DE60317638T2

DE60317638T2 - Sonde vom kapazitätslasttyp und testvorrichtung welche diese sonde enthält

Info

Publication number: DE60317638T2
Application number: DE60317638T
Authority: DE
Inventors: Wasuke Kita-ku YANAGISAWA; Makoto Nerima-ku NAKAKOJI; Ryo Kita-ku HORIE; Takuto Kita-ku YOSHIDA
Original assignee: Yokowo Co Ltd; Yokowo Mfg Co Ltd
Current assignee: Yokowo Co Ltd
Priority date: 2002-02-07
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2008-10-30
Anticipated expiration: 2023-02-07
Also published as: EP1482313A1; JPWO2003067268A1; US20050088189A1; TW200303423A; EP1482313B1; US7233156B2; WO2003067268A1; MY139934A; TWI278631B; AU2003207078A1; DE60317638D1; EP1482313A4; JP4707322B2

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Sonde vom Kapazitätslasttyp, in der, beispielsweise bei einem Prüfen einer Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitseinrichtung (Hochfrequenz bezieht sich nachstehend darauf, dass die Frequenz im Analogen hoch ist, und bezieht sich Hochgeschwindigkeit auf ein digitales Signal mit einer kleinen Impulsbreite oder einer kleinen Impulstrennung), wie ein Halbleiterwafer, eine IS oder ein Modul für eine Verstärkerschaltung und eine Mischerschaltung, die beispielsweise in ein Mobiltelefon eingebaut sind, ein verlässlicher Kontakt zwischen dem OUT (Prüfling, „Device Under Test") und einer Prüfvorrichtung herbeigeführt wird, um einen Einfluss von externem Rauschen auf das Minimum zu verringern, und auf ein Prüfmontagegestell, dass die Sonde vom Kapazitätslasttyp verwendet.
VERWANDTER STAND DER TECHNIK
Die Druckschrift JP 2001-042002 A offenbart eine koaxiale Struktur eines Signalstifts. Anhand dieses Signalstifts wird die koaxiale Struktur durch einen Leiter im Mittelpunkt, einen um den Leiter im Mittelpunkt angeordneten Isolationsschlauch und einen ferner auf der Peripherie angeordneten externen Leiter ausgebildet, und der externe Leiter wird über ein Trageelement und Erdungsstifte geerdet. Der Signalstift wird in einer Prüfeinrichtung verwendet und wird durch geeignetes Einstellen des äußeren Durchmessers des Leiters im Mittelpunkt, des inneren Durchmessers des externen Leiters und der Leitfähigkeit des Isolationsschlauchs mit einer spezifischen Impedanz abgeglichen, und sendet und empfängt Signale mit der dadurch abgeglichenen Impedanz zwischen dem Signal und dem Signalanschluss.
Die Druckschrift JP 10-213593 A offenbart einen Kontakt, der eine koaxiale Struktur aufweist und dessen charakteristische Impedanz eindeutig durch das mechanische Abmaß eines äußeren Leiters oder dergleichen oder durch die dielektrische Konstante eines Leiters entschieden wird. Da der Kontakt eine koaxiale Struktur aufweist, wird die charakteristische Impedanz des Kontakts auf einen spezifizierten Wert gesetzt, beispielsweise 1, um mit der E/A-Impedanz einer Hochfrequenzschaltung übereinzustimmen, und somit wird ein genauer Messwert sichergestellt.
Die Druckschrift JP 7-260878 A offenbart einen Prüfstand mit einer Verbindungsplatine, einem Koaxialkabel mit einem Leiter im Mittelpunkt und einem den Leiter im Mittelpunkt umgebenden äußeren Leiter, dessen eines Ende mit einer Prüfschaltung verbunden ist, und einem Stiftverbinder, der mit dem anderen Ende des Koaxialkabels verbunden ist, während die Impedanz abgeglichen wird.
Um beispielsweise das Problem zu lösen, dass eine bloßliegende Leitung dazu tendiert, bei einem Prüfen einer Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitseinrichtung, wie einem Halbleiterwafer, einer IS oder einem Modul, Rauschen aufzunehmen, wird in JP-A Nr. 99889/2001 , wie gemäß 12(a) gezeigt, eine Struktur offenbart, in der Elektrodenanschlüsse 21 bis 23 eines DUT 20 mit einem Prüfmontagegestell verbunden sind, das eine RF-(dieser Ausdruck bezieht sich auf Hochfrequenz und Hochgeschwindigkeit)-Signalsonde 3, eine Energieversorgungssonde 4 und eine Erdungssonde 5 enthält, die in einem Metallblock 1 bereitgestellt sind, wobei jede der Sonden eine Feder und einen beweglichen Stift aufweist. In einem derartigen Prüfmontagegestell werden RF-Signale durch ein Koaxialkabel 7 zu der RF-Signalsonde 3 übertragen, wird die Feder gestaucht, um zu verhindern, dass ein Zwischenraum zwischen dem DUT 20 und einer dünnen Anpressplatine 8 auf dem Metallblock 1 ausgebildet wird, und es wird ein verlässlicher Kontakt zwischen der RF-Signalsonde 3 und einem Elektrodenanschluss des DUT 20 mittels der Feder herbeigeführt, wodurch so wenig Rauschen wie möglich aufgenommen wird. In 12(a) bezeichnet 6 eine Verdrahtungsplatine, wie eine gedruckte Leiterplatte, in der auf der Eingangsseite eine Energieversorgungsschaltung ausgebildet ist.
Selbst in einer derartigen Struktur tendiert die Sonde in dem Metallblock 1 jedoch dazu, in der Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitseinrichtung Rauschen aufzunehmen. In der vorstehend beschriebenen Druckschrift JP-A Nr. 99889/2001 ist die RF-Signalsonde 3 koaxial strukturiert, und lässt dadurch einem Aufnehmen von Rauschen keinen Raum. Demgegenüber verursacht die Sonde, wenn der Energieversorgungsanschluss 23 Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeits-rauschen aufnimmt, eine Änderung einer Energieversorgungsspannung und ein Oszillieren eines Verstärkers, wodurch die Sonde eine ungenaue Messung verursacht. Um dieses Problem zu lösen, wird ein in 12(b) gezeigtes Tiefpassfilter 61, das eine LC-Schaltung mit Spulen L und Kapazitäten C aufweist, auf der Verdrahtungsplatine (gedruckte Leiterplatte) 6 ausgebildet, oder wird ein Chip-Kondensator (Überbrückungskondensator) zwischen der Eingangsseite der Energieversorgungssonde 4 und einer Masse der Verdrahtungsplatine 6 verbunden, wodurch in die Energieversorgungsschaltung eingetretenes Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitsrauschen entfernt wird.
Demgegenüber werden nicht lediglich RF-Signale, sondern ebenso verschiedene Signale von mittlerer und niederer Frequenz in dem Bereich von einem Gleichstrompegel bis hin zu 100 MHz zur Prüfung eingegeben. Eine präzise Prüfung kann nicht herbeigeführt werden, wenn für Signale von mittlerer oder niederer Frequenz RF-Rauschen in die Signalanschlüsse eingegeben wird. Selbst wenn Sonden zur Eingabe von Signalen mittlerer/niederer Frequenz koaxial strukturiert sind, wird auf der DUT-Seite oder in die Prüfvorrichtung eingetretenes RF-Rauschen direkt in die Anschlüsse des DUT eingegeben. Somit kann keine präzise Prüfung herbeigeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben wird, damit das Prüfmontagegestell nicht durch Rauschen beeinflusst wird, das die mit dem DUT verbundene Verdrahtung aufnimmt, der Abschnitt zum Kontakt mit einem DUT derart strukturiert, dass eine Kontaktsonde mit einem beweglichen Stift, der sich mittels einer Feder inwärts und auswärts bewegt, in den Metallblock eingebaut wird. In einer derartigen Struktur wird kein Zwischenraum zwischen dem DUT und dem Metallblock ausgebildet. Das Prüfmontagegestell nimmt somit kaum Rauschen auf. Zudem wird, wie vorstehend beschrieben, die RF-Signalsonde in dem Metallblock koaxial strukturiert. Demgegenüber wurde anhand der jüngsten Entwicklung einer Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitseinrichtung eine Schaltung der Einrichtung merklich hoch integriert und klein gepackt. Folglich wird die Anzahl der Anschlüsse (Elektroden) erhöht, und werden Abstände zwischen den Anschlüssen verkürzt, so dass eine Tendenz dahingehend besteht, dass Rauschen nicht lediglich einer nicht in den Metallblock eingebauten Sonde, sondern ebenso der Energieversorgungssonde in dem Metallblock überlagert wird. Somit besteht ein Problem dahingehend, dass eine präzise Messung ohne einen Rauscheinfluss in der Struktur, in der das Tiefpassfilter oder der Chipkondensator auf der Eingangsseite der Energieversorgungssonde ausgebildet werden, nicht vollständig herbeigeführt werden kann.
Zudem ermittelten die Erfinder, dass ein unerwarteter Zustand, wie ein Betriebsfehler und ein erzwungenes Rücksetzen, tendenziell bei einem Prüfen der jüngsten fortgeschrittenen Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitseinrichtung während des Übergangs, in dem der Ausgang von nieder auf hoch oder von hoch auf nieder gemäß einer Änderung von Eingangssignalen wechselt, auftreten. Als Grund für einen derartigen Zustand wurde ermittelt, dass der Übergang der Ausgangsspannungsänderung kurz wird, und sich somit der Energieversorgungsstrom unmittelbar ändert, um einen Spannungsabfall des Energieversorgungsanschlusses zu verursachen. Erhöht sich mit anderen Worten der Quellstrom schrittweise, dann weist die Energieversorgungssonde 4, die eine Länge von etwa 4 mm aufweist und wie gemäß 12(a) gezeigt strukturiert ist, auf Grund des schmalen Ausmaßes der Sonde eine Induktivität von etwa 2 nH (Nano-Henry) auf. Eine Ersatzschaltung ist in 11(a) gezeigt, wenn C₂ mit 0,5 pF (Picofarad) als eine Schwebungskapazität um die Sonde herum angenommen wird (in 11(a) zeigt C₂ die Schwebungskapazität in der Ersatzschaltung, obwohl in Wirklichkeit keine Kapazität bereitgestellt ist). Im Ergebnis fällt, wenn sich ein Strom I₁ von A₁ = 10 mA auf A₂ = 50 mA schrittweise ändert (perfekter Zustand, Nullanstiegszeit), die Spannung von 3 V auf etwa 1,7 V, wie in 11(c) gezeigt, was eine Hürde in den Prüfdaten verursacht.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt im Lösen derartiger Probleme, mit anderen Worten im Bereitstellen einer Sonde vom Kapazitätslasttyp zum Prüfen einer Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitseinrichtung trotz eines Einflusses ei nes Spannungsabfalls bei dem Energieversorgungsanschluss auf Grund des Vorhandenseins einer Induktivität, selbst wenn ein Abstand von Energieversorgungsanschlüssen verkürzt und die Energieversorgungssonde verschmälert wird, da die Einrichtung hochintegriert und klein gepackt wird.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt im Bereitstellen einer Sonde vom Kapazitätslasttyp zum Herbeiführen einer rauschfreien präzisen Prüfung einer hochintegrierten Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitseinrichtung durch Verringern von Rauschen gemäß Signalen, das den Anschlüssen eingegeben wird, und im Bereitstellen eines Prüfungsmontagegestells für eine Prüfvorrichtung, die die Sonde vom Kapazitätslasttyp zum Prüfen einer Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitseinrichtung oder dergleichen verwendet.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, wird gemäß der Erfindung eine Sonde vom Kapazitätslasttyp gemäß Anspruch 1 bereitgestellt.
Der bewegliche Stift bezieht sich auf einen Stift, dessen Spitzenabschnitt entlang der Achse des Stifts beweglich ist, so dass ein durch eine Feder gehaltener Leiterdraht sich durch Anpressen einer Spitze des Leiterdrahts mit einer Schrumpfung der Feder inwärts bewegt.
Wird eine derartige Kontaktsonde, deren äußere Umfangsoberfläche mit der Kapazität versehen ist, als eine Sonde zum Kontakt mit einem Energieversorgungsanschluss und einem Signalanschluss verwendet, dann kann ein Spannungsabfall bei dem Energieversorgungsanschluss vermieden und kann Rauschen entfernt werden. Obwohl im Allgemeinen bei einem Prü fen eines DUT für RF (was sich nachstehend auf analoge Hochfrequenz und digitale Hochgeschwindigkeit mit einer kurzen Impulsbreite oder kurzen Impulstrennung und eine analoge oder Impulswiederholung von etwa 1 GHz oder mehr bezieht) eine Induktivität einer Energieversorgungssonde einen Spannungsabfall verursacht, wenn ein Ausgangsstrom z. B. von nieder auf hoch schaltet, verringert in der Erfindung die Kapazität den Spannungsabfall auf das Sicherheitsniveau. Dies bedeutet, dass anhand eines Hinzufügens der Kapazität die Kompensation durch die Auf- und Entladung der Kapazität und der Induktivität herbeigeführt wird.
Wird die Sonde vom Kapazitätslasttyp als die Energieversorgungssonde und Signalsonde verwendet, die mit dem Signalanschluss für Eingangssignale mit im Wesentlichen Gleichstrompegel oder für Sinuswellen von mittlerer/niederer Frequenz und digitale Signale mit kleiner Impulswiederholung verbunden ist, dann entfernt die auf den Sonden bereitgestellte Kapazität zudem mit Sicherheit in die Energieversorgungsleitung und Signalleitung eintretendes RF-Rauschen, und es kann eine verlässliche Prüfung ohne Rauscheinfluss herbeigeführt werden.
Die konkrete Struktur kann sich wie folgt darstellen. Die dielektrische Schicht besteht aus einem dielektrischen Zylinders. Der erste Metallfilm wird auf der äußeren Umfangsoberfläche des dielektrischen Zylinders ausgebildet. Ein zweiter Metallfilm wird auf der inneren Umfangsoberfläche des dielektrischen Zylinders bereitgestellt. Die zweite Metallschicht ist mit dem Metallrohr elektrisch verbunden. Die dielektrische Schicht besteht aus einem Dünnfilm, der direkt auf der äußeren Umfangsoberfläche des Metallrohrs ausgebildet ist, und der erste Metallfilm wird auf dem Dünnfilm gebildet. Die auf den inneren und äußeren Umfangsoberflächen des dielektrischen Zylinders bereitgestellten Metallfilme werden beispielsweise mittels stromloser Metallisierung ausgebildet. Mittels des Sputter- oder Vakuumverdampfungsverfahrens kann der dielektrische Film auf einem sich drehenden Metallrohr in einem Dünnfilm ausgebildet werden. Der dielektrische Film kann ebenso anhand des Sol-Gel-Verfahrens ausgebildet werden, in dem eine Flüssigkeit eines dielektrischen Materials, das in einer organischen Lösung gelöst ist, auf die äußere Oberfläche des Metallrohrs aufgebracht und das aufgebrachte Material getrocknet und eingebrannt wird.
Die auf der äußeren Umfangsoberfläche des Metallrohrs bereitgestellte Kapazität kann ausgebildet werden, um zwei oder mehr Arten von Kapazitäten aufzuweisen.
Um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, wird gemäß der Erfindung ein Prüfungsmontagegestell gemäß Anspruch 5 bereitgestellt.
In einer derartigen Struktur kann, da eine das RF-Rauschen überbrückende Kapazität bei den Peripherien von zumindest einer der Energieversorgungs- und Signalsonden ausgebildet wird, das RF-Rauschen überbrückt werden, unmittelbar bevor die Sonden den Energieversorgungsanschluss und den Signalanschluss des DUT kontaktieren. Die Kapazität kann nicht lediglich Rauschen vermeiden, sondern ebenso RF-Rauschen entfernen, das auf der Seite der Verdrahtungsplatine (gedruckte Leiterplatine) verbleibt. Im Ergebnis wird Rauschen von der Energieversorgung und von Signalsonden für mittlere/niedere Frequenz mit den beweglichen Stiften zum Kontakt mit dem DUT vollständig entfernt, was eine präzise Prüfung ohne Rauscheinfluss herbeiführt. Zudem kann durch Verwenden der Sonde vom Kapazitätslasttyp als die Energieversorgungssonde ein Spannungsabfall bei dem Energieversorgungsanschluss, der durch eine Stromänderung in dem DUT verursacht wird, auf innerhalb von 10% einer allgemeinen Toleranz einer Energieversorgungsspannung verringert werden.
Die Sonde vom Kapazitätslasttyp kann als zumindest ein Abschnitt der Signalsonden zum Kontakt mit den Signaleingangsanschlüssen des DUT verwendet werden, wobei die Sonde vom Kapazitätslasttyp eine Kapazität aufweist, die gemäß einer Wiederholung von Sinuswellen oder -impulsen eines an den Abschnitt der Signalsonden angelegten Signals die Signale der Wiederholung in kleinem Ausmaß dämpft und Rauschen von höherer Frequenz als die Wiederholung in großem Ausmaß dämpft. Im Ergebnis kann bei einem Prüfen selbst einer Einrichtung, in die verschiedene Signale in dem Bereich von einem Gleichstrompegel bis hin zu RF eingegeben werden, RF-Rauschen entfernt werden, ohne die Eingangssignale gemäß der Wiederholung der Eingangssignale zu dämpfen. Somit kann eine präzise Prüfung herbeigeführt werden. Die Sinuswelle und die Impulswiederholung beziehen sich auf eine Frequenz für ein analoges Signal und eine hohe/niedrige Wiederholungsrate für ein digitales Signal.
Die Energieversorgungssonde zum Kontakt mit dem DUT besteht aus einer Sonde vom Kapazitätslasttyp mit einem Kapazitätswert gleich 50 pF oder mehr, vorzugsweise gleich 100 pF oder mehr. Dies ist dadurch begründet, dass eine Energieversorgungsspannung kaum um gleich 10 Prozent oder mehr als Antwort auf eine Änderung von Eingangssignalen abfällt, und somit ein Hochfrequenzrauschen von 400 MHz oder darüber (200 MHz oder darüber, wenn der Kapazitätswert gleich 100 pF oder mehr beträgt) um 10 dB oder mehr gedämpft werden kann und Hoch-RF-Rauschen in größerem Ausmaß gedämpft werden kann, wodurch das Rauschen fast vollständig entfernt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es zeigen:
1(a) und 1(b) eine Draufsicht und eine Aufrissseitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Prüfungsmontagegestells,
2(a) und 2(b) eine Querschnittsansicht einer in 1 gezeigten Sonde vom Kapazitätslasttyp und eine Perspektivansicht eines darin enthaltenen dielektrischen Zylinders,
3 Frequenzeigenschaften eines Einfügungsverlusts durch eine Simulation, wenn eine in einer Sonde lastende Kapazität geändert wird,
4 Frequenzeigenschaften des Einfügungsverlusts, die durch die Eingangs-Ausgangsprüfung gemessen werden, wenn der Kapazitätswert 470 pF beträgt, was als ein Beispiel angegeben wird,
5 die Ersatzschaltung, wenn eine Sonde vom Kapazitätslasttyp als eine Energieversorgungssonde verwendet wird,
6(a) bis 6(c) das Ergebnis einer Simulation des Vergleichens der Spannungsabfälle, wenn Kapazitätswerte 1000 pF und 100 pF betragen, und wenn keine Kapazität vorhanden ist und die Schwebungskapazität lediglich etwa 0,5 pF beträgt,
7 eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Sonde vom Kapazitätslasttyp,
8 eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungs beispiels einer Sonde vom Kapazitätslasttyp,
9 eine Aufrissansicht eines Beispiels einer weiteren Struktur zum Fixieren einer Sonde in einem Metallblock,
10(a) und 10(b) Querschnittsansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Sonde vom Kapazitätslasttyp und eine Ersatzschaltung der Sonde,
11(a) bis 11(c) Ansichten der Spannungsabfälle bei dem Energieversorgungsanschluss, wenn ein schaltender Signalverlauf ausgegeben wird, und
12(a) und 12(b) Ansichten eines Beispiels einer Konfiguration eines herkömmlichen Prüfungsmontagegestells für eine Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitseinrichtung.
BESTE BETRIEBSART ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Als nächstes werden eine Sonde vom Kapazitätslasttyp der Erfindung und ein die Sonde verwendendes Prüfungsmontagegestell nachstehend unter Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Das Prüfungsmontagegestell der Erfindung verbindet zwischen einem DUT 20 und einer (nicht gezeigten) Prüfvorrichtung. Wie in der Draufsicht- und der Aufrissansicht von 1(a), (b) gezeigt, wird eine Vielzahl von Sonden, wie eine Signalsonde 3, eine Energieversorgungssonde 4 und eine Massesonde 5 in einem Metallblock 1 bereitgestellt, um diesen zu durchdringen. Jede der Sonden weist einen beweglichen Stift 11 auf. Eine Spitze des beweglichen Stifts 11 steht von einer Oberfläche des Metallblocks 1 über. Eine Überstandslänge der Spitze ist variabel. Der DUT 20 wird an die eine Oberfläche des Metallblocks 1 angepresst. Jede der Elektrodenanschlüsse 21 bis 24 des DUT 20 kontaktiert die Spitzen der Sonden 3 bis 5, um Eigenschaften des DUT 20 zu prüfen. In dieser Erfindung ist zumindest ein Teil der Sonden eine Sonde vom Kapazitätslasttyp, deren äußere Umfangsoberfläche mit einer dielektrischen Schicht und einem Metallfilm versehen ist, um eine Kapazität auszubilden.
Wie in der Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels in 2(a) gezeigt, weist eine Sonde 10 vom Kapazitätslasttyp ein Metallrohr 13 auf. Bewegliche Stifte 11, 12 sind in dem Metallrohr 13 bereitgestellt und sind mit dem Metallrohr 13 elektrisch verbunden. Spitzen der Stifte stehen von zumindest einem Ende des Metallrohrs 13 über. Überstandslängen der Spitzen sind variabel. Eine dielektrische Schicht 15 ist auf der äußeren Umfangsoberfläche des Metallrohrs 13 bereitgestellt. Ein erster Metallfilm 17 ist auf der äußeren Umfangsoberfläche der dielektrischen Schicht 15 bereitgestellt. Im Ergebnis wird eine Kapazität zwischen dem beweglichen Stift 11 und dem ersten Metallfilm 17 ausgebildet.
Wie in 2 gezeigt, wird der dielektrische Zylinder 15, der zylindrisch geformt ist, als eine dielektrische Schicht zum Ausbilden der Kapazität 18 verwendet. Ein zweiter Metallfilm 16 und der erste Metallfilm 17 sind auf den inneren und äußeren Umfangsflächen des dielektrischen Zylinders 15 mittels stromloser Metallisierung bereitgestellt, um die Kapazität 18 auszubilden. Im Ergebnis wird kein Zwischenraum auf beiden Seiten des Dielektrikums ausgebildet, und die Kapazität funktioniert effizient. Der zweite Metallfilm 16 ist mit dem Metallrohr 13 elektrisch verbunden.
Wie in der Perspektivansicht von 2(b) gezeigt, weist der dielektrische Zylinder 15 einen inneren Durchmesser D1 von etwa 0,3 mm, einen äußeren Durchmesser D2 von etwa 0,6 mm und eine Länge L von etwa 6 mm auf. Der Grund für derartige Abmaße liegt wie folgt vor. Wie vorstehend beschrie ben, hat sich die Anzahl von Elektrodenanschlüssen auf Grund einer hohen Integration von ISen erhöht. In jüngster Zeit werden die Elektrodenanschlüsse nicht lediglich auf der Umfangslänge eines Chips ausgebildet, sondern mittels einer BGA-(Ball-Grid-Array)-Packung ebenso auf der gesamten Chipfläche. Zudem kann die Anzahl von Elektrodenanschlüssen bis zu 400 pro 1 cm² betragen, so dass Zwischenräume zwischen Sonden extrem schmal werden. Die Energieversorgungs- und Masseanschlüsse teilen sich jeweils etwa ¼ der Elektrodenanschlüsse. Der Rest sind Eingabe-/Ausgabeanschlüsse für Signale, wie RF-Signale.
Die Erfinder prüften die Auswirkung der Kapazität 18 durch Simulieren des Einfügungsverlusts für Frequenzen, mit anderen Worten den Rauschentfernungspegel, wenn eine Sonde vom Kapazitätslasttyp verbunden wird, die eine auf der äußeren Umfangsoberfläche der Sonde ausgebildete Kapazität aufweist. 3 zeigt die Ergebnisse. In 3 zeigt die vertikale (von oben nach unten) Linie Einfügungsverluste für die Frequenzen, wenn sich ein Kapazitätswert der Kapazität gemäß 2(a) verschiedenartig ändert, wobei die Kapazitätswerte 10 pF, 50 pF, 100 pF, 530 pF und 1060 pF betragen. Die Kurve mit keiner Kapazität zeigt die Frequenzeigenschaften einer herkömmlichen Sonde.
Im Allgemeinen wird Rauschen im großen Ausmaß entfernt, wenn ein Einfügungsverlust von etwa 10 dB vorliegt, und wird Rauschen beinahe perfekt entfernt, wenn ein Einfügungsverlust von etwa 20 dB vorliegt. Die Ergebnisse gemäß 3 lauten wie folgt. Ein Kapazitätswert von 1060 pF kann Rauschen einer Frequenz gleich 25 MHz oder darüber entfernen und Rauschen einer Frequenz gleich 50 MHz oder darüber perfekt entfernen. Ein Kapazitätswert von 100 pF kann RF-Rauschen gleich 1 GHz oder darüber perfekt entfernen. Ein Kapazitätswert gleich 50 pF oder darüber kann das RF-Rauschen hinreichend dämpfen. In einer herkömmlichen Sonde ohne Kapazität (wobei angenommen wird, dass die Sonde eine Schwebungskapazität von etwa 0,5 pF aufweist) beträgt, wenn eine Frequenz gleich 20 GHz oder darunter beträgt, ein Einfügungsverlust gleich 2 dB oder darunter, wodurch beinahe kein RF-Rauschen entfernt wird.
Demgegenüber ermittelten die Erfinder die nachstehende Tatsache. Ein Kapazitätswert von etwa 50 pF dämpft beinahe kein Signal in einem Band von mehreren dutzend MHz und dämpft Rauschen gleich 1 GHz oder darüber in großem Ausmaß. Beispielsweise durch Belasten einer Kapazität mit einem Kapazitätswert von etwa 50 pF an eine Signalsonde, in die Signale eingegeben werden, kann eine verlässliche Prüfung herbeigeführt werden, da die Signale, aus denen das RF-Rauschen entfernt wurde, in die Signalsonde eingegeben werden. Im Ergebnis wird, anstelle einer Sonde mit koaxialer Struktur, eine Sonde, die mit einer Kapazität belastet ist, die einen Kapazitätswert aufweist, der nicht ein Signal, sondern das Rauschen dämpft, das eine höhere Frequenz als jene des Signals aufweist, vorzugsweise als eine Signalsonde verwendet.

Um einen derartigen Kapazitätswert zu ändern, wird ein Material mit einer unterschiedlichen dielektrischen Konstante für die dielektrische Schicht 15 verwendet und wird eine Dicke der dielektrischen Schicht 15 oder eine Länge einer Sonde verändert. Beispielsweise wird Bariumtitanat (eine relative dielektrische Konstante von 2200) oft als keramisches Material verwendet, und ein keramisches Material (eine relative dielektrische Konstante von etwa 38), das als Keramikmaterialien hoher elektrischer Konstante bezeichnet wird, wird verwendet, um Sonden mit den vorstehend beschriebenen Kapazitätswerten auszubilden, wobei die Sonden unter Verwendung der in Tabelle 1 gezeigten Ausmaße wie in 2(a) und 2(b) gezeigt strukturiert werden. Zudem kann die Kapazität beliebig durch Ändern des Materials und der Dicke der Kapazität eingestellt werden. Wie nachstehend beschrieben, kann insbesondere durch Ausbilden der dielektrischen Schicht mit einem Dünnfilm der Kapazitätswert somit beliebig eingestellt und erhöht werden. TABELLE 1 BEISPIELE DES AUSBILDENS VON KAPAZITÄTEN

Kapazitätswert [pF]	Länge L [mm]	Innendurchmesser D1 [mm]	Außendurchmesser D2 [mm]	Dielektrisches Material
1060	6,0	0,3	0,6	Bariumtitanat
530	3,0	0,3	0,6	Bariumtitanat
100	1,0	0,3	1,0	Bariumtitanat
50	0,5	0,3	1,0	Bariumtitanat
10	3,3	0,3	0,6	Keramische Materialien mit hoher dielektrischer Konstante

Tatsächlich wurden Einfügungsverluste für Frequenzen unter Verwendung einer Sonde vom Kapazitätslasttyp geprüft, die gemäß den Ausmaßen der Kapazität mit einem Kapazitätswert von 530 pF wie in Tabelle 1 gezeigt strukturiert ist. 4 zeigt das Ergebnis. Der tatsächliche Kapazitätswert der Kapazität betrug 470 pF. Wie gemäß 4 sowie 3 gezeigt, kann ein Einfügungsverlust von etwa 15 dB für 50 MHz gewonnen werden, und kann ein Einfügungsverlust von etwa über 20 dB für 200 MHz gewonnen werden, was das Rauschen beinahe perfekt entfernt. In 4 zeigt ein Pfeil 1 1 GHz, 27,595 dB, zeigt ein Pfeil 2 5 GHz, 33,877 dB, zeigt ein Pfeil 3 10 GHz, 27,661 dB, zeigt ein Pfeil 4 15 GHz, 34,276 dB und zeigt ein Pfeil 5 20 GHz, 30,060 dB an.
Ein Kapazitätswert von etwa 500 pF, durch den ein großer Einfügungsverlust für ein Rauschen in dem Bereich von hinreichend niedriger Frequenz bis Hochfrequenz gewonnen werden kann, ist für eine Energieversorgungssonde und Eingangssignale einer kleinen Wiederholung mit im Wesentlichen Gleichstrompegel (Niederfrequenz) hinreichend. Wie in 3 gezeigt, wird für 200 MHz oder darüber unter Verwendung eines Kapazitätswerts von 100 pF ein hinreichender Einfügungsverlust gewonnen, der für die Energieversorgungssonde nützlich ist.
Demgegenüber, wie vorstehend beschrieben, ermittelten die Erfinder, dass, auf Grund von Induktivitätskomponenten der Energieversorgungssonde ein Spannungsabfall bei einem Energieversorgungsanschluss während des Übergangs des Ausgangs auftritt, wenn sich ein Signal ändert, und deshalb eine präzise Prüfung nicht herbeigeführt werden kann. Durch Verwendung einer Sonde vom Kapazitätslasttyp als die Energieversorgungssonde wurde der Spannungsabfall in den Bereich von 10 oder darunter, das Sicherheitsniveau, verringert. Die Auswirkung zum Verhindern des Spannungsabfalls bei einem Energieversorgungsanschluss, wenn die Sonde vom Kapazitätslasttyp als eine Energieversorgungssonde verwendet wird, wird nachstehend beschrieben.
5 zeigt eine Ersatzschaltung eines Abschnittes, in dem die Sonde vom Kapazitätslasttyp den Anschluss des DUT kontaktiert, wenn die Sonde vom Kapazitätslasttyp als eine Energieversorgungssonde verwendet wird. Eine Spannung V₂ bei dem Energieversorgungsanschluss, wenn wie in 11(b) gezeigt sich ein Strom schrittweise (eine Nullanstiegszeit, ein perfekter Zustand) von 10 mA auf 50 mA ändert, wurde simuliert, wobei eine Energieversorgungsspannung V₁ = 3 Vdc (Gleichstrom), R₁ = 0,1 Ω, L₁ = 2 nH, C₁ = 1000 pF, 100 pF. 6(a) und 6(b) zeigen die Ergebnisse. 6(c) zeigt den Spannungsabfall, wenn eine herkömmliche Sonde, die mit keiner Kapazität belastet ist (die mit einer Schwebungskapazität von 0,5 pF angenommen wird), verwendet wird. Die Tabelle gemäß 11(c) ist gleich 6(a) und 6(b) skaliert. Die Simulationen gemäß 11(a) bis 11(c) befinden sich in dem gleichen Zustand.
Wie in 6(a) bis 6(c) gezeigt, erfordert es bei der Sonde, die mit einem Kapazitätswert von 1000 pF belastet ist, für die Spannung eine lange Zeit, um sich zu stabilisieren, aber die Spannung ändert sich im kleinen Ausmaß um etwa 0,06 V, etwa 2 Prozent, während ein großer Spannungsabfall von 1,32 V (44 Prozent) in der herkömmlichen Sonde ohne Kapazität (die mit einer Schwebungskapazität von 0,5 pF angenommen wird) auftritt. Selbst wenn die Spannung für eine lange Zeit pulsiert, ist die Änderung der Spannung klein, was keinen Einfluss verursacht. Wie in 6(b) gezeigt, wenn eine Kapazität mit einem Kapazitätswert von 100 pF belastet wird, ist die Spannungsänderung bei dem Energieversorgungsanschluss verglichen mit dem Fall groß, in dem eine Kapazität mit einem Kapazitätswert von 1000 pF belastet wird, beträgt aber lediglich etwa 0,18 V, etwa 6% was der allgemeinen Spannungsänderungsgrenze von 10% genügt. Im Ergebnis kann durch Verwenden einer Sonde, die mit einer Kapazität mit einem Kapazitätswert gleich 100 pF oder darüber belastet ist, wenn eine plötzliche Stromänderung auftritt, die Spannungsänderung auf das Sicherheitsniveau verringert werden.
Aus einem Blickwinkel wird betrachtet, dass durch Verwenden der Sonde vom Kapazitätslasttyp als die Energieversorgungssonde zum Vermeiden der Spannungsänderung bei dem Energieversorgungsanschluss die Spannung durch Auf- und Entladung der belasteten Kapazität und der Induktivität der Energieversorgungssonde kompensiert werden kann. Selbst wenn ein Signal verursacht, dass ein Ausgang des DUT kurzfristig von nieder auf hoch oder hoch auf nieder wechselt, kann eine Spannungsänderung bei dem Energieversorgungsanschluss verringert werden. Im Ergebnis besteht keine Möglichkeit, dass ein Betriebsfehler und erzwungenes Rücksetzen des DUT auftreten, was eine stabile Prüfung herbeiführt. Viele Energieversorgungsanschlüsse werden für eine Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitseinrichtung ausgebildet, um die Signalwege der Einrichtung so gering wie möglich zu halten. Eine hinreichend belastete Kapazität für viele Energieversorgungsanschlüsse kann durch paralleles Verwenden vieler Energieversorgungssonden gewonnen werden. Selbst wenn nicht alle Energieversorgungssonden Sonden vom Kapazitätslasttyp sind, kann durch die Energieversorgungssonden eine Spannungsabfallverringerung und ein Rauschentfernen herbeigeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben, wird die Sonde 10 vom Kapazitätslasttyp vorzugsweise als die Energieversorgungssonde 4 verwendet, um Rauschen auf der Energieversorgungsleitung zu entfernen und um die Energieversorgungsänderung zu verhindern. Dies ist dadurch begründet, dass in einer Sonde, die mit einem großen Kapazitätswert belastet ist, selbst ein Rauschen niederer Frequenz durch den großen Einfügungsverlust gedämpft werden kann, und der Einfügungsverlust für hochfrequentes Rauschen größer wird, was die Spannungsänderung bei dem Energieversorgungsanschluss verringert. Wie vorstehend beschrieben, ist ein Kapazitätswert gleich 100 pF oder darüber perfekt für das Rauschentfernen und die Spannungsänderungsverringerung und ist ein Kapazitätswert gleich 50 pF oder darüber hinreichend für das Rauschentfernen und die Spannungsänderungsverringerung. Anhand einer hohen Integration von Einrichtungen muss eine Sonde schmal sein. Die Fläche für die Kapazität kann nicht erweitert werden. Somit wird vorzugsweise ein Dielektrikum mit einer größtmöglichen dielektrischen Konstante als die dielektrische Schicht 15 verwendet.
Demgegenüber sind in Signalsonden verschiedene Signalleitungen für von einem Signal von im Wesentlichen Gleichstrompegel bis hin zu einem RF-Signal gleich 1 GHz oder darüber vorhanden. RF-Rauschen gleich 1 GHz oder darüber kann einer Signalleitung mittlerer/niederer Frequenz für Signale gleich 100 MHz oder darunter überlagert sein und muss selektiv entfernt werden. Durch Verwenden einer Sonde vom Kapazitätslasttyp mit einem Kapazitätswert, der gemäß einer Frequenz eines an den Signalanschluss angelegten Signals ausgelegt wird, kann Rauschen mit Sicherheit entfernt werden und kann eine verlässliche Prüfung herbeigeführt werden.
Beispielsweise können ein Material mit einer vergleichsweise großen dielektrischen Konstante, wie Bariumtitanat (eine relative dielektrische Konstante von etwa 700 bis 20000) und Strontiumtitanat (eine relative dielektrische Konstante von etwa 1500 bis 4000) und ein eingebranntes keramisches Material, wie ein keramisches Material mit hoher dielektrischer Konstante (eine relative dielektrische Konstante von etwa 10 bis 50) und Aluminiumoxid (eine relative dielektrische Konstante von etwa 9 bis 10) als ein Dielektrikum einer derartigen Sonde vom Kapazitätslasttyp verwendet werden, die den vorstehend beschriebenen dielektrischen Zylinder verwendet. Ein Material mit einer relativ großen dielektrischen Konstante, wie Bariumtitanat und Strontiumtitanat, wird vorzugsweise verwendet, um eine Ka pazität einer Energieversorgungssonde auszubilden. Dies ist dadurch begründet, dass ein Kapazitätswert etwa gleich 1000 pF oder darüber, der das Hochfrequenzrauschen beinahe vollständig überbrückt und selbst niederfrequentes Rauschen mit Leichtigkeit entfernt, selbst dann gewonnen werden kann, wenn die Energieversorgungssonde klein ist, da sie innere und äußere Durchmesser von 0,3 mm und 0,6 mm und eine Länge von etwa 6 mm aufweist.
Wie vorstehend beschrieben, kann ein Dünnfilm direkt auf der äußeren Oberfläche des Metallrohrs 13 statt auf dem dielektrischen Zylinder ausgebildet werden. Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Materialien können Verbundstoffe unter Verwendung von Bismuth, wie Bleititanat, Bleizirkonattitanat (PZT, eine relative dielektrische Konstante von etwa 700 bis 1000), Bleilanthanzirkonattitanat (PLZT), Bariumstrontiumtitanat (BST, eine relative dielektrische Konstante von etwa 1000 bis 3000), Strontiumbismuthtantal (SBT) und Bismuthtitanat (BIT, eine relative dielektrische Konstante von etwa 150 bis 220) zum Ausbilden des Dünnfilms verwendet werden.
Diese Verbundstoffe, die einen Dünnfilm von etwa 5 bis 20 um ausbilden können, weisen eine große dielektrische Konstante auf. Somit wird durch Verwenden dieser Verbundstoffe eine Kapazität mit großem Kapazitätswert leicht ausgebildet.
Bei der vorstehend beschriebenen Kapazität vom Typ dielektrischer Zylinder tritt, da kein elektrischer Strom durch die Kapazität fließt, ein Problem hinsichtlich einer Leitfähigkeit der Elektrode nicht oft auf. Kontaktieren jedoch das Dielektrikum und Elektrodenmaterial einander nicht, dann wird ein Zwischenraum mit einer niedrigen dielektrischen Konstante ausgebildet, was die Kapazität ver ringert. Somit werden die Metallfilme vorzugsweise in Kontakt mit den inneren und äußeren Umfangsoberflächen des dielektrischen Zylinders 15 ausgebildet. Demgemäß wird die innere Umfangsfläche des dielektrischen Zylinders 15 mit Ni mittels stromloser Metallisierung metallisiert und wird die metallisierte Oberfläche, falls erforderlich, ferner mit Gold und Silber metallisiert, was einen zweiten leitfähigen Film 16 ausbildet. Ebenso wird ein erster leitfähiger Film 17 auf der äußeren Umfangsoberfläche des dielektrischen Zylinders 15 mittels der stromlosen Metallisierung ausgebildet. Eine Metallisierungsflüssigkeit dringt kaum in den dielektrischen Zylinder 15 ein, der einen sehr kleinen Durchmesser von etwa 0,3 mm aufweist. Deshalb erstreckt sich die Metallisierungsflüssigkeit mittels einer Vakuumabführung und einer Ultraschallanregung anhand des Kapillarrohreffekts über die Innenwand, so dass die innere Umfangsoberfläche metallisiert werden kann.
7 zeigt, dass, als eine dielektrische Schicht einer Kapazität, ein dielektrischer Dünnfilm 15a direkt auf der Oberfläche des Metallrohrs 13 anstelle des dielektrischen Zylinders ausgebildet wird. In diesem Beispiel wird, um den Dünnfilm direkt auf der äußeren Oberfläche des Metallrohrs 13 auszubilden, ein dielektrisches Material an die äußere Oberfläche des Metallrohrs 13 mittels des Sputterverfahrens, des Vakuumverdampfungsverfahrens und eines Laserabscheideverfahrens aufgebracht. Ferner kann das dielektrische Material mittels des Sol-Gel-Verfahrens aufgebracht werden, bei dem ein dielektrisches Material, das in einer organischen Lösung gelöst ist, auf die äußere Oberfläche des Metallrohrs 13 aufgebracht und dann getrocknet und eingebrannt wird. Im Ergebnis kann ein Dünnfilm von etwa 5 bis 20 μm ausgebildet werden, und dadurch kann an eine Kapazität mit einem großen Kapazitätswert ausgebildet werden. Eine Spannungsfestigkeit des Isolationsfilms, z. B. PZT mit einer Dicke von 10 μm, beträgt etwa 50 V, so dass der Isolationsfilm praktisch verwendet werden kann. Würde PZT mit einer dielektrischen Konstante von 730 mit einer Dicke von 10 μm auf dem Metallrohr 13, das eine Länge von 1 mm und einen Außendurchmesser von Φ 0,3 mm des Metallrohrs 13 aufweist, ausgebildet, dann würde eine Kapazität mit einem großen Kapazitätswert von 1240 pF gewonnen, während sie eine Länge von 1/6 des vorstehend beschriebenen Beispiels aufwiese.
Wird das Sputter- oder Vakuumverdampfungsverfahren verwendet, dann kann ein Film über das gesamte sich drehende Metallrohr 13 aufgebracht werden. Wird das Sol-Gel-Verfahren verwendet, dann wird eine aufgebrachte dielektrische Lösung getrocknet und eingebrannt, um einen dielektrischen Film auszubilden.
Wie in 2(a) gezeigt, werden die beweglichen Stifte 11, 12 durch eine Feder 14 in dem Metallrohr 13 gehalten, das schmale Öffnungen aufweist. Bei Anpressung bewegen sich die Spitzen der beweglichen Stifte 11, 12 inwärts, um die Feder 14 zu stauchen. In dem Beispiel gemäß 2(a) werden die beweglichen Stifte 11, 12 beiden Endabschnitten des Metallrohrs 13 bereitgestellt und werden durch die Feder 14 auf die Verdrahtungsplatine 6 und den DUT 20 angepresst. Wie gemäß 8 gezeigt, kann der bewegliche Stift 11 lediglich dem Endabschnitt für den DUT 20 bereitgestellt werden, solange der Endabschnitt für die Verdrahtungsplatine 6 mit einem Metallkörper 19 fixiert und durch Verlöten mit der Verdrahtungsplatine 6 verlässlich verbunden ist.
Wie in 2(a) gezeigt, weist jeder der beweglichen Stifte 11, 12 einen diagonal geschnittenen Endabschnitt in Kontakt mit der Feder 14 auf, so dass sich bei Anpressung zur Stauchung der Feder 14 die beweglichen Stifte 11, 12 mit den schmalen Öffnungsabschnitten des Metallrohrs 13 in Kontakt schräg stellen. Elektrische Signale pflanzen sich zu dem beweglichen Stift 11 durch das Metallrohr 13, das einen niedrigen elektrischen Widerstand aufweist, anstelle der schmalen Feder 14 fort, wodurch die Impedanz verringert wird. Im Ergebnis tritt RF-Rauschen kaum in den beweglichen Stift 11 ein. Zudem werden die Endabschnitte des Metallrohrs 13 mit nicht in 2(b) gezeigten Verschränkungsabschnitten versehen, um zu vermeiden, dass die beweglichen Stifte 11, 12 herausrutschen. Die beweglichen Stifte 11 der RF-Signalsonde 3 und Massesonde 5 weisen ebenso die gleiche wie vorstehend beschriebene Struktur auf.
Der Metallblock 1, der Sonden 3 bis 5 für Signale und Energieversorgung enthält, ist eine Metallplatte, die aus Aluminium oder Messing besteht. Die Metallplatte weist Durchgangslöcher auf, in die die Sonden eingefügt sind.
Wie in 2(a) gezeigt, ist die Signalsonde 3, z. B. für Signale mittlerer/niederer Frequenz gleich 100 MHz oder darunter, eine Sonde vom Kapazitätslasttyp mit einem Kapazitätswert, der gemäß einer Frequenz eines Eingangssignals eingestellt werden kann. Wie gemäß 2(a) gezeigt, kann die Signalsonde 3 für RF-Signale gleich 1 GHz oder darunter lediglich ein Metallrohr aufweisen, in dem eine Feder und bewegliche Stifte bereitgestellt sind. Eine zu bevorzugende Struktur der Signalsonde 3 für die RF-Signale liegt wie folgt vor. Das Metallrohr mit einem Dielektrikum auf seiner eigenen äußeren Umfangsoberfläche wird in ein Durchgangsloch des Metallblocks 1 eingefügt. Ein äußerer Durchmesser des Metallrohrs und ein innerer Durchmesser des Durchgangslochs sind bemessen, eine koaxiale Struktur auszubilden, um RF-Rauschen an einem Eintreten in den beweglichen Stift zu hindern, ohne die RF-Signale zu verringern. In der Signalsonde 3 für RF-Signale wird die Kehr seite des Endabschnitts zum Kontakt mit dem DUT 20 mit einem Koaxialkabel 7 verbunden, wie einem halbstarren Kabel.
Die Verdrahtungsplatine 6 versorgt den DUT 20 mit Energie. Auf der Verdrahtungsplatine 6 sind Verdrahtungen ausgebildet. Anschlüsse der Verdrahtung werden geeignet auf Positionen ausgebildet, die Anschlüssen eines DUT entsprechen. In diesem Fall werden, wie vorstehend beschrieben, ein Tiefpassfilter und ein Chipkondensator zwischen einem Energieversorgungsanschluss und einem Masseanschluss auf der Verdrahtungsplatine 6 ausgebildet. Das Koaxialkabel 7 kann mit der Signalsonde 3 über eine Signalverdrahtung, die auf der Verdrahtungsplatine 6 ausgebildet ist, statt direkt mit dem Endabschnitt der Signalsonde 3 verbunden werden.
Eine Anpressplatine 8 ist eine Acrylplatte, ein Isolationsmaterial mit einer Dicke von etwa 0,1 bis 0,2 mm, die mit (nicht gezeigten) Schrauben fixiert wird und mit Durchgangslöchern versehen wird, durch die der bewegliche Stift 11 einer jeden Sonde übersteht. Die Anpressplatine 8 verhindert, dass die Metallrohre und Isolationskörper aus dem Metallblock 1 herausrutschen. In dem gemäß 1(a) gezeigten Beispiel werden die aus der Anpressplatine 8 überstehenden beweglichen Stifte 11 in einer Matrix angeordnet, um dem DUT 20 eines BGA-Typs zu entsprechen. Die Anzahl und Anordnung der Signalsonden, Energieversorgungssonden und Massesonden werden gemäß Energieversorgungsanschlüssen des DUT 20 bestimmt. Eine Signalsonde zum Eingeben/Ausgeben von RF-Signalen, eine Energieversorgungssonde und eine Massesonde können angeordnet werden.
In 1(b) ist ein Endabschnitt der Sonde fest mit der Anpressplatine 8 verbunden, was nicht immer erforderlich ist. Die gemäß 9 gezeigte Struktur stellt sich wie folgt dar. Eine Abtreppung zum Fixieren des Endabschnitts der Sonde ist dem Durchgangsloch des Metallblocks 1 bereitgestellt, in den die Sonde eingefügt wird. Ein zweiter Metallblock 1a mit einer Abtreppung setzt die Sonde fest, der dann von der Seite des zweiten Metallblocks 1a mit dem Metallblock 1 verschraubt wird (nicht gezeigt). Der bewegliche Stift 11 ist in der Sonde 10, die fixiert ist, beweglich.
In dem vorstehend beschriebenen Beispiel wird lediglich eine Art von Kapazität an der Peripherie des Metallrohrs 13 ausgebildet. Wie in 10(a) gezeigt, wird der erste Metallfilm in Metallfilme 17a, 17b und 17c unterteilt, die jeweils unterschiedliche Längen M₁, M₂ und M₃ aufweisen. Dann werden, wie in 10(b) gezeigt, Kapazitäten 18a, 18b und 18c mit unterschiedlichen Kapazitätswerten ausgebildet. Kapazitäten C₁₁ bis C₁₃ werden Kapazitätswerte vermittelt, in die die Kapazität der Gesamtlänge M in Relation zu den Längen M₁ bis M₃ jeweils unterteilt wird. Im Ergebnis wird, wenn die vorstehend beschriebene Signalsonde einen Kapazitätswert für eine Frequenz eines Signals aufweisen muss, lediglich ein Metallfilm mit dem erforderlichen Kapazitätswert aus den Metallfilmen 17a bis 17c ausgewählt, um den Metallblock 1 zu kontaktieren, und eine Kapazität mit dem erforderlichen Kapazitätswert wird gewonnen. Die Kapazität weist eine unterschiedliche Hochfrequenzeigenschaft gemäß dem Material und der Dicke des Dielektrikums der Kapazität bei einem Auswählen eines Kapazitätswerts auf, der für eine Signalfrequenz erforderlich ist. Eine derartige Frequenzeigenschaft, die nicht durch Verwenden einer Art von dielektrischem Material gewonnen werden kann, kann durch Verbinden aller Metallfilme mit dem Metallblock gewonnen werden.
Gemäß der Erfindung liegt, da ein beweglicher Stift einen DUT kontaktiert, keine Leitungsbloßlegung auf einem Ab schnitt zum Kontakt mit einem Elektrodenanschluss des DUT vor. Da zudem eine Kapazität bei der Peripherie einer Energieversorgungssonde zum Kontakt mit einem Energieversorgungsanschluss des DUT ausgebildet ist, kann RF-Rauschen verringert werden, unmittelbar bevor das Rauschen dem Energieversorgungsanschluss eingegeben wird, was eine rauschfreie Prüfung herbeiführt. Bei einem Prüfen einer Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitseinrichtung muss, da selbst eine extrem kurze Leitung zu einem Aufnehmen von Rauschen tendiert, Rauschen so nahe bei dem DUT wie möglich entfernt werden. In der Erfindung wird die Kapazität für die Energieversorgungssonde zum Kontakt mit dem DUT ausgebildet, wodurch Rauschen effektiv entfernt und ein Spannungsabfall bei einem Energieversorgungsanschluss auf ein Minimum verringert wird, wobei der Spannungsabfall auftritt, wenn ein schaltender Signalverlauf von hoher Geschwindigkeit ausgegeben wird.
Zudem kann durch Verwenden einer Signalsonde, die mit einer Kapazität mit einem Kapazitätswert belastet ist, der RF-Rauschen gemäß einer Signalfrequenz dämpft, den Signalkomponenten überlagertes Rauschen entfernt werden, bevor das Rauschen in einen Signalanschluss eintritt, ohne das Signal zu verringern.
Im Ergebnis kann eine Oszillation eines Verstärkers der Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitseinrichtung vermieden werden, und kann Rauschen vollständig aus den Energieversorgungs- und Signalanschlüssen verringert werden, was zu einer verlässlichen präzisen Prüfung führt.
Wie vorstehend beschrieben, kann in der Energieversorgungssonde ein beweglicher Stift lediglich dem Endabschnitt zum Kontakt mit einem DUT bereitgestellt sein, und kann der andere Endabschnitt direkt z. B. mittels Löten verbunden sein.
Ebenso kann in der Massesonde ein beweglicher Stift lediglich einem Endabschnitt zum Kontakt mit dem DUT bereitgestellt sein, und kann der andere Endabschnitt fixiert sein. Der Metallblock 1 und ein Masseanschluss des DUT können, anstatt über eine Massesonde, über einen anisotropen leitenden Gummi verbunden werden, in dem viele feine Metalldrähte eingepflanzt sind und der eine vertikal gerichtete Leitfähigkeit und keine laterale Leitfähigkeit aufweist.
Gemäß der Erfindung wird eine Kapazität direkt einer Kontaktsonde mit einem beweglichen Stift bereitgestellt, der lediglich mittels Druck einen Energieversorgungsanschluss eines DUT kontaktieren kann. Somit kontaktiert bei einem Prüfen von Eigenschaften einer Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitseinrichtung die Kontaktsonde den DUT beständig, um einen Spannungsabfall bei dem Elektrodenanschluss zu vermeiden und um ein Rauscheintreten von den Energieversorgungs- und Signalanschlüssen zu vermeiden. Zudem kann durch Einstellen eines Kapazitätswerts der Kapazität lediglich Rauschen bei dem Signalanschluss gedämpft werden, während das Signal nicht herabgemindert wird. Im Ergebnis kann eine extrem verlässliche präzise Prüfung herbeigeführt werden, was die Verlässlichkeit der Prüfung einer Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitseinrichtung erhöht.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die Erfindung ist bei einem Gebiet anwendbar, in dem insbesondere eine Hochfrequenz-/Hochgeschwindigkeitseinrichtung durch einen Kontakt einer Sonde geprüft werden, wie eine Verstärkerschaltung, eine Mischerschaltung, eine Filterschaltung, eine IS, ein Modul, eine Hochgeschwindigkeitsdigitalverarbeitungs-IS, [DSP (Digitaler Signalprozessor), eine CPU (Zentrale Verarbeitungseinheit, „Central Processing Unit"), ein FPGA (feldprogrammierbarer Gate-Array)], ein Hochgeschwindigkeitsspeicher und eine Seriell/Parallel-Umwandlungs-IS [SER/DES (Seriellschalter/Nichtseriellschalter)].

Claims

Energieversorgungssonde (10) vom Kapazitätslasttyp mit: einem Metallrohr (13), einem beweglichen Stift (11), der in dem Metallrohr (13) bereitgestellt und mit dem Metallrohr (13) elektrisch verbunden ist, wobei eine Überstandslänge des beweglichen Stifts (11), der von zumindest einem Endabschnitt des Metallrohrs (13) übersteht, variabel ist, einer dielektrischen Schicht (15), die auf einer Umfangsfläche des Metallrohrs (13) bereitgestellt ist, und einem ersten Metallfilm (17), der auf einer Oberfläche der dielektrischen Schicht (15) bereitgestellt ist, wobei eine Kapazität von 50 pF oder mehr zwischen dem beweglichen Stift (11) und dem ersten Metallfilm (17) gebildet ist.
Sonde (10) vom Kapazitätslasttyp gemäß Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht (15) aus einem dielektrischen Zylinder gebildet ist, der erste Metallfilm (17) auf einer Außenfläche des dielektrischen Zylinders gebildet ist, ein zweiter Metallfilm (16) auf einer Innenfläche des dielektrischen Zylinders gebildet ist, und der zweite Metallfilm (16) mit dem Metallrohr (13) elektrisch verbunden ist.
Sonde (10) vom Kapazitätslasttyp gemäß Anspruch 1, wobei die dielektrische Schicht (15) aus einem Dünnfilm (15a) gebildet ist, der direkt auf einer Außenfläche des Metallrohrs (13) aufgebracht ist, und der erste Metallfilm (17) auf dem Dünnfilm (15a) gebildet ist.
Sonde (10) vom Kapazitätslasttyp gemäß Anspruch 1, wobei zumindest zwei Arten von Kapazitäten (18a, 18b, 18c) auf dem Metallrohr (13) gebildet sind.
Prüfmontagegestell mit: einem Metallblock (1), und einer Vielzahl von Sonden (3, 4, 5) zur Energieversorgung und Signalbereitstellung, wobei die Sonden (3, 4, 5) in dem Metallblock (1) bereitgestellt sind, um den Metallblock (1) zu durchdringen, wobei jede der Sonden (3, 4, 5) einen beweglichen Stift (11) aufweist, so dass ein Spitzenabschnitt des beweglichen Stifts (11) von einer Oberfläche des Metallblocks (1) übersteht, und wobei eine Überstandslänge des Spitzenabschnitts variabel ist, wobei, durch Anpressen eines Prüflings (20) auf die eine Oberfläche des Metallblocks (1), um zwischen Elektrodenanschlüssen (21 bis 24) des Prüflings (20) und Spitzenabschnitten der Sonden (3, 4, 5) zu verbinden, Eigenschaften des Prüflings (20) geprüft werden, und wobei zumindest eine der Vielzahl von Sonden (4), die mit einem Energieversorgungsanschluss (22) verbunden ist, eine Sonde (10) vom Kapazitätslasttyp ist, die ferner umfasst: ein Metallrohr (13), den beweglichen Stift (11), der in dem Metallrohr (13) bereitgestellt und mit dem Metallrohr (13) elektrisch verbunden ist, eine dielektrische Schicht (15), die auf einer Außenfläche des Metallrohrs (13) bereitgestellt ist, und einen Metallfilm (17), der auf einer Oberfläche der dielektrischen Schicht (15) bereitgestellt ist, wobei eine Kapazität von 50 pF oder mehr zwischen dem beweglichen Stift (11) und dem Metallfilm (17) gebildet ist.
Prüfmontagegestell gemäß Anspruch 5, wobei die Sonde (10) vom Kapazitätslasttyp als zumindest eine Signalsonde (3) bereitgestellt ist, die mit Signaleingabeanschlüssen (21) des Prüflings (20) verbunden ist, wobei die Sonde (10) vom Kapazitätslasttyp eine Kapazität aufweist, die gemäß einer Frequenz von Sinuswellen oder -impulsen eines an die eine der Signalsonden (3) angelegten Signals voreingestellt ist, um die Frequenz des Signals in kleinem Ausmaß und zu dämpfen und um ein Frequenzrauschen, das höher als die Frequenz ist, in großem Ausmaß zu dämpfen.
Prüfmontagegestell gemäß Anspruch 5, wobei die Sonde (10) vom Kapazitätslasttyp eine Kapazität von 100 pF oder mehr aufweist.