WO2009098770A1 - 品種交換ユニットおよび製造方法 - Google Patents

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WO2009098770A1
WO2009098770A1 PCT/JP2008/052060 JP2008052060W WO2009098770A1 WO 2009098770 A1 WO2009098770 A1 WO 2009098770A1 JP 2008052060 W JP2008052060 W JP 2008052060W WO 2009098770 A1 WO2009098770 A1 WO 2009098770A1
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test
socket
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PCT/JP2008/052060
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Ken Miyata
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Advantest Corporation
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    • G01R1/067—Measuring probes
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    • 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
    • G01R1/07364—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 with provisions for altering position, number or connection of probe tips; Adapting to differences in pitch
    • G01R1/07371—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 with provisions for altering position, number or connection of probe tips; Adapting to differences in pitch using an intermediate card or back card with apertures through which the probes pass
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    • G01R1/0483—Sockets for un-leaded IC's having matrix type contact fields, e.g. BGA or PGA devices; Sockets for unpackaged, naked chips
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    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/06772—High frequency probes

Definitions

  • the present invention relates to a product type exchange unit and a manufacturing method. More specifically, the present invention relates to a product type exchange unit for forming an electrical connection to a device under test in a test apparatus, and a manufacturing method for manufacturing the same.
  • Semiconductor test equipment has a structure that allows some parts to be exchanged for various tests.
  • One of the parts that can be exchanged is a product type exchange unit that forms an electrical interface to the device under test.
  • the product type replacement unit has a device socket corresponding to the shape of the device under test and the arrangement of the connection terminals, and a connector for connecting the socket to the test apparatus side.
  • Patent Document 1 describes the structure of a socket board mounted on a performance board.
  • the socket board has an interlayer wiring and electrically connects an IC socket mounted on the upper surface and a coaxial cable connected to the lower surface. It also has the function of physically supporting the IC socket.
  • Patent Document 2 describes a socket board on which a plurality of sockets are mounted. This socket board also physically supports the socket and includes a wiring for the socket, and takes part of the electrical connection to the socket. Japanese Patent Laid-Open No. 11-094896 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-235061
  • the signal processed in the device under test is getting faster every day. For this reason, the test signal in the semiconductor test apparatus has also been increased in speed, and has recently reached the gigahertz band. As described above, a signal having a high frequency is easily influenced by a distribution constant formed by the wiring itself, and transmission loss, mismatched reflection, reflection due to a stub, and the like become remarkable. Since signal deterioration in the test apparatus makes it difficult to accurately evaluate the device under test, effective countermeasures are required.
  • a product type exchange unit that is mounted on a test apparatus according to the product type of the device under test and is interposed in the signal path between the device under test and the test device.
  • a socket board having a front surface and a back surface, and a device under test approaching and separating from the front surface side, and being supported from the socket board in the same arrangement as the connection terminals of the device under test, and protruding from the front surface of the socket board.
  • a product type exchange unit including a plurality of spring pins whose tips are brought into contact with connection terminals of a device under test.
  • a product type exchange unit that is mounted on a test apparatus in accordance with the type of device under test and is interposed in a signal path between the device under test and the test device.
  • a plurality of vias formed through the front and back in the same arrangement as the connection terminals on the back surface of the device socket having the connection terminals on the front surface, and the socket board on which the device socket is mounted on the front surface and the back surface of the socket board A fixed block member, a spring pin embedded in the block member and projecting from the inside of the block member toward the back surface of the socket board, abutting on the end surface of the via on the back surface of the socket board, and one end A coaxial cable connected to the rear end of the spring pin and extending from the back side of the block member toward the test device side Obtain varieties exchange unit is provided.
  • a product type exchange unit that is mounted on a test apparatus according to the type of device under test and is interposed in the signal path between the device under test and the test device, A socket board on which the device is brought close to and away from, a connection member electrically connected to the connection terminal of the device under test on the surface of the socket board, and one end connected to the rear end of the connection member; A coaxial cable extending from the back side toward the test apparatus side, and a conductor block fixed to the back side of the socket board, the conductor block being electrically coupled to the shielded wire of the coaxial cable; and A product exchange unit is provided that mechanically supports a coaxial cable.
  • a support member having a front surface and a back surface, a spring pin embedded in the support member and having a tip projecting from the inside of the support member toward the surface, one end of the spring pin And a coaxial cable connected to the end and extending from the back side of the support member to the test apparatus side, and mounted on the test apparatus according to the type of the device under test, and a signal path between the device under test and the test apparatus
  • a method of manufacturing a product exchange unit intervening in the method the step of inserting a spring pin into the support member from the front surface, the step of inserting one end of the coaxial cable into the support member from the back surface, the spring pin and the coaxial cable Are electrically coupled to each other.
  • a test head for performing a test on the device under test and a test head according to the type of the device under test are mounted on the signal head between the device under test and the test apparatus.
  • a test apparatus including a product type exchange unit, wherein the product type exchange unit has a front surface and a back surface, the socket board on which the device under test is brought close to and away from the front surface side, and the same arrangement as the connection terminals of the device under test And a plurality of spring pins that are supported from the socket board and protrude from the surface of the socket board so that the tips contact the connection terminals of the device under test.
  • a test head for performing a test on the device under test and a test head according to the type of the device under test are mounted on the test head and interposed in the signal path between the device under test and the test apparatus.
  • a socket board on which the device socket is mounted on the front surface a block member fixed to the back surface of the socket board, and embedded in the block member and projecting from the inside of the block member toward the back surface of the socket board
  • the spring pin with the tip of the tip abutted against the end face of the via on the back of the socket board, and one end It is connected to the rear end of Ngupin, test device and a coaxial cable that extends toward the testing device side from the back side of the block member.
  • a test head for performing a test on the device under test and a test head according to the type of the device under test are mounted on the signal head between the device under test and the test apparatus.
  • a product type exchange unit wherein the product type exchange unit is electrically connected to a socket board on which the device under test is approached and separated from the surface, and a connection terminal of the device under test on the surface of the socket board.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of a product type exchange unit 200.
  • FIG. It is a figure which shows the layout of the bottom face of the socket board.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of a product type exchange unit 200.
  • FIG. 5 is a diagram showing a layout of an upper surface of a conductor block 240.
  • 4 is a cross-sectional view showing a horizontal cross-sectional structure at the bottom surface of a conductor block 240.
  • test equipment 110 handler, 111 connection terminal, 112 device under test, 120 test head, 122 pin electronics, 124 motherboard, 130 mainframe, 140 connection cable, 200 product replacement unit, 201 connection structure, 210 device socket, 211 through Hole, 212 socket guide, 213 connection member, 214 device socket, 220 socket board, 222 insulation layer, 224 interlayer wiring, 226 interlayer via, 228 through via, 227 pad, 229 capacitor, 230 spacer, 240 conductor block, 250 dielectric 260 spring pin, 261 flange, 262 contact pin, 263 fastener, 264 sleeve, 270 coaxial cable, 27 Core, 274 dielectric, 278 insulating material, 276 a shield wire, 280 connector, 290 housing, 329 spot facing portion
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the entire structure of the test apparatus 100.
  • the test apparatus 100 includes a handler 110, a test head 120, and a main frame 130.
  • the handler 110 stores the device under test 112 and also transports the device under test 112 to the test head 120 for each required number for the test.
  • the device is a memory
  • a test of a plurality of devices under test 112 such as 512 can be automatically and sequentially executed.
  • the test head 120 accommodates a plurality of pin electronics 122.
  • the pin electronics 122 generates a test signal to be transmitted to the device under test 112 under an instruction from the main frame 130.
  • the test signal transmitted to the device under test 112 and processed is received, and the function and characteristics of the device under test 112 are evaluated.
  • the pin electronics 122 is connected to the motherboard 124.
  • the product replacement unit 200 is mounted on the upper surface of the test head 120.
  • the product type exchange unit 200 is selected and mounted with the same shape of the connection part as the device under test 112 transported by the handler 110. As a result, an electrical signal can be transmitted or received between the device under test 112 and the test head 120.
  • the main frame 130 is connected to the handler 110 and the test head 120 by the connection cable 140, and comprehensively controls the operation of each part.
  • test head 120 when there is a request for switching the device under test 112 to another product type, or when the content of the test is changed, both the product type exchange unit 200 and the pin electronics 122 are used. Alternatively, the test can be performed using the same test head 120 by replacing either one. Thereby, the utilization efficiency of the expensive test apparatus 100 can be improved.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the product type exchange unit 200.
  • the product type exchange unit 200 has a structure in which a socket board 220, a spacer 230, a conductor block 240, and a housing 290 are sequentially stacked.
  • the socket board 220 has an interlayer wiring 224 and an interlayer via 226 integrated by an insulating layer 222 and a spring pin 260. A part of the interlayer wiring 224 is also formed on the lower surface of the socket board 220. Interlayer wiring 224 is electrically interconnected by interlayer via 226.
  • the socket board 220 has a device socket 214 and a socket guide 212 mounted on the upper surface.
  • the device socket 214 has a plurality of through holes 211 formed in the same arrangement as the connection terminals 111 of the device under test 112.
  • An example of the connection terminal 111 is a ball grid array (BGA).
  • the device socket 214 has a portion for guiding the pin of the handler 110 holding the device under test 112. As a result, the connection terminal 111 of the device under test 112 held by the handler 110 is guided to a position facing the through hole 211.
  • the spring pin 260 is embedded through the socket board 220 in the thickness direction.
  • the spring pin 260 has the same arrangement as the through hole 211 of the device socket 214.
  • the upper end of the spring pin 260 protrudes from the upper surface of the socket board 220 and extends into the through hole 211. That is, the device socket 214 functions as a housing for the spring pin 260. As a result, the device under test 112 pressed from the handler 110 brings the connection terminal 111 into contact with the upper end of the spring pin 260.
  • the conductor block 240 is fixed to the lower surface of the socket board 220 in the region where the spring pins 260 are arranged.
  • the conductor block 240 is formed of a conductive material such as metal, for example, and is in contact with the interlayer wiring 224 on the lower surface of the socket board 220 and has the same potential as the interlayer wiring 224.
  • the spacer 230 is mounted around the conductor block 240, positions the conductor block 240, and flattens the lower surface of the assembly of the socket board 220, the conductor block 240, and the spacer 230.
  • the spacer 230 is an electrical conductor and is electrically connected to the interlayer wiring 224 on the bottom surface of the socket board 220.
  • a countersink portion 329 that receives the capacitor 229 disposed on the lower surface of the socket board 220 is provided.
  • the housing 290 supports the assembly from below and accommodates the connector 280 and the coaxial cable 270.
  • the connector 280 is attached to the bottom surface of the housing 290, and forms an electrical connection with the circuit on the motherboard 124 side when the product type exchange unit 200 is attached on the motherboard 124.
  • the coaxial cable 270 penetrates the conductor block 240 and electrically connects the lower end of the spring pin 260 and the connector 280. Further, the power supply line 371 and the ground line 372 also electrically connect the interlayer wiring 224 and the connector 280. As a result, the connection terminal 111 of the device under test 112 pressed from the handler 110 is connected to the motherboard 124 via the spring pin 260, the coaxial cable 270, and the connector 280.
  • the product exchange unit 200 is mounted on the test apparatus 100 according to the type of the device under test 112 and is interposed in the signal path between the device under test 112 and the test device 100, and has a front surface and a back surface.
  • the product type exchange unit 200 including a plurality of spring pins 260 whose tips are brought into contact with the connection terminals 111 of the device under test 112 is formed.
  • the product replacement unit 200 further includes a socket guide 212 for guiding the handler 110 holding the device under test 112, and causes the connection terminal 111 of the device under test 112 to abut the tip of the spring pin 260.
  • FIG. 3 is a diagram showing a layout of the bottom surface of the socket board 220.
  • the position of the bottom surface in the product type change unit 200 is indicated by an arrow P in FIG.
  • a part of the interlayer wiring 224 and the lower end of the spring pin 260 are exposed on the bottom surface of the socket board 220.
  • a capacitor 229 is attached to the lower surface of the socket board 220.
  • the interlayer wiring 224 is formed on the entire bottom surface of the socket board 20 except for the periphery of the spring pin 260. Further, the lower end of the spring pin 260 is separated from the interlayer wiring 224. Thereby, when the spring pin 260 becomes a signal path, a distributed constant circuit is formed in cooperation with the interlayer wiring 224 in a plane including at least the bottom surface of the socket board 220.
  • FIG. 4 is a diagram showing a signal path connection structure 201 in the product type exchange unit 200.
  • a spring pin 260 is interposed in a signal path from the device under test 112 mounted on the socket board 220 to the coaxial cable 270.
  • the spring pin 260 includes a sleeve 264 embedded through the socket board 220 in the thickness direction, and a contact pin 262 extending from the sleeve 264 to above the socket board 220.
  • the contact pin 262 can slide in the longitudinal direction inside the sleeve 264 and is biased upward by a biasing member built in the sleeve 264. Thereby, the dimension error in the height direction of the device under test 112 and its connection terminal 111 can be absorbed, and the contact pin 262 can be reliably brought into contact with the connection terminal to establish electrical continuity.
  • the sleeve 264 of the spring pin 260 has a flange portion 261 formed integrally with the upper end. Accordingly, when the sleeve pin is inserted into the through hole formed in the thickness direction of the socket board 220, the spring pin 260 does not sink more than a certain amount inside the socket board 220. Further, it is possible to receive a reaction force when the connection terminal 111 comes into contact with the upper end of the contact pin 262 and to ensure electrical connection between the two.
  • the flange portion 261 is pressed toward the upper surface of the socket board 220 by the lower surface of the device socket 214. This prevents the spring pin 260 from falling off the socket board 220.
  • the lower end of the spring pin 260 slightly protrudes downward on the lower surface of the socket board 220, and a fastener 263 is attached to the periphery.
  • the fastener 263 is attached immediately after the spring pin 260 is inserted into the socket board 220, and temporarily holds the spring pin 260 until the device socket 214 is attached.
  • the socket board 220 has a plurality of interlayer wirings 224 formed in parallel to the front and back surfaces of the socket board 220, most of which are disposed inside the socket board 220.
  • Each of the interlayer wirings 224 is arranged around the spring pin 260 penetrating the socket board 220 without being in contact therewith.
  • interlayer vias 226 embedded so as to extend in the thickness direction of socket board 220 connect interlayer wirings 224 to each other.
  • each of the spring pins 260 is surrounded by a shield portion formed by the interlayer wiring 224 and the interlayer via 226 having the same potential as the conductor block 240 to form a coaxial line.
  • the interlayer wiring 224 inside the socket board 220 that forms the shield portion may not be formed over the entire surface of the socket board 220.
  • some of the spring pins 260 may be used for power supply or the like, and the spring pins 260 may be electrically connected to the interlayer wiring 224.
  • any one of the spring pins 260 and a part of the interlayer wiring 224 may be used as a low-speed signal wiring for propagating a low-speed signal such as a power source supplied to the device under test 112.
  • the coaxial cable does not have to be connected to the bottom surface side of the spring pin 260 that is electrically connected to the interlayer wiring 224.
  • the coaxial cable 270 includes a core wire 272 located in the center in the radial direction, a shield wire 276 that surrounds the core wire 272 via a dielectric 274, and an insulating material 278 that surrounds the outside of the shield wire 276.
  • the shield wire 276 and the dielectrics 274 and 278 are removed, and the core wire 272 is exposed.
  • the exposed core wire 272 is coupled to the lower end of the spring pin 260. That is, the spring pin 260 is pushed into the inside of the spring pin 260 from the lower end of the sleeve 264 and is electrically integrated.
  • the section following the exposed portion of the core wire 272 of the coaxial cable 270 is inserted into the conductor block 240.
  • the outer insulating material 278 is removed, and the shield wire 276 and the conductor block 240 are in direct contact.
  • the coaxial cable 270 is mechanically supported and fixed by the conductor block 240, and the shield wire 276 and the conductor block 240 have the same potential.
  • the conductor block 240 and the interlayer wiring 224 are connected to each other. Further, the interlayer wiring 224 forms a coaxial structure with the spring pin 260. Accordingly, a coaxial signal line is formed from the coaxial cable 270 to the upper surface of the socket board 220.
  • connection structure 201 in the vicinity of the upper end of the coaxial cable 270, the member is removed and the outer diameter becomes narrower as it approaches the upper end. Therefore, when assembling the product replacement unit 200, it can be inserted from below into the assembly in which the socket board 220 and the conductor block 240 are combined.
  • the step of inserting the spring pin 260 into the socket board 220 from the surface the step of inserting one end of the coaxial cable 270 from the back surface of the socket board 220, and the step of electrically coupling the spring pin 260 and the coaxial cable 270.
  • a socket board 220 having a front surface and a back surface, a spring pin 260 embedded in the socket board 220 with a tip protruding from the inside of the socket board 220 toward the surface, and one end of the spring pin 260.
  • a coaxial cable 270 that is connected to the rear end of the socket board 220 and extends from the back surface side of the socket board 220 to the mother board 124 side.
  • the coaxial cable 270 is attached to the test apparatus 100 according to the type of the device under test 112, Intervene in signal path between test equipment 100 It can produce varieties exchange unit 200 that.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a product type exchange unit 200 according to another embodiment.
  • the product type exchange unit 200 has a structure in which a socket board 220, a spacer 230, a conductor block 240, and a housing 290 are sequentially stacked.
  • the same reference number is attached
  • the socket board 220 includes an insulating layer 222, an interlayer wiring 224, an interlayer via 226, and a through via 228.
  • a socket guide 212 and a device socket 214 are mounted on the upper surface of the socket board 220.
  • the device socket 214 has a plurality of through holes 211 formed in the same arrangement as the connection terminals 111 of the device under test 112 in the main body, and an elastic connection in the extending direction of the through holes 211 inside the through holes 211.
  • the member 213 is accommodated.
  • An example of the connection member 213 is a contact pin.
  • the socket guide 212 has a portion for guiding the pins of the handler 110 holding the device under test 112. As a result, the connection terminal 111 of the device under test 112 held by the handler 110 comes into contact with the upper end of the connection member 214 disposed in the through hole 211.
  • the interlayer wiring 224 is also formed on the lower surface of the socket board 220. Further, the interlayer wiring 224 is electrically interconnected by an interlayer via 226.
  • the through via 228 is formed to penetrate the socket board 220 in the thickness direction.
  • Flat pads 227 are provided at both ends of the through via 228.
  • the through via 228 is electrically separated from the interlayer wiring 224 and the interlayer via 226.
  • the arrangement of the pads 227 on the upper surface of the socket board 220 is equal to the arrangement of the connection members of the device socket 210.
  • the conductor block 240 is fixed to the lower surface of the socket board 220 in the region where the through via 228 is disposed.
  • the conductor block 240 is formed of a conductive material such as metal, for example, and is in contact with the interlayer wiring 224 on the lower surface of the socket board 220 and has the same potential as the interlayer wiring 224.
  • a spring pin 260 is embedded in the conductor block 240 via a dielectric 250.
  • the spring pins 260 have the same arrangement as the arrangement of the pads 227 on the lower surface of the socket board 220.
  • the upper end of the spring pin 260 is in contact with the lower end surface of the through via 228.
  • the spacer 230 is mounted around the conductor block 240, positions the conductor block 240, and flattens the lower surface of the assembly of the socket board 220, the conductor block 240, and the spacer 230.
  • the housing 290 supports the assembly from below and accommodates the connector 280 and the coaxial cable 270.
  • the connector 280 is attached to the bottom surface of the housing 290, and forms an electrical connection with the circuit on the motherboard 124 side when the product type exchange unit 200 is attached on the motherboard 124.
  • the coaxial cable 270 is coupled to the lower end of the spring pin 260 inside the conductor block 240.
  • the connection terminal 111 of the device under test 112 mounted on the device socket 210 is connected to the motherboard 124 via the connection member 214, the through via 228, the spring pin 260, the coaxial cable 270, and the connector 280.
  • the product exchange unit 200 is mounted on the test apparatus 100 according to the type of the device under test 112 and is interposed in the signal path between the device under test 112 and the test apparatus 100, and includes a connection member 214 for the device under test 112.
  • a socket board 220 having a plurality of through vias 228 formed so as to penetrate the front and back in the same arrangement as the connection terminals on the back surface of the device socket 210, and the back surface of the socket board 220.
  • a conductor block 240 fixed to the conductor block 240 and an end surface of the through via 228 embedded in the conductor block 240 and projecting from the inside of the conductor block 240 toward the back surface of the socket board 220.
  • Spring pin 260 abutted on and one end It is connected to the rear end of Gupin 260, cultivar exchange unit and a coaxial cable that extends toward the testing device side from the back side of the conductor block 240 is formed.
  • FIG. 6 is a diagram showing a layout of the bottom surface of the socket board 220. Note that the position of the bottom surface in the type change unit 200 is indicated by an arrow P in FIG. Further, the direction of the line of sight when looking up at the bottom is indicated by an arrow A in FIG.
  • the lowermost interlayer wiring 224, the pad 227 formed at the lower end of the through via 228, and the lower end of the interlayer via 226 appear on the bottom surface of the socket board 220.
  • the interlayer wiring 224 is formed on the entire bottom surface of the socket board 220 except for the periphery of the pad 227.
  • the interlayer via 226 shows an end face in a region where the interlayer wiring 224 exists.
  • the pad 227 corresponding to the lower end of the through via 228 is separated from the interlayer wiring 224.
  • a distributed constant circuit is formed in cooperation with the interlayer wiring 224 in a plane including at least the bottom surface of the socket board 220.
  • FIG. 7 is a view showing the layout of the upper surface of the conductor block 240. Note that the position of the upper surface is indicated by an arrow P in FIG. Further, the direction of the line of sight when looking down at the upper surface is indicated by an arrow B in FIG.
  • the spring pin 260 embedded in the conductor block 240 can be seen from the upper surface of the conductor block 240. It can also be seen that the dielectric 250 is interposed between the conductor block 240 and the spring pin 260. Thereby, when the spring pin 260 becomes a signal path, a distributed constant circuit is formed in cooperation with the conductor block 240 in a plane including at least the upper surface of the conductor block 240. Further, this distributed constant is maintained over substantially the entire length of the spring pin 260.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a horizontal cross-sectional structure at the bottom surface of the conductor block 240.
  • the position of the bottom surface in the product type exchange unit 200 is indicated by an arrow R in FIG. Further, the direction of the line of sight when looking up at the bottom is indicated by an arrow C in FIG.
  • FIG. 9 is a diagram showing an electrical connection structure 201 from the socket board 220 to the coaxial cable 270 in the product type exchange unit 200. Constituent elements common to other drawings are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
  • the socket board 220 has a plurality of interlayer wirings 224 formed in parallel with the front and back surfaces of the socket board 220.
  • the interlayer wiring 224 is connected to each other by an interlayer via 226 extending in the thickness direction of the socket board 220.
  • the interlayer wiring 224 is not in contact with the through via 228.
  • each of the through vias 228 is surrounded by the shield portion formed by the interlayer wiring 224 and the interlayer via 226 to form a coaxial line.
  • the interlayer wiring 224 inside the socket board 220 that forms the shield portion may not be formed over the entire surface of the socket board 220.
  • some of the through vias 228 may be used for power supply or the like, and the through vias 228 may be electrically connected to the interlayer wiring 224.
  • any of the through vias 228 and a part of the interlayer wiring 224 may be used as a low-speed signal wiring for propagating a low-speed signal such as a power source supplied to the device under test 112.
  • the spring pin 260 may not be connected to the bottom surface side of the through via 228 that is electrically connected to the interlayer wiring 224.
  • the interlayer wiring 224 located on the bottom surface of the socket board 220 is in contact with the conductor block 240.
  • the spring pin 260 embedded in the conductor block 240 is biased upward and presses the tip against the pad 227. Thereby, an electrical connection between the through via 228 of the socket board 220 and the spring pin 260 is established.
  • the spring pin 260 is embedded in the conductor block 240 via the dielectric 250.
  • the dielectric 250 wraps around the lower surface of the spring pin 260 and blocks electrical conduction between the spring pin 260 and the conductor block 240. Thereby, the coaxial structure by the conductor block 240 and the spring pin 260 is formed. Since the upper end of the dielectric 250 is opened, the spring pin 260 can be inserted from above.
  • the shield wire 276 and the dielectrics 274 and 278 are removed, and the core wire 272 is exposed.
  • the exposed core wire 272 is pushed into the spring pin 260 from the lower end of the sleeve 264 of the spring pin 260 and becomes electrically integrated.
  • the subsequent section of the coaxial cable 270 is inserted into the conductor block 240.
  • the outer insulating material 278 is removed, and the shield wire 276 and the conductor block 240 are in direct contact. Accordingly, the coaxial cable 270 is mechanically supported and fixed by the conductor block 240, and the shield wire 276, the conductor block 240, and the interlayer wiring 224 have the same potential.
  • a coaxial signal line is formed from the coaxial cable 270 to the upper surface of the socket board 220.
  • connection structure 201 in the vicinity of the upper end of the coaxial cable 270, the member is removed and the outer diameter is narrowed toward the upper end. Therefore, when assembling the product replacement unit 200, it can be inserted into the conductor block 240 from the lower surface.
  • the step of inserting the spring pin 260 from the front surface of the conductor block 240 the step of inserting one end of the coaxial cable 270 from the back surface of the conductor block 240, and the step of electrically coupling the spring pin 260 and the coaxial cable 270.
  • a coaxial cable 270 extending from the back surface side of the conductor block 240 to the mother board 124 side, and attached to the test apparatus 100 according to the type of the device under test 112. Manufactures product exchange unit 200 that intervenes in signal path between Kill.
  • the product type exchange unit 200 has a coaxial structure for most of the signal path from the motherboard 124 to the device under test 112.
  • the impedance of a signal line can be matched and attenuation
  • damping of a transmission signal can be suppressed.
  • unnecessary electromagnetic radiation and crosstalk due to the transmission signal are also suppressed. Therefore, it can be advantageously used particularly in a test apparatus for testing a semiconductor device having a high signal frequency.
  • a pair of adjacent lines are combined to form parallel two wires.
  • a balanced type line may be formed.

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Abstract

　試験装置において、信号の劣化が少ない品種交換ユニットを提供する。被試験デバイスの品種に応じて試験装置に装着され、被試験デバイスおよび試験装置の間で信号経路に介在する品種交換ユニットであって、表面および裏面を有して表面側に被試験デバイスが近接および離間されるソケットボードと、被試験デバイスの接続端子と同じ配置でソケットボードから支持され、且つ、先端をソケットボードの表面から先端を突出させて被試験デバイスの接続端子に先端を当接させる複数のスプリングピンとを備える。

Description

品種交換ユニットおよび製造方法
　本発明は、品種交換ユニットおよび製造方法に関する。より詳細には、試験装置において、被試験デバイスに対する電気的な接続を形成する品種交換ユニットと、それを製造する製造方法とに関する。
　半導体試験装置は、一部の部品を交換して種々の試験に対応させることができる構造を有する。交換できる部品のひとつとして、被試験デバイスに対する電気的なインタフェイスを形成する品種交換ユニットがある。
　品種交換ユニットは、被試験デバイスの形状および接続端子の配置に応じたデバイスソケットと、当該ソケットを試験装置側に接続するコネクタ等とを有する。コネクタを挿抜して品種交換ユニットを交換することにより、試験装置を種々の被試験デバイスに対応させることができる。
　下記の特許文献１には、パフォーマンスボードに搭載されたソケットボードの構造が記載される。ソケットボードは層間配線を有して、上面に搭載されたＩＣソケットと、下面に接続された同軸ケーブルとを電気的に接続する。また、ＩＣソケットを物理的に支持する機能も担う。
　下記の特許文献２には、複数のソケットを搭載するソケットボードが記載される。このソケットボードも、ソケットを物理的に支持すると共に、ソケット用配線を備えて、ソケットに対する電気的接続の一部を担っている。
特開平１１－０９４８９６号公報 特開２０００－２３５０６１号公報
　被試験デバイスにおいて処理される信号は日増しに高速化している。このため、半導体試験装置における試験信号も高速化しており、近年はギガヘルツ帯域にまで達している。このように周波数の高い信号は配線自体が形成する分布定数の影響を受けやすく、伝送損失、不整合反射、スタブによる反射等が顕著になる。試験装置における信号の劣化は被試験デバイスの正確な評価を困難にするので、有効な対策が求められている。
　上記課題を解決すべく、本発明の第１の形態として、被試験デバイスの品種に応じて試験装置に装着され、被試験デバイスおよび試験装置の間で信号経路に介在する品種交換ユニットであって、表面および裏面を有して表面側に被試験デバイスが近接および離間されるソケットボードと、被試験デバイスの接続端子と同じ配置でソケットボードから支持され、且つ、ソケットボードの表面から先端を突出させて被試験デバイスの接続端子に先端を当接させる複数のスプリングピンとを備える品種交換ユニットが提供される。
　また、本発明の第２の形態として、被試験デバイスの品種に応じて試験装置に装着され、被試験デバイスおよび試験装置の間で信号経路に介在する品種交換ユニットであって、被試験デバイスに対する接続端子を表面に有するデバイスソケットの裏面の接続端子と同じ配置で表裏を貫通して形成された複数のビアを有し、デバイスソケットを表面に実装されるソケットボードと、ソケットボードの裏面に対して固定されたブロック部材と、ブロック部材に埋設されて、ブロック部材の内部からソケットボードの裏面に向かって突出させた先端を、ソケットボードの裏面においてビアの端面に当接させたスプリングピンと、一端をスプリングピンの後端に接続され、ブロック部材の裏面側から試験装置側に向かって延在する同軸ケーブルとを備える品種交換ユニットが提供される。
　更に、本発明の第３の形態として、被試験デバイスの品種に応じて試験装置に装着され、被試験デバイスおよび試験装置の間で信号経路に介在する品種交換ユニットであって、表面に被試験デバイスが近接および離間されるソケットボードと、ソケットボードの表面において、被試験デバイスの接続端子に電気的に先端を接続される接続部材と、接続部材の後端に一端を接続され、ソケットボードの裏面側から試験装置側に向かって延在する同軸ケーブルと、ソケットボードの裏面に対して固定された導体ブロックとを備え、導体ブロックは、同軸ケーブルのシールド線に電気的に結合され、且つ、同軸ケーブルを機械的に支持する品種交換ユニットが提供される。
　更に、本発明の第４の形態として、表面および裏面を有する支持部材と、支持部材に埋設されて、支持部材の内部から表面に向かって先端を突出させたスプリングピンと、一端をスプリングピンの後端に接続され、支持部材の裏面の側から試験装置側に延在する同軸ケーブルとを備え、被試験デバイスの品種に応じて試験装置に装着され、被試験デバイスおよび試験装置の間で信号経路に介在する品種交換ユニットを製造する製造方法であって、スプリングピンを、支持部材に表面から挿入する段階と、同軸ケーブルの一端を、裏面から支持部材に挿入する段階と、スプリングピンおよび同軸ケーブルを電気的に結合する段階とを含む製造方法が提供される。
　また更に、本発明の第５の形態として、被試験デバイスに対する試験を実行するテストヘッドと被試験デバイスの品種に応じてテストヘッドに装着され、被試験デバイスおよび試験装置の間で信号経路に介在する品種交換ユニットとを備える試験装置であって、品種交換ユニットが、表面および裏面を有して表面側に被試験デバイスが近接および離間されるソケットボードと、被試験デバイスの接続端子と同じ配置でソケットボードから支持され、且つ、ソケットボードの表面から先端を突出させて被試験デバイスの接続端子に先端を当接させる複数のスプリングピンとを有する試験装置が提供される。
　また更に、本発明の第６の形態として、被試験デバイスに対する試験を実行するテストヘッドと被試験デバイスの品種に応じてテストヘッドに装着され、被試験デバイスおよび試験装置の間で信号経路に介在する品種交換ユニットとを備える試験装置であって、品種交換ユニットが、被試験デバイスに対する接続端子を表面に有するデバイスソケットの裏面の接続端子と同じ配置で表裏を貫通して形成された複数のビアを有し、デバイスソケットを表面に実装されるソケットボードと、ソケットボードの裏面に対して固定されたブロック部材と、ブロック部材に埋設されて、ブロック部材の内部からソケットボードの裏面に向かって突出させた先端を、ソケットボードの裏面においてビアの端面に当接させたスプリングピンと、一端をスプリングピンの後端に接続され、ブロック部材の裏面側から試験装置側に向かって延在する同軸ケーブルとを有する試験装置。
　また更に、本発明の第７の形態として、被試験デバイスに対する試験を実行するテストヘッドと被試験デバイスの品種に応じてテストヘッドに装着され、被試験デバイスおよび試験装置の間で信号経路に介在する品種交換ユニットとを備える試験装置であって、品種交換ユニットが、表面に被試験デバイスが近接および離間されるソケットボードと、ソケットボードの表面において、被試験デバイスの接続端子に電気的に先端を接続される接続部材と、接続部材の後端に一端を接続され、ソケットボードの裏面側から試験装置側に向かって延在する同軸ケーブルと、ソケットボードの裏面に対して固定された導体ブロックとを備え、導体ブロックは、同軸ケーブルのシールド線に電気的に結合され、且つ、同軸ケーブルを機械的に支持する試験装置。
　なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
試験装置１００全体の構造を模式的に示す図である。 品種交換ユニット２００の構造を示す断面図である。 ソケットボード２２０の底面のレイアウトを示す図である。 品種交換ユニット２００における接続構造２０１を示す図である。 品種交換ユニット２００の構造を示す断面図である。 ソケットボード２２０の底面のレイアウトを示す図である。 導体ブロック２４０の上面のレイアウトを示す図である。 導体ブロック２４０の底面における水平断面構造を示す断面図である。 品種交換ユニット２００における接続構造２０１を示す図である。
符号の説明
１００　試験装置、１１０　ハンドラ、１１１　接続端子、１１２　被試験デバイス、１２０　テストヘッド、１２２　ピンエレクトロニクス、１２４　マザーボード、１３０　メインフレーム、１４０　接続ケーブル、２００　品種交換ユニット、２０１　接続構造、２１０　デバイスソケット、２１１　貫通穴、２１２　ソケットガイド、２１３　接続部材、２１４　デバイスソケット、２２０　ソケットボード、２２２　絶縁層、２２４　層間配線、２２６　層間ビア、２２８　貫通ビア、２２７　パッド、２２９　キャパシタ、２３０　スペーサ、２４０　導体ブロック、２５０　誘電体、２６０　スプリングピン、２６１　フランジ部、２６２　コンタクトピン、２６３　留め具、２６４　スリーブ、２７０　同軸ケーブル、２７２　芯線、２７４　誘電体、２７８　絶縁材、２７６　シールド線、２８０　コネクタ、２９０　筐体、３２９　座繰り部
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
　図１は、試験装置１００全体の構造を模式的に示す図である。試験装置１００は、ハンドラ１１０、テストヘッド１２０およびメインフレーム１３０を含む。
　ハンドラ１１０は、被試験デバイス１１２を格納すると共に、被試験デバイス１１２を所要数毎にテストヘッド１２０に搬送して試験に供する。これにより、デバイスがメモリの場合であれば例えば５１２個といった複数の被試験デバイス１１２の試験を自動的に順次実行できる。
　テストヘッド１２０は、複数のピンエレクトロニクス１２２を収容する。ピンエレクトロニクス１２２は、メインフレーム１３０からの指示の下に、被試験デバイス１１２に送信する試験信号を発生する。また、被試験デバイス１１２に送信して処理された試験信号を受信して、被試験デバイス１１２の機能および特性を評価する。
　また、ピンエレクトロニクス１２２は、マザーボード１２４に接続される。
　一方、テストヘッド１２０の上面には、品種交換ユニット２００が装着される。品種交換ユニット２００は、ハンドラ１１０により搬送された被試験デバイス１１２と接続部の形状が同じものが選択して装着される。これにより、被試験デバイス１１２およびテストヘッド１２０の間で電気信号を送信または受信することができるようになる。
　メインフレーム１３０は、接続ケーブル１４０によりハンドラ１１０およびテストヘッド１２０に接続され、各部の動作を包括的に制御する。
　上記のようなテストヘッド１２０において、被試験デバイス１１２を他の品種に切り替える等の要求があった場合、また、試験の内容が変更になった場合は、品種交換ユニット２００およびピンエレクトロニクス１２２の両方、または、いずれか一方を交換することにより、同じテストヘッド１２０を用いて試験を実行できる。これにより、高価な試験装置１００の利用効率を向上させることができる。
　図２は、品種交換ユニット２００の構造を示す断面図である。品種交換ユニット２００は、ソケットボード２２０、スペーサ２３０、導体ブロック２４０および筐体２９０を順次積層した構造を有する。
　ソケットボード２２０は、絶縁層２２２により一体化された層間配線２２４および層間ビア２２６と、スプリングピン２６０とを有する。層間配線２２４の一部は、ソケットボード２２０の下面にも形成される。層間配線２２４は、層間ビア２２６により電気的に相互接続される。
　また、ソケットボード２２０は、上面にデバイスソケット２１４およびソケットガイド２１２を搭載する。デバイスソケット２１４は、被試験デバイス１１２の接続端子１１１と同じ配列で形成された複数の貫通穴２１１を有する。接続端子１１１の一例はボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）である。
　また、デバイスソケット２１４は、被試験デバイス１１２を保持したハンドラ１１０のピンを案内する部分を有する。これにより、ハンドラ１１０に保持された被試験デバイス１１２の接続端子１１１が貫通穴２１１に対抗する位置に案内される。
　スプリングピン２６０は、ソケットボード２２０を厚さ方向に貫通して埋設される。スプリングピン２６０は、デバイスソケット２１４の貫通穴２１１と同じ配置を有する。
　また、スプリングピン２６０の上端はソケットボード２２０の上面から突出して、貫通穴２１１の内部に延在する。すなわち、デバイスソケット２１４は、スプリングピン２６０のハウジングとして機能する。これにより、ハンドラ１１０から押圧された被試験デバイス１１２は、接続端子１１１をスプリングピン２６０の上端に当接させる。
　導体ブロック２４０は、スプリングピン２６０が配された領域においてソケットボード２２０の下面に固定される。導体ブロック２４０は、例えば金属等の導体材料により形成され、ソケットボード２２０下面の層間配線２２４に接して、当該層間配線２２４と同電位となる。
　スペーサ２３０は、導体ブロック２４０の周囲に装着され、導体ブロック２４０を位置決めすると共に、ソケットボード２２０、導体ブロック２４０およびスペーサ２３０の組立体下面を平坦にする。スペーサ２３０は、電気的な導体であり、ソケットボード２２０の底面の層間配線２２４に電気的に接続する。スペーサ２３０の上面には、ソケットボード２２０の下面に配されるキャパシタ２２９を受け入れる座繰り部３２９が設けられる。
　筐体２９０は、上記組立体を下方から支持すると共に、コネクタ２８０および同軸ケーブル２７０を収容する。コネクタ２８０は筐体２９０の底面に装着され、品種交換ユニット２００がマザーボード１２４上に装着された場合に、マザーボード１２４側の回路と電気的な接続を形成する。
　同軸ケーブル２７０は、導体ブロック２４０を貫通して、スプリングピン２６０の下端とコネクタ２８０とを電気的に接続する。さらに、電源の供給線３７１およびグランド線３７２も、層間配線２２４とコネクタ２８０とを電気的に接続する。こうして、これにより、ハンドラ１１０から押圧された被試験デバイス１１２の接続端子１１１は、スプリングピン２６０、同軸ケーブル２７０およびコネクタ２８０を介してマザーボード１２４に接続される。
　こうして、被試験デバイス１１２の品種に応じて試験装置１００に装着され、被試験デバイス１１２および試験装置１００の間で信号経路に介在する品種交換ユニット２００であって、表面および裏面を有して表面側に被試験デバイス１１２がハンドラ１１０により近接および離間されるソケットボード２２０と、被試験デバイス１１２の接続端子１１１と同じ配置でソケットボード２２０から支持され、且つ、ソケットボード２２０の表面から先端を突出させて被試験デバイス１１２の接続端子１１１に先端を当接させる複数のスプリングピン２６０とを備える品種交換ユニット２００が形成される。また、上記品種交換ユニット２００は、被試験デバイス１１２を保持したハンドラ１１０を案内するソケットガイド２１２を更に備え、被試験デバイス１１２の接続端子１１１をスプリングピン２６０の先端に当接させる。
　図３は、ソケットボード２２０の底面のレイアウトを示す図である。なお、この底面の品種交換ユニット２００内の位置を、図２に矢印Ｐにより示す。
　ソケットボード２２０の底面には、層間配線２２４の一部と、スプリングピン２６０の下端とが露出する。また、ソケットボード２２０の下面には、キャパシタ２２９が取り付けられる。
　ここで、層間配線２２４は、スプリングピン２６０の周囲を除いて、ソケットボード２０の底面一面に形成される。また、スプリングピン２６０の下端は、層間配線２２４から離間している。これにより、スプリングピン２６０が信号経路となった場合に、少なくともソケットボード２２０の底面を含む平面内において、層間配線２２４と協働して分布定数回路を形成する。
　図４は、品種交換ユニット２００における信号経路の接続構造２０１を示す図である。ソケットボード２２０上に実装される被試験デバイス１１２から同軸ケーブル２７０に至る信号経路には、スプリングピン２６０が介在する。
　スプリングピン２６０は、ソケットボード２２０を厚さ方向に貫通して埋設されたスリーブ２６４と、スリーブ２６４内からソケットボード２２０の上方に延在するコンタクトピン２６２とを有する。コンタクトピン２６２は、スリーブ２６４の内部を長手方向に摺動し得ると共に、スリーブ２６４に内蔵された付勢部材により上方に向かって付勢される。これにより、被試験デバイス１１２およびその接続端子１１１の高さ方向の寸法誤差を吸収して、コンタクトピン２６２を接続端子に確実に接触させ、電気的な導通を確立できる。
　また、スプリングピン２６０のスリーブ２６４は、上端に一体に形成されたフランジ部２６１を有する。これにより、ソケットボード２２０に厚さ方向に形成された貫通穴にスリーブピンを挿入した場合に、スプリングピン２６０がソケットボード２２０の内部に一定以上沈むことがない。また、コンタクトピン２６２の上端に接続端子１１１が当接した場合の反力を受け止め、両者の電気的接続を確実にすることができる。
　更に、フランジ部２６１は、デバイスソケット２１４の下面によりソケットボード２２０の上面に向かって押しつけられる。これにより、スプリングピン２６０がソケットボード２２０から脱落することが防止される。
　なお、スプリングピン２６０の下端は、ソケットボード２２０の下面において下方に向かって僅かに突出して、周囲に留め具２６３を装着される。留め具２６３は、ソケットボード２２０にスプリングピン２６０を挿入した直後に装着され、デバイスソケット２１４を装着するまでの間、スプリングピン２６０を仮止めする。
　また、ソケットボード２２０は、ソケットボード２２０の表面および裏面に平行に形成された複数の層間配線２２４を有して、その多くはソケットボード２２０の内部に配置される。層間配線２２４の各々は、ソケットボード２２０を貫通するスプリングピン２６０には接することなく、その周囲に配置される。また、ソケットボード２２０の厚さ方向に延在するように埋設された層間ビア２２６が、層間配線２２４を相互に接続する。
　更に、ソケットボード２２０の底面に位置する層間配線２２４は、導体ブロック２４０に接している。これにより、ソケットボード２２０の内部において、スプリングピン２６０の各々は、導体ブロック２４０と同電位の層間配線２２４および層間ビア２２６で形成されたシールド部により包囲されて同軸線路を形成する。
　なお、シールド部を形成するソケットボード２２０内部の層間配線２２４は、ソケットボード２２０の全面にわたって形成さていなくてもよい。この場合に、スプリングピン２６０のうちのいくつかが電源供給等に使用され、当該スプリングピン２６０が層間配線２２４に電気的に接続されてもよい。これにより、スプリングピン２６０のいずれか及び層間配線２２４の一部を、被試験デバイス１１２に供給する電源等の低速信号を伝播させる低速信号配線として使用してもよい。この場合に、層間配線２２４と電気的に接続されているはスプリングピン２６０については、底面側に同軸ケーブルが接続されなくてもよい。
　同軸ケーブル２７０は、その径方向について中心に位置する芯線２７２と、誘電体２７４を介して芯線２７２を包囲するシールド線２７６と、シールド線２７６の外側を包囲する絶縁材２７８とを有する。同軸ケーブル２７０の上端近傍においては、シールド線２７６および誘電体２７４、２７８が取り除かれて芯線２７２が露出する。露出した芯線２７２は、スプリングピン２６０の下端に結合される。即ち、スプリングピン２６０のスリーブ２６４の下端からスプリングピン２６０の内部に押し込まれて、電気的に一体となる。
　同軸ケーブル２７０の上記芯線２７２露出部に続く区間は、導体ブロック２４０の内部に挿通される。この区間では、外側の絶縁材２７８が除去され、シールド線２７６および導体ブロック２４０が直接に接する。これにより、同軸ケーブル２７０が導体ブロック２４０により機械的に支持、固定されると共に、シールド線２７６および導体ブロック２４０は同電位となる。
　また、既に説明した通り、導体ブロック２４０および層間配線２２４は相互に接続されている。更に、層間配線２２４は、スプリングピン２６０と共に同軸構造を形成する。従って、同軸ケーブル２７０からソケットボード２２０の上面に至るまで、同軸構造の信号線路が形成される。
　なお、上記のような接続構造２０１において、同軸ケーブル２７０の上端近傍は、上端に近づくほど部材を取り除かれて外径が細くなる。従って、品種交換ユニット２００を組み立てる場合に、ソケットボード２２０および導体ブロック２４０が組み合わされた組立体に対して、下方から挿入することができる。
　こうして、スプリングピン２６０を、ソケットボード２２０に表面から挿入する段階と、同軸ケーブル２７０の一端を、ソケットボード２２０の裏面から挿入する段階と、スプリングピン２６０および同軸ケーブル２７０を電気的に結合する段階とを含む製造方法により、表面および裏面を有するソケットボード２２０と、ソケットボード２２０に埋設されて、ソケットボード２２０の内部から表面に向かって先端を突出させたスプリングピン２６０と、一端をスプリングピン２６０の後端に接続され、ソケットボード２２０の裏面の側からマザーボード１２４側に延在する同軸ケーブル２７０とを備え、被試験デバイス１１２の品種に応じて試験装置１００に装着され、被試験デバイス１１２および試験装置１００の間で信号経路に介在する品種交換ユニット２００を製造できる。
　図５は、他の実施形態に係る品種交換ユニット２００の構造を示す断面図である。品種交換ユニット２００は、ソケットボード２２０、スペーサ２３０、導体ブロック２４０および筐体２９０を順次積層した構造を有する。なお、図１から図４までに示した形態と共通の構成要素には共通の参照番号を付して、重複する説明を省く。
　ソケットボード２２０は、絶縁層２２２、層間配線２２４および層間ビア２２６と、貫通ビア２２８とを有する。また、ソケットボード２２０の上面には、ソケットガイド２１２およびデバイスソケット２１４が搭載される。
　デバイスソケット２１４は、本体に被試験デバイス１１２の接続端子１１１と同じ配列で形成された複数の貫通穴２１１を有し、貫通穴２１１の内部に、貫通穴２１１の延在方向に弾性を有する接続部材２１３を収容する。接続部材２１３の一例はコンタクトピンである。
　また、ソケットガイド２１２は、被試験デバイス１１２を保持したハンドラ１１０のピンを案内する部分を有する。これにより、ハンドラ１１０に保持された被試験デバイス１１２の接続端子１１１が貫通穴２１１に配された接続部材２１４の上端に当接する。
　ソケットボード２２０において、層間配線２２４の一部は、ソケットボード２２０の下面にも形成される。また、層間配線２２４は、層間ビア２２６により電気的に相互接続される。
　貫通ビア２２８は、ソケットボード２２０を厚さ方向に貫通して形成される。貫通ビア２２８の両端には、平坦なパッド２２７が設けられる。貫通ビア２２８は、層間配線２２４および層間ビア２２６とは電気的に分離している。ソケットボード２２０上面のパッド２２７の配置は、デバイスソケット２１０の接続部材の配置に等しい。
　導体ブロック２４０は、貫通ビア２２８が配された領域においてソケットボード２２０の下面に固定される。導体ブロック２４０は、例えば金属等の導体材料により形成され、ソケットボード２２０下面の層間配線２２４に接して、当該層間配線２２４と同電位となる。
　導体ブロック２４０には、誘電体２５０を介して、スプリングピン２６０が埋設される。スプリングピン２６０は、ソケットボード２２０の下面におけるパッド２２７の配置と同じ配置を有する。スプリングピン２６０の上端は、貫通ビア２２８の下側端面に当接する。
　スペーサ２３０は、導体ブロック２４０の周囲に装着され、導体ブロック２４０を位置決めすると共に、ソケットボード２２０、導体ブロック２４０およびスペーサ２３０の組立体下面を平坦にする。
　筐体２９０は、上記組立体を下方から支持すると共に、コネクタ２８０および同軸ケーブル２７０を収容する。コネクタ２８０は筐体２９０の底面に装着され、品種交換ユニット２００がマザーボード１２４上に装着された場合に、マザーボード１２４側の回路と電気的な接続を形成する。
　同軸ケーブル２７０は、導体ブロック２４０の内部において、スプリングピン２６０の下端に結合される。これにより、デバイスソケット２１０に実装された被試験デバイス１１２の接続端子１１１は、接続部材２１４、貫通ビア２２８、スプリングピン２６０、同軸ケーブル２７０およびコネクタ２８０を介してマザーボード１２４に接続される。
　こうして、被試験デバイス１１２の品種に応じて試験装置１００に装着され、被試験デバイス１１２および試験装置１００の間で信号経路に介在する品種交換ユニット２００であって、被試験デバイス１１２に対する接続部材２１４を有するデバイスソケット２１０の裏面の接続端子と同じ配置で表裏を貫通して形成された複数の貫通ビア２２８を有し、デバイスソケット２１０を表面に実装されるソケットボード２２０と、ソケットボード２２０の裏面に対して固定された導体ブロック２４０と、導体ブロック２４０に埋設されて、導体ブロック２４０の内部からソケットボード２２０の裏面に向かって突出させた先端を、ソケットボード２２０の裏面において貫通ビア２２８の端面に当接させたスプリングピン２６０と、一端をスプリングピン２６０の後端に接続され、導体ブロック２４０の裏面側から試験装置側に向かって延在する同軸ケーブルとを備える品種交換ユニットが形成される。
　図６は、ソケットボード２２０の底面のレイアウトを示す図である。なお、この底面の品種交換ユニット２００内の位置を、図５に矢印Ｐにより示す。また、底面を見上げた場合の視線の方向を、図５に矢印Ａにより示す。
　ソケットボード２２０の底面には、最下層の層間配線２２４と、貫通ビア２２８の下端に形成されたパッド２２７と、層間ビア２２６の下端とが現れる。ここで、層間配線２２４は、パッド２２７の周囲を除いて、ソケットボード２２０の底面一面に形成される。層間ビア２２６は、層間配線２２４が存在する領域に端面を現す。
　また、貫通ビア２２８の下端に相当するパッド２２７は、層間配線２２４から離間している。これにより、貫通ビア２２８が信号経路となった場合に、少なくともソケットボード２２０の底面を含む平面内において、層間配線２２４と協働して分布定数回路を形成する。
　図７は、導体ブロック２４０の上面のレイアウトを示す図である。なお、この上面の位置を、図５に矢印Ｐにより示す。また、上面を見下ろした場合の視線の方向を、図５に矢印Ｂにより示す。
　導体ブロック２４０の上面からは、導体ブロック２４０に埋設されたスプリングピン２６０が見える。また、導体ブロック２４０およびスプリングピン２６０の間に、誘電体２５０が介在していることが見える。これにより、スプリングピン２６０が信号経路となった場合に、少なくとも導体ブロック２４０の上面を含む平面内において、導体ブロック２４０と協働して分布定数回路を形成する。また、この分布定数は、スプリングピン２６０の略全長にわたって維持される。
　図８は、導体ブロック２４０の底面における水平断面構造を示す断面図である。なお、この底面の品種交換ユニット２００内の位置を、図５に矢印Ｒにより示す。また、底面を見上げた場合の視線の方向を、図５に矢印Ｃにより示す。
　導体ブロック２４０の底面においては、導体ブロック２４０に挿入された同軸ケーブル２７０の断面が現れる。また、同軸ケーブル２７０の外側の絶縁材２７８が除去されて、シールド線２７６および導体ブロック２４０が接していることが判る。これにより、同軸ケーブル２７０のシールド線２７６と導体ブロック２４０とが同電位になることが判る。この構造は、シールド線２７６が導体ブロック２４０に接した区間の全域にわたって維持される。
　図９は、品種交換ユニット２００におけるソケットボード２２０から同軸ケーブル２７０に至る電気的な接続構造２０１を示す図である。他の図と共通の構成要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省く。
　ソケットボード２２０は、ソケットボード２２０の表面および裏面に平行に形成された複数の層間配線２２４を有する。層間配線２２４は、ソケットボード２２０の厚さ方向に延在する層間ビア２２６により相互に接続される。ただし、層間配線２２４は、貫通ビア２２８には接していない。これにより、ソケットボード２２０の内部において、貫通ビア２２８の各々は、層間配線２２４および層間ビア２２６で形成されたシールド部により包囲されて同軸線路を形成する。
　なお、シールド部を形成するソケットボード２２０内部の層間配線２２４は、ソケットボード２２０の全面にわたって形成さていなくてもよい。この場合に、貫通ビア２２８のうちのいくつかが電源供給等に使用され、当該貫通ビア２２８が層間配線２２４に電気的に接続されてもよい。これにより、貫通ビア２２８のいずれか及び層間配線２２４の一部を、被試験デバイス１１２に供給する電源等の低速信号を伝播させる低速信号配線として使用してもよい。この場合に、層間配線２２４と電気的に接続されているは貫通ビア２２８については、底面側にスプリングピン２６０が接続されなくてもよい。
　また、ソケットボード２２０の底面に位置する層間配線２２４は、導体ブロック２４０に接している。導体ブロック２４０に埋設された　スプリングピン２６０は、上方に向かって付勢され、パッド２２７に先端を押し当てる。これにより、ソケットボード２２０の貫通ビア２２８とスプリングピン２６０との電気的な接続が確立される。
　また、スプリングピン２６０は、誘電体２５０を介して導体ブロック２４０に埋設される。誘電体２５０は、スプリングピン２６０の下面に回り込んで、スプリングピン２６０および導体ブロック２４０の電気的な導通を遮断する。これにより、導体ブロック２４０およびスプリングピン２６０による同軸構造が形成される。なお、誘電体２５０の上端は開口しているので、スプリングピン２６０を上方から挿入することができる。
　同軸ケーブル２７０の上端近傍は、シールド線２７６および誘電体２７４、２７８を取り除かれて芯線２７２が露出している。露出した芯線２７２は、スプリングピン２６０のスリーブ２６４の下端からスプリングピン２６０の内部に押し込まれて、電気的に一体となる。
　同軸ケーブル２７０の続く区間は、導体ブロック２４０の内部に挿通される。この区間では、外側の絶縁材２７８が除去され、シールド線２７６および導体ブロック２４０が直接に接する。これにより、同軸ケーブル２７０が導体ブロック２４０により機械的に支持、固定されると共に、シールド線２７６、導体ブロック２４０および層間配線２２４が同電位となる。こうして、同軸ケーブル２７０からソケットボード２２０の上面に至るまで、同軸構造の信号線路が形成される。
　なお、上記のような接続構造２０１において、同軸ケーブル２７０の上端近傍は、上端に近づくほど部材を取り除かれて外径が細くなっている。従って、品種交換ユニット２００を組み立てる場合に、下面から導体ブロック２４０に挿入することができる。
　こうして、スプリングピン２６０を、導体ブロック２４０の表面から挿入する段階と、同軸ケーブル２７０の一端を、導体ブロック２４０の裏面から挿入する段階と、スプリングピン２６０および同軸ケーブル２７０を電気的に結合する段階とを含む製造方法により、導体ブロック２４０と、導体ブロック２４０に埋設されて、導体ブロック２４０の内部から上方に向かって先端を突出させたスプリングピン２６０と、一端をスプリングピン２６０の後端に接続され、導体ブロック２４０の裏面の側からマザーボード１２４側に延在する同軸ケーブル２７０とを備えて、被試験デバイス１１２の品種に応じて試験装置１００に装着され、被試験デバイス１１２および試験装置１００の間で信号経路に介在する品種交換ユニット２００を製造できる。
　このように、品種交換ユニット２００は、マザーボード１２４から被試験デバイス１１２に至る信号経路の殆どを同軸構造としている。これにより、信号線路のインピーダンスを整合させて、伝送信号の減衰を抑制することができる。また、伝送信号による不要電磁輻射およびクロストークも抑制される。従って、特に信号周波数の高い半導体装置を試験する試験装置において有利に使用できる。なお、被試験デバイス１１２の接続端子１１１の間隔が極端に狭く、接続端子１１１の間隔と同じ間隔で同軸ケーブル２７０を配置することができない場合は、隣接する一対の線路を組み合わせて、平行二線式平衡型線路を形成してもよい。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれることが、請求の範囲の記載から明らかである。

Claims (22)

  1. 　被試験デバイスの品種に応じて試験装置に装着され、前記被試験デバイスおよび前記試験装置の間で信号経路に介在する品種交換ユニットであって、
    　表面および裏面を有して表面側に前記被試験デバイスが近接および離間されるソケットボードと、
    　前記被試験デバイスの接続端子と同じ配置で前記ソケットボードから支持され、且つ、前記ソケットボードの表面から先端を突出させて前記被試験デバイスの接続端子に先端を当接させる複数のスプリングピンと
    を備える品種交換ユニット。
  2. 　前記ソケットボードは、前記被試験デバイスに供給される低速信号を伝播させる低速信号配線を更に有する請求項１に記載の品種交換ユニット。
  3. 　前記スプリングピンは、前記ソケットボードの裏面から後端を突出させる請求項１に記載の品種交換ユニット。
  4. 　前記被試験デバイスの接続端子を前記スプリングピンの前記先端に当接させるべく、前記被試験デバイスを案内するデバイスソケットを更に備える請求項１に記載の品種交換ユニット。
  5. 　前記デバイスソケットは、前記スプリングピンを前記ソケットボードに対して押しつける請求項４に記載の品種交換ユニット。
  6. 　前記スプリングピンは、前記ソケットボードの裏面側から前記試験装置側に向かって延在する同軸ケーブルの一端を後端に接続される請求項１に記載の品種交換ユニット。
  7. 　前記同軸ケーブルの他端は、前記試験装置のマザーボードに接続される請求項６に記載の品種交換ユニット。
  8. 　前記ソケットボードは、
    　前記ソケットボードの表面および裏面に平行に形成された複数の導体層と、
    　前記ソケットボードの厚さ方向に埋設され、前記複数の導体層を相互に電気的に結合するビアと
    を含むシールド部を有する請求項６に記載の品種交換ユニット。
  9. 　前記ソケットボードの裏面に対して固定され、前記同軸ケーブルのシールド線に電気的に結合され、且つ、前記同軸ケーブルを機械的に支持する導体のブロック部材を更に備える請求項８に記載の品種交換ユニット。
  10. 　前記ブロック部材は、前記シールド部に電気的に接続される、請求項９に記載の品種交換ユニット。
  11. 　被試験デバイスの品種に応じて試験装置に装着され、前記被試験デバイスおよび前記試験装置の間で信号経路に介在する品種交換ユニットであって、
    　前記被試験デバイスに対する接続端子を表面に有するデバイスソケットの裏面の接続端子と同じ配置で表裏を貫通して形成された複数のビアを有し、前記デバイスソケットを表面に実装されるソケットボードと、
    　前記ソケットボードの裏面に対して固定されたブロック部材と、
    　前記ブロック部材に埋設されて、前記ブロック部材の内部から前記ソケットボードの裏面に向かって突出させた先端を、前記ソケットボードの裏面において前記ビアの端面に当接させたスプリングピンと、
    　一端を前記スプリングピンの後端に接続され、前記ブロック部材の裏面側から前記試験装置側に向かって延在する同軸ケーブルと
    を備える品種交換ユニット。
  12. 　前記同軸ケーブルの他端は、前記試験装置のマザーボードに接続される請求項１１に記載の品種交換ユニット。
  13. 　前記ソケットボードは、前記デバイスソケットに装着された前記被試験デバイスに供給される低速信号を伝播させる低速信号配線を更に有する請求項１１に記載の品種交換ユニット。
  14. 　前記ブロック部材は、導体により形成されて前記同軸ケーブルのシールド線に電気的に結合され、且つ、前記同軸ケーブルを機械的に支持する請求項１１に記載の品種交換ユニット。
  15. 　前記ソケットボードは、
    　前記ソケットボードの表面および裏面に平行に形成された複数の導体層と、
    　前記ソケットボードの厚さ方向に埋設され、前記複数の導体層を相互に電気的に結合するビアと
    を含むシールド部を有する請求項１１に記載の品種交換ユニット。
  16. 　前記ブロック部材は、前記シールド部に電気的に接続される請求項１５に記載の品種交換ユニット。
  17. 　被試験デバイスの品種に応じて試験装置に装着され、被試験デバイスおよび前記試験装置の間で信号経路に介在する品種交換ユニットであって、
    　表面に前記被試験デバイスが近接および離間されるソケットボードと、
    　前記ソケットボードの表面において、前記被試験デバイスの接続端子に電気的に先端を接続される接続部材と、
    　前記接続部材の後端に一端を接続され、前記ソケットボードの裏面側から前記試験装置側に向かって延在する同軸ケーブルと、
    　前記ソケットボードの裏面に対して固定された導体ブロックと
    を備え、前記導体ブロックは、前記同軸ケーブルのシールド線に電気的に結合され、且つ、前記同軸ケーブルを機械的に支持する品種交換ユニット。
  18. 　前記ソケットボードは、
    　前記ソケットボードの表面および裏面に平行に形成された複数の導体層と、
    　前記ソケットボードの厚さ方向に埋設され、前記複数の導体層を相互に電気的に結合するビアと
    を含むシールド部を更に有し、
    　前記導体ブロックは、前記シールド部に電気的に接続される請求項１７に記載の品種交換ユニット。
  19. 　表面および裏面を有する支持部材と、
    　前記支持部材に埋設されて、前記支持部材の内部から前記表面に向かって先端を突出させたスプリングピンと、
    　一端を前記スプリングピンの後端に接続され、前記支持部材の前記裏面の側から試験装置側に延在する同軸ケーブルと
    を備え、被試験デバイスの品種に応じて試験装置に装着され、被試験デバイスおよび前記試験装置の間で信号経路に介在する品種交換ユニットを製造する製造方法であって、
    　前記スプリングピンを、前記支持部材に前記表面から挿入する段階と、
    　前記同軸ケーブルの前記一端を、前記裏面から前記支持部材に挿入する段階と、
    　前記スプリングピンおよび前記同軸ケーブルを電気的に結合する段階と
    を含む製造方法。
  20. 　被試験デバイスに対する試験を実行するテストヘッドと
    　前記被試験デバイスの品種に応じて前記テストヘッドに装着され、前記被試験デバイスおよび前記試験装置の間で信号経路に介在する品種交換ユニットと
    を備える試験装置であって、
    　前記品種交換ユニットが、
    　表面および裏面を有して表面側に前記被試験デバイスが近接および離間されるソケットボードと、
    　前記被試験デバイスの接続端子と同じ配置で前記ソケットボードから支持され、且つ、前記ソケットボードの表面から先端を突出させて前記被試験デバイスの接続端子に先端を当接させる複数のスプリングピンと
    を有する試験装置。
  21. 　被試験デバイスに対する試験を実行するテストヘッドと
    　前記被試験デバイスの品種に応じて前記テストヘッドに装着され、前記被試験デバイスおよび前記試験装置の間で信号経路に介在する品種交換ユニットと
    を備える試験装置であって、
    　前記品種交換ユニットが、
    　前記被試験デバイスに対する接続端子を表面に有するデバイスソケットの裏面の接続端子と同じ配置で表裏を貫通して形成された複数のビアを有し、前記デバイスソケットを表面に実装されるソケットボードと、
    　前記ソケットボードの裏面に対して固定されたブロック部材と、
    　前記ブロック部材に埋設されて、前記ブロック部材の内部から前記ソケットボードの裏面に向かって突出させた先端を、前記ソケットボードの裏面において前記ビアの端面に当接させたスプリングピンと、
    　一端を前記スプリングピンの後端に接続され、前記ブロック部材の裏面側から前記試験装置側に向かって延在する同軸ケーブルと
    を有する試験装置。
  22. 　被試験デバイスに対する試験を実行するテストヘッドと
    　前記被試験デバイスの品種に応じて前記テストヘッドに装着され、前記被試験デバイスおよび前記試験装置の間で信号経路に介在する品種交換ユニットと
    を備える試験装置であって、
    　前記品種交換ユニットが、
    　表面に前記被試験デバイスを実装されるソケットボードと、
    　前記ソケットボードの表面において、前記被試験デバイスの接続端子に電気的に先端を接続される接続部材と、
    　前記接続部材の後端に一端を接続され、前記ソケットボードの裏面側から前記試験装置側に向かって延在する同軸ケーブルと、
    　前記ソケットボードの裏面に対して固定された導体ブロックと
    を備え、前記導体ブロックは、前記同軸ケーブルのシールド線に電気的に結合され、且つ、前記同軸ケーブルを機械的に支持する試験装置。
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