JPH11183564A - テスト・フィクスチャ及びこれを用いる半導体試験装置 - Google Patents

テスト・フィクスチャ及びこれを用いる半導体試験装置

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JPH11183564A
JPH11183564A JP9350886A JP35088697A JPH11183564A JP H11183564 A JPH11183564 A JP H11183564A JP 9350886 A JP9350886 A JP 9350886A JP 35088697 A JP35088697 A JP 35088697A JP H11183564 A JPH11183564 A JP H11183564A
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JP
Japan
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line
socket
test fixture
coplanar waveguide
test
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JP9350886A
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English (en)
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Tadaaki Yumikura
忠昭 弓倉
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Advantest Corp
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Advantest Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】マイクロ波帯域の高周波信号を入出力するDU
TのICピン端子を特性インピーダンスで接続するDU
Tボード上の伝送線路において、伝送特性を向上して良
好なるDUTボードとしたテスト・フィクスチャ及びこ
れを用いる半導体試験装置を提供する。 【解決手段】ICピン端子の両側に接地用のICピン端
子を備える被試験デバイスに対して、DUTを装着する
ICソケットをDUTボードの基板上に実装してマイク
ロ波帯域の電気的試験を行うテスト・フィクスチャにお
いて、ICソケットのソケット端子の直下部位を所定特
性インピーダンスとするコプレーナ導波路により形成
し、以後の線路をマイクロ・ストリップ線路により形成
するDUTボードであるテスト・フィクスチャ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、マイクロ波帯域
の高周波信号を入出力する被試験デバイスに対応したD
UTボードを備えるテスト・フィクスチャ及びこれを用
いる半導体試験装置に関する。特に、マイクロ波帯域の
高周波信号を入出力するICピン端子の両側に接地用の
ICピン端子配列を備える被試験デバイスに対応するD
UTボードに関する。
【0002】
【従来の技術】先ず、被試験デバイスについて説明す
る。被試験デバイス(DUT)の中にはマイクロ波帯域
の移動体通信機器等で使用されている高周波用のMMI
C(Monolithic Microwave Integrated Circuit)があ
る。このDUTのパッケージにはSOPやQFPがあ
る。更に、このDUTにおけるマイクロ波帯域の高周波
信号を入出力するICピン端子P1の両側には、図3
(b)に示すように、良好な高周波特性を得る為に接地
用のICピン端子P2、P3を備えるピン配列構造を有
している。例えば信号用ICピン端子P1とこの隣接ピ
ンとの間隔は、ICリード自身が0.22mm幅あるの
で、0.43mmほどと非常に狭い間隔となっている。
【0003】次に、一般的なDUTボードについて図3
(a)を参照して説明する。DUTボード100は、半
導体試験装置で試験する為のテスト・フィクスチャ(Te
st fixture)の構成要素であり、DUTの各ICピン端
子と電気的に接触する基板である。通常は、直下にある
テスト・フィクスチャを構成するテストヘッド(図示せ
ず)へ装着固定されて半導体試験装置の本体側と電気的
に接続される。但し、一部の特殊な回路要素や信号源や
測定器をこのDUTボード上に直接搭載する構成のもの
もある。尚、このDUTボード100はDUTのICピ
ン配列が異なる品種毎に個別に製作される。高周波信号
を必要としない一般的なDUTボードは、DUTに対応
したICソケット50を備え、このICソケット50を
介し、通常のポゴピンやコネクタ等(図示せず)を介し
てテストヘッドと電気的に接続される。
【0004】次に、マイクロ波帯域、例えば10GHz
程度に至る高周波信号を入出力するDUTに対応するD
UTボード100の構造について図3(a)を参照して
説明する。尚、前記高周波信号用のICピン端子P1以
外の他のICピン端子については上述同様のポゴピンや
コネクタ等が通常使用される。マイクロ波帯域の高周波
信号を入出力するDUTのICピン端子P1において
は、所定の特性インピーダンスでテストヘッドと接続す
る必要がある。この為に図3(a)の要部側面構造図に
示すように、DUTボード100の端辺にSMAレセプ
タクル60を設け、これとICソケット端子T1間をコ
プレーナ導波路70による50Ωの伝送線路で接続する
接続形態としている。テストヘッドへはSMAレセプタ
クル60から同軸ケーブルで接続される。
【0005】コプレーナ導波路70は、ICリード間が
図3(b)に示すように0.43mmと非常に狭い間隔
であり、接地用のICピン端子P2、P3の配列を考慮
すると、図3(c)に示すように、信号線路両側に接地
導体を備え、基板の裏面にも接地導体を備えるコプレー
ナ導波路70が最適である。MMICの入出力ピンは通
常50Ωとなっているから、伝送線路の特性インピーダ
ンスも50Ωとしなければならない。尚、コプレーナ導
波路の特徴としては、信号導体幅Wと、接地導体との間
隔Sにより所望の特性インピーダンスが得られるので、
ICリード間隔が狭くても所望の50Ωとする設計が容
易な利点がある。ここで、コプレーナ導波路の設計につ
いては周知の技術であるので説明を省略するが、参考文
献としてMWE'96 Microwave Workshop Digest,p461-p47
0,1996の「コプレーナ導波路(CPW)を用いた回路設
計」がある。
【0006】DUTのICリード間の間隔が上述した
0.43mmの場合における信号導体幅Wの一例として
は、W=0.26mmであり、接地導体との間隔SはS
=0.20mmである。しかしながら、この程度に極め
て細い信号導体幅W及び接地導体との間隔Sにおいては
線路長が長くなってくると次に説明する別の問題を生じ
る。線路長が50mmの場合の伝送特性例を図4に示
す。横軸は周波数軸であり、縦軸は進行波の伝送特性で
ある。ここで注目すべきことは、線路が極めて細い為に
伝送線路自体が高域で共振ロスを生じる点である。図4
の例では5GHz以上の複数ポイントにおいて共振現象
に伴う著しい伝送ロスを生じている。このような伝送特
性のコプレーナ導波路70では所定の信号レベルを授受
してデバイス試験実施する上で、動作不安定を生じたり
測定誤差を招いたりする為好ましくなく、実用上の難点
がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述説明したように、
DUTボード100のマイクロ波帯域の高周波信号を入
出力するコプレーナ導波路70による伝送線路において
は、極めて細い信号導体幅W及び接地導体との間隔Sで
ある為に、伝送線路自体が高域で共振してしまう不具合
がある。即ち、マイクロ波帯域用のDUTを試験実施す
る上で都合が悪く、測定誤差を招いたり試験可能な周波
数限界をもたらしたりして好ましくない。これらの点で
従来の伝送線路によるDUTボード100は実用上の難
点がある。そこで、本発明が解決しようとする課題は、
マイクロ波帯域の高周波信号を入出力するDUTのIC
ピン端子を特性インピーダンスで接続するDUTボード
上の伝送線路において、伝送特性を向上して良好なるD
UTボードとしたテスト・フィクスチャ及びこれを用い
る半導体試験装置を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】第1に、上記課題を解決
するために、本発明の構成では、ICピン端子P1の両
側に接地用のICピン端子P2、P3を備えて、マイク
ロ波帯域の高周波信号を入出力する被試験デバイスに対
して、DUTを装着するICソケット50をDUTボー
ド100の基板上に実装して設け、ICソケット50及
び基板を介して電気信号を授受してマイクロ波帯域の電
気的試験を行うテスト・フィクスチャにおいて、ICソ
ケット50の当該ソケット端子T1の直下部位を所定特
性インピーダンスとするコプレーナ導波路10により形
成し、以後の線路をマイクロ・ストリップ線路により形
成するDUTボード100であることを特徴とするテス
ト・フィクスチャである。上記発明によれば、マイクロ
波帯域の高周波信号を入出力するDUTのICピン端子
P1を特性インピーダンスで接続するDUTボード上の
伝送線路において、高域における伝送特性を向上して良
好なるDUTボードとしたテスト・フィクスチャが実現
できる。
【0009】第1図は、本発明に係る解決手段を示して
いる。第2に、上記課題を解決するために、本発明の構
成では、ICピン端子P1の両側に接地用のICピン端
子P2、P3を備えて、マイクロ波帯域の高周波信号を
入出力する被試験デバイスに対して、電気的試験を行う
DUTボード100を介してテスト・フィクスチャと電
気信号を授受してマイクロ波帯域の電気的試験を行うテ
スト・フィクスチャにおいて、繰返しDUTを着脱交換
するICソケット50は、高周波信号を入出力するIC
ピン端子P1と接地用のICピン端子P2、P3に対し
て所定特性インピーダンスで伝送可能なソケットピン端
子構造を有する表面実装用のICソケット50を具備
し、高周波信号を入出力するICピン端子P1とICソ
ケット50の当該ソケット端子T1が接続された状態
で、直下のDUTボード100の信号線路の導体幅と接
地線路間のギャップ間隔を所定特性インピーダンスとな
る導体パターンを必要最小線路長で形成するコプレーナ
導波路10を具備し、上記コプレーナ導波路10の線路
端部にマイクロ・ストリップ線路側の導体幅となる所定
特性インピーダンスのテーパ状のコプレーナ導波路で形
成するテーパ部15を具備し、上記テーパ部15以後に
接続する伝送線路は所定特性インピーダンスとなる一定
導体幅の線路パターンを形成したマイクロ・ストリップ
線路部20をDUTボード100に具備していることを
特徴とするテスト・フィクスチャがある。
【0010】また、マイクロ・ストリップ線路部20の
線路端部にSMAレセプタクル60を実装接続するパタ
ーン構造を形成したマイクロ・ストリップ線路部20
と、マイクロ・ストリップ線路部20の端部に接続する
SMAレセプタクル60とをDUTボード100に具備
していることを特徴とする上述テスト・フィクスチャが
ある。
【0011】また、上述テスト・フィクスチャを備えて
マイクロ波帯域の高周波デバイスを試験することを特徴
とする半導体試験装置がある。
【0012】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を実施
例と共に図面を参照して詳細に説明する。
【0013】本発明のDUTボード100上に形成した
伝送線路の一実施例について、図1を参照して説明す
る。この図はDUTボード100の上面図である。
【0014】本発明の伝送線路は、コプレーナ導波路1
0と、マイクロ・ストリップ線路部20とで成る。コプ
レーナ導波路10は、高周波入出力ICピン端子P1と
接地用のICピン端子P2、P3に対応するICソケッ
ト50直下に形成する必要最小線路長の長さ、例えば3
mm前後の短い線路長であり、細い平行導体幅のコプレ
ーナ導波路10と、太い導体幅のマイクロ・ストリップ
線路部20に合わせる為のテーパ部15から成る。無論
50Ωの特性インピーダンスの条件となるようにテーパ
部15を含めたコプレーナ導波路を形成することは言う
までもない。この結果、このコプレーナ導波路10にお
いては、線路長が短い為に、共振現象を示す周波数は遙
かに高くなり、実用上無視できる。従って、この部位に
よる従来の高域での伝送ロスは生じない。
【0015】マイクロ・ストリップ線路部20は、外部
へ接続するSMAレセプタクル60までの比較的長い距
離間を、基板の比誘電率εrと基板の厚みで決まる比較
的太い一定導体幅の線路、例えば0.5mm導体幅のマ
イクロ・ストリップ線路である。この部位では導体幅が
太い為に十分高域まで良好な伝送特性が得られる。
【0016】上述の結果、コプレーナ導波路10とマイ
クロ・ストリップ線路部20とで形成された伝送線路
は、この線路形成に伴う共振現象を示す周波数は遙かに
高い周波数に移動する。従って10GHzをはるかに超
える周波数帯域まで伝送特性が改善され、実用上支障と
ならない大きな利点が得られる。
【0017】上述で形成した伝送線路の伝送特性例を図
2に示す。横軸は周波数軸であり、縦軸は進行波の伝送
特性である。この図の伝送特性に示すように10GHz
以上に渡って共振現象に伴う伝送ロスや不具合となるレ
ベル変化はなく、極めて良好な伝送線路に改善されたこ
とが判る。従って、DUTの信号レベルを授受してデバ
イス試験を実施する半導体試験装置にとって極めて好ま
しい伝送線路が実現できた。この結果、従来のように、
測定誤差を招いたり試験可能な周波数限界をもたらすよ
うな不具合を解消できる大きな利点が得られる。
【0018】尚、本発明の構成は、上述実施の形態に限
るものではない。例えば半導体試験装置以外において、
マイクロ波帯域に及びデバイス試験を行う他のテスト・
フィクスチャに対しても同様に適用できることは明らか
である。また、図5のSMAレセプタクル60を下面に
配置した他の配置例に示すように、中心導体が基板を貫
通してマイクロ・ストリップ線路部20と接続し、更に
この中心導体の円周部位に分布定数線路となるアース導
体、例えば図6に示すように、ビアホールを多数配列し
て成る分布定数線路構造がある。この場合でもこの部位
は等価的に分布定数線路となり、この部位のリターンロ
スが15dB以上得られる結果、マイクロ波帯域まで十
分実用可能な伝送線路が実現できる。また、SMAレセ
プタクル60に代えて他の高周波用のレセプタクルを使
用する接続形態、あるいは直接同軸ケーブルを接続する
接続形態、あるいは他の能動素子回路、受動素子回路へ
接続する接続形態に適用しても良い。また、DUTをI
Cソケットを介さず直接実装する回路にも適用できるこ
とは明らかである。
【0019】
【発明の効果】本発明は、上述の説明内容から、下記に
記載される効果を奏する。上述実施形態に説明したよう
に本発明は、細い導体幅の線路に対しては必要最小線路
長のコプレーナ導波路10とし、残りの線路長を比較的
太い一定導体幅のマイクロ・ストリップ線路部20で伝
送線路を形成することにより、伝送線路自体が共振現象
を示す周波数がははるかに高い周波数に移動可能となる
結果、高い周波数まで良好な伝送特性領域が伸びる大き
な利点が得られる。従って、半導体試験装置に使用され
るDUTボード100では測定誤差を招いたり試験可能
な周波数限界をもたらすような不具合を解消できる大き
な利点が得られる。従って本発明の技術的効果は大であ
り、産業上の経済効果も大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の、DUTボード上に形成した伝送線路
構造例である。
【図2】本発明の、伝送線路の伝送特性例である。
【図3】テスト・フィクスチャの要部構造図と、MMI
Cのピン配列と、コプレーナ導波路の形成構造である。
【図4】従来の、伝送線路の伝送特性例である。
【図5】テスト・フィクスチャの他の要部構造図であ
る。
【図6】本発明の、SMAレセプタクルと接続する他の
伝送線路構造である。
【符号の説明】
P1,P2,P3 ICピン端子 10,70 コプレーナ導波路 15 テーパ部 20 マイクロ・ストリップ線路部 50 ICソケット 60 SMAレセプタクル 100 DUTボード

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ICピン端子の両側に接地用のICピン
    端子を備える被試験デバイス(DUT)に対して、該D
    UTを装着するICソケットをDUTボードの基板上に
    実装してマイクロ波帯域の電気的試験を行うテスト・フ
    ィクスチャにおいて、 該ICソケットの当該ソケット端子の直下部位を所定特
    性インピーダンスとするコプレーナ導波路により形成
    し、以後の線路をマイクロ・ストリップ線路により形成
    するDUTボードであることを特徴とするテスト・フィ
    クスチャ。
  2. 【請求項2】 ICピン端子の両側に接地用のICピン
    端子を備える被試験デバイス(DUT)に対して、マイ
    クロ波帯域の電気的試験を行うテスト・フィクスチャに
    おいて、 高周波信号を入出力するICピン端子と接地用のICピ
    ン端子に対して所定特性インピーダンスで伝送可能なソ
    ケットピン端子構造を有するICソケットと、 当該ソケット端子直下のパターンを必要最小線路長で形
    成するコプレーナ導波路と、 上記コプレーナ導波路の線路端部にマイクロ・ストリッ
    プ線路側の導体幅となるテーパ状のコプレーナ導波路で
    形成するテーパ部と、 上記テーパ部以後に接続する伝送線路は所定特性インピ
    ーダンスとなる一定導体幅の線路パターンを形成したマ
    イクロ・ストリップ線路部と、 をDUTボードに具備していることを特徴とするテスト
    ・フィクスチャ。
  3. 【請求項3】 マイクロ・ストリップ線路部の線路端部
    にSMAレセプタクルを具備していることを特徴とする
    請求項1又は2記載のテスト・フィクスチャ。
  4. 【請求項4】 請求項1、2又は3記載のテスト・フィ
    クスチャを備えて高周波デバイスを試験することを特徴
    とする半導体試験装置。
JP9350886A 1997-12-19 1997-12-19 テスト・フィクスチャ及びこれを用いる半導体試験装置 Pending JPH11183564A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005070050A (ja) * 2003-08-25 2005-03-17 Delaware Capital Formation Inc 半導体回路のための検査インタフェースシステムと半導体パッケージを検査するためのコンタクタ
US7688092B2 (en) 2006-06-01 2010-03-30 Advantest Corporation Measuring board for electronic device test apparatus

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Effective date: 20021224