JP2609639B2 - テストヘッド - Google Patents

テストヘッド

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JP2609639B2
JP2609639B2 JP62288191A JP28819187A JP2609639B2 JP 2609639 B2 JP2609639 B2 JP 2609639B2 JP 62288191 A JP62288191 A JP 62288191A JP 28819187 A JP28819187 A JP 28819187A JP 2609639 B2 JP2609639 B2 JP 2609639B2
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清康 桧皮
俊雄 玉村
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日本ヒューレット・パッカード株式会社
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    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02General constructional details
    • G01R1/06Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067Measuring probes
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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体デバイス等のテストを行うためのテス
トシステムと被測定デバイス(DUT)とのインターフェ
イスであるテストヘッドの改良に関する。
〔従来技術およびその問題点〕
高い周波数のアナログ、デジタル信号を与えたりある
いは出力させる必要がある半導体デバイスのテストに当
たって、これらの信号の伝送途中の相互の干渉や劣化を
低減させるため、従来からテストヘッドの改良が試みら
れてきた。
例えば本願出願人によって昭和61年1月29日に出願さ
れた実願昭61−11294号「プローブ装置」および実願昭6
1−11295号「プローブ装置」には、被測定半導体に接触
するプローブが取りつけられているプローブカードを測
定装置側に電気的に接続するに当たって、出来るだけ先
の方まで同軸構造を維持するための構成が開示されてい
る。これら先行出願においては、プローブカードを測定
装置側に接続するために肉厚の金属リングを設けてい
る。この肉厚の壁内に金属リングの軸に平行な穴を形成
し、その穴の中にコンタクトプローブを埋込んで同軸構
造の心線として機能させる。穴の内壁は同軸構造の外被
として働く。
しかしながらこのような構造では、金属リングの測定
装置(信号源を含む)側の入口において既にディジタル
信号系とアナログ信号系が距離的にかなり接近してしま
うので、高速・高精度を要求されるアナログ信号系にデ
ィジタル信号系からの干渉が起こってしまうと言う問題
があった。この問題を図面を用いて更に説明する。
第5図は従来のテストヘッドの断面を概念的に示す図
である。同図において、テストヘッドの先端部(図では
上面)にDUTボード501が位置しており、その上に設けら
れたソケット等を介してDUT503が接続されている。テス
トヘッドのきょう体505の内部では、DUTボード501は上
述の先行出願に開示されているような構造を持つ金属性
のコネクションリング507を介してパフォーマンスボー
ド509に接続されている。パフォーマンスボード509はそ
の裏面で更に多数のビンボード511に、ピンボード511の
上端に夫々植設されているコンタクトプローブ513を介
して接続されている。ピンボード511は第5図上では2
枚しか示されていないが、実際にはディジタルICテスタ
等でよく見られるように中央に置かれている支持体515
を中心として放射状に多数配設されている。またパフォ
ーマンスボード509およびDUTボード501上ではプリトパ
ターンやケーブル517等が設けられており、これにより
所望の電気的接続を行っている。
さて、このようなテストヘッドで、ディジタル信号の
経路は、測定装置(図示せず)からDUTへ向かう場合、
測定装置−ビンボード511−コンタクトプローブ513−パ
フォーマンスボード509−コネクションリング507−DUT
ボード501−DUT503となっている。一方、アナログ信号
の経路は、DUTから測定装置へ向かう場合、DUT503−DUT
ボード501−コネクションリング507−アナログ信号ケー
ブル517A−アナログ信号用増幅器519−測定装置とな
る。
広帯域アナログ信号と高速ディジタル信号の混在する
系では、アナログ信号とディジタル信号の干渉は、可能
なかぎり避けなければならない。図示した従来構成で
は、アナログ信号とディジタル信号は一応は各々同軸構
造で伝送される。しかし、両者は距離的にあまり離すこ
とはできないため、パフォーマンスボード509とコネク
ションリング507の接続点521付近でのシールドを完全に
取ることは困難であり、干渉対策はいまだ不充分であっ
た。
〔発明の目的〕
本発明は上述した従来技術の問題点を解消し、アナロ
グ信号とディジタル信号のような、干渉してはならない
信号の経路を完全に分離することにより、信号間の干渉
がほとんど無く高精度のテストを可能とするテストヘッ
ドを提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明の一実施例によれば、アナログ信号とディジタ
ル信号の両者を必要とするDUTのテストのためのテスト
ヘッドが提供される。このテストヘッドでは導電性の筒
状体が設けられ、その一端にDUTに接続するためのDUTボ
ード等を取りつける。この筒状体の外側にはディジタル
信号の伝送用の多数のピンボードが放射上に配設され、
DUTボードの裏面にコンタクトプローブで接触させるこ
とにより、ディジタル信号用の伝送経路を形成する。一
方アナログ信号用の伝送経路は導電性の筒状体の内側を
通してDUTボードまで導かれる。
このような構成によれば、ディジタル信号とアナログ
信号はDUTの直近に至るまでは導電性の筒状体によりほ
ぼ完全にシールドされるので、両信号の干渉が防止され
る。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の一実施例のテストヘッド100の簡略
化した断面図である。同付において、DUT103はソケット
等によりDUTボード101に取りつけられる。 DUT103の入
出力信号経路のうち、ディジタル信号用の経路はディジ
タル信号用同軸ケーブル117(あるいはDUTボード101上
のプリントパターン)を経由し、コンタクトプローブ11
3を介してピンボード111に入る。すなわちディジタル信
号の経路に関しては基本的には第5図に示す従来の構成
と同様である。
さて、アナログ信号の経路に関しては従来の構成とは
全く異なり、DUT103を出た直近でディジタル系とは完全
に分離されて金属性のシリンダ123の中を通して導かれ
る。すなわちこの経路はDUT103を出るとDUTボード101の
裏面からアナログ信号用同軸ケーブル125を通り、支柱1
27でDUTボード101に固定されたインターフェイスリング
129に入る。インターフェイスリング129に入ったアナロ
グ信号経路はコンタクトプローブ133により対向位置に
あるもうひとつのインターフェイスリング131はアナロ
グ信号用同軸ケーブル135を介して回路137に導かれる。
回路137にはキャリブレーション用回路やマルチプレク
サ等が設けられている。これらの回路はDUT103のできる
だけ近傍であってかつDUT103への信号経路が対称的にな
ることが望ましいため、これらをテストヘッド内のDUT1
03直下に置くことが出来るということは重要である。な
おこれらの回路の具体的な動作等は本発明の要旨とは直
接関係せず、また当業者にとって周知な事項であるため
これ以上の説明は省略する。
第2図には第1図に示した実施例のテストヘッドの一
部分を分解したものの斜視図を示す。ここに示されるよ
うに、DUTボード101を第1図中には示されていないDUT
ボードアダプタ201に嵌め込み、ついでDUTボードアダプ
タ201の下面に設けられた穴203,205に夫々ガイドピン20
7,208が挿入されるようにして取りつける。これによりD
UTボード101はシリンダ123に対して位置決めされる。イ
ンターフェイスリング129の下面にはアナログ信号用同
軸ケーブル125の心線に接続されているコンタクトプロ
ーブ133が、またインターフェイスリング131の上面には
アナログ信号用同軸ケーブル135の外被に接続されてい
るコンタクトプローブ133が植設されている。第2図で
は、ほとんどのピンボードを取り外した状態を示してい
る。これからよくわかるように、シリンダ123の外表面
には縦溝が多数切ってある。これらの縦溝はピンボード
111のガイドとして用いられる。なおピンボード111の縦
方向の縁のもう一方は図示していないガイドによって支
持されている。またピンボード111の底の縁はやはり図
示していないコネクタに接続されている。
第3図には第1図のテストヘッド100のより詳細な断
面図が示されている。ただし同図においてはDUTボード
のかわりにプローブカードを取りつけた状態が示されて
いる。また図面を見やすくするため、コンタクトプロー
ブ、同軸ケーブル等は省略されている。ここにおいて
は、第1図のDUTボード101の代わりにプローブカードマ
ザーボード301上にスペーサ303を介してプローブカード
305が取りつけられ、ウェーファチャック上面307上の半
導体ウェーファ(図示せず)に接続されている様子が示
されている。また第3図にはインターフェイスリング13
1をシリンダ123に固定するための支柱313も図示されて
いる。
第4図には第3図に示した実施例のテストヘッドの一
部分を分解したものの斜視図を示す。なお第4図は第3
図と上下反対になっている。
なお、上述の実施例ではシリンダ断面が円形であった
が、必要に応じて他の形状、例えば矩形など、としても
よい。またアナログ信号系やディジタル信号系における
信号線等の接続方式も実施例に示したものには限定され
ない。またテストヘッドを構成する部材の形状、接続構
造なども実施例に限定されるものではない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、広帯域高精度
のアナログ信号へのディジタル信号の干渉のような、種
類の異なる信号間の干渉が防止される。また高精度を要
求される信号系の経路を中心部分に配置することができ
るため、そのような信号系のキャリブレーションを行う
際にDUTの近傍でかつこの信号系の各信号について対称
な位置にキャリブレーション回路を配置することがで
き、正確なキャリブレーションが可能となる。また、パ
ッケージングされたデバイスの測定を行うためのDUTボ
ードとウェーファ上のデバイスの測定を行う際のプロー
ブカードの位置がほとんど同じであるため、両測定にお
ける信号経路の電気長を等しくとれるという効果もあ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のテストヘッドの断面の構造
を示す図、第2図は第1図に示す構造のテストヘッドの
分解斜視図、第3図は本発明の一実施例のテストヘッド
にプローブカードを取りつけた状態の断面構造を示す
図、第4図は第3図に示す状態の分解斜視図、第5図は
従来のテストヘッドの構造を示す図である。 101:DUTボード、103:DUT、 105:きょう体、111:ピンボード、 113:コンタクトプローブ、 117:ディジタル信号用光軸ケーブル、 123:シリンダ、 125:アナログ信号用同軸ケーブル、 129,131:インターフェイスリング、 133:コンタクトプローブ、 135:アナログ信号用同軸ケーブル、 137:回路。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一端に被測定デバイスと接続する手段が取
    り付けられる導電性の筒状体を設け、 前記被測定デバイスとの間で伝送されるべき第1の種類
    の信号のための第1の経路を前記筒状体の外側に設け、 前記被測定デバイスとの間で伝送されるべき第2の種類
    の信号のための第2の経路を前記筒状体の内側に設け、 前記第1の種類の信号と前記第2の種類の信号の干渉を
    防止した テストヘッド。
  2. 【請求項2】前記第1の種類の信号はディジタル信号で
    あり、前記第2の種類の信号はアナログ信号であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のテストヘッ
    ド。
  3. 【請求項3】前記被測定デバイスと接続する手段は前記
    導電性の筒状体に取り外し可能な状態で取り付けられる
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記
    載のテストヘッド。
  4. 【請求項4】前記筒状体の内側の前記第2の経路の途中
    に切離し可能な接続手段を設け、 前記接続手段は 前記第2の経路のうちの前記被測定デバイス側に接続さ
    れた第1の接続部材と、 前記第2の経路のうちの前記被測定デバイス側とは反対
    側に接続される第2の接続部材を有し、 前記第1の接続部材と前記第2の接続部材の少なくとも
    一方には他方に電気的接続を取るコンタクトプローブが
    設けられている ことを特徴とする特許請求の範囲第3項記載のテストヘ
    ッド。
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