JP5154003B2 - 自動試験システム内において電磁干渉シールドする方法及び装置 - Google Patents

Description

集積回路（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＩＣ）又はＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ ａ Ｃｈｉｐ）試験システムなどの電子回路試験システムにおいては、通常、電子回路テスタにより、ＩＣ、ＳＯＣ、又はこれらに類似するデバイスの性能を試験している。電子回路テスタを使用することにより、初期のウエハ処理段階から最終的なパッケージング段階に至るまで、デバイス又は集積回路の製造の様々な段階において、完成品であるパッケージング済みのデバイス又は集積回路を試験することができる。従来のテスタには、通常、試験ヘッドと電子試験及び計測装置を含んでいる。この電子試験及び計測装置は、試験ヘッド内、又は試験ヘッドに電気的に接続された機器ラック内に格納可能である。試験ヘッドは、通常、ロードボード（Ｌｏａｄ ｂｏａｒｄ）と呼ばれるプリント回路基板を通じて、デバイス又は集積回路とインターフェイスしている。これらの試験システムにおいては、ロードボードを使用することにより、テスタと被検デバイス（Ｄｅｖｉｃｅ−Ｕｎｄｅｒ−Ｔｅｓｔ：ＤＵＴ）間における電気的及び機械的なインターフェイスを提供している。ロードボードは、自動試験システムの計測電子回路をＤＵＴのピン又はパッドに延長するものであり、通常、それぞれの個別のＤＵＴ又はＤＵＴのファミリーごとに、カスタムロードボードが必要である。

電子回路テスタを採用することにより、多数の形態のパッケージング済みデバイス及び集積回路の両方を試験可能であることから、通常、試験ヘッドは、旋回可能な接続によって台車又は機器ラックに取り付けられている。このような旋回可能な接続によれば、水平位置に対向する略上向きを含む多数の位置に試験ヘッドを配置することが可能であり、この結果、操作者は、電子回路テスタの試験ヘッド上に適切なロードボードを取り付けることができる。又、実質的に垂直な位置などの多数の角度位置のいずれかに試験ヘッドを旋回させることも可能であり、この結果、ロードボードは、パッケージング済みデバイス又は集積回路を試験するべく、例えば、自動材料ハンドラとインターフェイスすることが可能となる。自動材料ハンドラは、試験対象のそれぞれのパッケージング済みデバイス又は集積回路（以下、これらのいずれか又は両方をデバイス又はＤＵＴと呼ぶ）を電子回路テスタに供給する。

図１に、従来のテスタ１０が示されている。このテスタ１０は、試験ヘッド１２にインターフェイスされたデバイス又は集積回路に電気信号を供給するＡＣ又はＤＣ信号生成器などの電子試験及び計測装置のラック１６にコンジット１４を通じてルーティングされたケーブルによって電気的に接続された試験ヘッド１２と、印加した信号に対する応答を計測する信号アナライザ（例：ネットワークアナライザ、スペクトルアナライザ、オシロスコープ、或いはその他の波形デジタル化又は信号処理機器）を有している。尚、試験ヘッド１２は、ラック１６へのルーティング或いはデバイス又は集積回路の試験の前に、電気信号の配布、信号の分離、周波数変換、増幅、減衰、スイッチング、又はその他の電気信号の調整又は変更を実行する回路を含むことができる。

試験ヘッド１２は、試験ヘッド１２に取り付けられたロードボード１８及びフィクスチャボード２０を通じてデバイス又は集積回路とインターフェイスしている。或いは、この代わりに、フィクスチャボード２０を設置する前に、フィクスチャボードに類似した構成を具備する較正ボード（図示されてはいない）を試験ヘッド１２に接続し、試験ヘッド１２を較正することも可能である。ロードボード１８の構成は、アナログ又はデジタル電子回路などの試験対象のデバイス又は集積回路のタイプ又はファミリーによって左右され、フィクスチャボード２０の構成は、通常、特定の被検デバイス又は集積回路（ＤＵＴ）又はそれらのファミリーごとに固有である。

フィクスチャボード２０は、被検デバイス（Ｄｅｖｉｃｅ−Ｕｎｄｅｒ−Ｔｅｓｔ：ＤＵＴ）ボード２２にインターフェイスしており、このＤＵＴボードは、被検デバイス又は集積回路との間で送受信される電気信号のデカップリング、フィルタリング、減衰、又はその他の方法による変更を実行するべく、ＤＵＴボード上に取り付け又は製造されたインダクタ、コンデンサ、及びその他の電子コンポーネント又は回路を有することができる。そして、最後に、ＤＵＴボード２２は、ソケット２４に接続されており、このソケットが、テスタ１０と実際の電子回路又は被検デバイス（ＤＵＴ）（例：パッケージング済みのデバイス又は集積回路２６）間における電気的な接続を実現している。或いは、この代わりに、ソケット２４をロードボード１８に直接取り付けることも可能である。

試験ヘッド１２は、台車２８に取り付けられている。試験ヘッド１２は、旋回可能な接続３０により、台車２８に取り付けることができる。この旋回可能な接続３０により、試験ヘッドを水平位置に対向する略上向きの位置に配置することが可能であり、この結果、操作者は、テスタ１０の試験ヘッド１２に適切なロードボード１８並びに較正及びフィクスチャボード２０並びにソケット２４を有するＤＵＴボード２２を取り付けることができる。試験ヘッド１２は、あらゆる角度位置に旋回可能であり、この結果、ソケット２４は、例えば、試験するべくそれぞれのＤＵＴ２６をテスタ１０に迅速に供給する自動材料ハンドラ３２とインターフェイスすることができる。

或いは、この代わりに、ＤＵＴボード２２に取り付けられたソケット２４をウエハプローブ（図示されてはいない）によって代替することも可能である。旋回可能な接続３０により、試験ヘッド１２が反転位置に旋回し、ウエハプロービングステーション（図示されてはいない）のウエハ（図示されてはいない）上のデバイス又は集積回路を試験することができる。

ソケット２４を自動材料ハンドラ３２又はウエハプロービングステーション（図示されてはいない）のウエハプローブ（図示されてはいない）にインターフェイスさせるべく、フレーム３４が試験ヘッド１２に取り付けられている。フレーム３４と対になっているハンドラ取り付けプレート３６を自動材料ハンドラ３２又はウエハプロービングステーション（図示されてはいない）に取り付けることにより、試験ヘッド１２をハンドラ又はステーションとアライメントし、この結果、パッケージング済みデバイス又は集積回路或いはウエハ上のデバイス又は集積回路を試験することができる。

試験システム１０内の大部分のプリント回路基板及び電子回路とは異なり、ロードボード１８は、シャーシ内に収容されてはおらず、これは、シャーシによって通常減衰する電磁干渉（ＥｌｅｃｔｒｏＭａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｃｅ：ＥＭＩ）の影響をロードボード１８が受けやすいことを意味している。そして、携帯電話のエリア中継局や放送タワー、或いはその他の近隣の産業活動による非常に高いレベルのＥＭＩをＩＣ試験会社の試験フロアに見出すことは、珍しいことではない。ＥＭＩシールドを行う１つの可能な方法は、テスタの周囲にスクリーンルームを構築する方法である。しかしながら、テスタは非常に大きいため、この方法は、高価なソリューションであり、不便であると共に、生産又は試験フロアスペースを浪費し、且つ生産又はテスタフロアスペースの柔軟性も低下することになってしまう。

自動集積回路テスタのロードボード及びハンドラと一体で電磁干渉シールドを提供する新しい方法及び装置を提示する。具体的には、ＤＵＴドッキングプレートが、自動集積回路テスタ内においてロードボードと共に上部電磁干渉シールド及び導波路を形成している。

添付図面との関連で、以下の詳細な説明を参照することにより、本発明及びその付随する利点の多くに関する理解が深まると共に、これに関して容易且つ十分に理解することができよう。尚、添付の図面においては、類似の参照符号を使用して同一又は類似のコンポーネントを示している。

集積回路（ＩＣ）、ＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ ａ Ｃｈｉｐ）、又はこれらに類似する電子デバイス用の多くの電子試験システムに関連する主要なシステムとしては、通常、３つのものが存在している。これらには、計測電子回路を含むテスタ、被検デバイス（ＤＵＴ）とテスタ間のインターフェイスであるロードボード、及び試験の際にＤＵＴを自動的に挿入すると共にＤＵＴの温度を制御することができるハンドラが含まれている。これらのシステムは、自動化された試験システム又は機器を含むことが可能であり、従って、自動化されたテスタ、又はハンドラ、又はこれらに類似するものを含むことができる。本明細書においては、ハンドラによるロードボード上のソケット内へのＤＵＴの挿入を許容するためのアパーチャを提供すると同時に、シールドを提供するロードボードの電磁干渉（ＥＭＩ）シールドを含む装置及び方法について開示する。

図２に、電子回路試験システム１００の主要なコンポーネント部分のいくつかが示されている。ロードボード１１８と呼ばれるプリント回路基板が、テスタ１００の試験ヘッド１１２上に取り付けられた状態で示されている。試験ヘッド１１２をハンドラと統合してこれとドッキングさせることが可能であり（図１を参照されたい）、このハンドラを使用して、ロードボード１１８上のコンタクタ又はソケット内にＤＵＴを自動挿入することができる。通常、それぞれの個別のＤＵＴ又はＤＵＴのファミリーごとに、カスタムロードボード１１８が必要である。ロードボード１１８は、試験ヘッド１１２とＤＵＴのピン又はＩ／Ｏ間において、自動試験システムの計測電子回路を延長する責任を担っている。ロードボード１１８は、試験ヘッド１１２上のピン電子インターフェイス１３８を介して試験ヘッド１１２とインターフェイスしている。このピン電子インターフェイス１３８は、試験ヘッド１１２とロードボード１１８間を機械的及び電気的にインターフェイスするピン電子回路を支持している。

テスタ１００のサポートラック１１６は、電子試験及び計測装置を格納しており、この装置は、ケーブル１１４を介して試験ヘッド１１２に接続することができる。図１に示されているものなどの模範的な自動試験システムの１つは、米国カリフォルニア州パロアルトに所在するＡｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ， Ｉｎｃ．が販売しているＡｇｉｌｅｎｔ ９３０００試験システムなどのＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ−Ｏｎ−ａ−Ｃｈｉｐ）試験システムである。

図３には、試験ヘッド１１２から分離された状態で、ロードボード１１８が更に詳しく示されている。ロードボード１１８は、試験のためにＤＵＴが挿入されるコンタクタ又はソケットに加えて、上面に多くのコンポーネントを含むことができる。通常、それぞれのＤＵＴのタイプ又はＤＵＴのファミリーごとに、カスタムロードボード１１８が必要である。このロードボード１１８の設計及び性能は、試験の全体性能における制約要因となりうるものである。ロードボードには、その複雑さにおいて様々なものが存在しており、単一のコンタクタ又はソケット（以下、これをソケットと呼ぶ）１２４を具備することも可能であり、或いは、多数のソケットを具備することも可能である。図３に示されているように、ロードボード１１８は、バイアス及びインピーダンス整合回路などの関連する又は内蔵された多くの電子コンポーネント１１９を具備することができる。このような電子部品や回路を裏面に配置すると、望ましくない寄生インダクタンスが生じる可能性があるため、これらの回路は、しばしば、ロードボード１１８の上面に配置される。ロードボード１１８の裏面は、試験ヘッド１１２に接続し、これとインターフェイスしている。そして、ロードボード１１８の上面は、図３に示されているように、ハンドラ（図１の参照符号３２）に接続する。

試験システムにおいて、ロードボード１１８は複数の役割及び目的を果たすことができる。例えば、ロードボード１１８は、試験ヘッドの計測リソースをＤＵＴまで延長し、ＤＵＴに電源を供給し、試験ヘッドの計測リソースが使用する様々な接地を接続して雑音を極小化し、試験回路を再現し、ソケット１２４内に自動的にＤＵＴを挿入するための機械的なインターフェイスを提供すると共に、ＤＵＴの温度試験をサポートするための機械的なインターフェイスを提供することができる。

図４は、いくつかのハードウェア要素を示しており、これらを使用することにより、試験ヘッド１１２をハンドラ１３２に接続することができる。図４の中央には、ロードボード１１８が示されている。このロードボード１１８は、ピン電子インターフェイス１３８に取り付けられている（このインターフェイスは、ロードボード１１８を機械的に支持すると共に、ロードボード１１８と試験ヘッド１１２間をインターフェイスするピン電子回路を支持している）。そして、このロードボード１１８とピン電子インターフェイス１３８間には、補強嵌込材１３９を挿入することができる。この補強嵌込材１３９を使用してロードボード１１８の剛性を向上させることにより、ハンドラ１３２によって印加される力を支持すると共に、ロードボード１１８の曲がりや亀裂を防止することができる。尚、この補強嵌込材１３９は、アルミニウムの網やその他の既存の補強材料であってよい。

コンタクタ又はソケット１２４が、ロードボード１１８の上部表面に取り付けられている。このコンタクタ１２４は、通常、ハンドラによる数千回のＤＵＴの挿入に耐えることができる丈夫なソケットである。ハンドラ１３２からＤＵＴを移動し、これをソケット１２４に挿入し、これをソケット１２４から除去し、これをハンドラトレイ（図示されてはいない）に戻すのに所要する時間をインデックス時間と呼んでいるが、これは、試験の速度、スループット、及びコストに直接的に影響を与える重要なパラメータである。又、ＤＵＴドッキングプレート１４０も示されており（これは、シールアダプタとも呼ばれる）、これは、ハンドラ１３２の一部を構成し、ロードボード１１８の上部表面と直接的に接触している。このＤＵＴドッキングプレート１４０は、ハンドラドッキングプレート（図１の参照符号３６を参照されたい）に取り付けられており、このハンドラドッキングプレートは、ハンドラ１３２をロードボード１１８と試験ヘッド１１２にドッキングさせる責任を担っている。

図５及び図６は、ＤＵＴドッキングプレート１４０が、ソケット１２４、ＤＵＴ１２６、及びロードボード回路１１９用のＥＭＩシールドの上部プレートとして機能する方法を示している。下部が切断された導波チムニー（Ｂｅｌｏｗ−ｃｕｔｏｆｆ ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｃｈｉｍｎｅｙ）１４２が、ＤＵＴドッキングプレート１４０のアパーチャ１４１から延長しており、ＤＵＴは、これを通じてロードボード１１８上のソケット１２４内にハンドラによって挿入される。実際には、ロードボード１１８には、接地に接続されている１つ又は複数の接地プレート１４３が含まれている。このロードボード１１８の接地プレート１４３は、金メッキされたベリリウム−銅のスプリングフィンガ１４４又はその他の既存の導電性装着手段を使用してドッキングプレートに接続されている。ハンドラ１３２がロードボード１１８及び試験ヘッド１１２から切り離された際にドッキングプレート１４０を容易に除去できるように、これらのスプリングフィンガ１４４をロードボード１１８に装着可能である。スプリングフィンガ１４４と接触するドッキングプレートの表面１４５は、リム１４５であってよい。尚、このリム１４５を金メッキすることにより、時間の経過と共にＥＭＩシールドの効果を低減させる抵抗性酸化物の形成を防止することができる。

導波チムニー１４２は、外部源からの放射干渉信号を更に減衰させることができる。従って、この導波チムニーにより、ＤＵＴ又はロードボード上の回路に対するＥＭＩの影響が減少することになる。このアパーチャ１４１の寸法とチムニーの高さは、ソケット１２４内に挿入されるＤＵＴ１２６の寸法に対応していると共に、ハンドラ１３２のインデックス時間を大幅に増大させないようにしつつ、干渉信号を十分に減衰させるべく、選択することができる。尚、このＥＭＩシールド用のドッキングプレート１４０は、鋼又はその他の既存の導電性材料から製造可能である。

図７は、本発明の実施例による試験方法のフローチャート１５０を示している。この方法によれば、電子回路試験システムは、段階１５２において提供される試験ヘッド及びハンドラを有するテスタと、段階１５４において提供されるＤＵＴソケットを有するロードボードを含んでいる。段階１５６において、このロードボードとハンドラ間に、ＥＭＩシールドを施すＤＵＴドッキングプレートを配設する。段階１５８において、ＤＵＴをハンドラによってソケット内に挿入する。そして、段階１６０において、テスタによってＤＵＴの試験を実行する。

当業者であれば、本発明によれば、別個のＥＭＩシールドの追加によってロードボード１１８とドッキングプレート又はハンドラを更に分離することなく、ハンドラ１３２とソケット１２４間においてＤＵＴが移動を要する経路長を大幅に増大させることなく、試験時間と試験の関連コストを大幅に増大させることなく、試験フロアの使用法に大きな影響を与えることなく、且つ、試験システム又はロードボードを大幅に複雑化することなしに、既存のシステム要素を利用しつつ、ＤＵＴ１２６、コンタクタ／ソケット１２４，及びロードボード１１８上の回路に対してシールドが提供されることを理解するであろう。

以上、説明を目的として、本発明の好適な実施例について開示したが、当業者であれば、本発明の範囲と精神を逸脱することなしに、様々な変更、追加、及び置換が可能であり、この結果生成される等価な実施例も添付の請求項の範囲内に属することを理解するであろう。

従来の電子回路テスタの等角図を示している。 本発明の実施例による電子回路テスタの等角図を示している。 本発明の実施例によるロードボードの平面透視図を示している。 本発明の実施例による試験ヘッドに接続されたハンドラの分解側面図を示している。 本発明の実施例によるロードボードアセンブリの側面図を示している。 本発明の実施例によるロードボードアセンブリの平面図を示している。 本発明の実施例によるＤＵＴを試験する方法のフローチャートを示している。

符号の説明

１００ 電子回路テスタ
１１２ 試験ヘッド
１１８ ロードボード
１２４ コンタクタ、ソケット
１２６ ＤＵＴ
１３２ ハンドラ
１４０ 実質的に平坦な構造、ＥＭＩシールド
１４１ 導波アパーチャ
１４２ 導波チムニー
１４３ 接地プレーン
１４４ 導電性スプリングフィンガ
１４５ 外縁リム

Claims (4)

1. 電子試験システムのロードボードをＥＭＩシールドする装置であって、
   接地プレーンを有するロードボードと、
   前記ロードボードに装着されたコンタクタと、
   導電性の平坦な構造であって、当該導電性の平坦な構造の第１面上で該第１面の外縁の周囲における導電性リムを有し、さらに、前記導電性の平坦な構造を貫通する少なくとも一つのアパーチャを有する当該導電性の平坦な構造と、
   前記アパーチャを介して前記コンタクタにＤＵＴを挿入するように適合するＤＵＴハンドラと、を具備し、
   前記導電性の平坦な構造は前記ＤＵＴハンドラに装着されており、かつ、
   前記導電性リムは、前記ロードボードの前記接地プレーンに導電性を有するようにかつ 分離可能に直接的に接触することを特徴とする装置。
2. 導電性スプリングフィンガであって、前記ロードボード上の前記接地プレーンに接続 され、この結果、前記実質的に平坦な構造の前記導電性リムが前記スプリングフィンガ に直接的に接触してＥＭＩシールドを生成する、当該導電性スプリングフィンガを更に 有することを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 前記実質的に平坦な構造内の前記アパーチャは、前記アパーチャを包囲し、そこから前記実質的に平坦な構造の第２面上において延長するチムニー構造を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
4. 電子試験システム内において導波アパーチャを有するＥＭＩシールドであって、
   接地プレーンを有するロードボードと、
   前記ロードボードに装着されたコンタクタと、
   ＤＵＴハンドラに装着された導電性の平坦な構造であって、前記導電性の平坦な構造の外縁の周囲における第１面上の導電性リムと、前記導電性の平坦な構造の第２面から延長し前記アパーチャを包囲する導波チムニーを有する前記導電性の平坦な構造内のアパーチャとを具備する、当該導電性の平坦な構造とを備え、
   前記導電性リムは、前記ロードボードの前記接地プレーンに分離可能に直接的に接触し、前記ロードボードに付着した前記コンタクタ内への前記導電性の平坦な構造内の前記アパーチャを通じたＤＵＴの挿入を許容することを特徴とするＥＭＩシールド。

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