JPH04319678A - Ｄｕｔ基板取付システム - Google Patents

Ｄｕｔ基板取付システム

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JPH04319678A
JPH04319678A JP3318363A JP31836391A JPH04319678A JP H04319678 A JPH04319678 A JP H04319678A JP 3318363 A JP3318363 A JP 3318363A JP 31836391 A JP31836391 A JP 31836391A JP H04319678 A JPH04319678 A JP H04319678A
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dut
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cam ring
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ロナルド・デイー・パーメンター
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/04—Housings; Supporting members; Arrangements of terminals
    • G01R1/0408—Test fixtures or contact fields; Connectors or connecting adaptors; Test clips; Test sockets
    • G01R1/0416—Connectors, terminals

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、ＤＵＴ基板取付システ
ムに関し、特にＤＵＴ基板の迅速な接続及び取り外しを
可能とするＤＵＴ基板取付システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体テストシステムは、集積回路（Ｉ
Ｃ）デバイスの動作特性を確認するテスト用に採用され
ている。制限された大きさのテストをするためには、Ｉ
Ｃデバイスは、被試験デバイス（ＤＵＴ：ｄｅｖｉｃｅ
ーｕｎｄｅｒーｔｅｓｔ）上に取り付けられているテス
トフイクスチュア内に載置され、またはＤＵＴ基板は、
高ボリューム製造テスト用の半導体ウェファプロバーま
たはパッケージハンドラを用いて取り付けられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体テス
トシステムでは、小型高密度入力及び出力ピン配列に対
応するため、多数の完全なデジタル信号とアナログ信号
をもってくることがますます要望されている。特に、混
合信号テスタでは、混合アナログ及びデジタルデバイス
用に種々異なるＤＵＴピン出力があるので、再構成可能
な被試験デバイスインタフェースを有することが望まれ
る。頻繁なＤＵＴ基板の変更や多数の信号への高品質接
続が可能という要求は、使用が容易で、高い予測性をも
ち大きく且つ可変の接続面積上に適切な圧力を及ぼすよ
うなＤＵＴ基板取付システムを必要とする。
【０００４】そこで、本発明の目的は、簡単に使用でき
、信頼度が高く、大きく且つ可変な接続面積上に適切な
圧力を与えることによって、多数の信号線への高品質な
接続を可能にするＤＵＴ基板取付システムを提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明によるＤＵＴ基板取付システムは、並列電気
接続インタフェースと少なくとも２つのガイドピンを有
する負荷基板と、前記負荷基板上に回転可能に取り付け
られ、その周辺に配設されたハンドルと複数の１次カム
を有するカムリングと、複数のカムフォロワを有するＤ
ＵＴ基板保持下げリングと、を備え、ＤＵＴ基板と前記
ＤＵＴ基板保持下げリングが前記ガイドピンによって前
記負荷基板の頂面上の所定位置に位置合わせされた後、
前記カムリング上の前記ハンドル回転によって、前記カ
ムリングを回転させ、前記カムリング上の前記複数の１
次カムと複数のカムフォロワとの相互作用により、前記
ＤＵＴ基板を前記負荷基板に向けて引き付け、前記ＤＵ
Ｔ基板上の並列電気接続表面を前記負荷基板上の前記並
列電気接続インタフェースと電気的に接続せしめるよう
に構成される。
【０００６】
【作用】本発明によれば、カムリングが負荷基板に回転
可能に取り付けられているカムリングＤＵＴ基板取付シ
ステムが得られる。ＤＵＴ基板と、カムフォロワをもつ
ＤＵＴ基板保持下げリングと、所望のピン保護プラスチ
ックリング層とは、負荷基板上の２つの位置合わせピン
によって正しい位置に位置合わせされ、負荷基板とＤＵ
Ｔ基板間の電気的接続嵌合を行わせる。付属ハンドルに
よってカムリングを回転させると、ＤＵＴ基板保持下げ
リング上のカムフォロワを負荷基板近傍に引き下げ、Ｄ
ＵＴ基板をコネクタと適切な電気的接触状態と為し、Ｄ
ＵＴ基板を負荷基板に電気的に接続する。第２番目のカ
ムとガイドピンのセットは、適切に搭載されたウェファ
プロバーまたはデバイスパッケージハンドラへの簡単な
取り付けを行わせるためのものである。
【０００７】
【実施例】次に、本発明について図面を参照しながら詳
細に説明する。図１〜５に示すＤＵＴ基板取付システム
は、その下部表面上に接続パッドをもつ多層回路基板か
ら成る負荷基板１２を有する。負荷基板１２は、特別な
被試験デバイス（ＤＵＴ）基板と半導体テストシステム
のすべての入／出力回路間の並列電気インタフェースを
与えている。このインタフェースの一部として、及び本
発明によれば、負荷基板１２は、円弧状の同心アレイ穴
２７（図２）を有し、小ガイドピン１、大ガイドピン２
及び４個のマウント１５が取り付けられている。スポー
クにより相互接続された２つの同心リング形状の負荷基
板支持部材１７上には、負荷基板１２が取り付けられて
いる。これらスポークの位置は、負荷基板１２内の円弧
同心状アレイ穴２７間の空隙位置に対応する。したがっ
て、負荷基板支持部材を、負荷基板１２上のいかなる電
気コンタクトをも短絡させることなく、アルミニウム等
の金属で作ることができる。
【０００８】カムリング４は、４個のマウント１５間の
負荷基板１２上に取り付けられている。カムリング４に
は、ハンドル５が取り付けられており、取付スロット１
３のセット、１次カム１８のセット及び２次カム２０の
セットを有する。これらスロットまたはカムの各セット
は、カムリング４に対して対称に配列された４個の別個
のスロットまたはカムから成る。取付スロット１３は、
マウント１５上の４個の取付スロットフォロワ１４を用
いることにより、負荷基板１２にカムリング４を回転可
能に取り付けるために用いられる。取付スロット１３は
、カムリング４の外側表面上にあり、負荷基板に対して
カムリング４の一部上のいかなる垂直方向の進行（動き
）も生成せず、または許容せず、むしろ回転運動を許容
しつつ垂直方向運動について制限する。許容されるカム
リングの回転運動の度合は、一対の停止ピン１６によっ
て制限される。一対の停止ピン１６は、最大の所望回転
が生じたときにマウント１５上の取付ブロック２１と相
互作用するような高さの取付スロット１３の１つの一側
上に配設されている。各取付ブロック２１は、取付スロ
ットフォロワ１４と同様に垂直フォロワ２５を支持する
。垂直フォロワ２５は、カムリング４の側部の上部と接
触し、回転時にその自由回転を妨げることなく、負荷基
板１２に対する水平運動に対してカムリングを固定する
ために回転する。少なくとも２つのマウント１５には、
また以下に述べる機能をもつ外部ガイドピン３９が搭載
されている。
【０００９】第１の支持リング８、第２の支持リング９
及び第３の支持リング７から成る支持リングの３層は、
カムリング４内側の負荷基板１２上にあり、小ガイドピ
ン１と大ガイドピン２により位置合わせされている。第
１と第２の支持リング８と９は、負荷基板支持部材１７
により受容されているねじ３１によって負荷基板１２上
に取り付けられている。第３の支持リング７は、更に以
下詳述するように、ねじ３４によって第１の支持リング
８に接続されている。第１、第２及び第３の支持リング
８，９及び７は、プラスチックや他の絶縁材料から適切
に作られ、プローブリセプタクル２２及びばねプローブ
２４から成る電気コネクタ列を保護する。該電気コネク
タは、また並列電気インタフェース部を形成し、ＤＵＴ
基板１１を負荷基板１２の接続パッドに電気的に接続す
る。プローブリセプタクル２２の下端は、負荷基板１２
にはんだ付けされる。支持リング８，９，７のそれぞれ
は、負荷基板１２内の円弧状の同心アレイ穴２７の対応
位置に支持リング穴列３２を有し、プローブリセプタク
ル２２の第１の支持リング８内のアレイ穴３２中への適
合を許容するとともに、ばねプローブ２４の第２及び第
３の支持リング９及び７内のアレイ穴３２中への適合を
許容している。
【００１０】図４は、負荷基板１２及び第１の支持リン
グ８内の対応する穴内に適合するときの単一プローブリ
セプタクル２２の寸法と詳細図を示す。負荷基板１２内
の穴２７は０．０２８インチ（０．７１ｍｍ）直径で、
０．０２７インチ（０．６８６）ｍｍ直径のプローブリ
セプタクル２２と適応する。プローブリセプタクル２２
は、０．０３０インチ（０．７６２ｍｍ）直径のウエイ
スト領域２３を有する。ウエイスト領域２３は、穴２７
の１つに入れられたとき、プローブリセプタクル２２を
負荷基板１２内に置く。ウエイスト領域２３の下方にあ
るプローグリセプタクル２２部は０．１７５インチ（４
．４４ｍｍ）の長さである。多層負荷基板１２は、略０
．１２５インチ（３．１８ｍｍ）厚である。こうして、
ウエイスト領域２３が負荷基板１２の上部表面上にある
ときには、プローブリセプタクル２２の略０．０５０イ
ンチ（１．２７ｍｍ）が負荷基板１２の底面から下方に
突出する。プローブリセプタクル２２のこの突出部は、
負荷基板１２上の隣接パッド部へのはんだ付けのために
用いられる。負荷基板１２と第１の支持リング８間の図
４に示すような空隙は、理解を容易にするために誇張さ
れているが、実際は殆どの対向面上のこれら２つの部品
間は無視できる程度の空隙である。第１支持リング８内
の支持リング穴３２は、０．０３９インチ（０．９９ｍ
ｍ）直径であり、プローブリセプタクル２２の０．０３
０インチ（０．７６２ｍｍ）ウエイスト領域２３上に簡
単に適合させるのに充分に大きい。
【００１１】第１の支持リング８は、略０．２１５イン
チ（５．４６ｍｍ）厚であり、したがって、プローブリ
セプタクル２２が負荷基板１２に対して、ウエイスト領
域２３上にあり、また第１の支持リング８が負荷基板１
２上にあるときには、プローブリセプタクル２２の上面
は第１の支持リング８の上面と同一面となる。その結果
、プローブリセプタクル２２の上端はテープまたはテン
ポラリ層表面によって所定位置に固定的に保持され、プ
ローブリセプタクル２２の下方端は負荷基板１２にはん
だ付けされる。
【００１２】図３Ｃを参照すると、第２の支持リング９
は、プローブリセプタクル２２中に適合された後のばね
プローブ２４を保護し、第３の支持リング７への通路を
与えている。ばねプローブ２４は、プローブリセプタク
ル２２と連係して、第２の支持リング９から突出する可
変長電気コンタクトを形成する。第３の支持リング７は
、プローブリセプタクル２２のアレイ内のばねプローブ
２４のアレイ上に適合し、保護する。第３の支持リング
７は、４個のねじ３４によって第１の支持リング８に接
続される。これらのそれぞれは、第２の支持リング９内
の円筒空間３８を通過し、第１の支持リング８中に圧入
された金属ねじ切り部材３５と嵌合する。第３の支持リ
ング７は、４個のばね３３によって、第３の支持リング
７の上部表面の下方に、ばねプローブ２４を維持するの
に充分な位置に上方向にばねバイアスされている。その
結果、ばねプローブ２４は、周辺物体との接触による損
傷や曲げに対して保護される。
【００１３】かかる種々ＤＵＴ基板の１つであるＤＵＴ
基板１１は、負荷基板１２内のアレイ穴２７の位置に対
応した底面上にコンタクトパッド列を有する。ＤＵＴ基
板１１は、第３の支持リング７の上面上に載置され、ガ
イドピン１及び２により位置合わせされる。ＤＵＴ基板
保持下げリング６は、ＤＵＴ基板１１の上面に載置され
、ガイドピン１及び２によって位置合わせされる。４個
の回転可能１次カムフォロワ３は、カムフォロワ支持ア
ーム１９上のＤＵＴ基板保持下げリング６の下方に配設
され、カムリング４の上面内に開口穴を介して適合し、
４個の１次カム１８への許容性を得る。
【００１４】さて、図２とともに図３Ａと図３Ｂを参照
すると、１次カム１８は、カムリング４の内表面上にあ
り、ＤＵＴ基板保持下げリング６（図１）上の１次カム
フォロワ３と係合する。３個のカムフォロワ支持アーム
１９は、図２中では図示されておらず、それらのうちの
１つ（上面）は、ＤＵＴ基板保持下げリング６、ＤＵＴ
基板１１及び第３の支持リング７の切り欠き部を通して
断面で示されている。カムフォロワ３が１次カム１８に
入り込む位置から１３度の角度だけカムリング４を回転
させると、各カムフォロワ３は、１次カム１８のセット
内の第１のデテントに動かされ、４個のばね３３の力及
びかかるばねプローブ列内の各ばねプローブ２４の累積
力に抗して０．１２インチ（３．０５ｍｍ）のカムリン
グ４と相対して保持下げリング６の全垂直下方向運動を
可能とする。各ばねプローブは、１．３ｏｚｆ．（３６
Ｎ．）の力をもち、それらのうち５００以上により及ぼ
される結合力は４０ポンド（１７８Ｎ）以上である。
【００１５】図３Ｃにおいて、第３の支持リング７、Ｄ
ＵＴ基板１１及びＤＵＴ基板保持下げリング６は、垂直
位置で示されており、すなわち、１次カムフォロワ３（
充分な時計方向のハンドル５）に抗して１次カム１８（
図３Ａ）の動作によって保持引き下げられていない。 １次カムフォロワ３が解放されるときはいつも、この位
置が仮定される。何故ならば、これらは４個のばね３３
の力によって上方向の力が加わるからである。この第３
の支持リング７の上方運動は、ねじ３４の頭部とボス３
７の上面間のコンタクトにより制限される。この非保持
下げ位置においては、ばねプローブ２４の先端は、ＤＵ
Ｔ基板１１上の各パッド（図示せず）から約０．００５
〜０．０１０インチ（０．１３〜０．２５ｍｍ）だけ離
隔されている。第２の支持リング９と第３の支持リング
７間の空隙は、約０．１１０〜０．１２インチ（２．８
〜３．０５ｍｍ）である。上述したように、１次カムフ
ォロワ３が第１のデテント３０に入り込む位置へのカム
リング４の回転は、約０．１２０インチ（３．０５ｍｍ
）の保持下げリング６の最大垂直下方向運動を生成する
が、そのすべてが現実に使われる訳ではない。何故なら
ば、１次カムフォロワ３は、１次カム１８と接触する前
に、この距離の途中まで既に下げられているからである
。したがって、ＤＵＴ基板保持下げリング６のクランプ
ダウン中に、保持下げリング６、ＤＵＴ基板１１及び第
３の支持リング７の現実の下方への進行は、約０．０８
インチ（２．０ｍｍ）となる。
【００１６】ハンドル５の影響下、１次カムフォロワ３
及び１次カム１８の相互作用が、第３の支持リング７、
ＤＵＴ基板１１及びＤＵＴ基板保持下げリング６を保持
下げ位置中に移動させる。第２の支持リング９と第３の
支持リング７間の空隙は、約０．０３０〜０．０４０イ
ンチ（０．７６〜１．０２ｍｍ）に狭まり、第３の支持
リング７上のボス３７は、第２の支持リング９内の円筒
空間３８中に部分的に下方向に延びている。このボスは
垂直寸法が約０．０５０インチ（１．３　ｍｍ）である
。円筒キャビテイ３６の深さは、約０．１６インチ（４
．１ｍｍ）であり、ネジ３４の頭部の厚さは約０．０６
インチ（１．５　ｍｍ）である。したがって、上部層が
０．０８インチ（２．０ｍｍ）に押え付けられたとして
も、ねじ３４の頭部とＤＵＴ基板１１間には大きなクリ
アランスがある。その結果、所望により、異なる型のプ
ローブリセプタクル及びばねプローブ２４等の他の部品
の多くの変形に対して安全マージンを得ることができる
。ＤＵＴ基板１１と保持下げ位置にあるＤＵＴ基板保持
下げリング６により、種々長さの電気コンタクト間、例
えばプローブリセプタクル２２及びばねプローブ間やＤ
ＵＴ基板１１上の対応コンタクト間の優れた電気接触が
維持されている。したがって、ＤＵＴ基板１１は、半導
体テストシステムの有効な部品となり、半導体テストシ
ステムによるテスト用の個々のＤＵＴ（被試験デバイス
）を受容可能状態となる。
【００１７】図２と図３Ｂを参照すると、２次カム２０
は、カムリング４の外側表面上にあり、ＤＵＴ基板１１
とＤＵＴ基板保持下げリング６が保持下げ位置にあると
き、プローバー／ハンドラーカムフォロワ支持アーム２
８上のプロバー／ハンドラーカムフォロワ２９との係合
用である。プロバー／ハンドラーカムフォロワ支持アー
ム２８は、外部ガイドピン３９により、ＤＵＴ基板１１
と位置合わせされる。第２のカム２０は、負荷基板１２
に相対するカムリング４の更なる１３度の回転回転に応
答して、０．１インチ（２．５４ｍｍ）のカムリング４
に対する支持アーム２８の垂直下方向運動を生ずる。第
２のカム動作に関連する１３度の更なる回転は、また１
次カムフォロワ３を１次カム１８内の第２のデテント２
６に移動させる。こうして、ＤＵＴ基板１１は、ウェフ
ァプロバーまたはデバイスパッケージハンドラ２８に設
置され、ウェファまたはデバイスのテスト生成が起きる
。
【００１８】ここで、ＤＵＴ基板保持引き下げリング６
は、種々物理的サイズをもつ広範囲なＤＵＴ基板ととも
に用いることができる。これらをコンパチブルとするた
めに必要なことは、これらをＤＵＴ基板保持引き下げリ
ング６に対する未使用部に置き、カムフォロワ支持アー
ム１９に対してカムリング４に至る通路を与えることで
ある。カムリング４は、２セットのカムと１セットの取
付スロットとを有するものとして説明されているが、よ
り少ないスロットやカムのセットを有する他の実施例も
考えられる。他の取付手段は、取付スロット１３を不要
とする。ウェファプローバやデバイスパッケージハンド
ラーインタフェースが要望されなければ、第２のカム２
０を除去することもできる。並列電気接続インタフェー
スは、負荷基板１２中にはんだ付けされているプローブ
リセプタクル２２から成り、ばねプローブが搭載され、
更に第１、第２及び第３の支持リング８，９及び７によ
り保護されているように説明されているが、他の構成も
可能である。例えば、図５に示す他の実施例では、プロ
ーバリセプタクル２２、ばねプローバ２４及び図１に示
す第１、第２及び第３の支持リング８，９及び７は、す
べてエラストマ（ＭＯＥ）トロイド４２で置き換えられ
る。他の導体手段も採用できる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるＤＵ
Ｔ基板取付システムは、使用性が高く、多数の信号線へ
の高精度接続を可能とし、ＤＵＴ基板の接続と取り外し
（切り離し）が迅速に行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＤＵＴ基板取付システムの分解側
断面図である。
【図２】本発明によるＤＵＴ基板取付システムの一部を
切り欠いた上面図である。
【図３Ａ】図２における３Ａー３Ａに沿うカムリング、
特に１次カムを示す図である。
【図３Ｂ】図２における３Ｂー３Ｂに沿うカムリング、
特に２次カムを示す図である。
【図３Ｃ】図２における３Ｃー３Ｃに沿った本発明装置
の種々部品の断面図である。
【図４】本実施例における単一電気リセプタクルと第１
の支持リング寸法と詳細を示す図である。
【図５】本発明の他の実施例のＤＵＴ基板取付システム
の分解側断面図である。
【符号の説明】
１，２，３９　　　　　　　　ガイドピン　　　　　　
３　　　　　　　　カムフォロワ ４　　　　　　　　カムリング　　　　　　　　　　　
　　　　　５　　　　　　　　ハンドル ６　　　　　　　　ＤＵＴ基板保持下げリング７，８，
９，２２，２４　　　　　　　　並列電気接続インタフ
ェース １１　　　　　　ＤＵＴ基板　　　　　　　　　　　　
　　　　１２　　　　　　負荷基板 １３　　　　　　取付スロット　　　　　　　　　　　
　　　１４　　　　　　取付スロットフォロワ １５　　　　　　マウント　　　　　　　　　　　　　
　　　　　２０　　　　　　第２のカム ２８　　　　　　他装置　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　２９　　　　　　カムフォロワ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】並列電気接続インタフェースと少なくとも
    ２つのガイドピンを有する負荷基板と、前記負荷基板上
    に回転可能に取り付けられ、その周辺に配設されたハン
    ドルと複数の１次カムを有するカムリングと、複数のカ
    ムフォロワを有するＤＵＴ基板保持下げリングと、を備
    え、ＤＵＴ基板と前記ＤＵＴ基板保持下げリングが前記
    ガイドピンによって前記負荷基板の頂面上の所定位置に
    位置合わせされた後、前記カムリング上の前記ハンドル
    回転によって、前記カムリングを回転させ、前記カムリ
    ング上の前記複数の１次カムと複数のカムフォロワとの
    相互作用により、前記ＤＵＴ基板を前記負荷基板に向け
    て引き付け、前記ＤＵＴ基板上の並列電気接続表面を前
    記負荷基板上の前記並列電気接続インタフェースと電気
    的に接続せしめることを特徴とするＤＵＴ基板取付シス
    テム。
  2. 【請求項２】前記並列電気接続インタフェースは、電気
    的接触保護層と可変長電気コンタクト列とを有すること
    を特徴とする請求項１に記載のＤＵＴ基板取付システム
    。
  3. 【請求項３】前記電気的接触保護層は、圧縮可能であり
    、前記電気的接触保護層が圧縮されているときには、可
    変長電気コンタクト列は接触用とされ、前記圧縮可能層
    が圧縮されていないときには前記可変長電気コンタクト
    列は保護されることを特徴とする請求項２に記載のＤＵ
    Ｔ基板取付システム。
  4. 【請求項４】前記カムリングは、更に、前記カムリング
    の周囲に配設された複数の第２のカムを有し、前記ハン
    ドルの回転により前記取付システムとＤＵＴ基板を、適
    当なカムフォロワを有する他の装置に設置することを特
    徴とする請求項１に記載のＤＵＴ基板取付システム。
  5. 【請求項５】前記カムリングは、更に複数の取付スロッ
    トを有し、前記ＤＵＴ基板取付システムは、更に、それ
    ぞれが前記取付スロットの１つと接触している取付スロ
    ットフォロワを有し、前記負荷基板に接続された複数の
    マウントを有することを特徴とする請求項４に記載のＤ
    ＵＴ基板取付システム。
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