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Bei
automatischen Testsystemen stellt eine „Lastplatine” bzw. Belastungsplatine
(Load Board) häufig
eine elektrische und mechanische Schnittstelle zwischen einem Schaltungstester
des Testsystems und einem Testobjekt (DUT = Device Under Test) bereit.
Die Lastplatine nimmt gewöhnlich
die Form einer gedruckten Schaltungsplatine an, die einen oder mehrere
DUT-Kontaktoren und Impedanzanpassungsschaltungen an derselben aufweist.
Der (die) Kontaktor(en) dienen dazu, eine Anzahl von DUTs mechanisch
zu halten (und elektrische Verbindungen zu denselben bereitzustellen),
während
die Impedanzanpassungsschaltung(en) dazu dient (dienen), DUT(s),
die durch die Kontaktoren gehalten sind, mit einer Schaltungsanordnung
des Schaltungstesters elektrisch zu koppeln.
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Manchmal
muss eine Testausrüstung,
wie beispielsweise eine automatische DUT-Handhabungseinrichtung
oder ein Umweltsteuersystem mit der Lastplatine eines automatischen
Testsystems zusammenpassen. In der Vergangenheit wurde damit umgegangen,
indem die äußere Oberfläche der
Lastplatine frei von Behinderungen sein musste. Dies zwang wiederum
Lastplatinenentwickler dazu, (eine) Vorspannungs- und Impedanzanpassungsschaltung(en)
der Lastplatine auf die Unterseite der Lastplatine einzugrenzen.
Eine Platzierung (einer Impedanzanpassungsschaltung (von Impedanzanpassungsschaltungen)
an der Unterseite einer Lastplatine kann jedoch eine Vielfalt von
Entwurfshürden
einbringen, wie beispielsweise: 1) Signalrouten können länger sein,
wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Signalverzögerung, einer Signalverzerrung
und eines Signalrauschens erhöht
wird; 2) es werden Durchkontaktierungen durch die Lastplatine benötigt, wodurch
bewirkt wird, dass Signale sich in rechten Winkeln biegen, und wahrscheinlich
Signalreflexionen eingebracht werden (ganz zu schweigen davon, dass Durchkontaktierungen
typischerweise weniger erwünschte
Verbindungen als Signalleiterbahnen sind); und 3) Abschlussimpedanzen
können
nicht so nahe an einem DUT platziert werden.
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Aus
der
US 2004124846
A1 ist bereits eine Vorrichtung zum Handhaben elektronischer
Komponenten bekannt. Insbesondere offenbart diese Schrift einen
Tester, der einen Testkopf sowie einen zugeordneten „Handler” aufweist,
wobei der Testkopf mit einer Haupttesteinheit verbunden ist. Der
Testkopf umfasst eine Sockelplatine, auf der der Sockel angeordnet
ist. Eine Sockelführung
ist auf der Sockelplatine angeordnet, welche eine Ausnehmung aufweist, durch
die sich der Sockel der Platine erstreckt.
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Aus
der
US 6486686 B1 ist
eine Vorrichtung zum Durchführen
funktionaler Tests von Chips, die auf einer gedruckten Schaltungsplatine
befestigt sind, bekannt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zu schaffen, bei
dem die Wahrscheinlichkeit einer Signalverzögerung oder Signalverzerrung reduziert
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Die
Unteransprüche
geben besondere Ausführungsarten
der Erfindung an.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
weist ein Herstellungsartikel ein Dielektrikum auf, das eine obere
Oberfläche
und eine untere Oberfläche
aufweist. Die obere Oberfläche
stellt eine planare Oberfläche
bereit, die einer Zusammenpassoberfläche einer Testausrüstung entspricht.
Die untere Oberfläche weist
eine Aussparungsstruktur auf, die gebildet ist, um Komponenten zu überspannen,
die sich über
eine Oberfläche
einer Lastplatine für
einen Schaltungstester erstrecken.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel
weist ein System einen Schaltungstester, eine Lastplatine und eine
dielektrische Platte auf. Die Lastplatine weist 1) einen DUT-Kontaktor
und 2) eine Schnittstelle auf, um ein DUT, das in den Kontaktor
eingebracht ist, mit dem Schaltungstester elektrisch zu koppeln.
Die dielektrische Platte ist passend mit der Lastplatine gekoppelt
und weist einen Ausschnitt, der dem DUT-Kontaktor entspricht, sowie
eine Unterseitenaussparungsstruktur auf, um Komponenten der Lastplatinenschnittstelle
zu überspannen,
die sich über eine äußere Oberfläche der
Lastplatine erstrecken.
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Bei
noch einem anderen Ausführungsbeispiel
weist ein Verfahren ein passendes Koppeln einer dielektrischen Platte
mit einer äußeren Oberfläche einer
Schaltungstester-Lastplatine
auf. Die dielektrische Platte weist 1) einen Ausschnitt, der einem DUT-Kontaktor
der Lastplatine entspricht, und 2) eine Unterseitenaussparungsstruktur
auf, um Komponenten der Lastplatine zu überspannen, die sich über eine äußere Oberfläche der
Lastplatine erstrecken. Das Verfahren fährt dann mit dem Andocken einer Testausrüstungsschnittstelle
an einer Oberfläche
der dielektrischen Platte gegenüber
der Lastplatine fort.
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Es
sind ferner andere Ausführungsbeispiele offenbart.
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Darstellende
und gegenwärtig
bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf
die beiliegenden Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 ein
erstes exemplarisches automatisches Testsystem, das aus einem Schaltungstester und
einer DUT-Handhabungseinrichtung gebildet ist;
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2 ein
zweites exemplarisches automatisches Testsystem, das aus einem Schaltungstester und
einem Umweltsteuersystem gebildet ist;
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3 ein
exemplarisches Ausführungsbeispiel
der Lastplatinen, die in 1 und 2 gezeigt sind;
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4 eine
obere Draufsicht einer exemplarischen dielektrischen Platte, die
eine Schnittstelle mit der Lastplatine bildet, die in 3 gezeigt
ist;
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5 eine
untere Draufsicht der in 4 gezeigten dielektrischen Platte;
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6 und 7 eine
exemplarische Verwendung der dielektrischen Platte, die in 4 und 5 gezeigt
ist; und
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8 ein
Verfahren zum Verwenden der dielektrischen Platte, die in 4–7 gezeigt
ist.
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1 und 2 stellen
automatische Testsysteme 100, 200 dar, die einen
Schaltungstester 102 aufweisen. Der Schaltungstester 102 kann
beispielsweise die Form eines SOC-Testers (SOC = System-on-a-Chip)
annehmen, wie beispielsweise dem Agilent 93000TM SOC-Tester,
der von Agilent Technologies, Inc. aus Palo Alto, Kalifornien, USA
erhältlich
ist.
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Mit
jedem Schaltungstester 102 ist eine Lastplatine 104 zum
Aufnehmen eines oder mehrerer DUTs gekoppelt. Die Funktionen jeder
Lastplatine 104 bestehen darin, 1) die Ressourcen des Schaltungstesters 102 genau
auf DUTs zu erweitern, die in der Lastplatine 104 eingebracht
sind, und 2) jegliche Vorspannungs- und Impedanzanpassungsschaltungen
genau zu reproduzieren, die durch die DUTs benötigt werden. Falls der Schaltungstester 102 der
zuvor erwähnte
Agilent 93000 SOC-Tester ist, kann die Lastplatine 104 des
Testers durch einen angelenkten Testkopf 106 getragen sein,
der eine der Positionen, die in 1 und 2 gezeigt
sind, (sowie andere Positionen) annehmen kann.
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Manchmal
kann ein automatisches Testsystem eine Ausrüstung aufweisen, die mit einer
Lastplatine 104 eines Schaltungstesters andocken muss. In 1 ist
diese Ausrüstung
als eine DUT-Handhabungseinrichtung 108 gezeigt, die DUTs
automatisch in die Lastplatine 104 einbringt und aus derselben entfernt.
Um die Andockschnittstelle 110 der DUT-Handhabungseinrichtung 108 sowie
die Lastplatine 104 des Schaltungstesters 102 besser
zu zeigen, zeigt 1 den Schaltungstester 102 und
die DUT-Handhabungseinrichtung 108 in einer nichtangedockten
Konfiguration.
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2 zeigt,
wie ein Umweltsteuersystem 200 mit dem Schaltungstester 102 andocken
könnte. Das
Umweltsteuersystem kann beispielsweise die Temperatur und/oder Feuchtigkeit
der Umgebung regeln, in der eine Vorrichtung getestet wird. Dazu muss
das Umweltsteuersystem 200 jedoch in der Lage sein, eine
hermetische Abdichtung um die Vorrichtung (und möglicherweise einen gewissen
Abschnitt der Umgebung derselben) herum zu bilden. Es ist zu beachten,
dass in einigen Fällen
die DUT-Handhabungseinrichtung 108 selbst Umweltsteuerungen
liefern kann.
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Es
können
auch andere Ausrüstungstypen mit
einem Schaltungstester 102 andocken und in einigen Fällen kann
ein Arm oder eine Erweiterung des Schaltungstesters 102 selbst
mit der Lastplatine 104 des Schaltungstesters andocken.
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Wie
es in 3 gezeigt ist, kann die Lastplatine 104 einen
DUT-Kontaktor 300 sowie eine Schnittstelle 302 aufweisen,
um ein DUT, das in den Kontaktor 300 eingebracht ist, elektrisch
mit dem Schaltungstester 102 zu koppeln. Beispielsweise
ist der DUT-Kontaktor 300 als ein integrierter Schaltungssockel
(IC-Sockel; IC = Integrated Circuit) gezeigt. Der DUT-Kontaktor
könnte
jedoch auch andere Formen annehmen, wie beispielsweise dieselbe
eines Kantenverbinders. Die Lastplatine 104 könnte ferner
mit mehr als einem DUT-Kontaktor versehen sein.
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Die
Komponenten 304, 306, 308, 310, 312, 314, 316, 318 der
Lastplatinenschnittstelle 302 weisen typischerweise diese
Komponenten auf, die benötigt
werden, um die Vorspannungs- und
Impedanzanpassungsschaltungen zu implementieren, die durch ein DUT
(oder DUTs) benötigt
werden, das (oder die) durch die Kontaktoren 300 der Lastplatine 104 gehalten
ist (oder sind). Die Komponenten 304–318 der Lastplatine 104 können in
verschiedener Weise Widerstände,
Kondensatoren, Induktoren, Hybridschaltungen, Leistungsteiler, Signalmischer oder
andere Komponenten aufweisen. Einige dieser Komponenten 304–318 können sich über die
Oberfläche
der Lastplatine 104 hinaus erstrecken. Die Lastplatine 104 kann
ferner elektrische und mechanische Verbinder 320, 322, 324, 326 aufweisen,
die sich über
die Oberfläche
der Lastplatine 104 hinaus erstrecken.
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In
der Vergangenheit wurden die Komponenten 304–318 einer
Lastplatinenschnittstelle 302 größtenteils auf die Unterseite
der Lastplatine 104 eingegrenzt, wodurch eine äußere Andockoberfläche bereitgestellt
wird, die frei von Behinderungen ist. Eine Platzierung einer Impedanzanpassungsschaltung (von
Impedanzanpassungsschaltungen) an der Unterseite einer Lastplatine 104 kann
eine Vielfalt von Entwurfshürden
einbringen, wie beispielsweise: 1) Signalrouten können länger sein,
wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Signalverzögerung, einer Signalverzerrung
und eines Signalrauschens erhöht
wird; 2) es werden Durchkontaktierungen durch die Lastplatine 104 benötigt, wodurch
bewirkt wird, dass Signale sich in rechten Winkeln biegen, und wahrscheinlich
Signalreflexionen eingebracht werden (ganz zu schweigen davon, dass
Durchkontaktierungen typischerweise weniger erwünschte Verbindungen als Signalleiterbahnen
sind); und 3) Abschlussimpedanzen können nicht so nahe an einem
DUT platziert werden.
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Bei
der in 3 gezeigten Lastplatine 104 sind die
Komponenten 304–318 der
Lastplatinenschnittstelle 302 und vielleicht die gesamte
Lastplatinenschnittstelle 302 an der äußeren Oberfläche der Lastplatine 104 angebracht. 4–7 stellen eine
Einrichtung zum Andocken einer Testausrüstung 108, 200 an
eine derartige Lastplatine 104 dar. Die Einrichtung weist
eine dielektrische Platte 400 auf, die 1) einen oder mehrere
Ausschnitte 402, die den DUT-Kontaktoren 300 der
Lastplatine 104 entsprechen, und 2) eine Unterseitenaussparungsstruktur 500 aufweist,
um die Komponenten 304–318 der Lastplatinenschnittstelle 302 zu überspannen,
die sich über
eine äußere Oberfläche der
Lastplatine 104 erstrecken. Die Aussparungsstruktur 500 kann
verschiedenartig geschnitten sein, um einzelne, Gruppen oder sogar
alle der Komponenten 304–318 zu überbrücken, die
sich über
die äußere Oberfläche der Lastplatine 104 erstrecken.
In einigen Fällen
können Tiefen
der Aussparungsstruktur 500 der dielektrischen Platte variieren,
um im Wesentlichen den Höhen
der Komponenten 304–318 der
Lastplatinenschnittstelle 302 zu entsprechen.
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Die
dielektrische Platte 400 kann aus verschiedenen Materialien
gebildet sein. Ein geeignetes Material ist ein kristallines thermoplastisches
Polymer, wie beispielsweise Delrin®-Acetal-Kunststoff. Delrin-Acetal-Kunststoff
weist einen hohen Schmelzpunkt, einen hohen Elastizitätsmodul,
eine große Festigkeit,
Steifheit und einen Widerstand gegen einen Abrieb auf. Ferner weist
eine Feuchtigkeit wenig bis keine Wirkung auf Delrin auf und deshalb
ist die Abmessungsstabilität
von Elementen, die mit engen Toleranzen gefertigt sind, hervorragend.
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Die
dielektrische Platte 400 wird, wie in 6–8 gezeigt,
verwendet. Zuerst kann die Lastplatine 104 an eine Befestigungsplatte 600 des Testkopfs 106 angebracht
werden. Als nächstes kann
die dielektrische Platte 400 mit der äußeren Oberfläche der
Lastplatine 104 passend gekoppelt werden 800 (8).
Bei einem Ausführungsbeispiel wird
die dielektrische Platte 400 unter Verwendung einer Anzahl
von Senkkopfschrauben 602, 604 abnehmbar an der
Lastplatine 104 gesichert. Eine Testausrüstungsschnittstelle 110 wird
dann an eine Oberfläche 404 der
dielektrischen Platte 400 gegenüber der Lastplatine 104 angedockt 802.
Wie es in 6 und 7 gezeigt
ist, kann die Testausrüstungsschnittstelle 110 die
Form einer ersten und einer zweiten in Schichten angeordneten Andockplatte 606, 608 annehmen.
Die erste der Andockplatten 606 kann mit der dielektrischen
Platte 400 um die DUT-Kontaktoren 300 an der Lastplatine 104 herum andocken.
Vorzugsweise bildet diese erste Andockplatte 606 eine hermetische
Abdichtung mit der dielektrischen Platte 400, obwohl dasselbe
nicht sein muss. Um die Abdichtung zu bilden, können sowohl die Andockplatte 606 als
auch die dielektrische Platte 400 planare Oberflächen aufweisen.
Es wird jedoch auch erwartet, dass die Andockplatte 606 und
die dielektrische Platte 400 unregelmäßige, aber entsprechende, zusammenpassende
Oberflächen
aufweisen könnten
(wobei die Oberflächen
sich sogar bis zu einem Punkt entsprechen, bei dem dieselben sich gegeneinander
hermetisch abdichten). Die zweite der Andockplatten 608 kann
mit dem Testkopf 106 des Schaltungstesters 102 andocken.
Wenn sich dieselbe zu dem Testkopf 106 hin bewegt, können sich Stifte 610, 612 in
der zweiten Andockplatte 608 in entsprechende Aufnahmeeinrichtungen 614, 616 in dem
Testkopf 106 erstrecken, um dadurch die Testinstrumentschnittstelle 110 an
dem Testkopf 106 zu sichern (und dadurch die Andockplatte 606 an
der Lastplatine 104 zu sichern).