JPS5932740B2 - 同軸配列スペ−ス変換器 - Google Patents

同軸配列スペ−ス変換器

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JPS5932740B2
JPS5932740B2 JP50066658A JP6665875A JPS5932740B2 JP S5932740 B2 JPS5932740 B2 JP S5932740B2 JP 50066658 A JP50066658 A JP 50066658A JP 6665875 A JP6665875 A JP 6665875A JP S5932740 B2 JPS5932740 B2 JP S5932740B2
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JP
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probe
coaxial
space converter
circuit board
electrical
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コステンコ ジユニア アレクサンダ−
ジエイ ツカズイツク ジユニア ウイリアム
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    • 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
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/073—Multiple probes
    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07314—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being perpendicular to test object, e.g. bed of nails or probe with bump contacts on a rigid support
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
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  • Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は大規模集積技法によつて製造された高回路密度
装置をテストするための装置に関する。
さらに具体的には、本発明はテスト中の装置と電気的コ
ンタクトを形成するために高速度電子テスト装置を高精
度に形成された小さなプローブ構造体に電気的に結合す
るために使用される同軸配列スペース変換器に関する。
同軸配列スペース変成器は広い配列体から高密度配列体
へ電気的接続を変換するものである。
この物理的変換においては、導電路の電気的特性は高速
度集積電子素子が成功裡にテストされ得る電気的環境を
与えるために制御される。本発明の同軸配列スペース変
換器は米国特許第３８０６８０１号に開示されたる如き
プローブ構造体と組み合わして使用される時特に有用で
ある。
例えば、集積回路の如き素子の電気的特性を得るために
は、テストからテスト中の回路もしくは装置への接続路
はテスト信号及びテスト結果を歪ませない様な制御され
た電気的環境を有する事が必要とされる。この事はテス
トを受ける素子のたえざる回路速度の増大に照してみる
時特に重要である。従つて、有効な有用情報を得るため
には、テスタからテスト中の装置へ及び逆の電気路は一
定のインピーダンスを有し、この一定のインピーダンス
環境のくずれが最小になる如く注意深く制御されなけれ
ばならない。電気装置の回路速度に加うるに電子装置の
入出カパツド密度及び多重性が増大しつ＼ある。
これ等の因子は、実際上もしくは製造上の見地から最小
の許容可能な歪環境を達成する事と相容れない。テスタ
からテスト中の装置へ及び逆の電気的経路の主部分がス
ペース変換機能に使用される。その目的は、広域配列の
テスタから多数の電気的導体を取り出し、これ等を装置
の入出力パツド密度パターンと相似もしくは同一の高密
度配列体へ変換する事にある。テスタからテスト中の装
置への導電路長はスペース変換器によつて主要部分が占
められるので、電気テストを成功裡に行うためには、一
定インピーダンス環境が必要とされる。本発明は、同軸
ケーブル、印刷回路板及び追加の構造素子を使用し、こ
れ等を最小の不連続性及び最小の漏話を有する一定イン
ピーダンス環境を得る如゛く、新規な構造体へ構成され
た同軸配列スペース変換器を与える事によつて上記の必
要性を満足させる。これについては米国特許第３７３１
１９１号を参照されたい。
米国特許第３７３１１９１号はその電気的パラメータが
評価される半導体素子への低抵抗電気接続を形成するの
に特に適した多重プローブ・テスト回路組立体に向けら
れている。
米国特許第３７３１１９１号の発明に従えば、複数個の
プローブ素子がテストを受ける回路装置の端子コンタク
ト・パターンに対応した固定配列体をなす如く共通の支
持ハウジングにより固定的に保持されたコンタクト装置
が与えられる。
プローブ素子は個々の管状プローブ案内内に除去可能に
含まれ、この中で圧縮可能である個々のプローブ線等を
有する。所望の配列をなしてのプローブ素子の固定は、
回路装置のテスト“コンタクト・パターンと対応する様
配列された複数個の開孔を有する支持ハウジングの支持
板部分を含む封止ハウジングにより与えられる。
管状プローブ案内の各々の１端は板開孔内で支持板に固
定され、他端は好ましくはプローブ案内の遠隔端と対向
する圧縮板と隣接及び接触してハウジング内に保持され
る。
プローブ線はプローブ案内内に十分に挿入される時は、
ハウジング支持板の端を越えて制御された量だけ延び、
他方プローブ線の遠隔端は圧縮板に接する様設計されて
いる。管状プローブ案内は高導電性材料であり、他方プ
ローブ線は高い耐摩耗性を有する導電性材料である。電
気的回路の連続性はプローブ案内内のプローブ線の表面
接触によつてなされ、案内はハウジング上に取り付けら
れ、外部テスト回路等に接続するための手段を有する外
部接続板に接続されている。米国特許第３７３１１９１
号においては、プローブ案内はハウジング内の端間で屈
曲する事が好ましい。
従つてコンタクトがテスト端子となされる時は、プロー
ブ線はばね状の性質を有し、プローブ案内内で圧縮可能
であり、プローブ線の曲率及びばね状の性質は電気的コ
ンタクトをプローブ案内のコンタクト端に極めて接近し
て生ぜしめる。従つて、比較的高抵抗のプローブ線の短
かい長さのみが電気回路中にあり、高導電度プローブ案
内が外部回路と主たる電気接続体として働く。プローブ
案内及びプローブ線は導電性であるので、コンタクト装
置、特に支持板及び圧縮板は実質土誘電材料より形成さ
れる。さらにプローブ案内はプローブ素子が定位置に固
定されるのみならず相互に電気的に絶縁される如く誘電
体材料内に完全に封止されている。米国特許第３８０６
８０１号はそのプローブの各々がその断面積の数倍の長
さに形成され、予定の軸方向負荷が加えられた時にプロ
ーブが湾曲もしくは偏向する様にされたプローブ・コン
ダクタに向けられる。
これはパツドの高さの変動によつて生ずるプローブの偏
向に無関係に半導体チツプ上の複数個のパツドに同一力
が加えられる事を可能とする。米国特許第３８０６８０
１号はプローブがパツドと係合する予定の範囲内にチツ
プ上のパツドが高さを有する限り、チツプ上のパツドの
相対的高さに無関係にチツプ上のパツドの各々にプロー
ブの各々が実質上一定の力を加えるプローブ・コンダク
タを与える。
これはプローブの各々をその断面積の数十倍の長さを有
する如く形成し、プローブの各々がビームであると見做
され得る如くする事によつて達成される。プローブの各
々はプローブとパツドが係合する事により、予定の力を
越える任意の追加の力を防止する如くプローブに軸方向
にロードするために予定の力がパツドに係合する端に印
加される時に或る範囲にわたつて偏向される様に設計さ
れる。本発明の主目的は、大規模集積技法によつて製造
される高回路密度装置をテストするためのテスト装置中
のプローブ構造体と共に使用されるための改良されたプ
ローブ変換器を与える事にある。
本発明の主目的は、集積回路装置をテストするためのテ
スト装置において使用されるための同軸配列体スペース
変換器を与える事にある。テスト装置及びテスト中の装
置間には実質上一定の電気的パラメータ環境が保持され
る。本発明のさらに他の目的は、密な間隔の電気的接点
の第１の小パターンとそれより密でない間隔の接点の第
２の大パターン間に一定のインピーダンス環境を与える
ためのテスト装置に使用される改良スペース変換器を与
える事にある。
本発明の他の目的は、第１の面の極めて小なる領域に配
列されたｎ個の接点すなわちコンタクトを小距離だけ変
位された第２の面の小領域に配列されたｎ個のコンタク
トに夫々接続し、上記第１の面中のｎ個のコンタクトと
上記第２の面中の上記ｎ個のコンタクト間のｎ個の接続
体の各々は均一で等しいインピーダンスのような電気的
パラメータを有する事を特徴とする電気的コネクタを与
える事にある。
本発明のさらに他の目的は、第１の群のコンタクトが夫
々互いに極めて密に間隔が隔てられ、第２の群のコンタ
クトが夫々互いにより密でない間隔に隔てられ、上記ｎ
個の接続の各々は実質上等しい及び均一なインピーダン
ス特性を有し、これによつて上記ｎ個の接続体間の漏話
が最小にされる第１の群のコンタクトの各々と第２の群
のコンタクトの予定の１つを電気的に接続するためのス
ペース変換器を与える事にある。
本発明の他の目的は、大規模集積技法によつて製造され
る極めて小さな電子装置をテストするためのテスト装置
において使用されるためのスペース変換器構造体を与え
る事にある。
スペース変換器は第１のプレート面内に存在する密な間
隔を有する第１のコンタクト配列体、上記第１のプレー
ナ面に平行である第２のプレーナ面内に存在する相対的
に広い間隔を有する第２のコンタクト配列体、上記第１
のコンタクト配列体と第２のコンタクト配列体間にあり
、上記第１のコンタクト配列体の個別的１個と第２のコ
ンタクト配列体の個別的１個を電気的に相互接続する複
数個の導電体、上記複数個の導電体を互いに間隔を隔て
た関係に支持する構造体とより成り、上記複数個の導電
体によつて与えられる第１のコンタクト配列体から第２
のコンタクト配列体への電気的経路が均一な電気的特性
を有する。本発明のさらに他の目的は、米国特許第 ３８０６８０１号に開示された型の可撓性のビーム・プ
ローブ構造体と組合せで使用されるための改良スペース
変換器を与える事にある。
本発明の他の目的は、テストを受ける装置からテスト装
置への電気経路の不連続性を最小にするための同軸スペ
ース変換器である。
本発明の他の目的は、テストを受ける装置からテスト装
置への電気経路間の漏話が最小にされる同軸スペース変
換器を与える事にある。
本発明の他の目的は、テスト装置とテストを受ける装置
を相互接続するための改良スペース変換及びプローブ構
造体を与える事にある。
第１図を参照するに、本発明の同軸配列スペース変換器
と共に使用される可撓性のビーム・プローブ・コンダク
タが示されている。
プローブ・コンダクタはテスト中の装置４２に直接的な
電気的コンタクトを与えるために使用される。第１図に
おいてテスト中の装置４２は半導体材料のウエハとして
示されている。この技術分野の専門家にとつて容易に明
らかなる如く、半導体ウエハは大規模集積技法により製
造された高回路密度装置を各各有する複数個の半導体チ
ツプより成り得る。同軸配列スペース変換器４５とプロ
ーブ３０間の相互接続は第４図に示された如くプローブ
・ビーム即ちピン３１及びパツド４６のコンタクトによ
つて形成される。プローブ・ピン３１及びパツド４６の
整列はスペース変換器４５中の開孔に一致してプローブ
３０上の直径上に配向されただぼピン３２を使用して達
成される。同軸配列スペース変換器４５へのプローブ３
０の固定はスペース変換器内に固定される直径上に配向
されたねじ３３により得られる。プローブ・コンダクタ
３０及び同軸配列スペース変換器４５の係合に際し、密
に配列された多数の接続が容易に分離され得るインター
フエイス上に形成され得る。このインターフエイスはプ
ローブ・コンダクタの取り換えを容易にする事を理解さ
れたい。同様にこのインターフエイスは、スペース変換
器によつて与えられるコンタクトもしくはパツド４６と
同数のもしくはこれ以下の多数のプローブを有するプロ
ーブ・コンダクタの使用を可能とする。さらにこのイン
ターフエイスは適当なコンタクトを有し、スペース変換
器と一致する様設計された任意の適当なプローブ・コン
タクトの使用を可能とする。同軸配列スペース変換器は
プローブの密な配列体からテスタの幅広い配列体へ変換
される電気的導電路を与える。
スペース変換器及びテスタ間のコンタクトは第１図に示
された如くパツド４７において成される。パツド４７に
対するコンタクトは、市販のばねもしくはプランジヤ型
のコンダクタもしくは片持ばりビーム・コンダクタの如
き任意の適当な装置によつてなされる。他のインターフ
エイスと共にこのインターフエイスにおいても、分離可
能なコンタクト・インターフエイスが多数の点で達成せ
られるが、今度は比較的広々とした配列体をなしている
。明らかに、このインターフエイスはテスト装置からス
ペース変換器４５及び、もしくはプローブ・コンダクタ
の分離を容易にする。
第２及び３図を参照するに、同軸配列スペース変換器は
電気的に導電性で好ましくは金属である板４９によつて
構造的に支持された複数個の同軸ケーブル４８を使用し
ている。
各レベルに対し、板４９はケーブル４８を保持するため
の溝もしくはチヤンネルを有する。板４９は適当な放射
状に間隔を隔てられたチヤンネルを有する黄銅であり得
る。同軸ケーブル４８は同軸配列スペース変換器の中心
に収束する。同軸ケーブルの一部は予じめ剥脱されてい
る。即ち外部シールド及び誘電体は除去されて、ケーブ
ルの導電性中心部即ち導体５６（第２図）のみが延出す
様にされている。第２図に示されたる如く同軸配列スペ
ース変換器の中心部で、導体５６はダイス５０を貫通し
ている。このダイス５０は同軸ケーブル４８のすべてか
らの導体５６を保持し、アセンブルされた時これ等の線
の幾何学関係は所望の密なパターンをなす様にされてい
る。このパターンはプローブ・コンダクタ３０（第１図
）のプローブ・ピン３１のものと同一であり、電気的接
続が２つの間になされる様にされている０ダイス５０は
適当な電気的絶縁材料で形成され、同軸ケーブルの導体
５６の間に電気的導電路が存在しない様にされている。
スペース変換器の外方直径において、組立て前に適当に
予じめ剥脱された同軸ケーブル４８の中心導体５６は第
５Ａ図に示された如く有機材料の印刷回路板５２の下部
表面上の電気的に導電性の条片即ちランド５１にはんだ
付けされる事によつて付着される。各ランドは同軸ケー
ブルと同一インピーダンス特性を有する如く設計されて
おり、連続的なインピーダンス経路を与えている。ラン
ド５１はめつきされた貫通開孔５４により印刷回路板５
２の上部表面上のパツド４７に夫々電気的に接続されて
いる。導電性板４９とコンタクトする事によつてすべて
共通にされた同軸シールド５５からの接地路は貫通開孔
６１（第５Ａ図）及び／もしくは導電性のねじ５８（第
１図）によつて印刷回路板５２の上部表面の接地板リン
グ５７に電気的に接続されている。この構造体の組立は
ダイス５０を第１の支持板４９へ取付ける事によつて開
始される。
第２図に示されたる如く、両端が剥脱された同軸ケーブ
ル４８はダイス５０の開孔の配列中の適当な位置に置か
れた中心導体５６を有する。剥脱されない部分のケーブ
ル４８は板４９及び同軸ケーブル４８の外方シールド５
５間に良好な電気的コンタクトが形成される事を保証す
る電気的導電性のエポキシ樹脂により板４９に付着され
る。第１のレベル（板４９）のすべての位置が同軸ケー
ブルで占められた時、次の板４９が第１のレベル板上に
位置付けられる。板４９は導電性のエポキシ及び／もし
くは導電性のねじにより結合される。組立体中のだぼピ
ンはすべての層に対しての整列を与える〇同軸ケーブル
はこ＼で土述の如くダイス５０及び第２の板４９の溝へ
アセンブルされる。すべての層が完成された時、この組
立体の中心部（第３図）はＥｎｌｅｒＳＯｎａｎｄＣｕ
ｒＩｌｍｉｎｇＳ社 ＳＴＹＣＡＳＴ８ＮＯ．ｌ２６６
の如き良好な誘電体特性を有する流し込み化合物でかた
められる。硬化後、下部表面６０（第３図）は機械加工
され、同軸ケーブル４８の各々の導体５６が所望の格子
パターン即ち配列（第５図参照）をなしている平坦な表
面が与えられる。
プローブ・コンタタタ３０及びスペース変換器４５間の
相互接続のためのコンタクト領域は夫々同軸ケーブル４
８の中心導体５６の直径である。中心導体５６の端は所
望の良好な耐摩耗性及び低いコンタクト抵抗表面を与え
るために適当にめつきされる（４６）（第４図）。次に
多層同軸組立体は印刷回路板５２に付着される。
ねじ５８により機械的に固定された（第１図）、同軸ケ
ーブルの自由端は中心導体５６を印刷回路板の線即ちパ
ツド５１にはんだ付けする事により付着される。線５１
は印刷回路板の下部表面から上部パツド４７へ電気経路
を与えるめつきされた貫通開孔５４へ連続される。上部
表面上のパツド４７はアクセスを容易にするために広々
とした配列に配列されている。第５Ａ図中に示されたる
如く、接地リング５７はすべての同軸ケーブル・シール
ドと電気的に接続されている。
このリング５７は所望の接地接続を外部的に接続する手
段を与える。第６及び６Ａ図は代表的同軸ケーブルがど
の様にして導電路に接続された電気的素子を有するかを
示す。
この例においてはキヤパシタ６２が同軸ケーブルに付着
されている。キヤパシタの一端は中心導体５６に接続さ
れ、他端は同軸シールド５５に接続されて大地に対する
キヤパシタンスを形成している。
【図面の簡単な説明】
第１図は米国特許第３８０６８０１号に開示された型の
プローブ・コンダクタと共に使用される本発明の同軸配
列スペース変換器の組立体の図である。 ３０・・・・・・プローブ・コネクタ、３１・・・・・
・ピン、３２・・・・・・だぼピン、３３・・・・・・
ねじ、４８・・・・・・同軸ケーブル、４９・・・・・
・導電板、４２・・・・・・ウエハ、４５・・・・・・
同軸配列スペース変換器、４７・・・・・・パツド、５
２・・・・・・回路板、５７・・・・・・接地リング、
５８・・・・・・ねじ。 第２図は組立体のプロセス中の同軸配列スペース変換器
の一部の断面図である。 ４８・・・・・・同軸ケーブル、４９・・・・・・金属
板、５０・・・・・・ダイス、５５・・・・・・シール
ド、５６・・・・・・中心導体。 第３図はすべての導体が定位置を占め、流し込み化合物
で鋳造された同軸スペース変換体の中心部の断面図であ
る。 ４８・・・・・・同軸ケーブル、４９・・・・・・金属
板、５０・・・・・・ダイス、５６・・・・・・中心導
体、５９・・・・・・モールド、６０・・・・・・下部
表面。 第４図は同軸スペース変換器及びプローブ・コンダクタ
間のインターフエイスの拡大断面図である。 ３０Ａ・・・・・・プローブ・コンダクタ、３１・・・
・・・プローブ・ビーム、４６・・・・・・パツド、５
０・・・・・・同軸配列スペース変換器、５６・・・・
・・中心導体。 第５図は下部表面が機械研磨された中心部を示した同軸
スペース変換器の一部の断面図である。４８・・・・・
・同軸ケーブル、４９・・・・・・金属板、５０一・・
・・・ダイス、５６・・・・・・中心導体、５９・・・
・・・モールド、６０・・・・・・下部表面。 第５Ａ図は印刷回路板にはんだ付けされた１つの同軸ケ
ーブル、導線の中心部の相互接続を示した断面図である
。 ４８・・・・・・同軸ケーブル、４９・・・・・・金属
板、５６・・・・・・中心導体、５１・・・・・・ラン
ド、５２・・・・・・回路板、５４・・・・・・貫通開
孔、４７・・・・・・パツド、５５・・・・・・シール
ド、６１・・・・・・貫通開孔、５７・・・・・・接地
リング、第６図は１素子即ちコンデンサを１導体に接続
したスペース変換器の中心部の一部の断面図である。 ４８・・・・・・同軸ケーブル、４９・・・・・・金属
板、５０・・・・・・ダイス、５５・・・・・・シール
ド、５６・・・・・・中心導体、５９・・・・・・モー
ルド、６２・・・・・・コンデンサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 高回路密度の電子装置の電気接点に一端において接
    触するための複数個の可撓性のプローブを有するプロー
    ブ構造体と、前記プローブ構造体と接続するためのスペ
    ース変換器とを備える前記電子装置のためのテスト装置
    であつて、前記スペース変換器は、前記変換器の一方の
    面付近に設けられた、前記プローブに対応する高密度の
    複数個の個別的電気接点のアレイと、前記アレイの接点
    より大きい間隔の複数個の個別的な導電性接点領域及び
    該領域より相当大きい少なくとも１つの大接点領域を前
    記変換器の他方の面に有する回路板と、各内部導線が前
    記アレイの複数個の接点の予定の１つ及び前記回路板上
    の複数個の接点の予定の１つの間に接続されている複数
    本の同軸ケーブルと、前記複数本の同軸ケーブルを前記
    回路板との間に支持する導電性の板と、前記回路板の前
    記大接点領域、前記複数本の同軸ケーブルの外部シール
    ド部材及び前記導電性の板を共通に接続する手段と、を
    備える実質的な平板構造であることを特徴とするテスト
    装置。
JP50066658A 1974-06-28 1975-06-04 同軸配列スペ−ス変換器 Expired JPS5932740B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US484052A US3911361A (en) 1974-06-28 1974-06-28 Coaxial array space transformer
US484052 1974-06-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS516678A JPS516678A (ja) 1976-01-20
JPS5932740B2 true JPS5932740B2 (ja) 1984-08-10

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ID=23922539

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP50066658A Expired JPS5932740B2 (ja) 1974-06-28 1975-06-04 同軸配列スペ−ス変換器

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Country Link
US (1) US3911361A (ja)
JP (1) JPS5932740B2 (ja)
DE (1) DE2525166C2 (ja)
FR (1) FR2275781A1 (ja)
IT (1) IT1038694B (ja)

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