JPH06213938A - 接続装置 - Google Patents

接続装置

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JPH06213938A
JPH06213938A JP5294696A JP29469693A JPH06213938A JP H06213938 A JPH06213938 A JP H06213938A JP 5294696 A JP5294696 A JP 5294696A JP 29469693 A JP29469693 A JP 29469693A JP H06213938 A JPH06213938 A JP H06213938A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】DUTとの複数の高周波接続を可能にする接続装
置。 【構成】ICウェハ試験に用いられる本発明の一実施例で
は高周波信号は必須である。低周波信号もまたケーブル
等を介してプリント回路に提供される。高周波信号の伝
送には通常同軸ケーブルが用いられる。本実施例では、
基板上に高周波信号用マイクロストリップを設け、低周
波信号はプリント回路板と基板の間を固着する導電弾性
体の相互接続ストリップによってプリント回路板から基
板へと接続される。プリント回路板を通過する同軸アダ
プタはばね付勢される中心導体を有し、これによりケー
ブルとマイクロストリップの信号ストリップの間を押圧
し、接触させる。本発明の一実施例では、平坦なばねを
同軸アダプタ・コネクタ本体のバレルに接続させ、基板
上で同一平面接地接点と押圧され、接触する。他の実施
例では、同軸ケーブルのシールドとマイクロストリップ
の接地面との距離を短くすることによって、伝送線イン
ピーダンスの不連続性を最小化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高周波電子的コネクタに
関し、特に、同軸ケーブルを高周波マイクロストリップ
又はその他の非同軸伝送線に適合せしめるコネクタに関
する。
【０００２】
【従来技術とその問題点】多くの電子的試験をおこなう
アプリケーションでは、刺激信号(stimulus signals)の
DUT（被測定デバイス）との多数の同時接続及び応答信
号と試験装置との多くの同時接続を提供することができ
るフィクスチュアが要求されている。例えば、集積回路
ウェーハ試験、ハイブリッド試験、多重チップ・モジュ
ール試験、プリント回路板の試験等が挙げられる。特
に、ウェーハ・プローブ・フィクスチュアはプローブの
近傍のインタフェース回路および数百程度の信号接続線
を必要とし、これらの全てが極めて限定されたスペース
に収納される。回路の動作速度と複雑さが増すにつれ
て、このような回路を動作速度で試験することはますま
す困難になっている。従来のニードル・プローブ・ウェ
ーハ・フィクスチュアは、典型的には、100MHz以上の周
波数には使用できない。マイクロ波周波数(50GHzまで)
用に設計されたプローブは、一般に、パッド・カウント
が低いデバイスにのみ適している。低周波信号と数ギガ
ヘルツにおよぶ帯域幅の高周波信号を同時に混合した数
百個ものプローブ用のプローブ・フィクスチュアが必要
とされている。
【０００３】高周波数（＞100MHz）の場合、信号のひず
みと減衰を最小限に抑えるためにDUTもしくはフィクス
チュアを伝送線に組み入れることが可能である。回路モ
ジュール内の距離の短い共通の非同軸伝送線は、マイク
ロストリップ(microstrip)である。これはストリップ導
体と誘電体基板によって分離された平行で延長している
導電性表面から成る。代替の非同軸伝送線には、ストリ
ップ導体表面（空気によって分離される）と同一平面上
にある構成や、ストップ導体が、その上下の平行で延長
された導電表面を備える誘電基板内に埋設された構成
（ストリップ線）が含まれる。
【０００４】より長い距離の伝送には、同軸ケーブルが
用いられる。同軸ケーブルとマイクロストリップとの接
続は、典型的に、同軸コネクタを基板上のパッドにワイ
ヤ・ボンディングすることによって、または基板のエッ
ジ上に同軸コネクタをはんだ付けすることによって行わ
れる。ワイヤ・ボンディング又ははんだ付けされたコネ
クタは取り外しが容易ではなく、取り外すことによって
破損する恐れがある。スペース上の制約があるので、エ
ッジに取り付けたコネクタは実装可能な高周波接続の数
が制約される。加えて、エッジに取り付けたコネクタは
望ましくない長い信号経路を必要とすることがある。マ
イクロストリップに対するワイヤ・ボンディングやはん
だ付けを必要としない高周波信号用の一時的な接続、す
なわち取り外し可能な接続の手段が必要とされている。
さらに、エッジ以外の基板内部の高周波信号の接続手段
が必要とされている。特に、集積回路ウェーハの試験に
おいて、低周波数用に多数の一時的な接続を行い、同時
に外部の同軸ケーブルとテストフィクスチュア内部のマ
イクロストリップとを一時的に接続するためのテストフ
ィクスチュアが必要である。
【０００５】マイクロストリップから同軸ケーブルへの
移行によって、伝送線インピーダンスに回避できない不
連続性(discontinuity)が生じ、一方、それによって反
射による信号のひずみが生ずる。このような反射を最小
限に抑える接続構成を有する一時的な、すなわち容易に
取り外しできる接続手段が必要である。特に、マイクロ
ストリップの接地面と同軸ケーブル上のシールドとの間
に短い経路を付与することが必要である。
【０００６】
【発明の目的】本発明の目的は、上述の問題点を解消
し、取り外しが容易で、高周波域においても精度の高い
接続を可能とする接続装置を提供することにある。
【０００７】
【発明の概要】本発明は同軸コネクタとマイクロストリ
ップとの間を接続するための一時的な、すなわち取り外
しが容易な接地された接点を提供するものである。本発
明は伝送線インピーダンスの不連続性を最小化し、ケー
ブル・シールドからマイクロストリップの接地への短い
接地経路を提供するものである。マイクロストリップ等
の非同軸伝送線は信号と接地の両方に同一平面上の接点
を設けることに適している。同一平面上のマイクロスト
リップの接地接点と同軸ケーブルのシールドとの接続
は、同軸アダプタ・コネクタのバレルに接続された平坦
なばねタブによって付与される。
【０００８】
【発明の実施例】図１は、本発明の実施例を説明するた
めの集積回路ウェーハ・プローブ・テスト・フィクスチ
ュアを示している。テスト・フィクスチュアは、ウェー
ハ（図示せず）上の集積回路上のボンディング・パッド
を探針するための小型プローブ１０２を備えた厚膜のセ
ラミック基板１００を有している。セラミック基板１０
０は図示した実施例では最大１４４個のプローブを支持
することができる。加えて、トリミングが施された抵抗
(trimmed resistors)及びバイパス・コンデンサ等の特
注厚膜回路（図示せず）がDUTの近傍に設けられてい
る。プリント回路板１０６は電源と低周波刺激信号と応
答信号を供給するためのリボン・ケーブル・コネクタ１
０８を有している。弾性相互接続ストリップ１１０は、
セラミック基板１００上のトレースをプリント回路板１
０６の底部のトレースと接続させる。弾性相互接続スト
リップ１１０は、補強棒部材(stiffener bar)１１２
（４個のうちの１個）、クランプ１１４（４個のうちの
１個）、ねじ１１６（４個のうちの１個）及び小型のね
じ山付挿入部材１１８（２０個のうちの１個）によっ
て、セラミック基板１００とプリント回路板１０６との
間を固定する。
【０００９】弾性相互接続ストリップ１１０は市販の材
料であり、ストリップの表面と垂直な方向には電気的に
導通しているが、ストリップの表面に沿って導電しない
性質のものである。例えば、ストリップは縦方向に短い
ワイヤが埋設されたシリコン・ゴムより形成される。適
切な材料には、例えば、カリフォルニア州の「Shin-Ets
u Polymer America, Inc.」で製造されている「ＧＤ形
インターコネクタ」がある。
【００１０】図１には、同軸アダプタ（図１には図示せ
ず）のねじ山が設けられた本体を受容する大きなより大
きいねじ山付き挿入部材１２０（２８個のうちの１個）
も示されている。同軸アダプタは高周波数信号に用いら
れ、セラミック基板１００上のマイクロストリップと接
触する必要がある。図１に示したフィクスチュアでは、
セラミック基板１００は低周波と高周波の特殊な混合及
びボンディング・パッドの特殊なパターンを伴う特殊な
集積回路に整合している。プリント回路板１０６は全て
の集積回路用に汎用的に設計されているが、特定の需要
に合わせて特別の設計でもよい。
【００１１】図２は図１のフィクスチュアの部分断面図
である。図２では、図１と同様に、弾性相互接続ストリ
ップ１１０はプリント回路板１０６の底部のトレースを
セラミック基板１００上のトレースと接続させる。弾性
相互接続ストリップ１１０は、補強棒部材１１２（４個
のうちの１個）、クランプ１１４（４個のうちの１
個）、ねじ１１６（４個のうちの１個）及び小型のねじ
山付挿入部材１１８（２０個のうちの１個）によって、
セラミック基板１００とプリント回路板１０６との間を
固定する。より大きいねじ山付挿入部材１２０（２８個
のうちの１個）が同軸アダプタ２００（２８個のうちの
１個）のねじ山が設けられた本体を受容する。アダプタ
２００は、ばね付勢された中心導体ピン２０２を有して
おり、このピンがセラミック基板１００の上側表面上の
高周波マイクロストリップ信号トレースと接触する。図
２には、同軸ケーブル２０６に取付けられた同軸ケーブ
ル・コネクタ２０４も示されている。特定のウェーハ試
験用フィクスチュアのアプリケーションでは、同軸ケー
ブル・コネクタ２０３は超小型シリーズＡ（ＳＭＡ）雄
コネクタである。
【００１２】図３は図２に示したばね付勢された中心導
体ピン２０２の断面図である。金属本体３００は中心導
体ピン２０２を支持し、このピンは導電性ボール３０２
とばね３０４と止めねじ３０６と接触している。本体３
００の一方の端部を貫通するスリット３０８によって、
図２のコネクタ２０４等の係合同軸コネクタの中心導体
ピンの柔軟な（拡張可能な）接触を提供する。ピンの本
体３００がテフロン・スリーブ４０２内に押圧されて、
この組み立てられたピンとスリーブはアダプタ本体４０
０内に押圧される（図４参照）。
【００１３】図２に戻ると、同軸ケーブル２０６は、同
軸コネクタ２０４上のねじ山が設けられたシェルと接続
するシールド２０８を有しており、一方、同軸コネクタ
はアダプタ２００がねじ込まれ(threaded onto)、最終
的にセラミック基板１００上の接地導体領域２１２と電
気的に接触する。図２に示した構成では、アダプタ２０
０の本体の接地経路は、大きいねじ山付挿入部材１２
０、ＰＣ板の接地面２１０を通って小さいねじ山付挿入
部材１１８、導電性（ベリリウム銅）クランプ１１４、
セラミック基板１００の底部の導電性裏面２１２へと至
る経路である。この循環する接地経路では、伝送線イン
ピーダンスの不連続性のため、接続の低ひずみ周波数範
囲が約３．２GHzまでに制約される。
【００１４】図５は改善された接地経路を備えた装置を
示している。図５において、接地パッド５００（２８個
のうちの１個）がメッキされたスルーホール５０２（５
６個又はそれ以上のうちの１個）によってセラミック基
板１００の裏側接地面２１２と接続するように、セラミ
ック基板１００の上側表面に取り付けられている。接地
ばね５０４（２８個のうちの１個）は、プリント回路板
１０６の底面とねじ山付ナット５０８との間を固定して
いる。接地ばね５０４は、アダプタ２００のバレルを接
地パッド５００と接続する。図５に示すように、接地ば
ねは、プリント回路板１０６の接地面またはプリント回
路板１０６上のトレースから独立している。従って、接
地ばねを使用することによって、同軸接続のための回路
板を必要としない。必要なのは、機械的に支持するため
のパネルだけである。
【００１５】図５に示すように、メッキされたスルーホ
ール５０２を有するセラミック基板１００は、セラミッ
ク基板上の伝送線がセラミック基板の底部に接地面を有
していると解釈することができる。ホールは、メッキし
てもよく、または良好な導電率の導体（例えば、ガラス
充填材を備える金）を充填してもよい。他の実施例で
は、導波管が同一平面の接地ストリップを有する信号ス
トリップを有することもできる（図８Ｃ参照）。同一平
面の導波管構造では、メッキされたスルーホールは必要
ない。
【００１６】図６は図５に示した接地ばね５０４の斜視
図である。接地ばね５０４は押圧接触を可能とする充分
な弾性を有する任意の導電性材料でよい。図１に示した
ような用途の場合はベリリウム銅が適している。
【００１７】図７は、図５の接地装置と共に使用される
トレースを図示した基板の平面図である。同軸アダプタ
のばね付勢された中心導体のための接触領域７００が設
けられている。さらに、接地ばねのためのより大きい付
加的な接触領域７０２が設けられる。セラミック基板の
裏面への低インピーダンス経路のため、接地ばねの接触
領域７０２の近傍には複数のメッキされたスルーホール
５０２が設けられている。
【００１８】図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃには、単一の外側
タブを有する接地ばねの例が示されている。図８Ａはそ
の一実施例である。図８Ａのばねは、同軸アダプタの本
体の下で湾曲した接点タブ８０２を有しており、その結
果、接地接点はシールドと直に同一線上にある。加え
て、図８Ｂの接地ばね８０４には、複数個のタブを使用
してもよい。複数個のタブは図８Ｃに示した同一平面上
の導波管用に特に適している。図８Ｃでは、信号ストリ
ップ８０６が同一平面の接地領域８０８によって囲まれ
ている。３個のタブを有する接地ばね８１０が３つの位
置で接地領域８０８と接触する。
【００１９】図９Ａ、図９Ｂは、非同軸伝送線のための
他の構成である本発明の一実施例を示している。図９Ａ
には、その上側表面（接続側）が底面の単一トレース９
０２を備える主接地面９００である基板が示されてい
る。この構成では、信号トレース９０２はアダプタ・コ
ネクタ（図２の２０２）の中心導体と接触するために、
基板を経てメッキされたスルーホール９０４によって導
電パッド９０６に接続されている。図９Ｂには、その両
側に主接地面９０８が設けられ、信号トレース９１０が
セラミック内に埋設された多層セラミック基板を示して
いる。図９Ａの場合と同様に、図９Ｂの信号トレース９
１０はアダプタ・コネクタ（図２の２０２）の中心導体
と接触するために、メッキされたスルーホール９１２に
よって導電パッド９１４に接続されている。図９Ａ及び
９Ｂに図示した構成では、接地ばねの構造は図８Ｃで示
したような複数個のタブを有することもできる。
【００２０】上述の説明は、本願発明の図示と説明のた
めになされたものである。本発明は、上述の構成以外の
ものを排除するものではなく、又、開示した精密な構成
に限定するものでもなく、上述の説明によってその他の
修正や変更が可能であることは明らかである。図示した
実施例は本発明の原理を説明するためのものであり、当
業者によって特定の用途に適合する種々の実施例と種々
の修正形で本発明を最良に活用できることは明らかであ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によって取
り扱いが容易で、広域な周波数範囲の信号経路を提供す
る同軸コネクタとマイクロストリップとの間を接続する
ための接地接点を提供し、さらに、シールドからマイク
ロストリップ等の接地面への距離を短くすることによっ
て、伝送線インピーダンスの不連続性を最小化する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である接続装置が用いられた
テスト・フィクスチュアの斜視図。
【図２】図１の部分断面図。
【図３】図２の部分詳細断面図。
【図４】図２に示した同軸アダプタの断面図。
【図５】図２に示した同軸アダプタのための他の実施例
である接地装置の部分断面図。
【図６】図５に示した接地ばねの斜視図。
【図７】図２の同軸アダプタと図６の接地ばねのために
用いられる基板の平面図。
【図８Ａ】本発明の他の実施例である接地ばねの概略
図。
【図８Ｂ】本発明の他の実施例である接地ばねの概略
図。
【図８Ｃ】本発明の他の実施例である接地ばねの概略
図。
【図９Ａ】本発明の他の実施例である同軸伝送性の構造
を示す図。
【図９Ｂ】本発明の他の実施例である同軸伝送性の構造
を示す図。
【符号の説明】
１００：基板 １０２、１０４：プローブ １０６：プリント回路板 １０８：ケーブル・コネクタ １１０：相互接続ストリップ １１２：補強棒部材 １１４：クランプ ２００：アダプタ ２０２：中心導体ピン ２０４：同軸ケーブル・コネクタ ２０６：同軸ケーブル ３０２：導電体ボール ３０４：ばね ３０６：止めねじ ３０８：スリット ４００：アダプタ本体 ４０２：スリーブ ５００：接地パッド ５０２、９０４、９１２：スルーホール ５０４、８００、８０４、８１０：接地ばね ５０８：ナット ８０２：接点タブ ８０６：信号ストリップ ８０８：接地領域 ９０２、９１０：信号トレース ９０６、９１４：導電パッド

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】同軸ケーブルを第１の表面と第２の表面を
    有するパネルに機械的に取り付けるためのアダプタ手段
    と、前記アダプタ手段は導電性アダプタ・バレルとは電
    気的に絶縁されたアダプタ中心導体を備えており、前記
    アダプタ・バレルがパネル内の穴を貫通し、前記同軸ケ
    ーブルのシールドと電気的に接続し、さらに、同軸ケー
    ブルが前記パネルの第１の表面でアダプタ手段に機械的
    に取り付けられるものであり、接地ばね穴を有する平坦
    部と前記平坦部に対してある角度で湾曲した一又はそれ
    以上のばねタブを有する導電性の接地ばねと、これによ
    り前記アダプタ・バレルが前記接地ばね穴を貫通し、前
    記接地ばねを前記アダプタ・バレルと前記パネルの前記
    第２の表面に取り付けるための機械的固着手段とから構
    成し、前記アダプタ・バレルに取付けられ、前記機械的
    固着手段と前記バネルの前記第２の表面との間で前記接
    地ばねを押圧するものであり、さらに、前記接地ばねタ
    ブが誘電体基板上の接地導体に対してばね付勢されたこ
    とを特徴とする接続装置。
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