(57)【要約】【課題】  超高周波における集積回路の各構成部品のイミュニティを組み込んだ状態で特性評価することを可能にする。【解決手段】原理として、集積回路２の各構成部品を中心とする小さな特定のゾーンでの擾乱電磁界を導く構造を有している。テスト用プローブ１が無線周波振動の信号発生器５、アンテナ９、アンテナ９を信号発生器５に接続するための給電回路８、給電回路８上のカップラ３４、および、テスト対象の集積回路２の周辺に位置する接続体４の正面にアンテナ９を配置するための手段を具備している。アンテナ９が、ホーン型カバー１１と中心盾状体１０とを備えた導波路を具備し、ホーン型カバー11が、テスト対象の集積回路２のケース表面のスパン１４よりも大きな開口面１３を有している。カップラ３４からの入射電力Ｐｉと反射電力Ｐｒとを測定装置３７により実効電力を測定する。【選択図】図１
2006162626.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリント回路（３）によって担持される集積回路（２）のテスト用プローブ（１）であり、プローブが無線周波振動の信号発生器（５）、アンテナ（９）、このアンテナを信号発生器に接続するための給電回路（８）、および、テスト対象の集積回路の周辺に位置する接続体（４）の正面にこのアンテナを配置するための手段を具備することで、この無線周波の信号をこの接続体に放射（Ｅ，Ｂ）するようになっているプローブであって、
そのアンテナがホーン型カバー（１１）と中心盾状体（１０）とを備えた導波路を具備し、ホーン型カバーが、テスト対象の集積回路のケース表面のスパン（１４）よりも大きな開口面（１３）を有し、中心盾状体が、その端部の部位でのセクションがテスト対象の集積回路のケース表面より小さなフレア部（１６）を有し、ホーン型カバーをプリント回路に対して配置し、中心盾状体をホーン型カバーの内部において、各構成部品の上に配置するような手段が用意されていることを特徴とする、集積回路のテスト用プローブ。
【請求項２】
ホーン型カバーおよび中心盾状体が導電性の表面によって形成されることを特徴とする、請求項１に記載の集積回路のテスト用プローブ。
【請求項３】
中心盾状体が、閉じた鐘状体である電磁界を導く構造と、給電回路の同軸ケーブルを中心導体（１７）に接続する手段（２０）とを具備していることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の集積回路のテスト用プローブ。
【請求項４】
ホーン型カバーが二つのハーフシェル形部品で作られ、該ハーフシェル形部品がそれぞれ互いに、ホーン型カバーの大回転軸（２２）を通過する面に対して対称的であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の集積回路のテスト用プローブ。
【請求項５】
ホーン型カバーのハーフシェル形部品のそれぞれがメタライズ加工の半円形開口部（３１）を具備することで、給電回路の同軸ケーブルの外部導電体である編組体（１８）を受容するようになっていることを特徴とする、請求項４に記載の集積回路のテスト用プローブ。
【請求項６】
周波数調整（６）および電力調整（７）ができる無線周波の信号発生器（５）と、カップラ（３４）を備えた給電回路であって該カップラが給電回路によって伝送された信号の一部と集積回路の部位で反射した信号の一部の分岐電力（３５、３６）を採取するカップラを備えた給電回路と、有効に吸収された電力を測定するための測定装置（３７）とを具備することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の集積回路のテスト用プローブ。
【請求項７】
各構成部品を担持するプリント回路の反対側に、ホーン型カバーに対して対称的に配置される第二のホーン型カバー（１９）を具備することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の集積回路のテスト用プローブ。
【請求項８】
ホーン型カバーが、ゴム製の取り外し可能な絶縁性ジョイント（３８）を下方縁に備えた金属性の網目状のスカート部を具備することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の集積回路のテスト用プローブ。
【請求項９】
ホーン型カバーがプリント回路のチップレイアウトと接触していること、又は、テスト対象の集積回路の近くの各構成部品に押し当てられていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の集積回路のテスト用プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は集積回路のテスト用プローブを対象とし、該プローブは、特に、集積回路の電磁環境両立性の特性評価に対して用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
現状で知られている集積回路の各構成部品のイミュニティという特性評価に関する技術は、大きく二つのグループに分けられる。すなわち、直接注入式と呼ばれる技術と、放射注入式と呼ばれる技術である。
【０００３】
直接注入式技術は、それ自体、大きく二つのタイプに分けられる。ＤＰＩ技術（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｐｏｗｅｒ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ、電流の直接注入）とＢＣＩ技術（Ｂｕｌｋ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ、電流の大量注入）である。ＤＰＩ技術は、各構成部品に対して各固有のプリント回路を創りだすことからなるのだが、該プリント回路には寄生信号が注入される可能性が加えられ得る。したがって、注入される信号があるときには、各構成部品が非常に擾乱されることが観察される。ＢＣＩ技術は、各構成部品または複数の各構成部品を担持するカードの作動信号を搬送するケーブルを変成器に挿入することからなる。この変成器は、電力をこのケーブルの導線に注入し、このことによって、一つまたは複数の各構成部品に擾乱があるかないかということを検証することを目的とするものである。
【０００４】
ＤＰＩ技術は、局所的な注入によって、集積回路の作動の感受性を詳細に特性評価するという利点を有している。該技術の欠点は、該技術では各構成部品の複数の入力に同時に注入することが容易には行うことができないことである。逆に、ＢＣＩ技術では各構成部品のすべての入り口に同時に介入することができる。しかし、ＢＣＩ技術は、まさに変成器の体積という理由のために最短の結線を用いようとするので、該技術では高い周波数に上げることができず、実質的に５００ＭＨｚを超えることができない。
【０００５】
放射注入式技術は共鳴セルＴＥＭ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｍｏｄｅ、横電磁界モード）、またはＧＴＥＭ（ギガヘルツＴＥＭ）、あるいは撹拌モードでのセルＭＳＣ（Ｍｏｄｅ  Ｓｔｉｒｒｅｄ  Ｃｈａｍｂｅｒ、撹拌共振空洞モード）を用いることで、各構成部品を担持するプリント回路タイプの電子カードを励起するようになっているものである。あるいは、これらのセルは、テスト対象の各構成部品を担持する各固有のカードを励起することで、電磁界下での該各構成部品の感受性を検証するようになっている。いずれの場合にも、各構成部品の感受性を特性評価するために、これらの技術は特定のカードを製造することを必要とし、各構成部品に対して電磁界源から相対的に離れているために、強力な電力源を必要とする。さらに、各構成部品によって実際に受信される擾乱電力の方を制御することは容易ではなく、好ましくもない。
この技術分野では、例えば下記の文献が知られている。国際公開第００／７２０３０号パンフレットには、ＷＨＩＴＥ氏他により発明された、集積回路のワイヤレステスト用装置が記載されている。また、米国特許出願公開第２００２／００４７７２２号明細書には、ＣＯＯＫ氏他により発明された、半導体ウェーハ用の無接触プローブが記載されている。
【特許文献１】国際公開第００／７２０３０号パンフレット
【特許文献２】米国特許出願公開第２００２／００４７７２２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、したがって、超高周波における集積回路の感受性を組み込んだ状態で特性評価することを可能にすることを目的とする。本発明は、その原理として、各構成部品が実際に呈するような、各構成部品を中心とする小さな特定のゾーンでの擾乱電磁界を導く構造を有している。したがって、このような各構成部品は、自身のケースにおいて単独でテストすることができ、また、該各構成部品が実際に用いられることになっている電子回路カード（テスト用固有のカードではない）に取り付けることさえできる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の擾乱電磁界を導く構造は、実施例においては、同軸ケーブルの延長部分に取り付けられた全体的に円錐形の構造を有し、全体として重ねられた二つのホーン型部品または漏斗型部品を伴うものであり、実際の例では二つの円錐型部品である。閉じられた（または中実の）ホーン型部品の金属製の中心導体は、アンテナと同時に、ケーブルから発せられる電磁界の伝播に対する盾状体を形成する。ホーン型カバーは、好ましくは金属製であり、このホーン型部品をカバーするものであって、予め選択された進行ゾーンを伝播する電磁界をカバーするとともにこの電磁界を導く。予め選択される進行ゾーンとは、各構成部品の周辺ゾーンである。つまり、この各構成部品の連結接続部が通常位置づけられるゾーンである。この周辺ゾーンは二つのホーン型部品の間にある冠状部分に対応している。
【０００８】
この電磁界を導く構造は同軸ケーブルから発せられるエネルギーを受容し、該エネルギーを放射状に近くの各構成部品に向けて、電磁界を方向付ける。電界および磁界はホーン型カバーの周囲に生じ、電界については、各構成部品を担持するチップレイアウトの方向においてホーン型カバーの端部の間でも生じる。これら電界および磁界は、各構成部品のピンまたはハンダ付けトラックおよびハンダ付けのボール状部分（ＢＧＡケースの場合における結合形成部分）と結合するように進行してくる。また、鐘状体カバーをプリント回路の両面に配置することもできる。電磁界の展開については、場合によって各構成部品の周囲に弱い展開抵抗を必要とするだけである。好ましくは、この展開抵抗は、テスト対象の各構成部品のグランドに接続されたグランドトラックで製作される。この展開抵抗は、鐘状体のコールドポイントと接触する周辺ゾーンに対応する。この展開抵抗は、各構成部品を含むカードの最終的な作動ネットワークの中に容易に含めることができる。こうしてこの技術によって、各構成部品と切り離すことができない近くの要素との結合を考慮に入れつつ、実際の動作環境における各構成部品の感受性を評価することが可能になる。これらの切り離しできない要素とは、デカップリング要素であることもあり、あるいは、配線トラック、ケースなどである。また、下端部が絶縁されているホーン型カバーの形を用いることもできる。この形によって、このホーン型カバーをテスト対象の各構成部品の周辺における近くの各構成部品に押しつけることが可能になる。このとき、導電性のフレキシブルなスカート部が、これらの各構成部品（デカップリングコンデンサ、クォーツなど）に押し当たるように移動してきて、放射すべきゾーンに電磁界を閉じ込め続けるが、グランドの展開抵抗を伴う各固有のルーティングを製造することは必要としない。
【０００９】
伝送される電力の総量は、鐘状体の給電ケーブルと接続されたカップラを介して測定される。この技術の利点は、テスト用固有の電子回路カードを創りだす必要などないということと、集積回路の実際の作動条件を考慮に入れるということである。電磁界は確かにいくつかの方向に偏向されているが、各構成部品のマイクロ周波の擾乱、特に検出時の様相に基づく擾乱は、一つの入力から他の入力への注入に関する位相を考慮に入れない。その擾乱はむしろ、結合した電磁界の振幅を考慮するものである。
【００１０】
鐘状体の形状は、さまざまであってよく、プリント回路のさまざまな構成および設置の構成に合わせて適合化することができる。
【００１１】
したがって、本発明が対象とするものは、プリント回路によって担持される集積回路のテスト用プローブであり、プローブが無線周波振動の信号発生器、アンテナ、このアンテナを信号発生器に接続するための給電回路、および、テスト対象の集積回路の周辺に位置する接続体の正面にこのアンテナを配置するための手段を具備することで、この無線周波の信号をこの接続体に放射するようになっているプローブであって、そのアンテナがホーン型カバーと中心盾状体とを備えた導波路を具備し、ホーン型カバーが、テスト対象の集積回路のケース表面のスパンよりも大きな開口面を有し、中心盾状体が、その端部の部位でのセクションがテスト対象の集積回路のケース表面より小さなフレア部を有し、ホーン型カバーをプリント回路に対して配置し、中心盾状体をホーン型カバーの内部において、各構成部品の上に配置するような手段が用意されていることを特徴とする、集積回路のテスト用プローブである。
【００１２】
特に、ホーン盾状体がホーン型カバーの容積における上方部分で留まることができるようになっていることで、さまざまな偏向電磁界を発生させる、あるいは、ホーン型カバーの体積中の空洞効果を利用するようになっている。ホーン型部品はまた、必ずしも円錐形ではなく、平行六面体の形状でもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、以下の説明を読み、また該説明に付属する図面を検討することでよりよく理解されるものである。これら各図面は、例示としてのみ示されるものであり、本発明をまったく限定するものではない。各図面は、以下のものを示している。
−図１は、本発明に係るテスト用プローブのアンテナの概略図である。
−図２は、本発明に係るテスト用プローブの使用装置である。
−図３、図４および図６は、本発明のプローブの必須要素の製作に関する各詳細を表している。
【００１４】
図１および図２は、本発明による集積回路２のテスト用プローブ１を示している。図１は、図２の特定の詳細部の図である。集積回路２は、図ではプリント回路３によって担持されている。たとえば、集積回路２は、接続体４によってプリント回路３に接続されており、該接続体によって該集積回路は当然、給電される。プリント回路３は、好ましくは本物のプリント回路であり、実際の使用において各構成部品３を担持するようになっているもの、とりわけ機器の中に挿入すべき電子回路のカードであり、該機器の中では、この集積回路が有用である。必要な場合には、プリント回路３はテスト用回路であってよい。しかし、これは必ずしも本発明では必要ではない。この場合には特に、本発明によって集積回路２を実際の使用条件においてテストすることが可能になる。
【００１５】
プローブ１は、無線周波の信号発生器５を具備している。好ましくは、信号発生器５は放射された無線周波信号の周波数調整回路６、ならびに、信号発生器５によって生成された無線周波信号の振幅調整回路７を具備している。信号発生器５は、給電回路８によってアンテナ９に接続されている。アンテナ９は、本発明の必須部分を形成するものである。アンテナ９の詳細は、図１に示されている。アンテナ９は、テスト対象の集積回路２の正面に配置されている。アンテナ９は、とりわけ、接続体４の正面に配置される。既知の方法によってアンテナ９が、接続体４の上、ならびに集積回路２およびプリント回路３の各構成部品の中で無線周波の電磁信号を放射させることで、集積回路２の作動を擾乱しようとし、擾乱に対する該集積回路の抵抗力を測定するようになっている。
【００１６】
本発明によると、アンテナ９は導波路を具備しており、この導波路は電界Ｅおよびマイクロ周波の磁界Ｂを放射することができるようになっている。図１では、電界Ｅは実効部分において、アンテナ９の中心盾状体１０からこのアンテナ９のホーン型カバー１１の方向、ならびに、中心盾状体１０からプリント回路３の方向に向かうものとして示されている。マイクロ周波の磁界Ｂは導波路すべてで伝播し、とりわけ接続体４の部位では、これらの接続体に直交する方向に向けられている。このように形成された導波路が集積回路２において、近くの場に電界および磁界を伝播させることを示すこともできる。したがって、これらの電磁界の方向はまったく安定したものではない。磁界Ｂの方向は変動しており、その結果、時間が経過するにつれて、磁界Ｂは所期の擾乱効果を接続体４に与えるようになっている。
【００１７】
本発明の思想は、中心盾状体１０とともに導波路を形成することで、接続体４が位置するスペース１２だけがマイクロ無線周波の電磁界によって励起されるようにすることにある。スペース１２はホーン型カバー１１の内部において、このホーン型カバー１１と中心盾状体１０の間に位置するスペースである。このため、ホーン型カバー１１は、テスト対象の集積回路２とその接続体のスパン１４よりも大きな開口面１３を有している。可能である限り、ホーン型カバー１１が構成部品２の周辺にあり、プリント回路３に製作されたグランド回路１５と接触しにくるように用意することができる。しかし、この配置は不可欠なものではなく、ホーン型カバー１１が接続体４よりも大きな面積を有して、該接続体に触れないようにするだけで十分である。
【００１８】
その代わりに、中心盾状体１０は、フレア部１６を有しており、該フレア部の各構成部品２の上にある、その端部の部位におけるセクションは、テスト対象の集積回路２のケース表面のスパン１４より小さい。
【００１９】
ホーン型カバーがプリント回路３に押しつけられるのと同じように、中心盾状体１０はホーン型カバーの内部において、各構成部品の上に配置される。ホーン型カバー１１および中心盾状体１０は給電回路８に接続されている。実施例では、この給電回路８は中心導体１７と同軸のケーブルと、一般的には編組体１８である、外側のグランド導電体を具備している。中心盾状体１０は中心導体１７に接続されており、ホーン型カバー１１は編組体１８に接続されている。
【００２０】
このように働きかけることで、スペース１２、とりわけ接続体４が位置するスペースに電磁界の広がりが閉じ込められる。必要であれば、ホーン型カバー１１は、第二のホーン型カバー１９によって補完することもでき、該第二のホーン型カバーは第一のものとは対称的な形状であり、プリント回路３の反対側に配置される。こうすることで、あらゆる場合において、集積回路２を備えたプリント回路３は放射電磁界に対する負荷に変換される。放射電磁界は、中心盾状体１０とホーン型カバー１１の間を除くすべてのスペースで生じることがないので、接続体４の部位では、該放射電磁界は、中心盾状体１０が存在しておらず、電界がスペース内で自由に生起することができるような場合よりも大幅に強く、一層擾乱を引き起こす（このことは対象としている目的である）ものとなる。
【００２１】
ホーン型カバー１１をプリント回路３に押しつけるのと同時に、中心盾状体１０を集積回路２の各構成部品に押しつけるために、中心盾状体がその頂点に穴を有し、該穴を通って弾性的に、平行移動できる自由度をもって同軸ケーブルの中心導体１７が突き抜けていることで、プリント回路３の上にある集積回路２の各構成部品の上面のさまざまな高さを考慮に入れるようにすることができる。実際には、テストの間には、同軸ケーブル（中心導体１７−編組体１８）を測定の間、結果に達するまでプリント回路の上方に手で保持するだけで十分となる。別の方法としては、操作用および保持用の補助的構造が考えられる。
【００２２】
当然、ホーン型カバー１１および中心盾状体１０は、好ましくは導電性の面で形成される。しかしながら、それらの一方、あるいは両方を、空気に対する非常に異なった誘電率をした材料で製作することで、好ましい導波路の様相が効果的に生じるようにすることが可能となる。
【００２３】
図４で取り上げているのは、中心盾状体１０であって、これは、金属板で形成されており、また、金属面によって基部が閉じられ、フランジを伴ってのびている円錐形である。この例では、中心盾状体１０は円形のフレア部を有しており、該フレア部の直径は、およそ１２．３ｍｍである。中心盾状体１０は、また、その頂点に内壁をメタライズ加工された穴２０も具備していることで、該穴に同軸ケーブルの中心導体を挿入し、この軸を該穴にハンダ付けできるようになっている。変形例によっては、中心盾状体１０は、中実の金属製材料で形成される。もし、その中心盾状体が、金属板製であれば、穴２０は金属製の栓によって内側の端部で塞ぐことも、また塞がないこともできる。
【００２４】
中心盾状体１０が好ましくは単一部品で製作されるばかりではなく、ホーン型カバー１１は、好ましくは、図３に示された二つのハーフシェル形部品で形成される。実施例では、これら二つのハーフシェル形部品は、モールドまたはプレスによって製造される。ハーフシェル形部品のそれぞれは半円錐形の形状をしたマントル２１を具備し、このマントルは回転軸２２の中心におかれている。マントル２１はその基部においてスカート部２３と一体化され、そのスカート部の形状は回転軸２２を中心とする円筒形である。マントル２１の上に肉厚カラー部２４が載っており、その肉厚カラー部の外部形状は円筒形であり、内部形状は回転軸２２を中心とする円錐形である。
【００２５】
図５は、図３に示されたハーフシェル形部品それぞれの断面を示している。ハーフシェル形部品は肉厚カラー部２４の部位でプレーティング面２５および２６を呈している。実施例では、プレーティング面２５が穿孔２７によって穴を開けられているのに対し、プレーティング面２６は貫通していないネジ穴２８によってネジ穴を開けられている。しかし、このネジ穴は貫通していてもよい。穿孔２７は、カラー部の円筒形内壁２９をもとにして穿孔２７よりも大きな中ぐり穴３０を具備している。この中ぐり穴３０によって、穿孔２７をスライドし、プレーティング面２５および２６に対して押しつけられている他方のハーフシェル形部品のネジ穴２８にネジ留めされるようになるビスの頭部を維持することが可能になっている。肉厚カラー部２４は、その頂点に、半ボール形の半円形開口部３１も具備している。半円形開口部３１は、プローブに給電するのに役立つ同軸ケーブルの編組体１８を締め付けるようになっている。
【００２６】
ハーフシェル形部品を用いることによって、中心盾状体の同一のサイズに対して、異なったサイズと形状をしたホーン型カバーを、場合によっては、テスト対象の集積回路が占める寸法と広さに応じて適合化することが可能になっている。
【００２７】
ここまでに示された形状が円錐形であるだけでなく、形状をフレア部と適合化させることも可能であるが、該フレア部の基底セクションは、テスト対象の集積回路の形状に応じて、円形であるだけでなく、場合によっては長方形、正方形などとなり得るものである。図３および図４で与えられている各数値の表示については、テスト対象の集積回路のサイズに合わせて適合化することができるのは、もちろんのことである。ハーフシェル形部品は、それぞれの側面が回転軸２２を通過する面によって形成される。ハーフシェル形部品は、この面に対して対称をなしている。半円形開口部３１がメタライズ加工を施されていることで、編組体１８との良好な接触が確保されるようになっている。
【００２８】
図６は、変形例で、スカート部２３は変形可能形状で導電性の、金属製の編組で製作されている。この金属製の編組体は、金属製のマントル２１に接続されており、電磁界を導く。グランドの展開抵抗がテスト対象の集積回路を担持するプリント回路に製作されていなければ、網目状のスカート部２３の下方縁は絶縁性のジョイント３８を備えており、このジョイントは、たとえばゴム製であり、たとえば取り外し可能である。ジョイント３８の輪郭はＵ字の形状をしている。Ｕ字の分岐間の距離は、スカート部基部の弾性によってジョイント３８を維持するために十分な狭さとなっており、そのスカート部基部にそのジョイントはかみ合っている。
【００２９】
本発明のプローブの作動は、以下のとおりである。図１では、信号発生器５およびアンテナ９によって、電磁信号は、操作・制御回路３２によって作動させられている集積回路２の作動を擾乱しにくるように導かれる。この回路は、たとえば、米国特許第６，４００，１６４号明細書に記載されているタイプの回路である。コントロール回路３２は、また、集積回路２に擾乱印加されている際の、集積回路２の応答障害を測定することができる。カウンタ３３は、この擾乱時に集積回路２で生じている機能停止の回数を数えることに供されるものである。
【００３０】
給電回路８は、また、好ましくは、分岐電力３５および３６の二つの出力を備えた、３ｄＢのカップラ３４を具備している。分岐電力３５によって、アンテナ９によって接続体４に印加される入射電力Ｐｉの実効性を測定することが可能になっている。分岐電力３６によって、集積回路２によって形成される負荷が特性インピーダンス整合の欠如の事実から、反射電力Ｐｒを測定することができるようになっている。このように働きかけ、入射電力から反射電力を差し引くことで、測定装置３７において、テスト時の接続体４および集積回路２によって吸収される擾乱電力の実効性を測定することが可能になる。とりわけ、測定装置３７によって、第二のホーン型カバー１９を、プリント回路３の反対側にある第一のホーン型カバー１１と対称的に配置するかどうかという機会を判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係るテスト用プローブのアンテナの概略図
【図２】本発明に係るテスト用プローブの適用装置
【図３】本発明の構成要素のホーン型カバーの一例の詳細図
【図４】本発明の構成要素の中心盾状体の一例の詳細図
【図５】本発明の構成要素のハーフシェル型部品の断面図
【図６】本発明の構成要素のホーン型カバーの一実施例
【符号の説明】
【００３２】
１    プローブ
２    集積回路
３    プリント回路
４    接続体
５    無線周波の信号発生器
６    周波数調整回路
７    振幅調整回路
８    給電回路
９    アンテナ
１０    中心盾状体
１１    ホーン型カバー
１２    スペース
１３    開口面
１４    スパン
１５    グランド回路
１６    フレア部
１７    中心導体
１８    編組体
１９    第二のホーン型カバー
２０    穴
２１    マントル
２２    回転軸
２３    スカート部
２４    肉厚カラー部
２５    プレーティング面
２６    プレーティング面
２７    穿孔
２８    ねじ穴
２９    円筒形内壁
３０    中ぐり穴
３１    半円形開口部
３２    操作・制御回路
３３    カウンタ
３４    カップラ
３５    分岐電力
３６    分岐電力
３７    測定装置
３８    絶縁性ジョイント
【図１】
2006162626.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006162626.tif 000008
【外国語明細書】
Integrated circuit test probe
The object of the present invention is an integrated circuit test probe used in particular for the electromagnetic compatibility characterization of integrated circuits.
Currently known techniques for characterizing the immunity of integrated circuit components are grouped into two main families: direct injection techniques, and radiation injection techniques.
The direct injection techniques are themselves separated into two main types: the DPI (Direct Power Injection) technique, and the BCI (Bulk Current Injection) technique. The DPI technique consists of developing a specific printed circuit for the component, to which the possibilities of injecting a parasite signal may be added. One then monitors if the component is disturbed in the presence of the injected signal. The BCI technique consists of inserting a cable that transports the functional signals from the component, or from a card that has several components, in a transformer. The object of the transformer is to insert electrical power over driving sides of this cable, and in this way verify the interference or the non-interference of the component(s).
The DPI technique has the advantage of fine characterization of the susceptibility of a function of an integrated circuit for localized injection. Its defect is it does not easily allow simultaneous injection over several inputs of a component. Conversely, the BCI technique allows all the accesses of a component to be bombarded simultaneously. But, the BCI technique uses jumper wires of minimal length due to the very fact that the transformer volume does not allow high frequency connection, in practice not above 500 MHz .
Radiation injection techniques utilize TEM (Transverse Electromagnetic Mode), or GTEM (Gigahertz TEM) resonant cells, or even MSC (Mode Stirred Chamber) mode stirred cells, to excite printed circuit type electronic cards that carry components. Or rather, these cells excite the specific cards carrying a component to be tested to verify its subfield susceptibility. In every case, to characterize the susceptibility of a component, these techniques require the manufacture of a particular card, and necessitate, due to the fact of the relative remoteness of the field sources with respect to the components, significant power sources. Furthermore, control of the part of the disturbance power effectively received by the component is not easy, or even debatable.
For example, following two documents are known on this technical field.  The document WO 00/72030A1 ( WHITE et al.)describes the method and apparatus for wireless testing of integrated circuits.  The document US2002/0047722A1 (COOK et al.) describes contact-less probe of semiconductor wafers.
Therefore, the object of the invention is to allow an in situ characterization of the susceptibility of an integrated circuit in very high frequencies. The invention comprises in its principle a structure for guiding the disturbance field over a particular small zone around a component such as is present in reality. Therefore, such a component may be tested alone in its own housing or even mounted on the electronic card with which it must be actually used (not a specific test card). 
The disturbance field guiding structure of the invention comprises, in an example, an overall conical structure mounted in extension of a coaxial cable, with overall two horns or nested funnels, two cones in a practical example. A metallic central core, in a closed (or full) horn, forms an antenna and a shield at the same time for propagating the radioelectric field issued from the cable. A horn cover, preferably metallic, envelopes this horn shield and channels the field propagated over a zone chosen in advance. The zone chosen in advance is a peripheral zone of the component: where the connections for this component are normally situated. This peripheral zone corresponds to a crown that is present between two horns.
This guiding structure receives the energy from a coaxial cable and directs the energy in a radiated manner to a field near the component. Electrical and magnetic fields are established all around the horn shield and for the electrical field, also between the extremity of the horn shield in the direction of a chip layout that carries the component. These fields are coupled with the pins of the component or soldering tracks and beads (bonding in the case of BGA housings). In addition, the bell cover may be disposed on the two faces of the printed circuit. Its development only possibly requires a low resistance around the component. Preferably, this resistance is achieved with a ground track connected to the ground of the component to be tested. This resistance corresponds to the peripheral zone of contact with the bell cold point. This resistance may be easily included in the final and functional routing of the card including the component. Therefore, the technique allows the susceptibility of a component in its real work environment to be evaluated, by taking into consideration couplings with elements inseparable from the component. Among these inseparable elements appear possible decoupling elements, tracks, housings or other. It is also possible to use a version of the horn cover, insulated at its lower extremity. This version allows a support of this horn cover on the near components in the periphery of the component to be tested. A flexible conductive skirt then presses against these components (decoupling capacitors, quartz, etc.), continuing to confine the field on the zone to be irradiated, but without requiring the manufacture of a specific routing with the ground resistance.
The total power transmitted is measured through a coupler put on line with the power cable of the bell. The advantage of the technique is to not require the obligatory creation of a specific test card, and to take the real conditions of operation of the integrated circuit into consideration. The field is admittedly polarized according to some directions, but the microwave interference of the components, especially based on the detection phenomena, does not take into consideration the relative phase of the injections from one input to another. Rather, it takes the amplitude of the coupled field into account.
The bell shapes may be diverse and adapted to different configurations of printed circuits and layouts. 
Therefore the object of the invention is an integrated circuit test probe that is carried by a printed circuit, the probe comprising a radiofrequency signal generator, an antenna, a power circuit for connecting the antenna to the generator, and means for disposing the antenna opposite from the connections situated in the periphery of an integrated circuit to be tested, to cause these radiofrequency signals to be emitted on these connections, characterized in that the antenna comprises a wave guide with a horn cover and a core shield, the horn cover having an opening surface that is larger than a span of a surface of a housing for the integrated circuit to be tested, the core shield having a flaring wherein a sectional surface at the location of its extremity is lower at the surface of a housing of the integrated circuit to be tested, means being provided for placing the horn cover against the printed circuit, and the core shield, within the horn cover, above the component. 
In particular the horn shield may be stopped higher in the volume of the horn cover to generate diverse polarization fields or to exploit cavity effects in the volume of the horn cover. In addition, the horns are not necessarily cone-shaped, they may be parallelepiped-shaped.
The invention will be better understood upon reading the following description and examining the accompanying figures. These are presented for indication purposes only and in no way limit the invention. The figures show:
- Figure 1: a schematic representation of an antenna of a test probe according to the invention;
- Figure 2: a device for using the test probe according to the invention;
- Figures 3, 4 and 6: construction details of an essential element of the probe of the invention.
Figures 1 and 2 show a test probe 1 for an integrated circuit 2 according to the invention. Figure 1 is a view of a particular detail of Figure 2. An integrated circuit 2 is carried by a printed circuit 3. For example, the integrated circuit 2 is connected to the printed circuit 3 by connections 4 by which it is naturally powered. The printed circuit 3 is preferably a real printed circuit, which is designed to carry the component 3 in its real utilization, particularly an electronic circuit card to be inserted in an apparatus in which this integrated circuit is effective. If necessary, the printed circuit 3 may be a test circuit. However, this is not necessary with the invention. In this case in particular, the invention allows the circuit 2 to be tested under real usage conditions. 
The probe 1 comprises a radiofrequency signal generator 5. Preferably, the generator 5 comprises a circuit 6 to regulate the frequency of an emitted signal, as well as a circuit 7 to regulate the amplitude of the signal produced by the generator 5. The generator 5 is connected by a power circuit 8 to an antenna 9. The antenna 9 forms the essential part of the invention. The antenna 9 is shown in greater detail in Figure 1. The antenna 9 is disposed opposite from the integrated circuit 2 to be tested. The antenna 9 is particularly disposed opposite the connections 4. In a manner that is known, antenna 9 serves to cause the electromagnetic signals to be emitted over the connections 4 as well as in the component 2 and in the printed circuit 3 in such a way as to disturb the operation of the integrated circuit 2, in such a way as to measure the resistance to the disturbances.
According to the invention, the antenna 9 comprises a wave guide capable of emitting an electrical field E and a microwave magnetic field B. In Figure 1, the electrical field E is shown as orientated, in the effective parts, from a core shield 10 of antenna 9 in the direction of a horn cover 11 of this antenna 9, as well as in the direction of the printed circuit 3 from the core shield 10. The microwave magnetic field B is propagated in the entire space of the guide, and especially, at the location of connections 4 that is orientated in the directions perpendicular to these connections. One may show that the wave guide thus formed, propagates in a field near the electrical and magnetic fields on the integrated circuit 2. Consequently, the orientations of these fields are not completely stabilized. The orientation of field B fluctuates in such a way that during a notable proportion of time field B exerts a desired disruptive influence on the connections 4. 
The idea of the 'invention is to form, with the core shield 10, a wave guide in such a way that only a space 12 where the connections 4 are situated will be excited by the microwave radioelectric field. The space 12 is the space situated inside the horn cover 11, between this horn cover 11 and the core shield 10. Because of this, the horn cover 11 has an opening surface 13 that is larger than a span 14 of the integrated circuit 3 to be tested and its connections. To the extent that it is possible, one may expect that the horn cover 11 enters into contact with a ground circuit 15 that is peripheral to the component 2 and constructed on the printed circuit 3. However, this layout is not indispensable, it suffices that the horn cover 11 has a larger span than the connections 4 so as they do not touch them.
In return, the core shield 10 has a flaring 16 whose sectional surface at the location of its extremity on the component 2 is less at the span 14 of the surface of a housing of the integrated circuit 2 to be tested. 
As much as the horn cover is pinned on the printed circuit 3 the core shield 10 is placed on the component, within the horn cover. The horn cover 11 and the core shield 10 are connected to the power circuit 8. In an example, a power circuit 8 comprises a coaxial cable with a core 17 and an outer ground conductor 18, generally a strap. The core shield 10 is connected to the central conductor 17; the horn cover 11 is connected to the strap 18.
By acting this way, the flaring of the radioelectric field is confined in space 12, particularly that where the connections 4 are situated. If necessary, the horn cover 11 may be completed by a second horn 19 in a shape symmetrical to the first and placed opposite from the printed circuit 3. Doing this transforms, in all cases, the printed circuit 3 equipped with its integrated circuit 2 into a load for the field radiated. As the radiated field is not established in the entire space, but only between the core shield 10 and the horn cover 11, at the location of connections 4 it is even more significant and even more disruptive (which is the desired object) than if the core shield 10 had not been present and if the electrical field had not been installed freely in the space. 
To pin the horn cover 11 against the printed circuit 3 at the same time as the core shield 10 on component 2, one may expect that the shield has at its top a hole through which the core 17 of the coaxial cable penetrates in an elastic manner, with a degree of freedom in translation, in such a way as to take into consideration the differences in altitude of the upper surfaces of the components 2 on the printed circuit 3. In practice, during the test, all you may have to do is hold the coaxial cable 17-18 in one's hands above the printed circuit during the measurements to arrive at the result. Otherwise, a complementary handling and support structure is provided.
Of course, the horn cover 11 and the core shield 10 are preferably formed with electrically conductive surfaces. However, it would be possible to construct one or the other, or even both, with permittivity materials very different from air in such a way that the recommended wave guide phenomenon is produced effectively.      
Figure 4 features a core shield 10 formed by a tile and having a cone shape closed at its base by a metallic surface, continuous with its sides. In this example, the core shield 10 has a circular flaring wherein the diameter is on the order of 12.3mm. At its top, the core shield 10 also comprises a hole 20, metalized on its walls, allowing a core of a coaxial cable to be introduced and this core to be soldered. In a variation, the core shield 10 is formed of a fully metallic material. If the shield is in a tile, the hole 20 may be blocked or not blocked at its inner extremity by a metallic button.
As much as the core shield 10 is preferably made in one piece, the horn cover 11 is preferably formed of two half shells shown in Figure 3. In an example, these two half shells are constructed by molding or forging. Each half shell comprises a mantle 21 in a half-cone shape centered on the rotation axis 22. The mantle 21 is integral with the base of a skirt 23 in a circular cylindrical shape around the axis 22. The mantle 21 is topped by a massive collar 24 in an exterior cylindrical form and an interior cone form around the axis 22. 
Figure 5 shows in section each of these half shells presented in Figure 3. The half shells present plating surfaces 25 and 26 at the location of the massive collar 24. In an example, the surface 25 is pierced by a piercing 27 while the surface 26 is threaded by a non-opening threading 28. However, it may open. The piercing 27 comprises a boring 30 that is larger than the piercing 27 from the cylindrical wall 29 of the collar. This boring 30 allows a head of a screw sliding in the piercing 27 to be maintained and to be screwed in the threading 28 of the other half shell pinned against the faces 25 and 26. The collar 24 also comprises at its top a circular half shell 31 in a half bowl. The half opening 31 is designed to fit tightly around the strap 18 of the coaxial cable that is used to power the probe.      
The act of using the half shells allows, for the same size of core shield, different sized and shaped horn covers to be possibly adapted according to the bulkiness or display of an integrated circuit to be tested.
As much as the shapes shown up till now have been cone shapes, it would be possible to adopt shapes with flarings whose base section would not be circular but possibly rectangular, square, or other, according to the shape of the integrated circuits to be tested. Of course, the indications assessed given in Figures 3 and 4 may be adapted to the size of the integrated circuits to be tested. The half shells are formed on both sides by a plane passing by the axis 22. The shells are symmetrical with relation to this plane. The half opening 31 is metalized in such a way as to ensure a good contact on the strap 18.
In Figure 6, in a variation, the skirt 23 is constructed in the form of a deformable and conductive metallic knit. This metallic knit, connected to the metal mantle 21, channels the field. If a ground resistance is not achieved on the printed circuit that carries the integrated circuit to be tested, the lower edge of the knit skirt 23 is equipped with an insulated joint 38, for example in rubber, for example removable. The profile of the joint 38 is U-shaped. The separation of the branches of the U is sufficiently narrow to maintain the joint 38 by elasticity to the base of the skirt on which it is engaged.
The operation of the probe of the invention is as follows. Figure 1, with the generator 5 and by means of antenna 9, electromagnetic signals are brought to disturb the operation of the integrated circuit 2 put in operation by a command and control circuit 32. This circuit is, for example, a circuit of the type described in document US-B1-6 400 164. The control circuit 32 is, in addition, capable of measuring the lack of response of the integrated circuit 2 during loading of the integrated circuit 2. A counter 33 is used to count the number of failures that are produced in the integrated circuit 2 at the time of these disturbances.
In addition, the power circuit 8 preferably comprises a coupler 34 to 3 dB with two bridging outputs 35 and 36. The output 35 allows the reality of the incident power Pi applied by the antenna 9 over the connections 4 to be measured. The output 36 allows the reflected power Pr to be measured, due to the fact of the lack of adaptation to the impedance characteristic of the load formed by the integrated circuit 2. By acting this way, by subtracting the reflected power from the incident power, one is able to measure the reality of the disturbance power absorbed by the connections 4 and the integrated circuit 2 at the time of the test in a measuring apparatus 37. One may, especially with the help of the measuring apparatus 37, judge the opportunity to place or not place the second horn cover 19 symmetrically with the first horn cover 11 from the other side of the printed circuit 3.
CLAIMS
1  A test probe (1) for an integrated circuit (2) that is carried by a printed circuit (3), the probe comprising a radiofrequency signal generator (5), an antenna (9), a power circuit (8) for connecting the antenna to the generator, and means for disposing the antenna opposite from the connections (4) situated in the periphery of an integrated circuit to be tested, to emit (E, B) these radiofrequency signals over these connections, characterized in that the antenna comprises a wave guide with a horn cover (11) and a core shield (10), the horn cover having an opening surface (13) that is larger than a span of a surface (14) of a housing of the integrated circuit to be tested, the core shield having a flaring (16) whose sectional surface at the location of its extremity is less at the surface of a housing of the integrated circuit to be tested, means being provided to place the horn cover against the printed circuit, and the core shield, within the horn cover, above the component.
2  The probe according to claim 1, characterized in that the horn cover and the core shield are formed by electrically conductive surfaces. 
3  The probe according to any one of claims 1 to 2, characterized in that the core shield comprises a closed bell or a field guide structure, and a means (20) for connection to an internal conductor (17) of a coaxial cable of the power circuit.
4  The probe according to one of claims 1 to 3, characterized in that the horn cover is made in two half-shells, symmetrical with relation to each other with relation to a plane passing by a large rotation axis (22) of the horn cover.
5  The probe according to claim 4, characterized in that each half shell of the horn cover comprises a metalized half bowl (31) to receive an external conductor (18) of a coaxial cable of the power circuit.
6  The probe according to any of claims 1 to 5, characterized in that the probe comprises a radiofrequency signal generator (5), adjustable in frequency (6) and in power (7), a power circuit equipped with a coupler (34), the coupler used to retrieve (35, 36) a part of a signal transmitted by the power circuit and a part of a signal reflected at the location of the integrated circuit, and a measuring apparatus (37) to measure an effectively absorbed power. 
7  The probe according to claims 1 to 6, characterized in that the probe comprises a second horn cover (19) placed symmetrically with relation to the horn cover, from the other side of the printed circuit that carries the component.
8  The probe according to one of claims 1 to 7, characterized in that the horn cover comprises a metallic knit skirt equipped at its lower edge with a removable insulated joint (38), for example in rubber.
9  The probe according to one of claims 1 to 7, characterized in that the horn cover is in contact with a chip layout of the printed circuit or is pressed on the near components of the integrated circuit tested.
ABSTRACT
Integrated circuit test probe
To test integrated circuits by subjecting the circuits to an electromagnetic disturbance, one provides a probe (1) equipped with a horn cover (11) designed to be applied to a printed circuit (3) on which an integrated circuit (2) is mounted. Within this horn cover, a core shield (10) channels the electrical field that is deployed in a zone (12) in which connections (4) from the integrated circuit to the printed circuit that it carries are situated. It is shown that by acting this way, the effectiveness of the electromagnetic interference injected in the integrated circuit is increased to the point that a true measurement of the resistance of this integrated circuit to the electromagnetic interferences may be carried out.
Figure 1
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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