JP4806691B2 - 接続ユニット及び試験装置 - Google Patents

Description

本発明は、接続ユニット、テストヘッド、及び試験装置に関する。特に本発明は、試験基板を効率よく収容する接続ユニット、テストヘッド、及び試験装置に関する。

半導体試験装置では、試験に用いる電子回路が実装された基板を利用して、電子デバイスを試験する。この基板は、例えばテストヘッドに収容される。

しかし、基板に実装される電子回路の高さは、試験の内容等により様々に異なる場合がある。そのため、従来、基板を効率よく収容できない場合があった。

そこで本発明は、上記の課題を解決することができる試験装置を提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

このような目的を達成するために、本発明の第１の形態によると、電子デバイスを載置するパフォーマンスボードと、電子デバイスの試験を制御する制御信号を生成するテスタ制御部とを電気的に接続する接続ユニットは、テスタ制御部と電気的に接続される試験基板を異なる複数の保持位置に付け換え可能に収容する基板収容部と、保持位置に保持された試験基板と一端が接続され、パフォーマンスボードと他端が接続される接続ケーブルとを備える。

基板収容部における異なる複数の固定位置に付け換え可能にいずれかの固定位置に固定され、当該固定位置に対応して予め定められた保持位置に試験基板を保持する保持部材を更に備えてもよい。

保持位置に保持された試験基板と一端が接続され、テスタ制御部と他端が接続される制御部用ケーブルとを更に備えてもよい。

保持部材が固定される固定位置に対応して予め定められた設置位置に取り外し可能に設置され、試験基板が基板収容部の内部に挿入される場合に、当該試験基板の一辺をガイドするガイド部材を更に備えてもよい。

基板収容部は、保持部材を取りつける面において、複数の固定位置のそれぞれに対応して列状に形成された複数の孔部を有し、保持部材は、孔部と係合すべき突起を有してもよい。

基板収容部は、複数の試験基板を収容し、接続ユニットは、一端及び他端がそれぞれ異なる試験基板と接続される基板間ケーブルを更に備えてもよい。

基板収容部は、複数の試験基板を収容し、接続ユニットは、複数の試験基板とそれぞれ接続される接続基板を更に備えてもよい。

試験基板と一端が接続され、テスタ制御部と他端が接続される制御部用ケーブルを更に備え、接続基板は、複数の試験基板と制御部用ケーブルとを電気的に接続してもよい。

本発明の第２の形態によると、電子デバイスの試験を制御するための制御信号を生成するテスタ制御部と電気的に接続される試験基板を取り外し可能に固定するテストヘッドは、試験基板を異なる複数の保持位置に付け換え可能に収容する基板収容部と、基板収容部における異なる複数の固定位置に付け代え可能に、いずれかの固定位置に固定され、当該固定位置に対応して予め定められた保持位置に、試験基板を保持する保持部材と、保持位置に保持された試験基板と一端が接続され、テスタ制御部と他端が接続される制御部用ケーブルとを備える。

本発明の第３の形態によると、電子デバイスを試験する試験装置は、電子デバイスの試験を制御する制御信号を生成するテスタ制御部と、テスタ制御部と電気的に接続される試験基板と、テスタ制御部と電気的に接続される試験基板を異なる複数の位置に付け換え可能に収容する基板収容部と、基板収容部における異なる複数の固定位置に付け換え可能に、いずれかの固定位置に固定され、当該固定位置に対応して予め定められた保持位置に、試験基板を保持する保持部材と、保持位置に保持された試験基板と一端が接続され、パフォーマンスボードと他端が接続される接続ケーブルとを備える。

なお、上記の発明の概要は、本発明に必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明の一つの側面を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る試験装置８００の構成の一例を示す図である。試験装置８００は、電子デバイス３５０を試験する試験装置であって、テスタ制御部４００、パフォーマンスボード３００、接続ユニット１５０、及び複数の試験基板５００を備える。電子デバイス３５０は、例えば半導体素子等の、試験対象となる電子デバイス（ＤＵＴ：Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｎｄｅｒ Ｔｅｓｔ）である。テスタ制御部４００は、電子デバイス３５０の試験を制御する制御信号を生成し、試験基板５００に供給する。

パフォーマンスボード３００は、接続ユニット１５０に対向する下面に設けられた、複数のコネクタ３１０を有する。また、パフォーマンスボード３００は、複数のコネクタ３１０の少なくとも一部と電気的に接続された、電子デバイス３５０を上面に載置する。複数のコネクタ３１０は、接続ユニット１５０と電気的に接続される。これにより、パフォーマンスボード３００は、電子デバイス３５０と接続ユニット１５０とを電気的に接続する。尚、パフォーマンスボード３００は、複数の電子デバイス３５０を載置してよい。また、パフォーマンスボード３００は、コネクタ３１０に代えて、接続ユニット１５０と電気的に接続される金パッド等を有しても良い。

接続ユニット１５０は、ハイフィックス２００及びテストヘッド１００を有する。ハイフィックス２００は、複数のコネクタ２１０及び複数の接続ケーブル１０を含む。複数のコネクタ２１０のそれぞれは、パフォーマンスボード３００に対向して、複数のコネクタ３１０のそれぞれに対応して設けられ、対応するコネクタ３１０とそれぞれ接続される。尚、ハイフィックス２００は、コネクタ２１０に代えて、コネクタ３１０と電気的に接続されるポゴピンの集合体等を有してもよい。

また、複数の接続ケーブル１０の一端のそれぞれは、テストヘッド１００と対向して、這いまわしに自由度を持って設けられ、試験基板５００の上端とそれぞれ接続される。複数の接続ケーブル１０の他端のそれぞれは、コネクタ２１０とそれぞれ接続される。これにより、ハイフィックス２００は、パフォーマンスボード３００と、試験基板５００とを電気的に接続する。

テストヘッド１００は、保持部材２０、基板収容部３０、及び制御部用ケーブル４０を有する。保持部材２０は、基板収容部３０における異なる複数の固定位置に付け換え可能に、いずれかの固定位置に固定される。保持部材２０は、この固定位置に対応して予め定められた保持位置に、試験基板５００を保持する。また、基板収容部３０は、複数の試験基板５００を収容する筐体である。

制御部用ケーブル４０の一端は、這いまわしに自由度を持って基板収容部３０に這いまわされ、複数の試験基板５００の下端とそれぞれ接続される。制御部用ケーブル４０の他端は、テスタ制御部４００と接続される。これにより、制御部用ケーブル４０は、複数の試験基板５００と、テスタ制御部４００とを接続する。また、これにより、接続ユニット１５０は、パフォーマンスボード３００と、テスタ制御部４００とを電気的に接続する。

複数の試験基板５００のそれぞれは、例えばピンカード等の、電子デバイス３５０の試験に用いる電子回路が実装された基板であり、テストヘッド１００に取り外し可能に収容される。それぞれの試験基板５００は、ピンエレクトロニクスや電源ユニット等が実装されたテストモジュールであってよい。

ここで、テスタ制御部４００と、複数の試験基板５００とを、それぞれの試験基板５００に対応して設けられたコネクタを有する基板（バックボード）を介して固定するとすれば、テストヘッド１００は、それぞれの試験基板５００を、これに対応するコネクタの位置に収容することとなる。しかし、この場合、試験基板５００を収容すべき位置がコネクタの位置により規定されるため、複数の試験基板５００を配置する自由度が低くなる場合がある。

しかし、本実施形態においては、試験基板５００は、一端が這いまわしの自由度を持つ制御部用ケーブル４０を介してテスタ制御部４００と接続される。そのため、本実施形態によれば、試験基板５００を、高い自由度で配置することができる。また、制御部用ケーブル４０の他端は、テストヘッド１００の下方から上方に向かう高さ方向の自由度を有する。そのため、テストヘッド１００は、高さ方向の長さがそれぞれ異なる複数の試験基板５００を収容することができる。

図２は、テストヘッド１００の構成の一例を示す分解斜視図である。テストヘッド１００は、基板収容部３０、保持部材２０、ガイド部材６０及び制御部用ケーブル４０を有する。

基板収容部３０は、略鉛直な板状の四個の壁面３５Ａ〜Ｄにより、四方を囲まれることにより形成された筐体であり、壁面３５Ａと、壁面３５Ｃとの間の空間に、複数の試験基板５００を収容する。壁面３５Ａと、壁面３５Ｃとは、所定の間隔を空けて対向して、略平行に設けられる。四個の壁面３５Ａ〜壁面３５Ｄは、それぞれの上方の端面の高さを合わせて、一体に形成される。

また、基板収容部３０は、複数の位置決め孔３４、複数のネジ孔３２、及び複数のガイド部材固定用孔３６を有する。複数の位置決め孔３４は、壁面３５Ａ及び壁面３５Ｃのそれぞれにおける上方の端面に、壁面３５Ａから壁面３５Ｃに向かう方向と略垂直な配列方向に、略等間隔で列状に形成される。これにより、位置決め孔３４は、保持部材２０を固定するための固定位置をそれぞれ規定する。

複数のネジ孔３２のそれぞれは、当該上方の端面に、複数の位置決め孔３４のそれぞれに隣接して列状に形成される。ネジ孔３２は、保持部材２０を固定するために、それぞれ用いられる。

複数のガイド部材固定用孔３６のそれぞれは、壁面３５Ａにおける壁面３５Ｃに対向する面、及び壁面３５Ｃにおける壁面３５Ａに対向する面に、複数の位置決め孔３４が並べられる配列方向と略平行に、複数の位置決め孔３４のそれぞれに対応して、列状にそれぞれ形成される。ガイド部材固定用孔３６は、ガイド部材６０の一部を係止することにより、ガイド部材６０を取り外し可能に固定する。これにより、ガイド部材６０は、保持部材２０が固定される固定位置に対応して予め定められた設置位置に、取り外し可能に設置される。

保持部材２０は、長手方向の長さが壁面３５Ａと、壁面３５Ｃとの距離より大きな棒状体であり、試験基板５００の上端を保持する。保持部材２０は、二個の突起部２４、二個の貫通孔２２、二個の固定用ネジ２８、及び複数のコネクタ取り出し口２６を有する。

二個の突起部２４のそれぞれは、保持部材２０の下面に略鉛直下向きに突き出した位置決めピンである。二個の突起部２４の一方は、壁面３５Ａの位置決め孔３４と係合し、突起部２４の他方は、壁面３５Ｃの位置決め孔３４と係合する。

この場合、位置決め孔３４のピッチ幅を最小の位置決めの単位として、保持部材２０の固定位置を定めることができる。これにより、保持部材２０を、基板収容部３０に高い精度で配置することができる。

貫通孔２２は、保持部材２０の上面から下面に、保持部材２０を貫通して形成される。固定用ネジ２８は、貫通孔２２を通してネジ孔３２と係合することで、保持部材２０を固定する。これにより、保持部材２０は、基板収容部３０における異なる複数の固定位置に付け換え可能に、いずれかの固定位置に固定される。

コネクタ取り出し口２６は、試験基板５００の上端に設けられた上端コネクタ５０２に対応して、保持部材２０の上面から下面に、保持部材２０を貫通して形成される。コネクタ取り出し口２６は、上端コネクタ５０２と、上端コネクタ５０２に対向して、接続ケーブル１０の一端に設けられるコネクタ１２とを、例えば、挟んで固定する。

このように、本例において、保持部材２０は、試験基板５００に接続されているコネクタを保持することにより、試験基板５００を間接的に保持する。尚、他の例において、保持部材２０は、試験基板５００を直接保持してもよい。

複数のガイド部材６０のそれぞれは、長手方向に延伸する溝をそれぞれ有する柱状の部材である。ガイド部材６０は、ガイド部材固定用孔３６に係止されるための図示しない突起を有し、その当該突起と、ガイド部材固定用孔３６とを係合することで、ガイド部材固定用孔３６が形成された位置に、取り外し可能に設置される。また、二個のガイド部材６０のそれぞれは、壁面３５Ａ及び壁面３５Ｃのそれぞれに、溝を対向させて設置される。これにより、二つのガイド部材６０のそれぞれは、基板収容部３０の内部において、基板収容部３０の下側より挿入される試験基板５００の、対向する二辺のそれぞれを、ガイドする。

これにより、ガイド部材６０を予め基板収容部３０に設置することで、挿入すべき位置を誤ることなく試験基板５００を挿入できる。そのため、本例によれば、試験基板５００を、適切に基板収容部３０に収容することができる。

尚、複数の試験基板５００のそれぞれは、上端及び下端のそれぞれに設けられた上端コネクタ５０２及び下端コネクタ５０４を介して、接続ケーブル１０と制御部用ケーブル４０とに接続される。制御部用ケーブル４０の一端は、複数のコネクタ４２にそれぞれ対応して分岐され、対応するそれぞれのコネクタ４２と接続され、制御部用ケーブル４０の他端は、コネクタ４４を介してテスタ制御部４００と接続される。また、接続ケーブル１０は、例えば複数の同軸ケーブルが束ねられたケーブルであり、一端及び他端にそれぞれ設けられた、コネクタ１２とコネクタ１４とをそれぞれを介して、上端コネクタ５０２とコネクタ２１０（図１参照）とに接続される。

図３は、試験装置８００の構成の他の例を示す図である。本例において、試験装置８００は、中継基板５５０を更に備える。また、テストヘッド１００は、基板間ケーブル５０及び接続基板７０を更に有する。

中継基板５５０は、例えば、他の試験基板５００に供給すべき信号を生成する試験基板であって、制御部用ケーブル４０の一端と、基板間ケーブル５０の一端とにそれぞれ接続される。

基板間ケーブル５０の一端及び他端のそれぞれは、中継基板５５０と試験基板５００のそれぞれに接続される。これにより、基板間ケーブル５０は、中継基板５５０と、試験基板５００とを電気的に接続する。また、中継基板５５０は、テスタ制御部４００と、試験基板５００とを電気的に接続する。このように、試験基板５００と、中継基板５５０とを、基板間ケーブル５０を介して接続することで、制御部用ケーブル４０の這いまわしを簡略化することができる。尚、基板間ケーブル５０の一端及び他端は、それぞれ異なる試験基板５００と、それぞれ接続されてもよい。

接続基板７０は、上面において、複数の試験基板５００とそれぞれ接続され、下面において、制御部用ケーブル４０の一端と接続される。これにより、接続基板７０は、複数の試験基板５００と、制御部用ケーブル４０とを電気的に接続する。尚、別の他の例において、接続基板７０は、中継基板５５０と、試験基板５００とを接続してもよい。また、テストヘッド１００は複数の接続基板７０を有してもよく、この場合、複数の接続基板７０のそれぞれは、基板間ケーブル５０を介して互いに接続されてよい。

ここで、中継基板５５０は、図１を用いて説明したテスタ制御部４００が有する機能の一部を更に有してもよい。中継基板５５０は、例えば、テスト・ベクタ発生器、タイミング発生部、不良解析メモリ、及びフォーマットコントロール等の機能等を有してよい。これにより、テスタ制御部４００をよりコンパクトにすることができる。

また、中継基板５５０は、例えば電子デバイス３５０の試験を制御する制御信号の一部を生成してよい。この場合、パフォーマンスボード３００へ送信する制御信号の伝送距離を短くできる。これにより、制御信号に関するノイズを減らすことができ、電子デバイス３５０の試験をより確実に行うことができる。尚、上記の点をのぞき、図３において図１と同じ符号を付した構成は、図１における構成と同一又は同様の機能を有するため、説明を省略する。

上記説明から明らかなように、本実施形態によれば、試験基板を効率よく収容する接続ユニット、テストヘッド、及び試験装置を提供することができる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本実施形態に係る試験装置８００の構成の一例を示す図である。 テストヘッド１００の構成の一例を示す分解斜視図である。 試験装置８００の構成の他の例を示す図である。

符号の説明

１０・・・接続ケーブル、１２、１４・・・コネクタ、２０・・・保持部材、２２・・・貫通孔、２４・・・突起部、２６・・・コネクタ取り出し口、２８・・・固定用ネジ、３０・・・基板収容部、３２・・・ネジ孔、３４・・・位置決め孔、３５・・・壁面、３６・・・ガイド部材固定用孔、４０・・・制御部用ケーブル、４２、４４・・・コネクタ、５０・・・基板間ケーブル、６０・・・ガイド部材、７０・・・接続基板、１００・・・テストヘッド、１５０・・・接続ユニット、２００・・・ハイフィックス、２１０・・・コネクタ、３００・・・パフォーマンスボード、３１０・・・コネクタ、３５０・・・電子デバイス、４００・・・テスタ制御部、５００・・・試験基板、５０２・・・上端コネクタ、５０４・・・下端コネクタ、５５０・・・中継基板、８００・・・試験装置

Claims (8)

1. 電子デバイスを載置するパフォーマンスボードと、前記電子デバイスの試験を制御する制御信号を生成するテスタ制御部とを電気的に接続する接続ユニットであって、
   前記テスタ制御部と電気的に接続される複数の試験基板を異なる複数の保持位置に付け換え可能に収容する基板収容部と、
   前記保持位置に保持されたそれぞれの前記試験基板と、這いまわしに自由度をもって一端が接続され、前記パフォーマンスボードのそれぞれのコネクタと他端が接続される複数の接続ケーブルと、
   一端及び他端がそれぞれ異なる前記試験基板と接続される基板間ケーブルと
   を備える接続ユニット。
2. 電子デバイスを載置するパフォーマンスボードと、前記電子デバイスの試験を制御する制御信号を生成するテスタ制御部とを電気的に接続する接続ユニットであって、
   前記テスタ制御部と電気的に接続される複数の試験基板を異なる複数の保持位置に付け換え可能に収容する基板収容部と、
   前記保持位置に保持されたそれぞれの前記試験基板と、這いまわしに自由度をもって一端が接続され、前記パフォーマンスボードのそれぞれのコネクタと他端が接続される複数の接続ケーブルと、
   複数の前記試験基板とそれぞれ接続される接続基板と
   を備える接続ユニット。
3. 前記試験基板と一端が接続され、前記テスタ制御部と他端が接続される制御部用ケーブルを更に備え、
   前記接続基板は、複数の前記試験基板と前記制御部用ケーブルとを電気的に接続する請求項２に記載の接続ユニット。
4. 前記基板収容部における異なる複数の固定位置に付け換え可能に、いずれかの前記固定位置に固定され、当該固定位置に対応して予め定められた前記保持位置に、前記試験基板を保持する保持部材を更に備える請求項１または２に記載の接続ユニット。
5. 前記保持位置に保持された前記試験基板と一端が接続され、前記テスタ制御部と他端が接続される制御部用ケーブルを更に備える請求項４に記載の接続ユニット。
6. 前記保持部材が固定される前記固定位置に対応して予め定められた設置位置に取り外し可能に設置され、前記試験基板が前記基板収容部の内部に挿入される場合に、当該試験基板の一辺をガイドするガイド部材を更に備える請求項４に記載の接続ユニット。
7. 前記基板収容部は、前記保持部材を取りつける面において、前記複数の固定位置のそれぞれに対応して列状に形成された複数の孔部を有し、
   前記保持部材は、前記孔部と係合すべき突起を有する請求項４に記載の接続ユニット。
8. 電子デバイスを試験する試験装置であって、
   前記電子デバイスを載置するパフォーマンスボードと、
   前記電子デバイスの試験を制御する制御信号を生成するテスタ制御部と、
   前記パフォーマンスボードおよび前記テスタ制御部を電気的に接続する、請求項１から７のいずれか一項に記載の接続ユニットと
   を備える試験装置。

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