs bereich erhalten, um eine gleichmäßige Oberflächenstruktur für alle Vorrich tungen bereitzustellen.

Dreizehntens ist die erfindungsgemäße Technik zum Strukturaufbau relativ schnell, um die Vorrichtungen aufzubauen, da eine reduzierte Anzahl von Be arbeitungsschritten vorliegt, was auch zu erheblichen Kosteneinsparungen führt.

Die vorstehend erläuterte Herstellungstechnik stellt auch verschiedene Vortei le bereit in Bezug auf die Gestalt der Vorrichtungen, die anderenfalls nur schwerlich, wenn nicht überhaupt nicht erreicht werden könnten.

Erstens kann das Werkzeug jede gewünschte Form bereit stellen, vlie z. B. ei nen einfachen Höcker, falls keine Bürstwirkung erwünscht ist.

Zweitens stellen die geneigten Stützseiten der zu testenden Vorrichtung hin zu den Kontaktierungsbereichen 260 eine verbesserte mechanische Festigkeit für den Kontaktierungsbereich 260 dar, im Gegensatz zu dem Fall, wo nur ein Be reich des Metalls durch einen größeren Kontakthöcker gestützt wird. Mit einer solchen Stützung der geneigten Seiten kann der Kontaktierungsbereich kleiner sein, ohne daß das Risiko bestünde, daß er von der Vorrichtung abgelöst würde. Der kleinere Kontaktierungsbereich sorgt für einen verbesserten Kontakt mit der Kontaktfläche der zu testenden Vorrichtung, wenn die Vorrichtung kippt, um den Oxidaufbau auf der Oberfläche der Kontaktfläche zu durchdringen. Zu sätzlich kann der rückwärtige Teil 302 der Vorrichtung wesentlich dünner sein als der Rest der Vorrichtung, was die Wahrscheinlichkeit vergrößert, daß der rückwärtige Teil 302 in die Kontaktfläche der zu testenden Vorrichtung wäh rend des Testens eindringt, wenn die Vorrichtung verkippt wird.

Drittens ist der Druck, welcher durch die Kontaktierungsbereiche der Vorrich tungen bei einem durch den Meßfühlerkopf vorgegebenen Druck ausgeübt wird, veränderbar, und zwar durch Ändern des Zentrums der Drehbewegung der Vorrichtung. Der Drehpunkt der Vorrichtung kann durch Auswahl der Länge der Vorrichtung und der Position/Höhe des Kontaktierungsbereichs rela tiv hierzu ausgewählt werden. Dementsprechend können die Drücke wie er wünscht ausgewählt werden, um zu den Eigenschaften der verschiedenen Kon taktflächen zu passen.

Viertens ist in Fig. 23 gezeigt, daß eine dreieckförmige Gestalt des Abdrucks der Vorrichtung eine große Querstabilität der Vorrichtungen erlaubt, während die Schrittweite zwischen den Vorrichtungen verringert werden kann. Die Kon taktierungsbereiche 403 der Vorrichtung sind bevorzugterweise in einer linea ren Anordnung für viele Kontaktflächen der zu testenden Vorrichtungen aus gerichtet. Die dreieckigen Bereiche der Vorrichtung sind in abwechselnd gegen über liegenden Richtungen ausgerichtet.

Fünftens erlaubt es die Fähigkeit des Herstellens von Kontaktierungsberei chen, welche sich oberhalb der unteren Oberfläche der Vorrichtungen erheben, während gleichzeitig eine Gleichförmigkeit in der Höhe der Vorrichtungen und ihrer strukturellen Festigkeit beibehalten wird, daß die Vorrichtung eine Bürstwirkung zeigt, während die untere Oberfläche der Vorrichtung nur eine geringe Bewegung benötigt. Die geringe Bewegung der unteren Oberfläche der Vorrichtung, um während des Testens einen guten elektrischen Kontakt herzu stellen, verringert die Spannung auf die Schichten unterhalb der unteren Ober fläche der Vorrichtung. Dementsprechend wird die Wahrscheinlichkeit des Rei ßens der Polyimidschichten und der Leiterbahnen verringert.

Beim Testen einer Oxidschicht auf Lothöckern oder Lotkugeln auf Wafern, wel che mit einer "flip-chip"-Packungstechnologie zu verwenden sind, so wie z. B. Lothöckern auf gedruckten Leiterplatten, ist die Oxidschicht, welche darauf ausgebildet ist, nur schwer effektiv zu durchdringen. Tritt ein herkömmlicher Kontaktierungsbereich eines Membranmeßfühlers mit einem Lothöcker in Kontakt, so besteht, wie in Fig. 24 gezeigt, die Neigung, daß das Oxid 285 in den Lothöcker 287 zusammen mit dem Kontaktierungsbereich 289 eingepreßt wird, was zu einer schlechten Zwischenverbindung führt. Wenn herkömmliche Nadelmeßfühler auf Lothöckern verwendet werden, so neigen die Nadeln dazu, auf den Lothöckern abzurutschen oder sich innerhalb der Lothöcker zu verbie gen, so daß sich Abrieb auf den Nadeln sammeln und der Abrieb auf die Ober fläche der zu testenden Vorrichtung gelangen kann. Dabei ist ein Reinigen der Nadeln der Meßfühler zeitaufwendig und mühsam. Weiterhin lassen Nadel meßfühler keine gleichförmigen Meßfühlerabdrücke auf den Lothöckern zu rück. Wenn Lothöcker, welche auf Flip-Chips verwendet werden, getestet wer den, so neigen die Fühlermarkierungen, welche im oberen Bereich der Lötstel len zurückgelassen worden sind, dazu, Flußmittel einzuschließen, was bei Er hitzung zum Explodieren neigt, welches die Verbindung verschlechtert oder zerstört. Fig. 25 und 26 zeigen einen verbesserten Aufbau der Vorrichtung, welcher passend ist zum Testen von Lothöckern. Der obere Bereich der Vor richtung umfaßt ein Paar von steil geneigten Seiten 291 und 293, welche zum Beispiel 15° von der Senkrechten abweichen, mit bevorzugterweise polierten Seiten. Die geneigten Seiten 291 und 293 bilden bevorzugterweise eine scharfe Kante 295 an ihrer Oberseite. Der Winkel der Seiten 291 und 293 in Bezug auf den Reibungskoeffizienten zwischen den Seiten und dem Oxid auf den Lot höckern wird ausgewählt, so daß die mit Oxid bedeckte Oberfläche dazu neigt, hauptsächlich längs der Oberflächen der Seiten 291 und 293 entlang zu gleiten oder andererseits weg zu scheren und nicht im wesentlichen auf den Seiten ge tragen zu werden, während die Vorrichtung in einen Lothöcker eindringt. Fig. 27 zeigt, daß der im wesentlichen scharfe Grat nach einem Kontakt auch eine Marke (Vertiefung) zurückläßt, welche sich über den gesamten Lothöcker hin weg erstreckt. Anschließendes Erhitzen der Lothöcker und das Flußmittel sor gen dafür, daß das Flußmittel von den Seiten des Lothöckers austritt, wodurch die Möglichkeit einer Explosion vermieden wird. Zusätzlich ist die resultieren de Markierung, welche auf dem Lothöcker zurückgelassen wird, gleichförmig in seiner Art und erlaubt es den Herstellern der Lothöcker, diese resultierenden Markierungen unter ästhetischen Gesichtspunkten zu akzeptieren. Weiterhin wird eine geringere Kraft benötigt, um auf die Vorrichtung einzuwirken, da sie dazu neigt, durch den Lothöckern hindurch zu schneiden anstelle nur einen Anpreßdruck auf den Lothöcker auszuüben. Die flache Oberfläche 405 verhin dert ein zu tiefes Eindringen in die Lotkugel (Höcker).

Fig. 28 zeigt, daß ein Waffelmuster verwendet werden kann, um eine größere Kontaktfläche zum Testen von Lothöckern bereit zu stellen.

Fig. 29 zeigt, daß eine alternative Vorrichtung ein Paar von Vorsprüngen 311 und 313 umfaßt, welche bevorzugterweise an den Enden eines Bogens 315 an gebracht sind. Der Abstand zwischen den Vorsprüngen 311 und 313 ist bevorzugterweise geringer als der Durchmesser des Lothöckers 317, welcher zu testen ist. Mit solch einer Anordnung der Vorsprünge 311 und 313 werden die se auf die Seiten des Lothöckers 317 auftreffen, wodurch keine Markierung auf dem oberen Bereich des Lothöckers 217 zurück bleibt. Mit Markierungen auf den Seiten des Lothöckers 317 ist die Wahrscheinlichkeit, daß das verwendete Flußmittel anschließend innerhalb der Markierung eingeschlossen wird und explodiert, geringer. Zusätzlich gilt, daß, falls die Ausrichtung der Vorrichtun gen nicht mit den Lothöckern 317 zentriert ist, eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür besteht, daß einer der Vorsprünge 311 und 313 immer noch den Lothöcker 317 trifft.

Frühere Techniken zum Aufbau der Vorrichtungen führten zu Vorrichtungen, welche Kontaktierungsbereiche umfaßten, welche ziemlich groß waren und bei denen es schwierig war, ihre Ausrichtung sicher zu stellen. Fig. 30 zeigt, daß mit der verbesserten Herstellungstechnik die Erfinder der vorliegenden Erfin dung zur Schlußfolgerung gelangten, daß Membranmeßfühler verwendet wer den können, um eine "echte" Kelvin-Verbindung zu einer Kontaktfläche auf der zu testenden Vorrichtung herzustellen. Ein Paar von Vorrichtungen 351 und 353 ist mit ihren Kontaktflächen 355 und 357 ausgerichtet, welche aneinander grenzen. Mit dieser Anordnung kann eine der Vorrichtungen der "Kraft"-Teil sein, während die andere Vorrichtung der "Erfassungs"-Teil der Kelvin-Anord nung ist. Beide Kontaktierungsbereiche 355 und 357 kontaktieren dieselbe Kontaktfläche auf der zu testenden Vorrichtung. Eine detailliertere Analyse der Kelvin-Verbindungen wird beschrieben in Fink, D. G., ed., Electronics Engi neers Handbook, ist ed., McGraw-Hill Book Co., 1975, Sec. 17-61, pp. 17-25, 17-26, "The Kelvin Double Bridge", and U. S. Patent mit der Anmeldungs-No. Serial No. 08/864,287, welche beide hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen sind.

Es sei angemerkt, daß abhängig von der verwendeten Technik, der gewünsch ten Verwendung und der erzielten Struktur, keiner oder aber auch bis zu allen der zuvorgenannten und im folgenden beschriebenen Vorteile realisiert werden können in Vorrichtungen, welche gemäß der vorliegenden Erfindung herge stellt worden sind.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben beobachtet, daß nach umfang reichem Gebrauch, wie z. B. 100 000 Prüfzyklen, die Leiterbahnen 292 dazu neigen, zu zerreißen oder auf andere Weise zu ermüden, was zum Versagen ei ner oder mehrerer Vorrichtungen führt. Da das resultierende Muster der Kon takte 88 auf dem Membranaufbau 72a dem Muster der Kontaktfläche auf einer bestimmten Würfelfläche 44 auf dem Siliziumwafer 46 entspricht (siehe Fig. 1), ist das Versagen einer Vorrichtung ausreichend, um dazu zu führen, daß der gesamte Membranmeßfühleraufbau 42 nicht mehr benutzbar ist.

Mit Berücksichtigung dieser Beschränkung der Prüfzykluszahl ist eine poten tielle Technik, welche von den Erfindern der vorliegenden Erfindung vorge schlagen wird, um die Anzahl der Zyklen zu erhöhen, die Maßnahme, daß die Leiterbahn 252 dünner hergestellt werden. Dünnere Leiterbahnen 252 neigen dazu, widerstandsfähiger zu sein gegenüber einem Reißen oder anderen Ermü dungsvorgängen. Jedoch haben dünnere Leiterbahnen 252 einen vergrößerten Widerstand. Ein vergrößerter Widerstand verschlechtert die Leistungsfähig keit des Membranmeßfühleraufbaus 42 durch Abschwächen der Signale, einer Vergrößerung des Wärmeaufbaus, Verschieben der Gleichstrompegel und Re duzieren der Genauigkeit, mit welcher die Signalpegel bekannt sind.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung, welche sich Sorgen gemacht haben wegen der zuvor genannten Beschränkungen, haben festgestellt, daß durch Herstellen dünnerer Leiterbahnen 252 in der Nähe der Vorrichtung 300 eine Verbesserung erzielt werden kann. Wie in Fig. 31 gezeigt, können die Leiter bahnen 252 unterhalb der gesamten Vorrichtung 300 dünner sein, oder, wie in Fig. 32 gezeigt, dünner sein in einem Bereich, welcher an das Ende der Vor richtung 300 angrenzt. Fig. 33 zeigt, daß das Verdünnen eines Bereichs der Leiterbahn 252 auf jeder Art von Änderung beruhen kann, wie z. B. durch eine Abstufung oder allmählichen Übergang, wie dies erwünscht ist. Fig. 34 zeigt, daß eine weitere alternative Struktur einen mehrfach bestückten Aufbau zeigt, um eine Durchbiegung längs einer größeren Länge zu verteilen, so daß die Lei terbahn mit geringerer Wahrscheinlichkeit reißt oder auf andere Weise ermü det.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben dann die Dreidimensionalität der Vorrichtung 330 betrachtet und festgestellt, daß die Seiten der Vorrichtung verwendet werden können, um die Länge der Kante 300, welche mit der Leiter bahn 252 in Kontakt steht weiter zu erhöhen. Fig. 35 zeigt, daß die Leiterbahn 252 sich sowohl unter der Vorrichtung 300 erstreckt als auch eine vergrößerte Breite hat, so daß ein Bereich ihrer Seiten 402 und 404 zusätzlich zu ihrem En de 406 zum Biegen der Leiterbahn 252 beiträgt, wodurch der Bereich, über den ein Biegen stattfindet, vergrößert wird. Dies resultiert auch in einer Verringe rung des Reißens und Ermüdens der Leiterbahn 252. Während der Gesamtwi derstand reduziert wird, kann die in Fig. 35 gezeigte Struktur unglücklicher weise die Schrittweite zwischen verschiedenen Vorrichtungen 300 begrenzen.

Im Gegensatz zur Änderung der Dicke oder Breite der Leiter 252 besteht eine alternative Technik zum Verringern der Wahrscheinlichkeit des Reißens der Leiterbahn 252 darin, daß die Leiterbahn selbst so aufgebaut wird, daß sie wi derstandsfähiger gegenüber einem Reißen wird. Um eine Gefahr des Reißens der Leiterbahn 252 zu verringern, kann diese mit Änderungen in der Kon struktur innerhalb der Dicke der Leiterbahn 252 hergestellt werden. Fig. 36 zeigt, daß durch Laminieren oder auf andere Weise erzieltes Verbinden ver schiedener Leiterschichten die Änderungen im Gefüge der Leiterschichten zu einer Leiterbahn 252 führen, welche resistenter gegenüber Ermüdungen ist. Der bevorzugte Satz von Leiterschichten besteht aus Kupfer, Nickel und Kup fer.

Im Gegensatz zum Ändern der Dicke, der Breite oder des Aufbaus der Leiter bahn 252 besteht eine alternative Technik darin, ein Biegung im Endbereich der Vorrichtung 300 selbst bereit zu stellen. Fig. 37 zeigt, daß das Ende der Vorrichtung 300 einen dünneren Bereich 420 umfassen kann mit einer deutlich erhöhten Verbiegung gegenüber dem Rest der Vorrichtung 300. Die Verbiegung des dünneren Bereichs 420 entspricht bevorzugterweise der Verbiegung der darunter liegenden Leiterbahn 252, so daß sich die Leiterbahn 252 längs eines bedeutsamen Längsabschnitts des dünneren Bereichs 420 deutlich verbiegt.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben weiterhin festgestellt, daß die Steuerung der Verbiegung der Leiterbahn 252 weiter modifiziert werden kann durch Hinzufügen einer Zusatzschicht 424 im Membranaufbau 72a, wie dies in Fig. 38 beispielhaft veranschaulicht ist. Die Zusatzschicht 424 ist an der gegen über liegenden Seite der flexiblen Polyimidschicht 254 angebracht. Die Zusatz schicht 424 ist typischerweise steifer als die Polyimidschicht 254 und bevorzug terweise deutlich steifer. Die Zusatzschicht 424 ist bevorzugterweise so ange bracht, daß ihre Enden den Endbereich 426 der Vorrichtung 300 überlappen. Die Zusatzschicht 424 zusammen mit der Vorrichtung 300 und der Polyimid schicht 254 verteilt den Radius der Krümmung der Leiterbahn 254 und unter stützt die Verhinderung eines punktuellen Verbiegens der Leiterbahn 254. Die Zusatzschicht 242 kann an anderen Positionen angebracht sein und jede pas sende Länge, wie gewünscht, aufweisen.

Es versteht sich, daß auch andere Techniken als die hier beschriebenen ver wendet werden können, und zwar individuell oder in Kombination mit ande ren, wie erwünscht.

Die herkömmliche Lehrmeinung liegt nahe, daß die im wesentlichen rechteck förmige Form der Vorrichtung 300 eine längs gestreckte Endkante bereitstellt, über welcher Druck verteilt wird, um ein Bündeln des Druckes an einem ein zelnen Punkt zu vermeiden. Von dieser Druckverteilung wird erwartet, daß sie die Wahrscheinlichkeit verringert, daß nach wiederholtem Gebrauch der Vor richtung in der Leiterbahn Risse auftreten. Im Gegensatz zu dieser Lehrmei nung, daß die längliche Endkante den Druck verteilt und dadurch die Wahr scheinlichkeit des Zerreißens verringert, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung festgestellt, daß durch Einbeziehen einer länglichen, im allgemeinen spitz zulaufenden Armstruktur die Wahrscheinlichkeit der Rißbildung nicht vergrößert wird. In der Tat verringert sich die Wahrscheinlichkeit der Rißbil dung, wodurch die Anzahl der Zyklen, während welcher die Vorrichtung bis zu einem Versagen verwendet werden kann, erhöht wird. Fig. 39 zeigt, daß die Vorrichtung 500 bevorzugterweise einen aufstehenden Bereich 502 und einen längsgestreckten Armbereich 504 umfaßt, welcher sich im allgemeinen in sei ner Breite verringert. Der aufstehende Bereich 502 ist bevorzugterweise pyra midenförmig und der Armbereich 504 ist im wesentlichen flach und spitz zu laufend. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung kamen zur Schlußfolgerung, daß ein Verringern der Breite des Armbereichs 504 einen Aufbau bereitstellt, welcher geeignet ist, um ausreichend über seine genannte Länge hinweg sich zu biegen, ohne im wesentlichen den Krümmungsradius über den in Fig. 21 ge zeigten hinaus zu vergrößern. Auf diese Weise neigt die Leiterbahn 252 dazu, einen stetigen Krümmungsradius aufzuweisen. Mehrere beispielhafte unter schiedliche Armbereiche sind in Fig. 40 gezeigt.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben beobachtet, daß nach dem eine Vorrichtung 300 (500) versagt, andere an die versagende Vorrichtung 300 an grenzende Vorrichtungen ebenfalls zum Versagen neigen. Die Erfinder der vor liegenden Erfindung gehen davon aus, daß nach einem teilweisen Riß oder an derem Defekt, welcher sich in der Leiterbahn 252 gebildet hat, die Kraft, wel che auf die Leiterbahn 252 durch die entsprechende Vorrichtung einwirkt, dann in den verbleibenden Bereich der Leiterbahn 252 konzentriert wird, was in einer größeren Kraft per Einheitsfläche resultiert. Die vergrößerte Kraft führt dann dazu, daß die Leiterbahn 252 bricht. Zusätzlich kann die vergrößer te Kraft von einer vollständig oder teilweise zerstörten Leiterbahn auch zu ei ner Beschädigung daneben liegendender Leiterbahnen führen. Um diesen Schneeballeffekt fortschreitender Beschädigungen zu überwinden, sind die Er finder der vorliegenden Erfindung zur Einsicht gelangt, daß der Krümmungs radius von verschiedenen Armbereichen 504 der Vorrichtungen 300 (500) un terschiedlich sein soll. Zusätzlich neigen die unterschiedlichen Krümmungspro file dazu, Drücke auf die Leiterbahn 252 auszuüben, welche ihrer Natur nicht in einer Ebene liegen. Dadurch werden die Drücke um unterschiedliche seitli che Entfernungen von den aufstehenden Bereichen 502 verschoben. Fig. 41 zeigt, daß unterschiedliche Vorrichtungen 300 (500) bevorzugterweise unter schiedliche Profile für die Armbereich 504 aufweisen. Fig. 42 zeigt, daß das Krümmungsprofil eines einzelnen Armbereichs mit unterschiedlichen Längen dargestellt wird durch Kurven 430 und 432. Der Gesamtkrümmungsradius der Leiterbahnen ist entsprechend durch die Kurve 434 gezeigt, welche eine glatte Gesamtkurve darstellt.

Die Fig. 6, 15 und 17 zeigen, daß das Werkzeug 240 zum Anbringen von Vertie fungen ordentlich in X- und Y-Richtung orientiert sein muß, um Vertiefungen 216 am richtigen Ort herzustellen, was wiederum eine exakte Bewegung des Werkzeugs 240 zum Anbringen von Vertiefungen erfordert. Wenn das asymme trische Werkzeug zum Anbringen von Vertiefungen 240 gedreht wird, um die Vertiefungen 216 zu erzeugen, welche unterschiedliche Orientierungen aufwei sen, so muß der aufstehende Bereich 502 mit der richtigen Position wieder aus gerichtet werden. Zusätzlich ist es schwierig, den zentralen Drehpunkt des Werkzeugs 240 zum Anbringen von Vertiefungen festzulegen. Weiterhin ist es zeitaufwendig, das Werkzeug 240 zum Anbringen von Vertiefungen für ver schiedene Ausrichtungen erneut zu orientieren. Um diese Beschränkung zu überwinden, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung den Schluß gezogen, daß eine dazu radikal verschiedene Struktur für eine Vorrichtung ver wendet werden kann. Fig. 43 zeigt, daß er erhobene Bereich des Werkzeugs 508 zum Anbringen von Vertiefungen bevorzugterweise vier Symmetrieachsen auf weist. Ein symmetrisches Werkzeug 508 zum Anbringen von Vertiefungen be seitigt die Notwendigkeit des Drehens und Wiederausrichtens des Werkzeugs 508 zum Anbringen von Vertiefungen, um das gewünschte Muster zu erzeugen. Zusätzlich ist es einfacher, einen symmetrischen erhobenen Bereich des Werk zeugs 508 an den Vertiefungen herzustellen. Die Erfinder der vorliegenden Er findung haben weiterhin realisiert, daß die Polyimidschicht 220 mit den ge wünschten Mustern für die Armbereiche 504 ausgeführt werden können. Es ist relativ naheliegend, die Polyimidschicht 220 mit dem gewünschten Muster für den Armbereich 508 der Vorrichtung zu versehen, innerhalb dessen der erha bene Bereich des Werkzeugs 508 zum Anbringen von Vertiefungen ausgerich tet ist, um die gewünschte Vertiefung herzustellen.

Fig. 44 zeigt, daß der resultierende Aufbau das Substrat 530 umfaßt, eine Poly imidschicht 534 (mit einem Muster versehen), das leitende Material 532 mit ei ner symmetrischen Vertiefung 533 im Substrat 530, die Leiterbahn 536 und ei ne Polyimidschicht 538. Dieser Aufbau entspricht dem in Fig. 20 gezeigten. Nachdem das Substrat 530 entfernt worden ist, befindet sich der Armbereich im wesentlichen in derselben Ebene wie die Polyimidschicht 534, wie in Fig. 45 gezeigt.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben beobachtet, daß wenn das Werkzeug zum Anbringen von Vertiefungen verwendet wird, um nacheinander eine Serie von Vertiefungen herzustellen, wie Fig. 46 gezeigt, daß dann die re sultierenden Vertiefungen nicht gleichförmig sind. Nach Begutachtung dieses Resultats kamen die Erfinder der vorliegenden Erfindung zur Schlußfolgerung, daß mit einer zunehmend kleineren Schrittweite das Werkzeug zum Anbringen von Vertiefungen beim Eindringen das Substrat in daneben liegende Vertiefun gen verdrängt, welche bereits errichtet worden sind. Die so erzeugten Vertie fungen sind nicht gleichförmig ihrer Natur nach und es ist schwierig, sie mit Metall zu galvanisieren, falls der Boden ungewöhnlich dünn ist. Die resultie renden nicht gleichförmigen Vorrichtungen neigen dazu, ungleichmäßig zu messen, sich unter Druck zu verbiegen und vorzeitig abzubrechen, falls sie dünn sind. Um die Gleichmäßigkeit zu erhöhen, kamen die Erfinder der vorlie genden Erfindung zur Schlußfolgerung, daß der erhabene Bereich 502 eine ho he und schmale pyramidenförmige Gestalt aufweisen sollte. Solch eine Gestalt. für einen erhabenen Bereich erlaubt es, schrittweise eine Vertiefung zu erzeu gen, während zuvor erzeugte Öffnungen im wesentlichen unbeeinflußt bleiben. Eine andere Technik, die angewandt werden kann, um die Gleichförmigkeit der Vertiefungen zu erhöhen, besteht darin, die Vertiefungen durch eine Mehrzahl anwachsend tieferer Eindringungen des Werkzeugs zum Anbringen von Vertie fungen im Substrat herzustellen. Mit anderen Worten heißt das, daß der erste Einschlag des Werkzeugs zum Anbringen von Vertiefungen in das Substrat von begrenzter Tiefe sein sollte, während darauffolgende Einschläge eine vergrö ßerte Tiefe haben sollten, bis die gewünschte Tiefe erreicht ist.

Obwohl ein Werkzeug zur Anbringung von Vertiefungen mit vier Symmetrie achsen viele Vorteile aufweist, hat es eine etwas beschränkte Fähigkeit zum Anbringen von Schrittweiten. Um die Schrittweite der Vorrichtung (Dichte) zu vergrößern, kann ein Werkzeug zum Anbringen von Vertiefungen mit einer Zweiachs-Symmetrie verwendet werden, wie in Fig. 47 gezeigt. Die schmale Breite und die wesentlich größere Länge des Werkzeugs 600 zum Anbringen von Vertiefungen erlaubt es, daß jegliche Luft, welche in der an der Oberfläche ausgeformten Vertiefung enthalten ist, und Blasen, welche während des Galva nisierens entstanden sind, leicht entkommen können. Weiterhin erlaubt es die beschränkte Breite, daß eine kleine Schrittweite erzielt wird. Die Seiten des Werkzeugs zum Anbringen von Vertiefungen können parallel sein oder leicht geneigt, je nach Wunsch.

Während die in Fig. 47 angezeigte Vorrichtung Vorteile aufweist, kann es schwierig sein, die Kontaktierungsbereiche 602 genau auszurichten, da sie von der Vorrichtung selber teilweise verdeckt sein können. Um eine Vorrichtung bereitzustellen, welche leichter auszurichten ist, können die Kontaktierungsbe reiche an einem der außen gelegenen Enden eingebracht sein, wie die Fig. 48 zeigt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Membranmeßfühlers, welches umfaßt:

a) Bereitstellen eines Substrats,
b) Herstellen einer Vertiefung im Substrat,
c) Einbringen von leitendem Material in die Vertiefung;
d) Anschließen einer Leiterbahn an das leitende Material; und
e) Entfernen des Substrats vom leitenden Material.

2. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Vertiefung unter Verwendung ei nes Werkzeugs hergestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, welches weiterhin den Schritt des Anpres sens des Werkzeugs an das Substrat umfaßt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, welches weiterhin den Schritt des Herstel lens einer zweiten Vertiefung mittels des Werkzeugs umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, welches weiterhin den Schritt umfaßt, daß das Werkzeug seitlich relativ zu dem Substrat verschoben wird, um die zweite Vertiefung herzustellen.

6. Verfahren nach Anspruch 2, welches einen Schritt des Bildens eines ver tikalen Anschlags auf dem Werkzeug umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Werkzeug einen Formbereich aufweist, welcher zur Herstellung der ersten Vertiefung verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Formbereich geneigte Seitenwän de aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Membran vor der Leiterbahn an gebracht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Formbereich eine geneigte Ober fläche zwischen einem vorderen und einem rückwärtigen Ende aufweist.

11. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Formbereich einen vorderen und ein rückwärtigen Teil aufweist und wobei der rückwärtige Teil dünner ist als der vordere Teil.

12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Substrat aus duktilem Material besteht.

13. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Werkzeug aus einem Material besteht, welches härter ist als das Substrat.

14. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin den Schritt des Herstel lens einer zweiten Vertiefung umfaßt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die erste Vertiefung im wesentli chen ähnlich ist zur zweiten Vertiefung.

16. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin einen Schritt des Ausfor mens einer Isolationsschicht auf dem Substrat umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Isolationsschicht auf dem Sub strat vor der Herstellung der ersten Vertiefung ausgeformt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die Isolationsschicht eine Öffnung festlegt und die Vertiefung an einer Stelle hergestellt wird, welche zur Öffnung ausgerichtet ist.

19. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das leitende Material Nickel und/oder Rhodium enthält.

20. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin den Schritt des Bildens einer externen Schicht aus Rhodium auf dem leitenden Material umfaßt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die äußere Schicht aus Rhodium ei ne V-förmige Form aufweist.

22. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Anbringens von lei tendem Material in der Vertiefung ein Galvanisieren des leitenden Materials auf dem Substrat umfaßt.

23. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das leitende Material gleichmäßig abgeschieden wird.

24. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin den Schritt des Planie rens des leitenden Materials umfaßt, nachdem das leitende Material in die Vertiefung eingebracht worden ist.

25. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin den Schritt des Ausfor mens der Vertiefung umfaßt, so daß das leitende Material eine im we sentlichen flache Oberfläche relativ zu einer Stützfläche der Membran auflage aufweist.

26. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin den Schritt umfaßt, daß die Vertiefung so hergestellt wird, daß das leitende Material im wesent lichen pyramidenförmig ist.

27. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin den Schritt des Polierens des Substrats vor Herstellen der Vertiefung umfaßt.

28. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin den Schritt des Formens einer angerauhten Oberfläche auf dem leitenden Material umfaßt.

29. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein Kristallgefüge auf weist und die Vertiefung mindestens eine im wesentlichen flache Ober fläche aufweist, die relativ zum Kristallgefüge geneigt ist, wobei die Oberfläche und das Kristallgefüge einen spitzen Winkel einschließen.

30. Meßfühleraufbau (42) zum Testen einer elektrischen Vorrichtung, wel che umfaßt:

a) eine Auflage;
b) eine Membran, welche die Auflage übergreift,
c) eine Vielzahl länglicher Leiter, welche von der Membran gestützt sind;
d) eine Vielzahl länglicher Kontakte, welche von der Membran gestützt sind; wobei jeder Kontakt elektrisch mit zumindest einem zugeordneten Leiter verbunden ist, wobei ein jeder Kontakt sich abhängig von einem Anpressen der elektrischen Vorrichtung verkippt, und ein jeder der Kon takte zumindest eine flache Oberfläche aufweist, die relativ zur Mem bran geneigt ist, wodurch ein spitzer Winkel relativ dazu festgelegt wird.

31. Meßfühleraufbau nach Anspruch 30, wobei der Kontakt ein vorderes En de und einen Kontaktierungsbereich aufweist und die geneigte Oberflä che zwischen dem rückwärtigen Ende und dem Kontaktierungsbereich liegt.

32. Meßfühleraufbau nach Anspruch 30, wobei die geneigte Oberfläche eine Seite des Kontakts ist.

33. Meßfühleraufbau nach Anspruch 30, wobei der Kontakt einstückig inte griert ausgeführt ist.

34. Meßfühleraufbau nach Anspruch 30, wobei der Kontakt im wesentlichen pyramidenförmig ausgeführt ist.

35. Meßfühleraufbau nach Anspruch 30, wobei der Kontakt ein Profil fest legt, welches ein breites und ein schmales Ende aufweist.

36. Meßfühleraufbau nach Anspruch 30, wobei ein jeder der Kontakte einen entsprechenden Kontaktierungsbereich aufweist und die Kontaktie rungsbereiche in linearer Anordnung ausgerichtet sind.

37. Meßfühleraufbau nach Anspruch 35, wobei ein jeder der Kontakte einen zugeordneten Kontaktierungsbereich aufweist, wobei die Kontaktie rungsbereiche in linearer Anordnung ausgerichtet sind und die Kontak te so angeordnet sind, daß ein breites Ende eines der Kontakte neben ei nem schmalen Ende eines anderen Kontakts liegt.

38. Meßfühleraufbau zum Testen einer elektrischen Vorrichtung, welche umfaßt:

a) eine Auflage
b) eine Membran, welche die Auflage übergreift;
c) einen länglichen Leiter, welcher von der Membran gestützt ist;
d) einen länglichen Kontakt, welcher von der Membran gestützt ist und elektrisch mit dem Leiter verbunden ist, wobei der Kontakt sich abhän gig von einem Anpressen der elektrischen Vorrichtung verkippt, wobei der Kontakt einen länglichen Bereich und einen Kontaktierungsbereich in übereinanderliegender Anordnung relativ zum länglichen Bereich aufweist und der Kontaktierungsbereich und der längliche Bereich ein stückig integriert miteinander ausgeführt sind.

39. Meßfiihleraufbau nach Anspruch 38, wobei der längliche Bereich ein rückwärtiges Ende aufweist und eine geneigte Oberfläche sich längs dem länglichen Bereich und von dem rückwärtigen Ende weg erstreckt.

40. Meßfühleraufbau nach Anspruch 38, wobei der längliche Bereich eine relativ zur Membran geneigte Seite aufweist, wodurch ein spitzer Win kel dazwischen festgelegt wird.

41. Meßfühleraufbau nach Anspruch 38, wobei der Kontakt im wesentlichen pyramidenförmig ist.

42. Meßfühleraufbau nach Anspruch 38, wobei der Kontakt ein Profil mit ei nem breiten Ende und einem schmalen Ende aufweist.

43. Meßfühleraufbau zum Testen einer elektrischen Vorrichtung, welche umfaßt:

a) eine Auflage;
b) eine Membran, welche die Auflage übergreift;
c) einen länglichen Leiter, welcher von der Membran gestützt ist;
d) einen Kontakt, welcher von der Membran gestützt ist und elektrisch verbunden ist mit dem Leiter, wobei der Kontakt einen sich nach unten erstreckenden länglichen Grat aufweist mit einem Paar von Seiten, wel che einen spitzen Winkel zwischen sich festlegen, wobei der Grat zum Schneiden durch eine Oxidschicht auf der elektrischen Vorrichtung ge eignet ist.

44. Meßfühleraufbau nach Anspruch 43, wobei das Paar von Seiten zusam mentrifft, um den Grat zu bilden.

45. Meßfühleraufbau nach Anspruch 43, wobei der Grat sich im wesentli chen über den Kontakt hinweg erstreckt.

46. Meßfühleraufbau nach Anspruch 43, wobei der Kontakt weiterhin eine flache Oberfläche umfaßt, welche den Grat stützt.

47. Meßfühleraufbau nach Anspruch 43, welcher weiter eine Vielzahl von sich nach unten erstreckenden länglichen Graten umfaßt.

48. Meßfühleraufbau nach Anspruch 47, wobei die Vielzahl von Graten ein Waffelmuster bilden.

49. Meßfühleraufbau nach Anspruch 43, wobei der Kontakt einen Bogen festlegt und der Grat an einem Ende des Bogens ausgebildet ist.

50. Meßfühleraufbau nach Anspruch 49, wobei der Kontakt einen weiteren länglichen Grat am anderen Ende des Bogens aufweist.

51. Verfahren zum Testen einer elektrischen Vorrichtung mit einer elektri schen Kontaktfläche mit einer Oxidoberfläche, welches die folgenden Schritte umfaßt:

a) Herstellen eines Kontakts mit einem länglichen Grat mit einem Paar ge neigter Oberflächen, welche einen spitzen Winkel zwischen sich festle gen;
b) elektrisches Kontaktieren des Kontakts mit einer zu testenden Vorrich tung;
c) Andrücken des Grats auf der elektrischen Kontaktfläche;
d) Wegkratzen der Oxidoberfläche durch den Grat;
e) Eindringenlassen des Grats in die elektrische Kontaktfläche;
f) Testen der elektrischen Vorrichtung unter Verwendung einer Testvor richtung.

52. Verfahren nach Anspruch 51, wobei das Paar der geneigten Seiten sich trifft.

53. Verfahren nach Anspruch 51, welches weiterhin den Schritt des Bereit stellens einer Anschlagfläche auf dem Kontakt umfaßt.

54. Verfahren nach Anspruch 51, welches zusätzlich den Schritt des Bereit stellens eines weiteren länglichen Grats auf dem Kontakt umfaßt.

55. Verfahren nach Anspruch 54, wobei die Grate parallel sind.

56. Verfahren nach Anspruch 54, wobei die Grate senkrecht sind.

57. Verfahren nach Anspruch 51, welches weiter den Schritt des Bildens ei nes Bogens mit diesem Kontakt umfaßt.

58. Das Verfahren nach Anspruch 57, wobei der Grat an einem Ende des Bogens angebracht ist.

59. Das Verfahren nach Anspruch 51, wobei die elektrische Kontaktfläche ein Lothöcker ist.

60. Verfahren zum Testen einer elektrischen Vorrichtung mit einer Kon taktfläche, welches die folgenden Schritte umfaßt:

a) Bilden eines Paares von Kontakten auf einer Membran;
b) ein elektrisches Inkontaktbringen des Paares von Kontakten mit Test vorrichtung;
c) Anpressen der beiden Kontakte auf die Kontaktfläche;
d) Testen der elektrischen Vorrichtung an der Kontaktfläche unter Ver wendung der Testvorrichtung.

61. Verfahren nach Anspruch 60, welches weiterhin den Schritt umfaßt des Bereitstellens eines Paares von Leitern, welche von der Membran ge stützt sind, Verbinden eines jeden Leiters mit der Testvorrichtung und Verbinden eines der Kontakte mit einem der Leiter und Verbinden des anderen Kontakts mit dem anderen Leiter.

62. Verfahren nach Anspruch 60, welches weiterhin den Schritt umfaßt des Kippens eines jeden Paares von Kontakten, wenn ein jedes solches Paar von Kontakten durch Anpressen in elektrischen Kontakt mit der Kon taktfläche gebracht wird.

63. Verfahren nach Anspruch 60, welches weiterhin den Schritt umfaßt des Entfernens einer Oxidoberfläche von der Kontaktfläche mittels der Kon takte.

64. Verfahren zum Herstellen eines Meßfühlers, welches umfaßt:

a) Bereitstellen eines Substrats;
b) Auftragen eines strukturierten Musters auf das Substrat, wobei das strukturierte Muster eine Vielzahl von Öffnungen darin festlegt;
c) Ausrichten eines Werkzeugs relativ zu zumindest einer der Öffnungen und Herstellen eines ersten Satzes von Vertiefungen in den Öffnungen basierend auf dem Muster von zumindest einem Teil der Öffnungen;
d) erneutes Ausrichten des Werkzeugs relativ zu zumindest einer der Öff nungen und Herstellen eines zweiten Satzes von Vertiefungen innerhalb der Öffnungen auf Grundlage des Musters von zumindest einem Teil dieser Öffnungen; und
e) Einbringen von leitfähigem Material in eine Vielzahl der Vertiefungen und anschließendes Entfernen des Substrats vom leitenden Material.

65. Verfahren nach Anspruch 64, welches weiterhin umfaßt das Verbinden einer Leiterbahn mit dem leitenden Material.

66. Verfahren nach Anspruch 65, welches weiterhin umfaßt das Anbringen einer Membran, um das leitende Material zu stützen.

67. Verfahren nach Anspruch 66, wobei die Membran nach Verbinden der Leiterbahn mit dem leitenden Material angebracht wird.

68. Verfahren nach Anspruch 64, wobei die Vertiefungen durch Eindrücken eines Werkzeugs in das Substrat gebildet werden.

69. Verfahren nach Anspruch 68, welches den Schritt umfaßt des seitlichen Verschiebens des Werkzeugs relativ zum Substrat, um die Vertiefungen herzustellen.

70. Verfahren zum Herstellen eines Meßfühlers, welches umfaßt:

a) Bereitstellen eines Substrats;
b) Aufbringen einer Schicht auf dem Substrat und anschließendes Ausbil den eines Musters in der Schicht, um eine Vielzahl von Öffnungen darin festzulegen;
c) Herstellen eines Satzes von Vertiefungen in den Öffnungen, nachdem die Schicht mit einem Muster versehen worden ist;
d) Einbringen von leitendem Material in die Vertiefungen;
e) Entfernen des Substrats vom leitenden Material.

71. Verfahren nach Anspruch 70, welches weiterhin umfaßt das Verbinden einer Leiterbahn mit dem leitenden Material.

72. Verfahren nach Anspruch 71, welches weiterhin das Anbringen einer Membran zum Stützen des leitenden Materials umfaßt.

73. Verfahren nach Anspruch 72, wobei die Membran angebracht wird, nachdem die Leiterbahn mit dem leitenden Material verbunden worden ist.

74. Verfahren nach Anspruch 70, wobei die Vertiefungen durch Einpressen eines Werkzeugs in das Substrat gebildet werden.

75. Verfahren nach Anspruch 74, welches den Schritt des seitlichen Ver schiebens des Werkzeugs relativ zum Substrat umfaßt, um die Vertie fungen herzustellen.

76. Verfahren zum Herstellen eines Meßfühlers, welches umfaßt:

a) Bereitstellen eines Substrats;
b) Herstellen eines Satzes von Vertiefungen in dem Substrat durch Ein pressen eines Werkzeugs an das Substrat, wobei die Tiefe der Vertie fung zumindest zum Teil durch einen Abschnitt des Werkzeugs geregelt wird, welcher sich hiervon nach außen erstreckt und beim Anpressen mit dem Substrat in Kontakt tritt, wodurch die weitere Relativbewe gung des Substrats relativ zum Werkzeug unterbunden wird;
c) Anbringen des leitenden Materials in den Vertiefungen; und
d) Entfernen des Substrats vom leitenden Material.

77. Verfahren nach Anspruch 76, welches weiterhin das Verbinden einer Leiterbahn mit dem leitenden Material umfaßt.

78. Verfahren nach Anspruch 77, welches weiterhin das Anbringen einer Membran zum Stützen des leitenden Materials umfaßt.

79. Verfahren nach Anspruch 78, wobei die Membran angebracht wird, nachdem die Leiterbahn mit dem leitenden Material verbunden worden ist.

80. Verfahren nach Anspruch 78, welches den Schritt umfaßt des seitlichen Verschiebens des Werkzeugs relativ zum Substrat, um die Vertiefungen herzustellen.

81. Meßfühleraufbau zum Testen einer elektrischen Vorrichtung, welche umfaßt:

a) eine Auflage;
b) eine Membran, welche die Auflage übergreift;
c) eine Vielzahl von länglichen Leitern, welche von der Membran getragen werden;
d) eine Vielzahl von Kontakten, welche von der Membran getragen werden, wobei ein jeder der Kontakte elektrisch mit zumindest einem der zuge ordneten Leiter verbunden ist; und
e) eine Vielzahl von Kontakten, welche weiterhin bestehen aus:
- a) einem ersten Material mit einem ersten Kontaktwiderstand, welcher an dem Kontaktierungsbereich des Kontakts angebracht ist;
- b) einem zweiten Material mit einem zweiten Kontaktwiderstand, wo bei der erste Kontaktwiderstand geringer ist als der zweite Kontaktwi derstand.

82. Meßfühleraufbau nach Anspruch 81, wobei das erste Material leitendes Rhodium ist.

83. Meßfühleraufbau nach Anspruch 82, wobei das zweite Material leiten des Nickel ist.

84. Meßfühleraufbau nach Anspruch 81, wobei ein jeder der Kontakte ver kippt wird in Abhängigkeit vvn einem Anpressen an die elektrische Vor richtung.

85. Meßfühleraufbau zum Testen einer elektrischen Vorrichtung, welche umfaßt:

a) eine Auflage;
b) eine Membran, welche die Auflage übergreift;
c) eine Vielzahl von länglichen Leitern, welche von der Membran gestützt sind;
d) eine Vielzahl von Kontakten, welche von der Membran gestützt sind, wobei ein jeder der Kontakte elektrisch verbunden ist mit zumindest ei nem zugeordneten Leiter; und
e) eine Vielzahl von Kontakten, welche weiterhin bestehen aus:
- a) einem ersten Material, welches an den Kontaktfläche der Kontakte angebracht ist, wobei die Tiefe des ersten Materials in einer Richtung senkrecht zur Membran größer ist als die Tiefe des ersten Materials in Richtung senkrecht zur Seite des ersten Materials;
- b) einem zweiten Material, welches das erste Material trägt, wobei sich das erste Material vom zweiten Material unterscheidet.

86. Meßfühleraufbau nach Anspruch 85, wobei das erste Material leitendes Rhodium ist.

87. Meßfühleraufbau nach Anspruch 86, wobei das zweite Material leiten des Nickel ist.

88. Meßfühleraufbau nach Anspruch 85, wobei ein jeder der Kontakte in Ab hängigkeit vom Anpressen an die elektrische Vorrichtung verkippt wird.

89. Verfahren zum Herstellen eines Meßfühlers, welches umfaßt;

a) Bereitstellen eines Substrats;
b) Herstellen eines Satzes von Vertiefungen in dem Substrat mit zumin dest einer Seitenwand, welche unabhängig ist von der Kristallstruktur des Substrats;
c) Einbringen von leitendem Material in die Vertiefungen;
d) Entfernen des Substrats vom leitenden Material.

90. Verfahren nach Anspruch 89, welches weiter das Verbinden einer Lei terbahn mit dem leitenden Material umfaßt.

91. Verfahren nach Anspruch 90, welches weiterhin die Verwendung einer Membran zum Stützen des leitenden Materials umfaßt.

92. Verfahren nach Anspruch 91, wobei die Membran nach Verbinden der Leiterbahn mit dem leitenden Material angebracht wird.

93. Verfahren nach Anspruch 89, welches den Schritt des seitlichen Ver schiebens eines Werkzeugs relativ zum Substrat umfaßt, um die Vertie fungen herzustellen.

94. Meßfühleraufbau zum Testen einer elektrischen Vorrichtung, welche umfaßt:

a) eine Auflage;
b) eine Membran, welche die Auflage übergreift;
c) eine Vielzahl von länglichen Leitern, welche von der Membran gestützt sind;
d) eine Vielzahl von länglichen Kontakten, welche von der Membran ge stützt sind, wobei ein jeder der länglichen Kontakte elektrisch verbun den ist mit zumindest einem zugeordneten Leiter, wobei einer jeder der länglichen Kontakte in Abhängigkeit vom Anpressen an die elektrische Vorrichtung verkippt wird; und
e) wobei die länglichen Kontakte weiterhin charakterisiert sind durch:
- a) einen Kontaktierungsbereich, welcher so angeordnet ist, daß er in An preßverbindung mit der elektrischen Vorrichtung tritt;
- b) einen Hauptteil eines Körpers, welcher sich vom Kontaktierungsbe reich weg erstreckt und sich mit zunehmender Entfernung vom Kontak tierungsbereich fortlaufend in der Dicke verringert.

95. Meßfühleraufbau nach Anspruch 94, wobei der Hauptteil sich in linea rer Weise zunehmend verkleinert.

96. Meßfühleraufbau nach Anspruch 94, wobei der Kontaktierungsbereich und der Körper homogen zueinander sind.

97. Meßfühleraufbau nach Anspruch 96, wobei der Kontaktierungsbereich und der Körper homogen zueinander sind.

98. Meßfühleraufbau nach Anspruch 94, wobei der längliche Kontakt im we sentlichen pyramidenförmig ist.

99. Meßfühleraufbau nach Anspruch 94, wobei der Kontaktierungsbereich im wesentlichen parallel ist relativ zur Membran und der Hauptteil re lativ zur Membran geneigt ist.

100. Meßfühleraufbau zum Testen einer elektrischen Vorrichtung, welche umfaßt:

a) eine Auflage;
b) eine Membran, welche die Auflage umgreift;
c) eine Vielzahl von länglichen Leitern, welche von der Membran getragen werden;
d) eine Vielzahl von Kontakten, welche von der Membran getragen werden, wobei ein jeder der Kontakte mit zumindestens einem zugeordneten Lei ter elektrisch verbunden ist; und
e) wobei die Kontakte weiterhin gekennzeichnet sind durch einen Kontak tierungsbereich, welcher so positioniert ist, daß er mit der elektrischen Vorrichtung dort in Anpreßkontakt kommt, wo der Kontaktierungsbe reich eines jeden der Kontakte eine im wesentlichen identische nicht glatte Oberflächenstruktur aufweist.

101. Meßfühleraufbau nach Anspruch 100, wobei die ein jeder der länglichen Kontakte in Abhängigkeit vom Anpressen an die elektrische Vorrich tung verkippt wird.

102. Meßfühleraufbau nach Anspruch 100, wobei der Kontaktierungsbereich im wesentlichen parallel ist zur Membran.

103. Meßfühleraufbau zum Testen einer elektrischen Vorrichtung, welche umfaßt:

a) eine Auflage;
b) eine Membran, welche die Auflage übergreift;
c) eine Vielzahl von länglichen Leitern, welche von der Membran getragen werden;
d) eine Vielzahl von länglichen Kontakten, welche von der Membran getra gen werden, wobei ein jeder der länglichen Kontakte mit zumindest ei nem zugeordneten Leiter elektrisch verbunden ist; und
e) wobei die länglichen Kontakte weiterhin gekennzeichnet sind durch eine erste Breite in der Nähe eines Kontaktierungsbereichs hin zur elektri schen Vorrichtung, wobei diese erste Breite geringer ist als eine zweite Breite in der Nähe des mit Bezug auf den Kontaktierungsbereich gegen überliegenden Endes des länglichen Kontakts.

104. Meßfühleraufbau nach Anspruch 103, wobei ein jeder der länglichen Kontakte in Abhängigkeit von einem Anpressen an die elektrische Vor richtung verkippt wird.

105. Meßfühleraufbau nach Anspruch 103, wobei ein jeder der Kontaktie rungsbereiche in einer linearen Anordnung ausgerichtet ist und die Kontakte so angeordnet sind, daß das gegenüberliegende Ende eines der Kontakte an das nicht gegenüberliegende Ende eines anderen Kontakts angrenzt.

106. Meßfühleraufbau nach Anspruch 105, wobei ein jeder der Kontaktie rungsbereiche im wesentlichen längs einer Achse ausgerichtet ist, und das gegenüberliegende Ende eines der Kontakte in übergreifender Weise ausgerichtet ist zum mit Bezug auf die Richtung senkrecht zur Achse gegenüberliegenden Ende eines angrenzenden Kontakts.

107. Meßfühleraufbau zum Testen einer elektrischen Vorrichtung, welche umfaßt:

a) eine Auflage;
b) eine Membran, welche die Auflage übergreift;
c) einen länglichen Leiter, welcher von der Membran gestützt wird;
d) einen Kontakt, welcher von der Membran gestützt wird, wobei der Kon takt elektrisch verbunden ist mit den Leitern; und
e) wobei der Leiter eine nicht gleichförmige Dicke längs der Länge der Lei ter aufweist.

108. Meßfühleraufbau nach Anspruch 107, wobei der Kontakt in Abhängig keit von einem Anpressen an die elektrische Vorrichtung verkippt wird.

109. Meßfühleraufbau nach Anspruch 107, wobei der längliche Leiter eine er ste Dicke unterhalb des Kontakts aufweist und eine zweite Dicke, wel che von dem Kontakt beabstandet angebracht ist, wobei die erste Dicke kleiner ist als die zweite Dicke.

110. Meßfühleraufbau nach Anspruch 107, wobei der längliche Leiter eine er ste Dicke aufweist in einem Bereich unter dem Kontakt und der längli che Leiter eine zweite Dicke aufweist in einem zweiten Bereich, welcher vom Kontakt beabstandet angebracht ist, wobei der längliche Leiter eine dritte Dicke in einem dritten Bereich zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich aufweist, wobei die dritte Dicke weniger ist als zu mindest die erste Dicke oder die zweite Dicke.

111. Meßfühleraufbau nach Anspruch 110, wobei der dritte Bereich direkt unterhalb zumindest eines Teils des Kontaktierungsbereichs eines Kon takts ist.

112. Meßfühleraufbau nach Anspruch 110, wobei der dritte Bereich direkt unter zumindest einem Teil des Kontakts gegenüberliegend einem Kon taktierungsbereich des Kontakts ist.

113. Meßfühleraufbau zum Testen einer elektrischen Vorrichtung, welcher umfaßt:

a) eine Auflage;
b) eine Membran, welche die Auflage übergreift;
c) einen länglichen Leiter, welcher durch die Membran gestützt ist;
d) einen Kontakt, welcher durch die Membran gestützt ist, wobei der Kon takt elektrisch mit der Leitung verbunden ist, wobei der Kontakt eine Umfassungskurve um den Kontakt definiert; und
e) wobei der Leiter in elektrischem Kontakt steht längs zumindest zweier Seiten der Umfassungskurve.

114. Meßfühleraufbau nach Anspruch 113, wobei der Kontakt in Abhängig keit von einem Anpressen an die elektrische Vorrichtung verkippt wird.

115. Meßfühleraufbau nach Anspruch 113, wobei die Umfassungskurve zu mindest vier Seiten umfaßt.

116. Meßfühleraufbau nach Anspruch 115, wobei der Leiter im elektrischen Kontakt steht längs zumindest dreier angrenzender Seiten der Umfas sungskurve.

117. Meßfühleraufbau nach Anspruch 116, wobei der Leiter im fortgesetzten elektrischen Kontakt längs zumindest dreier angrenzender Seiten der Umfassungskurve steht.

118. Meßfühleraufbau nach Anspruch 117, wobei die Umfassungskurve vier im wesentlichen gerade Seiten umfaßt.

119. Meßfühleraufbau zum Testen einer elektrischen Vorrichtung, welche umfaßt:

a) eine Auflage;
b) eine Membran, welche die Auflage übergreift;
c) einen länglichen Leiter, welcher von der Membran gestützt ist;
d) einen Kontakt, welcher von der Membran gestützt ist, wobei der Kon takt elektrisch mit dem Leiter verbunden ist, und
e) wobei der Leiter so aufgebaut ist, daß er Veränderungen in der Korn struktur innerhalb der Dicke des Leiters aufweist.

120. Meßfühleraufbau nach Anspruch 119, wobei der Kontakt in Abhängig keit von einem Anpressen an die elektrische Vorrichtung verkippt wird.

121. Meßfühleraufbau nach Anspruch 119, wobei die Änderungen in der Kornstruktur in einem Bereich in der Nähe des Kontakts vorliegen.

122. Meßfühleraufbau nach Anspruch 121, wobei der Leiter eine Schicht aus Nickel zwischen Kupferschichten umfaßt.

123. Meßfühleraufbau zum Testen einer elektrischen Vorrichtung, welcher umfaßt:

a) eine Auflage;
b) eine Membran, welche die Auflage übergreift;
c) einen länglichen Leiter, welcher von der Membran gestützt wird;
d) einen Kontakt, welcher von der Membran gestützt wird, wobei der Kon takt elektrisch mit einem der Leiter verbunden ist und
e) wobei der Kontakt einen Kontaktierungsbereich und einen Endbereich gegenüberliegend vom Kontaktierungsbereich umfaßt, wobei der Endbe reich im wesentlichen flexibler ist als der Rest des Kontakts.

124. Meßfühleraufbau nach Anspruch 123, wobei der Kontakt in Abhängig keit von einem Anpressen an die elektrische Vorrichtung verkippt wird.

125. Meßfühleraufbau nach Anspruch 123, wobei die Verbiegung eines End bereichs im wesentlichen der Verbiegung des darunter liegenden längli chen Leiters entspricht.

126. Meßfühleraufbau nach Anspruch 123, wobei der Endbereich einen kon kaven Querschnitt aufweist.

127. Meßfühleraufbau zum Testen einer elektrischen Vorrichtung, welcher umfaßt:

a) eine Auflage;
b) eine Membran, welche die Auflage übergreift;
c) einen länglichen Leiter, welcher von der Membran gestützt wird;
d) einen Kontakt, welcher von der Membran gestützt wird, wobei der Kon takt elektrisch mit den Leitern verbunden ist;
e) eine Zusatzschicht, welche von der Membran in einen Bereich in der Nä he des Kontakts gestützt wird, wobei die Zusatzschicht steifer ist als die Membran.

128. Meßfühleraufbau nach Anspruch 127, wobei der Kontakt in Abhängig keit von einem Anpressen an die elektrische Vorrichtung verkippt wird.

129. Meßfühleraufbau nach Anspruch 128, wobei die Zusatzschicht zumin dest teilweise direkt unterhalb eines Endbereichs des Kontakts liegt.

130. Meßfühleraufbau nach Anspruch 129, wobei die Zusatzschicht den Krümmungsradius des länglichen Leiters in einem Bereich in der Nähe der Zusatzschicht vergrößert, wenn der der Kontakt um mehr als den Krümmungsradius des länglichen Leiters in dem Bereich in der Nähe verkippt wird, der auftreten würde, wenn der Kontakt gekippt würde, falls die Zusatzschicht nicht eingeschlossen wäre.

131. Meßfühleraufbau zum Testen einer elektrischen Vorrichtung, welche umfaßt:

a) eine Auflage;
b) eine Membran, welche die Auflage übergreift;
c) einen länglichen Leiter, welcher von der Membran gestützt ist;
d) einen Kontakt, welcher von der Membran gestützt ist, wobei der Kon takt elektrisch mit den Leitern verbunden ist; und
e) wobei der Kontakt einen Kontaktierungsbereich und einen länglichen Körper umfaßt, wobei der längliche Körper ein Paar von Seiten umfaßt, welche einen spitzen Winkel dazwischen festlegen.

132. Meßfühleraufbau nach Anspruch 131, wobei der Kontakt in Abhängig keit von einem Anpressen an die elektrische Vorrichtung verkippt wird.

133. Meßfühleraufbau nach Anspruch 131, wobei das Paar von Seiten zusam menstößt, um eine einzelne Linie zu definieren.

134. Meßfühleraufbau nach Anspruch 132, wobei das Paar von Seiten zusam menstößt, um eine einzelne Linie zu definieren.

135. Meßfühleraufbau nach Anspruch 131, wobei die Vorrichtung eine Viel zahl von Kontakten umfaßt, wobei die Kontaktierungsbereiche von zu mindest drei Kontakten linear angeordnet sind und die entsprechenden länglichen Körper zumindest zwei verschiedenen Längen aufweisen.

136. Verfahren zum Herstellen eines Meßfühlers, welches umfaßt:

1. Bereitstellen eines Substrats;
2. Herstellen einer Vertiefung im Substrat durch mehrere Vorgänge des Anpressens eines Werkzeugs an das Substrat;
3. Einbringen von leitendem Material in die Vertiefung; und
4. Entfernen des Substrats vom leitenden Material.

137. Verfahren nach Anspruch 136, welches weiterhin das Verbinden einer Leiterbahn mit dem leitenden Material umfaßt.

138. Verfahren nach Anspruch 137, welches weiterhin das Anbringen einer Membran umfaßt, um das leitende Material zu stützen.

139. Verfahren nach Anspruch 138, wobei die Membran angebracht wird, nachdem die Leiterbahn mit dem leitenden Material verbunden worden ist.