JP6465947B2 - デバイスの集積回路を試験するためのシステム及びその使用方法 - Google Patents

Description

本発明は、フルウェーハ試験及び／又はバーンイン試験及び／又は内蔵自己試験に使用される装置に関する。

超小型電子回路は、通常、半導体ウェーハ内及び半導体ウェーハ上で製造される。このようなウェーハは、次に、個々のダイに「単品化」又は「ダイスカット」される。このようなダイは、一般的に、ボードに剛性を与え、かつダイの集積回路又は超小型電子回路と電子通信する目的で支持ボードに装着される。最終的なパッケージ化は、ダイの封入を含むことができ、次に、得られるパッケージを客先に出荷することができる。

ダイ又はパッケージは、客先に出荷する前に試験することが必要である。理想的には、ダイは、早期の製造中に発生する欠陥を特定するために初期段階で試験すべきである。

ダイを試験することができる最も早い段階は、ウェーハレベルでの回路製造完了後、かつウェーハを単品化する前である。フルウェーハ試験には、いくつかの課題がある。フルウェーハ試験における１つの課題は、ウェーハ上に多数の接点があること、及び従って多数の電力接続部、接地接続部、及び信号接続部を作る必要があることである。

本発明は、保持具の表面に対してデバイスを保持する段階と、保持具に対して接触器ボードアセンブリを移動させて接触器ボードアセンブリの端子をデバイス上の接点と接触させる段階と、端子及び接点を通じて集積回路に信号を供給する段階とを含むデバイスの集積回路を試験する方法を提供する。

本方法は、流体ラインを通る空気が、アクチュエータの第１及び第２の構成要素の間に形成された容積のサイズを修正し、かつ装置フレームに対して接触器支持構造体を移動させることを可能にする段階を更に含むことができる。

本方法は、流体ラインの空気の圧力が所定の値に到達した時に圧力逃がし弁を通して流体ラインから空気を自動的に放出する段階を更に含むことができる。

本方法において、デバイスは、第１のデバイスとすることができ、端子を接点と接触した状態に維持しながら内部容積の圧力を低減する段階と、アクチュエータの第１及び第２の構成要素を互いに実質的に静止した関係に維持しながら端子を接点から離脱させるために装置フレームに対して保持具を移動させる段階と、保持具から第１のデバイスを除去して保持具の表面に対して第２のデバイスを保持することによって第１のデバイスを第２のデバイスと交換する段階と、アクチュエータの第１及び第２の構成要素が互いに対して実質的に静止した関係のままである間にフレームに対して保持具を移動させて端子を第２のデバイスの接点と接触させる段階と、第２のデバイス上の接点に対して端子を押圧するために容積の圧力を増大させる段階と、端子及び第２のデバイスの接点を通じて第２のデバイスの集積回路に信号を供給する段階とを更に含む。

本方法において、アクチュエータの第１及び第２の部分は、それぞれ、シリンダ及びピストンとすることができ、ピストンは、シリンダ及びピストンが共同で容積を形成するようにシリンダ内に位置し、容積の圧力を修正してシリンダに対してピストンを移動させる段階を更に含む。

本方法は、シリンダにピストンを接続する少なくとも１つのバネの力を調節して、シリンダに対してピストンを水平にする段階を更に含むことができる。

本方法において、アクチュエータは、膨張可能かつ収縮可能な空気袋を含むことができ、アクチュエータの第１及び第２の部分は、空気袋の対向する側である。

本方法において、複数の電気構成要素は、接触器ボードアセンブリ上に装着することができる。

本方法において、電気構成要素は、接触器ボードアセンブリによって保持された端子に対向する接触器ボードアセンブリ上の側に装着することができる。

本方法において、電気構成要素は、力分配基板と接触器ボードアセンブリの間に位置することができ、スタンドオフ構成要素を通じて接触器基板から力分配基板まで力を伝達させる段階を更に含む。

本方法は、接触器ボードアセンブリを含むことができるサブアセンブリの第１の部分に対して補償部分を配置する段階を更に含むことができ、補償部分は、補償部分の輪郭表面以外にサブアセンブリの表面の平面度を改善する輪郭表面を有する。

本方法において、接触器支持構造体は、分配ボード基板と分配ボード基板に装着された接触器基板とを含むことができる。

本方法は、少なくとも第１の接続構成で分配ボード基板に接触器基板を接続する段階を更に含むことができ、第１の接続構成は、第１の半径方向の分配ボード基板に対する接触器基板の動きを可能し、かつ第１の半径方向に対して横断方向の第１の接線方向の分配ボード基板に対する接触器基板の動きを制限する相補的相互係合構造を有する第１及び第２の接続部分を含む。

本方法において、分配ボードは、複数の異なる剛性を有する複数の層を有することができ、接触器支持構造体によって保持された端子に対向する分配ボード基板の半分における層のうちの１つは、層の大部分よりも剛性である。

本方法は、接触器ボードアセンブリがその一部を形成するカートリッジのカートリッジフレームを装置フレームに取り外し可能に装着する段階と、コネクタインタフェースの表面を接触器インタフェースの表面に接続する段階とを更に含むことができる。

本方法において、カートリッジは、共通サブアセンブリ及び第１の固有の接触器サブアセンブリを含むことができ、第１の固有の接触器サブアセンブリを第２の固有の接触器サブアセンブリで置き換える段階を更に含む。

本方法は、共通サブアセンブリと第２の固有の接触器サブアセンブリとの間の区域内の圧力を低減する段階を更に含むことができる。

本発明は、デバイスの集積回路を試験するための装置も提供し、装置は、装置フレームと、装置フレームに固定されたデバイスのための保持具と、装置フレームによって保持された接触器支持構造体と、接触器支持構造体によって保持された複数の端子とを含み、保持具及び接触器支持構造体は、端子の各々がデバイスのそれぞれの接点と解除可能に接触するように互いに対して移動可能であり、装置は、更に、電源と、支持構造体によって保持された端子の電力端子に電源を接続する電力電路と、信号源と、各々が信号源を支持構造体によって保持された端子のそれぞれの信号端子に接続する複数の信号電路とを含む。

上記装置は、さらに、装置フレームと接触器支持構造との間に接続されたアクチュエータを含むことができ、このアクチュエータは、端子がデバイスの接点に押圧されるように装置フレームに対してかつ保持具の表面に向けて接触器支持構造体を移動させるために互いに対して移動可能である第１及び第２の部分を有している。

装置において、アクチュエータは、第１及び第２の構成要素の間に形成された容積と、容積に接続されて容積を通る空気を可能にし、それによって容積のサイズを修正して装置フレームに対して接触器支持構造体を移動させる流体ラインとを有することができる。

装置は、流体ラインに接続した圧力逃がし弁を更に含み、流体ラインの空気の圧力が所定の値に到達した時に圧力逃がし弁を通して流体ラインから空気を自動的に放出することができる。

装置において、デバイスは、第１のデバイスとすることができ、プロセッサと、プロセッサに接続されたメモリと、メモリに格納され、かつ端子を接点と接触した状態に維持しながら内部容積の圧力を低減する段階、互いに実質的に静止した関係にアクチュエータの第１及び第２の構成要素を維持しながら端子を接点から離脱させるために装置フレームに対して保持具を移動させる段階、保持具から第１のデバイスを除去して保持具の表面に対して第２のデバイスを保持することによって第１のデバイスを第２のデバイスと交換する段階、アクチュエータの第１及び第２の構成要素が互いに実質的に静止した関係のままである間にフレームに対して保持具を移動させて端子を第２のデバイスの接点と接触させる段階、第２のデバイス上の接点に対して端子を押圧するために容積の圧力を増大させる段階、及び端子及び第２のデバイスの接点を通じて第２のデバイスの集積回路に信号を供給する段階を含む方法を実施するためにプロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムとを更に含む。

装置において、アクチュエータの第１及び第２の部分は、それぞれ、シリンダ及びピストンとすることができ、ピストンは、シリンダ及びピストンが共同で容積を形成するようにシリンダ内に位置し、容積の圧力を修正してシリンダに対してピストンを移動させるために容積に接続された流体ラインを更に含む。

装置は、バネと、ピストンに固定された第１の部分及びバネに接続した第２の部分を有するバネ調節機構とを更に含むことができ、バネ調節機構は、バネの力を調節してシリンダに対してピストンを水平にするように調節可能である。

装置において、アクチュエータは、膨張可能かつ収縮可能な空気袋を含むことができ、アクチュエータの第１及び第２の部分は、空気袋の対向する側である。

装置は、接触器支持構造体上に取り付けられた複数の電気構成要素を更に含むことができる。

装置において、電気構成要素は、接触器支持構造体によって保持された端子の反対側の接触器支持構造体上に装着することができる。

装置は、力分配基板を更に含むことができ、電気構成要素は、力分配基板、及び力分配基板、及び接触器支持構造体の間に位置し、力分配基板と接触器基板間のスタンドオフ構成要素装置が、接触器基板から力分配基板に力を伝達させる。

装置は、接触器支持構造体と、端子と、補償部分の輪郭表面以外にサブアセンブリの表面の平面度を改善する輪郭表面を有する補償部分とを有するサブアセンブリを更に含むことができる。

装置において、接触器支持構造体は、分配ボード基板と分配ボード基板に取り付けられた接触器基板とを含むことができる。

装置は、分配ボード基板に接触器基板を接続する少なくとも第１の接続構成を更に含むことができ、第１の接続構成は、第１の半径方向の分配ボード基板に対する接触器基板の動きを可能にし、かつ第１の半径方向に対して横断方向の第１の接線方向の分配ボード基板に対する接触器基板の動きを制限する相補的相互係合構造を有する第１及び第２の接続部分を含む。

装置において、分配ボードは、複数の異なる剛性を有する複数の層を有することができ、接触器支持構造体によって保持された端子に対向する分配ボード基板の半分の層のうちの１つは、層の殆どよりも剛性である。

装置は、装置フレームに取り外し可能に装着可能とすることができるカートリッジフレームを含んで接触器ボードがその一部を形成するカートリッジと、接触器支持構造体上の接触器インタフェースと、接触器インタフェースの表面に接続するための表面を有するコネクタインタフェースとを更に含むことができる。

装置において、カートリッジは、共通サブアセンブリと、第２の固有の接触器サブアセンブリと互換的にすることができる第１の固有の接触器サブアセンブリとを含むことができる。

装置は、共通サブアセンブリと第２の固有の接触器サブアセンブリの間の区域と連通し、かつカートリッジの外側に出口を有する減圧通路と、共通サブアセンブリと第２の固有の接触器サブアセンブリの間の区域内の圧力を低減するように減圧通路の出口に接続したポンプとを更に含むことができる。

本発明は、カートリッジフレームと、装置フレームに固定された位置にカートリッジフレームを装着するためのカートリッジフレーム上の構造と、接触器支持構造体と、接触器支持構造体上の接触器インタフェースと、接触器支持構造体によって保持されて、デバイス上の接点と接触するための複数の端子と、接触器支持構造体によって保持されて、インタフェースを端子に接続される複数の導体とを含むカートリッジを更に提供する。

カートリッジは、端子がデバイスの接点に対して押圧されるようにカートリッジフレームに対して及び保持具の表面に向けて接触器支持構造体を移動させるように互いに対して移動可能にすることができる第１及び第２の部分を有するカートリッジフレームと接触器支持構造体の間に接続したアクチュエータを更に含むことができる。

カートリッジにおいて、アクチュエータは、第１及び第２の構成要素の間に形成された容積と、容積に接続されて容積を通る空気を可能にし、それによって容積のサイズを修正して装置フレームに対して接触器支持構造体を移動させる流体ラインとを有することができる。

カートリッジは、流体ラインの空気の圧力が所定の値に到達した時に流体ラインから空気を自動的に放出するために流体ラインに接続した圧力逃がし弁を更に含むことができる。

カートリッジにおいて、デバイスは、第１のデバイスとすることができ、プロセッサと、プロセッサに接続されたメモリと、メモリに格納され、かつ端子を接点と接触した状態に維持しながら内部容積の圧力を低減する段階と、互いに実質的に静止した関係にアクチュエータの第１及び第２の構成要素を維持しながら端子を接点から離脱させるために装置フレームに対して保持具を移動させる段階と、保持具から第１のデバイスを除去して保持具の表面に対して第２のデバイスを保持することによって第１のデバイスを第２のデバイスと交換する段階と、アクチュエータの第１及び第２の構成要素が互いに実質的に静止した関係のままである間にフレームに対して保持具を移動させて端子を第２のデバイスの接点と接触させる段階と、第２のデバイス上の接点に対して端子を押圧するために容積の圧力を増大させる段階と、端子及び第２のデバイスの接点を通じて第２のデバイスの集積回路に信号を供給する段階とを含む方法を実施するためにプロセッサによって実行可能なコンピュータプログラムとを更に含む。

カートリッジにおいて、アクチュエータの第１及び第２の部分は、それぞれ、シリンダ及びピストンとすることができ、ピストンは、シリンダ及びピストンが共同で容積を形成するようにシリンダに位置し、容積の圧力を修正してシリンダに対してピストンを移動させるために容積に接続された流体ラインを更に含む。

カートリッジは、バネと、ピストンに固定された第１の部分及びバネに接続された第２の部分を有するバネ調節機構とを更に含むことができ、バネ調節機構は、バネの力を調節してシリンダに対してピストンを水平にするように調節可能である。

カートリッジにおいて、アクチュエータは、膨張可能かつ収縮可能な空気袋を含むことができ、アクチュエータの第１及び第２の部分は、空気袋の対向する側である。

カートリッジは、接触器支持構造体上に装着された複数の電気構成要素を更に含むことができる。

カートリッジにおいて、電気構成要素は、接触器支持構造体によって保持された端子に対向する接触器支持構造体上の側に装着することができる。

カートリッジは、力分配基板を更に含むことができ、電気構成要素は、力分配基板、及び力分配基板、及び接触器支持構造体の間に位置し、力分配基板と接触器基板間のスタンドオフ構成要素が、接触器基板から力分配基板まで力を伝達させる。

カートリッジは、接触器支持構造体と、端子と、補償部分の輪郭表面以外にサブアセンブリの表面の平面度を改善する輪郭表面を有する補償部分とを有するサブアセンブリを更に含むことができる。

カートリッジにおいて、接触器支持構造体は、分配ボード基板と分配ボード基板に装着された接触器基板とを含むことができる。

カートリッジは、分配ボード基板に接触器基板を接続する少なくとも第１の接続構成を更に含むことができ、第１の接続構成は、第１の半径方向の分配ボード基板に対する接触器基板の動きを可能にし、かつ第１の半径方向に対して横断方向の第１の接線方向の分配ボード基板に対する接触器基板の動きを制限する相補的相互係合構造を有する第１及び第２の接続部分を含む。

カートリッジにおいて、分配ボードは、複数の異なる剛性を有する複数の層を有することができ、接触器支持構造体によって保持された端子に対向する分配ボード基板の半分における層のうちの１つは、層の大部分よりも剛性である。

カートリッジにおいて、カートリッジは、共通サブアセンブリと、第２の固有の接触器サブアセンブリと交換可能とすることができる第１の固有の接触器サブアセンブリとを含むことができる。

カートリッジは、共通サブアセンブリと第２の固有の接触器サブアセンブリの間の区域と連通してカートリッジの外側に出口を有する減圧通路を更に含むことができる。

本発明は、添付図面を参照することでより例示的に説明される。

フルウェーハ試験／又はバーンイン試験／又は内蔵自己試験に使用することができる本発明の実施形態による装置の斜視図である。 熱システムフレーム部分が約４５°反時計回りに回転される図１と類似の図である。 図１及び図２の装置の一部を成す互換的カートリッジを示す下からの断面斜視図である。 図３のカートリッジの下部を成す接触器アセンブリを例示的に示す断面側面図である。 図５の接触器アセンブリの分配基板上の接点を有する１つのインタフェースの下部平面図である。 特に図５の複数のインタフェースのレイアウトを示す、図５の接触器アセンブリの下部平面図である。 特に、カートリッジフレームの受け板に対して接触器アセンブリを移動させるために使用されるアクチュエータ機構を示すと共に、ウェーハを保持するウェーハチャックの形態のウェーハ保持具を示す、図３のカートリッジの一部の断面側面図である。 ウェーハチャックがウェーハを接触器アセンブリの端子より下方の位置に移動させた後の図７と類似の図である。 端子を移動させてウェーハ上の接点と接触させるためにアクチュエータ機構が使用された後の図８と類似の図である。 アクチュエータ機構のピストンによって生成される力を示すタイムチャートである。 特に図３のカートリッジの１つのアラインメント及び係止機構と、図１及び図２に示す装置のフレームの基部の上部に固定された１つのアラインメント及び係止機構を示す断面側面図である。 構造を整列させるためにアラインメント及び係止機構が使用され、かつ構造がアラインメント及び係止機構と取り外し可能に係合した後の図１１と類似の図である。 特に、図３のカートリッジの１つの第１のコネクタセットと、図１及び図２の装置のフレームのヒンジ部分に固定された１つの第２のコネクタセットとを示す断面側面図である。 図１３の第１のコネクタセットの一部を成す第１のコネクタモジュールを示す部分断面側面図である。 第２のコネクタセットの球形係合器形成部の上に第１のコネクタセットの第１の係合構成要素形成部の球形内側係合面を回転させるために係合器が使用された後の図１３と類似の図である。 第２のコネクタセットとの第１のコネクタセットの係合後の図１５と類似の図である。 図１３の複数の第１のコネクタセットのレイアウト及び構成を具体的に示す図３のカートリッジの斜視図である。 図１３の複数の第２のコネクタセットのレイアウトを示す下からの斜視図である。 熱システムフレームが約１３５°反時計回りに回転され、試験ヘッドフレーム部分が約９０°右に回転される図２に示す装置の一部の斜視図である。 図１９において左から見た時の電力ボード、ドライバボード、及びパターン発生器ボードのレイアウトをブロック図の形で示す端面図である。 更に、ボードを冷却するのに使用される熱システムを示す、図２０に示すボードのうちの２つに平行な断面側面図である。 更に、装置の試験器システムの構成を表す構成ファイルを保持する装置のコンピュータシステムを示す、図１の装置の構成要素のブロック図である。 図１９の装置の使用法の流れ図である。 構成ファイルのデータベース構造を示すブロック図である。 構成ファイルのデータベース構造を示すブロック図である。 複数のネットファイルから構成ファイルを形成するのに使用されるソフトウエアアセンブラアプリケーションのブロック図である。 図２２のソフトウエアアセンブラアプリケーションが構成ファイルをアセンブルする方法の流れ図である。 図１の装置の電気構成要素のブロック図である。 図２２及び図２７に示す電力ボードの構成要素と、電力ボードに対して作られた接続部とのブロック図である。 図２８の電力ボード上に複製される構成要素を示す回路図である。 図２２及び図２７に示すドライバボード上に複製される構成要素を示す回路図である。 試験信号を減衰させるために従来のデザインにおいて使用される終端部を示す回路図である。 分解組立図の形で本発明の代替実施形態による交換可能なカートリッジの右半分の構成要素を示す横断面側面図である。 分配ボード及び接触器ボードが互いに固定され、容積形成リングがピストンの下部受け板に固定され、力分配基板がピストンに固定された後の図３２と類似の図である。 カートリッジの共通及び固有サブアセンブリのアセンブリを示す図３３と類似の図である。 ピストンを水平にするために使用されるバネを示す上面図である。 電気構成要素の上に開口部があるスタンドオフ層の使用を示す斜視図である。 スタンドオフ層内のより多くの開口部を示す図３６と類似の斜視図である。 最終アセンブリの後でポンプがカートリッジに接続された状態のカートリッジの左右の半分を示す図３４と類似の図である。 図３８の「詳細Ａ」と記載された部分の横断面側面図である。 容積形成リングのうちの２つがピストンに固定された時にどのように力がピストンにより生じるかを示す図３８と類似の図である。 容積形成リングのうちの１つのみがピストンに固定された時にどのように力がピストンにより生じるかを示す図４０と類似の図である。 膨張可能かつ収縮可能な空気袋を利用して静止摩擦を低減する本発明の更に別の実施形態の図４０と類似の横断面側面図である。 分配ボードの一部の横断面側面図である。 カートリッジの分配ボードに接続された撓み取り付け部を示す斜視図である。 分解組立図の形で撓み取り付け部の構成要素を示す斜視図である。 撓み取り付け部の一部を形成する撓みケーブルの横断面側面図である。 撓みケーブルの一部のその接地導体がどのように互いに接続されているかを示す上面図である。 撓みケーブルがコネクタに取り付けられた２つの撓みケーブルの上面図である。 本発明の更に別の実施形態による互換的なカートリッジの右半分の構成要素を示す断面側面図である。 補償部分が含められる前の図４９のカートリッジの一部の断面側面図である。 図５ＯＡと類似のものであるが補償部分を含む図である。 表面の測定された上昇差を示す図５ＯＡ内の表面のコンピュータレンダリングを示す図である。 補償部分を製造するのに使用される異なる重なり合うシムを示すコンピュータレンダリングの図である。 異なる速度で接触器及びウェーハの加熱前後に接触器とウェーハの接触を維持するのに使用される内側と外側のコネクタ構成を示す下面斜視図である。 特により内側と外側のコネクタ構成の位置決めを示す図４９のカートリッジの下面斜視図である。 外側コネクタ構成の一部を形成する装着リングの一部の上面斜視図である。 図５３に示すものよりも反対側からのコネクタ構成の下面斜視図である。 特にコネクタ構成がどのように組み込まれるかを示し、かつピストン背後の容積の過剰加圧を防止するのに使用される圧力逃し弁及びオリフィスも示す図４９のカートリッジの断面側面図である。 図５７のピストンの動きを制御するのに使用される空圧システムの概略図である。 図５８の空圧システムの作動の時間と共に示すピストン圧力、ピストン容積及び移動、隔離弁の状態、及びウェーハチャックの位置決めのグラフである。

添付図面の図１及び図２は、非単一化ウェーハの超小型電子回路のフルウェーハ試験及び／又は非単一化ウェーハのバーンイン試験及び／又は非単一化ウェーハの内蔵自己試験に特に適する装置１０を示している。装置１０は、フレーム１２と、ウェーハ装填器１４と、精査サブアセンブリ１６と、カートリッジ１８と、試験ヘッド２０と、熱システム２４とを含むフレーム１２に取り付けられたいくつかのモジュールを含む。

フレーム１２は、精査器基部部分２６と、熱システムフレーム部分２８と、試験ヘッドフレーム部分３０とを有する。熱システムフレーム部分２８は、精査器基部部分２６にピボット式に装着される。試験ヘッドフレーム部分３０は、熱システムフレーム部分２８にピボット式に装着される。精査サブアセンブリ１６及び熱システムフレーム部分２８は、精査器基部部分２６のそれぞれ下部３２及び上部３４に取り付けられ、試験ヘッド２０及び熱システム２４は、それぞれ、試験ヘッドフレーム部分３０と熱システムフレーム部分２８とに取り付けられる。

熱システムフレーム部分２８は、例えば、熱システムフレーム部分２８が精査器基部部分２６のすぐ上にある図１に示す位置と、ピボットアーム部分が約４５°反時計回りに左にピボット回転する図２に示すような位置との間でピボット回転することができる。図２に示す位置に熱システムフレーム部分２８がピボット回転すると、試験ヘッド２０がカートリッジ１８から離れる。従って、カートリッジ１８の保守又は交換のために、カートリッジ１８へのアクセスが得られる。

図３に示すように、カートリッジ１８は、カートリッジフレーム３８と、カートリッジフレーム３８を所定の位置に整列させて係止するためのアラインメントピン４０と、接触器アセンブリ４２と、複数の第１のコネクタセット４４と、接触器アセンブリ４２を第１のコネクタセット４４に接続する複数の撓み取り付け部４６とを含む。

図４に示すように、接触器アセンブリ４２は、分配基板４８と、接触器基板５０と、接触器基板５０を分配基板４８に固定する留め具５２とを含む。

分配基板４８は、力分配基板５５と、熱膨張均一化基板５７と、電気分配基板５４と、電気分配基板５４上に形成された複数の端子５６と、電気分配基板５４上に形成された複数の接点５８と、電気分配基板５４内に担持された複数の導体６０とを有する。端子５６及び接点５８は、同じ側面であるが、電気分配基板５４の異なる区域に形成される。各導体６０は、端子５６のそれぞれのものを接点５８のそれぞれのものと相互接続する。

接触器基板５０は、第１及び第２の部分６４及び６６と、カラー６７と、複数のピン６８とを有する接触器基板６２を含む。各ピン６８の一端は、第１の部分６４の開口部を通って挿入され、次に、第２の部分６６の開口部を通って挿入される。各ピン６８は、第２の部分６６の開口部によって所定の位置に保持されるように、端部よりも大きい中央本体を有する。カラー６７は、第１及び第２の部分６４及び６６を互いに整列させるのに使用される。各ピン６８の一端は、分配基板４８のそれぞれの端子５６に対して置かれる接点７０を形成する。各ピン６８の対向する端部は、ウェーハ７６上の接点７４に触れることができる端子を形成する。留め具５２は、例えば、各々が接触器基板６２の開口部を通って挿入される柄部を有するボルトとすることができ、次に、柄部のネジ切り部は、電気分配基板５４のネジ付き開口部に係合する。電気分配基板５４、接触器基板６２、力分配基板５５、熱膨張均一化基板５７、及び留め具５２は、共同で支持構造体８０を形成し、端子７２は、支持構造体８０から延びる。ピン６８、端子５６、導体６０、及び接点５８は、端子７２への及びそれからの導電リンクを形成する。

撓み取り付け部４６の各々は、撓み非導電外側層８２と、外側層８２内に保持され、かつ外側層８２の材料によって互いに分離された複数の導体８４と、それぞれの導体８４の端部の複数の解放端子８６と、各々が端子８６のそれぞれのものの上にある複数の導電隆起部８８とを有する。導電隆起部８８の各々は、分配基板４８の接点５８のそれぞれのものに対して置かれる。撓み取り付け部４６の端部の上にクランプ部分９０が設けられる。留め具９は、クランプ部分９０を電気分配基板５４に固定して、クランプ部分９０と電気分配基板５４の間に撓み取り付け部４６の端部を挟む力を供給するのに使用される。

図５に更に示すように、接点５８は、インタフェース９２を形成する。インタフェース９２は、接点５８の２つの平行な横列を有する。接点５８ｇのうちの２つは、横列の一方から他方に延びる接地接点であり、かつ横列の両端に位置する。インタフェース９２の両端には、電気分配基板５４に入るネジ付き開口部９４が形成される。図４の留め具９１の各々は、それぞれの頭部と頭部から延びるそれぞれのネジ付き柄部を有する。頭部は、クランプ部分９０上に置かれ、柄部は、図５のネジ付き開口部９４に螺合される。クランプ部分９０と撓み非導電外側層８２の間に適合部材９３が位置して、クランプ部分９０によって生成された力を分配して導電隆起部８８による均一な接触を保証する。

図６を参照すると、電気分配基板５４は、正方形であり、かつ４辺９８によって形成された周囲を有する。接触器基板６２は、４辺９８内に円形周囲１００を有する。電気分配基板５４の円形周囲１００の外側の区域に、図５のインタフェース９２のような複数のインタフェースが設けられる。インタフェース９２の位置と配向は、比較的高密度な配置が得られるように選択される。全てのインタフェース９２の組み合わせた長さは、円形周囲１００の長さを超える。インタフェース９２の組み合わせた長さはまた、４辺９８の組み合わせた長さを超える。各々のそれぞれの４分割部１０２、１０４、１０６、及び１０８におけるインタフェースは、全て、同じ方向に整列している。

並置４分割部１０２と１０６のインタフェース９２は、各々、ネジ付き開口部９４を通る中心線１１２に対して４５°の角度１１０である。並置４分割部１０４と１０８のインタフェースは、角度１１０と同じ方向で測定された時、中心線１１２に対して１３５°の角度である。

４分割部１０２、１０４、１０６、又は１０８の各々は、１０個のインタフェース９２Ａから９２Ｊを有する。インタフェース９２Ｃ、９２Ｄ、及び９２Ｅは、互いに平行であるが、接触器基板６２の中心点１１６から異なる距離にある。インタフェース９２Ｆ、９２Ｇ、及び９２Ｈは、互いに平行であるが、中心点１１６から異なる距離にある。インタフェース９２Ｃと９２Ｆは、９２Ｄと９２Ｇ、９２Ｅと９２Ｈと同様に、互いに同じ線上にある。インタフェース９２Ｂと９２Ｉは、互いに同じ線上にあるが、インタフェース９２Ｃと９２Ｆによって形成される横列よりも中心点１１６に近い横列を形成する。また、インタフェース９２Ｂと９２Ｉは、９２Ｃと９２Ｅよりも互いに大きく分離している。また、インタフェース９２Ａと９２Ｊは、インタフェース９２Ｂと９２Ｉによって形成される横列よりも中心点１１６に近い横列を形成する。

４分割部１０２、１０４、１０６、及び１０８の各々は、インタフェース９２Ａから９２Ｊの配置と類似のものである１０個のインタフェース９２の配置を有する。配置は、４分割部１０８から４分割部１０２に移動する時に中心点１１６周りに９０°回転する。同様に、配置は、４分割部１０２から４分割部１０４などに移動する時に更に９０°回転する。

それぞれの撓み取り付け部４６は、インタフェース９２の各それぞれのものに接続される。インタフェース９２の配置は、接触器基板５０の端子７２の比較的高密度な配置への又はそれからの多数電路の「ファン・イン」又は「ファン・アウト」を可能にする。

再び図３を参照すると、カートリッジフレーム３８は、下部受け板１２０と、上部受け板１２２と、上部受け板１２２を受け板１２０に取り付ける接続部分１２４とを含む。カートリッジ１８は、更に、カートリッジフレーム３８に対して相対的に接触器アセンブリ４２を移動させるアクチュエータ機構１２６と、移動センサ１２８とを含む。

図７は、アクチュエータ機構１２６と、移動センサ１２８と、ウェーハ７６を保持するウェーハチャック１３０とを示している。シリンダ１３２は、受け板１２０内に製造される。シリンダ１３２は、外面１３４と上面１３８とを有する。シリンダ１３２にリング状の摺動ピストン１４０が挿入される。摺動ピストン１４０の下面は、支持構造体８０に取り付けられる。摺動ピストン１４０の中心部に固定リング状ピストン１３６が挿入される。固定リング状ピストン１３６の上面は、受け板１２０に取り付けられる。従って、支持構造体８０は、アクチュエータ機構１２６の摺動ピストン１４０と、固定リング状ピストン１３６と、シリンダ１３２とを通じて受け板１２０に接続される。アクチュエータ機構１２６を受け板１２０と支持構造体８０の間に設置することによって、アクチュエータ機構１２６は、相対的に受け板１２０に対して接触器アセンブリ４２を移動させることができる。受け板１２０内に流体通路１４２が製造される。流体通路１４２は、受け板１２０の外面からピストン１４０の上面の上方の位置まで延びる。流体通路１４２に流体ライン１４４が接続される。加圧空気又は真空圧を流体ライン１４４と流体通路１４２とを通じてピストン１４０の上面に供給することができる。

移動センサ１２８は、支持構造体８０に取り付けられた外側部分１４６と、受け板１２０に取り付けられた内側部分１４８とを有する。従って、外側部分１４６と内側部分１４８との相対移動によって外側部分１４６と内側部分１４８との間でインダクタンス（又はキャパシタンス）の変化が発生する。インダクタンス（又はキャパシタンス）を測定して、内側部分１４８に対する外側部分１４６の移動距離を示すことができる。外側部分１４６は、受け板の円形開口部内に収まり、外側部分１４６は、更に、受け板１２０に対する接触器アセンブリ４２の移動の案内の役目をする。

ウェーハチャック１３０は、図１及び図２に示す精査サブアセンブリ１６の一部を形成する。ウェーハチャック１３０は、図１及び図２の精査器基部部分２６に至る水平ｘ方向及び水平ｙ方向の移動及び垂直ｚ方向の移動が得られるように取り付けられる。

図８に示すように、ウェーハ７６がその上にあるウェーハチャック１３０は、ウェーハ７６が接触器基板５０のすぐ下に来るまでｘ方向及びｙ方向に移動される。次に、ウェーハチャック１３０は、接触器基板５０に向けてｚ方向に垂直方向に上方に移動される。端子７２の各々は、ウェーハ７６上の接点のそれぞれのものと整列している。しかし、端子７２は、この段階では、ウェーハ７６上の接点には接触しない。

図９に示すように、アクチュエータ機構１２６は、接点７４をウェーハ７６上の接点と接触させるために使用される。流体ライン１４４と流体通路１４２とを通じて、圧縮空気が、シリンダ１３２の表面１３４及び１３８、固定リング状ピストン１３６の外面、及びピストン１４０の上面によって形成された容積に供給される。圧縮空気は、ピストン１４０が受け板１２０に対して下方に移動されるようにピストン１４０の上面に作用する。また、ピストン１４０は、端子７２がウェーハ７６上の接点に接触するまで接触器アセンブリ４２を下方に移動させる。端子７２は、端子の一部を成すピンにバネ力に逆らって弾力的に圧下可能である。バネ力は、協働してピストン１４０に掛かる圧力によって生成される力に対抗する役目をする。

図１０は、ピストン１４０によって生成される力を示している。図７及び図８では端子に作用する力はない。図９においては、力は、ゼロから所定の力に増大される。この所定の力は、圧力とピストン１４０の上面の面積を掛けることによって計算することができる。端子７２によって生成された力は、圧力が高度に制御可能であるために高度に制御可能である。特定の最大力は、印加毎に容易に修正することができる。力が端子７２によって印加される時、電気信号、電力、及び接地は、ウェーハ７６への又はそれからの端子７２を通じて供給される。それによってウェーハ７６上の集積回路が試験される。試験が完了した状態で、端子７２によって掛けられる力が再びゼロになるように圧力が抜かれる。次に、負圧が印加され、それによって接触器アセンブリ４２は、ウェーハ７６から離れて図８に示す位置になる。次に、ウェーハ７６は、ウェーハチャック１３０によって除去され、ウェーハ７６は、ウェーハチャック１３０上で別のウェーハと交換される。

端子７２をウェーハ７６の接点に接触させるためにアクチュエータ機構１２６を作動させる接触器基板５０に対するウェーハチャック１３０の移動の順番及び速度は変えることができることが認められるであろう。異なる接触アルゴリズムを使用してウェーハチャック１３０を移動させ、アクチュエータ機構１２６を作動させて、異なるタイプのウェーハに対して最適な接触（例えば、良好な電気的接触、最小のパッド損傷など）をもたらすことができる。

移動センサ１２８は、ピストン１４０がウェーハ７６に接触した時に大まかにストロークの中心に来るようにピストン１４０の圧力を設定することを可能にする。異なる接触技術及び／又は接点数を有するウェーハを、装置１０と共に使用することができる。接触技術が異なれば、ウェーハ接触を保証するためのピン当たりの力が異なり、また、接触器高さが異なる場合がある。ウェーハ７６と良好に接触するためには、異なる全体的な力を接触器に掛ける必要がある場合がある。移動センサ１２８を使用して、ピストン１４０が試験中のウェーハ７６に向けて接触器を延長させる距離を測定することができる。従って、様々なタイプの接触器を有するウェーハを同じ装置１０を使用して試験することができる。

図１１は、図１及び図２のフレーム１２の上部分３４に取り付けられたアラインメント及び係止機構１５２と、カートリッジフレーム３８に取り付けられたアラインメントピン４０の１つとを示している。

アラインメント及び係止機構１５２は、外側スリーブ１５４と、アラインメントピン１５６と、ピストン１５８と、流体ライン１６０と、係止アクチュエータ１６２とを含む。

アラインメントピン１５６は、その中に形成されたアラインメント開口部１６４を有する。アラインメント開口部１６４は、上部水平断面が下部断面よりも大きいような円錐形状を有する。アラインメントピン１５６は、外側スリーブ１５４の上端に取り付けられて、外側スリーブ１５４内に下方に延びる。

ピストン１５８は、外側スリーブ１５４の下部分内に位置して、外側スリーブ１５４内で上下に摺ることができる。外側スリーブ１５４内に、かつピストン１５８の下面によって空洞１６６が形成される。流体ライン１６０は、空洞１６６に接続される。正圧及び負圧を流体ライン１６０を通じて空洞１６６に供給することができる。正圧によってピストン１５８の上方の移動が引き起こされ、負圧によってピストン１５８が下方に移動する。

係止アクチュエータ１６２は、複数の球形係止部材１６８と、係止アクチュエータ１７０とを有する。係止アクチュエータ１７０は、ピストン１５８と共に垂直方向に上下動することができるようにピストン１５８に取り付けられる。係止アクチュエータ１７０は、球形係止部材１６８と接触する内面１７２を有する。表面１７２は、上昇位置と下降位置との間の係止アクチュエータ１７０の移動が、互いに向かう及び互いから離れる球形係止部材１６８の対応する移動を引き起すように円錐形である。

構造４０は、窪み構造１７６が位置決めピン１７４の端部から遠い位置に形成された位置決めピン１７４を含む。カートリッジフレーム３８は、位置決めピン１７４が大まかにアラインメント開口部１６４の上に位置するように移動される。カートリッジフレーム３８が図１１に示す位置内に下降された時、若干位置ずれした位置決めピン１７４の端部は、位置決めピン１７４の中心線がアラインメント開口部１６４の中心線に向けて移動するようにアラインメント開口部１６４の表面上で摺ることができる。ピストン１５８及び係止アクチュエータ１６２は、球形係止部材１６８によって形成された開口部を通じて位置決めピン１７４のより大きい端部の移動を可能にするように下降位置にある。

図１２は、構造４０が遙かに下降してアラインメント及び係止機構１５２と係合した後の図１１の構成要素を示している。構造４０上の円錐面は、アラインメント開口部１６４の円錐面に接触し、従って、位置決めピン１７４とアラインメント開口部１６４との中心線の適正なアラインメントが更に促進される。位置決めピン１７４上の窪み構造１７６は、この時点で、球形係止部材１６８と同じ高さにある。ピストン１５８及び係止アクチュエータ１７０は、球形係止部材１６８が窪み構造１７６と係合するように上昇させられる。従って、位置決めピン１７４は、アラインメント及び係止機構１５２の球形係止部材１６８と係合する。

位置決めピン１７４は、球形係止部材１６８が窪み構造１７６から分離するように最初にピストン１５８を下降させ、次に、アラインメント開口部１６４から出るように位置決めピン１７４と共にカートリッジフレーム３８を上昇させることによってアラインメント及び係止機構１５２によって解除することができる。カートリッジ１８は、保守又は再構成のために一時的に取り外すか、又は別のカートリッジと交換することを随時に必要とする場合がある。構造４０及びアラインメント及び係止機構１５２は、カートリッジの迅速な取り外し及び交換を提供する。

図３は、アラインメントピン４０の１つ及び部分を示している。カートリッジ１８の部分のみが図３に示されており、カートリッジ全体は、実際は、アラインメントピン４０の１つを通る断面周りに左右対称形である。断面状の構造４０の他の部分及び部分の別のものは示されていない。従って、それぞれ、三角形のコーナに合計３つのアラインメントピン４０がある。アラインメントピン４０の各々は、対応するアラインメント及び係止機構１５２と係合する。３つのアラインメント及び係止機構１５２は、３つの固定アラインメントピン４０の全ての同時の係合及び分離を引き起こすために、全て、同時にかつ遠隔操作で対応する流体ライン１６０に接続された共通の圧力源から作動可能である。

上述のように、図１及び図２を参照すると、試験ヘッド２０は、カートリッジ１８に対する保守のために図２に示す位置に移動させることができる。また、カートリッジ１８は、図１１及び図１２に参照して説明したように交換することができる。カートリッジ１８の保守及び／又は交換後、試験ヘッド２０をカートリッジ上にピボット回転されて図１に示す位置になる。

図１３は、試験ヘッド２０がカートリッジ１８上に下方に、すなわち、図２に示す位置から図１に示す位置まで移動させられた後の試験ヘッド及びカートリッジ１８の各部を示している。試験ヘッド２０は、第２のコネクタセット１８０と、図１のフレーム１２の試験ヘッドフレーム部分３０に取り付けられた係合器１８２とを有する。第２のコネクタセット１８０は、最初は、カートリッジ１８の第１のコネクタセット４４の１つから分離されている。

第１のコネクタセット４４は、コネクタブロック支持部分１８４と、第１のコネクタモジュール１８６と、第１の係合構成要素１８８とを含む。

第１のコネクタモジュール１８６は、第１のコネクタブロック１９０と、複数の隔壁１９２とを含む。隔壁１９２は、第１のコネクタブロック１９０によって並列の関係で保持される。図１４は、隔壁１９２の１つをより詳細に示している。複数の導体が、各隔壁１９２に対して互いの後に紙に向かう方向に形成される。各導体は、隔壁１９２の下縁の端子と、隔壁１９２の上縁の接点１９８と、端子１９６を接点１９８と相互接続する導電リード２００とを含む。

再び図１３を参照すると、いくつかの撓み取り付け部４６が、それぞれのコネクタ２０２０を通じて図１４の端子１９６に取り付けられている。隔壁１９２は、コネクタブロック１９０によって保持された端子１９６と接点１９８の高密度な配置を提供する。

第１のコネクタモジュール１８６は、コネクタブロック支持部分１８４に挿入され、第１のコネクタブロック１９０は、コネクタブロック支持部分１８４の内側部分に接触する。次に、第１のコネクタモジュール１８６は、ここでもまた、コネクタブロック支持部分１８４からの第１のコネクタモジュール１８６の取り外しを可能にするように、解除可能な手段によってコネクタブロック支持部分１８４に固定される。

第１の係合構成要素１８８は、それぞれ、内側部分２０４と外側部分２０６とを有する。内側部分２０４は、水平軸２０８周りのピボット移動が得られるようにコネクタブロック支持部分１８４の外側部分に取り付けられる。バネ２１０は、反時計回りの方向に第１の係合構成要素１８８を付勢する。外側部分２０６は、球形内側係合面２１４と、内側係合面２１４内に形成されるような溝２１６とを有する。

カートリッジフレーム３８の上部受け板１２２の１つにスライダピン２１８が固定され、かつカートリッジフレーム３８の上部受け板１２２の１つから垂直方向に上方に延びる。コネクタブロック支持部分１８４を通る補完スライダ開口部２２０が、垂直方向に形成される。スライダ開口部２２０は、スライダピン２１８の上に位置決めされ、コネクタブロック支持部分１８４が上部受け板１２２に置かれるまで第１のコネクタセット４４が下方に下降される。従って、第１のコネクタセット４４は、カートリッジフレーム３８のスライダピン２１８によって保持されて、水平方向のｘ及びｙ方向の移動が防止される。第１のコネクタセット４４は、それでも、スライダピン２１８から出るように第１のコネクタセット４４を上昇させることによって、保守又は再構成のためにカートリッジフレーム３８から取り外すことができる。

第２のコネクタセット１８０は、サブフレーム２２２と、第２のコネクタモジュール２２４と、シリンダ２２６と、ピストン２２８と、ロッド２３０と、球形係合器２３２と、接続部分２３４と、第１及び第２の供給ライン２３６及び２３８とを含む。

サブフレーム２２２は、試験ヘッドフレーム部分３０に取り付けられる。第２のコネクタセット１８０は、サブフレーム２２２を通じて試験ヘッドフレーム部分３０に取り付けられる。第２のコネクタセット１８０は、第２のコネクタブロック２４０と、第２のコネクタブロック２４０に並列の関係で取り付けられた複数のプリント回路基板２４２とを有する。プリント回路基板２４２の各々は、それぞれのボードと、ボードの下縁上の端子と、ボードの上縁上の接点と、各々がそれぞれの端子をそれぞれの接点に接続する導電トレースとを有する。第２のコネクタブロック２４０は、サブフレーム２２２内に解除可能に保持され、かつ解除可能な手段でサブフレーム２２２に固定される。

シリンダ２２６は、サブフレーム２２２に固定される。ピストン２２８は、シリンダ２２６内に位置し、かつシリンダ２２６内で垂直方向に上下の方向に移動可能である。シリンダ２２６内で、それぞれ、ピストン２２８の上下に第１及び第２の空洞が形成され、第１及び第２の供給ライン２３６及び２３８は、それぞれ、第１及び第２の空洞に接続される。

ロッド２３０の上端は、ピストン２２８に固定される。ロッド２３０は、シリンダ２２６基部の開口部を通じてピストン２２８から下方に延びる。球形係合器２３２は、接続部分２３４を通じてロッド２３０の下端に固定される。接続部分２３４は、ロッド２３０又は球形係合器２３２よりも小さい直径を有する。

係合器１８２は、水平軸２４８周りのピボット移動が得られるようにサブフレーム２２２に取り付けられた板２４６と、アクチュエータアセンブリ２０１と、板２４６をアクチュエータアセンブリ２０１に接続するリンク機構２５２とを含む。アクチュエータアセンブリ２０１は、アクチュエータ２５２と、接続ロッド２５３と、アクチュエータピボット２５１と、ロッドピボット２５５とを含む。

上述のように、第２のコネクタセット１８０は、最初は、第１のコネクタセット４４から分離されている。従って、第２のコネクタモジュール２２４は、第１のコネクタモジュール１８６から分離され、球形係合器２３２も、第１の係合構成要素１８８から分離される。加圧空気は、第１の供給ライン２３６を通じて供給され、一方、第２の供給ライン２３８から通気されて、ピストン２２８は、シリンダ２２６内で下方の方向に移動するようになっている。ピストン２２８の下方の移動によってロッド２３０が２２６から更にロッド２３０を延長し、球形係合器２３２がカートリッジ１８に接近する。

図１５に示すように、アクチュエータアセンブリ２０１は、アクチュエータ２５２が板２４６を反時計回りの方向２５４に移動させるように操作される。板２４６は、第１の係合構成要素１８８の外面２５６に接触する。板２４６が更に移動すると、第１の係合構成要素１８８が右回りの方向２５８にかつカム作用で回転する。溝２１６によって形成されたフォークは、接続部分２３４の上で移動し、係合面２１４は、球形係合器２３２の上の位置に移動する。

図１６に示すように、第２の供給ライン２３８を通じて圧縮空気が供給され、第１及び第２の供給ライン２３６から通気されて、ピストン２２８が垂直方向に上方の方向に移動するようになっている。ロッド２３０は、上方の方向にシリンダ２２６内に引っ込む。球形係合器２３２の上面は、係合面２１４と係合して、第１の係合構成要素１８８をシリンダ２２６に向けて移動させる。第１のコネクタセット４４は、カートリッジフレーム３８の上部支持部分１２２から上昇し、コネクタブロック支持部分１８４は、スライダピン２１８を上方に摺らせる。

第２の供給ライン２３８を通じて供給された圧縮空気によって、第１のコネクタモジュール１８６を第２のコネクタモジュール２２４と嵌合させるために必要とされる挿入力を克服するのに十分な大きな力が生成される。隔壁１９２の各々は、プリント回路基板２４２のうちの２つの間の間隙に入る。隔壁１９２上の接点１９８間の間隙とプリント回路基板２４２間の間隙は、プリント回路基板２４２の間に隔壁１９２を挿入するために締り嵌めを必要とするように十分に小さいものである。挿入力が克服されて隔壁１９２がプリント回路基板２４２の間に位置した状態で、接点１９８の各々は、プリント回路基板２４２の１つの下縁上の対応する端子に対して位置する。

第２の供給ライン２３８を通じて供給された圧縮空気は、第１及び第２のコネクタモジュール１８６及び２２４が嵌合した後に除去することができる。第１及び第２のコネクタモジュール１８６及び２２４は、第１のコネクタセット４４が図１５に示すような位置に移動するように第１の供給ライン２３６を通じて圧縮空気を供給することによって互いに分離することができる。次に、アクチュエータアセンブリ２０１が操作されて、板２４６は、図１３に示す位置に移動する。バネ２１０は、球形係合器２３２から離れるように反時計回りの方向１２２に第１の係合構成要素１８８を付勢する。次に、ロッド２３０は、一般的に、ここでもまたシリンダ２２６内に引っ込められる。

図１７に示すように、カートリッジ３８は、上部支持部分１２２のうちの４つを有し、それぞれの対の上部支持部分１２２は、第１のコネクタセット４４のそれぞれの支柱を担持する。支柱は、それぞれの対の第１のコネクタセット４４がそれぞれの横列になるように互いに隣り合って位置する。２つの支柱の各々に合計１６個の横列があるとすることができ、従って、第１のコネクタセット４４のアレイ３２が潜在的に形成される。

第１のコネクタセット４４の各々は、左右対称である。コネクタブロック支持部分１８４は、第１のコネクタモジュール１８６を完全に取り囲み、２つのスライダ開口部（図１３では２２０）は、コネクタブロック支持部分１８４の両端に設けられる。スライダピン２１８は、上部支持部分１２２の４つの全てに設けられ、各それぞれのコネクタブロック支持部分１８４は、それぞれ、２つのスライダピン２１８の上に２つのスライダ開口部２２０を有する。

図１８に示すように、第２のコネクタモジュール２２４のアレイが設けられると、図１７の第１のコネクタモジュール１８６のアレイと適合する。第２のコネクタモジュール２２４の各々の両側に２つの球形係合器２３２が位置する。使用面においては、球形係合器２３２のそれぞれの対は、他のコネクタモジュールとは独立に、第１のコネクタモジュール１８６の１つを第２のコネクタモジュール２２４の１つと係合するのに使用される。第１のコネクタモジュール１８６の１つは、第１のコネクタモジュール１８６の別の１つと係合し、次に、第２のコネクタモジュール２２４の別の１つが、第２のコネクタモジュール２２４の別の１つなどと係合する。それぞれの第１のコネクタモジュール１８６をそれぞれの第２のコネクタモジュール２２４と千鳥配置することによって、サブフレーム２２２及び図１のフレーム１２の他の部分に対する力は、設計パラメータ内に保つことができる。

板２４６の各々は、複数の球形係合器２３２の近くに位置する。板２４６のそれぞれのものの移動によって、それぞれの板２４６は、複数の球形係合器２３２のそれぞれのものの上で図１３の複数の第１の係合構成要素１８８に接触し、かつ同時にピボット回転する。

図１８及び図１９を共に参照すると、第２のコネクタモジュール２２４の各々は、各々が基部構造体２６６のそれぞれのスロット内に収まるそれぞれのパターン発生器、駆動装置、及び電力ボード２６０、２６２、及び２６４に取り付けられる。図１９に具体的に示すように、図２と比較すると、試験ヘッドフレーム部分３０と共に熱システムフレーム部分２８を更に１３５°反時計回りに左に回転させ、次に、熱システムフレーム部分２８に対して試験ヘッドフレーム部分３０を９０°右回りに右に回転させることによって、ボード２６０、２６２、及び２６４にアクセス可能である。次に、熱システム２４は、垂直方向の配向で接地部及び試験ヘッド２０上に位置決めされる。ボード２６０、２６２、及び２６４は、試験ヘッド２０及び熱システム２４が既に互いに分離されているために、全て、試験ヘッド２０内で左からアクセス可能である。基部構造体２６６のスロット内に収まっているボード２６０、２６２、及び２６４は、次に、取り外し可能、互換可能であり、他のボードを再構成のために追加することができる。

スロットの各々は、ボード２６０、２６２、及び２６４のうちの１つの特定のタイプのみを担持することができる。基部構造体２６６は、設定可能であり、従って、スロットは、ボードの数の増加又は低減に対応するように又は特定のボードの場所を修正するように設定可能である。スロットが挿入された状態で、それらは、一般的に、装置１０の使用寿命にわたって交換されない。使用されるボード２６０、２６２、及び２６４の数は、それでも、用途間で定めることができる。図２０は、試験ヘッド２０のスロットのレイアウトを示している。図２０のスロットのこの特定のレイアウトは、一方は左、一方は右にある２つのパターン発生器ボード２６０、左に３つ、右に３つの６つのドライバボード２６２、及び左の１２個、右に１２個の２４個の電力ボード２６４の使用を提供する。

ボード２６０、２６２、及び２６４が、図１９及び図２０を参照して説明したようにスロット内に挿入された後、装置は、最初に、熱システム２４が、試験ヘッド２０の上方にあり、次に図１に示す構成になり、試験ヘッド２０の構成要素が、図２のカートリッジ１８の構成要素と電気的に接続される図２に示す構成に移動される。

具体的に図１を参照すると、注意されたいのは、熱システム２４は、試験ヘッド２０上に置かれないという点である。従って、熱システム２４の構成要素によって引き起こされたあらゆる振動は、試験ヘッド２０に直接に伝達されることはない。試験ヘッド２０及び熱システム２４は、それぞれ、フレーム１２の熱システムフレーム部分２８及び試験ヘッドフレーム部分３０によって図１に示す相対配向で保持され、熱システム２４は、試験ヘッド２０の上方にある。フレーム１２は、比較的重量物であり、剛性な構成を有し、熱システム２４の構成要素によって生成されるあらゆる振動を実質的に減衰する。振動は、実質的に、試験ヘッド２０の構成要素には到達しない。

図２１は、熱システム２４が試験ヘッド２０を冷却する方法を示している。図２１は、図２０のボード２６０、２６２、及び２６４の１つの平面に平行な部分断面図であり、試験ヘッド２０の基部構造体２６６のそれぞれのスロットに挿入されたドライバボード２６２の１つ及び電力ボード２６４の１つを示している。試験ヘッド２０は、更に、基部構造体２６６の両側に、かつ上部分に取り付けられた２つのマニホルドパネル２６８を有する。基部構造体２６６は、マニホルドパネル２６８から内方にボード２６２及び２６４へ、次に、ボード２６２及び２６４から上端排出部２７０へ流れる空気を可能にするスロットの間の開口部を有する。

熱システム２４は、外側シェル２７２と、４つの再循環ファン２７４（図２１では再循環ファン２７４のうち２つだけが示されており、他の２つの再循環ファンは、図２１に示されている再循環ファン２７４の背後に位置する）と、２つの熱交換器２７６とを含む。上端排気部２７０を出る空気は、再循環ファン２７４を通じて外側シェル２７２に吸込まれる。次に、再循環ファン２７４は、空気を強制的に熱交換器２７６に通し、次に、空気は、マニホルドパネル２６８によって形成された上端入口２７８を通る。空気を再循環させることによって、熱は、ボード２６２及び２６４から熱交換器２７６に対流で送られる。公知のように、各熱交換器２７６は、複数のフィン２８０と、フィン２８０を互いに接続する配管２８２とを含む。液体の水のような冷却流体は、配管２８２を通じて供給される。熱は、フィン２８０に対流によって送られる。熱は、フィン２８０から配管２８２に伝わる。次に、熱は、対流によって配管２８２から水に送られて排出される。

注意されたいのは、熱システム２４のあらゆる構成要素と試験ヘッド２０のあらゆる構成要素との間には物理的な接触がないという点である。外側シェル２７２とマニホルドパネル２６８の間には、小さな間隙２８４のみが形成される。間隙２８４内には、一般的にシールが位置し、ファン２７４によって外側シェル２７２に伝達されたあらゆる振動がマニホルドパネル２６８に伝達されないように適合材料で作られている。案内パネル２８６は、初めにファン２７４及び熱交換器２７６を通過する前に熱システム２４の一部を形成し、空気が試験ヘッド２０に入るのを防止する役目をする。

図２２は、協働し、かつ電気信号、電力、及び接地のファン・アウト及びファン・インのために互いに適合されている図１の装置１０のソフトウエア及びハードウエア構成要素を示している。区画が形成されており、各区画は、１つのパターン発生器ボード２６０、１つ又はそれよりも多くのドライバボード２６２、及び、互いに接続された１つ又はそれよりも多くの電力ボード２６４を含む。各ボード２６０、２６２、及び２６４は、いくつかのリソース又はチャンネルを有する。特に、ドライバボード２６２は、いくつかの入力チャンネル／出力チャンネルを有し、電力ボード２６４は、いくつかの電力チャンネルを有する。ボード２６０、２６２、及び２６４の数及び互いに接続する方法は、デバイス３００の集積回路の要件及びウェーハ７６のデバイス３００のレイアウトに応じて設定可能である。

相互接続手法３０２は、ドライバボード２６２及び電力ボード２６４をデバイス３００上の接点に接続するものである。相互接続手法３０２は、図３のカートリッジ１８内で導体によって形成された電路を含む。また、相互接続手法３０２は、カートリッジ１８の先の説明から認められると思われるように、設定可能である。ボード２６０、２６２、及び２６４及び相互接続手法３０２は、以下、試験器システム３０４と総称する。

ローカルコントローラ３０６は、試験器システム３０４に試験命令を供給するのに使用され、次に、試験器システム３０４からの試験結果をアップロード及び処理するのに使用される。ローカルコントローラ３０６は、メモリを有し、メモリ内には、試験プログラム３０８と、構成ファイル３１０と、試験アプリケーション３１２と、試験結果ファイル３１４と、処理アプリケーション３１６と、試験報告書３１８とが格納されている。

ここで図２２及び図２３を組み合わせて参照すべきである。試験プログラム３０８は、デバイス３００の１つを試験するように試験プログラマーによって書かれた一連の命令を有する（段階４００）。以下は、このようなプログラムの抜粋である。

ｓｅｔｄｐｓ（“ｖＮＯＲＭＡＬ１”、“Ｖｃｃ”、３．０Ｖ、０．０Ｖ、１１．０Ｖ）；

ｓｅｔｄｐｓ（“ｖＮＯＲＭＡＬ１”、“Ｖｃｄ”、４Ｖ、０．０Ｖ、１１．０Ｖ）；

ｓｅｔｓｐｓ（“ｖＮＯＲＭＡＬ１”、“Ｖｉｏ”、０Ｖ、３．３Ｖ）；

ｓｅｔｓｐｓ（“ｖＮＯＲＭＡＬ１”、“ＶｃＩｋ”、０Ｖ、３．３Ｖ）；

ｓｅｔｓｐｓ（“ｖＮＯＲＭＡＬ１”、“Ｖｃｓ”、０Ｖ、３．３Ｖ）；

ｓｅｔｐｐｓ（“ｖＮＯＲＭＡＬ１”、“Ｔｅｒｍ１”、１．０）；

ｓｅｔｔｐｓ（“ｖＮＯＲＭＡＬ１”、“Ｔｅｒｍ２”、１．０）；

ｓｅｔｔｈｐｓ（“ｖＮＯＲＭＡＬ１”、“ＣｏｍｐＨ”、１．５）；

ｓｅｔｔｈｐｓ（“ｖＮＯＲＭＡＬ１”、“ＣｏｍｐＬ”、０．９）

試験アプリケーション３１２は、試験プログラム３０８と、構成ファイル３１０からのデータ及び試験結果ファイル３１４からのデータとの両方を利用して命令をボード２６０、２６２、及び２６４に供給する（段階４０２）。次に、ボード２６０、２６２、及び２６４は、相互接続手法３０２のそれぞれの接触器を通じて電気信号、電力、又は接地を供給する（段階４０４）。構成ファイル３１０は、ボード２６０、２６２、及び２６４のチャンネルとデバイス３００の接点との間の関係を表すデータを有する。構成ファイル３１０は、試験器システム３０４の別の構成アセンブリ間で異なることになる。従って、構成ファイル３１０は、試験プログラム３０８の命令が試験器システム３０４を通じてデバイス３００に展開される方法を表している。各デバイス３００は、同じ試験プログラム３０８で試験される（段階４０６）が、電圧レベル及び信号レベルは、試験結果ファイル３１４に基づいて修正することができる。

下表は、各縦列上部に列挙したフィールド名を備えた構成ファイル３１０の抜粋である。

上表の縦列の上部にあるフィールドは、以下を示している。

ＺＯＮＥ ＮＵＭＢＥＲ：パターン発生器ボード２６０によって決定されるパターン区画に対するメンバーシップを示す指標。

ＳＬＯＴ ＮＵＭＢＥＲ：ドライバボード２６２又は電力ボード２６４の場所。

ＣＨＡＮＮＥＬ ＴＹＰＥ：使用されるハードウエアリソースのタイプ。

ＲＡＢ ＮＵＭＢＥＲ：電力ボード２６４上の参照及び取得モジュールの指数、適用なしの場合は−１。

ＰＷＲ ＭＯＤＵＬＥ ＮＵＭＢＥＲ：電力ボード２６４上の電力モジュール。

ＣＨＡＮＮＥＬ ＮＵＭＢＥＲ：所定のボード２６２又は２６４のリソース指数。

ＣＯＬＵＭＮ、ＲＯＷ：ウェーハ（又は試験ボード）上のデバイス２６６の位置。

ＣＯＮＮ ＴＹＰＥ：接続タイプ；リソースがデバイスに直接的な影響を与えるか又は試験アセンブリに補助的な電気特性を与えるか否かを問わず、デバイスはＤ、又は終端はＴ。

ＰＡＤ ＬＡＢＥＬ：リソースの接続先である端子７２又はピン６８に対する指定子；次に、このラベルは、プログラミング上の目的に使用される。

ＴＥＲＭ ＬＡＢＥＬ：終端ピンに対するオプションラベル。

ＣＯＭＭＯＮ ＫＥＹ：オプションソートキー。

ＭＡＳＫ：デバイスを試験すべきか否かを判断するフィールド。

一部のリソースは、別々にデバイス３００の各々に供給される。例えば、合計６００個のデバイス３００があるとすることができ、各デバイスには、相互接続手法３０２を通じて接続された別々の入力／出力線が必要な場合がある。他のリソースは、相互接続手法３０２によって達成される電路数を低減するために共有することができる。例えば、単一の入力／出力線３２０は、相互接続手法３０２を通じて供給することができ、相互接続手法３０２内の最終レベルでは、デバイス３００の組（又は全て）に広げることができる。従って、入力／出力信号は、その組の全てのデバイス３００に供給される。チップ選択線３２２にアクセスして、入力／出力線３２０が接続される組のデバイスの部分集合を選択することができる。次に、固有のチップ選択線の組合せは、チップ選択状態にグループ分けされる。

図２４Ａ及び図２４Ｂは、構成ファイル３１０（ｃａｒｔｃｏｎｆ）のデータ構造を示している。構成ファイル３１０は、ウェーハ要件データ構造（ｗａｆｅｒ＿ｒｅｑｓ）とチップ選択状態を表す共有リソースマップ（ｃｓ＿ｍａｐ）との両方を含む。それぞれのフィールドの説明及びフィールドが表すものは、図２４Ａ及び図２４Ｂに説明されている。

再び、図２２及び図２３を参照すると、デバイス３００の各々からの応答は、相互接続手法３０２を通じて供給され、ドライバボード２６２及び電力ボード２６４のメモリ内に格納される（段階４０８）。システムソフトウエアは、ドライバボード２６２及び電力ボード２６４からの応答を試験結果ファイル３１４内にアップロードする（段階４１０）。試験結果ファイル３１４は、全てのデバイス３００の試験結果がページ順に並べられている生データを有する。試験結果ファイル３１４は、処理アプリケーション３１６に供給される。処理アプリケーション３１６は、構成ファイル３１０を利用して、デバイス３００の個々のデバイスの試験結果が試験結果ファイル３１４から抽出されるように試験結果ファイル３１４を解釈する（段階４１２）。次に、処理アプリケーション３１６は、試験報告書３１８を公開する（段階４１４）。試験報告書３１８は、一般的に、デバイス３００を表すセルを有するコンピュータスクリーン上の２次元マップであり、機能中及び欠陥デバイスは、異なる色で示される。また、試験結果ファイル３１４は、ボード２６０、２６２、及び２６４に供給された命令を修正するために試験アプリケーション３１２によって使用されることになる。

図２５は、図１９の構成ファイル３１２を形成するのに使用されるソフトウエアアセンブリアプリケーション４２０を示している。アプリケーション４２０は、複数のネットファイル４２２と、入力モジュール４２４と、アセンブリモジュール４２６とを含む。ネットファイル４２２は、各々、それぞれの電気サブアセンブリの導体を通る電流の手法を表している。例えば、ネットファイル４２２Ａは、図１９のパターン発生器ボード２６０の１つを通る電流の流れを表すパターン発生器ボードネットファイルである。同様に、ネットファイル４２２Ｂ及びネットファイル４２２Ｃは、それぞれ、ドライバボード２６２の１つ及び電力ボード２６４の１つを通る導体を通る電流の流れを表している。また、相互接続手法３０２は、複数の構成要素を有し、それぞれのネットファイル４２２Ｄ又は４２２Ｅは、相互接続手法３０２のそれぞれの構成要素を通る電流の流れを表している。

ここで、図２５及び図２６を組み合わせて参照すると、ネットファイル４２２は、最初に、ソフトウエアアセンブリアプリケーション４１８が存在するコンピュータシステムのメモリ内に格納される（段階４５０）。入力モジュールは、試験器システム３０４を形成することができる構成要素のリストを有するインタフェースを有する。リストには、１つのパターン発生器ボードと、１つのドライバボードと、１つの電力ボードと、相互接続手法３０２を形成することができる１つのタイプの各構成要素とが含まれる。また、入力モジュール４２４は、オペレータが、リスト上の構成要素のうちのどれだけが試験器システム３０４をアセンブルするために使用されるか、及び構成要素が互いにどのように接続されるかを選択することを可能にする。例えば、オペレータは、２つのパターン発生器ボードと、３つのドライバボードとを選択することができ、ドライバボードの１つは、パターン発生器ボードの一方に接続され、他の２つのドライバボードは、他方のパターン発生器ボードに接続される（段階４５２）。

次に、アセンブリモジュール４２６は、入力モジュール４２４を通じてオペレータによって供給された入力及びネットファイル４２２とを使用して、構成ファイル３１０をアセンブルする。この与えられた例では、アセンブリモジュール４２６は、２つのネットファイルネットファイル４２２Ａと３つのドライバボードネットファイル４２２Ｂとを表すデータを有するように構成ファイル３１０を形成することになり、１つのドライバボードネットファイル４２２Ｂは、１つのパターン発生器ボードネットファイル４２２Ａと関連付けられ、他の２つのパターン発生器ボードネットファイル４２２Ｂは、他のパターン発生器ボードネットファイル４２２Ａと関連付けられる（段階４５４）。次に、構成ファイル３１０は、ソフトウエアアセンブリアプリケーション４２０が存在するコンピュータシステムから図２２のローカルコントローラ３０６に転送することができる。

図２７は、装置１０の上述の構成要素及び一部の追加構成要素を示している。上述の構成要素は、接触器アセンブリ４２を有するカートリッジ１８と、撓み取り付け部４６と、２つの電力ボード２６４と、１つのドライバボード２６２と、１つのパターン発生器ボード２６０と、ローカルコントローラ３０６とを含む。２つのタイプの電力ボード２６４Ｖ及び２６４Ｃが、それぞれ、高電圧及び高電流用に使用される。各電力ボード２６４Ｖ又は２６４Ｃは、６４個のチャンネルから成る８つの論理群、従って、合計５１２個のチャンネルを有する。高電圧電力ボード２６４Ｖは、各チャンネルに対して少なくとも２００ｍＡの電流で０．５Ｖから１２Ｖの電圧出力を供給することができる。高電流電力ボード２６４Ｃは、少なくとも５００ｍＡの電流で０．１Ｖから５Ｖの出力を供給することができる。ボード２６０、２６２、及び２６４の場所に関しては、既に図２０を参照して説明済みである。

電力ボード２６４Ｖ及び２６４Ｃの各々は、４つの専用電力撓み取り付け部４６Ｐを通じて接触器アセンブリ４２に接続される。ドライバボード２６２は、専用信号撓み取り付け部４６Ｓを通じて接触器アセンブリ４２に接続される。撓み取り付け部４６は、図３を参照して既に説明済みである。また、分配基板４８でサイト９２で接続される撓み取り付け部４６は、接触器アセンブリ４２からボード２６２及び２６４までの交流（ＡＣ）接地部を供給する。

装置１０は、更に、接地板４６０と、試験ヘッド２０内に取り付けられた母線式低電圧差分信号（ＬＶＤＳ）バックプレーン４６２とを含む。電力ボード２６４Ｖ及び２６４Ｃは、各々、図１８に示すように、接地板４６０に接続される２つの直流（ＤＣ）接続ピン５０８を有する。また、接続ピン５０８は、接地板４６０を通って、図１７に示すブロック支持部分１８４に接続される。ＤＣ接地ケーブル４６４は、図６に示すＤＣ接続サイト４６１で図４に示す信号分配基板４８にブロック支持部分１８４を接続することによって、ボード２６２及び２６４、接触器アセンブリ４２、及びウェーハ７６からのＤＣ接地路になる。図３は、ＤＣ接地ケーブル４６４がカートリッジ１８のブロック支持部分１８４で取り付けられたコネクタ４６６を示している。

ボード２６０、２６２、及び２６４Ｃ及び２６４Ｖは、各々、それぞれのボードを母線式ＬＶＤＳバックプレーン４６２に接続する接続部を有する。従って、論理リンクが、ボード２６０、２６２、２６４Ｃ、及び２６４Ｖ間に設けられ、ボードは、互いに通信することができる。また、母線式ＬＶＤＳバックプレーン４６２は、図２２に示すボード２６０、２６２、及び２６４間の論理リンクになる。

装置１０は、更に、高電圧用バルクダイ電源４７２Ｖと、高電流用バルクダイ電源４７２Ｃと、図２２を参照して説明したローカルコントローラ３０６と、システムコントローラ４７４とを含むシステム制御ベイ４７０を有する。高電圧用バルクダイ電源４７２Ｖは、１１０Ａで０．５Ｖから１３Ｖの電圧を供給することができ、高電流用バルクダイ電源４７２Ｃは、２００Ａで０．５Ｖから７Ｖの電圧を供給することができる。高電圧用バルクダイ電源４７２Ｖは、それぞれの電源ケーブル４７６を通じて電力ボード２６４Ｖに接続される。同様に、高電流用バルクダイ電源４７２Ｃは、それぞれの電源ケーブル４７６を通じて電力ボード２６４Ｃに接続される。

「イーサネット」リンク４７８は、バルクダイ電源４７２Ｖ及び４７２Ｃと、ローカルコントローラ３０６と、システムコントローラ４７４と、ボード２６０、２６２、２６４Ｃ、及び２６４Ｖとを互いに接続してかつネットワーキングする。ローカルコントローラ３０６は、「イーサネット」リンク４７８及び装置１０の周辺構成要素を通じてボード２６０、２６２、２６４Ｃ、２６４Ｖ、及び４７４を制御する。

図２８は、電力ボード２６４Ｖ又は２６４Ｃの一方及び接地板４６０とのその接続部と、電力撓み取り付け部４６Ｐとを示している。ボードレベル制御及びバルク電力コントローラ４９０は、「イーサネット」リンク４７８に接続される。ボード電力コントローラ４９２及び較正コントローラ４９４は、ボードレベル制御及びバルク電力コントローラ４９０に接続される。ボードレベル制御及びバルク電力コントローラ４９０、デバイス電力タイミングシステム５００、及び較正コントローラ４９４は、基準及び測定システム４９６に接続されて、一連の命令を基準及び測定システム４９６に供給する。命令に関しては、既に図２２を参照して説明済みである（ボードレベル制御及びバルク電力コントローラ４９０、デバイス電力タイミングシステム５００、及び較正コントローラ４９４によって基準及び測定システム４９６に供給される命令は、説明上、楽譜の和音と同等とみなしている）。

パターン発生器ボード２６０は、母線式ＬＶＤＳバックプレーンを通じてデバイス電力タイミングシステム５００に接続されたパターン発生器電力タイミングバスを有する。デバイス電力タイミングシステム５００は、基準及び測定システム４９６に接続される。デバイス電力タイミングシステム５００は、ボードレベル制御及びバルク電力コントローラ４９０及び較正コントローラ４９４が供給される命令を実行するためのタイミングと命令の両方を基準及び測定システム４９６に供給する（デバイス電力タイミングシステム５００の機能は、説明上、どの和音を演奏すべきかのタイミング及び命令の両方を与えるオーケストラ指揮者と同等とみなしている）。基準及び測定システム４９６は、各々、６４個のチャンネルから成る８つの論理システム、従って、合計で５１２個のチャンネルを含む。基準及び測定システムへの入力としては、パターン発生器指数バス、パターン発生器クロック、較正基準、及び接地感知からの信号がある。基準及び測定システム４９６は、電圧リードバック及び電流リードバックを行う。基準及び測定システム４９６からの出力としては、４つの電圧基準と、デバイス電力制御バスを通じたデバイス電力制御とがある。従って、基準及び測定システム４９６からの出力としては、電力を制御することを目的とした論理がある。

基準及び測定システム４９６及びボードレベル制御及びバルク電力コントローラ４９０は、デバイス電力出力システム５０２に接続される。バルクダイ電源４７２Ｖ又は４７２Ｃの正側も、ケーブル４７６を通じてデバイス電力出力システム５０２に接続される。デバイス電力出力システム５０２は、基準及び測定システム４９６からの信号を利用してバルクダイ電源４７２Ｖ又は４７２Ｃからの電力を調整する（バルクダイ電源４７２Ｖ又は４７２Ｃによって供給された電力は、説明上、オーケストラのいくつかの楽器に同時に供給されるパワー又は空気と同等とみなしている）。デバイス電力出力システム５０２は、８つの論理群のグループ分けされた３２個のチャンネルから成る１６ヵ所の区画、従って、５１２個のチャンネルを含む。各チャンネルは、ケルビン感知システムを含み、各システムは、合計で１０２４個のピンと回路があるように１つの力（＋Ｆ）と１つの感知（＋Ｓ）線を含む。デバイス電力出力システム５０２への入力としては、基準値、バルク電力、ボードレベル制御及びバルク電力コントローラ４９０からの制御パラメータ、及びデバイス電力制御バスを通じたデバイス電力制御がある。また、デバイス電力出力システム５０２は、電圧及び電流情報を基準及び測定システム４９６に、及びチャンネル状態情報をボードレベル制御及びバルク電力コントローラ４９０に供給する。

電力撓み取り付け部４６Ｐのうちの４つは、デバイス電力出力システム５０２に接続される。各電力撓み取り付け部４６Ｐは、１２８＋Ｆ線、１２８＋Ｓ線、ＡＣ接地部、及び接地感知を含む。

各電力撓み取り付け部４６Ｐからの２つの接地感知トレース、従って、合計８つのトレースは、ボード接地制御システム５０６に接続される。ボード接地制御システム５０６は、接地感知トレースからの８つの測定結果を平均化し、平均化された結果を出力として基準及び測定システム４９６に供給する。

接地板４６０と第１のコネクタセット４４に接地ピン５０８が接続される。接地ピン５０８は、デバイス電力出力システム５０２とボード電力システム５１０との両方に接続される。ボード電力システム５１０は、別の４８Ｖ入力部を有し、例えば、１５Ｖ、５Ｖ、３．３Ｖ、−３．３Ｖ、及び１．２Ｖの出力を供給することができる。ＤＣ接地ケーブル４６４は、ブロック支持部分１８４に接続される。バルクダイ電源４７２Ｖ及び４７２Ｃの負側も、電源ケーブル４７６を通じて接地板４６０に接続される。

注意されたいのは、ＡＣ接地とＤＣ接地には、別々の経路が設けられるという点である。ＡＣ接地は、電力を供給する電力撓み取り付け部４６Ｐを通じて供給される。電力撓み取り付け部４６Ｐ内でのＦ＋電力供給部、Ｓ＋線、ＡＣ電力接地部間の物理的空間は、極めて小さく、一般的に、約０．００２インチと０．０１０インチの間である。このような小さな空間は、ノイズの実質的な低減及び速度向上を可能にするものであり、これは、５１２感知線を通じた正確な測定及びＦ＋線を通じた清浄な給電に特に重要なものである。ＤＣ接地は、ＤＣ接地ケーブル４６４を通じて供給される。ＡＣ接地及びＤＣ接地は、例えば、０．５オームと１．５オーム、及び０．００３オームと０．１５オームの間のそれぞれの抵抗を有する。

図２９は、デバイス電力出力システム５０２の構成要素をより詳細に示している。デバイス電力出力システム５０２は、単一のサブシステムＡを１つのみ含む。サブシステムＢは、５１２回複製され、６４サブシステムから成る８つの群に属し、５１２個のサブシステムＢは、サブシステムＡと並列に接続される。サブシステムＣは、８回複製され、８個のサブシステムＣは、サブシステムＢと並列に接続される。

サブシステムＡは、バルクダイ電源４７２と、誘導子Ｉと誘導子Ｉの出力端子を接地に接続するコンデンサＣ１とを含むＡＣ／ＤＣ変換回路を含む電源ケーブル４７６とを含み、かつ４７８を通じてボードレベル制御及びバルク電力コントローラ４９０及びローカルコントローラ３０６によって制御される。誘導子Ｉの出力端子は、図２７のバルクダイ電源４７２Ｖ又は４７２Ｃに接続される。誘導子Ｉの入力端子には、ステップ式電圧サイクルが供給される。ステップ式電圧サイクルの振幅及び周期は、常時、一定のままであるが、電圧が特定の期間中に高い時間の量は、調整することができる。従って、電圧が高い総時間量は、総時間の小さな割合から総時間の大きな割合まで調整することができる。誘導子Ｉ及びコンデンサＣ１は、電圧ステップをＤＣ電圧に変換する。従って、ＤＣ電圧も、誘導子Ｉの入力端子に供給された電圧が高い時間の割合に応じて調整することができる。バルクダイ電源４７２Ｖ又は４７２Ｃは、電力ボード２６４当たりに生成される可変電圧に対応する。従って、ＤＣ電圧は、デバイス電力出力システム５０２内のワット損を制御する必要性に応じて調整することができる。基準及び測定システム４９６は、６４個のチャンネルから成る群当たりに生成される１６種類の異なる電圧を提供する。６４個のチャンネルから成る群が異なれば、特定の時間的瞬間で異なる電圧を供給することができる。

サブシステムＢによって生成されたＤＣ電圧は、電力端子７２Ｐを通るＦ＋線を通じてそれぞれのデバイス３００の電力接点７４Ｐに供給される（図４の参照番号７２及び７４を参照されたい）。感知線Ｓ＋は、電力端子７２又は５６に接続され、電力端子７２での電圧を検出する。感知線Ｓ＋によって検出された電圧は、力線Ｆ＋に位置するＭＯＳＦＥＴ１を制御するために、抵抗器Ｒ２、増幅器Ａ３、及び抵抗器Ｒ１を通じて供給される。また、増幅器Ａ３は、電力端子でスイッチ５９４を通じて入力（Ｖｒｅｆ）を受け取る。増幅器Ａ３は、出力電圧をＭＯＳＦＥＴ１に供給するために正端子及び負端子で供給された電圧が接続されるように設定される。電圧Ｖｒｅｆｏｕｔは、入力電圧になり、この入力電圧は、電力端子７２Ｐに供給される望ましい電圧であり、感知線Ｓ＋は、電圧がＭＯＳＦＥＴ１に、従って、電力端子７２Ｐに供給された状態に、すなわち、定常状態に保つために増幅器Ａ３を通じてフィードバックを行う。増幅器Ａ３は、サブシステムＡによって供給された電圧が１．５Ｖであり、かつ電力端子７２Ｐが１Ｖの電圧を必要とする場合に、電圧（Ｖｒｅｆｏｕｔ＋Ｖ_GS）、この場合は２．３ＶをＭＯＳＦＥＴ１に供給する。ＭＯＳＦＥＴ１は、サブシステムＡによって供給された電圧と力線Ｆ＋上の電圧との差に電流を乗じたものと同等の熱を消散する。例えば、サブシステムＡによって供給された電圧は、１．５Ｖとすることができ、力線Ｆ＋は、１Ｖの電圧を供給することができる。電流が１Ａの場合、ＭＯＳＦＥＴ１によって消散される電力は、０．５Ｗである。サブシステムＡによって供給された電圧が常に最大、例えば１２Ｖである場合、ＭＯＳＦＥＴ１は、１１Ｗを消散すべきである。従って、図２７のバルクダイ電源４７２Ｖ及び４７２Ｃによって供給される可変出力は、エネルギ量、従って、ＭＯＳＦＥＴ１によって消散される熱を低減するのを実質的に助ける。

抵抗器Ｒ３は、力線Ｆ＋と感知線Ｆ＋及び感知線ＦＳ＋の間に接続され、増幅器Ａ３のＦ＋をＳ＋に抵抗接続する。抵抗器Ｒ３は、故障の場合に、力線Ｆ＋と感知線Ｆ＋及び感知線Ｓ＋とを類似の電圧に保持することによって増幅器Ａ３を制御する役目をする。従って、抵抗器Ｒ３は、接触不良の場合のまさに安全装置である。

また、サブシステムＢは、特に過電流検出時にデバイス３００への電力を自動的にオフにする回路を含む。過電流検出及びスイッチング回路は、力線Ｆ＋内でＭＯＳＦＥＴ１の後の位置する抵抗器Ｒ６を含む。抵抗器Ｒ６の電圧は、力線Ｆ＋を通る電流と線形の関係にある。増幅器Ａ１は、抵抗器Ｒ６で検出された電圧を増幅する。比較器Ａ２は、増幅器Ａ１からの出力を基準及び測定システム４９６によって供給された電流設定値と比較する。増幅器Ａ１からの出力が電流設定値と同じか又は電流設定値を超える場合はゼロになる。

比較器Ａ２から出力は、抵抗器Ｒ６を通る過電流又は不足電流の指示をもたらす。比較器Ａ２からの出力は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）１に供給される。ＦＰＧＡ１は、過電流又は不足電流は、サブシステムＢをオフにするのに十分であるか否かを判断する論理を有する。また、ＦＰＧＡ１は、電流をオフにすることなく電流の短いサージを可能にするために、電流をオフにする前にタイミング遅延を提供する。ＦＰＧＡ１の出力は、スイッチ１及びスイッチ２（５９４）に供給される。

通常の運転状態中、すなわち、電流が流れ続けるべきである時、スイッチ１は、「オフ」位置にされ、スイッチ２は、「Ａ」位置にされる。１５Ｖの電圧が、Ｒ５を通じてスイッチの１つ端子に、かつ力線Ｆ＋内の抵抗器Ｒ６の後に位置するＭＯＳＦＥＴ２に供給される。通常の運転状態中、抵抗器Ｒ５を通じて供給された電圧は、ＭＯＳＦＥＴ２を「オン」位置に維持し、従って、電流は、力線Ｆ＋を流れることができる。過電流が検出された場合、ＦＰＧＡ１は、スイッチ１を「オン」位置に切り換え、従って、抵抗器Ｒ５を通じて供給される電圧が接地され、ＭＯＳＦＥＴ２は、「オフ」位置に切り換わり、電流を断路し、スイッチ２は、「Ｂ」位置に設定されて、増幅器Ａ３が中断される。

注意されたいのは、５１２個のサブシステムＢの各々は、過電流検出及びスイッチング回路を有するという点である。５１２個の過電流検出及びスイッチング回路は、オフにすべき５１２個の個々のデバイスの１つ又はそれよりも多くに至る電流を可能にするものであり、同時に他のデバイスに至る電流も流れ続ける。また、電流測定及び電圧測定は、デバイス当たりのレベルで行うことができ、その理由は、サブシステムＢの各々が、それぞれの電流測定線（Ｉｍｅａｓ）とそれぞれの電圧測定線（Ｖｍｅａｓ）とを有するからである。電流測定線Ｉｍｅａｓは、増幅器Ａ１の出力部に接続され、電圧測定線Ｖｍｅａｓは、感知線Ｓ＋に接続される。電流測定線Ｉｍｅａｓ及び電圧測定線Ｖｍｅａは、電力端子７２Ｐに供給された電流及び電圧のリアルタイム測定を提供する。また、サブシステムＢは、抵抗器Ｒ４及びＭＯＳＦＥＴ３を有するスイッチング回路を含む。抵抗器Ｒ４は、ＭＯＳＦＥＴ２の後、力線Ｆ＋に接続され、ＭＯＳＦＥＴ３は、抵抗器Ｒ４の後、直列に接続される。試験信号（Ｔｅｓｔ）をＭＯＳＦＥＴ３に供給することができ、従って、自己試験のために力線Ｆ＋を通じて電流が引かれる。

抵抗器Ｒ１、Ｒ２及び増幅器Ａ３を含む回路には、高周波応答が必要である。このために、コンデンサＣ３は、デバイス３００の集積回路と並列に設けられる。コンデンサＣ３は、図４に示す支持構造体８０に内蔵される。力線Ｆ＋は、抵抗器Ｒ１、Ｒ２及び増幅器Ａ３を含むコンデンサＣ３の適切な機能及び回路の高周波応答を可能にするために比較的低いインダクタンスを有するべきである。このために、力線Ｆ＋は、それぞれ、２組の並列電力導体５９０及び５９２を含む。サブシステムＡ及びＢは、単一のボードに接続され、第１の組の導体５９０は、ボード上に形成されるトレースである。導体５９０は、導体５９０の中間区画が並列に電流を伝えるように、全て、互いに接続される第１の端部と、互いに接続される第２の端部とを有する。導体５９０の第２の端部は、共通のピンに接続される。導体５９２は、それぞれの電力撓み取り付け部４６Ｐにおいては、個々の電気ラインの形態である。導体５９２の第１の端部は、互いに接続され、導体５９２の第２の端部も互いに接続されて、導体５９２の中間区画が導体５９０から受け取った電流を並列に伝えるようになっている。導体５９２の第２の端部は、全て、１つの電力端子７２Ｐに接続される。

分配基板４８は、各インタフェース９２に２つの接地感知接点を有する。各インタフェース９２の接地感知端子は、接地感知接点７４Ｇに接続される。８つの接地感知線が、増幅器Ａ４及びフィルタ２０１を含む接地変調回路に設けられる。接地感知接点７４Ｇで検出された電圧は、接地変調回路によって可変入力電圧（Ｖｒｅｆｉｎ）に追加される。理想的には、接地感知接点７４Ｇで検出される電圧は、０Ｖであり、その場合、電圧可変Ｖｒｅｆｉｎは、電圧Ｖｒｅｆｏｕｔに等しいものになる。接地感知接点７４Ｇで検出された電圧がゼロではなく、例えば、０．１Ｖである場合、ｖｒｅｆｏｕｔは、１．１Ｖ（Ｖｒｅｆｉｎ＋０．１Ｖ）になる。次に、増幅器Ａ３の負端子に供給された電圧も１．１Ｖであり、電力端子７４Ｐに供給された電圧は、１．１Ｖであろう。

図３０は、図２２及び図２７に示すドライバボード２６２の１つのチャンネルを示している。図３０に示す同じ信号は、ドライバボード２６２の複数のチャンネルの各々に対して複製される。

また、図３０では、デバイス３００の複数のデバイス及びそれぞれの接地感知接点７２ｇが示されている。接地感知接点７４Ｇ（又は７２Ｇ）でそれぞれの接地感知端子によって検出された電圧は、平均化されてフィルタ７００に供給される。通常の運転状態では、フィルタ７００に供給された電圧は、０Ｖになる。時には、０Ｖからの小さな振れ、例えば、０．１Ｖがある場合がある。０．１Ｖは、フィルタ７００によって増幅器Ａ４の正端子に供給される。次に、増幅器Ａ４の負端子も０．１Ｖに駆動される。負端子と増幅器Ａ４の出力部の間に１つの抵抗器Ｒ９が接続される。また、抵抗器Ｒ９と同じ抵抗を有する抵抗器Ｒ１０も、増幅器Ａ４の負端子に接続される。１０Ｖの電圧電源７０２は、抵抗器Ｒ９及びＲ１０にわたって接続される。電圧電源７０２の２つの端子は、増幅器Ａ４の負端子の電圧よりも５Ｖ超えるものと、５Ｖ下回るものであり、従って、それぞれ、−４．９Ｖと５．１Ｖである。

１０Ｖの電圧電源７０２の端子は、デジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）７０４のそれぞれの端子Ｒ＋とＲ−とに接続される。また、ＤＡＣ７０４は、出力端子を有し、かつ各出力端子を−４．９Ｖと５．１Ｖの間の電圧に切り換える機能を有する。

ＤＡＣ７０４にマイクロプロセッサバス７０５が接続される。望ましい高電圧及び低電圧を表す情報をマイクロプロセッサバス７０５からＤＡＣ７０４に取り込むことができる。ＤＡＣ７０４は、例えば、３Ｖの高電圧と２Ｖの低電圧でプログラムすることができる。増幅器Ａ４の正端子に供給される電圧は０．１Ｖであるために、ＤＡＣの出力端子は、この例においては、それぞれ、３．１Ｖと２．１Ｖに保持される。

ＤＡＣの出力端子は、電圧スイッチ７０６の高電圧端子及び低電圧端子（ＶＨ及びＶＬ）に接続される。図２２及び図２７に示すパターン発生器ボード２６０は、接点７０の信号端子の信号源７０８になる。電圧スイッチは、この例においては、５Ｖ電源電圧を有するバススイッチである。信号源７０８は、交替する真の状態と偽の状態で切り換わる。真の状態においては、高電圧ＶＨに接続されたスイッチ７０６の第１の端子は、スイッチ７０６の出力部に接続され、偽の状態においては、低電圧ＶＬに接続された端子は、スイッチ７０６の出力部に接続される。従って、スイッチ７０６の出力部は、信号源７０８に応答して３．１Ｖと２．１Ｖとの間で切り換わる。

抵抗器ＲＨ及びコンデンサＣ４を含む減衰回路は、スイッチ７０６の出力部に接続された入力部を有する。抵抗器ＲＨは、スイッチ７０６に接続された１つの端子を有し、抵抗器Ｒ１１の対抗する端子は、コンデンサＣ４を通じて接地に接続される。抵抗器Ｒ１１によって表される減衰回路の効果は、スイッチ７０６の出力部上で供給された信号の回転率が低減されるというものである。スイッチ７０６は、その出力で方形波を供給し、減衰回路は、非方形方式でその方形波に応答する出力を有する。具体的には、減衰回路の出力の電圧は、減衰回路の入力に供給される電圧よりも緩やかに増大する。

減衰回路の応答電圧は、２の利得を有する増幅器Ａ５に、次に、信号源７０８を通じてそれぞれデバイス３００の信号接点７４Ｓ（図４の参照番号１７４も参照されたい）に供給される。デバイス３００に供給された信号は減衰されるために、共鳴を低減又は排除することができる。

図３１は、終端減衰回路が１つのデバイスの端子に設けられている従来技術の解決法を示している。終端減衰回路は、被試験デバイスにおいて減衰効果を供給する。しかし、終端の機能は、被試験デバイスに接続したラインの長さに大幅に依存する。図３０に示すように、信号接点７４Ｓは、回路内で電流が流れる長さに沿って測定された時に減衰回路から異なる距離にある可能性があり、終端減衰回路なしで使用することもできる。更に、信号接点７４Ｓは、用途によって異なり、例えば、１つの用途では１０インチ単位、及び別の用途では１８インチ単位で一定の間隔で配置することができ、同じ回路では、各用途において共鳴が低減されることになる。

図３２は、カートリッジフレーム６０２、ピストン６０４、ピストン調節システム６０６、第１、第２、及び第３の容積形成リング６０８、６１０、及び６１２、補強材基板６１４、分配ボード６１６、接触器ボード６１８、及びスタンドオフ層６２０を含む本発明の別の実施形態によるカートリッジ６００の構成要素を示す。

カートリッジフレーム６０２は、上部支持部分６２２、下部受け板６２４、及び下部受け板６２４を上部支持部分６２２に接続する接続部分６２６を含む。下部受け板６２４は、内径Ｒｌを有する側面部分６２８及びシリンダの後方部分６３０を形成する。

ピストン６０４は、内部部分６３２及び外部部分６３４を有する。内部部分６３２は、半径Ｒｌより実質的に小さい外径Ｒ２を有する。外部部分６３４は、内部部分６３２の下側に装着されており、かつ外径Ｒ１を有する。

第１の容積形成リング６０８は、外径Ｒ１を有し、外径Ｒ１は、側面部分６２８により形成されたシリンダの内径と同じである。第１及び第２の容積形成リング６０８及び６１０は、それぞれ、同じ内径及び外径Ｒ４を有し、第２及び第３の容積形成リング６１０及び６１２は、それぞれ同じ内径及び外径Ｒ５を有する。第３の容積形成リング６１２は、内径Ｒ２を有し、内径Ｒ２は、ピストン６０４の内部部分６３２の外径Ｒ２と同じである。

締結具６３８は、第１の容積形成リング６０８を通じて下から挿入されている。締結具６４０及び６４２は、それぞれ、上方から第２及び第３の容積形成リング６１０及び６１２に挿入されている。

図３３に示すように、第１の容積形成リング６０８は、下部受け板６２４内に形成されたシリンダに挿入されており、締結具６３８は、シリンダの後方部分６３０に第１の容積形成リング６０８を固定するために使用される。下部受け板６２４及び第１の容積形成リング６０８は、構造ユニットを形成する。

第３の容積形成リング６１２は、内部部分６３２の上に位置決めされ、第２の容積形成リング６１０は、外部部分６３４の上面上の第３の容積形成リングの上に位置決めされる。第２及び第３の容積形成リング６１０及び６１２は、その後、それぞれ、締結具６４０及び６４２で外部部分６３４に固定される。第３の容積形成リング６１２は、半径Ｒ２から半径Ｒ５に主ピストンの内部部分６３２の半径を事実上増大させ、第２の容積形成リング６１０は、Ｒ５からＲ４に半径を事実上増大させる。第２及び第３の容積形成リング６１０及び６１２は、従って、半径の二乗に比例してピストン６０４の内部部分６３２の上面を増大させる。

補強材基板６１４は、金属製であり、単独、組み合わせを問わす、分配ボード６１６、接触器ボード６１８、及びスタンドオフ層６２０より肉厚である。補強材基板６１４は、ピストン６０４の外部部分６３４より大きい表面積も有する。補強材基板６１４は、ピストン６０４の外部部分６３４の下部表面に対して位置決めされ、締結具６４２は、ピストン６０４に補強材基板６１４を固定するために使用される。

分配ボード６１６及び接触器ボードは、互いに固定され、かつ図４を参照して本明細書で先に説明した種類とすることができる。分配ボード６１６と図４の分配ボード４８の主たる相違点は、図４の分配ボード４８は、下面上に接点５８のインタフェースを有し、一方、図３２の分配ボード６１６は、その上面上に接点のインタフェースを有するという点である。

ピストン調節システム６０６は、バネ６４４と細長部材６４６及びナット６４８により形成されたバネ調節機構とを含む。細長部材６４６は、第１の端部６５０及び第２の対向端部６５２を有する。両端６５０及び６５２はネジ山を有する。第１の端部６５０は、第１の端部６５０がシリンダ内に位置し、第２の端部６５２がシリンダの外側に位置するように、シリンダの後方部分６３０内の開口部を通じて挿入される。バネ６４４は、細長部材６４６の上に位置決めされたコイルバネである。ナット６４８は、細長部材６４６の第２の端部６５２の外部ネジ山に螺設されているねじを有する。

図７に示すように、内部部分６３２及び第２及び第３の容積形成リング６１０及び６１２は、シリンダに挿入されており、細長部材６４６の第１の端部６５０は、内部部分６３２内のネジ山を有する開口部に螺入されている。ナット６４８は、バネ６４４が圧縮されるように締結されている。バネ６４４は、従って、ナット６４８及び細長部材６４６を通じてピストン６０４に接続されている。

図３５は、３つのバネ６４４がピストン６０４に接続されていることを示す。詳細に示されていないが、バネ６４４の各々は、それぞれのピストン調節システムの一部を形成する。バネ６４４により生じた力は、ピストンがシリンダの後方部分６３０に対して初めに着座されるように、ピストン６０４及び最終的にはピストン６０４に装着される全ての構成要素の重力を克服するように結合される。圧力がピストン６０４の上面で印加される時、ピストンは、シリンダ６３０の後方部分から離れて下方に移動し、バネ６４４は更に圧縮される。ピストン６０４のある一定の区域は、ピストン６０４がシリンダに対してある一定の区域内で垂れる傾向を有するように他の各部よりも重くすることができる。バネ６４４の各々を保持するナットは、シリンダに対してピストン６０４を水平にするために独立して締結することができる。

図３５は、更に３つのマイクロメータ６５３の位置決めを示す。バネ６４４は、ピストン６０４の中央点周りに０°、１２０°、及び２４０°に位置する。マイクロメータ６５３は、ピストン６０４の中央点周りに６０°、１８０°、及び３００°に位置する。図３４を再び参照すると、マイクロメータ６５３の本体は、シリンダを形成する後方部分６３０上面上に装着されている。マイクロメータ６５３の調節可能な先端は、シリンダに後方部分６３０下面を通過して後方部分６３０内に入る。先端は、ピストン６０４が引っ込んでシリンダ内のその最上位置に入る時、ピストン６０４の機械式止め具として使用される。先端は、シリンダ内の最上位置に到達した時ピストン６０４を水平にしてピストン６０４の位置決めを調節するために制御しながら調節することができる。ピストン６０４の精密位置決めは、重要であり、図１の厳密なアセンブリ１６の一部を形成するカメラは、接触器６１８を撮像する時、ピストン６０４の正確な基準位置を見つけることができるようになっている。

図３６は、分配ボード６１６、接触器ボード６１８、スタンドオフ層６２０、及びウェーハ７６の一部を示す。分配ボード６１６、接触器ボード６１８、及びスタンドオフ層６２０より共同で形成された接触器ボードアセンブリは、分配ボード６１６上に装着されて上面より上方に立つ複数の構成要素６５６を更に含む。構成要素６５６は、例えば、抵抗器、コンデンサ、ダイオード、又は他の電気構成要素を含むことができる。

スタンドオフ層６２０は、開口部６５８が中に形成されており、構成要素６５６が開口部６５８内にある状態で分配ボード６１６頂部上に位置決めされる。スタンドオフ層６２０は、分配ボード６１６上面に装着されないので分配ボード６１６から取り外すことができる。代替的に、別のスタンドオフ層を分配ボード６１６に対して設置して分配ボード６１６に装着することができる。

図３７に示すように、スタンドオフ層６２０は、複数の開口部６５８がスタンドオフ層を貫通して形成されており、電気部品６５６は、開口部６５８の各々内に位置する。開口部６５８は、主として横列及び縦列のアレイで位置する。構成要素６５６の回路レイアウトは、開口部６５８間で繰り返されるアレイの形となっている。

分配ボード６１６の上の構成要素６５６の位置は、構成要素６５６が、例えば、分配ボード６１６と接触器ボード６１８の間で装着された場合に占有されると考えられるスペースを節約するものである。スタンドオフ層６２０は、構成要素６５６を損傷することなく、図３４の補強材基板６１４からスタンドオフ層６２０の上面を通って分配ボード６１６の上面に力を伝達することができる構成要素を形成する。

図３８に示すように、分配ボード６１６は、その後、スタンドオフ層６２０が分配ボード６１６と補強材基板６１４間にある状態で補強材基板６１４に装着される。締結具６６０は、補強材基板６１４に分配ボード６１６を装着するために使用される。補強材基板６１４までのカートリッジ６００の頂部は、全ての用途に共通となるアセンブリを形成するが、共通サブアセンブリの構成要素は、用途によっては、異なる方法で互いに接続することができる。スタンドオフ層６２０から接触器６１８までのカートリッジ６００の下部は、用途によっては固有に設計されるサブアセンブリを形成する。カートリッジ６００の固有に設計された部分は、締結具６６０を緩めることにより取り外すことができ、かつ再びカートリッジ６００などのカートリッジを完成するために別の固有に設計されたサブアセンブリで交換することができる。カートリッジ６００は、最初に、第２の固有の接触器サブアセンブリとの第１の固有の接触器サブアセンブリの交換を容易にするために装置フレームから取り外され、その後、第２の固有の接触器サブアセンブリを含む第２のカートリッジが、装置フレームに再び取り外し可能に装着される。

真空通路６６２の区画は、シリンダ、ピストン６０４、及び補強材基板６１４の後方部分６３０を通じて形成される。真空通路６６２の出口は、ポンプ６６４に接続される。ポンプ６６４が電源を投入された時、真空が、ピストン６０４と補強材基板６１４の間の空間内、及び補強材基板６１４と分配ボード６１６の間の空洞内に生じる。生じる真空のために、補強材基板６１４及びピストン６０４は、互いに対して引き付けられ、分配ボード６１６は、補強材基板６１４に対して引き付けられる。補強材基板６１４は、下面が厳しい許容度で平面であるように製造されている。分配ボード６１６は、一般的に、１インチにつき５から２０ミルの間で平面であるように製造されるプリント回路基板である。しかし、真空で補強材基板６１４に対して分配ボード６１６を引き付けることにより、分配ボード６１６は、１インチにつき１ミル未満である平面度を有する。

図３９に示すように、Ｏリング６６６は、容積形成リング６０８、６１０、及び６１２の間、及び容積形成リング６０８とシリンダの側面部分の間に位置する。圧力及び真空作動通路６６８は、下部受け板６２４内に形成されており、図３８に示すように第１及び第２の端部６７０及び６７２を有する。第１の端部６７０は下部受け板６２４下面上に位置し、第２の端部６７２は、第１の容積形成リング６０８下面の真下にあるシリンダ側面部分６２８の内面上に位置する。流体ライン（図示せず）は、第２の端部６７２に接続されている。

図４０は、後方部分６３０及び側面部分６２８により形成されたシリンダ、容積形成リング６０８、６１０、６１２、及びピストン６０４がどのようにしてカートリッジフレーム６０２に対して補強材基板６１４を移動させるアクチュエータを形成するかを示す。圧力は、圧力及び真空作動通路６６８を通じて第１の容積形成リング６０８の下面とピストン６０４の外部部分６３４上面の対応する区域との間の空間に印加される。ピストン６０４及び第２及び第３の容積形成リング６１０及び６１２の内部部分６３２の上面は、若干周囲圧力を下回るだけであることには変わりはない。力は、圧力及び真空作動通路６６８及び第１の容積形成リング６０８下面の表面区域に印加される圧力に等しいマグニチュードで生じる。力は、接触器ボード６１８のバネのバネ力及び図３５のバネ６４４のバネのバネ力に対して下方にピストン６０４を移動させるために使用される。細長部材６４６及びナット６４８は、カートリッジフレーム６０２に対してピストン６０４と共に下方に移動し、その結果、ナット６４８と下部受け板６２４の間のバネ６４４が圧縮される。圧力及び真空作動通路６６８が周囲圧力に戻った時、バネ力は、図３８に示す位置にピストン６０４を戻すほど大きくはない。周囲圧力を下回る圧力が圧力及び真空作動通路６６８に印加された時、ピストン６０４は、図４０に示す位置から図３８に示す位置に移動する。

図４１は、圧力及び真空作動通路６６８内の圧力を増大させることなくピストン６０４により生じた力をどのように増大させることができるか示す。ピストン６０４は、図３３に示すように下部受け板６２４から取り外されている。第２の容積形成リング６１０は、ピストン６０４の外部部分６３４から締結具６４０のネジを緩めることにより取り外される。第２の容積形成リング６１０は、その後、反転されて第１の容積形成リング６０８内に挿入され、その後、締結具６４０は、シリンダの後方部分６３０に螺入される。カートリッジ６００は、その後、第２の容積形成リング６１０が下部受け板６２４に固定され、ピストン６０４には固定されない点を除いて、図３８に示すように再び組み立てられる。

圧力は、圧力及び真空作動通路６６８を通じて第１及び第２の容積形成リング６０８及び６１０下面より下方にある区域に印加される。第１及び第２の容積形成リング６０８及び６１０下面の結合表面積と同じ表面積を有する外部部分６３４上面は、圧力及び真空作動通路６６８を通じて印加される圧力も受ける。ピストン６０４の図３９よりも大きい表面積が図４１の圧力及び真空作動通路６６８に印加された圧力を受けるので、ピストン６０４により印加された力は、圧力ｘ圧力を受ける表面積に比例しており、図３９の構成よりも大きな力が、図４１の構成のピストンにより生じる。

ピストン６０４の代わりにシリンダ後方部分６３０に第３の容積形成リング６１２を装着することにより、更により大きな力をピストン６０４により生成することができる。

図３９に示すＯリング６６６は、第２及び第３の容積形成リング６１０及び６１２の上面よりも上方にあるほぼ周囲圧力からの第１の容積形成リング６０８の下面よりも下方にある高圧力を隔離すると同時に、第１の容積形成リング６０８に対する第２の容積形成リング６１０の摺動運動を可能にするという目的に供するものである。しかし、Ｏリング６６６により、静止摩擦が引き起こされ、従って、ピストン６０４により非線形の力が生じる。

図４２は、図３９の容積形成リング６０８、６１０、及び６１２がアクチュエータ空気袋６８０と置き換えられている代替実施形態を示す。アクチュエータ空気袋６８０は、ピストン６０４内部部分６３２回りで環状リングを形成し、かつピストン６０４外部部分６３４上面と後方部分６３０下面との間に位置する。圧力及び真空作動通路６６８は、アクチュエータ空気袋６８０の内部容積６８２に接続されている。アクチュエータ空気袋６８０の上下側面６８４及び６８６は、アクチュエータ空気袋６８０が圧力及び真空作動通路６６８を通じて膨張する時に互いから離れ、空気が内部容積６８２から圧力及び真空作動通路６６８を通じて除去された時に互いの方に移動する。上下側面６８４及び６８６の互いからの離脱により、ピストン６０４の下方の動きが引き起こされる。内部容積６８２内の圧力は、接触器ボード６１８内のバネのバネ力及びバネ６４４のバネ力により中和される力を生成することもできる。

アクチュエータ空気袋６８０の利点は、静止摩擦が生じず、従って、アクチュエータ空気袋６８０により生じた力は線形であるという点である。第１、第２、及び第３の容積形成リング６０８、６１０、及び６１２の利点は、後方部分６３０及び側面部分６２８により形成されたシリンダに対するピストンの移動方向に垂直なアクチュエータの容積の横断面表面積を修正することができるという点であり、そのような修正により、ピストン６０４により印加される力の対応する修正が引き起こされることになる。

図４３は、更に詳細に分配ボード６１６を示す。分配ボード６１６は、互いの上に縦方向に位置する複数の水平層６７４Ｇ、６７４Ｓ、６７４Ｐ、６７６、６７８Ａ、及び６７８Ｂ、及び層を貫通する複数の垂直バイア６７９を含む。層は、接地境界層６７４Ｇ、信号層６７４Ｓ、及び電源層６７４Ｐの形で金属層が含まれ、複数の絶縁層には、積層体層６７６、及びインバールのような材料からの熱膨張係数（ＣＴＥ）制御層６７８Ａ及び６７８Ｂが含まれる。合計ｎ個（この例においては、３６個）の金属層６７４Ｇ、６７４Ｓ、及び６７４Ｐが含まれ、合計ｎ−１個（この例においては、３５個）の絶縁層６７６、６７８Ａ、及び６７８Ｂが交互に配置されている。

金属層６７４Ｇ、６７４Ｓ、及び６７４Ｐの各々は、隔離状態で、１つ置きの金属層６７４Ｇ、６７４Ｓ、及び６７４Ｐとほぼ同じ剛性を有する。積層体層６７６の各々も、隔離状態でほぼ同じ剛性を有する。分配ボード６１６の上半分におけるＣＴＥ制御層６７８Ａは、隔離状態で、金属層６７４Ｇ、６７４Ｓ、６７４Ｐのいずれの１つ又は積層体層６７６のいずれの１つよりも高い剛性を有する。ＣＴＥ制御層６７８Ａはまた、分配ボード６１６の全体的なＣＴＥがＣＴＥ制御層６７８Ａと積層体層６７６又は金属層６７４Ｇ、６７４Ｓ、又は６７４Ｐのうちの１つとの間にあるように積層体層６７６又は金属層６７４Ｇ、６７４Ｓ、又は６７４Ｐのいずれの１つよりも低いＣＴＥを有する。ＣＴＥ制御層６７８Ａ及び６７８Ｂは、分配ボード６１６の全体的なＣＴＥを低減するために組み合わされる。ＣＴＥ制御層の数又は厚さは、分配ボード６１６の全体的なＣＴＥを更に減少させるように増大させることができる。ＣＴＥ制御層６７８Ａ及び分配ボード６１６の下半分におけるＣＴＥ制御層６７８Ｂは、各々が隔離状態でほぼ同じ剛性を有する。ＣＴＥ制御層６７８Ａ及び６７８Ｂは、更なる剛性、及び従ってより大きい平面度を分配ボード６１６に与える。頂部のＣＴＥ制御層６７８Ａは、特に分配ボード６１６に更なる剛性及び平面度を与えるのに有用であり、その理由は、それが図３３に示す分配ボード６１６及び接触器ボード６１８により形成された接触器ボードアセンブリの外側に位置するからである。

水平層６７４Ｐの各々は、バイア６７９のうちの１つに別々に接続されている電源層である。層６７４Ｇの各々は、接地層であり、全ての接地境界層は、共通バイア６７９に接続されている。電流は、電力バイア６７９のうちの１つから接地バイア６７９のうちの１つに導通することができない。それぞれのコンデンサは、電力バイア６７９の各々を接地バイア６７９の各々に接続するものであり、図３６に示す電気構成要素６５６のうちの１つとすることができる。金属層６７４Ｓの各々は、信号層である。２つ又はそれより多い信号層６７４Ｓが、バイア６７９の各々に接続されている。信号層６７４Ｓは、電源層６７４Ｐ及び接地境界層６７４Ｇの両方から電気的に切断されている。

図４４は、複数の実質的に全く同じ接触器インタフェース７００、及び接触器インタフェース７００のうちの１つに接続された撓み取り付け部７０２を示す。接触器インタフェース７００は、補強材基板６１４の外側の区域内の分配ボード６１６の上面上に形成される。開口部７０４は、下部受け板６２４に形成されている。撓み取り付け部７０２の第１の端部は、撓み取り付け部７０２の第１の端部が接触器インタフェース７００に到達することができるように開口部７０４に挿通される。撓み取り付け部７０２の反対端は、図１７の第１のコネクタ組４４のようなコネクタアレイモジュールに接続されている。

図４５は、複数の撓みケーブル７０８、複数のプリント回路基板７１０、複数の金属端部分７１２、第１の複数の締結具７１４、金属保持部分７１６、第２の複数の締結具７１８、複数のキャップ７２０、第３の複数の締結具７２２、及び第４の複数の締結具７２４を含む撓み取り付け部７０２の第１の端部の構成要素を示す。図４５は、複数のネジ山を持った開口部７２８を有する補強板７２６も示す。

撓みケーブル７０８の各々は、保持部分７１６の各々の開口部７３０に挿通されている。撓みケーブル７０８のうちの２つは、プリント回路基板７１０の各々に固定されている。締結具７１４は、プリント回路基板７１０のうちの２つを金属端部分７１２の各々に固定する。金属端部分７１２のうちの３つは、プリント回路基板７１０のうちの２つを互いに固定するために使用される。締結具７１８は、その後、金属端部部分７１２の各々を保持部分７１６に固定するために使用される。キャップ７２０の各々は、その後、プリント回路基板７１０のそれぞれの１つの上に位置決めされる。コネクタ本体は、従って、保持部分７１６、プリント回路基板７１０の実質的に平行なコネクタ本体基板に接続された金属端部分７１２、及びキャップ７２０により形成される。

締結具７２２は、金属端部分７１２にキャップ７２０を固定するために使用される。キャップ７２０の各々は、取り外されるキャップ７２０又はキャップ７２０が固定されているプリント回路基板７１０のいずれかを置き換えるために独立して取り外すことができる。締結具７２４は、保持部分７１６を図４４の分配ボード６１６に固定するために使用される。

複数の信号及び接地導体は、コネクタ本体によって保持される。各信号導体は、撓みケーブル７０８の各々における複数の信号コア（図４５では図示せず）のうちの１つ、プリント回路基板７１０のうちの１つの基板上のそれぞれの信号接点７３２、プリント回路基板７１０の基板の縁部上のそれぞれの縁部フィンガ７３４、及びキャップ７２０のうちの１つ上のそれぞれの接点７３６を含む。

図４６及び図４７に示すように、各撓みケーブル７０８は、複数の導電信号コア７４０、それぞれの導電信号コア回りに同軸状に位置する複数の接地導体７４２、各々がそれぞれの接地導体７４２からそれぞれの導電信号コア７４０を分離する複数の分離式絶縁層７４４、及び外絶縁シート７４６を有する同軸ケーブルである。

各接地導体７４２は、絶縁シート７４６の端部から突出する。各導電信号コア７４０は、接地導体７４２のそれぞれの１つから突出する。導電信号コア７４０の各々は、信号接点７３２のそれぞれの１つに独立に半田付けされている。接地導体７４２の各々は、図４５に示す接地接点７５０にも半田付けされている。半田棒７５２は、接地導体７４２が同じ基準電圧であるように互いに電気的に接地導体７４２を接続するために使用される。半田棒７５２は、締結具７２２まで延び、締結具７２２は、半田棒７５２を図４５の金属端部分７１２のうちの１つに電気的に接続する。金属端部分７１２の各々は、プリント回路基板７１０の全てに接続された接地導体７４２が保持部分７１６にも電気的に接続されるように保持部分７１６に電気的に接続されている。大型の導体が、全ての接地導体７４２の組み合わされた金属によって設けられる。大型導体が、接地導体７４２により形成されるが、互いからの個々の接地導体７４２の分離は、撓みケーブル７０８が、全ての接地導体７４が組み合わされたものと同量の金属を有する単一の接地導体が使用された場合よりも大きい撓み性を有するままであることを可能にする。

信号に使用されない縁部フィンガ７３４に接地接点７５０を接続するプリント回路基板７１０の各々内にトレースが形成される。接地は、従って、撓みケーブル７０８を通じてキャップ７２０上の接点７３６に設けることができる。

図４５を再び参照すると、締結具７２４の各々は、シャンク７５３、ヘッド７５４、及びネジ山７５６を有する。ネジ山７５６及びヘッド７５４は、シャンク７５３の反対側にある。締結具７２２のうちの２つはまた、そこから延びるピン７６０を有し、一方、締結具７２２の他のものは、そこから延びるいずれのピンも有していない。

図４４及び４５を組み合わせて参照すると、アラインメント開口部７６２が、分配ボード６１６内に形成されている。ピン７６０の各々は、アラインメント開口部７６２の各々と整列して挿入される。ピン７６０及びアラインメント開口部７６２の位置は、キャップ７２０上の接点７３６の表面と接触器インタフェース７００上の端子７６４の表面との間の適切な接点を保証するのに十分に正確なものである。開口部７６６は、分配ボード６１６内にも形成され、シャンク７５３は、ヘッド７５４が分配ボード６１６の正面上にあるように開口部７６６に挿通される。ネジ山７５６は、分配ボード６１６の後部から突出して、補強板７２６のネジ山付きの開口部７２８と係合される。補強板７２６は、分配ボード６１６に応力を追加することなく、撓み取り付け部７０２の強力な取り付け台となる。分配ボード６１６は、補強板７２６と撓み取り付け部７０２の構成要素との間に確実に保持され、つまり「挟持される」。ネジ山付きの開口部７６６内のネジ山及び締結具７２４のネジ山７５６は、それ自体は高い許容度で製造されず、キャップ７２０の接点７３６と接触器インタフェース７００上の端子７６４との間の適切な接蝕を保証する。

同じく注意すべき点は、アラインメント開口部７６２は、撓み取り付け部７０２のコネクタサブアセンブリの正しい向きを保証するように位置決めされるということである。コネクタインタフェース７００の一端のアラインメント開口部７６２のうちの１つは、コネクタインタフェース７００の中心線上に位置する。コネクタインタフェース７００の反対端の別のアラインメント開口部７６２は、コネクタインタフェース７００の中心線に対して中心を外れて位置する。アラインメント開口部７６２は、従って、コネクタインタフェース７００の両端で同じ位置にあるわけではない。アラインメントピン７６０の位置は、アラインメントピン７６０と同じ位置にある。アラインメントピン７６０は、撓み取り付け部７０２のコネクタサブアセンブリが正しく整列する場合にアラインメント開口部７６２に入るが、撓み取り付け部７０２のコネクタサブアセンブリが１８０度回転させてもコネクタインタフェース７００と接点７３６との間の接続が可能にならない場合は、アラインメント開口部７６２に対して整列しない。

図４８は、アラインメントピン７６０が撓み取り付け部７０２の両端に位置することを示す。アラインメントピン７６０は、オペレータが撓み取り付け部７０２の方向を逆にする一方で依然として適切な接続を保証することができるように、撓み取り付け部７０２の両端に同じように配置される。従って、全く同じコネクタが、撓みケーブル７０８の両側に設けられる。

図４９は、本発明の更に別の実施形態によるカートリッジ６００Ａを示している。図４９のカートリッジ６００Ａは、図３２のカートリッジ６００に類似のものであり、同様の参照番号は、同様又は類似の構成要素を示している。カートリッジ６００Ａは、更に、補強材料基板６１４とスタンドオフ層６２０の間に位置する補償部分８００を含む。スタンドオフ層６２０及び補強材料基板は、従って、カートリッジ６００Ａのサブアセンブリの第１及び第２の部分である。

補償部分８００は、ほぼ平坦であり、かつ補強材料基板６１４のほぼ平坦な下面に適合する上面８０２を有する。補償部分８００は、平坦でなく、かつ起伏が多い輪郭を有する下面８０４を有する。

図５０Ａに示すように、補償部分８００がなければ、分配ボード６１６の下面及び接触器ボード６１８の下面８０６は、平面ではない。分配ボード６１６の下面及び接触器ボード６１８の下面８０６が平面ではないのは、不均一な厚みによるものであり、かつスタンドオフ層６２０及び分配ボード６１６の圧縮によるものである。図５０Ｂは、補償部分８００を含む全てのサブアセンブリを示している。補償部分８００は、下面８０６がほぼ平面であるように、分配ボード６１６の下面及び接触器ボード６１８の下面８０６の非平面度を補償する。具体的には、補償部分８００の起伏が多い下面８０４は、実質的に接触器ボード６１８の下面８０６の鏡面反射部である。

図５０Ａは、縁部のみ、従って、下面８０６の２次元輪郭のみを示している。図５１に示すように、下面８０６は、図５０Ａにおいて紙に拡張する３次元を有する３次元輪郭を有する。図５２は、図５０Ｂにおいて補償部分８００の下面８０４のトポグラフィを示している。補償部分８００は、３つのシム８１０、８１２、及び８１４から構成される。シム８１０、８１２、及び８１４の各々のものは、７５ミクロン厚である。より薄いシムは、より大きい制御を考慮したものである。シム８１０は、０ミクロンの高さで補強材料基板６１４の下面を露出させるように構成された複数の開口部８１６を有する。シム８１０の下面は、補強材料基板６１４の下面より下の７５ミクロンの高さにある。シム８１２及び８１４は、シム８１２及び８１４が補強材料基板６１４の下面の下の１５０ミクロンの高さで下面を有するようにシム８１０の下面上に位置する。

図５３は、分配ボード６１６、接触器ボード６１８、及び分配ボード６１６に接触器ボード６１８を装着するのに使用される装着構成８２０を示している。装着構成８２０は、装着リング８２２、複数の留め具８２４及び８２６、支持体構成８２８、及び内側接続構成８３０を含む。

装着リング留め具８２６は、分配ボード６１６に装着リング８２２を固定する。支持体構成８２８は、複数のフランジ８３２及び８３４及び複数のフランジ留め具８３６を含む。フランジ８３２は、装着リング８２２と一体的に製造される。フランジ留め具８３６は、装着リング８２２にフランジ８３４を固定する。接触器ボード６１８の縁部は、フランジ８３２及び８３４の上面に置かれる。

内側接続構成８３０は、接触器ボード６１８の一部を形成し、かつ接触器ボード６１８の中心点の方向に半径方向に延びるスロット８４０を形成する第１の接続部分８３８、第２の接続部分８４２、及び複数の接続部分留め具８４４を含む。第２の接続部分８４２は、主要部分８４６及び主要部分８４６から延びる指状部８４８を有する。留め具８４４は、装着リング８２２に主要部分８４６を固定する。指状部８４８は、装着リング８２２の中心点の方向に半径方向に延びる。

第２の接続部分８４２が装着リング８２２に取り付けられる時に、スロット８４０は、指状部８４８と整列する。スロット８４０は、指状部８４８が接触器ボード６１８の中心点及び装着リング８２２の中心点の方向に半径方向にスロット８４０内で相対的に摺ることが許容されるように指状部８４８よりも長い。スロット８４０による指状部８４８の相互係合は、第２の接続部分８４２に対する第１の接続部分８３８の接線方向の運動、すなわち、接触器ボード６１８の中心点又は装着リング８２２の中心点を中心とした分配ボード６１６に対する接触器ボード６１８の回転を防止する。接触器ボード６１８と装着リング８２２間の相対運動は、従って、半径方向に分配ボード６１８及び装着リング８２２の中心点を通って延びる線８５０に制限される。

図５４を参照すると、４つの内側接続構成８３０は、装着リング８２２の周囲部を中心として９０°の角度に位置する。互いに対向する接続構成８３０のうちの２つは、線８５０に沿って分配ボード６１６に対する接触器ボード６１８の動きを制限する。他の２つの接続構成８３０は、線８５２に沿った動きを制限する。線８５０及び８５２は、互いに直角であり、かつ接触器ボード６１８及び装着リング８２２の中心点８５４で交差する。

上述のように、接触器ボード６１８及び分配ボード６１６の材料は、接触器ボード６１８及び分配ボード６１６上の端子及び接点が異なる温度で互いに適合するように加工される。しかし、温度間の遷移中に、不均一な膨張のために接点ボード６１８及び分配ボード６１６の対応する接点と端子の間の相対運動が起こる場合がある。従って、阻止されなかった場合、不均一な膨張により、接点と端子の間の不整合が発生する可能性がある。接続構成８３０により、接触器ボード６１８の中心点（中心区域内）が常に装着リング８２２の中心点にあることが保証される。中心点は、従って、第１の温度で、第１の温度から第２の温度への遷移中に、かつ第２の温度で互いと一致する。中心点が一致するので、かつ接触器ボード６１８及び分配ボード６１６の材料が接点と端子の間の適合を保証するように加工されたので、接点及び端子は、第１の温度で及び第２の温度で互いに適合することになる。

図５５に示すように、２つの留め具開口部８５０及び８５２は、装着リング８２２の一部を通って形成され、複数の溝８５４は、留め具開口部８５０及び８５２を有する部分の上面上に形成される。溝８５４の延長部は、装着リング８２２の中心点を覆っている。

図５６を参照すると、コンプライアント部分８５６は、溝８５４を有する装着リング８２２の部分と分配ボード６１６の間に位置する。コンプライアント部分８５６は、コンプライアント部分８５６が装着リング８２２と分配ボード（ｔ）６１６の間に挟持される時にコンプライアント部分８５６の下面が溝８５４の形態を取得するようにＫａｐｔｏｎ（登録商標）のようなコンプライアント材料で製造される。溝８５４及び相補的相互係合コンプライアント部分８５６を有する装着リング８２２の部分の相対運動は、溝８５４が延びる方向に制限される。溝８５４を有する装着リング８２２の部分及びコンプライアント部分８５６は、１つの外側接続構成を形成する。

図５４を再び参照すると、８つの留め具８２４は、中心点８５４を中心として４５°間隔で装着リング８２２上に位置する。各留め具８２４は、図５６のコンプライアント部分８５６のようなそれぞれのコンプライアント部分の位置に対応する。溝８５４及びコンプライアント部分８５６は、装着リング８２２の中心点８５４が常にあらゆる温度で又は温度間の遷移中に分配ボード６１６上の対応する位置に対して同じ位置にあるように装着リング８２２の動きを制限する。溝８５４及びコンプライアント部分８５６は、従って、接触器ボード６１８及び分配ボード６１６上の接点及び端子を互いに対してほぼ同じ位置に維持するのを補助する。

図５７は、留め具８２４及び８２６が、各々が柄８６０及び頭部８６２を有するボルトであることを示している。留め具８２４の柄８６０は、補強材料基板６１４の相補的ネジ山に螺合するネジ山を有する。留め具８２６の柄８６０は、補強材料基板６６４の相補的ネジ山に螺合するネジ山を有し、留め具８２６の頭部８６２は、ナット８６４より分配ボード６１６の反対側に位置する。留め具８２４は、従って、補強材料基板６１４に分配ボード６１６を固定し、留め具８２６は、分配ボード６１６に装着リング８２２を固定する。更に注意すべきことは、開口部８５０及び８５２が、留め具８２４及び８２６の柄８６０よりも大きいことである。柄８６０は、従って、コンプライアント部分８５６上の装着リング８２２の滑り運動を可能にするために開口部８５０及び８５２内で相対的に移動することができる。留め具８２４及び８２６、ナット８６４、補強材料基板６１４、及び開口部８５０及び８５２は、全て、外側接続構成の一部を形成する。

図５７に更に示すように、圧力逃がし弁８７０は、圧力及び真空度作動通路６６８に接続される。圧力逃がし弁８７０は、弁構成要素８７２及びバネ（図示せず）を含む。バネは、圧力及び真空度作動通路６６８内の圧力が増加する時に、弁構成要素８７２を下部受け板６２８の表面８７４上に着座状態に保ち、バネは、従って、大気に対して弁構成要素８７２が開くことを防止する。圧力及び真空度作動通路６６８内の圧力が、大気圧を超える所定の圧力を超えた状態で、圧力は、バネのバネ力を克服して表面８７４から弁構成要素８７２を離すために弁構成要素８７２の下面に作用する。圧力及び真空度作動通路６６８内の空気は、次に、弁構成要素８７２を過ぎると大気に抜ける。空気は、従って、圧力及び真空度作動通路６６８内の圧力が所定の値を超えた時に大気に自動的に抜ける。

空気は、圧力及び真空度作動通路６６８内の圧力が所定の圧力を超えている限り、引き続き大気に抜ける。圧力及び真空度作動通路６６８内の圧力が再び所定の圧力未満に落ちた時に、バネのバネ力は、弁構成要素８７２が下って表面８７４上で着座するように弁構成要素８７２の下面上で圧力により作成された力に打ち勝つ。

大気への空気抜けは、従って、圧力及び真空度作動通路６６８内の圧力が所定の圧力を下回った時に自動的に終了する。従って、弁８７０は、ピストン６０４の背後の圧力が過大になることを防止し、それによってカートリッジ６００Ａ及びウェーハの損傷を防止することを見ることができる。

オリフィス８７６は、圧力及び真空度作動通路６６８内に位置する。オリフィス８７６のサイズ、従って、気流に対する抵抗は、弁８７０がオリフィス８７６を通る空気に関する容量を超える抽気容量を有するように選択される。従って、圧力及び真空度作動通路６６８内の空気の質量は、弁８７０が開いている場合は増加しない。オリフィス８７６は、それによってカートリッジ６００Ａ及びウェーハの損傷を更に防止する。

図５８は、図４９のピストン６０４を制御するのに使用される空圧システム８８０を示している。空圧システム８８０は、高圧ライン、低圧ライン、及び真空ラインを含む。高圧ライン及び低圧ラインは、大気圧を超える圧力で空気の形態の流体を搬送し、真空ラインは、大気圧よりも小さい圧力で空気を搬送する。空圧システム８８０は、更に、ピストン６０４の背後の容積に接続された作動ライン８８２を含む。

高圧ラインは、高圧ポンプ８８４に接続したラインと空気レギュレータ８８６とを含む。高圧の空気は、ポンプ８８４から空気レギュレータ８８６に供給される。空気レギュレータ８８６は、空気の圧力を低減し、減圧された圧力の空気を低圧ラインに供給する。低圧ラインは、互いの後に直列に位置する比例コントローラ８８８、プローブピストン８９０、空気タンク８９２、隔離弁８９４、及びプローブピストン８９６を含む。真空ラインは、本明細書で上述のように、真空ポンプ８９８と、プローブピストン８９６と、カートリッジクランプ９００と、信号分配ボード真空区域９０２とに接続したラインを含む。低圧ライン及び真空ラインは、従って、共にプローブピストン８９６に接続される。プローブピストン８９６は、低圧ラインから又は真空ラインからピストン６０４に接続した起動ライン８８２に空気を選択的に供給するように作動することができる。空圧システム８８０も、比例コントローラ８８８とプローブピストン８９０の間の低圧ラインに接続された通気弁９０４及び高圧ラインに接続された空気圧センサ９０６を含む。

空圧システム８８０の構成要素の多くは、コンピュータの制御下にあるか、又はコンピュータに制御入力を供給することが理解されるであろう。このようなコンピュータは、プロセッサ及びプロセッサに接続したメモリを有する。一連の命令を有するプログラムは、メモリに格納されていてプロセッサによって実行可能である。空気圧センサ９０６は、空圧システム８８０の他の構成要素を制御するためにコンピュータに制御入力を供給する１つの構成要素である。コンピュータにより制御された空圧システム８８０の特定の構成要素には、通気弁９０４、隔離弁８９４、プローブピストン８９６、プローブピストン８９０、及び比例コントローラ８８８がある。コンピュータは、例えば、低圧ラインから空気を又はピストン６０４に真空圧を供給するようにピストン８９６を制御する。コンピュータは、高圧ポンプ８８４及び真空ポンプ８９８からピストン６０４の背後の容積を隔離するように隔離弁８９４も制御する。

図５９は、図５８の空圧システム８８０が、図４９のピストン６０４の動き及びそれによって作成される力を制御するのに使用される方法を説明している。時間Ｔ０で、ピストン６０４は、ピストン６０４の背後の容積が最小であり、ピストン６０４の背後の圧力が大気圧に対して負又はゼロであるように、図４９の下部受け板６２４内に完全に後退する。図５８の隔離弁８９４は、ピストン６０４の背後の容積が隔離されないように開いている。図８のウェーハチャック１３０は、端子７２が下がってウェーハ７６上の接点と係合することができるように上方のｚ方向に移動する。

時間Ｔ０と時間Ｔｌ７の間に、ピストン６０４の背後の容積は、圧力ライン８８２からの空気がピストン６０４に供給されるように図５８においてプローブピストン８９６を操作することによって増大する。図４９のバネ６４４の力に打ち勝つために、ピストン６０４の背後に圧力の僅かな増加のみがある。時間Ｔｌで、ウェーハチャック１３０が係合し、すなわち、ウェーハ７６上の接点は、図８の端子７２と接触する。

時間Ｔ１とＴ２の間に、図５８内のプローブピストン８９６は、ピストン６０４の背後の圧力が増加するように開いたままである。ピストン６０４の背後では、端子７２が圧縮する時に僅かな容積の増加のみがある。時間Ｔ２で、端子７２により作成される力は、試験を開始するのに十分である。試験は、時間Ｔ２とＴ３の間の間隔に対して実行される。

時間Ｔ３とＴ４の間に、ピストン６０４の背後の圧力は、ゼロに低減される。容積は、端子７２が再び膨張する時に僅かに減少するだけである。ウェーハチャック１３０は、係合したままである。時間Ｔ５で、隔離弁８９４は、閉じられる。ピストン６０４の背後の容積は、従って、隔離される。ピストン６０４の背後の容積が隔離された時に、空気は、ピストン６０４の背後の容積に流入せず、又はピストン６０４の背後の容積から流出することはできない。ピストン６０４の背後の容積内の空気の圧力を増加又は低減することも不可能である。

時間Ｔ６で、図８のウェーハチャック１３０は、垂直に下方に移動して分離された位置になり、端子７２は、ウェーハ７６上の接点と接触しない。図５８の隔離弁８９４が閉じられて、ピストン６０４の背後の容積が隔離されたので、ピストン６０４は、下部受け板６２４に対して固定した位置のままである。時間Ｔ６とＴ７の間に、ウェーハチャック１３０上のウェーハ７６は、別のウェーハと交換され、ウェーハチャック１３０は、再び、移動して係合した位置になる。新設ウェーハ上の接点は、この時に端子７２と接触している。ピストン６０４をｚ位置に維持することにより、ｘ及びｙ方向のより一貫した平面度をウェーハ間に維持することができる。

時間Ｔ８で、図５８の隔離弁８９４は、再び開かれる。時間Ｔ９とＴ１０の間に、圧力は再び増大し、容積は、端子７２が圧縮される時に僅かに増大するだけである。時間Ｔ１０、Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、及びＴ１４のイベントのシーケンスは、それぞれ、時間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５、及びＴ６のイベントのシーケンスと同じである。イベントのシーケンスは、３つのウェーハ又はそれよりも多くを試験するために何度でも繰り返すことができる。

時間Ｔ１４で、いくつかのウェーハを試験した後に、圧力は、大気圧未満に低減される。負圧により、ピストン６０４は、図４９の下部受け板６２４内に垂直ｚ方向に後退する。

図４９〜図５９のカートリッジ６００Ａの特徴は、ピストン６０４のようなピストン以外のアクチュエータを有するシステムにおいて用途を見出すと考えられる。例えば、カートリッジ６００Ａの特徴は、本明細書で上述したような空気袋の形態のアクチベータに関連した用途を見出すことができる。

ある一定の例示的な実施形態を説明しかつ添付図面に示したが、このような実施形態は、単に例示的なものであり、本発明を限定するものではないこと、及び修正が当業者に想起される場合があるために、本発明は、図示して説明した特定の構成及び配置に限定されないことは理解されるものとする。

６００Ａ カートリッジ
６０２ カートリッジフレーム
６０４ ピストン
６０６ ピストン調節システム
６１６ 分配ボード
６１８ 接触器ボード

Claims (19)

1. デバイスの集積回路を試験する方法であって、
   保持具の表面に対してデバイスを保持する段階と、
   前記保持具に対して接触器ボードアセンブリを移動し、該接触器ボードアセンブリの端子を前記デバイス上の接点と接触させる段階と、
   流体ラインを通る空気にアクチュエータの第１及び第２の部分の間に形成された容積のサイズを変えさせ、それによって該アクチュエータの該第１及び第２の部分を作動させ、装置フレームに対して接触器支持構造体を移動させて該デバイス上の接点に対して該接触器支持構造体上の前記端子を押圧する段階と、
   前記端子及び接点を通じて集積回路に信号を供給する段階と、
   前記流体ラインの前記空気の圧力が所定の値に到達した時に、圧力逃がし弁を通して該流体ラインから空気を自動的に放出する段階と、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記流体ラインの前記圧力の増加が、前記容積の前記サイズを増大させることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記アクチュエータの前記第１及び第２の部分は、それぞれ、シリンダ及びピストンであり、該ピストンは、該シリンダ及び該ピストンが共同で前記容積を形成するように該シリンダ内に位置し、
   前記容積の圧力を変えて前記シリンダに対して前記ピストンを移動させる段階、
   を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記シリンダに対して前記ピストンを水平にするために、該シリンダに該ピストンを接続する少なくとも１つのバネの力を調節する段階、
   を更に含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記アクチュエータは、膨張可能かつ収縮可能な空気袋を含み、該アクチュエータの前記第１及び第２の部分は、該空気袋の対向する側であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記接触器ボードアセンブリがその一部を形成するカートリッジのカートリッジフレームを前記装置フレームに取り外し可能に装着する段階と、
   コネクタインタフェースの表面を接触器インタフェースの表面に接続する段階と、
   を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記カートリッジは、共通サブアセンブリと第１の固有の接触器サブアセンブリを含み、
   前記第１の固有の接触器サブアセンブリを第２の固有の接触器サブアセンブリで置換する段階、
   を更に含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記共通サブアセンブリと前記第２の固有の接触器サブアセンブリの間の区域の圧力を低減する段階、
   を更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. デバイスの集積回路を試験するための装置であって、
   装置フレームと、
   前記装置フレームに固定されたデバイスのための保持具と、
   接触器支持構造体と、
   前記接触器支持構造体によって保持された複数の端子と、
   前記装置フレームと前記接触器支持構造体の間に接続されて、互いに対して移動可能である第１及び第２の部分と、該第１及び第２の部分の間に形成された容積と、該容積に接続されて該容積を空気が通るのを可能にし、それによって該容積のサイズを変えて該装置フレームに対して該接触器支持構造体を移動し、前記端子が前記デバイスの接点に対して押圧されるように該装置フレームに対してかつ前記保持具の表面に向けて該接触器支持構造体を移動する流体ラインとを有するアクチュエータと、
   前記容積に接続されて該容積を空気が通るのを可能にし、それによって該容積のサイズを変え、前記端子が前記デバイスの接点に対して押圧されるように前記装置フレームに対して前記保持具に向けて前記接触器支持構造体を移動させる流体ラインと、
   前記流体ラインの前記空気の圧力が所定の値に到達した時に、該流体ラインから圧力逃がし弁を通して空気を自動的に放出するように該流体ラインに接続された圧力逃がし弁と、
   電源と、
   前記支持構造体によって保持された前記端子の電源端子に前記電源を接続する電力電路と、
   信号源と、
   前記支持構造体によって保持された前記端子のそれぞれの信号端子に前記信号源を各々が接続する複数の信号電路と、
   を含むことを特徴とする装置。
10. 前記流体ラインの前記圧力の増加が、前記容積の前記サイズを増大させることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 前記アクチュエータの前記第１及び第２の部分は、それぞれ、シリンダ及びピストンであり、該ピストンは、該シリンダ及び該ピストンが共同で容積を形成するように該シリンダ内に位置し、
    前記容積の圧力を変えて前記シリンダに対して前記ピストンを移動させるために該容積に接続された前記流体ライン、
    を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
12. バネと、
    前記ピストンに固定された第１の部分と前記バネに接続した第２の部分とを有し、該バネの力を調節して前記シリンダに対して該ピストンを水平にするように調節可能であるバネ調節機構と、
    を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 前記アクチュエータは、膨張可能かつ収縮可能な空気袋を含み、該アクチュエータの前記第１及び第２の部分は、該空気袋の対向する側であることを特徴とする請求項９に記載の装置。
14. 前記接触器支持構造体と、前記端子と、補償部分の輪郭表面以外に該接触器ボードアセンブリの表面の平面度を改善する輪郭表面を有する補償部分とを有する接触器ボードアセンブリを更に含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
15. 前記装置フレームに取り外し可能に装着可能なカートリッジフレームを含み、前記接触器ボードがその一部を形成するカートリッジと、
    前記接触器支持構造体上の接触器インタフェースと、
    前記接触器インタフェースの表面に接続するための表面を有するコネクタインタフェースと、
    を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の装置。
16. 前記カートリッジは、共通サブアセンブリと、第２の固有の接触器サブアセンブリと互換的である第１の固有の接触器サブアセンブリとを含むことを特徴とする請求項１５に記載の装置。
17. 前記共通サブアセンブリと前記第２の固有の接触器サブアセンブリの間の区域と連通し、かつ前記カートリッジの外側に出口を有する減圧通路と、
    前記共通サブアセンブリと前記第２の固有の接触器サブアセンブリの間の前記区域の圧力を低減するために前記減圧通路の前記出口に接続されたポンプと、
    を更に含むことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. カートリッジフレームと、
    固定された位置で装置フレームに前記カートリッジフレームを装着するための該カートリッジフレーム上の構造と、
    接触器支持構造体と、
    前記接触器支持構造体によって保持された複数の端子と、
    前記カートリッジフレームと前記接触器支持構造体の間に接続されて、互いに対して移動可能である第１及び第２の部分と、該第１及び第２の部分の間に形成された容積と、該容積に接続されて該容積を空気が通るのを可能にし、それによって該容積のサイズを変え、該カートリッジフレームに対して該接触器支持構造体を移動させ、前記端子がデバイスの接点に対して押圧されるように該接触器支持構造体を前記装置フレームに対してかつ保持具の表面に向けて移動させる流体ラインとを有するアクチュエータと、
    前記容積に接続されて該容積を空気が通るのを可能にし、それによって該容積のサイズを変え、前記端子が前記デバイスの接点に対して押圧されるように前記接触器支持構造体を前記保持具に向けて前記装置フレームに対して移動させる流体ラインと、
    前記流体ラインの前記空気の圧力が所定の値に到達した時に、圧力逃がし弁を通して該流体ラインから空気を自動的に放出するために該流体ラインに接続された圧力逃がし弁と、
    前記接触器支持構造体によって保持されてインタフェースを前記端子に接続する複数の導体と、
    を含むことを特徴とするカートリッジ。
19. 前記流体ラインの前記圧力の増加が、前記容積の前記サイズを増大させることを特徴とする請求項１８に記載のカートリッジ。