JP2018066739A

JP2018066739A - プローブカードモジュール

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Publication number: JP2018066739A
Application number: JP2017202831A
Authority: JP
Inventors: ▲頼▼鴻尉; Hung-Wei Lai; 陳儒宏; Yu Hong Chen
Original assignee: Sync Tech System Corp; Sync-Tech System Corp
Current assignee: Sync Tech System Corp; Sync-Tech System Corp
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2017-10-19
Publication date: 2018-04-26
Also published as: CN107976565A; JP2020046444A; KR102202461B1; KR20180044222A; TWI634334B; CN111965400A; TW201816400A

Abstract

【課題】プローブカードモジュールを提供する。【解決手段】本発明のプローブカードモジュールは、第１抵抗器に接続される第１出力端を有する第１駆動ユニットと、第２抵抗器に接続される第２出力端を有する第２駆動ユニットと、非反転入力端と、反転入力端と、第３出力端とを有し、前記第１抵抗器及び前記第２抵抗器が前記非反転入力端に接続され、且つ前記第３出力端が前記反転入力端に接続される増幅ユニットと、前記増幅ユニットの第３出力端に接続される導電性プローブとを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、プローブカードの技術に関し、より詳しくは、多段電圧駆動回路を有するプローブカードに関する。

集積回路素子の製造過程において、結晶粒の切削または素子のパッケージングの前に電気性能試験が行われるが、通常はプローブカードによりテスター（Tester）から提供される電源信号及び試験信号が被試験素子（Device Under Testing、略称DUT）に伝送される。電源信号は被試験素子に必要な電源を供給するために用いられ、試験信号は被試験素子を検知するために用いられる。

一般的には、多段駆動（Multi-Level Driving）回路を有するプローブカードモジュール１０（図１参照）は、無線周波数電力合成器（RF Power Combiner）を例とすると、２つのデジタルドライブ１２及び１４で形成される四段電圧駆動回路２０を備える。デジタルドライブ１２及び１４の出力端は抵抗器Ｒ１１及びＲ１２の一端にそれぞれ接続され、抵抗器Ｒ１１及びＲ１２の他端が相互に接続された後、抵抗器Ｒ１３及び信号伝送線１７により導電性プローブ１８に接続される。デジタルドライブ１２及び１４の正負の電源電圧が図示されるようにＶｓｐ１、Ｖｓｎ１、Ｖｓｐ２、Ｖｓｎ２と設定され、前記電圧駆動回路２０が受信された入力信号のデジタル状態「００」、「０１」、「１０」、「１１」に基づいて、｜Ｖｓｎ１-Ｖｓｎ２｜、｜Ｖｓｎ１-Ｖｓｐ２｜、｜Ｖｓｐ１-Ｖｓｎ２｜、｜Ｖｓｐ１-Ｖｓｐ２｜の四段出力電圧をそれぞれ発生させる。被試験素子３０自体も抵抗器を有するため、前記電圧駆動回路２０の出力電圧が最後に被試験素子３０上にかけられ、上述の抵抗器Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３及び被試験素子３０内の抵抗器の間の分圧関係により決定される。

台湾特許出願第Ｉ５１２２９６号明細書中国特許出願第１０５３７２５７４Ａ号明細書アメリカ特許出願第２００５０１７２１７６号明細書

しかしながら、各デジタルドライブ１２、１４は抵抗器を駆動させるため、駆動器自体の動作速度が低下した。また、被試験素子３０自体の抵抗器は変動であるため、各被試験素子３０の抵抗値が相違し、且つ試験中に導電性プローブ１８が被試験素子３０の導電パッドに接触する際の圧力が毎回違い、形成される接触抵抗器（Contact Resistance）も相違する。即ち、毎回被試験素子３０上にかけられる前記電圧駆動回路２０の出力電圧の分圧も相違し、前記プローブカードモジュール１０の多段電圧の精度が低下し、電気性能試験の精確性にも影響した。このため、新たなプローブカード技術を開発して、上述の問題を有効的に解決させる必要がある。

本発明の技術は、従来のプローブカードモジュール技術（例えば、特許文献１、特許文献２及び特許文献３参照）とは完全に異なる。

そこで、本発明者は上記の欠点が改善可能と考え、鋭意検討を重ねた結果、合理的設計で上記の課題を効果的に改善する本発明の提案に到った。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものである。上記課題解決のため、本発明は、プローブカードモジュールを提供することを目的とする。換言すれば、被試験素子の高周波試験時に、デジタルドライブの動作速度が減速し、提供される多段電圧の精度が低下する問題を解決させ、より高い動作性能のプローブカードモジュールを提供する。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るプローブカードモジュールは、
第１抵抗器に接続される第１出力端を有する第１駆動ユニットと、第２抵抗器に接続される第２出力端を有する第２駆動ユニットと、非反転入力端と、反転入力端と、第３出力端とを有し、前記第１抵抗器及び前記第２抵抗器は前記非反転入力端に接続され、且つ前記第３出力端は前記反転入力端に接続される増幅ユニットと、前記増幅ユニットの第３出力端に接続される導電性プローブとを備えることを特徴とする。

好ましい実施形態では、前記プローブカードモジュールは、
前記第１抵抗器及び前記第２抵抗器を前記増幅ユニットの前記非反転入力端に接続させるための第３抵抗器と、
前記増幅ユニットの前記非反転入力を接地させるための第４抵抗器とを更に備える。

好ましい実施形態では、前記第１抵抗器及び前記第２抵抗器は同じ抵抗値を有する。

好ましい実施形態では、前記プローブカードモジュールは、
第５抵抗器に接続される第４出力端を有し、且つ前記第５抵抗器は前記増幅ユニットの前記非反転入力端に接続される第３駆動ユニットを更に備える。

好ましい実施形態では、前記第１抵抗器、前記第２抵抗器、及び前記第５抵抗器は同じ抵抗値を有する。

好ましい実施形態では、前記プローブカードモジュールは、
前記増幅ユニットの前記非反転入力端を接地させるための第６抵抗器を更に備える。

好ましい実施形態では、前記増幅ユニットは演算増幅器を備える。

好ましい実施形態では、前記導電性プローブと前記増幅ユニットの第３出力端との間には信号伝送線が設置される。

また、本発明の他の実施形態に係るプローブカードモジュールは、
第１非反転出力端及び第１反転出力端を有し、前記第１非反転出力端は第１スイッチに接続され、前記第１スイッチの両端は第１導電性プローブ及び第１電流源にそれぞれ接続され、前記第１反転出力端は第２スイッチに接続され、前記第２スイッチの両端は第２導電性プローブ及び前記第１電流源にそれぞれ接続される第１駆動ユニットを備える。前記第１導電性プローブは第１抵抗器に接続され、前記第２導電性プローブは第２抵抗器に接続される。

好ましい実施形態では、前記第１抵抗器的及び前記第２抵抗器は同じ抵抗値を有する。

好ましい実施形態では、前記第１抵抗器及び前記第２抵抗器はコモン電圧を有する電極にそれぞれ接続される。

好ましい実施形態では、前記第１駆動ユニットにより前記第１スイッチ及び前記第２スイッチが同じ時間にどちらか１つのみが導通されるように制御される。

好ましい実施形態では、前記第１導電性プローブと前記第１スイッチとの間には第１信号伝送線が設置され、前記第１抵抗器は前記第１導電性プローブと前記第１信号伝送線との間に接続される。前記第２導電性プローブと前記第２スイッチとの間には第２信号伝送線が設置され、前記第２抵抗器は前記第２導電性プローブと前記第２信号伝送線との間に接続される。

好ましい実施形態では、前記プローブカードモジュールは、
前記第１信号伝送線と前記第１導電性プローブとの間に設置され、且つ前記第１導電性プローブを前記第１抵抗器に接続させるための第１静電容量と、
前記第２信号伝送線と前記第２導電性プローブとの間に設置され、且つ前記第２導電性プローブを前記第２抵抗器に接続させるための第２静電容量とを更に備える。

好ましい実施形態では、前記プローブカードモジュールは、
第２非反転出力端及び第２反転出力端を有し、前記第２非反転出力端は第３スイッチに接続され、前記第３スイッチの両端は前記第１導電性プローブ及び第２電流源にそれぞれ接続され、前記第１反転出力端は第４スイッチに接続され、前記第４スイッチの両端は前記第２導電性プローブ及び前記第２電流源にそれぞれ接続される第２駆動ユニットを更に備える。

好ましい実施形態では、前記プローブカードモジュールは、
第３非反転出力端及び第３反転出力端を有し、前記第３非反転出力端は第５スイッチに接続され、前記第５スイッチの両端は前記第１導電性プローブ及び第３電流源にそれぞれ接続され、前記第３反転出力端は第６スイッチに接続され、前記第６スイッチの両端は前記第２導電性プローブ及び前記第３電流源にそれぞれ接続される第３駆動ユニットを更に備える。

好ましい実施形態では、前記第１駆動ユニットにより前記第１スイッチ及び前記第２スイッチが同じ時間にどちらか１つのみが導通するように制御され、前記第２駆動ユニットにより前記第３スイッチ及び前記第４スイッチが同じ時間にどちらか１つのみが導通するように制御され、前記第３駆動ユニットにより前記第５スイッチ及び前記第６スイッチが同じ時間にどちらか１つのみが導通するように制御される。

好ましい実施形態では、前記第１電流源、前記第２電流源、及び前記第３電流源は同じ電流値を有する直流電流源である。

従来のプローブカードモジュールを示す回路図である。本発明の第１実施形態によるプローブカードモジュールを示す回路図である。本発明の第２実施形態によるプローブカードモジュールを示す回路図である。本発明の第３実施形態によるプローブカードモジュールを示す回路図である。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照して説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、全ての明細書及び図面において、同じ部材の符号は同じまたは類似する部材を指す。

なお、各実施形態の説明において、１つの要素が他の要素の「上方／上」または「下方／下」と描写される場合、前記他の要素の上または下に直接的或いは間接的に位置される状態を指し、他の要素が間に設置されることも含む。所謂「直接的」とは、その間に他の仲介要素が未設置であることを指す。「上方／上」または「下方／下」等の描写は図面を基準として説明するが、但し他の可能な方向転換も含む。所謂「第１」、「第２」、及び「第３」は異なる要素を指し、これらの要素はこのような表現の制限を受けない。説明を分かりやすくするため、図面中の各要素の厚さ或いは大きさは、誇張、省略、概略等の方式で表示し、且つ各要素の大きさは実際の大きさと完全に一致するわけではない。

実施形態

（第１実施形態）
図２は本発明の第１実施形態によるプローブカードモジュール１００を示す回路図であり、四段電圧駆動回路である。前記プローブカードモジュール１００は第１駆動ユニット１２０と、第２駆動ユニット１４０と、増幅ユニット１５０と、導電性プローブ１８０とを備える。前記第１駆動ユニット１２０は正負の電源電圧がＶｓｐ１及びＶｓｎ１とそれぞれ設定されるデジタルドライブであり、前記第２駆動ユニット１４０は正負の電源電圧がＶｓｐ２及びＶｓｎ２とそれぞれ設定されるデジタルドライブであり、且つ前記増幅ユニット１５０は演算増幅器（Operational AmplifierまたはOP-Amp）である。前記第１駆動ユニット１２０は入力端１２２及び出力端１２４を有し、前記入力端１２２によりテスターから発信される試験信号が受信され、且つ前記出力端１２４にはマッチング抵抗器Ｒ２１が接続され、その抵抗値は周波数等の試験仕様に基づいて設定される。前記第２駆動ユニット１４０は入力端１４２及び出力端１４４を有し、前記入力端１４２によりテスターから発信される試験信号が受信され、且つ前記出力端１４４にはマッチング抵抗器Ｒ２２が接続され、その抵抗値は周波数等の試験仕様に基づいて設定される。本実施形態において、マッチング抵抗器Ｒ２１及びＲ２２は同じ抵抗値を有する。

前記第１駆動ユニット１２０及び前記第２駆動ユニット１４０は受信される試験信号のデジタル状態「００」、「０１」、「１０」、「１１」に基づいて、四段階の出力電圧Ｖ１２をそれぞれ発生させる。例えば、｜Ｖｓｎ１-Ｖｓｎ２｜、｜Ｖｓｎ１-Ｖｓｐ２｜、｜Ｖｓｐ１-Ｖｓｎ２｜、｜Ｖｓｐ１-Ｖｓｐ２｜はそれぞれ四段階の出力電圧Ｖ１２とし、マッチング抵抗器Ｒ２１、Ｒ２２の両側にかけられる。図２に示されるように、マッチング抵抗器Ｒ２１、Ｒ２２が互いに接続されて接続点１０１が形成され、前記接続点１０１は前記増幅ユニット１５０に接続され、前記出力電圧Ｖ１２が前記増幅ユニット１５０に直接供給される。或いは、本実施形態では、前記接続点１０１は２つの調整抵抗器Ｒ２３、Ｒ２４で構成される分圧回路に更に接続され、調整抵抗器Ｒ２３の一端は前記接続点１０１に接続され、前記２つの調整抵抗器Ｒ２３、Ｒ２４は相互に直列接続され、且つ他の調整抵抗器Ｒ２４の他端が接地される。上述の出力電圧Ｖ１２は可変の電圧信号であり、調整抵抗器Ｒ２３、Ｒ２４の抵抗値はその電圧信号が改変（例えば、低電圧レベルが高電圧レベルに上昇）される際にスルー・レート（Slew rate）及びオーバシュート（overshoot）の調整に用いられる。詳しくは、前記他の調整抵抗器Ｒ２４の抵抗値が高い場合、スルー・レートを効果的に上げると、オーバシュートも追随して上がる。反対に、前記他の調整抵抗器Ｒ２４の抵抗値が低い場合、スルー・レートも低下するが、同時にオーバシュートが効果的に抑制される。

前記増幅ユニット１５０は非反転入力端１５１と、反転入力端１５２と、出力端１５３とを有し、前記２つの調整抵抗器Ｒ２３、Ｒ２４が相互に直列接続される接続点は前記非反転入力端１５１に接続され、且つ前記出力端１５３が前記反転入力端１５２に接続されることにより負帰還増幅回路が形成される。これにより、マッチング抵抗器Ｒ２１、Ｒ２２が調整抵抗器Ｒ２３を介して前記非反転入力端１５１に接続され、前記増幅ユニット１５０の入力電圧が上述の調整抵抗器Ｒ２３、Ｒ２４で構成される分圧回路の出力電圧となる。本実施形態においてマッチング抵抗器Ｒ２１及びＲ２２が同じ抵抗値を有するため、前記増幅ユニット１５０の入力電圧はV１２×Ｒ２４／（Ｒ２３+Ｒ２４）／２と表示される。この入力電圧は信号伝送線１７０を経て前記導電性プローブ１８０に伝送され、被試験素子の電気性能試験が行われる。前記信号伝送線１７０は同軸ケーブルまたはツイストペアケーブルでもよい。

本発明の第１実施形態に係るプローブカードモジュール１００の動作速度は前記増幅ユニット１５０により決定される。換言すれば、前記プローブカードモジュール１００全体の動作速度が上述のマッチング抵抗器Ｒ２１及びＲ２２または調整抵抗器Ｒ２３、Ｒ２４で構成される分圧回路により減速されることはなく、前記増幅ユニット１５０の動作速度のみによって決定される。前記増幅ユニット１５０として高い動作速度を有する演算増幅器が選択される場合、前記プローブカードモジュール１００は高い動作速度を獲得させる。また、前記導電性プローブ１８０に伝送されて電気性能試験を行う電圧は実際上前記増幅ユニット１５０から供給され、前記増幅ユニット１５０により受信される入力電圧は固定であり（マッチング抵抗器Ｒ２１、Ｒ２２及び分圧回路により決定される）、このため被試験素子にかけられる電圧は各被試験素子の抵抗値の違いや導電性プローブ１８０及び被試験素子により形成される接触抵抗器の違いの影響を受けず、多段電圧の精度が有効的に向上する。

（第２実施形態）
また、本発明の実施形態に係るプローブカードモジュールは前述の四段電圧駆動回路に限られず、例えば、図３は本発明の第２実施形態によるプローブカードモジュール２００を示す回路図である。これは六段電圧駆動回路である。前記プローブカードモジュール２００は第１駆動ユニット２２０と、第２駆動ユニット２４０と、第３駆動ユニット２６０と、増幅ユニット２５０と、導電性プローブ２８０とを備える。前記第１駆動ユニット２２０は正負の電源電圧がＶｓｐ１及びＶｓｎ１とそれぞれ設定されるデジタルドライブであり、前記第２駆動ユニット２４０は正負の電源電圧がＶｓｐ２及びＶｓｎ２とそれぞれ設定されるデジタルドライブであり、前記第３駆動ユニット２６０は正負の電源電圧がＶｓｐ３及びＶｓｎ３とそれぞれ設定されるデジタルドライブであり、且つ前記増幅ユニット２５０は演算増幅器である。

前記第１駆動ユニット２２０は入力端２２２及び出力端２２４を有し、前記入力端２２２によりテスターから発信される試験信号が受信され、且つ前記出力端２２４にはマッチング抵抗器Ｒ３１が接続され、その抵抗値は使用者の周波数仕様に基づいて設定される。前記第２駆動ユニット２４０は入力端２４２及び出力端２４４を有し、前記入力端２４２によりテスターから発信される試験信号が受信され、且つ前記出力端２４４にはマッチング抵抗器Ｒ３２が接続され、その抵抗値は使用者の周波数仕様に基づいて設定される。前記第３駆動ユニット２６０は入力端２６２及び出力端２６４を有し、前記入力端２６２によりテスターから発信される試験信号が受信され、且つ前記出力端２６４にはマッチング抵抗器Ｒ３３が接続され、その抵抗値は使用者の周波数仕様に基づいて設定される。マッチング抵抗器Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３が互いに接続されることにより接続点２０１が形成される。本実施形態では、マッチング抵抗器Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３は同じ抵抗値を有する。また、上述の３つのマッチング抵抗器Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３はＩＣ薄膜（Thin Film）プロセスで製造され、前記プローブカードモジュール２００の製造コストが低下し、複雑な構造が簡略化される。

前記接続点２０１には前記増幅ユニット２５０が接続され、前記第１駆動ユニット２２０、前記第２駆動ユニット２４０、または第３駆動ユニット２６０が発生させる出力電圧は前記増幅ユニット２５０に直接供給される。または、図３に示されるように、本実施形態では、前記接続点２０１には調整抵抗器Ｒ３４が更に接続され、前記調整抵抗器Ｒ３４の他端が接地され、前記増幅ユニット２５の入力抵抗器にマッチングされる。前記第１駆動ユニット２２０は受信される試験信号のデジタル状態に基づいて、出力電圧Ｖｓｐ１及びＶｓｎ１を発生させる。マッチング抵抗器Ｒ３１及び調整抵抗器Ｒ３４により分圧回路が構成され、接続点２０１の分圧Ｖ２がＶｓｐ１×Ｒ３４／（Ｒ３１+Ｒ３４）またはＶｓｎ１×Ｒ３４／（Ｒ３１+Ｒ３４）となる。同様に、前記第２駆動ユニット２４０は受信される試験信号のデジタル状態に基づいて、出力電圧Ｖｓｐ２及びＶｓｎ２を発生させ、且つ接続点２０１で生じる分圧Ｖ２はＶｓｐ２×Ｒ３４／（Ｒ３２+Ｒ３４）またはＶｓｎ２×Ｒ３４／（Ｒ３２+Ｒ３４）となる。前記第３駆動ユニット２６０は受信される試験信号のデジタル状態に基づいて、出力電圧Ｖｓｐ３及びＶｓｎ３を発生させ、且つ接続点２０１で生じる分圧Ｖ２はＶｓｐ３×Ｒ３４／（Ｒ３３+Ｒ３４）またはＶｓｎ３×Ｒ３４／（Ｒ３３+Ｒ３４）となる。このため、前記第２実施形態に係るプローブカードモジュール２００により少なくとも六段電圧が供給される。調整抵抗器Ｒ３４の抵抗値も同様に、これら前記駆動ユニット２２０、２４０、２６０の出力電圧波形が「０」から「１」に上昇する際のスルー・レート及びオーバシュートの調整に用いられる。

前記増幅ユニット２５０は非反転入力端２５１と、反転入力端２５２と、出力端２５３とを有し、且つ前記出力端２５３が前記反転入力端２５２に直接接続されることにより負帰還増幅回路が形成される。図示されるように、マッチング抵抗器Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３の共同接続点２０１は前記非反転入力端２５１に接続され、前記増幅ユニット２５０の入力電圧が上述のこれら前記駆動ユニット２２０、２４０、２６０から出力される分圧Ｖ２となる。この入力電圧は信号伝送線２７０を経て前記導電性プローブ２８０に伝送され、被試験素子の電気性能試験が行われる。前記信号伝送線１７０は同軸ケーブルまたはツイストペアケーブルでもよい。

本発明の第２実施形態に係るプローブカードモジュール２００の動作速度も前記増幅ユニット２５０により決定される。換言すれば、前記プローブカードモジュール２００全体の動作速度は上述のマッチング抵抗器Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３または前記調整抵抗器Ｒ３４により減速されず、前記増幅ユニット２５０の動作速度のみにより決定される。前記増幅ユニット２５０として高い動作速度の演算増幅器が選択される場合、前記プローブカードモジュール２００が高い動作速度を獲得させる。また、前記導電性プローブ２８０に伝送されて電気性能試験を行う電圧は実際上前記増幅ユニット２５０から供給され、前記増幅ユニット２５０により受信される入力電圧は固定であり（マッチング抵抗器Ｒ３１、Ｒ３２、Ｒ３３及び調整抵抗器Ｒ３４により決定される）、このため被試験素子にかけられる電圧は各被試験素子の抵抗値の違い或いは導電性プローブ２８０及び被試験素子により形成される接触抵抗器の違いの影響を受けず、多段電圧の精度が有効的に向上する。

以上の実施形態は全て電圧モード論理（Voltage mode logic）回路を基礎としたプローブカードモジュールである。後述の実施形態は電流モード論理（Current mode logic）回路を基礎としたプローブカードモジュールである。

（第３実施形態）
図４は本発明の第３実施形態によるプローブカードモジュール３００を示す回路図である。前記プローブカードモジュール３００は少なくとも１つの駆動ユニット３２０、３４０、３６０と、対となる複数のスイッチＱ１〜Ｑ６と、少なくとも１つの電流源Ｉｓ１〜Ｉｓ３と、２つの導電性プローブ３８０、３８１とを備える。各前記導電性プローブ３８０、３８１は抵抗器Ｒ４１、Ｒ４２にそれぞれ接続され、前記２つの抵抗器Ｒ４１、Ｒ４２はコモン電圧Ｖｃｏｍを有する電極にそれぞれ接続される。前記少なくとも１つの駆動ユニット３２０、３４０、３６０は互いに反転する１対の出力端を有するデジタルドライブであり、前記複数のスイッチＱ１〜Ｑ６は金属酸化物半導体電界効果トランジスタ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor、略称MOSFET）スイッチであり、ゲート（Gate）と、ソース（Source）と、ドレイン（Drain）とを各々有し、これら前記電流源Ｉｓ１〜Ｉｓ３は直流電流を供給する電源である。

本実施形態に係る電流モード駆動回路は３つの駆動ユニット３２０、３４０、３６０で構成される。第１駆動ユニット３２０、これら前記スイッチＱ１、Ｑ２、及び前記電流源Ｉｓ１により第１サブ駆動回路が構成される。第２駆動ユニット３４０、これら前記スイッチＱ３、Ｑ４、及び前記電流源Ｉｓ２により第２サブ駆動回路が構成される。第３駆動ユニット３６０、これら前記スイッチＱ５、Ｑ６、及び前記電流源Ｉｓ３により第３サブ駆動回路（Sub-drive circuit）が構成される。基本的に、３つのサブ駆動回路は同じ回路構造を有し、且つ互いに並列接続される。このため、以下では第１サブ駆動回路の動作状況についてのみ説明し、他のサブ駆動回路はこれから類推する。スイッチＱ１のソースはスイッチＱ２のソースに接続され、且つ電流源Ｉｓ１を介して接地される。スイッチＱ１のドレインは信号伝送線３７０を経て導電性プローブ３８０に接続され、且つスイッチＱ２のドレインは信号伝送線３７１を経て導電性プローブ３８１に接続される。これにより、スイッチＱ１が導通（On）されると、電流源Ｉｓ１の直流電流がスイッチＱ１を介して信号伝送線３７０に供給され、前記導電性プローブ３８０の電位が改変されることにより被試験素子の電気性能試験が行われる。同様に、スイッチＱ２が導通されると、電流源Ｉｓ１の直流電流可がスイッチＱ２を介して信号伝送線３７１に供給され、前記導電性プローブ３８１の電位が改変されることにより被試験素子の電気性能試験が行われる。これら前記信号伝送線３７０、３７１として同軸ケーブルまたはツイストペアケーブルが選択される。

本実施形態では、スイッチＱ１、Ｑ２は同じ時間にどちらか１つのみが導通するように制御され、即ち、スイッチＱ１が導通されると、スイッチＱ２が閉じられる（Off）。スイッチＱ２が導通されると、スイッチＱ１が閉じられる。このため、前記第１駆動ユニット３２０は入力端３２２及び互いに反転する１対の出力端を有する。非反転出力端３２４及び反転出力端３２６は、前記非反転出力端３２４がスイッチＱ１のゲートに接続され、前記反転出力端３２６がスイッチＱ２のゲートに接続される。前記入力端３２２によりテスターから発信される試験信号が受信され、前記第１駆動ユニット３２０は前記非反転出力端３２４及び前記反転出力端３２６が互いに反転する１対のデジタル信号を出力させると、スイッチＱ１、Ｑ２の導通または閉鎖を制御させ、且つスイッチＱ１、Ｑ２は同じ時間にどちらか１つのみが導通状態となる。

上述したように、３つのサブ駆動回路は互いに並列接続されるため、スイッチＱ１、Ｑ３、Ｑ５のドレインが互いに接続され、スイッチＱ２、Ｑ４、Ｑ６のドレインも互いに接続される。抵抗器Ｒ４１、Ｒ４２が５０オーム（ohm）となり、電流源Ｉｓ１、Ｉｓ２、Ｉｓ３が１６ミリアンペア（mA）となる例では、導電性プローブ３８０は、何れか１つのサブ駆動回路のスイッチ（例えば、Ｑ１）が導通される場合、１６ｍＡ×５０ｏｈｍ＝０．８Ｖの電位が導電性プローブ３８０に供給される。各サブ駆動回路のスイッチＱ１、Ｑ３、Ｑ５が全て導通される場合、１６ｍＡ×３×５０ｏｈｍ＝２．４Ｖの電位が導電性プローブ３８０に供給される。本実施形態では、前記２つの導電性プローブ３８０、３８１の間の電位差を利用して被試験素子の電気性能試験が行われる。上述のように、各サブ駆動回路のこれら前記スイッチ（Ｑ１、Ｑ２或いはＱ３、Ｑ４或いはＱ５、Ｑ６）の導通状態が改変されることにより、前記２つの導電性プローブ３８０、３８１の間で四段電圧が生じる。

また、信号伝送線３７０／３７１及び導電性プローブ３８０／３８１の間にフィルタ回路が増設される。図４に示されるように、静電容量Ｃ４１は信号伝送線３７０と導電性プローブ３８０との間に設置される。静電容量Ｃ４１、Ｃ４２の静電容量値は使用者の周波数仕様に基づいて設定される。本実施形態において、静電容量Ｃ４１、Ｃ４２は０.１マイクロファラド（μＦ）である。

ちなみに、本実施形態では前記複数の電流源Ｉｓ１〜Ｉｓ３が同じ電流値（１６mA）を有するが、然しながら、本発明の他の実施形態では前記複数の電流源Ｉｓ１〜Ｉｓ３が異なる電流値を有し、前記プローブカードモジュール３００がより多段階の電圧を供給するようにしてもよい。

本発明の第３実施形態に係るプローブカードモジュール３００は抵抗器Ｒ４１、Ｒ４２及び静電容量Ｃ４１、Ｃ４２が導電性プローブ３８０、３８１に可能な限り近接し、ゴースト効果が試験過程に影響を与えないようにし、これにより前記プローブカードモジュール３００の動作速度が５ＧＨｚ以上に達する。また、前記プローブカードモジュール３００が電流源Ｉｓ１〜Ｉｓ３の電流値の大きさを制御させると共に調整抵抗器Ｒ４１、Ｒ４２の抵抗値に対応させることにより、前記プローブカードモジュール３００の推力が向上し、前記プローブカードモジュール２００全体の動作速度が制限されなくなる。このほか、上述の少なくとも１つの駆動ユニット３２０、３４０、３６０、対となる複数のスイッチＱ１〜Ｑ６、及び少なくとも１つの電流源Ｉｓ１〜Ｉｓ３が単一のチップ中に統合され、前記プローブカードモジュール３００全体の回路が小さくなる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

１０プローブカードモジュール
１００プローブカードモジュール
１０１接続点
１２デジタルドライブ
１２０第１駆動ユニット
１２２入力端
１２４出力端
１４デジタルドライブ
１４０第２駆動ユニット
１４２入力端
１４４出力端
１５０増幅ユニット
１５１非反転入力端
１５２反転入力端
１５３出力端
１７信号伝送線
１７０信号伝送線
１８導電性プローブ
１８０導電性プローブ
２０駆動回路
２００プローブカードモジュール
２０１接続点
２２０第１駆動ユニット
２２２入力端
２２４出力端
２４０第２駆動ユニット
２４２入力端
２４４出力端
２５０増幅ユニット
２５１非反転入力端
２５２反転入力端
２５３出力端
２６０第３駆動ユニット
２６２入力端
２６４出力端
２７０信号伝送線
２８０導電性プローブ
３０被試験素子
３００プローブカードモジュール
３２０第１駆動ユニット
３２２入力端
３４２入力端
３６２入力端
３２４出力端
３２６出力端
３４０第２駆動ユニット
３４４出力端
３４６出力端
３６０第３駆動ユニット
３６４出力端
３６６出力端
３７０信号伝送線
３７１信号伝送線
３８０導電性プローブ
３８１導電性プローブ
Ｃ４１静電容量
Ｃ４２静電容量
Ｒ１１抵抗器
Ｒ１２抵抗器
Ｒ１３抵抗器
Ｒ２１マッチング抵抗器
Ｒ２２マッチング抵抗器
Ｒ２３調整抵抗器
Ｒ２４調整抵抗器
Ｒ３１マッチング抵抗器
Ｒ３２マッチング抵抗器
Ｒ３３マッチング抵抗器
Ｒ３４調整抵抗器
Ｒ４１抵抗器
Ｒ４２抵抗器
Ｑ１スイッチ
Ｑ２スイッチ
Ｑ３スイッチ
Ｑ４スイッチ
Ｑ５スイッチ
Ｑ６スイッチ
Ｉｓ１電流源
Ｉｓ２電流源
Ｉｓ３電流源

Claims

第１抵抗器に接続される第１出力端を有する第１駆動ユニットと、
第２抵抗器に接続される第２出力端を有する第２駆動ユニットと、
非反転入力端と、反転入力端と、第３出力端とを有し、前記第１抵抗器及び前記第２抵抗器は前記非反転入力端に接続され、且つ前記第３出力端は前記反転入力端に接続される増幅ユニットと、
前記増幅ユニットの第３出力端に接続される導電性プローブとを備えることを特徴とするプローブカードモジュール。
前記第１抵抗器及び前記第２抵抗器を前記増幅ユニットの前記非反転入力端に接続させるための第３抵抗器と、
前記増幅ユニットの前記非反転入力を接地させるための第４抵抗器とを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のプローブカードモジュール。
前記第１抵抗器及び前記第２抵抗器は同じ抵抗値を有することを特徴とする請求項１に記載のプローブカードモジュール。
第５抵抗器に接続される第４出力端を有し、且つ前記第５抵抗器は前記増幅ユニットの前記非反転入力端に接続される第３駆動ユニットを更に備えることを特徴とする請求項１に記載のプローブカードモジュール。
前記第１抵抗器、前記第２抵抗器、及び前記第５抵抗器は同じ抵抗値を有することを特徴とする請求項４に記載のプローブカードモジュール。
前記増幅ユニットの前記非反転入力端を接地させるための第６抵抗器を更に備えることを特徴とする請求項４に記載のプローブカードモジュール。
前記増幅ユニットは演算増幅器を備えることを特徴とする請求項１に記載のプローブカードモジュール。
前記導電性プローブと前記増幅ユニットの第３出力端との間には信号伝送線が設置されることを特徴とする請求項１に記載のプローブカードモジュール。
第１非反相出力端及び第１反相出力端を有し、前記第１非反相出力端は第１スイッチに接続され、前記第１スイッチの両端は第１導電性プローブ及び第１電流源にそれぞれ接続され、前記第１反相出力端は第２スイッチに接続され、前記第２スイッチの両端は第２導電性プローブ及び前記第１電流源にそれぞれ接続される第１駆動ユニットを備え、
前記第１導電性プローブは第１抵抗器に接続され、前記第２導電性プローブは第２抵抗器に接続されることを特徴とするプローブカードモジュール。
前記第１抵抗器的及び前記第２抵抗器は同じ抵抗値を有することを特徴とする、請求項９に記載のプローブカードモジュール。
前記第１抵抗器及び前記第２抵抗器はコモン電圧を有する電極にそれぞれ接続されることを特徴とする、請求項９に記載のプローブカードモジュール。
前記第１駆動ユニットにより前記第１スイッチ及び前記第２スイッチが同じ時間にどちらか１つのみが導通されるように制御されることを特徴とする、請求項９に記載のプローブカードモジュール。
前記第１導電性プローブと前記第１スイッチとの間には第１信号伝送線が設置され、前記第１抵抗器は前記第１導電性プローブと前記第１信号伝送線との間に接続され、前記第２導電性プローブと前記第２スイッチとの間には第２信号伝送線が設置され、前記第２抵抗器は前記第２導電性プローブと前記第２信号伝送線との間に接続されることを特徴とする、請求項９に記載のプローブカードモジュール。
前記第１信号伝送線と前記第１導電性プローブとの間に設置され、且つ前記第１導電性プローブを前記第１抵抗器に接続させるための第１静電容量と、
前記第２信号伝送線と前記第２導電性プローブとの間に設置され、且つ前記第２導電性プローブを前記第２抵抗器に接続させるための第２静電容量とを更に備えることを特徴とする、請求項１３に記載のプローブカードモジュール。
第２非反相出力端及び第２反相出力端を有し、前記第２非反相出力端は第３スイッチに接続され、前記第３スイッチの両端は前記第１導電性プローブ及び第２電流源にそれぞれ接続され、前記第１反相出力端は第４スイッチに接続され、前記第４スイッチの両端は前記第２導電性プローブ及び前記第２電流源にそれぞれ接続される第２駆動ユニットを更に備えることを特徴とする、請求項９に記載のプローブカードモジュール。
第３非反相出力端及び第３反相出力端を有し、前記第３非反相出力端は第５スイッチに接続され、前記第５スイッチの両端は前記第１導電性プローブ及び第３電流源にそれぞれ接続され、前記第３反相出力端は第６スイッチに接続され、前記第６スイッチの両端は前記第２導電性プローブ及び前記第３電流源にそれぞれ接続される第３駆動ユニットを更に備えることを特徴とする、請求項１５に記載のプローブカードモジュール。
前記第１駆動ユニットにより前記第１スイッチ及び前記第２スイッチが同じ時間にどちらか１つのみが導通するように制御され、前記第２駆動ユニットにより前記第３スイッチ及び前記第４スイッチが同じ時間にどちらか１つのみが導通するように制御され、前記第３駆動ユニットにより前記第５スイッチ及び前記第６スイッチが同じ時間にどちらか１つのみが導通するように制御されることを特徴とする、請求項１６に記載のプローブカードモジュール。
前記第１電流源、前記第２電流源、及び前記第３電流源は同じ電流値を有する直流電流源であることを特徴とする、請求項１６に記載のプローブカードモジュール。