CN106663645A - 用于在测试设备中传输信号的同轴结构 - Google Patents

用于在测试设备中传输信号的同轴结构 Download PDF

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Abstract

一种示例性系统包括：具有电气元件的电路板；具有触点的晶片；以及用于在电气元件和触点之间路由信号的互连件。所述互连件包括多个层，每一层包括柔性电路。所述柔性电路包括设置在其上的导电迹线。所述互连件还包括在所述多个层中的相邻层之间的屏蔽件。所述屏蔽件电连接到地。

Description

用于在测试设备中传输信号的同轴结构
技术领域
本说明书整体涉及用于在测试设备或其他电子器件中传输信号的同轴结构。
背景技术
晶片级测试包括测试晶片上的晶粒。在本说明书中，“晶粒”一词涵盖单复数意义的“晶粒”。晶粒易碎，因此优选地在测试期间接触任何晶粒不超过一次。然而，由于晶粒通常在圆形晶片上被图案化，因此测试任何一组晶粒可能涉及接触若干晶粒不止一次。此外，接触晶粒的装置可能必须部分地离(移)开晶片以便接触到所有晶粒。
一定数量的测试电路需要具有良好的电通路(例如，低损耗、低电感和低串扰)来测试晶粒。该电路中通常针对每个被测试的晶粒占据测试板的几平方英寸空间。
发明内容
一种示例性系统包括：包括电气元件的电路板；包括触点的晶片；以及用于在电气元件和触点之间路由信号的互连件。该互连件包括多个层，其中这多个层中的每一者包括柔性电路，并且其中柔性电路包括设置在其上的导电迹线。该互连件还包括在多个层中的相邻层之间的屏蔽件。屏蔽件电连接到地。示例性系统可包括下列特征中的一个或多个(单独地或组合地)。
柔性电路可包括电介质，并且导电迹线的端可延伸超过该电介质。互连件可包括第二电介质。导电迹线的端可围绕第二电介质弯曲。导电迹线的端可包括电触点。
每条导电迹线的屏蔽件可包括导电迹线上方的导电层和导电迹线下方的导电层。导电迹线上方的导电层和导电迹线下方的导电层中的每一者可具有切除部分。导电迹线上方的导电层和导电迹线下方的导电层中的每一者可被布置成使得导电迹线的至少一部分在不同导电层的切除部分之间。
屏蔽件可包括布置在互连件内的多层屏蔽件，使得每条导电迹线在两层屏蔽件之间。两层屏蔽件中的每一者可具有与对应的导电迹线相邻的切除部分。这两层中的每一者的切除部分可相对于导电迹线布置，使得在导电迹线和两层屏蔽件中的每一者之间存在空气。
互连件中的至少一些导电迹线可包括弯曲或蜿蜒部分，该部分被配置为实现互连件中不同导电迹线之间的电通路长度和渡越时间、阻抗以及信号衰减的实质上匹配。
电气元件可按第一间距布置，触点可按第二间距布置。互连件可被配置为在第一间距和第二间距之间转换。
内插器可位于互连件和电路板之间。内插器可包括电气元件和触点之间的电气通道的一部分。该系统可包括在内插器上的导电且机械顺应的触点。触点可在内插器和晶片上的对应触点之间提供机械顺应性电连接。
电路板可包括与每个电气元件相关联的电子器件，其中与对应的电气元件相关联的电子器件用于支持对应的电气元件的操作。
该系统可在互连件和晶片之间包括引脚，其中这些引脚用于提供触点和互连件之间的电气通道的至少一部分。接口板可位于引脚和互连件之间。接口板可以是触点和互连件之间的电气通道的至少一部分。接口板可包括电气通道中的电子部件。
电子部件可包括无源电子部件。电子部件可包括电容器、平衡—不平衡转换器或开关中的至少一者。电子部件可包括有源电子部件。每个电气元件可包括射频(RF)探针卡的一部分。电气元件可包括端接在电路板上的电缆。触点可按平行的行布置在晶片上，并且该系统可包括测试器，以在互连件和触点的子集之间进行电接触。
另一个示例性系统包括：包括电气元件的电路板；包括触点的晶片；以及用于在电气元件和触点之间路由信号的互连件。该互连件包括多个层，每层包括由电介质围绕的导体。该互连件还包括在多个层中的相邻层之间的屏蔽件，其中该屏蔽件电连接到地。示例性系统可包括下列特征中的一个或多个(单独地或组合地)。
导体的端可延伸超过电介质。互连件可包括第二电介质。导体的端可围绕第二电介质弯曲。导体的端可包括电触点。导体的端可延伸超过电介质并接触包括电触点的导电钉头。
每个导体的屏蔽件可包括导体上方的导电层和导体下方的导电层。导体上方的导电层和导体下方的导电层中的每一者可具有切除部分。导体上方的导电层和导体下方的导电层中的每一者可被布置成使得导体的至少一部分在不同导电层的切除部分之间。
屏蔽件可包括布置在互连件内的多层屏蔽件，使得每个导体在两层屏蔽件之间。两层屏蔽件中的每一者可具有与导体相邻的切除部分。这两层中的每一者的切除部分可相对于导体布置，使得在导体和两层屏蔽件中的每一者之间存在空气。
互连件中的至少一些导体可包括弯曲或蜿蜒部分，该部分被配置为实现互连件中不同导体之间的电通路长度和渡越时间、阻抗以及信号衰减的实质上匹配。
电气元件可按第一间距布置，触点可按第二间距布置。互连件可被配置为在第一间距和第二间距之间转换。内插器可位于互连件和电路板之间。内插器可包括电气元件和触点之间的电气通道的一部分。
该系统可包括在内插器上的导电且机械顺应的触点，其中这些触点将在内插器和晶片上的对应触点之间提供机械顺应性电连接。电路板可包括与每个电气元件相关联的电子器件。电子器件可用于支持对应的电气元件的操作。
该系统可在互连件和晶片之间包括引脚，其中这些引脚用于提供触点和互连件之间的电气通道的至少一部分。接口板可位于引脚和互连件之间。接口板可以是触点和互连件之间的电气通道的至少一部分。接口板可包括电气通道中的电子部件。
电子部件可包括无源电子部件。电子部件可包括电容器、平衡—不平衡转换器或开关中的至少一者。电子部件可包括有源电子部件。每个电气元件可包括射频(RF)探针卡的一部分。电气元件可包括端接在电路板上的电缆。触点可按平行的行布置在晶片上。该系统可包括测试器，以在互连件和触点的子集之间进行电接触。
用于传输电信号的示例性结构包括多个层，其中这多个层中的每一者包括：柔性电路，其中柔性电路包括设置在其上的用于传输电信号的导电迹线；以及在这多个层中的相邻层之间的屏蔽件，其中该屏蔽件电连接到地并且包括导电迹线的返回路径，并且其中屏蔽件与导电迹线分开。该示例性结构可包括下列特征中的一个或多个(单独地或组合地)。
每个柔性电路可包括电介质，并且导电迹线的端可延伸超过该电介质。该结构可包括第二电介质。导电迹线的端可围绕第二电介质弯曲。导电迹线的端可包括电触点。
每条导电迹线的屏蔽件可包括导电迹线上方的导电层和导电迹线下方的导电层，其中导电迹线上方的导电层和导电迹线下方的导电层中的每一者具有切除部分，并且其中导电迹线上方的导电层和导电迹线下方的导电层中的每一这被布置成使得导电迹线的至少一部分在不同导电层的切除部分之间。
屏蔽件可包括布置在该结构内的多层屏蔽件，使得每条导电迹线在两层屏蔽件之间，其中这两层屏蔽件中的每一者具有与对应的导电迹线相邻的切除部分。这两层中的每一者的切除部分可相对于导电迹线布置，使得在导电迹线和两层屏蔽件中的每一者之间存在空气。
该结构中的至少一些导电迹线可包括弯曲或蜿蜒部分，该部分被配置为实现不同导电迹线之间的电通路长度和渡越时间、阻抗以及信号衰减的实质上匹配。
用于传输电信号的另一个示例性结构包括多个层，其中这多个层中的每一者包括：由电介质围绕的导体，其中导体用于传输电信号；以及在这多个层中的相邻层之间的屏蔽件，其中该屏蔽件电连接到地并且包括导体的返回路径。该示例性结构可包括下列特征中的一个或多个(单独地或组合地)。
导体的端可延伸超过对应的电介质。该结构可包括第二电介质。导体的端可围绕第二电介质弯曲。导体的端可包括电触点。导体的所述端可延伸超过电介质并接触包括电触点的导电钉头。
每个导体的屏蔽件可包括导体上方的导电层和导体下方的导电层。导体上方的导电层和导体下方的导电层中的每一者可具有切除部分。导体上方的导电层和导体下方的导电层中的每一者可被布置成使得导体的至少一部分在不同导电层的切除部分之间。
屏蔽件可包括布置在该结构内的多层屏蔽件，使得每个导体在两层屏蔽件之间，其中这两层屏蔽件中的每一者具有与导体相邻的切除部分。这两层中的每一者的切除部分可相对于导体布置，使得在导体和两层屏蔽件中的每一者之间存在空气。
该结构中的至少一些导体可包括弯曲或蜿蜒部分，该部分被配置为实现该结构中不同导体之间的电通路长度和渡越时间、阻抗以及信号衰减的实质上匹配。
本说明书(包括此发明内容部分)中所描述的特征中的任何两个或更多个可组合在一起以形成本文未具体描述的实施方案。
本文所述的测试系统和技术、或其一部分可被实现为计算机程序产品或被计算机程序产品控制，该计算机程序产品包括存储于一个或多个非暂态机器可读存储介质上的指令，并且所述指令可在一个或多个处理装置上执行以控制(例如，协调)本文所描述的操作。本文所述的测试系统和技术、或其一部分可被实现为装置、方法或电子系统，所述装置、方法或电子系统可包括一个或多个处理设备以及存储用于实现各种操作的可执行指令的存储器。
附图和以下具体实施方式陈述了一个或多个实施方案的详细信息。通过具体实施和附图以及通过权利要求书，其他特征和优点将显而易见。
附图说明
图1是测试系统的示例性实施方案的侧视图。
图2是测试系统诸如图1的测试系统的部件的示例性实施方案的侧视图。
图3是可在测试系统中使用并且使用柔性电路实现的互连件的示例性实施方案的透视垂直剖视图。
图4是可在测试系统中使用并且使用柔性电路实现的互连件的示例性实施方案的透视水平剖视图。
图5是在测试系统中可用的互连件的示例性实施方案中使用的部件的透视后视图。
图6是可在测试系统中使用并且使用微型同轴电缆实现的互连件的一部分的示例性实施方案的透视水平剖视图。
图7是可在测试系统中使用并且使用微型同轴电缆实现的互连件的一部分的示例性实施方案的透视垂直剖视图。
图8是互连件的一部分的示例性实施方案的透视前视图，该互连件可在测试系统中使用并且包括用于进行电连接的暴露的导线管。
图9是互连件的一部分的示例性实施方案的透视垂直剖视图，该互连件可在测试系统中使用并且包括用于进行电连接的暴露的导线管。
图10是互连件的一部分的示例性实施方案的透视图，该互连件可在测试系统中使用并且包括用于进行电连接的钉头接线端。
图11是互连件的示例性实施方案的透视图，该互连件可在测试系统中使用并且包括用于进行电连接的暴露的导线管。
不同图中的类似附图标记指示类似元件。
具体实施方式
制造商可在各种制造阶段测试装置。在示例性制造过程中，在单个硅片上制作大量集成电路。将晶片切割成各个称为晶粒的集成电路。将各晶粒加载到框架中，并附接接合线以将晶粒连接到从框架延伸的引线。然后，将被加载的框架封装在塑料或另一封装材料中，以生成成品。
制造商出于经济上的考虑而要在制造工艺中尽可能早地检测并丢弃有缺陷元件。因此，许多制造商在切割晶片之前在晶片级测试集成电路。在封装之前标记缺陷电路并通常将其丢弃，从而节省封装缺陷晶粒的成本。作为最后的检查，许多制造商在运输之前测试每件成品。这种过程测试封装件中的零件，这些零件已经在晶粒上添加了额外费用。因此，具有精确的测试结果减少了对丢弃有价值零件的需要。
为了测试大量装置，制造商通常使用ATE例如自动测试设备(或“测试器”)。响应于测试程序集(TPS)中的指令，ATE自动生成待施加到受测装置(DUT)(诸如，一个或多个晶粒)的输入信号，并且监测所得的输出信号。ATE将输出信号与预期响应进行比较，以确定每个DUT是否有缺陷。ATE通常包括计算机系统和测试仪器或具有对应功能性的装置。
在一些实施方案中，ATE用于在晶片级测试电子装置或晶粒。在晶片上被测试的电子装置是DUT，并且不同于印刷电路板(PCB)上的作为能够进行测试的部件的电子装置。在一些实施方案中，PCB用于射频(RF)测试，并且在其他实施方案中，PCB可用于其他类型的(例如，非RF的)测试。在涉及RF测试的示例性实施方案中，用于RF测试的PCB上的部件除了别的以外，在来自DUT的许多RF信道和在测试器中可用的数量较少的测试信道之间提供交换矩阵。
在涉及RF测试的示例性实施方案中，在施用空间的PCB上还发现平衡—不平衡转换器和电容器，前者可用于测试系统线路和DUT的阻抗线之间的阻抗匹配，后者则通过在电容器中存储的能量和DUT之间提供更短、电感更低的连接来支持DUT的多个电源。在某些情况下，后者可能是有关联的，因为DUT可快速切换功率状态，使得电源由于将电源连接到DUT的线路的电感而无法跟踪DUT处的所需电压。这种现象是电缆长度和构造的作用结果，并且可通过尽可能地接近DUT安装的补充的旁路电容器来补偿。这些旁路电容器提供了附近(通过相对低电感通道连接)的存储能量的备用电源，当DUT接通时存储能量可由DUT调用，当DUT关断时限制过电压尖峰。在一些实施方案中，在没有旁路电容器的情况下，在DUT处可发生欠电压(下陷)和过电压(尖峰)情况，从而产生软故障或可能的硬故障。
PCB可用于大批地例如并行(或同时)测试晶片上的DUT(例如，晶粒)。在一个示例性实施方案中，PCB可能是测试探针卡(例如，RF测试或其他测试探针卡)的一部分(或形式)，该测试探针卡本身可能是ATE的设备接口板(DIB)的一部分。该探针卡可用于对晶片上的DUT进行测试。例如，可使探针卡与晶片上的多个DUT接触，并且可对这些DUT并行地进行测试。在一个示例中，可使探针卡与晶片上的相邻DUT的2×8块或与DUT的任何其他合适的块接触。此后，可将探针卡移动到晶片上的不同(例如，相邻)DUT块，并且可测试那些DUT。该过程可重复进行，直到晶片上的所有DUT测试完成。下文描述探针卡和晶片上的DUT之间的接触。
图1示出了示例性测试系统100，该系统包括PCB 101，该PCB构成探针卡，并且包括诸如本文所述的部件的多个部件。如图所示，信号在PCB 101和测试电子器件102之间路由，测试电子器件102可为测试器测试头103的一部分。测试电子器件可对DUT进行实际测试，例如，通过经由电缆104、PCB 101和互连件105(其示例在下文描述)向DUT发送信号。对这些信号的响应可经过该通道折回到达测试电子器件，其中通过测量这些响应来确定DUT是否正确地操作。在一些实施方案中，测试电子器件可具有与所示不同的构造，并且可在测试头之外进行处理，例如，在一个或多个处理设备诸如计算机处。
在一些实施方案中，电缆104可以是同轴结构的一部分。就这一点而言，电缆104可以是结合到同轴结构中的同轴电缆。例如，电缆104可以是同轴结构的一体部分，并且可在同轴结构内部形成。在一些实施方案中，同轴结构中的同轴线包括但不限于由电介质(例如，空气)完全围绕的信号(或力)线，即该电介质反过来又被返回(或接地)线完全围绕。在同轴线的一些实施方案中，信号(或力)线可被电介质(例如，空气)部分地围绕，即该电介质反过来又被返回(或接地)线部分地围绕。换句话说，如本文所用，“同轴”不要求相同的电介质完全围绕力线，也不要求返回线完全围绕电介质。这是针对本文所述的任何同轴线、电缆、结构等的情况。
在一些实施方案中，施用空间是所述测试系统区域，该测试系统包括包括上述交换矩阵，以及其他物件。就这一点而言，交换矩阵仅仅是可包括在施用空间中的这类电路的示例。因此，尽管在交换矩阵的上下文中描述了本文所述的系统、装置和方法，但是它们不限于与该类型的电路一起使用，而是可与任何适当类型的电路一起使用。此外，本文所述的系统、装置和方法不限于与在测试系统的应用空间中找到的电路一起使用，而是可用于实现任何适当类型的电子系统或其他类型的系统中的任何适当类型的电路。
施用空间(AS)中的交换矩阵可包括但不限于有源元件和/或无源元件。例如，交换矩阵可包括微波开关，例如，用于路由信号并且由此选择要测试的装置。可以作为交换矩阵的一部分或以其他方式包括在施用空间中的其他元件的示例包括但不限于：电容器、平衡—不平衡转换器和微波集成电路(MIMIC)，微波集成电路可以是能够生成和接收高速信号的砷化镓器件。未在此处描述的其他类型的元件可以是交换矩阵的一部分。
在一些实施方案中，AS同轴结构可与底层PCB分开，并且直接连接到通向测试头103和互连件105的同轴结构，从而提供测试系统的端到端同轴结构。在一些实施方案中，该端到端同轴结构包括从测试电子器件102经由PCB 105到探针头接触DUT的点的同轴信号传输导线管。在一些实施方案中，同轴传输导线管中可不存在间隙。在其他实施方案中，同轴传输导线管中(例如，在不同的同轴结构之间)可存在一个或多个间隙，这些间隙被其他类型的传输元件(诸如，带状线接头或其他电路元件)消除。在一些实施方案中，AS同轴结构可在不同的电路中与相对于图1描述的其他同轴结构分开使用，所述其他同轴结构包括但不限于互连件105。
在一些实施方案中，为了促进信号传输的一致性，不同导线管的电气特性可实质上匹配。例如，不同导线管的阻抗可被控制为实质上相同。在此语境中，阻抗控制包括指定各个导线管的阻抗和匹配不同导线管的阻抗的能力。此外，通过不同导线管的ToF(渡越时间)测量的电通路长度(与物理路径长度对照)可实质上相同。并且，由不同的电导线管产生的信号衰减可实质上相同。在一些实施方案中，AF同轴结构中的所有电导线管具有相同的阻抗、电通路长度和衰减。在其他实施方案中，情况并不如此，而且这些特性会变化。例如，在一些实施方案中，测试电子器件可导致和/或校正这些参数中的一个或多个的变化。
如本文所述，交换矩阵可用于在测试电子器件和晶片或其他地方上的DUT之间提供系统端到端的同轴传输。就这一点而言，PCB上的电子器件可按特定间距布置。在一些实施方案中，间距包括相邻电子器件的部分(例如，中心)之间的距离。在其他实施方案中，可以不同方式定义间距。PCB上的间距通常(但不一定)大于晶片上对应DUT触点的间距。例如，在一些示例性实施方案中，PCB上的间距为15mm，晶片上的间距为5mm。值得注意的是，本文所述系统可使用任何间距值，并且可能存在PCB和晶片上的间距相同的情况。
图2示出了相对于图1所述的类型的测试系统200的示例。图2还示出了PCB上的电子器件202的间距与晶片205上的DUT的对应触点206之间的比较。如图2所示，探针卡上的电子器件202的DUT图案与晶片205上的实际DUT 221,222的间距不同。
在一些实施方案中，本文所述的测试系统提供互连件105,209，以在AS同轴结构(例如，上述AS同轴结构)和晶片上的DUT触点之间路由信号。这可使用将PCB间距转换为晶片间距的互连件来完成。为此，在一个示例性实施方案中，电子器件和相关电路以第一间距布置在PCB上，例如，器件之间可能相距几英寸。互连件用于从PCB上的第一间距空间转换到晶片上的间距(第二间距)，该第二间距小于第一间距。在一些实施方案中，在互连件和AS同轴结构中使用空气电介质同轴线。使用空气作为电介质可减小介电损耗，而相对于最常用的电介质，空气的较低介电常数可允许较大导体和对于给定阻抗的较低导电损耗；然而，可使用除空气之外的电介质。使用同轴构造还可减少表面传导损耗。
在一些实施方案中，可除空气之外或代替空气使用其他电介质。此类电介质的示例包括但不限于：塑料、陶瓷和玻璃。在使用空气的示例中，可使用额外的电介质材料来保持和/或支持外部非空气材料和邻近空气的内部导电材料之间的间距。在一些实施方案中，内部导电材料和空气之间可存在额外的电介质材料。例如，从内到外，该序列可如下进行：内部导电材料、电介质、空气、外部材料等(如果适用)。任一实施方案中的每种电介质可由多种电介质材料组成。
为了促进信号传输的一致性，互连件中不同导线管的电气特性应实质上匹配。例如，不同导线管的阻抗应被控制为实质上相同。在此语境中，阻抗控制包括指定各个导线管的阻抗和匹配不同导线管的阻抗的能力。此外，通过不同导线管的ToF(渡越时间)测量的电通路长度(与物理路径长度对照)应实质上相同。并且，由不同的电导线管产生的信号衰减应实质上相同。在一些实施方案中，互连件中的所有电导线管具有相同的阻抗、电通路长度和衰减。在其他实施方案中，情况并不总是如此。例如，在一些实施方案中，测试电子器件可导致和/或校正这些参数中的一个或多个的变化。
在一个示例性实施方案中，包括在PCB 201上的电气元件包括作为射频(RF)探测功能的一部分的电子器件。在其他实施方案中，本文所述的测试系统可用于为不同类型的下触或其他测试功能提供互连件。
如图2所示，示例性测试系统200包括图1所示类型的PCB 201，该PCB包括电气元件。在该示例中，电气元件包括电子器件202，该电子器件是用于对DUT进行晶片级测试的探针卡的一部分。然而，本文所述的系统不限于与包含作为探针卡一部分的电子器件的PCB一起使用。相反，电气元件可包括例如信号可被路由到其中或从其可路由信号的任何物件。例如，电气元件可包括端接在PCB上的电缆或其他类型的电导线管。在该示例中，PCB还包括结构加强件204。同样在该示例中，电路225与每个对应的电子器件相关联。
电子器件202以第一间距布置，如图2所示。第一间距可以是电子器件之间的任何距离。在图2的示例中，电子器件202的间距被布置为大于晶片205上对应的DUT触点的间距。然而，如上所述，在其他实施方案中，情况可能并不总是如此。例如，在其他实施方案中，电子器件202的间距可被布置为小于或等于晶片205上对应的DUT触点的间距。PCB 201上的电子器件202映射到晶片205上对应的DUT触点206。也就是说，在电子器件202上适当的信号触点和晶片205上对应的DUT触点之间存在电气通道。因此，可由PCB 201上的电子器件202通过经由电气通道将信号路由到晶片205上的DUT/从该晶片上的DUT路由信号来实现对晶片205上的DUT的测试。
电子器件202和晶片205上的触点206之间的电气通道包括互连件209。在一些实施方案中，使用上面包含印刷导体的柔性(“软性”)电路来形成互连件209。在该示例性实施方案中，柔性电路是本身可完全回弯的电路基板，并且由一种或多种挠性材料的薄层制成。在一些实施方案中，柔性电路的厚度可为0.001英寸；然而，在其他实施方案中，厚度可大于或小于该值。印刷导体被一种或多种电介质材料围绕。随后这一种或多种电介质材料被一个或多个屏蔽层围绕，这些屏蔽层可在所得的同轴结构中充当返回路径。图3示出了具有前述构造的示例性互连件300的剖视图。
互连件300包括以下结构的多个实例。柔性电路基板301由电介质材料(例如但不限于塑料)构成。导体(例如，导电迹线)302被印刷在柔性电路基板上，并且用作用于使信号通过互连件(例如，在施用空间(AS)和DUT之间)的信号线。柔性电路基板被夹在导电屏蔽层的层303,304之间。这些导电层303,304充当柔性电路基板上的信号线的返回通道。导电层303,304包括各自的切除部分306,307。在该实施方案中，导体上方和导体下方的每个导电层被布置为使得导体的至少一部分在不同导电层的切除部分之间。例如，如图2所示，导电层303的切除部分306在导体302上方，导电层304的切除部分307在导体302下方。在所得的同轴结构中，导体被一种或多种电介质(在该示例中是塑料和空气)完全或部分地围绕，并且这一种或多种电介质被导电屏蔽件完全或部分地围绕。图3的示例性互连件可通过连续地先布置导电材料层、随后布置一个或多个柔性电路基板、接着布置另一个导电材料层等来构造。
在一些实施方案中，在每个切除部分中可使用除了空气和塑料或者代替空气和塑料的其他电介质。此类电介质的示例包括但不限于：塑料、陶瓷和玻璃。在使用空气的示例中，可使用额外的电介质材料来保持和/或支持外部非空气材料和邻近空气的内部导电材料之间的间距。在一些实施方案中，内部导电材料和空气之间可存在额外的电介质材料。例如，从内到外，该序列可如下进行：内部导电材料、电介质、空气、外部材料等(如果适用)。任一实施方案中的每种电介质可由多种电介质材料组成。
图4示出了移除顶层(板)之后的互连件300的透视图。在该示例性实施方案中，互连件外部的导电迹线允许互连件电连接到其他元件，诸如图2的内插器210和触点组件212(如下所述)。如图4所示，为信号通道401,402以及返回通道404,405提供连接，其中返回通道电连接到对应的导电层407。在该示例性实施方案中，到信号线的连接包括在电介质410上方弯曲的柔性电路的导电迹线，其弯曲以防止导电迹线和导电层407之间的连接。例如，每个柔性电路可延伸超过互连件300的面411。在一些实施方案中，可移除柔性电路的电介质(例如，塑料)部分，仅留下暴露的导电迹线以用于电连接。
图5示出了用于返回通道的触点500的下侧视图。如图所示，导电结构501在导电迹线和底层导电层(未示出)之间建立电连接。在其他实施方案中，可以不同方式建立电连接。互连件的两端可具有相同或不同类型的电连接。可使用本文所述的任何类型的连接。
图6示出了用于在测试系统的不同元件之间传输电信号的互连件600的另选实施方案。在图6的示例性实施方案中，互连件600包括同轴结构，所述同轴结构是微型同轴电缆601。所述同轴结构用作互连件中的信号线。如图7的剖视图所示，每个同轴电缆701具有同轴结构，该同轴结构包括：用作信号线的导电导线管702、围绕或基本上围绕导电导线管的电介质704、以及围绕或基本上围绕电介质并用作返回通道的导电(例如，金属)屏蔽结构706。在图7的示例中，返回连接708包括到屏蔽结构706的导电连接710。
在图6和图7的示例性实施方案中，使用钉头712实现到互连件600的外部连接。在该示例中，钉头包括电连接到导电导线管702/连接710的任何导电端子。钉头可用于在互连件和测试系统的其他部件之间建立电连接。互连件的两端可具有相同或不同类型的电连接。可使用本文所述的任何类型的连接。
在一些实施方案中，可使用除钉头之外的结构来建立与测试系统的其他部件的电连接。例如，在图8所示的示例性互连件800中，可使用类似于图4的实施方案的一种连接机构。还参见图9，将电介质901从互连件外部的导电迹线902剥离，留下暴露的导体904。可将电介质板905安装到互连件的表面，以便防止导体短路到导电层(返回)。可使用任何正确的连接技术来对暴露的导体进行电连接。如上所述，互连件的两端可具有相同或不同类型的电连接。如上所述，可使用本文所述的任何类型的连接。
图10示出了使用钉头1000进行电连接的互连件的一个实施方案的视图。图11示出了使用弯曲线1100进行电连接的互连件的一个实施方案的视图。
重新参考图2，在一些实施方案中，PCB上的电子器件和晶片上的触点之间的电通路包括除了互连件209之外的结构。例如，此类结构可包括电连接且物理地连接PCB 201和互连件209的内插器材料210。所述结构可还包括接触器组件212。接触器组件212可电连接且物理连接互连件209和晶片205上的触点206。在一些实施方案中，接触器组件212可以包括一个或多个引脚(例如，基于弹簧的引脚)，这些引脚将互连件中的电导线管电连接且物理连接到晶片上的对应触点。在其他实施方案中，接触器组件212可包括一个或多个MEMS(微机电系统)装置，这些装置在互连件中的电导线管和晶片上的对应触点之间进行适当的电连接和物理连接。在一些实施方案中，可包括比图2中所示更少或更多的结构。上述其他结构诸如内插器或触点组件可还包括如本文所述那样形成的用于传输信号的同轴结构。
在一些实施方案中，PCB上的电子器件和晶片上的触点之间的电气通道只包括互连件。在此类实施方案中，在形成互连件的增材制造过程中，可将内插器材料210、接触器组件212和任何其他合适的中间结构的结构和/或功能构造为互连件的一部分。在一些示例性实施方案中，这些结构可在互连件内部形成或者被结合到互连件中。
作为测试过程的一部分，可将由PCB 201、内插器材料210、互连件209和接触器组件212构成的结构220与DUT块221的触点接触(例如，电连接)。可对这些DUT进行并行测试，例如同时测试。随后，可将结构220与晶片205上的另一个DUT块222接触，并且可对这些DUT进行并行测试。该过程可重复进行，直到晶片上的所有DUT测试完成。该测试过程可由计算机控制。例如，跨晶片的移动可由计算机控制，测试信号的应用与分析可由计算机控制，等等。
在本文所述的示例性互连件中，至少一些(例如，所有)电导线管被配置为具有实质上匹配的电气特性，诸如电通路长度/渡越时间(ToF)、阻抗和信号衰减。通过使这些电气特性实质上匹配，可以减少导线管之间存在信号传输时间差异的可能性，从而减少由通过互连件传输所导致的时间误差。在这种情况下，实质上匹配可包括相同的或在一个或多个预定公差内的匹配。在一些实施方案中，只适合实质上匹配电通路长度、阻抗和信号衰减中的一者或两者。
在一些实施方案中，通过使用例如弯曲的、锯齿形的、蜿蜒或弹簧形的导线管部分来至少部分地实现电气特性的匹配。例如，互连件内的各个导线管可包括一些部分，诸如这些不是直的部分。这些部分可被配置为使得电通路长度、阻抗和信号衰减在不同导线管之间相同。例如，添加弯曲的、锯齿形的、蜿蜒或弹簧形的导线管部分有效地延长了导线管的信号传输路径，从而改变了这些导线管的电气特性。例如，这些弯曲的、锯齿形的、蜿蜒或弹簧形的导线管部分可用于改变电通路长度、阻抗和信号衰减。可进行这种改变来使互连件中两种不个导线管之间的电气特性(例如，电通路长度、阻抗和信号衰减)匹配。弯曲的、锯齿形的、蜿蜒或弹簧形的导线管部分可被添加到导线管的任何适当的一个或多个部分，以获得所需的电气特性。
在一些实施方案中，额外的无源和/或有源电子部件可被结合到互连件中以改变电气特性(诸如，电通路长度、阻抗和信号衰减)，以便在两个或更多个电导线管之间匹配这些特性。在一些实施方案中，不同导线管的形状可改变来实现正确的匹配。在一些实施方案中，可使用与有源和/或无源部件结合的不同形状的导线管来改变电气特性(诸如，电通路长度、阻抗和信号衰减)，以便在两个或更多个电导线管之间匹配这些特性。
尽管本说明书描述了与“测试”和“测试系统”有关的示例性实施方案，但本文所述的装置(例如，互连件)和方法可用于任何适当系统，并且不限于测试系统或本文所述的示例性测试系统。
如本文所述执行的测试可使用硬件或硬件和软件的组合来实施和/或控制。例如，类似本文所述测试系统的测试系统可包括位于各种点处的各种控制器和/或处理装置。中央计算机可协调在各种控制器或处理装置当中的操作。中央计算机、控制器和处理装置可执行各种软件例程来实现对测试和校准的控制和协调。
测试可至少部分地使用一个或多个计算机程序产品来控制，所述计算机程序产品例如为一个或多个信息载体(诸如一个或多个非暂态机器可读介质)中有形地体现的一个或多个计算机程序，用于由一个或多个数据处理设备执行或控制一个或多个数据处理设备的操作，所述数据处理设备例如为可编程处理器、计算机、多台计算机和/或可编程逻辑部件。
计算机程序可采用任何形式的编程语言编写，包括编译或解释语言，并且其可被以任何形式配置，包括作为独立程序或作为模块、部件、子程序或适用于计算环境中的其他单元。计算机程序可被配置在一台计算机上或者在一个站点处或分布在多个站点并且通过网络互连的多台计算机上执行。
与实施全部或部分测试和校准相关联的动作可由一个或多个可编程处理器执行，所述处理器执行一个或多个计算机程序来完成本文所述的功能。全部或部分测试和校准可使用专用逻辑电路(例如，FPGA(现场可编程门阵列)和/或ASIC(专用集成电路))来实施。
适用于计算机程序执行的处理器包括(举例来说)通用和专用微处理器两者，以及任何种类数字计算机的任何一个或多个处理器。通常，处理器将从只读存储区或随机存取存储区或这二者接收指令和数据。计算机(包括服务器)的元件包括用于执行指令的一个或多个处理器以及用于存储指令和数据的一个或多个存储区装置。通常，计算机还将包括(或者操作性地耦接以从其接收数据或向其传输数据或进行这两者)一个或多个机器可读存储介质，诸如用于存储数据的大容量PCB，例如，磁盘、磁光盘或光盘。适于实施计算机程序指令和数据的机器可读存储介质包括所有形式的非易失性存储区，包括(以举例的方式)半导体存储区装置，如，EPROM、EEPROM和快闪存储区装置；磁盘，如内部硬盘或可移除盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM盘。
如本文所用的任何“电连接”可暗指直接的物理连接，或包括中间部件但仍允许电信号在所连接的部件之间流动的连接。除非另有说明，否则无论是否用“电”来修饰术语“连接”，本文中所提到的任何涉及电路的“连接”均为电连接，而不一定是直接的物理连接。
本文所述的不同实施方案的元件可组合在一起以形成未在上面具体阐明的其他实施例。多个元件可被排除在本文所述的结构之外而不对其操作产生不利影响。此外，各单独元件可组合为一个或多个独立元件来执行本文所述的功能。

Claims (49)

1.一种系统，包括：
包括电气元件的电路板；
包括触点的晶片；并且
在所述电气元件和所述触点之间路由信号的互连件，所述互连件包括多个层，所述多个层中的每一者包括柔性电路，所述柔性电路包括设置在其上的导电迹线，所述互连件还包括所述多个层中的相邻层之间的屏蔽件，所述屏蔽件电连接到地。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述柔性电路包括电介质，所述导电迹线的端延伸超过所述电介质；并且
其中所述互连件包括第二电介质，所述导电迹线的所述端围绕所述第二电介质弯曲，所述导电迹线的所述端包括电触点。
3.根据权利要求1所述的系统，其中用于每条导电迹线的所述屏蔽件包括所述导电迹线上方的导电层和所述导电迹线下方的导电层，所述导电迹线上方的所述导电层和所述导电迹线下方的所述导电层中的每一者均具有切除部分，所述导电迹线上方的所述导电层和所述导电迹线下方的所述导电层中的每一者均被布置成使得所述导电迹线的至少一部分介于不同导电层的切除部分之间。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述屏蔽件包括：
布置在所述互连件内的多层屏蔽件，使得每条导电迹线介于两层屏蔽件之间，所述两层屏蔽件中的每一者均具有与对应的导电迹线相邻的切除部分。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述两层屏蔽件中的每一者的切除部分可相对于所述导电迹线布置，使得在所述导电迹线和所述两层屏蔽件中的每一者之间存在空气。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述互连件中的至少一些导电迹线包括弯曲或蜿蜒部分，所述弯曲或蜿蜒部分被配置为在所述互连件中不同导电迹线之间实现实质上匹配的电通路长度和渡越时间、阻抗以及信号衰减。
7.根据权利要求1所述的系统，其中所述电气元件以第一间距布置，所述触点以第二间距布置；并且
其中所述互连件被配置为在所述第一间距和所述第二间距之间转换。
8.根据权利要求1所述的系统，还包括：
所述互连件和所述电路板之间的内插器，所述内插器包括所述电气元件和所述触点之间的电通路的一部分。
9.根据权利要求8所述的系统，还包括：
所述内插器上的导电且机械顺应的触点，所述触点在所述内插器和所述晶片上的所述对应触点之间提供机械顺应性电连接。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述电路板还包括：
与每个所述电气元件相关联的电子器件，其中与对应的电气元件相关联的电子器件用于支持所述对应的电气元件的操作。
11.根据权利要求1所述的系统，还包括：
所述互连件和所述晶片之间的引脚，所述引脚用于提供所述触点和所述互连件之间的电气通道的至少一部分；并且
所述引脚和所述互连件之间的接口板，所述接口板是所述触点和所述互连件之间的所述电气通道的至少一部分，所述接口板包括所述电气通道中的电子部件。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述电子部件为无源电子部件。
13.根据权利要求12所述的系统，其中所述电子部件包括电容器、平衡—不平衡转换器或开关中的至少一者。
14.根据权利要求11所述的系统，其中所述电子部件包括有源电子部件。
15.根据权利要求1所述的系统，其中每个所述电气元件包括射频(RF)探针卡的一部分。
16.根据权利要求1所述的系统，其中所述电气元件包括端接在所述电路板上的电缆。
17.根据权利要求1所述的系统，其中所述触点在所述晶片上按平行的行布置；并且
其中所述系统还包括：
在所述互连件和所述触点的子集之间进行电接触的测试器。
18.一种系统，包括：
包括电气元件的电路板；
包括触点的晶片；并且
在所述电气元件和所述触点之间路由信号的互连件，所述互连件包括多个层，所述多个层中的每一者包括由电介质围绕的导体，所述互连件还包括在所述多个层中的相邻层之间的屏蔽件，所述屏蔽件电连接到地。
19.根据权利要求18所述的系统，其中所述导体的端延伸超过所述电介质；并且
其中所述互连件包括第二电介质，所述导体的所述端围绕所述第二电介质弯曲，所述导体的所述端包括电触点。
20.根据权利要求18所述的系统，其中所述导体的端延伸超过所述电介质并接触包括电触点的导电钉头。
21.根据权利要求18所述的系统，其中每个导体的所述屏蔽件包括所述导体上方的导电层和所述导体下方的导电层，所述导体上方的所述导电层和所述导体下方的所述导电层中的每一者均具有切除部分，所述导体上方的所述导电层和所述导体下方的所述导电层中的每一者均被布置成使得所述导体的至少一部分在不同导电层的切除部分之间。
22.根据权利要求18所述的系统，其中所述屏蔽件包括：
布置在所述互连件内的多层屏蔽件，使得每个导体介于两层屏蔽件之间，所述两层屏蔽件中的每一者均具有与导体相邻的切除部分。
23.根据权利要求22所述的系统，其中所述两层屏蔽件中的每一者的切除部分相对于所述导体布置，使得在所述导体和所述两层屏蔽件中的每一者之间存在空气。
24.根据权利要求18所述的系统，其中所述互连件中的至少一些导体可包括弯曲或蜿蜒部分，所述弯曲或蜿蜒部分被配置为在所述互连件中不同导体之间实现实质上匹配的电通路长度和渡越时间、阻抗以及信号衰减。
25.根据权利要求18所述的系统，其中所述电气元件以第一间距布置，所述触点以第二间距布置；并且
其中所述互连件被配置为在所述第一间距和所述第二间距之间转换。
26.根据权利要求18所述的系统，还包括：
所述互连件和所述电路板之间的内插器，所述内插器包括所述电气元件和所述触点之间的所述电通路的一部分。
27.根据权利要求18所述的系统，还包括：
所述内插器上的导电且机械顺应的触点，所述触点在所述内插器和所述晶片上的所述对应触点之间提供机械顺应性电连接。
28.根据权利要求18所述的系统，其中所述电路板还包括：
与每个所述电气元件相关联的电子器件，其中与对应的电气元件相关联的电子器件用于支持所述对应的电气元件的操作。
29.根据权利要求18所述的系统，还包括：
所述互连件和所述晶片之间的引脚，所述引脚用于提供所述触点和所述互连件之间的电气通道的至少一部分；并且
所述引脚和所述互连件之间的接口板，所述接口板是所述触点和所述互连件之间的所述电气通道的至少一部分，所述接口板包括所述电气通道中的电子部件。
30.根据权利要求29所述的系统，其中所述电子部件为无源电子部件。
31.根据权利要求20所述的系统，其中所述电子部件包括电容器、平衡—不平衡转换器或开关中的至少一者。
32.根据权利要求31所述的系统，其中所述电子部件包括电容器、平衡—不平衡转换器和开关。
33.根据权利要求29所述的系统，其中所述电子部件包括有源电子部件。
34.根据权利要求18所述的系统，其中每个所述电气元件包括射频(RF)探针卡的一部分。
35.根据权利要求18所述的系统，其中所述电气元件包括端接在所述电路板上的电缆。
36.根据权利要求18所述的系统，其中所述触点在所述晶片上按平行的行布置；并且
其中所述系统还包括：
在所述互连件和所述触点的子集之间进行电接触的测试器。
37.一种用于传输电信号的结构，包括：
多个层，所述多个层中的每一者包括：
柔性电路，所述柔性电路包括设置在其上的用于传输所述电信号的导电迹线；并且
所述多个层中的相邻层之间的屏蔽件，所述屏蔽件电连接到地并且包括所述导电迹线的返回路径，所述屏蔽件与所述导电迹线分开。
38.根据权利要求37所述的结构，其中每个柔性电路包括电介质，所述导电迹线的端延伸超过所述电介质；并且
其中所述结构还包括第二电介质，所述导电迹线的所述端围绕所述第二电介质弯曲，所述导电迹线的所述端包括电触点。
39.根据权利要求37所述的结构，其中用于每条导电迹线的所述屏蔽件包括所述导电迹线上方的导电层和所述导电迹线下方的导电层，所述导电迹线上方的所述导电层和所述导电迹线下方的所述导电层中的每一者均具有切除部分，所述导电迹线上方的所述导电层和所述导电迹线下方的所述导电层中的每一者均被布置成使得所述导电迹线的至少一部分介于不同导电层的切除部分之间。
40.根据权利要求37所述的结构，其中所述屏蔽件包括：
布置在所述结构内的多层屏蔽件，使得每条导电迹线介于两层屏蔽件之间，所述两层屏蔽件中的每一者均具有与对应的导电迹线相邻的切除部分。
41.根据权利要求40所述的结构，其中所述两层屏蔽件中的每一者的切除部分相对于所述导电迹线布置，使得在所述导电迹线和所述两层屏蔽件中的每一者之间存在空气。
42.根据权利要求37所述的结构，其中所述结构中的至少一些导电迹线包括弯曲或蜿蜒部分，所述弯曲或蜿蜒部分被配置为在不同导电迹线之间实现实质上匹配的电通路长度和渡越时间、阻抗以及信号衰减。
43.一种用于传输电信号的结构，包括：
多个层，所述多个层中的每一者均包括：
由电介质围绕的导体，所述导体用于传输所述电信号；并且
所述多个层中的相邻层之间的屏蔽件，所述屏蔽件电连接到地并且包括所述导体的返回路径。
44.根据权利要求43所述的系统，其中所述导体的端延伸超过对应的电介质；并且
其中所述结构包括第二电介质，所述导体的所述端围绕所述第二电介质弯曲，所述导体的所述端包括电触点。
45.根据权利要求43所述的系统，其中所述导体的端延伸超过所述电介质并接触包括电触点的导电钉头。
46.根据权利要求43所述的系统，其中每个导体的所述屏蔽件包括所述导体上方的导电层和所述导体下方的导电层，所述导体上方的所述导电层和所述导体下方的所述导电层中的每一者均具有切除部分，所述导体上方的所述导电层和所述导体下方的所述导电层中的每一者均被布置成使得所述导体的至少一部分在不同导电层的切除部分之间。
47.根据权利要求43所述的系统，其中所述屏蔽件包括：
布置在所述结构内的多层屏蔽件，使得每个导体介于两层屏蔽件之间，所述两层屏蔽件中的每一者具有与导体相邻的切除部分。
48.根据权利要求47所述的系统，其中所述两层屏蔽件中的每一者的切除部分相对于所述导体布置，使得在所述导体和所述两层屏蔽件中的每一者之间存在空气。
49.根据权利要求43所述的系统，其中所述结构中的至少一些导体包括弯曲或蜿蜒部分，所述弯曲或蜿蜒部分被配置为在所述结构中不同导体之间实现实质上匹配的电通路长度和渡越时间、阻抗以及信号衰减。
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