JPH04252965A - 回路試験用プローブ装置 - Google Patents

回路試験用プローブ装置

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JPH04252965A JP2414958A JP41495890A JPH04252965A JP H04252965 A JPH04252965 A JP H04252965A JP 2414958 A JP2414958 A JP 2414958A JP 41495890 A JP41495890 A JP 41495890A JP H04252965 A JPH04252965 A JP H04252965A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回路試験用プローブ装
置、特に半導体試験システムを集積回路デバイスに接続
するための集積回路試験用プローブ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体試験システムは、集積回路(以下
“IC”という)デバイスの機能特性を検証するための
試験に使用される。通常の試験システムでは、ICデバ
イスは、被試験デバイス(以下“DUT”という)ボー
ド上に取り付けられたテスト・フィクスチャ内に配置さ
れる。DUTボードは、ICデバイスの個々のリードに
電気的に接続される接点パッドを有する。試験システム
から延びた電気信号プローブは、DUTボード上の接点
パッドと接触し、電気信号をICに供給し、且つICか
らの信号を監視する。
【0003】デジタルICデバイスを試験する半導体試
験装置の一例として、米国テクトロニクス社が製造する
LT1000型半導体試験装置がある。LT1000型
は、ICデバイスを受け入れる試験ヘッドと、被試験I
Cデバイスとの間の信号の送信、受信及び処理を制御す
るホスト・コントローラとを有する。試験ヘッドは、I
Cデバイスを載せるDUTボードを有する。DUTボー
ドは、ICに電気的に接続され、ボードに形成された被
めっきスルーホールまで延びる導電路を有する。DUT
ボードのスルーホールは、ボードの中心垂直軸から放射
状に直線的に延びるパターンに形成される。被めっきス
ルーホールは、DUTボードの反対側で試験パッドに電
気的に接続される。この試験パッドは、スルーホールと
同様に、DUTボードの中心から放射状に直線的に延び
るパターンに形成されている。ピン・カードに接続され
たばね偏倚式電気プローブは、DUTボードの接点パッ
ドに位置合わせされる。
【0004】ピン・カードは、試験ヘッドの端部で試験
ヘッドの中心から放射するパターン状に配列される。ば
ね偏倚式プローブは、ピン・カード・ボードに固定され
たフィクスチャ内に取り付けられる。プローブは、カー
ド上の導電路に直接にはんだ付けされる。電気的インタ
フェースは、ピン・カードをホスト・コントローラに接
続するために、試験ヘッド内に設けられる。
【0005】LT1000型は、64〜256個のピン
を有するデジタルICデバイスの試験装置である。試験
ヘッドで使用するピン・カードの個数は、被試験デバイ
スのピン数により決まる。使用上、ICデバイスを受け
入れるICテスト・フィクスチャをDUTボードに取り
付ける。DUTボードは、64〜256ピンを備えたど
のICでも受け入れられるように設計されている。試験
ヘッド上の固定機構は、ピン・カードのばね偏倚式プロ
ーブに対してDUTプローブを下げて、ボードを所定位
置に固定する。ICデバイスからホスト・コントローラ
への電気的接続は、DUTボードの一方の面上の導電路
、被めっきスルーホール、ボードの他方の面の試験パッ
ド、ばね偏倚式プローブ、ピン・カード上の電気回路、
ピン・カード・インタフェース、及び試験ヘッドからコ
ントローラへ延びる連結ケーブルを介して行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】同一チップ上でデジタ
ル及びアナログ信号の両方を処理するICデバイスの開
発において、半導体試験システムは、ICデバイスとの
間で、両種の信号をやり取りできなければならない。し
かし、ばね偏倚式プローブを使用する従来の技術では、
信号の分離が不充分であり、更に試験に必要なインピー
ダンス整合が不充分である。更に、このシステムで使用
する回路基板上でデジタル信号及びアナログ信号間を分
離する必要がある。
【0007】ICの混在信号試験に必要な信号分離及び
インピーダンス整合を行うためには、同軸ケーブルが必
要である。同軸ケーブルの一例は、アーデゾーネによる
米国特許第4588241号に記載されている。この米
国特許には、取り付けブロックに取り付けられ、可動中
心導体と、この中心導体から電気的に絶縁された円筒状
シールド導体の両方を有する電気信号プローブとが記載
されている。このプローブの中心導体は、同軸ケーブル
の中心導体に接続され、円筒状シールド導体はこの同軸
ケーブルの外側シールド導体に接続されている。このプ
ローブの欠点は、故障したプローブの修理及び部品交換
が困難なことである。プローブを回路基板に接続する同
軸ケーブルは、はんだ付けされず、プローブ及びCリン
グの様な固定手段を、プローブがそれを保持するフィク
スチャから完全に取り除かれる前にプローブ本体から取
り外す必要がある。この種の修理は、デバイスを試験す
るために、例えば256個のプローブを使用する環境で
は、時間がかかる。そこで、アナログ信号及びデジタル
信号が混在する環境において、ICデバイスを試験する
ための半導体試験システムが必要である。システムは、
試験システム内でのアナログ信号及びデジタル信号の分
離を行うと同時に、サービス及び修理が容易に行える必
要がある。
【0008】したがって、本発明の目的は、アナログ信
号及びデジタル信号が混在する環境で、アナログ信号を
デジタル信号と分離して良好に取り出し、アナログ試験
に必要なインピーダンス整合を得る回路試験用プローブ
装置の提供にある。本発明の他の目的は、修理及び部品
交換が簡単に行える回路試験用プローブ装置の提供にあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、集積
回路デバイスを、このデバイスが取り付けられたDUT
ボードを有する試験システムに電気的に接続する回路試
験用プローブ装置である。回路基板は、回路基板の対向
する表面上にあるデジタル伝送線路間に間挿され、且つ
これらから絶縁されたアナログ伝送線路を有する。アナ
ログ伝送線路は、アナログ線路から回路基板の表面に向
かって形成されたビアにより、回路基板の表面の一方に
接続される。このビアは電気接点パッドを形成し、導電
路を有する第2回路基板上に取り付けられた同軸プロー
ブ構体と位置が一致する。フレーム部材は、第2回路基
板に近接して配置され、同軸プローブ構体を受け入れる
ために形成された開口を有する。同軸ケーブル構体は、
フレーム部材の開口の一端内に配置され、互いに絶縁さ
れた中心導体及び円筒状外側導体を含むコネクタを有す
る。外側導体及び中心導体は、第2回路基板上の導電路
に電気的に接続される。同軸プローブは、フレーム部材
の開口の他端内に配置され、コネクタと嵌合する。同軸
プローブは、互いに絶縁された中心導体及び円筒状外側
導体を有し、これらの導体は、夫々コレクタの中心導体
及び円筒状外側導体に接続される。
【0010】
【実施例】図1は、半導体試験システム内のICデバイ
スを試験する際に使用する試験ヘッド10の部分切り欠
き図である。試験ヘッド10はタブ状構体12を有し、
この構体12内に同軸プローブ・カード14を配置する
。同軸プローブ・カード14は、背面板18に電気的に
接続された回路基板コネクタ16に挿入される。背面板
18は、連結ケーブル(図示せず)を介してホスト・コ
ントローラ(図示せず)に接続する。DUTボード20
は、DUTボード20及び同軸プローブ・カード14間
の電気的接続が行えるように、構体12上に取り付ける
。DUTボード20の中心には、ICテスト・フィクス
チャ22が取り付けられている。このボード20には、
ICテスト・フィクスチャ22を被めっきスルーホール
に接続するための導電路24が形成されている。ブライ
ンド(行き止まり)・ビア28は、DUTボード20に
埋め込まれた導電路26からボードの反対側の導電パッ
ドに延びる。機械的手段30は、試験ヘッド10上のD
UTボード20を下げ、固定するために設けられている
【0011】図1に示す様に、被めっきスルーホール2
6及びブラインド・ビア28は、DUTボード20の中
心垂直軸から放射する直線的列として形成されている。 同様に、同軸プローブ・カード14も、試験ヘッド10
の中心垂直軸から放射パターンに形成される。図2は、
図1の線A−A’に沿った試験ヘッド10の側面図であ
る。同軸プローブ・カード14は、試験ヘッド10内の
端部に配置する。この同軸プローブ・カード14は、コ
ネクタ16を介して背面板18に電気的に接続される。 コネクタ16の反対側の同軸プローブ・カード14の端
部には、同軸プローブ構体34を保持するためのフレー
ム部材32がある。機械的手段30を使用して所定位置
までボードが下げられると、同軸プローブ構体34は、
DUTボード20上のブラインド・ビア28と合致する
。同軸プローブ構体34及びブラインド・ビア28によ
り、被試験ICとアナログ信号をやり取りするための信
号分離及びインピーダンス整合が行われる。例えば、電
源をデバイス又はある種のデジタル信号に結合する場合
の様に、信号分離及びインピーダンス整合が重要でない
場合は、標準のばね偏倚式電気プローブを使用すればよ
い。
【0012】図3は、DUTボード20の構造を示す断
面図である。DUTボードは、デジタル及びアナログ伝
送線路の両方を有する多層回路基板である。デジタル伝
送線路40及び42は、DUTボード20の対向面44
及び46上に夫々形成され、アナログ伝送線路48は、
DUTボード20内に形成され、デジタル伝送線路40
及び42間に間挿される。各デジタル伝送線路は、回路
基板材料層54により接地面52から分離された導電路
50により形成される。アナログ伝送線路48は、回路
基板62及び64により導電路から分離された接地面5
8及び60間に間挿された導電路58により形成される
。ICに電力を供給するための電力供給路66は、デジ
タル伝送線路40、42及びアナログ伝送線路48間に
間挿される。電力供給路66は、回路基板材料層68に
よりデジタ及びアナログ伝送線路から分離される。
【0013】プローブ・カード14上の同軸プローブ構
体34と合致する導電パッドをDUTボード上に形成す
るには、アナログ伝送線路48の導電路56と、DUT
ボード20の表面44及び46の一方とを電気的に接続
する必要がある。この接続を行うために、ブラインド・
ビア70をDUTボード20に形成する。ブラインド・
ビア70は、DUTボード20に導電路56に通じる孔
72をあけることで形成する。孔の側面は導電材料74
でめっきする。孔72には、回路基板材料76を充填し
、次に、金めっきされた導電パッド78を、充填された
孔の上に形成する。ICテスト・フィクスチャ22及び
アナログ伝送線路48の導電路56間を、被めっきスル
ーホール80により電気的に接続する。同様に、デジタ
ル伝送線路40及び42の導電路50間も、被めっきス
ルーホールにより電気的に接続する。
【0014】DUTボード20の構造は、互いに絶縁さ
れたデジタル及びアナログ伝送線路の両方を備えると共
に、アナログ信号を正確に伝送するために十分なインピ
ーダンス整合特性を与える。従来のデジタル試験システ
ムで使用するDUTボード構造は、これらの条件を満足
していなかった。従来のデジタルDUTボード構造は、
隣接した接点パッドに電気的に接続された被めっきスル
ーホールを使用していた。しかし、この様な構造では、
アナログ試験に必要なインピーダンス整合を得ることが
できない。更に、信号クロストーク及び電磁干渉(EM
I)は、被めっきスルーホールと、このスルーホールを
接点パッドに接続する導電路とを介して信号に結合され
るという問題があった。
【0015】図4は、同軸プローブ・カード14、フレ
ーム部材32及び同軸プローブ構体34の分解斜視図で
ある。同軸プローブ・カード14は、平行な対向面90
、92及び端面94を有する。平行な対向面90及び9
2には、端面94のうちフレーム部材に最も近い端面ま
で延びる導電路96が形成される。フレーム部材32は
、リベット、ねじ等の適当な固定手段により端面94の
一部で、同軸プローブ・カード14に取り付ける。フレ
ーム部材32は、平行する対向面98及び100を有す
る。平行な対向面98及び100に対して平行な中心軸
104を有する各開口102は、同軸プローブ構体34
を受け入れるために、フレーム部材32に形成される。 好適な実施例では、複数の開口102はフレーム部材3
2に、平行な2列に並んで形成される。これら2列の一
方の列の開口102の中心軸104は、同軸プローブ・
カード14の表面98及び100の一方と一線状に整列
し、他方の列の開口102の中心軸104は、同軸プロ
ーブ・カード14の他方の表面と一線状に整列する。
【0016】各同軸プローブ構体34は、図5の断面図
で示す様なコネクタ110及び同軸プローブ112を有
する。コネクタ110は、同軸プローブ・カード14(
図4)の近接する開口102の一端114に固定される
。コネクタ110は、絶縁材料120により互いに絶縁
された円筒状外側導体116及び中心導体118を有す
る。開口102に挿入されるコネクタ110の端部には
絶縁材料は存在せず、中心導体118が露出して延びた
スリーブ122が形成されている。コネクタ110の他
端では、電気リード124及び126は、中心導体11
8及び円筒状外側導体116から延び、同軸プローブ・
カード14上の導電路96に接続される(図4参照)。
【0017】同軸プローブ112は、開口102の他端
128に固定され、コネクタ110と嵌合する。同軸プ
ローブは、絶縁材料134により互いに絶縁された円筒
状外側導体130及び中心導体132を有する。外側導
体130は、開口102の直径と一致する第1直径13
6、及び導体110のスリーブ122の直径と一致する
小さい第2直径を有する。絶縁材料の一部は、中心導体
132が露出して内部に延びるスリーブ140を形成す
るために、第2直径の外側導体138の部分から除去さ
れる。第2直径の外側導体138は、開口102に挿入
され、コネクタ110と嵌合する。同軸プローブ112
の他端の円筒状外側導体130及び中心導体132は、
プローブの軸に沿って互いに独立して移動する。
【0018】同軸プローブ構体34の構造は、DUTボ
ード20及び同軸プローブ・カード14間でアナログ信
号を結合させるために必要なインピーダンス整合特性を
有すると共に、同軸プローブ112は取り替えが容易で
ある。同軸プローブ112の第2直径の外側導体138
は、この外側導体と電気的に接続されるコネクタの円筒
状外側導体116に摺動的に嵌合する。同時に同軸プロ
ーブの中心導体132は、この中心導体と電気的に接続
するコネクタの中心導体118と当接する。同軸プロー
ブ112及びコネクタ110は、コネクタ110のスリ
ーブ122に形成された突起部142により機械的に固
定される。この突起部142は、同軸プローブ112の
第2直径の外側導体138に形成された凹部144と嵌
合する。
【0019】他の方法でフレーム部材を取り付けるには
、同軸プローブ・カード14の平行な対向面90及び9
2の一方に対してフレーム部材の面が同一平面になるよ
うに配置する。この構造において、同軸プローブ構体3
4のコネクタ110から延びたリード124は、被めっ
きスルーホール内に挿入され、所定位置にはんだ付けさ
れる。
【0020】
【発明の効果】本発明は、ICデバイスにアナログ及び
デジタル信号の両方を結合する半導体試験システムに、
ICデバイスを接続する回路試験用プローブ装置である
。DUTボードである第1回路基板は、互いに絶縁され
たデジタル及びアナログ伝送線路の両方を有し、アナロ
グ信号を正確に伝送するのに必要なインピーダンス整合
を実現する。同軸プローブは、第2回路基板に取り付け
られ、且つ第1回路基板と接触し、試験システムのホス
ト・コントローラとの間でアナログ及びデジタル信号の
やり取りができるようにする。同軸プローブは、第2回
路基板に取り付けられたフレーム部材に固定された同軸
プローブ構体の一部である。同軸プローブ構体は、フレ
ーム部材に形成した開口の一端に挿入され、第2回路基
板に電気的に接続されるコネクタを有する。同軸プロー
ブは、機械的及び電気的にコネクタと結合し、信号伝送
用のインピーダンス整合信号路を実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回路試験用プローブ装置を使用した試
験ヘッドの一部切り欠き図である。
【図2】本発明の装置を使用した試験ヘッドの断面側面
図である。
【図3】本発明の装置を接続する被試験デバイス・ボー
ドを示す断面図である。
【図4】本発明の回路試験用プローブ装置を示す分解斜
視図である。
【図5】図4で示す同軸プローブ構体の断面図である。
【符号の説明】
14  同軸プローブ・カード 32  フレーム部材 110  コネクタ 112  同軸プローブ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  少なくとも一方の面上に導電路が形成
    された回路基板と、該回路基板の端部に取り付けられ、
    貫通孔を有するフレーム部材と、該フレーム部材の上記
    貫通孔の一端内に配置され、互いに絶縁されると共に、
    上記回路基板上の上記導電路に電気的に接続された外側
    導体及び中心導体を有するコネクタと、上記フレーム部
    材の上記貫通孔内で上記コネクタと嵌合して該コネクタ
    の上記外側導体及び中心導体に夫々電気的に接続し、上
    記貫通孔外で被試験個所に接触する外側導体及び中心導
    体を有する同軸プローブとを具えたことを特徴とする回
    路試験用プローブ装置。
JP2414958A 1990-01-05 1990-12-27 回路試験用プローブ装置 Expired - Fee Related JP2630509B2 (ja)

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