JP2005315876A - インターフェースをテスト機器に着脱可能に接続するための機構 - Google Patents

Abstract

【課題】インターフェースとテスト機器とを容易かつ同じ条件で繰り返し接続するための機構を提供する。
【解決手段】 インターフェース（５０）をテスト機器（３０）に着脱可能に接続するための機構において、テスト機器（３０）をインターフェース（５０）にロックおよび解除するための環状固定具（１１１）と、環状固定具（１１１）をインターフェース（５０）の支持部（１１２）内で回転方向に案内し回転可能にする少なくとも１個の軸受（１２１）と、環状固定具（１１１）をロックおよび解除するための少なくとも１個のレバー（１１７）とを備る。レバー（１１７）の回転軸（１１９）は、環状固定具（１１１）の回転軸に対して垂直に配置される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インターフェースをテスト機器に着脱可能に接続するための機構に関する。

ＩＣテスタなどのテスタは、被テスト機器（ＤＵＴ）に対する専用のアナログ信号および／またはディジタル信号を生成して、その応答を分析するために設けられる。こうしたテスタは、たとえば、特許文献１ないし３に詳細に記載されている。

多くの場合、テスタからＤＵＴの特定の箇所に信号を送信するには、テスタ並びにＤＵＴ取扱い機器の特定の機械的および電気的特性に適合させる必要がある。

図１は、ＤＵＴとしての高感度シリコンウェハを搬送および配置するためのウェハプローバ１０などの代表的なＤＵＴ取扱い機器の一実施例を示す。ウェハ（ウェハプローバ１０の内部にあって見えない）は、ウェハプローバ１０のテスタ２５（図１には、全体的なブロックとして単に象徴的に示す）側のインターフェースとしてのプローブカード２０に一体接続される。ウェハプローバは、一般に、可能な限り最も早い製造段階で集積回路をテストするために用いられる。

プローブカード２０は、一般に、装置特有のプリント回路基板（ＰＣＢ）であり、たとえば、ウェハ側に高密度接触ニードル、テスタ側（図１に見える側）に金めっき接触パッドを有する。プローブカード２０は、通常、ウェハ側の緻密な（ニードル）パターンからテスタ２５に接触するための比較的広いパターンまでを接続する。プローブカード２０のサイズは、一般に、ウェハプローバ１０のハードウェアにより制限される。ウェハプローバ１０は、ウェハの接触パッドとプローブカード２０との間の確実な電気的接触を確保する必要がある。

ロードボード３０によってテスタ２５を電気的および機械的にＤＵＴに接続する。ロードボード３０は、ＤＵＴ取扱い機器特有の要件に合わせて注文製作された特別のプリント回路基板（ＰＣＢ）であり、個々の用途に応じて交換することができる。ロードボード３０の詳細は、特に特許文献１に説明されている。ロードボード３０が注文製作される交換可能な部品である場合、ロードボード３０は、多くの場合、ばね荷重接触ピン（ポゴピン）によりテスタ２５と接触する。

ロードボード３０およびプローブカード２０を、テスタ２５またはウェハプローバ１０に関して最適化し（たとえば、信号速度、信号純度、インピーダンス、および伝送速度に関して）、かつロードボード３０およびプローブカード２０との間の良好な電気的および機械的接続を実現しなければならない。これは、信号伝送速度が増加して毎秒２ギガバイトに達する場合、特に重要である。

図１の実施例では、インターフェースタワー５０（ポゴタワー）が、ロードボード３０とプローブカード２０との間のインターフェースとして使用される。インターフェースタワー５０は、テスタのロードボード３０のピンパターン（通常、四角に配置される）をプローブカード２０のパターン（通常、丸く比較的緻密に配置される）に変換する。図１の実施例では、インターフェースタワー５０は、テスタ２５からの信号をウェハプローバ１０の上面の形成された円形の孔を介して、ロードボード３０とプローブカード２０との間を橋絡する必要がある。

インターフェースタワー５０により形成されるすべてのインターフェース接続は、テスタ２５、およびＤＵＴ取扱い機器であるウェハプローバ１０により提供されるテストシステム全体の性能損失が最小限の状態で行なわなければならない。これは、インターフェースタワー５０の電気経路内にあるすべての部品は、形成される各テスタチャネル（たとえば、１，０００個を超えるチャネル）に対して、規定のインピーダンス（通常、５０Ω）および高度の接触品質を維持しなければならないことを意味する。

インターフェースタワー５０は、インターフェースタワー５０を調節して、異なるロードボード３０に固定するためのロッドを備える。ロードボード３０は、ねじ接続により固定される。
欧州特許出願第９９１０５６２５．０号明細書（欧州特許公開第０９６５８４５号明細書） 米国特許第５，４９９，２４８号明細書 米国特許第５，４５３，９９５号明細書

高度の接触品質を確保するには、ロードボードを変更するたびに、同一の条件で、インターフェースタワーとロードボードとの間の機械的および電気的接触を行なわせることが必要である。したがって、すべてのねじ接続部は、インターフェースタワーとロードボードとの間に必要な機械的および電気的接触を実現するために、適切に締めなければならない。目視制御は不可能である。さらに、ねじ接続は、ロードボードを変更するのに非常に時間がかかる。

したがって、本発明の目的は、インターフェースをテスト機器と容易かつ同じ条件で繰り返し接続するための機構を提供することである。

本発明によると、着脱可能な接続のための機構には、リング状ないし環状の固定具が設けられる。ロードボードは、インターフェースに配置された後、固定具を移動させることによって互いに固定され、インターフェースとロードボードとの間の電気的接触が実現される。

少なくとも１個のレバーが、環状固定具をロックおよび解除するために設けられる。このレバーは、固定具の回転軸に対して垂直な軸を中心に回転可能である。その結果、レバーはロードボード方向に回転することができる。

好ましくは、レバーの回転方向は、最終的にロードボードをインターフェースに対して位置決めするために、ロードボードの運動方向とほぼ同じである。レバーの軸は、インターフェースへの固定位置にあるとき、ロードボードのフレームに平行になるか、または固定具の軸に垂直に配置される。

好ましい実施態様では、環状固定具は、インターフェースの支持部に配置される。これにより、このシステムのインターフェースおよびコストに応じて変更されるロードボードの重量を減少させることができる。この実施態様は、支持部に対して回転可能な固定具を配置し、インターフェースに対して正確に軸方向に案内するために、数個の軸受ローラを設けることをさらに含む。これは、ロードボード上の接点をインターフェース上の接点に対して正確に位置決めすることを可能にする。

好ましくは２個のレバーを、好ましくはそれぞれのインターフェースに対する回転軸を互いに対向させて配置する。これにより、操作を容易にして、環状固定具をロックするための操作力を減少させることができる。ロックの手順では、機械的な圧迫を増加させて、最終的に固定位置で構成部品間の電気的接触を確保する。

さらに他の好ましい実施態様では、固定具は、ロードボードに取り付けられた少なくとも１個の軸受を収用するための少なくとも１個の第１のガイドを備え、少なくとも１個の軸受により固定具をインターフェースに固定するための少なくとも１個の第２のガイドをさらに備える。テスト機器をインターフェースに配置した後、固定具は、インターフェースの少なくとも１個の軸受、およびロードボードの少なくとも１個の軸受に同時に係合する。したがって、固定具の１回の回転運動だけで、好ましくは横方向の移動をわずかに伴うだけで、ロックおよび解除が可能になる。

好ましい一実施態様では、インターフェースの少なくとも１個の軸受、およびロードボードの少なくとも１個の軸受は、環状固定具の軸方向からみて同一位置に配置される。したがって、インターフェースおよびロードボードがそれぞれを機械的に圧迫する力は、余計な回転方向の力や剪断応力を生成することがない。

その他の好ましい実施態様では、固定具内に設けられたロードボードの軸受を収用するための第１のガイドは、ロードボードの軸受を第１のガイドに容易かつ確実に係合させることを目的とした勾配を有する第１の部分を有する。さらに、第１の勾配の上流には、軸受を固定位置に静止させ、インターフェースとロードボードとの間に電磁結合を確保するため、ガイドに少なくとも１個の第２の部分が設けられる。

好ましい一実施態様では、ロックのための固定具の回転運動は、第２の部分の長さまたは迫台により制限されるため、ロードボードを変更した後であっても、常に、構成部品を互いに対して機械的に圧迫する同一条件が得られる。ロードボードの軸受は、ガイドの第２の部分の固定位置に静止する。したがって、着脱可能な電気接触が確保される。

レバーにより開始した固定具の回転方向の運動を伝達するため、さらに他の好ましい実施態様によれば、ヒンジ軸受が設けられる。このヒンジ軸受は、固定具の回転方向に形成されたスロット内に配置される。ヒンジ軸受は、軸受ローラを収容するためのシャフトを備える。軸受ローラの球状表面では、リングは自由に回転することができ、リング内に位置するシャフトに対する角度も自由に変更することができる。これにより、固定具１１１に対して接線方向で、シャフト上に支持される軸受ローラの回転方向からずれているレバーの運動を補正することができる。

さらに他の好ましい実施態様では、ヒンジ軸受を収用する開口部を備えるレバーには、ヒンジ軸受のリングと確実に係合させるために、Ｕ形ガイドが設けられる。その結果、機構をロックおよび解除するときに容易かつ確実な操作が可能になる。

上記の軸受は、たとえばスライド軸受または軸受ローラである。

本発明による組立体は、クイックレリース締結具（簡易脱着機構）として形成され、ロードボードの迅速な交換を可能にし、インターフェースに対する再現可能な位置決めを可能にする。固定具をロードボードの支持部内に設け、さらにこれに応じて他の構成部品を配置するようにしてもよく、このような構成も本発明の範囲内である。

本発明の目的、および付随する多くの利点は、以下の詳細な説明を参照して添付の図面に関連して考察すると、容易に評価され、より良く理解されるであろう。実質的に等しいかまたは類似する特徴には同じ参照符号を付す。

図２は、インターフェース５０、およびロードボードまたはＤＵＴボードなどのテスト機器３０の詳細な斜視図を示し、テスト機器３０は、インターフェース５０と接続するためにインターフェース５０のところまで下げられる。ロードボード３０は、中心開口部６５を有する。フレーム６０を備える中心開口部６５以外の場所には、接触パッドを収容する数個の開口部６６を備える。中心開口部６５に隣接して、フレーム６０の下面に軸受７０（軸受ローラ）が設けられる。

インターフェース５０は、セグメント５３を収用するための複数の凹部５２を有するフレーム５１を備える。これらのセグメントは、両側ばね荷重接点５５（ポゴピン）を収用して、電気信号をロードボード３０とプローブカード２０との間で伝達するように構成される。このインターフェース５０は、ロードボード３０の開口部６５に対応する中心開口部５６も備える。中心開口部５６に隣接して、ロードボード３０をインターフェース５０に着脱可能に接続するための本発明による機構１１０を設ける。この機構１１０は、中心開口部５６を包囲する支持部１１２内に配置される少なくとも１個の環状固定具１１１を備える。この固定具１１１は、ロードボード３０を図３ａの断面図に示すようにインターフェース５０に配置する時に、ロードボード３０の軸受７０を収用するための第１のガイド１１４を備える。固定具１１１は、図２に示すように、収用位置１１６内に設けられる。この収用位置１１６は、固定具１１１のレバー１１７が直立位置にある場合に得られる。第１のガイド１１４の入口１１８は、軸受７０がロードボード３０に取り付けられる角度位置に正確に存在する。ロードボード３０をインターフェース５０に容易に配置するため、少なくとも１個のガイドロッド６７をインターフェース５０上に設け、軸受７０を第１のガイド１１４に配置する前に、互いに係合する少なくとも１個の入口ファネル６８を設ける。

図３ａは、インターフェース５０に対するロードボード３０の中央の収用位置１１６の断面図である。この位置からロックの手順を開始する。レバー１１７は、固定具１１１の回転軸に垂直な軸１１９の周囲で回転させることで操作される。レバー１１７のハンドルは、図３ｂに示す固定位置１２０で、ロードボード３０の表面に平行になる。このロックの手順では、ロードボード３０は、両側ばね荷重接点５５に対して押し付けられ、距離Ａがゼロになる。ロードボード３０をばね荷重接点５５に移動させて電気的に接触させるためには、たとえば少なくとも３，０００ニュートンの圧迫荷重をレバー１１７によって作用させる必要がある。

図４には、固定具１１１の斜視図が示されている。固定具１１１を回転方向に案内するため軸受１２１を設ける。軸受１２１は支持部１１２の周方向壁部に支持される。軸受１２１にかなり接近して、第１のガイド１１４を配置し、第１のガイド１１４と好ましくは同じ長さを有する第２のガイド１３１も配置する。第２のガイド１３１は、軸受１３２を使って固定具１１１をインターフェース５０に固定するために設けられる。ロードボード３０を収用するために、第１のガイド１１４の入口１１８は軸受１３２が配置された平面と同じ平面に配置される（固定具１１１の軸方向から見た場合、入口１１８と軸受１３２が同じ位置にある）。これは、レバー１１７によって固定具１１１を回転方向に移動させる際、ロードボード３０の軸受７０にかかる張力と軸受１３２にかかる張力とが同一平面にあり、剪断応力または何らかのトルクを生じないという点で有利である。

軸受１３２は、固定具１１１の周囲で好ましくは互いに対して等距離に配置される。好ましくは、軸受１３２は、フレーム５１の凹部５２間にある壁部１３４に取り付ける。したがって、力の伝達は、固定具１１１の直径方向にわたって均一にすることが可能である。

第１のガイド１１４は、ある勾配を有する第１の部分を備える。第１の部分の次に、第１の部分より大きな勾配を有する少なくとも第２の部分が続いてもよい。少なくとも１個のさらに他の部分１３７が設けられ、その勾配は第１の部分１３６の勾配と逆で、これによりレバー１１７を固定位置に確実に配置することができる。部分１３６、１３７の勾配が異なるので、容易な操作でもって、繰り返し同じ位置、圧力で自ら固定状態を保たせることができる。その結果、人間工学的操作が可能になる。

固定具１１に対して接線方向であるレバー１１７の運動を固定具１１１の回転方向の運動に伝達するため、図５に詳細に示すヒンジ軸受１６０を設ける。ヒンジ軸受１６０は、軸受ローラ１６２を支持するシャフト１６１を備え、軸受ローラ１６２は、シャフト１６１に沿って回転かつ移動可能である。ローラ１６２の球状表面には、外側リング１７０が配置される。このリング１７０は、ローラ１６２上で回転することもでき、矢印１７１に従って角角度を変えることができる。これは、横方向の運動を、特に、固定具１１１に対する接線方向の運動を、固定具１１１の回転方向の運動に伝達することを可能にする。

図６に詳細に示すレバー１１７は、リング１７０を収用および案内するための凹部１８１を有する開口部１８０を備える。したがって、レバー１１７のハンドル上に作用した力を固定具１１１の回転方向の運動に確実に伝達し、固定具１１１を収用位置１１６から固定位置に移動させる。

好ましい実施形態とその利点とを詳細に説明したが、付随する請求項および請求項の等価物が定義する本発明の範囲から離れることなく、種々の変更、置換、代替が可能である。

なお、この発明は例として次の実施態様を含む。丸括弧内の数字は添付図面の参照符号に対応する。

[1] インターフェース（５０）をテスト機器（３０）に着脱可能に接続するための機構であって、前記テスト機器（３０）を前記インターフェース（５０）にロックおよび解除するための環状固定具（１１１）と、前記環状固定具（１１１）を前記インターフェース（５０）の支持部（１１２）内で回転方向に案内し回転可能にする少なくとも１個の軸受（１２１）と、前記環状固定具（１１１）をロックおよび解除するための少なくとも１個のレバー（１１７）と、を備え、前記レバー（１１７）の回転軸（１１９）が、前記環状固定具（１１１）の回転軸に対して垂直に配置されることを特徴とする機構。

[2] 前記環状固定具（１１１）が、前記テスト機器（３０）に取り付けられる少なくとも１個の軸受（７０）を収用するための少なくとも１個の第１のガイド（１１４）と、前記環状固定具（１１１）を少なくとも１個の軸受（１３２）によりインターフェース（５０）に回転可能に取り付けるための少なくとも１個の第２のガイド（１３１）とを備えることを特徴とする上記[1]に記載の機構。

[3] 前記インターフェース（５０）の軸受（１３２）と前記テスト機器（３０）の軸受（７０）が、前記環状固定具（１１１）の軸方向からみて同一位置に配置されることを特徴とする上記[2]に記載の機構。

[4] 前記テスト機器（３０）の軸受（７０）を収用するための第の１ガイド（１１４）が、前記インターフェース（５０）と前記テスト機器（３０）との間の距離（Ａ）を減少させるための第１の勾配を有する第１の部分（１３６）と、前記環状固定具をロックするために前記第１の勾配と逆の勾配を有する少なくとも１個の第２の部分（１３７）とを備えることを特徴とする上記[1]から[3]のいずれかひとつに記載の機構。

[5] 前記第１のガイド（１１４）の第２の部分が、限られた長さ、あるいは、せり台を有することを特徴とする上記[4]に記載の機構。

[6] 前記環状固定具（１１１）が、前記レバー（１１７）の回転を前記環状固定具（１１１）の回転に伝達するための少なくとも１個のヒンジ軸受（１６０）を備えることを特徴とする上記[1]に記載の機構。

[7] 前記ヒンジ軸受（１６０）が、シャフト（１６１）であって、前記シャフト（１６１）の軸に沿って回転かつ移動可能な軸受ローラ（１６２）を支持するシャフト（１６１）と、前記軸受ローラ（１６２）の球状表面に回転可能に配置されたリング（１７０）と、をさらに備えることを特徴とする上記[6]に記載の機構。

[8] 前記レバー（１１７）が、前記ヒンジ軸受（１６０）のリング（１７０）と係合するためのＵ形凹部（１８１）を有する開口部（１８０）を備えることを特徴とする上記[7]に記載の機構。

[9] 前記軸受（７０、１２１、１３２）がスライド軸受および軸受ローラのいずれかであることを特徴とする上記[1]から[8]のいずれかひとつに記載の機構。

[10] 前記環状固定具（１１１）および少なくとも１個のレバー（１１７）がクイックレリース締結具であることを特徴とする上記[1]から[9]のいずれかひとつに記載の機構。

ＤＵＴ取扱い機器の一例を示した図である。 インターフェースおよびロードボードの斜視図である。 解除位置にあるインターフェースおよびロードボードの断面図である。 固定位置にあるインターフェースおよびロードボードの断面図である。 環状固定具上の斜視図である。 ヒンジ軸受の断面図である。 レバーの斜視図である。

符号の説明

１０ ウェハプローバ
２０ プローブカード
２５ テスタ
３０ テスト機器（ロードボード）
５０ インターフェース（インターフェースタワー）
５１ フレーム
５２ 凹部
５３ セグメント
５５ 荷重接点
５６ 中心開口部
６０ フレーム
６５ 中心開口部
６６ 開口部
６７ ガイドロッド
６８ 入口ファネル
７０ 軸受
１１０ 機構
１１１ 環状ロック
１１２ 支持部
１１４ ガイド
１１６ 収用位置
１１７ レバー
１１８ 入口
１１９ 軸
１２０ 固定位置
１２１ 軸受
１３１ ガイド
１３２ 軸受
１３４ 壁部断面
１３６ 第１の部分
１３７ 第２の部分
１６０ ヒンジ軸受
１６１ シャフト
１６２ ローラ
１６２ 軸受ローラ
１７０ リング
１８０ 開口部
１８１ 凹部

Claims (1)

1. インターフェースをテスト機器に着脱可能に接続するための機構であって、
   前記テスト機器を前記インターフェースにロックおよび解除するための環状固定具と、
   前記環状固定具を前記インターフェースの支持部内で回転方向に案内し回転可能にする少なくとも１個の軸受と、
   前記環状固定具をロックおよび解除するための少なくとも１個のレバーと、
   を備え、前記レバーの回転軸が、前記環状固定具の回転軸に対して垂直に配置されることを特徴とする機構。

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