JP5265371B2 - 自動試験装置のための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動試験装置に関し、より具体的には、自動試験装置のためのデバイスインターフェースボードおよびその方法に関する。

自動試験装置（「ＡＴＥ」）は、数年にわたって当該技術分野では知られている。回路基板および電子デバイスの試験手順を自動化することによって、試験プロセスが促進され、試験される電子デバイスの生産量をより大きくすることが可能になる。機器を試験する場合には、当該技術分野において周知の方法を用いて、インターフェースアセンブリを試験ヘッドにドッキングさせる。インターフェースアセンブリには、補強部材に装着されたデバイスインターフェースボード（「ＤＩＢ」）が含まれている。機器インターフェースブロックは、ＤＩＢへの電気接続を形成する。特に、ＤＩＢは、試験される機器および実行されることになる試験のために、予め設計および製造されるプリント回路基板（「ＰＣＢ」）である。

試験が実行される全ての構成および全ての機器のために、試験される構成または機器およびデバイスに特有の回路を備えた特有のＤＩＢが必要である。全ての構成のために新しいボードを作製しなければならないという要求があるので、電気デバイスを試験および開発するコストが激増している。ＤＩＢの開発は、ボード自体の設計、製造および試験に多くの時間およびエネルギーを必要とする。また、試験中にプローブインターフェースでＤＩＢを取り替えることによって、時間を浪費している。

本発明の様々な実施形態によって、自動試験装置（「ＡＴＥ」）のためのモジュール化された装置および方法が提供される。従来のデバイスインターフェースボード（「ＤＩＢ」）は、機器インターフェースブロックと、試験ヘッドにインターフェースするための回路ネットワークとを含んだ多くのより小さなストリップによって置き替えられる。本発明の実例は、ＤＩＢとその接続部をモジュール化して、全ての機器または試験構成のために完全に新しいＤＩＢボードをコストなしに作るため、試験機器の容易な再構成を提供する。デバイスインターフェースモジュールまたはストリップは、バックボーンおよび多数のリブが端から端へ走っている補強部材に取り付けられている。バックボーンは補強部材の長さを二分する。リブはバックボーンと平行に走る。デバイスインターフェースストリップはバックボーンに取り付けられ、リブを横切って直角に延び、インターフェース回路のための格子状構造を作る。ストリップの取り付け点と補強部材のバックボーンおよびリブとの間に横たわるように、個別回路はインターフェースストリップに配置されている。

別の例示的な実施形態は、多くのデバイスインターフェースストリップを補強部材に装着することを通じて電気機器を試験する方法を提供する。次に、補強部材が試験ヘッドに結合される。被試験デバイスが、電気的に結合された機器インターフェースブロックを経由し、デバイスインターフェースストリップの回路を介して試験ヘッドとインターフェースされる。

さらに別の実施形態において、デバイスインターフェースストリップは、デバイスインターフェースストリップを相互接続する通信ボードを通じて補強部材に結合される。補強部材のバックボーンはドッキングのための中心部として働き、これを通って一連の電気接点を介して、インターフェースストリップは試験ヘッドと通信可能になる。また、電力も様々な外部電源からインターフェースストリップの回路へ分配してもよい。また、制御信号も、汎用インターフェースバスのための余地がある通信ボードのマトリクス制御回路を通じて、デバイスインターフェースストリップ間に送信することができる。

本発明の前述ならびに他の特徴および利点は、添付の図面と共に例示的な実施形態の次の詳細な説明から、より完全に理解されよう。

本発明の実施形態において、信頼可能で費用対効果に優れた電子機器用の試験インターフェースを提供することができる。デバイスインターフェース回路のモジュール化は、自動試験装置（「ＡＴＥ」）の製造コストおよび設計時間を激減させるのと同時に、機器の互換性を非常に容易とする。また、典型的に非常に費用および時間のかかる作業である試験ボードをカスタマイズする必要性を最小限にするか、または除去することによって、本発明の様々な実施形態は製品化までの時間を低減することができる。

ここで、図１を参照すると、本発明に係るデバイスインターフェースアセンブリ１００の一実施形態の斜視図が図示されている。補強部材１０２は自身に取り付けられたデバイスインターフェースストリップ１０４とともに図示されている。図示した例において、補強部材１０２は１６インチ×１６インチの正方形であり、２６個の別個のデバイスインターフェースストリップ１０４を収容することができる。各デバイスインターフェースストリップ１０４には、信号伝送用の１つまたは複数の電気部品が含まれている。電気部品の例としては、トレースワイヤ、ループバック回路、集積回路等を含むことができるが、これらに限定するわけではない。各デバイスインターフェースストリップ１０４には、補強部材１０２に装着するための取り付け穴１０６を含むことが可能である。デバイスインターフェースストリップ１０４には、補強部材１０２の精密位置合わせピン（図示せず）を受け入れるために、ストリップの両端部に位置合わせ穴１０８を含んでいる。位置合わせ穴１０８が精密位置合わせピンと係合して、デバイスインターフェースストリップ１０４が位置合わせされた後で、ねじを用いてデバイスインターフェースストリップ１０４を補強部材１０２に固定する。また、補強部材１０４をフレームにしっかりと装着するために、補強部材１０２は外側エッジに沿ってフレーム取り付け穴１１０を有する。次に、フレームは、試験ヘッドにしっかりと装着される。

デバイスインターフェースストリップ１０４は、当該技術分野では普通の従来のデバイスインターフェースボードのモジュール化を示している。従来のＡＴＥプローブアセンブリは、使用される全ての機器および必要とされる全ての被試験デバイス構成のために、別個のデバイスインターフェースボードの設計、製造および設置を必要とした。典型的なデバイスインターフェースボードは、複雑なプリント回路基板技術の２０〜４０層からなり、作製のためにかなりのコストおよび時間を必要とする。本発明の実施形態は、デバイスインターフェースボードの完全なモジュール化を提供することができる。ボードをストリップにセグメント化することによって、プローブインターフェースの容易な互換性および構成が可能になる。個別ストリップをワイヤまたはリボンケーブルを通じて相互に接続することで、ストリップにおける全ての回路にわたって相互通信を維持することができる。試験装置の取り替えでは、デバイスインターフェースボード全体を取り替える代わりに、対応するデバイスインターフェースストリップ１０４の変更だけが必要になる。デバイスインターフェースストリップ１０４の追加、除去または取り替えは、固定構造すなわちここでは６つの取り付けねじを取り除いて、ストリップ１０４を所望のストリップと取り替えて取り付けねじを再固定することによって達成することができる。さらに、デバイスインターフェースストリップ１０４の製造には、デバイスインターフェースボード全体のコストおよび時間のほんの一部が必要になるだけである。

上記の例では、システムの構成要素間のねじ装着および係合を詳述しているが、構成要素を一緒にしっかりと固定するための任意の方法、たとえばスナップ嵌合、クランプ嵌合、ボタン嵌合、クイックリリースなどの方法が、本発明の範囲から逸脱しないことを、当業者は理解されたい。

図２Ａを参照すると、本発明の一実施形態に係るデバイスインターフェースストリップ１０４の例示的なレイアウト２００が図示されている。レイアウト２００は２６個のデバイスインターフェースストリップ１０４を用いており、デバイスインターフェースストリップ１０４のそれぞれに沿って取り付け穴１０６があり、尚且つ２つの追加取り付け穴１０７が一つの端部に位置している。デバイスインターフェースストリップ１０４の端部にある２つの追加取り付け穴１０７は、補強部材（図示せず）におけるバックボーンに装着される。デバイスインターフェースストリップ１０４は、補強部材の位置合わせピンと係合するために、両端部に位置合わせ穴１０８を有していてもよい。図示した実施形態では、位置合わせ穴がストリップの端部に集中しているデバイスインターフェースストリップを示しているが、当業者は非集中位置合わせ穴などの任意の位置合わせパターンおよび取り付け穴の数を、本発明の趣旨から逸脱せずに実現可能であることを理解されたい。

図２Ｂを参照すると、少なくとも１つの導電性エッジ１０５を備えた代替実施形態のデバイスインターフェースストリップ１０４Ａ、１０４Ｂを図示している。デバイスインターフェースストリップ１０４Ａが、２つの導電性エッジを有するように図示されているのに対して、デバイスインターフェースストリップ１０４Ｂは単一の導電性エッジを有するように図示されている。限定するわけではないが、導電性エッジは銅、ニッケルまたは金でエッジをめっきするなど、種々様々な方法で形成することができる。導電性接地インサート２０１を２つの導電性エッジの間に配置して、隣接するデバイスインターフェースストリップ１０４Ａ、１０４Ｂ間に導通性経路を設けてもよい。導電性接地インサートの例としては、限定するわけではないが、導電性箔および可撓性波形金属シートまたはフィルムを含むことが可能である。一例において、接地インサートは、隣接するデバイスインターフェースストリップ間の接地経路を設けることができる。

ここで図３を参照すると、本発明の一実施形態に係る補強部材１０２の一例を示すトップダウン図を示している。補強部材１０２には、中央バックボーン３２２と、バックボーン３２２と平行に配置された一連のリブ３２４〜３２９とがある。バックボーン３２２は、デバイスインターフェースストリップ（図示せず）用の中央取り付け点である。本実施形態におけるリブ３２４〜３２９は、デバイスインターフェースストリップ用の取り付け点および支持構造となる。デバイスインターフェースストリップは、補強部材１０２に装着されると、各リブ３２４〜３２９上のパッド３４２によって支持されるようにしてもよい。補強部材１０２のリブ３２４〜３２９は、デバイスインターフェース回路の信号パッドをセグメント化するためのサイドウォーク（ｓｉｄｅｗａｌｋ）を形成する。

デバイスインターフェースストリップは、補強部材のバックボーン３２２およびリブ３２４〜３２９に対してほぼ直角に配置され、バックボーン３２２から補強部材１０２のエッジへと延びている。精密位置合わせピン３３８は、バックボーン３２２に沿って配置されるだけではなく、補強部材１０２の上部および底部エッジに沿って間隔を置いて配置されている。位置合わせピン３３８は、組み立て中にデバイスインターフェースストリップの位置合わせ穴と係合する。バックボーン３２２およびリブ３２４〜３２９には、デバイスインターフェースストリップの取り付け穴と位置合わせされているねじ穴３４０がある。組み立てに際して、デバイスインターフェースストリップは、位置合わせピン３３８上に配置され、ねじが取り付け穴およびねじ穴３４０を通じてストリップを補強部材１０２に装着する。

この例において、補強部材１０２は、約１６インチ×１６インチの正方形であり、内部格子構造がワイヤを通すか、または回路部品を配置するために利用可能な一連の開かれた通路を作る。本明細書で使用されている用語「サイドウォーク」は、各通路の列を指すために用いられている。サイドウォーク１の３３０、３３１は、バックボーン３２２と、バックボーン３２２の両側にある第１のリブ３２４、３２５とによって定義される列である。サイドウォーク１の３３０、３３１は、典型的には高性能機器のために用意された部分である。これらの高性能機器のためのデバイスインターフェースストリップにおける回路は、サイドウォーク１として定義されたエリアに重なっている。サイドウォーク２の３３２、３３３は、次の外側リブ３２６、３２７によって定義される。サイドウォーク３の３３４、３３５は、次の外側リブ３２８、３２９によって定義される。サイドウォーク４の３３６、３３７は、外側リブ３２８、３２９と、補強部材１０２の外側エッジとによって定義される。デバイスインターフェースの回路は、最高の性能を備えた機器の回路が補強部材１０２の中心に最も近く配置され、かつ最低の性能を備えた機器の回路が外側のサイドウォーク４の３３６、３３７に最も近く配置されるように設計されている。

本明細書で説明する実施形態は、補強部材の長さに延びた平行リブを備えているほぼ矩形の補強部材を含んでいるが、当業者は、たとえば円形、楕円形、十字形、五角形など補強部材の形状において実現できる任意の形状が、本発明の範囲から逸脱せずに実現可能であることを理解されたい。

さらに、本明細書で説明する実施形態は、矩形補強部材の長さに延び、かつ互いにほぼ平行なバックボーンおよびリブを含んでいるが、当業者は、たとえば円形リング、矩形中央部等のバックボーンおよびたとえば放射状、非平行、非対称、網目状、同心円、同心矩形等の任意のリブの配置が、本発明の範囲から逸脱せずに実現可能であることを理解されたい。

さらに、本明細書に含まれる一例は、単一のバックボーンを備えた補強部材を示しているが、当業者は、任意の数のバックボーンが、本発明の趣旨から逸脱せずに実現可能であることを理解されたい。

上記で説明した一例は、１６インチ×１６インチの正方形で２４個のスロットを備えた補強部材を示しているが、当業者は、当該技術分野で一般に使用される他のサイズの補強部材を用いることが、本発明の開示から逸脱しないであろうことを理解されたい。

ここで図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、１つまたは複数のデバイスインターフェースストリップ４０４との間の通信のために、１つまたは複数の通信ボード４４８が設置された本発明の実施形態が図示されている。通信ボードは、デバイスインターフェースストリップ４０４に装着される厄介なワイヤを除去することができる一方で、デバイスインターフェースストリップ４０４の間において回路との相互通信の柔軟性を維持する。この例において、通信ボード４４８は、補強部材のバックボーン４２２の両側に配置される。通信ボード４４８には、デバイスインターフェースストリップ４０４のコネクタと結合する電気コネクタが含まれている。通信ボード４４８に取り付けられているデバイスインターフェースストリップ４０４の端部には、デバイスインターフェースストリップ４０４の回路に接続される一連の電気コネクタが含まれている。

通信ボード４４８が補強部材に取り付けられているので、デバイスインターフェースストリップ４０４の一つの端部を通信ボードに取り付けることによって、デバイスインターフェースストリップの一つの端部に対して物理的な取り付けが提供される。オプションとして、デバイスインターフェースストリップ４０４は、バックボーン４２２などの補強部材４０２に物理的に直接取り付けることができ、追加電気コネクタによって通信ボード４４８との間の通信を行う。デバイスインターフェースストリップには、バックボーン４２２における位置合わせピン４３８との係合のために、位置合わせ穴４０８を含むことが可能である。補強部材４０２は、接地および／または他の電気的な通信などのために、バックボーン４２２における電気コネクタを通じて、試験ヘッドに電気的に結合してもよい。

図４Ａに示す実施形態は、バックボーン４２２の両側に２つの通信ボード４４８を示しているが、当業者は、たとえばバックボーンにかかっている単一のボード、またはバックボーンに沿って、またはその近くに配置された一連の独立した通信ボードや相互接続された通信ボードなど、任意の数の通信ボードが本発明の範囲から逸脱せずに実現可能であることを理解されたい。

図４Ｂに示す実施形態において、４つの別個のバスが、通信ボード４４８に実装されている。通信ボード４４８は、不揮発性ランダムアクセスメモリ（「ＮＶＲＡＭ」）バス４５０を、デバイスインターフェースストリップ４０４におけるＮＶＲＡＭモジュールと通信するために備えている。本実施形態では、補強部材４０２において利用可能なスロット当たり１つのＮＶＲＡＭがあり、またＮＶＲＡＭが通信ボードに位置している（図示せず）。また、通信ボード４４８はデバイスインターフェースストリップ４０４に位置するトランシーバ（図示せず）との通信のためのユーティリィティバス４５２を有する。本実施形態において、４つのユーティリティデータビット（「ＵＤＢ」）が、ユーティリティバス４５２を通じて各デバイスインターフェースストリップ４０４に分配される。トランシーバは、トランシーバがデータをラッチするか、支持基板を読み出すか、または迂回されるかどうかを制御する２ビットによって制御されている。電力バス４５４を用いて、ユーティリティ電源への接続を提供してもよい。３．３ボルト（「Ｖ」）、５Ｖ、１５ＡＶおよび１５ＢＶの電圧供給を、電力バス４５４を通じて提供することができる。さらに、本実施形態において、デバイスインターフェースボード４０４における回路のいずれかのあり得る拡張のために、追加バス４５６が設けられる。この追加バス４５６は４ビット幅であり、またこのバスによって、補強部材に装着されたデバイスインターフェースストリップ４０４のいずれかの間でスロット対スロット接続が可能になる。デバイスインターフェースストリップ４０４には、ＮＶＲＡＭバスコネクタ４５１、ユーティリィティバスコネクタ４５３、電力バスコネクタ４５５および追加バスコネクタ４５７が含まれているが、これらのコネクタはデバイスインターフェースストリップ４０４が補強部材に装着された場合に、通信ボード４４８を通じて電気接続部が形成されるように位置合わせされている。オプションとして、デバイスインターフェースストリップ４０４は、１つまたは複数の導電性エッジ４０５を有していてもよい。

図５は、本発明の一実施形態に従って、機器を自動的に試験する方法５００を示したものである。まず、デバイスインターフェースストリップが補強部材にしっかりと装着される（５６０）。次に、試験ヘッドに取り付けるためのフレームに、補強部材が装着される（５６２）。デバイスインターフェースストリップが、試験を進めるために、試験ヘッドおよびコントローラに電子的に結合される。次に、デバイスインターフェースストリップが、機器インターフェースおよび被試験デバイスに電子的に結合される（５６４）。試験ヘッドから被試験デバイスへの電気接続がもたらされると、特定の試験が実行される。次の試験の前に試験ヘッドまたはインターフェース回路を再構成する必要があるか否かを判断し（５６６）、必要がある場合には適切なデバイスインターフェースストリップに取り替えるか、追加するか、または除去することができる（５７０）。デバイスインターフェース回路に対して構成変更がなされた後で、補強部材およびフレームが試験ヘッドに再装着される（５６２）。試験が完了した後で構成変更が必要でない場合には、被試験デバイスが変更され（５６８）、試験が再び実行される（５６４）。

本出願は、本出願と共に同日出願された「自動試験装置の機器カード、プローブケーブルシステムおよび装置（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｔｅｓｔ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃａｒｄ ａｎｄ Ｐｒｏｂｅ Ｃａｂｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ）」（代理人整理番号０５−１９９７（４０５７／７９）という名称の出願を、その全体において参照して援用している。

本明細書に提示した本発明の実施形態の特定の非限定的な例の説明の他に、ＡＴＥの構成を含む他の多くの用途で本発明を実施できることを理解されたい。上記では、本明細書の例示的な実施形態に関連させて本発明を説明したが、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、本発明の形態および詳細な説明における前述のおよび様々な他の変更、省略および追加を行うことが可能であることが理解されるであろう。

本発明の実施形態に係る補強部材に取り付けられたデバイスインターフェースストリップの斜視図である。 本発明の一実施形態に係るデバイスインターフェースストリップの配置を示したトップダウン図である。 本発明の一実施形態に係るデバイスインターフェースストリップの拡大図である。 本発明の実施形態に係る補強部材を示すトップダウン図である。 本発明の一実施形態に係る通信ボードおよび補強部材のトップダウン図である。 本発明の一実施形態に係る通信ボードおよび補強部材を示す分解図である。 本発明の実施形態に係る試験プロセスを示すフローチャートである。

Claims (13)

1. バックボーンが配置された補強部材と、
   前記補強部材に配置された複数のデバイスインターフェースストリップであって、前記バックボーンから延びる複数のデバイスインターフェースストリップと、
   前記複数のデバイスインターフェースストリップのそれぞれに配置された少なくとも１つの電気部品であって、機器インターフェースブロック及び試験ヘッドをインターフェースする回路ネットワークを含む電気部品と、
   前記複数のデバイスインターフェースストリップの２つのデバイスインターフェースストリップ間に位置する接地インサートであって、前記２つのデバイスインターフェースストリップの導電性エッジに電気的に接続された接地インサートと
   を含むモジュール化されたデバイスインターフェース。
2. 前記電気部品が電気トレースを含んでいる請求項１に記載のモジュール化されたデバイスインターフェース。
3. 前記電気部品が集積回路を含んでいる請求項１に記載のモジュール化されたデバイスインターフェース。
4. 前記複数のデバイスインターフェースストリップは第１の端部および第２の端部を備えており、前記複数のデバイスインターフェースストリップは前記第１の端部に位置合わせ穴を備え、
   前記補強部材上にある位置合わせピンであって、前記複数のデバイスインターフェースストリップのそれぞれの前記第１の端部にある前記位置合わせ穴に係合する位置合わせピンをさらに含む請求項１に記載のモジュール化されたデバイスインターフェース。
5. 前記複数のデバイスインターフェースストリップのうちの２つのデバイスインターフェースストリップ間に位置する接地インサートであって、前記２つのデバイスインターフェースストリップの導電性エッジと電気的な伝達を行う接地インサートをさらに含んでいる請求項１に記載のモジュール化されたデバイスインターフェース。
6. 前記補強部材は少なくとも１つのリブをさらに含んでいる請求項１に記載のモジュール化されたデバイスインターフェース。
7. 前記電気部品は、ループバック回路を含む請求項１に記載のモジュール化されたデバイスインターフェース。
8. 前記複数のデバイスインターフェースストリップに接続され、前記複数のデバイスインターフェースを相互に接続し、前記複数のデバイスインターフェースストリップのそれぞれに搭載された少なくとも１つの電気部品について相互の接続を維持するワイヤ又はリボンケーブルをさらに含む請求項１に記載のモジュール化されたデバイスインターフェース。
9. 前記複数のデバイスインターフェースストリップの２つのデバイスインターフェースストリップ間に位置する前記接地インサートは、可撓性波形金属シートである請求項１に記載のモジュール化されたデバイスインターフェース。
10. 補強部材と、
    前記補強部材に配置された複数のデバイスインターフェースストリップであって、前記複数のデバイスインターフェースストリップの各デバイスインターフェースストリップは隣接したデバイスインターフェースストリップに最も近い位置に少なくとも１つの導電性エッジを有する複数のデバイスインターフェースストリップと、
    前記複数のデバイスインターフェースストリップのそれぞれに配置された少なくとも１つの電気部品であって、対応する試験機器及び被試験デバイス間にインターフェースを提供する専用機能に適応された回路ネットワークを含む少なくとも１つの電気部品と、
    前記複数のデバイスインターフェースストリップのうちの２つのデバイスインターフェースストリップ間に位置する接地インサートであって、前記２つのデバイスインターフェースストリップの導電性エッジと電気的な伝達を行う接地インサートと
    を含むモジュール化されたデバイスインターフェース。
11. 前記電気部品が集積回路を含んでいる請求項１０に記載のモジュール化されたデバイスインターフェース。
12. 前記補強部材に取り付けられ、かつ前記複数のデバイスインターフェースストリップの各デバイスインターフェースストリップに配置された少なくとも１つの電気部品に電気的に結合された通信ボードをさらに含み、
    前記複数のデバイスインターフェースストリップの各デバイスインターフェースストリップの端部が前記通信ボードに電気的に結合されている請求項１０に記載のモジュール化されたデバイスインターフェース。
13. 前記複数のデバイスインターフェースストリップの２つのデバイスインターフェースストリップ間に位置する前記接地インサートは、可撓性波形金属シートを含む請求項１０に記載のモジュール化されたデバイスインターフェース。

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