CN100476442C - 用于以高频信号测试装置的设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于以例如RF信号的高频信号测试装置的设备。所述设备直接向具有同轴电缆的加载板传递高频信号。所述同轴电缆可向所述加载板上的所述装置处或其附近的位置传递信号。所述电缆可通过螺纹连接连接到所述加载板。所述电缆的另一端可连接到测试模块或另一电缆。所述设备可进一步包括位于所述电路板与所述测试模块之间的部件或外壳，以对所述电缆和其各自的连接提供支撑。所述设备可进一步提供用于高频测试和低频测试两者的连接。

Description

用于以高频信号测试装置的设备

技术领域

本发明涉及以高频信号测试装置的设备，且更明确地说，涉及通过由在所述装置处或其附近的同轴电缆传递高频信号来测试装置的设备。

背景技术

自动测试装备系统或ATE系统用于测试例如半导体装置的装置。ATE系统通常包括产生传输到测试头的测试信号的测试器。所述测试头容纳多个模块。所述测试信号从所述模块传输到接触销钉或弹簧销钉(pogo pin)。配置所述销钉以接触电路板或加载板的外围。加载板中的迹线将测试信号从加载板的外围传递到加载板中心处的插口。测试装置或DUT插入插口中以建立电接触以便进行测试。因此，所述测试信号通过模块、接触销钉、加载板和插口而从测试器传输到DUT。来自DUT的所得信号由测试器接收以便通过相同元件进行评估。

半导体装置通常以低频信号进行测试。随着新型半导体装置的开发连同新的测试协议，目前优选以较高频信号测试DUT。

较高频信号的使用显示出常规ATE系统的某些缺点。在常规ATE系统中，加载板可能非常大且从加载板的外围到其中心的迹线可达12英寸长乃至更长。所述长迹线对于较高频测试信号来说存在某些问题。首先，迹线的附加损耗与迹线中测试信号的频率成比例。长迹线一端处的高频信号可能在信号到达迹线另一端时损耗。其次，即使信号不会完全损耗，所述附加损耗也可在信号中产生不合需要的相位差。第三，具有高频信号的长迹线紧密接近可由于弧电位而导致毫伏波动。所述波动可破坏高频信号。

发明内容

本发明提供用于以高频信号测试装置的设备，其克服常规ATE系统的上述局限性。本发明的设备通过同轴电缆直接向加载板传递高频信号。所述同轴电缆允许信号传递到加载板上的装置处或其附近的位置。这减少了迹线到装置的长度。此外，几乎不存在与同轴电缆相关联的电损耗。同轴电缆还具有屏蔽，所述屏蔽通过充当稳定的接地端而起作用以避免毫伏波动。

在本发明的一实施例中，所述设备包括：插口，在所述插口中插入装置；电路板，所述插口安装于其上；及用于传输测试信号的测试模块。至少一个第一同轴电缆用于向所述电路板传输测试信号以便测试所述装置。所述第一同轴电缆的第一端与所述测试模块连通，而第一同轴电缆的第二端与电路板在一位置处接触。所述位置可为电路板上的任何位置。如果所述测试信号为高频信号，例如射频(RF)信号，那么所述位置可处于插口处或其附近或者处于装置处或其附近以减少从所述位置到装置的迹线长度。

第一同轴电缆可为任何类型的同轴电缆，例如半刚性同轴电缆。第一同轴电缆在其第二端可进一步具有SMA连接器以便与所述电路板螺纹匹配。以这种方式，第一同轴电缆可直接连接到电路板所希望的位置。通过螺纹连接，测试信号可直接传递到迹线，或者传递到电路板中的通孔，其又连接到迹线。

第一同轴电缆的第一端与测试模块连通。在一实施例中，第一端通过直接连接到给定模块而与所述测试模块连通。在另一实施例中，所述第一端通过第二同轴电缆与测试模块连通。所述第二同轴电缆用于第一同轴电缆的第一端与测试模块之间以允许在其间通信。使用两根同轴电缆避免了在大型测试设备中对单一长同轴电缆的需要。长同轴电缆可能下垂，可能与设备中的其它配线纠缠，且可能占用设备中的宝贵空间。第二同轴电缆还可为半刚性同轴电缆。其可通过螺纹连接或推接(push-on)连接，例如盲插连接，连接到第一同轴电缆。第二同轴电缆还可通过螺纹连接或推接连接直接连接到测试模块。

所述设备可进一步包括在电路板与测试模块之间的部件或外壳。所述部件或外壳可包括支撑用于螺纹连接的电路板的板。而且，所述板可具有支撑第一同轴电缆的延伸部分。所述延伸部分防止电缆在测试设备移动的情况下于其连接处松开。此外，在两同轴电缆的实施例中，延伸部分可用于便利两电缆之间的连接。所述部件或外壳可进一步包括具有第二延伸部分的对准板以进一步支撑同轴电缆之间的连接。

在本发明的另一实施例中，所述设备包括：插口，在所述插口中插入装置；电路板，所述插口安装于其上；和用于传输测试信号的至少两个测试模块。每一模块可为设计成互相连接的子器具以形成完整的测试设备。第一测试模块可传输低频信号，而第二测试模块可传输高频信号。例如，所述设备可执行RF和混合信号/模拟测试。

多条同轴电缆在所述装置处或其附近从测试模块传输测试信号。同轴电缆可专门与传输高频信号的第二测试模块连通。同轴电缆还可与第一测试模块连通以向电路板传递低频信号。同轴电缆可用于所述低频信号为其带来许多益处，例如充当稳定的接地端。

当结合图示和附加权利要求阅读时，所属领域的技术人员将从本发明实施例的以下详细描述中明了本发明实施例的所述和其它特征与优点。

附图说明

图1为体现本发明的电路板的示意性说明。

图2为具有关于同轴电缆连接和支撑的额外细节的体现本发明的电路板的示意性部分侧面说明。

图3为体现本发明的测试设备的部分分解侧视图。

图4为图3的区域4的详细视图。

具体实施方式

在实施例的以下描述中参考附图，所述附图形成本发明的一部分，且所述附图中以说明的方式展示了可实践本发明的特定实施例。应了解，在不偏离本发明的优选实施例的范畴的情况下，可利用其它实施例并进行结构上的改变。

图1展示体现本发明的电路板的示意性说明，而图2展示具有关于同轴电缆连接和支撑的额外细节的体现本发明的电路板的示意性部分侧面说明。以下论述参看图1与图2，且相同参考数字指代相同元件。

电路板1为具有圆形形状的印刷电路板。电路板1可为任何其它形状，例如椭圆形、矩形或正方形。电路板1上安装有插口2。插口2容纳装置3以供测试。图2说明插入插口2中的装置3。要测试的装置包括(但不限于)W-LAN、蜂窝电话、音频设备、视频设备、磁盘驱动器、HDTV、DVD和其它RF、模拟及混合信号集成电路。

装置3通过插口2电性连接到迹线4和12。图1和2均说明电路板1的第一层上的迹线4，但迹线4可处于电路板1的任何层或多层。可使用任何类型的迹线，例如微带线。迹线12延伸到电路板1的外围。尽管图1说明迹线12与迹线4处于相同层上，但其可与迹线4处于不同层。此外，迹线12可为任何类型的迹线且不必为与迹线4相同类型的迹线。

迹线4在其另一端处终止于连接件5。连接件5为电缆7的连接件。所述连接件为任何类型连接件，例如(但不限于)电缆的接头、容纳电缆所述端的螺母乃至小孔。图1说明连接件5为穿过电路板1的垂直构件，但连接件5可为任何形状且定位于所述板上的任何位置，例如仅在电路板1的下表面上。连接件5邻接插口2和装置3。连接件5可更靠近插口2乃至装置3来安置，例如直接在插口2乃至装置3处。图1说明用于其它电缆的接近连接件5的其它连接件。迹线12可以与迹线4相同的方式或不同的方式终止。

电缆7可为任何类型的传输电信号的电缆。在图2中，电缆7为同轴电缆，例如(但不限于)半刚性同轴电缆。同轴电缆7在其末端处具有连接器6以与连接件5匹配。连接器6可为插塞，或其可为插头(jack)。所述匹配可为螺纹连接，其中连接器6为具有与连接件5匹配的螺纹的SMA连接器。例如，连接件5可包括与连接器6匹配的耦接螺母以提供SMA连接。连接器6可为手紧式的或通过扳手扭转的以完成螺纹匹配。图1的连接器6展示为与电路板1的底表面连接。然而，所述连接可处于电路板1上的许多任何位置，例如其顶面。

当匹配时，连接器6直接接触迹线4以通过同轴电缆7从测试模块(未图示)传输测试信号。尽管连接器6和迹线4如图2所说明直接接触，但连接器6不必直接接触迹线4来传输测试信号。连接器6可在通孔处与电路板1匹配。所述通孔透过电路板向电路板的第一层上的迹线4传递测试信号。

尽管图2说明电路板1处的连接件与至少一个SMA连接器的连接，但是本发明不限于SMA连接器乃至螺纹匹配。可使用的其它类型的匹配包括卡口匹配，其中连接器通过推力啮合以将插头的柱头插入插塞耦接螺母内部，且接着旋转所述耦接螺母以固定销钉。另一类型的匹配为推接匹配，其中连接器通过直推进行匹配且通过直拉解除匹配。推接匹配包括：具有位于耦接螺母上的簧压卡环的主动锁定连接器；和滑入式连接器，例如盲插(blind mate)连接器，其通过弹簧夹摩擦匹配。当匹配和解除匹配必定频繁发生时，滑入式连接器特别有用。

电缆7的另一端具有如图2所说明的连接器8。连接器8可直接连接到测试模块(图2未图示)或连接到所述测试模块的任何组合件。连接器8还可通过如本文所描述的额外电缆与测试模块连通。连接器8可为盲插连接器，特别是在其将频繁解除匹配以连接到不同测试模块的情况下，或其还可被设计用于与测试模块螺纹连接，例如SMA连接器。

图2进一步说明图2的电路板1与测试模块(未图示)之间的支撑。所述支撑包括板10，其对电路板1提供支撑，电路板1包括对与电缆7连接的支撑。所述板10可为由刚性材料制成的加强件以避免电路板1在测试和维护期间断裂，假定电路板1厚度可能少于5毫米。此外，如果使用本实施例测试不同的装置，那么支撑可能是必需的。不同的装置可能需要不同的测试协议，因此需要到电路板1的所述连接频繁匹配和解除匹配。每当进行连接或解除连接时，支撑可防止电路板1断裂。

板10可具有在其连接器8处支撑电缆7的延伸部分9。延伸部分9防止电缆在测试设备移动的情况下在其连接处松开。在其中第二电缆连接到电缆7的实施例中，延伸部分9可用于进一步便利两个电缆之间的连接。其可用来将连接器8保持在适当位置以便易于匹配和解除匹配。延伸部分9可由提供必要的硬度、耐久性和承受能力的任何适当材料制成。而且，虽然延伸部分9在图2中说明为具有“S”形状，但是可使用其它形状或配置。

电路板1不限于从电缆接收信号和向电缆7传输信号。电路板1还可通过接触销钉或弹簧销钉接收并传输信号。图2中的参考数字11说明电路板(图2未图示)的连接器插塞外壳的组合件。电路板的连接器插塞外壳将多条同轴电缆从测试模块连接到电路板。所述销钉接触电路板上的迹线，例如迹线12。因此，电路板1可从电缆7且通过组合件11从连接器插塞外壳接收信号。请注意，通过使组合件11和相应销钉更靠近装置3而接触电路板1，可缩短迹线。所述配置提供如上所述的更短的迹线的益处。

无论信号通过电缆7还是组合件11传输，其均可处于任何频率。高频信号包括(但不限于)RF信号。RF信号可处于(例如)百万赫兹与十亿赫兹范围内。可优选通过电缆7传递高频信号而通过组合件11传递低频信号。当然，可利用任何其它配置，例如通过电缆7传递低频信号。

图3说明测试设备20的部分分解侧视图。图4提供图3中的区域4的放大视图。以下论述参看图3和图4。

测试设备20包括容纳测试模块的测试头15和短程定位仪16。短程定位仪16可视为测试设备20的一部分或允许测试模块连接到执行板或电路板30的外壳，且该电路板30搁置在短程定位仪16上。所述短程定位仪16/电路板30接口展示于插塞外壳39与加强件29之间的接口处，但是所述接口可位于加强件29与电路板30之间。在电路板30上安装插口17，在插口17中插入装置18以供测试。

测试头15包括一组设计成在包括装置18的各种装置上执行RF和混合信号/模拟测试的模块。在测试头15的部件21中，存在一个或一个以上数字/模拟模块，例如21a和21b，其使用数字或模拟信号测试装置18。在测试头15的部件22中，存在一个或一个以上RF模块，例如22a和22b，其使用RF信号测试装置18。

所述数字/模拟模块(例如21a和21b)用以下方式连接到电路板30。数字/模拟模块顶端处的连接器48(例如120销钉连接器)容纳在连接器插塞外壳或组合件23中。来自所述模块(例如21a和21b)的信号使用电缆24通过短程定位仪16向上电传。图3仅说明示范性数量的电缆。电缆24可为同轴电缆。电缆24又连接到连接器插塞外壳或组合件25。插塞外壳25又通过组合件19在电路板30外围处连接到电路板30。迹线(未图示)向插口17传递信号，所述插口17容纳装置18。

短程定位仪16定位于电路板30与测试模块(例如21a、21b、22a和22b)之间。短程定位仪16为向在短程定位仪16中及/或在与测试头15和电路板30的接口处的许多元件提供支撑的测试设备20的部件。所述短程定位仪部件可包括对准板26。图3和图4中的对准板26为环形反转T形构件。“T”的末端之间的内部部件容纳插塞外壳25和电缆24。这允许对准板26对插塞外壳25提供支撑，如图3所说明。此支撑包括将插塞外壳25与连接器19对准以使所述销钉准确对准电路板30上的迹线。

连接到对准板26的为浮动单元27。图3的浮动单元27为圆柱形单元。所述单元27的垂直侧接合到对准板26的内环。浮动单元27在短程定位仪16中进一步提供结构支撑。通过连接到对准板26的内侧，其支撑对准板且有助于对准板26的对准。浮动单元27的底部通过其与测试头15的连接进一步提供支撑。

对准板26还连接到其外侧上的顶板28。图3的顶板28为可为任何形状的环形板。类似于浮动单元27，顶板28为对准板26提供支撑且有助于对准板26的对准。其进一步提供与测试设备20的顶面或外罩的接口。在顶板28的内部开口内，电缆24通过短程定位仪16向上电传。

应注意图3以分解视图说明短程定位仪16。顶板28和浮动单元27于操作过程中搁置于测试头15上。同样，连接器48在短程定位仪16/测试头15接口处与组合件43匹配，但是在图3中说明为与组合件48分离。而且，测试模块21a、21b、22a和22b未图示为直接连接到电缆或通过组合件连接到电缆。

在短程定位仪16/电路板30接口处，加强件29支撑电路板30。在此实施例中，所述加强件为环形板。所述板包括位于大环内的小环。在所述环之间为将环连接在一起的四个延伸部分。电路板30的外部部分安装于小环与大环之间的空间内。从短程定位仪16，插塞外壳25通过组合件19容纳于小环与大环之间以在测试模块与电路板30之间建立电连接。尽管图3说明插塞外壳25处于电路板30的外围，加强件29可为任何尺寸，因此允许插塞外壳靠近装置18或在装置18处，而仍通过加强件提供支撑。加强件可进一步具有供连接到对准板26的小孔或连接件。测试设备20可因此具有短程定位仪16，其为包括对准板26、浮动单元27、顶板28和加强件29的部件或外壳。

在测试头15的部件22中，例如22a和22b的RF模块连接到一系列电缆，例如电缆33。图3和4仅说明一条电缆33，但本发明可包括多条电缆。电缆33与RF模块之间的连接是通过两个连接器31和32完成的。连接器中的每一者容纳于其自身的组合件中或连接到其自身的组合件。组合件46支撑连接器31和到RF模块(例如22a和22b)的其连接中的其它此类连接器。组合件45支撑连接器32和其它此类连接器。组合件45连接到短程定位仪16和测试头15的接口处的板44。图4说明组合件45和46是分离的，但在操作过程中组合件45和46接合以允许连接器31和32匹配。当然，连接器31可在没有任何此类组合件的情况下直接与连接器32匹配。

连接器31可为连接到组合件46的插座。此外，图3和4将连接器31说明为插塞，但其可为插头。同样，图3和4将连接器32说明为插头，但其可为插塞。连接器31与32之间的匹配可为本文所论述的任何类型的匹配，例如螺纹匹配或推接匹配。在一实施例中，连接器31为BMA或盲插插塞连接器，且连接器32为BMA或盲插插头连接器以形成盲插连接。

电缆33的另一端为连接器34。连接器34与处于电缆36一端处的连接器35匹配。连接器34和35可为插塞和插头的任何组合。此外，连接器34与35之间的匹配可为本文所论述的任何类型的匹配，例如螺纹匹配或推接匹配。在一实施例中，连接器34为BMA或盲插插塞连接器，且连接器35为BMA或盲插插头连接器以形成盲插连接。

电缆36经过其另一端(图3和图4中未图示)向电路板30传输信号。所述另一端连接于装置或插口处或者如所说明的邻接通孔14处的装置18和插口17。电缆36的所述端与电路板30之间的匹配连接可为本文所论述的任何类型，例如螺纹匹配或推接匹配。在一实施例中，电缆的连接器为直接接触通孔14的SMA连接器插头。通孔14通过电路板30上的迹线向插口17和装置18传递测试信号。以这种方式，来自测试模块(例如22a和22b)的RF信号可通过33和36且通过连接器31与32之间、连接器34与35之间的连接且在通孔14处传输和接收。因为所述连接邻接装置18，所以迹线长度相当短，因此避免了利用长迹线的缺点。此外，同轴电缆33和36的使用进一步提供例如充当稳定接地端的益处。

尽管图3已经将RF模块和数字/模拟模块分隔成单独的群组，但是所述分隔不是必需的。如图3和4所说明，测试头15的部件22包括电缆38。所述电缆可传递来自部件22中的模块(到所述模块的连接未图示)的低频测试信号。电缆38连接到插塞外壳39，且又连接进入例如组合件19的组合件内，以便与电路板30建立电接触。

连接器34与35之间的匹配可不受支撑，或如图3和4所说明的可受到支撑。所述支撑可为连接到短程定位仪16的各种构件的一系列支架。在一实施例中，S形支架42连接于加强件29的一端处。在其另一端，支架42支撑连接器35。支架42可为任何形状，且本发明涵盖用于支撑连接器35的其它类型或配置，例如直接连接到对准板29的环形构件。连接器34也可受到支撑。在一实施例中，如图3和4中所说明，连接器34由具有水平支架41的垂直构件40支撑。垂直构件安置于浮动单元27的顶面与其侧面部件47之间。

尽管本发明已就测试集成电路来进行描述，但是本发明的概念还适用于除了集成电路之外的测试装置。

尽管本发明已经结合其实施例并参考附图进行了充分的描述，但是应注意各种改变和修改对于所属领域的技术人员将变得显而易见。所述改变和修改应理解为包括在由权利要求所界定的本发明的范畴内。

Claims (17)

1.一种用于测试装置的设备，其特征在于其包括：

插口，所述装置插入于其中；

电路板，所述插口安装于其上；

传输测试信号的测试模块；

至少一个第一同轴电缆，所述第一同轴电缆具有与所述测试模块连通的第一端和在邻接所述装置的位置处与所述电路板接触的第二端，其中所述第一同轴电缆向所述电路板传输所述测试信号以测试所述装置；以及

板，支撑所述电路板与所述第一同轴电缆的第一端。。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于其中所述第一同轴电缆的所述第二端通过SMA连接与所述电路板接触。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于其进一步包括第二同轴电缆，所述第二同轴电缆具有第一端和第二端，所述第二同轴电缆的第一端连接到所述第一同轴电缆的第一端，所述第二同轴电缆的第二端连接到所述测试模块，其中，利用所述第一同轴电缆的第一端通过所述第二同轴电缆而与所述测试模块连通。

4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于其中所述第一同轴电缆的第一端和所述第二同轴电缆的第一端通过盲插连接来连接。

5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于其中所述第二同轴电缆的第二端和所述测试模块通过盲插连接来连接。

6.根据权利要求2所述的设备，其特征在于其进一步包括位于所述电路板与所述测试模块之间的外壳。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于其中所述外壳包括所述板，其具有支撑所述第一同轴电缆的第一端的延伸部分。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于其中所述外壳进一步包括对准板，所述对准板具有支撑所述第二同轴电缆的第一端的另一延伸部分。

9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于其中所述位置在所述装置处。

10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于其中所述测试信号为高频信号。

11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于其中所述高频信号为射频信号。

12.根据权利要求1所述的设备，其特征在于其中所述电路板具有从所述插口到所述位置的迹线。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于其中所述迹线为微带线。

14.根据权利要求12所述的设备，其特征在于其中所述电路板在所述位置处具有通孔，以便将所述第一同轴电缆的第二端连接到所述迹线。

15.根据权利要求1所述的设备，其特征在于其中所述第一同轴电缆是半刚性的。

16.根据权利要求1所述的设备，其特征在于其中所述装置为半导体装置。

17.一种用于测试装置的设备，其特征在于其包括：

插口，所述装置插入于其中；

电路板，所述插口安装于其上；

传输低频信号的第一测试模块；

传输高频信号的第二测试模块；

位于所述电路板与所述第一和第二测试模块之间的多条同轴电缆，所述同轴电缆具有与所述第一和第二测试模块连通的多个第一端、和在邻接所述装置的位置处与所述电路板接触的多个第二端，其中所述同轴电缆向所述电路板传输所述低频信号与所述高频信号以测试所述装置；以及

板，支撑所述电路板与所述同轴电缆的多个第一端。

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