TW200305024A - Flexible test head internal interface - Google Patents

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0) 0)200305024 玖、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明） 發明所屬之技術領域 本發明是有關於一種用以測試電路元件之併用於測試 頭之導電路徑，且特別是有關於一種併用於測試頭之可 伸纟倍電路。 先前技術 自動測試系統經常用於測試積體電路。此種自動測試 系統包括測試頭，其包含提供輸入模擬信號至待測元件 (device under test，DUT)與偵測並測量DUT輸出之相關回應信號 之南速電路。測試信號必需關於信號位階，波形與暫時 性特徵而精準產生。此外，測試頭可包含電源，其提供 電源至DUT與參數測試電路以測試DUT之關键電路參數。 測試頭可架構成測試各種類型的裝置，包括數位邏輯 裝置，記憶體裝置，類比裝置與混合信號裝置。 待測裝置任意數量之電路接點點或“接腳⑦叫”，其將内 部電路連接至外部電路以形成整個系統。測試頭透過些 接腳來輸入與偵測測試信號及/或提供電源電壓與接地連 =:在此說明書中，經常使用到“接地”，且其所代表之 乃為，、般…、w並為習知此技者所了解。比如，對 兒路舁私源'’其代表共同回歸與相對。電壓，點，不論是 否連接至地。而另一例 關 二 列 關於對DUT之信號輸出，其代 表〈°號之回歸路徑，立可主 少一 〃 了為冋軸電纜或雙絞線之個別路 徑：如印刷電路板上之數個帶狀電線㈣丨㈣之共同接地 面之共享共同路徑’或此兩者之組合。信號之回歸路徑可 200305024 (2) 發明說明續頁 連接至相對0電壓之共同點，未必 頭之内部且/或在DUT上。 一般，對DUT之各信號接腳，測 位，類比或混合信號至測試電路 腳電路”，而接腳電路之整體集人 各裝置接腳必需有一個接腳電路。 白計之接腳電路 列測试具有此接腳數量之—部 <八 電路設計成使其能在測試程式之 測試頭内之數以百計之接腳電路 當可觀的熱量，且其通常必需包 接腳電路必需能產生及/或接 信號。因此，在現在及數年後 及/或接收並處理具數百MHz〜^ 號。此外，各別接腳電路之時 制並分析DUT之接腳之信號。^ 小失真與反射下’傳送於接腳’ 此，測試頭必需設計成，其可 (device handler) ’’，比如晶圓探查器 機，其允許各DUT位於告w 万、非近測t 試位置。然而，接腳電路與相 數英吋之信號傳送路彳⑤。 〜合k。較好： 阻抗所實施’如50與75 〇hm。甚> 幾乎為相同長度以將接腳至接^ 要連接至地，其為測試 試頭必需提供各別之數 。此種電路通常稱為“接 稱為接腳電路。待測之 通常測試頭將包括數以 卜腳之單一裝置，或者並 -數個裝置。一般，接腳 :制下使用於各種用途。 :其他電路元件將產生相 冷卻裝置於測試頭内。 相容於DUT正常操作之 接腳電路將要正確產生 、甚至數百GHz頻寬之信 必需嚴密地同步，以控 I ’測試信號必需在最 路與裝置接腳之間。因 接（dock)至“裝置操作機 晶片操作機或封裝操作 "•員内之該接腳電路之測 DUT接腳之間通常存在 傳輸線由具指定特徵 ，較好是，所有傳輸線 之信號延遲最小化至可 發明說明續頁 200305024 (3) 接受的程度。在習知技術中，同軸電纜經常使用 頭内以形成整體傳輸送之部份。 測試頭之實際大小與形狀必需設計成使得其能 將要對接之裝置操作機。併用於機械測試頭定位 測試頭必需適合於特別體積，其一般小於一立方 此，容納接腳電路，傳輸線與其他必要裝置與元 間將有限。在多數例中，需要直徑為數吋之貫穿 許操作者來觀看DUT是否位於測試位置與其是否 中。此種觀看孔將佔去可觀之有限空間。 除了接腳電路與DUT接腳間之信號傳輸外，需考 標準接腳電路難於或昂貴形成或監視之特殊信號 ，測試頭内之特殊電路提供高速時脈信號，低電 通訊信號等。此外，也提供電源電壓接地電壓。 用測試頭内之適當打線而路由至DUT。 一般，可利用探針或安置於“DUT板”上之測試插 性連接至DUT。如果DUT包括於晶圓上，且受測於 查器，或位於已從晶圓分割出但尚未封裝與測試 操作機内之晶片上，則使用探針卡。然而，如^ 封裝，其利用安置於DUT板上之測試插座而由封 器來測試。晶圓探查器，晶片操作機與封裝操作 為“裝置操作機”。測試頭與裝置操作機之間有一 提供當測試頭對接至裝置操作機時之測試頭與探 DUT板間之連接。通常，此介面包括安置於測試 可壓縮彈簧負載接點接腳，其抱有裝置介面 於測試 相容於 裝置之 碼。因 件之空 孔以允 在測試 慮到用 。比如 位無線 這些利 座來電 晶圓探 於晶片 L DUT 已 裝操作 機總稱 介面以 針卡或 頭上之 板(device 200305024 (4) 發释說明續胃 interface board，DIB)上之導電墊。在某些例中，DIB可為探針 卡或DUT板’或其他例中，其可為中介板。在某些系統 中’ DIB安置於裝置操作機上，在其他例中，dib可附著 至測試頭。 以g知系統之一例，圖i是一般架構之剖面立體圖（ 圖）。測試頭100由支架（未示出）所支撐，其依次附著至測 試頭定位系統或操作器（未示出）。對接裝置（未示出）， 如數個專利（比如，美國專利號4,589,815，美國專利號 5,821/764，美國專利號6，1〇4,2〇2與美國專利號5,982，182)所描述 ，可附著至測試頭100。介面結構安置於測試頭上。在此 例中，介面結構包括接點板13〇，信號接點環132，性能板 134，插入％ 136與彈簧式接點接腳環138。彈簧式接點接 腳環Π8托住數個彈簧式接點接腳14〇於適當插座内。在圖 1中，測試頭100係顯示於晶圓探測應用中，因而，彈簧 式接點接腳140接點至具有探針144之探針卡142。探針144 電性連接至為DUT且包括於晶圓152上之晶片15〇。晶圓152 由包括於此晶圓探查機内之夾頭16〇所支撐。 觀看孔125穿過測試頭10〇，介面結構與探針卡142之中央 。因而，在測試過程中，可觀看到探針144與晶片15〇。 在測試頭100内邵，接腳子電路係位於插入至連接器⑴ 内之接腳卡no上，接腳卡110附替至接腳電路主機板114。 可發現，測試頭之大部份容量被接腳卡11〇所佔去。在此 例中，由各別同軸電欖所組成之連接線116可用以提供主 機板m與接點板13〇間之信號傳輸路徑。雖然連接線ιΐ6 200305024 發明說明續頁 (5) 並未直接連接至DUT，其提供接腳電路與DUT間之“内連接 ，因為，如果移除連接線116，接腳電路與DUT間之電性 連接將被破壞。

因而，測試頭100内部是接腳電路之空間，其位於觀看 孔125周圍。觀看孔125之周圍也有相當小的空間可供連接 線116，其提供電性連接至接點板130以及最後電性連接至 彈簧式接點接腳140。可發現連接線160之可用空間相當受 限。

其他測試頭乃不同排列。然而，許多測試頭之共同特 點包括觀看孔與環繞此觀看孔之具有可壓縮彈簧式接點 接腳位於環結構上之介面。所有測試頭包括接腳電路。 在許多自動測試系統中，其他系統元件位於獨立架子 (cabinet)内，此架子以電纟覽方式連接至此測試頭。在某些 系統中，整體測試系統做於測試頭内。許多系統内之接 腳電路實施於接腳卡上，接腳卡對DIB成垂直排列且插入 至平行於Dffi之主機板内，如參考圖1之描述般。接腳卡 可彼此平行排列於列方向上，如圖1所示，或其可從圓形 觀看孔做幅射狀排列。一般，此種接腳卡包括1〜8個接腳 電路。另外，接腳電路可架構於平行於DIB而成堆疊狀之 一或多個大“接腳電路主機板上”上。此種接腳電路主機 板一般較大，且包括高達數百個接腳電路。仍有可行之 其他架構與排列。 各別之同軸電纜最常提供介面與接腳電路間之必要連 接。其他方式，如雙绞線與帶式電纜已用於低效能測試 -10- 200305024 發明說明續頁 系統内。然而，所有此種系統需要相當可觀的空間。其 他系統架構成，直接機械連接由幅射排列接腳卡連接器 與介面而實現。此種系統一般受限於接腳計數能力或性 能，或兩者。 測試頭之整體尺寸由操作機與其所用裝置之程度之實 際限制所限制。一般，當接腳電路與必要連接之數量與 複雜度增加時，測試頭内之這些元件之可用空間仍相當 固定。當測試頭所需之接腳電路之數量增加且整體可用 空間維持固定時，很明顯地需要更大打線密度。因此， 需要一種方式能提供數百或數千個高性能信號路徑於測 試頭内之小空間。 甚至，當所需連接之數量增加時，提供各別連接如同 軸電纜之勞力成本增加。同樣，當連接數量增加時，打 線錯誤之機會與其相關成本也會增加。因此，也需要能 減少提供正確連接之勞力成本之内連接方式。 同樣，在測試頭之生命周期内，可能必需改變接腳電 路之數量或類型、其對介面之内連接及/或介面之架構。 更必需來替換某些接腳電路，因其可能有誤差。此種動 作必需要斷線與再連接許多個別内連接及/或介面元件， 這將導致可觀的時間與成本。因此，較好能有一種方式 來以模組化方式構成介面以及附著至其之内連接，其能 必需安裝及/或移除預先製造之模組，各模組包括數個内 連接與接點。 發明内容 -11 - 200305024 ⑺ 發明翁明:續、頁 在本發明之一實施例内，提供測試頭系統所用之連接 模组，該測試頭系統包括測試裝置用之測試頭。連接模 組包括複數可伸縮電路以在測試頭内之電路與待測裝置 間進行信號傳輸與接收。連接模組也包括在各可伸縮電 路之第一端點上之連接點以連接可伸縮電路至測試頭内 之電路。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作 詳細說明如下·· 實施方式

在本發明之另一實施例中，係提供一種能提供測試頭 與待測裝置間之内連接之介面。該介面包括複數個連接 模組，各連接模組包括複數個可伸縮電路以在測試頭内 之電路與待測裝置間傳輸與接收信號。該介面也包括一 裝置介面，其提供至少一個連接模組與待測裝置間之内 連接。 在本發明之另一實施例中，提供一種測試頭系統。該 測試頭系統包括複數個電路。該測試頭系統也包括提供 測試頭與待測裝置間之内連接之一介面。該測試頭系統 也包括複數個可伸縮電路以在該些電路與待測裝置間傳 輸與接收信號。 在本發明之另一實施例中，提供一種連接一測試頭至 一待測裝置之方法。該方法包括提供至少一個連接模組 ，其包括複數個可伸縮電路以在測試頭内之電路與待測 -12- 200305024 ⑻ I發明說明續頁 裝置間傳輸與接收信號。該方法也包括連接該連接模組 於測試頭内之電路與該待測裝置之間。 在本發明之另一實施例中，提供一種改變一測試頭系 統之方法。該方法包括從該測試頭系統移除一第一可伸 縮電路，其中該第一可伸縮電路具有一第一架構以在一 測試頭内之電路與待測裝置之間交換信號。該方法也包 括用具一第二架構之一第二可伸縮電路來取代該第一可 伸縮電路，該第二可伸縮電路以在該測試頭内之電路與 待測裝置之間交換信號。該第一架構不同於該第二架構。 在本發明之另一實施例中，提供一種改變一測試頭系 統之方法。該方法包括從該測試頭系統移除一第一連接 模組，其中該第一連接模組具有一第一架構並包括複數 個可伸縮電路以在一測試頭内之電路與待測裝置之間交 換信號。該方法也包括用具一第二架構之一第二連接模 組來取代該第一連接模組，該第二連接模組包括複數個 可伸縮電路以在該測試頭内之電路與待測裝置之間交換 信號。該第一架構不同於該第二架構。 在本發明之另一實施例中，提供一種改變一測試頭系 統之方法。該方法包括：提供一可伸縮電路以在一測試 頭内之電路與待測裝置之間交換信號。該方法也包括將 該可伸縮電路加入至該測試頭系統。 在本發明之另一實施例中，提供一種組裝一測試頭系 統，其中該測試頭系統包括一測試頭以測試裝置。該方 法包括提供複數個連接模組，其中各連接模組包括複數 200305024 發明說明續頁 (9) 個可伸縮電路以在該測試頭内之電路與待測裝置之間交 換信號。該方法也包括組裝一介面以提供該測試頭與該 待測裝置間之内連接，將該連接模組排列於一既定架構。 在本發明之全文中有對彈簧式接點或彈簧式接點接腳 之數種描述，說明與討論。彈簧式接點以單簧式接點接腳 之一例是Pogo⑧接腳（Pogo®是Delaware Capital公司所有之註冊 商標）。

本發明提供優於習知技術之數個優點。首先，可伸縮 電路之使用本質上減少在接腳電路與介面接點間之高數 量連接繞線所需之空間，而仍能維持DUT與接腳電路間 之信號交換之良好傳線特性。第二，其提供包括數個可 伸縮電路與介面接點組裝之部份之副組裝以能預先製造 成為模組；因而，能簡化組裝與測試頭之維修。因而， 本發明能減少測試頭内之體積，因而減少製造與維修成 本 〇

本發明之第一觀點提供使用一或多個可伸縮電路以形 成測試頭内之電路與介面接觸間之電性導通路徑。可伸 縮電路可包括複數個導通路徑，因而提供複數個接腳電 路與相關介面接點間之連接。在一較佳實施例中，信號 與接地導體係皆提供於可伸縮電路内。可伸縮電路所實 現之既定數量之連接所需之容積本質上小於使用同軸電 纜，雙絞線與帶式電纜等所需之容積。 相比於覆蓋有絕緣材質之傳統導體（同軸電纜，雙絞線 與帶式電纜等），可伸縮電路由工業標準IPC-T-50定義成印 -14- 200305024 (ίο) 發明說明續頁 刷打線之圖樣化排列’其利用具備或不具有可伸縮覆蓋 層之可伸縮式材質。請參考Joseph Fjelstad所著之“ Flexible Circuit Technologh，，，Slilicon Valley Pulishers Group, 1998，第 8頁。各種材質可 當成可伸縮電路之底膜或基底，比如，鐵弗龍（fluoropolymer) 膜（比如DuPont Teflon)，人造纖維（aramid)式紙與布料（比如 DuPontNomex)，人造複合料（比如 R〇gers’ BEND/flexible)，可伸縮 環氧式衩合料，以及熱塑性膜（比如，塑乙晞，聚氯乙晞 ’聚氟乙烯，與聚醚醯亞胺）。一般而言，可伸縮電路設 计成一維或二維操作。可伸縮電路優於如帶式電纟覽之傳 統導體之處在於，可伸縮電路可提供體積小，高速（數百 hz或更高）之傳輸路徑以測試半導體元件。相比對後，帶 式電纟覽之體積較大，且用於低速應用。 可伸縮電路相似於印刷電路板，除了其是由可伸縮而 非不易f曲材質所製成。一般，可伸縮電路是特別設計 成使用習知技術之特殊應用，相似於印刷電路板所應用 之技術。可伸縮電路包括導電與非導電材質之交錯層之 爽層結構。可伸縮電路之厚度是材質層加上任何所需之 黏著劑或黏接材質之個別厚度之組合。在本發明之實施 例中’外層由絕緣材質所組成。如印刷電路板技術般， 個別電路路徑可利用根據既定圖樣來蝕刻導電材質而形 成於導體層中。在本發明之實施例中，使用兩層的導電 層與三層的非導電，絕緣材質。（外面兩層與中間層為非 導電或介電，另兩層為導體）。在本發明之實施例中，信 號連接之連接路徑（或只是導體）形成於此兩層導電層之 200305024 發明說明續頁 (11) 第一層。第二層的導電層可用於接地連接，可提供一個 獨立之接地連接於各信號連接下。另外，第二層導電層 可用以形成在所有信號導體之下為連續之單一接地面。 因此，在本發明之實施例中，第一導電層只包括信號 導體。另一實施例提供信號與接地連接於第一導電層中 ，其可合併於第二導電層中之個別接地面或單一接地面 。比如，在本發明之另一實施例中，接地導體包括於第 一導電層中且排列成，至少有一個接地電體相鄰於各信 號導體。因而，橫跨可伸縮電路之寬度之導體之排列為 :接地，信號，信號，接地，信號，信號，接地等。在 本發明之又另一實施例中·，各信號導體排列成位於兩接 地導體之間，且相鄰於此兩接地導體。因而，橫跨可伸 縮電路之寬度之導體之排列為：接地，信號，接地，信 號，接地等。又另一實施例允許信號與接地能實施於兩 個導電層中。 穿過可伸縮電路之長度方面之信號導體可由非導電層 而隔開於接地面。因而，帶式傳輸線可用於此信號。傳 輸線之特徵阻抗乃部份決定於信號導體與接地面間之非 導電層之相對介電常數與厚度。此特徵阻抗也部份決定 於信號導體之寬度與厚度。信號導體與第一導體電内之 任一相鄰導體間之距離也影響到特徵阻抗。因而，利用 習知技術，可在信號導體傳輸線内設計出特28〜75歐姆的 範圍内之所需特徵阻抗。 在本發明之實施例中，各可伸縮電路之長度為其寬度 200305024 (12) 發明說明續頁

之數倍，其足夠從接腳電路延伸到電路接點。雖然可伸 縮電路未直接接觸至待測裝置，此可伸縮電路提供接腳 電路與待測裝置間之“内連接”，使得如果將可伸縮電路 移除，接腳電路與待測裝置間之電性連接將被破壞。導 體在可伸縮電路之寬度方向排列成彼此相鄰，使得偽導 體能橫跨可伸縮電路之長度。可伸縮電路之長度延伸於 其兩端點：第一端點，稱為接腳電路端“PE end”），其提供 導體與接腳電路間之連接；以及第二端點，稱為“介面端” ，其提供導體與介面接點間之連接。

可伸縮電路之兩端設計成，導體之端點可附著至其各 別目的地。其有許多不同的可能性。在一實施例中，介 面端之導體終止於鍍有導電材質之貫穿孔，其穿過該可 伸縮電路。各介面接點具緊密相稱於相關之電鍍貫穿孔 内部之導電柱（post)。所有導電柱則插入至其相關之電鍍 貫穿孔，且焊接連接形成於各導電柱與貫穿孔之間。在 另一實施例中，連接器方塊附著至可伸縮電路之此介面 端。連接器方塊包括一些母的插座接點，其係隔開以相 關於相似數量之介面接點之間距。連接器方塊附著至可 伸縮電路，使得可伸縮電路中之各導體連接至一或多相 關之插座。各介面接點具一柱形物，其接合於一相關插 座以提供機械與電性接觸。因而，此連接器插入於相關 柱形物上以形成可伸縮電路内之導體與介面接點間之連 接。在另一實施例中，公的連接器元件安置於接腳電路 模組上或主機板上，且與其配對之母的連接器位於可伸 -17- (13)200305024 發明說明續頁 縮電路 此公連 連接至 可伸縮 接器_ 。在又 腳電路 之連接 信號與 縮電路 此，藉 適當地 路與可 用已知 雖然在 電材質 連接至 ，此連 於一第 插座， 電材質. 可伸ϊ 之寬度. 宽度之； 之PE场上。接腳電路所提供之信號與接地繞線至 接器之公接點。包括於可伸縮電路内之相關導體· 配對之母連接器之相關接點。因此，接腳電路與 · 可路導體間 < 連接可由將可伸縮電路之配對母連 口土公連接态兀件而形成以建立牢固的電性連接 另一貫施例中，零插入阻力（ZIF)連接器安置至接 模組或包括接腳電路及/或模組之主機板，且配對 器位於可伸縮電路之PE端上。接腳電路所提供之 鲁 接地係繞線至ZIF連接器之各別接點。包括於可伸 内之相關導體連接至配對連接器之相關接點。因 由將可伸縮電路之配對連接器插入至2正連接器且 操作ZIF連接器來形成固定電性連接可建立接腳電 伸縮電路導體間之連接。在又另一實施例中，可 <其他技術來提供可伸縮電路之端點處之連接。 此所描述之各種連接機構（比如，導電柱，鍍有導 之插座’導電凸出物（c〇nductive灿），ziF連接器等）乃 鲁 既定元件之既定位置（比如，可伸縮電路之介面端） 接機械排列可徹底改變。如果導電柱係描述成位 位置以匹配於在一第二位置之鍍有導電材質之 可了解，此導電柱可位於該第二位置，且鍍有導 之插座可位於第一位置。 個電路可設計成其寬度沿著長度改變。各別導體 / 與導體間之間距可根據沿著長度而調整以符合於 &變。可伸縮電路之PE端之可伸縮電路寬度與導 -18- 200305024 (14) 發明說明續頁 體間距可設計成相關於將可伸縮電路耦合至相關接腳電 路之連接器裝置之尺寸。相似地，在介面端之可伸縮電 路寬度與導體間距可設計成相關於其所耦接之介面接點 之間距。最後，可伸縮電路之寬度可沿著其長度方向在 不同位置做調整以符合測試頭之實際設計與佈局之特殊 限制。比如，可伸縮電路之寬度可縮減於其必需穿過狹 窄開口之處。

在本發明之另一實施例中，提供一種PE連接模組，其 包括合併複數可伸縮電路之介面組裝之部份。在測試頭 内，介面組裝設計成環繞貫穿該測試頭之觀看孔之環之 處，介面組裝之部份比如可為介面組裝之四分之一圓， 六分之一圓或八分之一圓。因此，PE連接模組透過此介 面組裝部份提供所有接腳電路與連接至DUT之接地之可 伸縮電路之連接。介面組裝部份包括提供連接至DIB，比 如彈簧式接點接腳，以及支撐電性接點之裝置以及使電 性接點連接至可伸縮電路之裝置之電性接點。 在本發明之另一實施例中，提供由絕緣材質所形成之 方塊，其具有貫穿本身之一列孔洞。彈簧式接點接腳插 座安裝至此孔洞内，且彈簧式接點接腳從方塊之第一側 邊插入至這些插座内。彈簧式接點接腳插座可導電，且 具有附著至其之導電柱，其橫截面較好為四方形，且其 延伸過該方塊之第二側邊。兩排相鄰孔洞係有關於某一 可伸縮電路之兩導電層内所提供之所有連接。為各可伸 縮電路，有兩列孔洞於此方塊内。可伸縮電路可利用前 -19- 200305024 (15) 述技術而連接至 信號之電性路徑 較短。同樣，測 將依各可伸縮電 電路可摺疊於其 接特徵以允許其 構形成，使其方 在本發明之另 之方法，其除了 必需元件之步騾 在本發明之另 法，其包括··提 相關之接腳電路 在本發明之另 之接腳電路與内 所選擇之PE連接 之PE連接模組來\ 圖2A顯示測試」 ，接腳電路主機 置介面板（DIB) 250 230，DIB 支架 240， 插座以DUT板以\ 卡以測試在晶圓 括8個接腳電路$ 發明說明;續頁 孩導電柱。可伸縮電路長度設計成，久 約相同。因此，某些可伸縮電路較長戈 試頭内之各可伸縮電路橫跨之實際 路而改變。因此，如有需要，各可伸縮 長度。各可伸縮電路之pE端具有適當連 連接至各別接腳電路。該模組可依此架 便放置於測試頭内而不需相當地調整。 貝施例中，提供一種组裝PE連接模組 提供適當組裝設備外更包括··提供上逑 只施例中，提供一種組裝測試頭之方 供PE連接模組，連接各pE連接模閏至其 以及附著其介面部份至該測試頭。 一實施例中，提供一種改變一測試頭内 連接數量之方法，其包括移除一或多個 模組，並利用具有所需之新内連接架構 取代。 頭200之爆炸立體圖，其包括覆蓋單元2〇5 板210，測試頭外殼208，介面單元260與裝 。介面單元260包括介面外殼220，縮壓環 把手232與相關元件。Dro 250可為具測試 則試已封裝之裝置，或包括探針之探針 或未封裝晶片上之裝置。測試頭200也包 I接模組（PECM)4〇0 ;然而，為簡化，在圖 -20- 200305024 (16) 發明說明續頁 2A中只顯示PECM 400。測試頭可設計成具有較多或較少個 PECM。測試頭200也包括觀看孔201，其貫穿蓋子250，主機 板210，外殼208與介面單元260。DIB 250可包括此觀看孔但 也可不包括，通常觀看孔會貫穿探針卡或不會貫穿DUT 板0

圖2B是包括介面單元260之測試頭200之立體圖。為簡化 起見，壓縮環230，DIB支架240，把手232，DIB 250與相關元 件未包括於其中。各PECM 400包括彈簧式接點接腳方塊410 ，其支撐彈簧式接點接腳505。各PECM 400之8個彈簧式接 點接腳方塊410如所示般利用螺絲221附著至介面外殼220 。引導接腳222用以正確對準各彈簧式接點接腳方塊410於 其適當位置。

參考圖2A，DIB 250為傳統類型，且其包括導電路徑以對 DUT傳送或從DUT接收信號，電源，接地。電路路徑可以 符合於印刷電路板技術之習知方式來設計與製造。電路 路徑終止於以群組方式環繞於DIB 250周圍之接點墊255， 如已知般。為簡化，在圖2A中只顯示兩組接點墊255 ;然 而，各PECM 400較好包括一組接點墊255，在此實施例内提 供總共8組。 為更詳細，圖3A是DIB 250 (未示出）上之一組接點墊255之 較近圖。在所示之組内總共有500個接點墊。各列有32個 接點墊之12個平行列總共提供384個接點墊。其用以提供 DUT與接腳電路間之192信號-接地連接對。接點墊之中心 在各列上彼此相距100密爾（mil)，且該些列之中心彼此相 -21 - (17) (17)200305024 發明說明續頁 距100密爾。因此，

π广拉 可在⑽密爾之格子上提供具有12列X 32仃接點墊之方 Χ 一、 丨早列。信號與接地交替於任一列盥任 一仃内，形成跳棵4闰4、， ，、任 ，且 ，、式圖樣。這是根據此領域之習知技術 门距相谷於舞淮 ^卞連接器產品之大範圍。 各列有18個接點载、 么切< 2平行列320提供36接點墊。這歧是 為才疋供多用土余/ 一 或低頻信號至DEB 250(未示出）。接點墊 <中心在各列上# ^ 此相距100密爾，且該些列之中心彼此 布目距100贫爾。传％

。狁人接地之排列並不受限，且可各接點 墊組255都不同。A I、 、、、万便，這些列平行於12列320。各列有

6個接點墊，2平f J ^ 二 丁列成為1組33，六組330共提供72個接點 墊。廷些用以提供兩 · 、 、私’原電壓與接地至DUT。也可透過诘 些接點塾提供特殊 * 、 ° 向黾壓測試信號。接點塾相距1〇〇宓 爾以相容於標準的 " 逆接詻。兩組340的四個接點墊提供〇 接點墊。這些用以4丨 ^ 刊用同軸電纜的方式來提供必需傳送 至DIB 250之如時脈金 、 〃低感通訊信號之特殊測試信號至DU丁 。接點塾相距1QQ参乐、 在爾以相容於標準的連接器。 因此’一組接％孰ICC h ”、、占土 255 &供高達192信號與其接地以及各 種電源電壓及接地，夕m、人.. 夕用途（utility)信號，時脈與其他特殊

k 5虎之連接。一纟JL 接點墊255可具有較多或較少的接點墊 且可以不同於此伽祕-、^ J所不义圖樣數量來排列，只要能符合 於其他測試系統之膝滅+ 特殊品求。在此所描述之實施例中， 使用8個PECM 400盥舳關知扯、 ”相關組數 < 接點墊255 ;各PECM 400與一 組接點塾255提供舍圍兹目主 匕圍觀看孔201之總“環狀介面，，之1/8圓。 也可用其他架構，屮1 ^ μ 比如’四或六個PECM與接點組來形成 -22- 200305024 發明說明續頁 (18) 環狀介面之1/4或1/6圓。雖然環狀介面為最常使用且具許 多優點，本發明也可用於非環狀之架構中。

回到圖2A，DIB 250 —般利用螺絲（未示出）固定至Dffi支架 240。DIB支架240包括開口 257。各組接點墊255對準於開口 257使得各接點墊255可透過其相關開口 257而使用。在此 實施例中，提供8個開口 257，因而可容納8組接點墊255。 顯然地，系統可設計成具更多或更少個開口 257與接點墊 257 組。 顯示於圖3B之平面圖中之彈簧式接點接腳方塊410之尺 寸與形狀使其能緊密安裝於DIB開口 257内。彈簧式接點 接腳方塊410具有上表面402與下表面404 (未示出）。比如， 孔洞441透過彈簧式接點接腳方塊410，根據DIB 250上之相 關接點墊255組之圖樣而露出。包括四個孔洞442以用於將 其附著至DEB 250之螺絲221。也包括兩對準接腳洞443，其 容納將方塊對準於DIB 250之對準接腳222。

PECM 400由圖4A與4B以立體圖更詳細顯示。PECM 400包括 信號可伸縮電路420，輔助可伸縮電路425，母連接器430， 直角母連接器440以及彈簧式接點接腳方塊410。也包括額 外的導線455，同軸電纜465，連接器單元450與同軸連接 器單元460。包括信號可伸縮電路420，母連接器430與直角 母連接器440之組裝物將稱為信號可伸縮電路組裝900 (參 考第圖）。連接器具有接腳（看不見），其用以將連接器430 附著至其相關可伸縮電路420與450。連接器440具有直角 接腳445，其將其附著至其相關可伸縮電路420與450。接 -23 - 200305024

發明說明續頁 腳延伸至可伸縮電路420與450内之孔洞且焊接於具焊接接 頭436與446之位置。一般，各信號可伸縮電路組裝900用 以將複數信號與信號接地參考連接於接腳電路與DUT之 間。在較佳實施例中，各可伸縮電路420提供32個信號與 其接地之連接，其最終連接至32個接點墊255之12列310之 兩列。底下將提供可伸縮電路組裝900之更詳細描述。 輔助可伸縮電路425利用18個接點墊255之兩列320以將複 數“多用途”與低頻信號連接至DIB 250及/或DUT。比如，控 制併於DIB 250内之特殊測試功能之信號或低速架構控制 ^號至DUT。額外導線455用以將傳導電源與電源接地回 歸至DUT，且也提供對可伸縮電路而言電位太高不適合 傳導之鬲電位信號之連接。同軸電纜465用以傳導需要此 種特殊處理之如時脈與低電位通訊信號之任何信號。 在自動測試系統内，需要能輕易改變DIB，因為不同的 待4 I置各自有其本身之獨特介面需求。同樣，dib將受 J磨抽與損貝，且必需不時替換成只測試案一類型裝置 之系統。因此，DIB支架240以一般工業標準且有利快速 與輕鬆改變之方式附著至介面外殼22〇,如圖2a所示。為 達此目標，壓縮環230以可旋轉方々糾芏$人 t 士 疋竹万式附耆至介面外殼22〇。 特別是，壓縮環230具有垂直於旋艎砧少许拖 一 破轉軸之插槽234。凸輪從 動滾輪（cam follower) 235附著至介面休m n 间外敗220且凸出於插槽234 。因此，壓縮環230可旋轉至由插_ ^ #、α _ 槽234長度減去凸輪從動 滾輪235直徑所定義之任意角度 反把手232附著至基縮環 230以使件操作者能相對於介面 & 卜敗220而旋轉壓縮環230 -24- (20) (20)200305024 發明說明續買 、’、斜插槽236位於插槽234之間，其具有面對DIB支架24〇 夂=口至壓縮環23〇之外部邊緣。凸輪從動滚輪245附著至 輪k動滾輪安裝方塊242，其接著附著至dib支架。 凸輪從動滾輪245之位置使其能同時進入至壓縮環23〇内之 才關^ 口 238。當各凸輪從動滾輪245位於其開口 238内時 各彈只式接點接腳主體41〇將進入其相關開口 ，使 25〇上之接點區255對準於彈簧式接點接腳5〇5 (圖5所示）。 2手232可由操作者所轉動，且凸輪從動滾輪245沿傾斜插 、以進，使DIB支架240與其附著之DEB 250接點於彈簧式 、、卜接腳505。要 >王意，DIB 250必需小心地對準且緊固地 ^至DIB支架24G。這可由傳統方式，如對準接腳與螺 =^ ^成。當DIB 240接觸於彈簧式接點接腳505時，當壓 =黃式接點接腳505時，要施加可觀的作用力。一般， 當壓縮各彈簧式接點接腳505時，將產生約兩盘司左右的 作用力。此作用力是必需的，以確保彈簧式接點接腳505 與Dffi上之相關接點墊况間之低電阻連接。因為有數百或 數千個彈簧式接點接腳5〇5於一般系統中，總作用力是可 勺 比如，在此實施例中，將有約4000個彈簧式接點接 腳5〇5，導致約5〇〇磅的壓縮力。 多考圖5 ’其為彈黃式接點接腳方塊410之剖面圖， 弹黃式接點接腳插座5〇2壓入至孔441内。彈簧式接點接腳 ^ 入方、各插座502内。特別是，彈簧式接點接腳505 將放置於所需之各插座内以形成測試頭100與DIB 25〇間之 %性連接。各彈簧式接點接腳505插入使得其接點低於下 -25- (21) (21)200305024 表面404。因此，μ 坪黃式接點接腳505能接觸於農 墊255 (未示出）。夂 、具相關接點 σ平責式接點接腳505電性連接s並 之彈簧式接％拄胳“ 雙接土其相關 "、接腳插座5〇2。各彈箬式接 有同軸附著之遒^'要·、、、占接脚插座502具 寸％柱5〇8(也示於圖4B)，使得導雷垃 上表面402突出且垂吉、人l屯 寸兒枉508攸 4 q 垂直I上表面。各導電柱508電性連接二 相關之彈箬式拄&技 包庄運接土 ，、飞接^接腳插座502與彈簧式接 耍古μ紅 ± ^接腳505 ’如 组入稱為“「二压、5〇2 ’弹黃式接點接腳505與導電柱508之 口之Γ截Γ黃式接點接腳組裝在實施例中’導電柱 ’ ’且邊長為0.025忖（也為〇 女 導電柱），J: 一# Α ^、也為0·025正万形 …“：般共於導線覆蓋物與焊接連接以及匹配於 通S母連接器元件之公接點。 附著土可伸縮電路420血425，導崎、/ ” 等、、泉455以及同軸電纜465 (未不於圖5，請參考圖4A盥4B)之i表垃口口 ζ ”接斋 440，450 與 460 可 在通S位置插入導電柱5〇8。比 、 5顯TF三個直角母 連接為440，其插入5 &石丨人时々> 、„ 土 6列的弹黃式接點接腳柱508。各連 接^§ 440橫跨兩列的溫# j 早耳式接點接腳柱5〇8。兩個連接器 440附著至信號可伸縮電 ^ 包各420且插入至四個相鄰列的彈簧 式接點接腳柱508。此四别相μ、人— 、 四列相關於在32個接點墊255之12列 310内之四個相鄰列以做為 為仏唬接地連接對。其餘的連接 器440附著至輔助可伸縮電 谷Α並插入至18個接點墊255之 2列320内’以被多用途及/或低頻信號所用。 圖6疋測彡式頭200組合之部价立丨而 — 艾#伤剖面區，測試頭200組合包 括蓋子205，主體208，主機柘，人二τ 、 彳幾板210 ;丨面外殼220與PECM 400 主機板210包括上侧212 ik Τ' m οία /、T侧214，且其包括接腳電路 -26- 200305024 (22) 發明說明續頁 (未示出）。接腳電路可直接安置於主機板21〇上，或其可 安置於稍後安置於主機板210上之子板（未示出，或相似 於圖1所示之子板）上。接腳電路可能邵份安置於主機板 210上而部份安置於子板上。通常接腳電路安置於上側212 上。為排除故障或其他目的，只需移除蓋子2〇5便能取得 接腳電路。在其他架構中，可能使用兩個或更多個彼此 平行之主機板，然而，為簡化，圖2與圖6只顯示一個主 機板210。然而，圖7提供具有三個主機板21〇a，210b與210c 之測試頭200之部份剖面圖。主機板210包括插槽207。插槽 207之用途是使連接導線能通過主機板210之上表面與彈箬 式接點接腳插座502之間。在本發明中，可伸縮電路“ο與 425提供該連接導線。 介面外殼220以傳統方式附著至測試頭主體2〇8。介面外 殼220具有相關於接點墊255之組數與pECM之數量之通道。 J面外设220以此種方式附著至測試頭主體208使得開口 217 能對準於通道237與插槽2〇7。 彈κ式接點接腳方塊41〇以如對準接腳222與螺絲221 (未 丁万、圖6，凊參考圖2B)之傳統方式對準且附著至介面外 叙220。可伸縮電路42〇與425連接至安置於方塊柳内之彈 $式接點接腳，如參考圖5所做之描述般（其為圖6内之彈 ：：點接腳万塊41〇與相關硬體之放大與詳細圖”可 二’佑甩路420與425穿過通道327，開口 217與插槽207而到達 = 相關公連接器副之主機板21〇之上 '、，其接著連接至接腳電路（未示出）。圖8提供主機板 -27- 200305024 發明說明續頁 (23) 210之連接之放大器。間牆620用以將一組公連接器610抬 高至高於其周圍部份，以允許兩連接器430能彼此緊密相 鄰，而不需破壞其相關可伸縮電路420間之介面。 考慮此實施例，接腳電路主機板210提供總共512信號接 地對之接腳電路，且有共8個I^ECM 400。接腳電路一般相 對於觀看孔201均勻放置。各可伸縮電路420架構成如上所 述，以容納32個信號接地對。信號接地對均勾分佈對觀 看孔201為均勻放置之8個PECM 400。因此，各PECM具有兩 個可伸縮電路420，如圖6所示，使各PECM 400能處理64個 信號接地對。此外，各PECM包括各種其他信號，電源電 壓，電源接地等，如上述討論般。因此，各PECM 400與DIB 250上之相關接點墊255組之所有潛在能力未使用於此實施 例中。（注意，為簡化圖6，相關於接點墊組330與340之彈 簧式點接腳之位置未示出。同樣，彈簧式點接腳之位置 未依尺寸標示）。 為增加測試頭之接腳連接能力，可增加額外之接腳電 路主機板210。圖7是具有三個接腳電路主機板210a、210b 與210c之系統之部份剖面圖。各主機板包括用於512個信 號接地對之接腳電路，所以此系統可用於1536個信號接 地對。各！>ECM 400包括6個信號可伸縮電路420。再次提及 ，各可伸縮電路420能處理32個信號接地對，所以各PECM 400容納192信號接地對，或總數1536之1/8。 ， 再次參考圖7，主機板210a、210b與210c彼此平行安置於 測試頭200内，且其插槽207a、207b與207c全部對準於相關 -28- 200305024 (24) 發明說明續頁 之開口 217與通道237。可伸縮電路420a、420b與420c全部繞 線經此通道而形成主機板。特別是，最接近測試頭200中 央之可伸縮電路420c對通過所有主機板210a、210b與210c之 插槽且連接至最上方之主機板210c。可伸縮電路420b之中 央對只通過較低的兩個主機板210a與210b且連接至主機板 210b。最後，最外面的可伸縮電路420a對只通過最低的主 機板210a且連接至主機板210a。 較好將插槽207儘可能做小，以將主機板210上之電路可 用空間達最大。使用可伸縮電路420本質上減少插槽207所 需面積，相比於一般載用同軸電纜、雙絞銅線或帶狀電 纜之習知技術。 現今已有可伸縮電路技術與設計且已被習知多年，且 一般設計與製造實務已使用於本發明之實施例中。在此 ，總結較佳實施例中之可伸縮電路之某些關键點。 可伸縮電路可從數種原始資料獲得，比如，在美國加 州（CA) Sun Valley 的 World Circuit Technology 公司；在美國明尼蘇 達州（MN) Saint Paul 的 Flexible Circuit Technologies 公司；以及在美國 明尼蘇達州（MN) Minneapolis 的 Advanced Flexible Circuits 公司。在期 刊 “ Flexible Circuitry & Electronic Packaging ” 載明此技術。Jack Lexin 在 1992 年 12 月於 InterConnectin Technology 中之論文 “ Comparison of Printed Flexible Circuitry and Traditional Cabling ” 提供此技術之 ί既要。可伸 縮電路一般是習知技術之各應用之固定設計，其相似於 印刷電路設計技術。信號可伸縮電路420與信號可伸縮電 路組裝900之樣子將於底下描述。 -29- (25) (25)200305024 發:買 .……'.....ί 1. ' 二................ 再參考包括信號可 、兒路420與輔助可伸縮電路425之 圖4Α與圖4Β。圖9是 、 而圖1〇Α是用於本發明之實 她例中之已括^號可伸兩 9〇n> ® »1十 、私各420《信號可伸縮電路組裝 900之千面圖。在此實施 腳電路與職間之32個"\可伸縮電路組裝_提供接 伸縮電路組裝900有兩考《連接仏號了 闭犏cnn / 土 w λ ^ ·介面端940與PE端930。加 口物910在非近面端94〇與 e J而930處附菩§作號可彳φ徐 電路組裝900以提供某 付U “虎了伸、'.佑 义c^m e # π ^ 一 U疋。母連接器440位於介面 喊940，且其k供64個插於兩 ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 的32個插座942。插座942間 I間距有關於圖2A中之有3 枝机為叫、叫 U接點墊又兩相鄰列310中之 接點t間之間距。在此實施例 、 r , . Y ’插座942在同一列中彼 此中心相距100密爾，而此兩 ^ r- Π.Ο ' -r, ^ ^中心點相距100密爾。各 插座942之彡又计為匹配於附著〜、 CAO m , 坪黃式接點插座502之柱體 508。因此，連接器440同時提供 L ^ τ ' Q列有32個接點墊之12列 3101相鄰列間之連接。相似地，、 # ’母連接器430位於PE端930 ，且其提供64個插座932於每列古 32個插座之兩列中。匹 配之公連接！§·元件可包括於PE 士 、 铖板210上以提供適當接 腳電路之連接。在此貫施例中， 插座932在同一列中彼此 中心相距100密爾，而此兩列之φ τ心點相距100密爾。連接 器430與440為容易獲得的標準產。 ^ t扣。連接器430與440利用 從插座932與942延伸出之接點接勸π ^ 找聊（看不見）而附著至可伸 縮電路420。接點接腳穿過電鍍洞式物丄，· 又或路由（via) 1〇1〇與1〇20 (在 圖9中看不見），且焊接於適當位晉 ._ 田^置。連接器43〇之接點接 腳為直線型，使得插座932之軸垂亩认ί ^ + ^ $直於可伸縮電路42〇之表 -30- 200305024 (26) I發明說明續頁 面。連接器420之接點接腳445具直角彎曲處，使得插座 940之軸平行於可伸縮電路420之表面。 可伸縮電路組裝900之總長度約7又1/4吋。可伸縮電路 420之寬度在其長度方向上改變。本實施例中之兩端點之 寬度約3又1/4吋。然而，其寬度在長度方向上之中央部 份950則變窄至約1又5/8吋。變窄的寬度有利於在通道237 ’開口 217與插槽207中替換可伸縮電路。 可伸縮電路420架構成導體與介電層之多層結構，如傳 統方式般。圖11是可伸縮電路420之剖面圖，可伸縮電路 420包括如銅之兩層導電材質層11〇2與11〇4 ;以及如Kapton⑧ 德國 ’ Wilmington，Ε· I. DuPont de Nemours and Co.，公司之註冊商標） 之三層介電材質層1101，11〇3與1105所形成之五層夾層結構 。導電圖樣可蝕刻於導電層1102與1104中。該層利用適當 黏著劑1111而彼此緊黏。各層較好是非常薄，厚度為1〜5 密爾。黏著劑之厚度約1密爾。因此，黏著劑層1111在整 個結構中很明顯，且黏著劑1111構成可伸縮電路之整體 厚度之絕大部份。在本實施例中，兩層1102與1104中之導 體從每平方英吋約1盎司之銅箔取得；這提供了在蝕刻圖 樣後每層約1.2密爾的厚度。外兩層11〇1與1105是由Kapton⑧ 所形成，厚度各為1密爾。中央層1103也是由Kapton®所形 成，厚度為5密爾。位於介電層1101、11〇3與1105 ;以及導 體層1102與1104之各層間之黏著劑1111之厚度為1密爾。因 此，可伸縮電路之總厚度是13.4密爾。 藉由根據既定圖樣來蝕刻導電材質，各導體形成於導 200305024 發明說明續頁 (27) 電層1102與1104中。在本實施例中，且如底下之更詳細描 述，導電層1102用以導通32個信號；導電層1104用以提供 32個各信號之各別接地面。 圖10B是層1102之平面層。32個導電追蹤用以傳送信號 於可伸縮電路420之兩端點之間。在正在討論之實施例中 ，各追蹤之寬度約5.5密爾。兩列的32個電鍍穿透孔1010與 1020位於可伸縮電路420之兩端點以容納連接器430與440之 連接接腳，如前述般。這些穿透孔1010與1020穿透可伸縮 電路420的所有層，且其利用導電材質來電鍍，如銅或鋁 。導電追蹤1002之各端點連接至在可伸縮電路420之各端 點之單一穿透孔1020。 連接器430與440係藉由將其接點接腳插入至電鍍穿透孔 1010與1020以組合至可伸縮電路420。各接點接腳接著焊接 於適當位置。因此，可在各插座932與942或連接器430與 440間建立起連續性。 圖10C是層1104之平面圖。圖10C之說明不同於圖10B之說 明。亦即，在圖10C中，可伸縮電路420之端點間之線1004 代表將導電材質移除以隔開導電區1005之區域。在可伸 縮電路420之各端點處，各導電區1005之端點連接至其相 關電鍍穿透孔1010，且絕緣於電鍍穿透孔1020。接地連續 性因而建立於各插座932與942或連接器430與440間。因此 ，各導電區1005形成平行於層1102内之信號追蹤1002之接 地平面導體。圖12提供可伸縮電路420在信號連接器1002與 接地平面1005對附近之剖面圖。在另一實施例中，在層 -32- 200305024 (28) 發明說:明續頁 1104中可以具有延伸過可伸縮電路420之整個寬度之單一 接地平面連接器。然而，可發現，將接地面分隔成各區 . 能提供可伸縮電路420中之較大機械伸縮性，這在PE連接 · 模組400之安置與測試頭之維修中是很重要的。同樣，在 某些測試情況中，各信號有單獨參考是有利的。隔開架 構也有利於差動對，電流迴圈等；在此架構中，層1104 上之隔開區可用以提供不同於接地面之信號回歸路徑， 而其他區可當成接地面來用。 _ 可伸縮電路更設計成提供信號導體之受控特徵阻抗， 且在相鄰信號導體間具合理地低串音（cross talk)。將可伸縮 電路設計成具所需之特徵阻抗之程序是已知且實施多年 。比如，美國伊利諾州的 Northbrook 的 IPC-Association Connecting Electronics (從前稱為 the Institute for Interconnecting and Packaging Electronics) 的某些刊物提供概念。此種刊物之一是NO. D-317A, “Design

Guidelines for Electronic Packaging Utilizing High Speed Techniques ”。出現於 2000 年 2 月的 Miller Freeman 刊物中的 Printed Circuit Design 中，由 D. Brooks提出的論文 “Enbedded Microstrip Impedance Formula”提供關於 IPC Association Connecting Electronics刊物之評論並提供其公式之某 些變化。依照Brooks的論文，剖面為正方形之靠近接地面 之導體之特徵阻抗，以及將導體與接地面嵌入於介電材 質之何處可由下列公式預估。

_60_么(1 - expC-lM#/—//))

Ln(

5.98//0.W + T 其中 -33- 200305024 (29) 發明說明續頁

Zo二以歐姆為單位之特徵阻抗 H=導電面1102高於接地面1104之高度1120 % =可伸縮電路420之表面1132在接地面1104上之距離1125 導體（平行於接地面）之寬度12〇6 T=導體（垂直於接地面）之厚度12〇2 4=介電材質之相對介電常數 Ln代表自然對數

Exp代表指數函數

如Brooks的論文所指出，此公式為預估，對所選之相對 介電常數之值有很大關係。在可伸縮電路之例中，信號 導體1002與接地面1005嵌入於由介電材質Kapton®與黏著劑 所組成之媒介之内。一般，黏著劑之效用是給予較低的 整體相對介電常數，比起只有單獨介電材質所帶來之效 用。因此，真正的有效介電常數可由材質組合而獲得。 根據DuPont論文，Kapton⑧之介電常數將因環境與其他情況 而改變。主要由Kapton⑧與黏著劑所組成之媒介之合理介 電常數之值為3.0〜3.4。特徵阻抗可由調整參數Η，，W與 Τ而設計。 另一設計考量是接地區段1005之宽度對信號導體1002之 寬度比。過去經驗顯示，對於為接地平面之接地導體與 上述公式之合理結果，接地區段1005之寬度必需為W的數 倍以及至少四倍於導電導體1102高於接地面1104之高度Η 。最後的設計考量是，相鄰導體間之間距必需足夠大， 以將率音降低至可接受的程度。 -34- 200305024 發明說明續頁 (30)

圖12是正在討論之實施例中之可伸縮電路420之部份剖 面圖，其顯示一信號導體1002，其相關接地區段1005，與 其兩相鄰接地區段1005a之部份剖面圖。此剖面圖是由信 號導體彼此最靠近之可伸縮電路420之狹窄區段950取得。 假設為3.2時，此架構是設計成75歐姆的特徵阻抗。信號 導體1002之寬度1206與厚度1202分別為5.5密爾與1.2密爾。 信號導體1002之中心高於接地平面7.6密爾，且包括一個 由Kapton®所組成之5密爾層1103以及兩個1密爾的黏著層 1111。接地區段1005之寬度1210各為40密爾。相鄰接地區段 1005間之非導電間隙1006具10密爾的大小。因此，信號導 體1002與接地區段1005對之中心相距50密爾，兩信號導體 之中心相距為其寬度之1/9以及導體1002與接地1005間之間 距之約7倍。因此，這些單元之間距足夠使串音在可接受 程度内。

可伸縮電路之供應商對此較佳實施例之模擬與測量已 証實所需之特徵阻抗達可接受容忍度内。 輔助可伸縮電路425可依相似方式來設計。然而，可伸 縮電路425所承載之多用途信號通常為低頻或為“直流”， 且一般不需要受控之特徵阻抗且對夢音並不敏感。 其他實施例也可具有不同可伸縮電路420與組裝900之架 構。首先，如上述，並非將接地導體1005在導體層1104中 相隔開，單一接地平面可用以數個或全部信號導體1002 。同樣，在其他實施例中，接地所用之額外追蹤（trace)已 包括於信號導體層1102内。比如，載有追蹤之接地面可 -35- 200305024 (31) I發明說明續頁 放置於每兩個信號追蹤1002之間’因而將接地導體放置 於各信號導體之各側邊上。額外之接地追蹤之端點可終 止於連接至層1104内之接地之電鍍穿透孔1010處。此架構 更可降低相鄰信號間之串音。另一可能做法為，包括接 地追蹤於每個信號追蹤1002之間’使得各信號追蹤1002有 相鄰之一接地追蹤。又一可能做法為’包括數個信號追 蹤於層1102與1104之中且包栝相關接地平面區段於層1102 與1104之中。在其他架構中，合理的是包括較多或較少 由介電層所隔開之導體層，以傳送信號與接地信號。 圖13顯示連接可伸縮電路420至彈簧式接點接腳插座橫 508之另一方式。在先前討論之實施例中，具公插座942之 連接器440可用於此。另一做法為，可伸縮電路420之PE端 之電鍍穿透孔1010與1020可直接放置於柱508上並焊接於適 當位置，形成焊接接合點1301。如此做的話，可適當設計 電鍍穿透孔1010與1〇2〇之實際大小，位置與間距。 圖14與圖15繪示連接可伸縮電路至主機板之另一種方 式。在前述之實施例中，具母插座932之連接器43〇用以連 接可伸縮電路420至接腳電路主機板210。可有數種已知方 式可將可伸縮電路連接至印刷電路板。比如，圖14顯示 另一可伸縮電路PE端930，其上形成有“邊緣連接器金手指，， 1410。在製造可伸縮電路中，形成此種金手指ΐ4ι〇屬標準 操作。幾個製造商，如Hir〇se mectric公司與M〇lex公司供應零 插入阻力或ZIF連接器，其可安置於印刷電路板上以容納 可伸縮電路邊緣連接器金手指。加固物910在靠近PE端930 -36- 200305024 (32) 發明說明續頁 處附著至邊緣連接器金手指1410以提供部份區域固定。 圖15是接腳電路主機板210之剖面圖，其具有可容納邊緣 連接器金手指1410於可伸縮電路1420上之兩個ZIF連接器 1510。ZIF連接器1510具有打開與關閉位置。當ZIF連接器 1510為打開位置時，邊緣連接器金手指1410可以幾乎沒有 或零阻抗力來插入至ZIF連接器1510内。接著操作致動器 (未示出），以將ZIF連接器1510驅動至關閉位置。當其關 閉時，位於連接器1510内之匹配接點擦金手指1410以形成 良好連接。同樣，當在關閉位置時，可伸縮電路1420緊 緊地保持於適當位置。此連接狀態可利用致動器來釋放。 PECM裝置提供新型的製造、維修與再架構測試頭之方 法，其可提供低成本與高品質之優點。 首先，PECM可分別製造成子零件，當其組裝時，可安 置於測試頭内。可利用維修與自動化技術以使組裝過程 儘可能低成本。 PECM子零件可製造成各種架構以符合不同終端使用者 方案。對於需要測試頭最小架構之終端使用者以及不可 能重新架構或擴張測試頭之終端使用者，可使用只具有 必需之可伸縮電路與彈簧式接點接腳組裝數量之PECM。 然而，在有高度擴張可能之例中，可提供具所有可伸縮 電路與彈簧式接點接腳組裝之PECM。當藉由增加接腳電 路來擴張系統時，所必需之可伸縮電路已存在，只需將 其插入即可。折衷方法之一是使用安置有全部彈簧式接 點接腳組裝，但一開始不需要安置有可伸縮電路。當需 -37- 200305024 〇3) 發明說明、續頁 要擴張系統時，可稍後在加入。

其次，可簡化測試頭之組裝，因為接腳電路與測試介 面間之數以百計或千計之連接不需要單獨打線。而是用 簡單與直接之組裝方法，其包括下列步騾：安置預先組 裝之PECM，安置接腳電路主機板或其他模組，以及將可 伸縮電路之PE端插入至接腳電路主機板上之匹配連接器 。可減少連接所用之同軸電纜，以節省相當成本及人力 。甚至，PECM内之可伸縮電路排列以及利用連接器來輕 易同時達成32個信號-接地連接，確保連接可在高度準確 與高品質下完成。同樣，各PECM可以單獨模組來測試以 確保其完整性。因此，測試頭製造人力可減少，並改善 品質。

第三，測試頭可輕易再架構或升級。接腳電路可藉由 增加主機板而增加。新的主機板可藉由將其連接至PECM 内之可伸縮電路而輕易打線。同樣，接腳電路可藉由將 PECM斷路於現有主機板；移除主機板；安裝新的主機板 以及重新連接PECM而輕易替換。如上述，有數種選擇， 包括：替換PECM，使用現有之在原始製造時已安裝之非 多用途可伸縮電路，以及增加可伸縮電路至連接至原始 製造時已安裝之非多用途彈簧式接點接腳組件之PECM。 一般，在此領域中，增加彈簧式接點接腳組件是實用的 。使用PECM避免將配件退回至工廠之必要性，並允許更 換以達令人滿意之準確度與品質，因而提供相當的成本 優勢。 -38- 200305024 (34) 發明說明續頁 圖式簡單說明 圖1是習知測試頭系統之部份立體圖。 圖2A是根據本發明之實施例之測試頭之立體圖。 圖2B是根據本發明之實施例之圖2A内之測試頭從介面 側之立體圖。 圖3A是根據本發明之實施例之裝置介面板上之一組接 點墊之排列圖。 圖3B是根據本發明之實施例之圖3A内之具相關於該組 接點墊之洞圖樣之彈簧式接點接腳方塊之平面圖。 圖4A與圖4B是從根據本發明之實施例之PE連接模組之 不同180度角所得之兩立體圖。 圖5是根據本發明之實施例之第4A與4B圖所用之彈簧式 接點接腳方塊之剖面圖。 圖6是圖2所示之測試頭之部份剖面圖，加上根據本發 明之實施例之單一接腳電路主機板。 圖7是圖2所示之測試頭之部份剖面圖，加上根據本發 明之實施例之單一接腳電路主機板。 圖8是根據本發明之實施例之利用附著至該可伸縮電路 之母連接器與附著至該主機板而連接至接腳電路主機板 之兩個可伸縮電路之剖面圖。 圖9是根據本發明之實施例之包括連接器與加固物之各 別可伸縮電路組裝之剖面圖。 圖10A是根據本發明之實施例之可伸縮電路組裝之平面 圖0 -39- 200305024 (35) 發明說明續頁 圖10B是根據本發明之實施例之可伸縮電路組裝之平面 圖包括信號導體之圖示。 圖10C是根據本發明之實施例之可伸縮電路組裝之平面 圖包括接地/回歸導體之圖示。 圖11是根據本發明之實施例之沿著某一信號導體以顯 示材質與黏劑之可伸縮電路之部份剖面圖。

圖12是根據本發明之實施例之某一信號導體之區域内 且正交於導體路徑之可伸縮電路組裝之部份剖面圖。 圖13是根據本發明之實施例之藉由焊接方式來耦合至 該彈簧式接點接腳之具有可伸縮電路之彈簧式接點接腳 方塊之剖面圖。 圖14是根據本發明之實施例之具有連接器金手指（finger) 以耦合至零插入阻力連接器之可伸縮電路之接腳電路端 點之立體圖。

圖15是根據本發明之實施例之利用位於可伸縮電路上 之連接器金手指與附著至主機板之零插入阻力連接器而 連接至接腳電路主機板之兩個可伸縮電路之剖面圖。 圖式代表符號說明 100，200 :測試頭 110 :接腳卡 接腳電路主機板 201 :觀看孔 信號接點環 插入環 彈簧式接點接腳 112 :連接器 114 116 :連接線 125 130 :接點板 132 134 :性能板 136 138 :彈簧式接點接腳環 140 -40- 200305024 發明說明續頁 (36) 142 :探針卡 150 ·晶片 160 :爽頭 207，207a、207b 與 207c :插槽 208 :測試頭外殼 210，210a，210b 與 210c :主機 212 :上側 217 :開口 221 :螺絲 230 :縮壓環 234 :插槽 237 :通道 238 ， 257 :開口

242 :凸輪從動滚輪安裝7 250 :裝置介面板 260 :介面單元 310，320 :歹丨J 144 :探針 152 ·晶圓 205 :覆蓋單元 板 214 :下側 220 :介面外殼 222 :引導接腳 232 :把手 235，245 :凸輪從動滾輪 236 :傾斜插槽 240 ·· DIB 支架 塊 255 :接點墊 330與340 :接點墊組

400 :接腳電路連接模組（PECM) 402 ··上表面 404 ··下表面 410 :彈簧式接點接腳方塊 420，420a、420b與420c :信號可伸縮電路 425 :輔助可伸縮電路 430 :母連接器 436與446 :焊接接頭 440，450與460 :連接器 441 :孔洞 443 :對準接腳洞 -41 - 200305024 (37) 發明說明續頁 1510 : ZIF連接器 雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非 用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明 之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發 明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 445 :直角接腳 455 :導線 502 :彈簧式接點接腳插座 505 :彈簧式接點接腳 610 :公連接器 900 :信號可伸縮電路組裝 910 :加固物 932，942 ··插座 950 :狹窄區段 1005，1005a :接地平面 1101，1103 與 1105 ··介電層 1102與1104 :導電層 1120 :高度 1132 :表面 1206 :寬度 1301 :焊接接合點 1420 :可伸縮電路 450 :連接器單元 465 :同軸電纜 508 :導電柱 620 :間牆 930 : PE 端 940 :介面端 1002 :信號連接器 1010與1020 :電鍍穿透孔 1111 :黏著劑 1125 ··距離 1202 :厚度 1006 :非導電間隙 1410 :邊緣連接器金手指

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Claims (1)

1. 200305024 拾、申請專利範圍 1. 一種用於一測試頭系統之連接模組，該測試頭系統包 ^ 括用以測試裝置之一測試頭，該連接模組包括： · 複數可伸縮電路以傳送與接收在該測試頭内之一電 路與待測裝置間之信號；以及 位於各可伸縮電路之一第一端上之連接點以連接該 可伸縮電路至該測試頭内之該電路。 2. 如申請專利範圍第1項所述之連接模組，其中各可伸 籲 縮電路包括複數導電路徑。 3. 如申請專利範圍第1項所述之連接模組，其中各可伸 縮電路包括至少一個信號導電路徑與一接地導電路徑。 4. 如申請專利範圍第1項所述之連接模組，其中至少一 個可伸縮電路包括複數層。 5. 如申請專利範圍第4項所述之連接模組，其中該至少 一個可伸縮電路包括三絕緣層與兩電導體，其排列成 使得各導電層被該三絕緣層之各兩層所環繞。 · 6. 如申請專利範圍第5項所述之連接模組，其中該些絕 緣層之一是一信號層，其他導電層是接地層。 7. 如申請專利範圍第6項所述之連接模組，其中該信號 層與該接地層各包括複數導電路徑。 8. 如申請專利範圍第6項所述之連接模組，其中該信號 ， 層包括複數導電路徑，而該接地層包括一單一導電平 面〇 9.如申請專利範圍第5項所述之連接模組，其中至少一 200305024 申請專利範圍續頁 導電層包括信號導體與接地導體。 10. 如申請專利範圍第3項所述之連接模組，其中該至少 · 一信號導電路徑包括一帶狀導線。 · 11. 如申請專利範圍第1項所述之連接模組，其中至少一 可伸縮電路之寬度沿著其長度而改變。 12. 如申請專利範圍第1項所述之連接模組，其中各可伸 縮電路包括連接至該測試頭内之該電路之一接腳電路 端以及提供該待測裝置之内連接之一介面端。 H 13. 如申請專利範圍第12項所述之連接模組，其中該介面 端包括匹配於各導電柱之複數導電電鍍穿透孔，該導 電柱提供該待測裝置之内連接。 14. 如申請專利範圍第12項所述之連接模組，其中該介面 端包括匹配於各導電柱之複數導電電鍍穿透孔，該導 電電鍍穿透孔提供該待測裝置之内連接。 15. 如申請專利範圍第13項所述之連接模組，其中各導電 柱連接至用以容納一彈簧式接點接腳之一彈簧式接點 春 接腳插座，該彈簧式接點接腳提供該待測裝置之内連 16. 如申請專利範圍第12項所述之連接模組，其中各可伸 縮電路包括在該介面端之一介面連接器方塊，該介面 連接器方塊定義匹配於複數導電柱之複數母插座，該 . 導電柱提供該待測裝置之内連接。 17.如申請專利範圍第12項所述之連接模組，其中各可伸 縮電路包括在該介面端之一介面連接器方塊，該介面 200305024 申請專利範圍績頁 連接器方塊定義匹配於複數母插座之複數導電柱，該 母插座提供該待測裝置之内連接。 18. 如申請專利範圍第16項所述之連接模組，其中各導電 柱連接至用以容納一彈簧式接點接腳之一彈簧式接點 接腳插座，該彈簧式接點接腳提供該待測裝置之内連 接。 19. 如申請專利範圍第12項所述之連接模組，其中各可伸 縮電路包括在該接腳電路之一接腳電路連接器方塊， 該接腳電路連接器方塊定義匹配於複數導電柱之複數 母插座，該導電柱提供該待測裝置之該電路之内連接。 20. 如申請專利範圍第12項所述之連接模組，其中各可伸 縮電路包括在該接腳電路之一接腳電路連接器方塊， 該接腳電路連接器方塊定義匹配於複數導電柱之複數 母插座，該母插座提供該待測裝置之該電路之内連接。 21. 如申請專利範圍第12項所述之連接模組，其中該接腳 電路端包括用以匹配於至少一零插入阻力連接器之複 數導電凸出物，該零插入阻力連接器提供該些導電凸 出物與該測試頭内之電路之内連接。 22. 如申請專利範圍第12項所述之連接模組，其中該接腳 電路端包括用以匹配於複數導電凸出物之至少一零插 入阻力連接器，複數導電凸出物提供該連接器與該測 試頭内之電路之内連接。 23. 如申請專利範圍第1項所述之連接模組，其中至少一 可伸縮電路包括該測試頭系統之一輔助電路。 200305024 申請專利範圍續頁 24. 如申請專利範圍第1項所述之連接模組，其中該可伸 縮電路包括由鐵弗龍膜，人造纖維式紙，與人造纖維 式布料，人造複合料，可伸縮環氧式複合料，以及熱 · 塑性膜所組成之群組中擇一材質。 25. 如申請專利範圍第1項所述之連接模组，其中該可伸 縮電路包括印刷打線之圖式排列與一可伸縮式材質。 26. —種提供一測試頭與一待測裝置間之内連接之介面， 該介面包括： @ 複數連接模組，各連接模組包括在該測試頭内之一 電路與該待測裝置間傳送與、接收信號之複數可伸縮電 路；以及 一裝置介面，提供至少一連接模組與該待測裝置間 之内連接。 27. 如申請專利範圍第26項所述之介面，其中該些連接模 組呈幅射性排列並定義用以對準於該測試頭之一觀看 孔之該介面内之一中央孔。 籲 28. 如申請專利範圍第26項所述之介面，其中至少一可伸 縮電路之寬度沿著其長度而改變。 29. 如申請專利範圍第26項所述之介面，其中該可伸縮電 路包括由鐵弗龍膜，人造纖維式紙，與人造纖維式布 料，人造複合料，可伸縮環氧式複合料，以及熱塑性 . 膜所組成之群組中擇一材質。 30. 如申請專利範圍第26項所述之介面，其中該可伸縮電 路包括印刷打線之圖式排列與一可伸縮式材質。 200305024 申請專利範圍續頁 _纖_1|議議_繼_黐!釀^ 31. —種測試頭系統，包括： 一測試頭，其包括複數電路；以及 一介面，其提供該測試頭與一待測裝置間之内連接 ，該介面包括用以在該些電路與該待測裝置間傳送與 接收信號之複數可伸縮電路。 32. 如申請專利範圍第31項所述之測試頭系統，其中至少 一可伸縮電路之寬度沿著其長度而改變。 33. 如申請專利範圍第31項所述之測試頭系統，其中該可 伸縮電路包括由鐵弗龍膜，人造纖維式紙，與人造纖 維式布料，人造複合料，可伸縮環氧式複合料，以及 熱塑性膜所組成之群組中擇一材質。 34. 如申請專利範圍第31項所述之測試頭系統，其中該可 伸縮電路包括印刷打線之圖式排列與一可伸縮式材質。 35. —種連接一測試頭至一待測裝置之方法，包括下列步 驟： 提供至少一連接模組，該連接模組包括複數可伸縮 電路以傳送與接收該測試頭内之一電路與待測裝置間 之信號；以及 連接該連接模組於該測試頭内之電路與該待測裝置 之間。 36. —種改變一測試頭系統之方法，包括下列步驟： 從該測試頭系統移除一第一可伸縮電路，其中該第 一可伸縮電路具有一第一架構以在一測試頭内之電路 與待測裝置之間交換信號；以及 200305024 申請專利範圍續頁 用具一第二架構之一第二可伸縮電路來取代該第一 可伸縮電路，該第二可伸縮電路用以在該測試頭内之 電路與待測裝置之間交換信號，該第一架構不同於該 弟二架構。 、 37. —種改變一測試頭系統之方法，該方法包括：

   從該測試頭系統移除一第一連接模組，其中該第一 連接模組具有一第一架構並包括複數個可伸縮電路以 在一測試頭内之電路與待測裝置之間交換信號；以及 用具一第二架構之一第二連接模組來取代該第一連 接模組，該第二連接模組·包括複數個可伸縮電路以在 該測試頭内之電路與待測裝置之間交換信號，該第一 架構不同於該第二架構。 38. —種改變一測試頭系統之方法，該方法包括： 提供一可伸縮電路以在一測試頭内之電路與待測裝 置之間交換信號；以及

   將該可伸縮電路加入至該測試頭系統。 39. —種組裝一測試頭系統之方法，其中該測試頭系統包 括一測試頭以測試裝置，該方法包括： 提供複數個連接模组，其中各連接模組包括複數個 可伸縮電路以在該測試頭内之電路與待測裝置之間交 換信號；以及 組裝一介面以提供該測試頭與該待測裝置間之内連 接，該組裝步驟包括：將該連接模組排列於一既定架 構0