(57)【要約】  テストヘッドシステムと共に用いる接続モジュールが提供されている。テストヘッドシステムは、装置をテストするためのテストヘッドを含む。接続モジュールは、テストヘッド内の電子装置と被テストデバイスのとの間で信号を送受信する、多数のフレキシブル回路を含んでいる。接続モジュールはまた、テストヘッド内の電子装置にフレキシブル回路を接続する、フレキシブル回路の各々の第1の終端上の接続ポイントを含んでいる。
2005513443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デバイスをテストするためのテストヘッドを含むテストヘッドシステムと共に用いる接続モジュールであって、
テストヘッド内の電子装置と被テストデバイスとの間で信号を送受信する、多数のフレキシブル回路と、
テストヘッド内の電子装置に前記フレキシブル回路を接続する、前記フレキシブル回路の各々の第1の終端上の接続ポイントとを含んでいる接続モジュール。
【請求項２】
前記フレキシブル回路の各々が多数の導電路を含んでいる、請求項１に記載の接続モジュール。
【請求項３】
前記フレキシブル回路の各々が、少なくとも１つの信号導電路および１つのアース導電路を含んでいる、請求項１に記載の接続モジュール。
【請求項４】
前記フレキシブル回路のうちの少なくとも１つが多数の層を含んでいる、請求項１に記載の接続モジュール。
【請求項５】
前記フレキシブル回路のうちの前記少なくとも１つが、３つの絶縁層および各々が前記３つの絶縁層のうちの２つによって囲まれるよう構成されている、２つの導電層を含んでいる、請求項４に記載の接続モジュール。
【請求項６】
前記導電層のうちの一方が信号層であり、さらに前記導電層の他方がアース層である、請求項５に記載の接続モジュール。
【請求項７】
前記信号層および前記アース層が、各々多数の導電路を含んでいる、請求項６に記載の接続モジュール。
【請求項８】
前記信号層が多数の導電路を含み、さらに、前記アース層が単一の導電面を含んでいる、請求項６に記載の接続モジュール。
【請求項９】
前記導電層の少なくとも１つが信号導体およびアース導体を含んでいる、請求項５に記載の接続モジュール。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの信号導電路が、ストリップラインを含んでいる、請求項３に記載の接続モジュール。
【請求項１１】
前記多数のフレキシブル回路の少なくとも１つの幅が、前記少なくとも１つのフレキシブル回路の長さに沿って変化する、請求項１に記載の接続モジュール。
【請求項１２】
前記多数のフレキシブル回路の各々が、テストヘッド内の電子装置に接続するピンエレクトロニクス終端、および被テストデバイスとの相互関係を提供するインタフェース終端を含んでいる、請求項１に記載の接続モジュール。
【請求項１３】
前記インタフェース終端が、被テストデバイスとの相互接続を提供する、それぞれの導電ポストと嵌合する多数の導電メッキ貫通孔を含んでいる、請求項１２に記載の接続モジュール。
【請求項１４】
前記インタフェース終端が、被テストデバイスとの相互接続を提供する、それぞれの導電メッキ貫通孔と嵌合する多数の導電ポストを含んでいる、請求項１２に記載の接続モジュール。
【請求項１５】
前記導電ポストの各々が、被テストデバイスとの相互接続を提供する、スプリング入り接点ピンを受けるスプリング入り接点ピン差込口に接続されている、請求項１３に記載の接続モジュール。
【請求項１６】
前記多数のフレキシブル回路の各々が、インタフェース終端に、被テストデバイスとの相互接続を提供する、インタフェースコネクタブロックを含んでいる、それぞれの多数の導電ポストと嵌合する多数の雌差込口を形成している、請求項１２に記載の接続モジュール。
【請求項１７】
前記多数のフレキシブル回路の各々が、インタフェース終端に、被テストデバイスとの相互接続を提供する、それぞれの多数の雌差込口と嵌合する多数の導電ポストを含んでいる、インタフェースコネクタブロックを含んでいる、請求項１２に記載の接続モジュール。
【請求項１８】
前記導電ポストの各々が、被テストデバイスとの相互接続を提供するスプリング入り接点ピンを受けるスプリング入り接点ピン差込口に接続されている、請求項１６に記載の接続モジュール。
【請求項１９】
前記多数のフレキシブル回路の各々が、ピンエレクトロニクス終端に、被テストデバイスとの相互接続を提供する、それぞれの多数の導電ポストと嵌合する多数の雌差込口を形成している、ピンエレクトロニクスコネクタブロックを含んでいる、請求項１２に記載の接続モジュール。
【請求項２０】
前記多数の各フレキシブル回路の各々が、ピンエレクトロニクス終端に、被テストデバイスとの相互接続を提供する、それぞれの多数の雌差込口と嵌合する多数の導電ポストを含んでいる、ピンエレクトロニクスコネクタブロックを含んでいる、請求項１２に記載の接続モジュール。
【請求項２１】
ピンエレクトロニクス終端が、多数の導電タブとテストヘッド内の電子装置との間の相互接続を提供する、少なくとも１つのゼロ挿入力コネクタと嵌合する多数の導電タブを含んでいる、請求項１２に記載の接続モジュール。
【請求項２２】
ピンエレクトロニクス終端が、ゼロ挿入力コネクタとテストヘッド内の電子装置との間の相互接続を提供する、多数の導電タブと嵌合する少なくとも１つのゼロ挿入力コネクタを含んでいる、請求項１２に記載の接続モジュール。
【請求項２３】
前記フレキシブル回路の少なくとも１つが、テストヘッドシステムのための補助電気回路を含んでいる、請求項１に記載の接続モジュール。
【請求項２４】
前記フレキシブル回路が、フルオロポリマーフィルム、アラミドファイバベースペーパー、アラミドファイバベースクロス、形成可能複合材、およびフレキシブルエポキシベース複合材、および熱可塑性フィルムから成るグループから選択される材料を含んでいる、請求項１に記載の接続モジュール。
【請求項２５】
前記フレキシブル回路が、印刷配線およびフレキシブルベース材料のパターン化構成を含んでいる、請求項１に記載の接続モジュール。
【請求項２６】
テストヘッドと被テストデバイスとの間に、相互接続を提供するインタフェースであって、
各々が、テストヘッドの電子装置と被テストデバイスとの間で信号を送受信する多数のフレキシブル回路を含んでいる、多数の接続モジュールと、
前記多数の接続モジュールの少なくとも1つと被テストデバイスとの間に相互接続を提供するデバイスインタフェースとを含んでいるインタフェース。
【請求項２７】
前記多数の接続モジュールが放射状に配置され、前記インタフェース内にテストヘッドの覗き穴と整列するためのセンター孔を形成している、請求項２６に記載のインタフェース。
【請求項２８】
前記多数のフレキシブル回路の少なくとも１つの幅が、前記少なくとも１つのフレキシブル回路の長さに沿って変化する、請求項２６に記載のインタフェース。
【請求項２９】
前記フレキシブル回路が、フルオロポリマーフィルム、アラミドファイバベースペーパー、アラミドファイバベースクロス、形成可能複合材、フレキシブルエポキシベース複合材、および熱可塑性フィルムから成るグループから選択される材料を含んでいる、請求項２６に記載のインタフェース。
【請求項３０】
前記フレキシブル回路が、印刷配線およびフレキシブルベース材料のパターン化された構成を含んでいる、請求項２６に記載のインタフェース。
【請求項３１】
多数の電子回路を含むテストヘッドと、
前記多数の電子回路と被テストデバイスとの間で信号を送受信する多数のフレキシブル回路を含み、前記テストヘッドと被テストデバイスとの間に相互接続を提供するためのインタフェースとを含んでいるテストヘッドシステム。
【請求項３２】
前記多数のフレキシブル回路の少なくとも１つの幅が、前記少なくとも１つのフレキシブル回路の長さに沿って変化する、請求項３１に記載のテストヘッドシステム。
【請求項３３】
前記フレキシブル回路が、フルオロポリマーフィルム、アラミドファイバベースペーパー、アラミドファイバベースクロス、形成可能複合材、フレキシブルエポキシベース複合材、および熱可塑性フィルムから成るグループから選択される材料を含んでいる、請求項３１に記載のテストヘッドシステム。
【請求項３４】
前記フレキシブル回路が、印刷配線およびフレキシブルベース材料のパターン化された構成を含んでいる、請求項３１に記載のテストヘッドシステム。
【請求項３５】
テストヘッドを被テストデバイスに接続する方法であって、
テストヘッドの電子回路と被テストデバイスとの間で信号を送受信する多数のフレキシブル回路を含んでいる、少なくとも１つの接続モジュールを提供するステップと、
前記接続モジュールを、テストヘッドの電子装置と被テストデバイスとの間に接続するステップとを含んでいる方法。
【請求項３６】
テストヘッドシステムを変更する方法であって、
前記テストヘッドシステムから、テストヘッドの電子装置と被テストデバイスとの間で信号を交換する第1の構成を有している第１のフレキシブル回路を取り去るステップと、
第１のフレキシブル回路を、第１の構成と異なる第２の構成を有する、テストヘッド内の電子装置と被テストデバイスとの間で信号を交換するための第２のフレキシブル回路と取り替えるステップとを含んでいる方法。
【請求項３７】
テストヘッドシステムを変更する方法であって、
前記テストヘッドシステムから、第１の構成を有しており、テストヘッド内の電子装置と被テストデバイスとの間で信号を交換する多数のフレキシブル回路を含んでいる第１の接続モジュールを取り去るステップと、
第１の接続モジュールを、第１の構成と異なる第２の構成を有する、テストヘッド内の電子装置と被テストデバイスとの間で信号を交換するための第２の接続モジュールと取り替えるステップとを含んでいる方法。
【請求項３８】
テストヘッドシステムを変更する方法であって、
テストヘッドの電子装置と被テストデバイスとの間で信号を送受信するよう構成されたフレキシブル回路を提供するステップと、
テストヘッドシステムにフレキシブル回路を追加するステップとを含んでいる方法。
【請求項３９】
デバイスをテストするためのテストヘッドを含んでいる、テストヘッドシステムを組み立てる方法であって、
各々がテストヘッド内の電子装置と被テストデバイスとの間で信号を送受信する多数のフレキシブル回路を含んでいる、多数の接続モジュールを提供するステップと、
所定の構成で前記接続モジュール配置し、テストヘッドと被テストデバイスとの間に相互接続を提供するインタフェースを組み立てるステップとを含んでいる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、電子部品をテストするテストヘッドと共に使用する、導電路に関し、とりわけテストヘッドと共に使用するフレキシブル回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動テストシステムは、集積回路のテストに頻繁に使用されている。こうした自動テストシステムは、入力刺激信号を被テストデバイス(「DUT」) に供給し、DUTからの対応する出力応答信号を検出し、および測定する高速電子回路を含む、テストヘッドを備えている場合がある。テスト信号は、信号レベル、波形、および時間的特性に関して、高い精度で生成され、および処理されなければならない。さらに、テストヘッドは、DUTの主な電気パラメータをテストするよう、DUTおよびパラメトリックテスト回路に電力を供給する電源を含む場合がある。
【０００３】
テストヘッドは、例えば、ディジタル論理デバイス、メモリデバイス、アナログデバイス、および混合信号デバイスを含む、様々なデバイスタイプのテスト用に組み立てられる場合がある。
【０００４】
被テストデバイスは、システム全体の内部回路を外部回路に接続する、任意の数の電気接点、あるいは「ピン」を有している場合がある。これらのピンを通して、テストヘッドは、テスト信号を供給し、および検出し、および/または、電源電圧およびアース接続を提供する。この開示では、「アース」という用語が頻繁に用いられるが、この語は、文脈に従う最も一般的な意味で、さらに当業者によって一般に理解されている意味で受け取られるべきである。例えば、この用語は、回路および電源に関して、アースに接続されるか否かに関係なく、共通帰線および相対ゼロ電位のポイントを示す。他の例として、この用語は、DUTへの、あるいはDUTからのテスト信号の伝達に関して、同軸ケーブルあるいは撚線対である場合に個々の経路となり得る信号のリターンパス、あるいはプリント回路板内の数個のストリップラインのための共通アース平面などの共有共通経路、あるいは両者の組み合わせを示す。信号のリターンパスは、必ずしもアースに接続される必要はなく、テストヘッドへの、および/またはDUTでの内部の相対ゼロ電位の共通ポイントに接続されてもよい。
【０００５】
一般に、テストヘッドは、DUTの信号ピンの各々のために、個々のディジタル、アナログ、混合信号テスト回路を提供しなければならない。こうした回路は、多数の場合「ピンエレクトロニクス」回路と呼ばれており、さらにピンエレクトロニクス回路の全体集合を、単純にピンエレクトロニクスと呼んでいる。各被テストデバイスピンあたり、1つのピンエレクトロニクス回路が必要である。多数の場合、テストヘッドは、数百のピンを有する個々のデバイス、あるいは各々がピンの数だけ部分を有する平行な数個のデバイスをテストする、数百のピンエレクトロニクス回路を含んでいる。通常、ピンエレクトロニクス回路は、テストプログラムの制御の下に、様々な方法で利用可能となるよう設計されている。テストヘッド内の数百のピンエレクトロニクス回路、および他の電子部品は、かなりの熱を発生させることになるので、多数の場合、テストヘッド内に冷却装置を含む必要がある。
【０００６】
ピンエレクトロニクス回路は、DUTの通常動作と互換性のある信号を発生および/または受信可能でなければならない。従って、ピンエレクトロニクスは、今日、さらに以後数年間は、数百MHzあるいは数百GHzもの周波数帯域幅を有する信号を、正確に発生し、および/または受信し、さらに処理しなければならない。さらに、個々のピンエレクトロニクス回路のタイミングは、DUTのピンの信号間のタイミングを制御し、分析可能となるよう、密接に同期していなければならない。さらに、テスト信号は、ひずみおよび反射を最小にして、ピンエレクトロニクスとデバイスピンの間で伝送されなければならない。従って、テストヘッドは、ウエーハプローバ、ダイハンドラ、あるいは、テストヘッド内に含まれる、ピンエレクトロニクスに非常に近接したテストサイトでのテストのために、各DUTを位置決め可能にするパッケージハンドラなどの「デバイスハンドラ」にドッキングされるよう設計されている。しかしながら、ピンエレクトロニクス回路と対応するDUTピンとの間には、通常、数インチの信号伝送経路がある。従って、伝送ラインは、信号経路およびアース経路を含む各ピンに提供される。一般に、伝送ラインは、50オームあるいは75オームなどの、指定された特性インピーダンスで実行されるのが望ましい。さらに、一般に、ピンからピンまで信号遅れの相違を許容レベルにまで最小化するために、全ての伝送ラインはほぼ同じ長さであることが望ましい。従来技術では、多数の場合、テストヘッドでの総合的伝送ラインの部分の形成には、同軸ケーブルが使用されてきた。
【０００７】
テストヘッドの物理的な大きさおよび形状は、それがドッキングするハンドラ装置と互換性があるように設計されなければならない。機械的テストヘッド位置決定装置に結合されたテストヘッドは、通常、1立方ヤード未満の指定容積内で適合しなければならない。従って、ピンエレクトロニクス、伝送ライン、および他の必要な設備並びに装置を収容し得る容積は限られている。多数の場合、テストヘッドがテストサイトに位置決めされ、テストされる場合、オペレータがDUTを見ることが出来るよう、テストヘッドを通る直径数インチの穴を有していることが要求される。こうした覗き穴は、有効容積のかなりの部分を使ってしまうことになる。
【０００８】
ピンエレクトロニクスとDUTピンとの間で送信される信号に加えて、標準ピンエレクトロニクスで発生し、あるいはモニターするには非実用的あるいは高価である、特別な信号が備えられている場合もある。例えば、テストヘッド内の特別回路は、高速クロック信号、低レベル無線通信信号などを提供する場合がある。また、電源電圧、およびアースも提供されている。これらは、通常、テストヘッド内の適切な配線を通してDUTに繋げられている。
【０００９】
通常、電気接続は、「DUT基板」に取り付けられたプローブカード、あるいはテストソケットによってDUTへとなされている。DUTがウエーハ上に含まれ、さらに、ウエーハプローバ内、あるいはウエーハから分離されたダイ上でテストされるものの、依然パッケージされておらず、ダイハンドラと共にテストされない場合は、プローブカードが用いられる。しかしながら、DUTがパッケージされている場合、DUTは、DUT基板に取り付けられたテストソケットを用いて、パッケージハンドラと共にテストされる。ウエーハプローバ、ダイハンドラ、およびパッケージハンドラは、まとめて「デバイスハンドラ」と呼ばれる。インタフェースは、テストヘッドがデバイスハンドラ装置にドッキングされる場合、テストヘッドと、プローブカードあるいはDUT基板との間の接続を提供するよう、テストヘッドとデバイスハンドラ装置との間に提供される。多数の場合、インタフェースは、デバイスインタフェースボード(「DIB」)上で、伝導パッドに面して位置を保つテストヘッドに取り付けられる、圧縮性スプリング入り接点ピンを備えている。DIBは、いくつかの例ではプローブカードあるいはDUT基板の場合もあり、他の例では中間基板の場合もある。DIBは、あるシステムでは、デバイスハンドラ装置に取り付けられる。他の例では、DIBがテストヘッドに取り付けられる場合もある。
【００１０】
従来技術システムの例として、図1は、典型的な構成を示す断面斜視図(T‐R図)である。テストヘッド100は、順番にテストヘッド位置決めシステムあるいはマニピュレータ(図示せず)に取り付けられているクレードル(図示せず)により支えられている。いくつかの特許(例えば、スミス（Smith）に対する特許文献１、共にスロカム（Slocum）他に対する特許文献２および特許文献３、チウ（Chiu）他に対する特許文献４など)で説明されるように、ドッキング装置(図示せず)がテストヘッド100に取り付けられる場合もある。テストヘッドに取り付けられるのは、インタフェース構造である。この例では、インタフェース構造は、接点基板130、信号接点リング132、パフォーマンス基板134、インサートリング136、およびスプリング入り接点ピンリング138を含んでいる。スプリング入り接点ピンリング138は、適切な差込口内に、多数のスプリング入り接点ピン140を保持している。図1では、テストヘッド100は、ウエーハプロービングアプリケーション内に示されている。さらに、それに応じて、スプリング入り接点ピン140は、プローブ144を有するプローブカード142と接触する。プローブ144は、DUTであり、ウエーハ152上に含まれているダイ150と、電気的に接触する。ウエーハ152は、ウエーハプローバ装置に含まれるチャック160により支えられている。
【００１１】
覗き穴125は、テストヘッド100、インタフェース構造、およびプローブカード142の中央を貫通している。従って、テスト処理の間、プローブ144およびダイ150が目視可能である。
【００１２】
テストヘッド100の内部において、ピン電子回路は、ピンエレクトロニクスマザーボード114に取り付けられたコネクタ112へ差し込む、ピンカード110上に提供される。テストヘッドの容積の大部分が、ピンカード110により使われているのが理解される。この例では、個々の同軸ケーブルから成る接続配線116は、マザーボード114と接点基板130との間の信号伝送経路を提供するために使用される。接続配線116は、直接にはDUTに接続されていないが、ピンエレクトロニクスとDUTとの間に「相互接続」を提供しているので、配線116が取り除かれると、ピンエレクトロニクスとDUTとの電気接続は切られることになる。
【００１３】
従って、テストヘッド100の内部は、覗き穴125の周りに配列された、ピンエレクトロニクスのための空間の容積である。接点基板130および最終的にはスプリング入り接点ピン140への電気接続を提供する接続配線116は、同じく覗き穴125を囲む、比較的小さい容積を利用可能である。接続配線116に利用可能な空間容積がかなり制限されていることがわかる。
【００１４】
他のテストヘッドは、異なって構成されている。しかしながら、多数のテストヘッドの共通の特徴は、覗き穴、および覗き穴の周りに適合するリング状構造上に配列された圧縮性スプリング入り接点ピンを有するインタフェースを含んでいる。全てのテストヘッドは、ピンエレクトロニクス回路を含んでいる。多数の自動テストシステムでは、他のシステム構成要素は、別のキャビネット内に配置され、そのキャビネットは、ケーブルによりテストヘッドに接続されている。テストシステム全体が、テストヘッド内に実装されているシステムもある。多数のシステムのピンエレクトロニクスは、DEBへ垂直に配列されたピンカード上に実装され、図1を参照して説明されたようにDIBに平行なマザーボードへ差し込まれている。ピンカードは、図1に示されたように互いに平行に並んで配置される場合もあるし、あるいは、円形の覗き穴の回りに放射状に配置される場合もある。通常、こうしたピンカードは、1つから8つのピン電子回路を含んでいる。代替的に、ピンエレクトロニクスは、スタック内のDSBと平行に配置された1つ以上の大きな「ピンエレクトロニクスマザーボード」上に組み立てられてもよい。こうしたピンエレクトロニクスマザーボードは、通常、かなり大きく、数百のピン電子回路を含む場合がある。さらに他の構成および配置が実行可能である。
【００１５】
個々の同軸ケーブルは、おおむねインタフェースとピン電子回路との間の必要な接続を提供する。撚線対およびリボンケーブルなどの他の代替手段は、低性能テストシステムで使用されてきた。しかしながら、こうしたシステムは全て、かなりの容積を必要とする。放射状に配置されたピンカードコネクタとインタフェースとの間で、直接的機械的接続を実現する他のシステムが構成されている。こうしたシステムでは、通常、ピンカウント容積、性能、もしくはその両方が制限されている。
【特許文献１】米国特許第4,589,815号明細書
【特許文献２】米国特許第5,821,764号明細書
【特許文献３】米国特許第6,104,202号明細書
【特許文献４】米国特許第5,982,182号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
テストヘッドの総合的なサイズは、それが用いられるハンドラ装置の範囲から課される、物理的制約により制限される。一般に、ピン電子回路および必要な接続の数および複雑さが増加しても、これらに対するテストヘッド内の有効容積は、比較的一定なままで残っている。テストヘッド内に必要なピンエレクトロニクス回路の数が増大し、しかも有効総合容積が比較的一定のまま残る場合、遙かに大きな配線密度が必要とされるのは明らかである。従って、テストヘッド内の僅かな容積に、数百あるいは数千もの高性能信号経路を提供する手段が必要となる。
【００１７】
必要な接続数がさらに増加すると、同軸ケーブルのような個々の接続を提供する労働コストが増加する。また、接続数が増加するに従い、配線エラーの可能性、およびその関連コストも増加する。従って、正確な接続を提供する労働コストを削減可能な、相互接続手段が必要である。
【００１８】
また、テストヘッドの寿命にわたって、ピンエレクトロニクス回路の数あるいはタイプ、それらとインタフェースとの相互接続、および/または、インタフェースの構成を変更する必要も出てくるだろう。さらに、エラーがあった場合、ある特定のピンエレクトロニクス回路を取り替える必要もあるだろう。こうした活動は、多数の個々の相互接続、および/または、インタフェース構成要素を外し、さらに再接続する必要性があり、それにより、かなりの休止時間および費用がかかることになろう。従って、各々が多数の相互接続および接点を保持している成形モジュールの高速インストール、および/または、取り外しを可能にするモジュラ方式で、インタフェース、およびそれに取り付ける相互接続を構成する方法を有することが望ましいだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の典型的実施例では、テストヘッドシステムで用いられる接続モジュールが提供されており、テストヘッドシステムはデバイスをテストするためのテストヘッドを含んでいる。接続モジュールは、テストヘッドと被テストデバイスのエレクトロニクス間で信号を送信し、および受信する、多数のフレキシブル回路を含んでいる。また、接続モジュールは、テストヘッド内の電子装置にフレキシブル回路を接続する、フレキシブル回路の各々の第1の終端上の接続ポイントを含んでいる。
【００２０】
本発明の他の典型的実施例では、テストヘッドと被テストデバイスとの間に相互接続を提供するインタフェースが備えられている。インタフェースは、各々が、テストヘッド内の電子装置と被テストデバイスとの間で信号を送受信する、多数のフレキシブル回路を備えた多数の接続モジュールを含んでいる。インタフェースはまた、多数の接続モジュールの少なくとも1つと被テストデバイスとの間に相互接続を提供するデバイスインタフェースを含んでいる。
【００２１】
本発明の他の典型的実施例では、テストヘッドシステムが提供されている。テストヘッドシステムは、多数の電子回路を含んでいる。テストヘッドシステムはまた、テストヘッドと被テストデバイスとの間に相互接続を提供する、インタフェースを含んでいる。テストヘッドシステムはまた、多数の電子回路と被テストデバイスとの間で信号を送受信する、多数のフレキシブル回路を含んでいる。
【００２２】
本発明の他の典型的実施例では、テストヘッドを被テストデバイスに接続する方法が提供されている。本方法は、テストヘッド内のエレクトロニクスと被テストデバイスとの間で信号を送受信する多数のフレキシブル回路を含む、少なくとも1つの接続モジュールを提供することを含んでいる。本方法はまた、テストヘッド内の電子装置と被テストデバイスとの間に接続モジュールを接続することを含んでいる。
【００２３】
本発明の他の典型的実施例では、テストヘッドシステムを変更する方法が提供されている。本方法は、第1のフレキシブル回路がテストヘッド内の電子装置と被テストデバイスとの間で信号を交換する、第1の構成を有しているテストヘッドシステムから、第1のフレキシブル回路を除去することを含んでいる。本方法はまた、第1のフレキシブル回路を、第2の構成を有する第2のフレキシブル回路と取り替えることを含んでいる。この第2のフレキシブル回路は、テストヘッド内の電子装置と被テストデバイスとの間で信号を交換する。第1の構成は第2の構成と異なっている。
【００２４】
本発明の他の典型的実施例では、テストヘッドシステムを変更する他の方法が提供されている。本方法は、第1の接続モジュールが第1の構成を有していて、テストヘッド内の電子装置と被テストデバイスとの間で信号を交換する多数のフレキシブル回路を含むテストヘッドシステムから、第1の接続モジュールを除去することを含んでいる。本方法はまた、第1の接続モジュールを、第2の構成を有する第2の接続モジュールに取り替えることを含んでいる。この第2の接続モジュールは、テストヘッド内の電子装置と被テストデバイスとの間で信号を交換する多数のフレキシブル回路を含んでいる。第1の構成は第2の構成と異なっている。
【００２５】
本発明の他の典型的実施例では、テストヘッドシステムを変更する、さらなる他の方法が提供されている。本方法は、テストヘッド内の電子装置と被テストデバイスとの間で信号を送受信するよう構成された、フレキシブル回路を提供することを含んでいる。本方法はまた、フレキシブル回路をテストヘッドシステムに追加することを含んでいる。
【００２６】
本発明の他の典型的実施例では、テストヘッドシステムを組み立てる方法が提供されている。このテストヘッドシステムは、テスト素子のためのテストヘッドを含んでいる。本方法は、多数の接続モジュールを提供することを含んでおり、各接続モジュールは、テストヘッド内の電子装置と被テストデバイスとの間で信号を送受信する、多数のフレキシブル回路を含んでいる。本方法はまた、予め決定された構成で接続モジュールを構成することを含む、テストヘッドと被テストデバイスとの間の相互接続を提供するインタフェースの組み立てを含んでいる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明は、従来技術にまさる特定の利点を提供する。第1に、本発明は、DUTとピンエレクトロニクスとの間で交換される信号のために、良好な伝送ラインの特性を維持しながら、ピンエレクトロニクス回路とインタフェース接点との間に大きな数の接続を走らせるのに必要な容積を実質的に削減するために、フレキシブル回路(例えば、「屈曲回路」)の使用を提供する。第2に、本発明は、事前にモジュールとして作り上げられるよう、多数のフレキシブル回路およびインタフェース接点アセンブリのセグメントを含む副アセンブリを提供する。そして、それにより、テストヘッドの簡易化されたアセンブリおよびメンテナンスを可能にする。その結果、本発明は、テストヘッド内の容積を節約しながらも、製造およびメンテナンスコストを低減する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
本発明は、以下の詳細な説明を、添付図面に関連させて読むと、特によく理解される。一般的な習慣に従い、図面の様々な機構は、正しい縮尺でないことを強調しておく。逆に、様々な機構のサイズは、明快さのために、任意に拡大あるいは縮小されている。
【００２９】
本願を通して、スプリング入り接点あるいはスプリング入り接点ピンの多数の記述、および図示、および議論が示されている。典型的スプリング入り接点/スプリング入り接点ピンは、ポゴアール（Pogo(R)）ピン(Pogo(R)は、デラウェアキャピタル（Delaware Capital）社の登録商標)である。
【００３０】
本発明の第1の態様は、テストヘッド内のピンエレクトロニクス回路とインタフェース接点との間の電気伝導経路を形成するよう、1つ以上のフレキシブル回路の使用を提供する。1つのフレキシブル回路が、多数の導電経路を含んでおり、その結果、多数のピン電子回路および対応する多数のインタフェース接点との間の接続を提供する場合もある。好ましい実施例では、信号およびアース導体の双方が、1つのフレキシブル回路に提供される。こうした、フレキシブル回路と共に実装される、所与の数の接続に必要な容積は、同軸ケーブル、撚線対、リボンケーブルなどの使用により必要とされる容積より実質的に少ない。
【００３１】
絶縁材料で外装された従来の導体(同軸ケーブル、撚線対、リボンケーブルなど)と比べ、フレキシブル回路は、産業基準IPC-T-50により、フレキシブルな被覆層のあるなしにかかわらず、フレキシブルベース材料を利用するプリント配線パターン構成として定義されている。ジョセフ・フジェルスタッド（Joseph Fjelstad）著、「フレキシブル回路技術(Flexible Circuit Technology)」、シリコンバレーパブリッシャーズグループ（Silicon Valley Publishers Group）、1998、8ページ参照。フレキシブル回路のベースフィルムあるいは基板として、例えば、フルオロポリマーフィルム(例えば、デュポン・テフロン（DuPont Teflon)）、アラミドファイバベースペーパーおよびクロス(例えば、デュポン・ノメックス（DuPont Nomex)）、形成可能複合材料(例えば、ロジャース・ベンド/フレキシブル（Rogers' BEND/flexible）)、フレキシブルなエポキシベース複合材料および熱可塑性フィルム(例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニール、ポリフッ化ビニール、およびポリエーテルイミド)など、様々な材料が使用されてきた。通常、フレキシブル回路は、二次元および三次元においてさえ操作するよう設計されている。フレキシブル回路は、半導体の部品をテストするための小さな、高速(数百メガヘルツ以上)の伝送経路を使用可能であるという点で、従来の導体、例えば、リボンケーブルより優れている。対照的に、リボンケーブルは、より大きくより低速のアプリケーションに使用されている。
【００３２】
フレキシブル回路は、組み立てられる材料が堅いというより、むしろフレキシブルであるという点を除いて、プリント回路板と同様である。一般に、フレキシブル回路は、プリント回路板設計で用いられるものと同様の周知の技術を使用して、特定のアプリケーション用に明確に設計される。フレキシブル回路は、交互にサンドイッチにされた、伝導および絶縁材層を含んでいる。フレキシブル回路の厚さは、材料層、および必要ないかなる接着剤あるいはボンディング素材層の、個々の厚さの組み合わせである。本発明の典型的実施例では、外部層は絶縁材で構成されている。プリント回路板技術のように、個々の回路経路は、事前に定義されたパターンに従って導体材料をエッチングすることにより、導電層に形成されてもよい。本発明の典型的実施例では、2つの導体材料層、および3つの非導体、絶縁材層が利用されている。 (外側2層および中央層は非伝導性あるいは誘電性であり、残りの2層は伝導性である。)本発明の他の典型的実施例では、信号接続のための接続経路(または、単に導体)は、2つの導電層の最初の1つに形成されている。第2の導電層はアース接続に使用されてもよい。各信号接続で、1つの別々のアース接続が提供される。代替的に、第2の導電層は、連続して全ての信号導体の下で、単一のアース平面を形成することに使用可能である。
【００３３】
従って、本発明の典型的実施例では、第1の導電層は信号導体だけを含んでいる。さらなる実施例では、信号およびアース接続の両方を、第2の導電層内の個々の各アース平面、あるいは単一のアース平面に結合される場合もある、第1の導電層内に提供する。例えば、本発明の他の典型的実施例では、アース導体は第1の導電層に含まれており、全ての信号導体に隣接して、少なくとも1つのアース導体があるように配置されている。従って、フレキシブル回路の幅にわたる導体は、以下のように割り当てられる。アース、信号、信号、アース、信号、信号、アースなど。本発明のさらに他の典型的実施例では、各信号導体は、2つのアース導体の間に、および隣接するよう配置される。従って、フレキシブル回路の幅にわたる導体は、以下のように割り当てられる。アース、信号、アース、信号、アースなど。しかし、さらなる実施例では、両方の導電層に信号およびアースが実装される。
【００３４】
フレキシブル回路の全長を横切る信号導体は、非導電層によりアース平面から分離されていてもよい。従って、伝送ラインのストリップラインタイプは信号に提供される。伝送ラインの特性インピーダンスは、信号導体とアース平面との間の非導電層の比誘電率(すなわち、誘電率)および厚さに従い、一部決定している。また、信号導体の幅と厚さに従っても、一部決定している。また、第1の導電層の信号導体と、隣接する任意の導体との間の距離は、特性インピーダンスに影響する。従って、周知の技術を用いて、およそ28から75オームの範囲の必要な特性インピーダンスが、信号導体伝送ライン内へと設計されてもよい。
【００３５】
本発明の典型的実施例では、各フレキシブル回路がその幅の数倍の長さを有しており、それはピンエレクトロニクス回路からインタフェース接点まで達するのに十分である。このように、フレキシブル回路は、被テストデバイスに直接には接触していないが、フレキシブル回路はピンエレクトロニクスと被テストデバイスとの間に「相互接続」を供給するので、フレキシブル回路が取り除かれると、ピンエレクトロニクスと被テストデバイスとの間の電気接続は切られることになる。導体は、各導体がフレキシブル回路の全長を横切るよう、フレキシブル回路の幅にまたがって互いに隣接して配置される。フレキシブル回路の長さは、その両端間に延びている。第1の終端は、ピンエレクトロニクス終端(「PE終端」)と呼ばれており、導体とピンエレクトロニクス回路との間の接続を提供し、第2の終端は、「インタフェース終端」を呼ばれており、導体とインタフェース接点との間の接続を提供している。
【００３６】
フレキシブル回路の両端は、導体終端をそれらのそれぞれの宛先に付着可能となるよう設計されている。多数の異なる可能性がある。1つの典型的実施例では、インタフェース終端で導体は、フレキシブル回路を貫通する、導電メッキ貫通孔で終わっている。各インタフェース接点は、対応するメッキ貫通孔の内部に密接に適合する、導電ポストを提供される。その後、導電ポストは、対応するメッキ貫通孔に全て挿入され、さらに、各ポストと貫通孔との間にはんだ接続が施される。他の典型的実施例では、コネクタブロックが、フレキシブル回路のインタフェース終端に取り付けられる。コネクタブロックは、同数のインタフェース接点の間隔と対応するよう、間隔を置いた多数の雌差込口接点を含んでいる。コネクタブロックは、フレキシブル回路の各導体が1つ以上の対応する差込口に接続されるよう、フレキシブル回路に取り付けられる。各インタフェース接点は、機械的および電気的接触の双方を提供するよう、対応する差込口に係合するポストが設けられている。従って、コネクタは、フレキシブル回路内の導体と、インタフェース接点の間の接続を形成するために、対応するポストにわたって挿入される。他の典型的実施例では、雄コネクタ要素は、ピンエレクトロニクスモジュール上、あるいはマザーボード上に取り付けられ、嵌合雌コネクタは、フレキシブル回路のPE終端に提供される。ピンエレクトロニクス回路により提供される信号およびアースは、雄コネクタの個々の雄接点に繋げられる。フレキシブル回路内に保持される対応する導体は、嵌合雌コネクタの対応する接点に接続される。従って、ピンエレクトロニクスとフレキシブル回路導体との間の接続は、しっかりした電気接続を作るよう、フレキシブル回路の嵌合雌コネクタを雄コネクタ要素と結合させることにより確立される。さらに他の典型的実施例では、ゼロ挿入力("ZEF")コネクタは、ピンエレクトロニクスモジュール、あるいはピンエレクトロニクス回路および/またはモジュールを含むマザーボードに取り付けられ、さらに、嵌合コネクタがフレキシブル回路のPE終端に設けられる。ピンエレクトロニクス回路により提供される信号およびアースは、ZEFコネクタの個々の接点に繋げられる。フレキシブル回路に保持されている対応する導体は、嵌合コネクタの対応する接点に接続される。従って、ピンエレクトロニクスとフレキシブル回路導体との接続は、しっかりした電気接続を作るようフレキシブル回路の嵌合コネクタをZIFコネクタに挿入し、ZIFコネクタを適切に操作することにより確立される。さらなる典型的実施例では、接続を提供するために、当該技術で知られている他の接続技術が、フレキシブル回路のいずれの終端においても使用可能である。ここで説明される様々な接続メカニズム(例えば、導電ポスト、導電メッキ差込口、導電タブ、ZIFコネクタなど)は、所与の構成要素の所与の位置(例えば、フレキシブル回路のインタフェース端など)に関して示されているが、接続メカニズムの配置が逆であってもよいと考えられる。このように、導電ポストが、第2の位置にある導電メッキ差込口と嵌合する第1の位置にあると説明されている場合、導電ポストが第2の位置に配置され、導電メッキ差込口が第1の位置に配置されてもよいこ��は明らかである。
【００３７】
フレキシブル回路は、その全長に沿い、異なる幅を持つよう設計可能である。従って、個々の導体の幅および個々の導体間の間隔は、異なる幅に相当するよう、その全長に沿って調整される。フレキシブル回路のPE終端のフレキシブル回路幅および導体スペースは、対応するピンエレクトロニクス回路、およびそれと結合するコネクタ装置のサイズに相当するように設計してもよい。同様に、インタフェース終端のフレキシブル回路幅および導体スペースは、それが結合するインタフェース接点の間隔に相当するように設計してもよい。最終的に、フレキシブル回路の幅は、テストヘッドの物理的設計、およびレイアウトにより課される特定の制限に従うよう、その全長に沿う様々な場所で調整可能である。例えば、フレキシブル回路幅は、狭い開口部を通り抜けなければならない点で減少してもよい。
【００３８】
本発明の他の典型的実施例では、PE接続モジュールは、多数のフレキシブル回路に結合された、インタフェースアセンブリのセグメントを含むよう提供されている。インタフェースアセンブリが、テストヘッドを貫通する覗き穴を囲むリングとして設計されているテストヘッドでは、インタフェースアセンブリのセグメントは、例えば、インタフェースアセンブリの四分円、六分円、あるいは八分円であってもよい。従って、PE接続モジュールは、インタフェースアセンブリセグメントを通してDUTに接続する、全てのピンエレクトロニクス回路およびアースのためのフレキシブル回路接続を提供する。インタフェースアセンブリセグメントは、例えば、スプリング入り接点ピン、その保持装置、およびそれをフレキシブル回路に接続可能にする装置と共に、DIBへの接続を提供する電気接点を含んでいる。
【００３９】
本発明の他の典型的実施例では、貫通孔の列を有する絶縁材で作られたブロックが設けられる。スプリング入り接点ピン差込口は、これらの孔に取り付けられ、スプリング入り接点ピンは、ブロックの第1の側面からこれらの差込口に挿入される。スプリング入り接点ピン差込口は、伝導性であり、それらに取り付けられた、好ましくは断面が正方形の導電ポストを有しており、ブロックの第2の側面を貫通して延びている。2つの隣接する孔の列は、1つのフレキシブル回路の2つの導電層内に提供された全ての接続に対応している。あらゆるフレキシブル回路に対しては、ブロック内に2列の孔が開けられている。フレキシブル回路は、すでに説明した技術によりポストに接続される。フレキシブル回路の長さは、各信号の電気経路がほぼ同じになるように設計される。従って、ある特定のフレキシブル回路は、他のものより長い場合もあれば、短い場合もある。また、各フレキシブル回路が横断するテストヘッド内の物理的距離は、フレキシブル回路によって異なることになる。したがって、各フレキシブル回路は、適合を要する全長にわたって折り重ねられる場合がある。各フレキシブル回路のPE終端には、それぞれのピンエレクトロニクス回路に接続可能にする、適切な接続機能が設けられる。このように構成されたモジュールがプレフォームされるので、さほどの調整もなく、それはテストヘッド内の場所に有利にはめ込まれる。
【００４０】
本発明の他の典型的実施例では、上述のように、適切なアセンブリ固定具の提供に加え、必要な要素を提供するステップが含まれている、PE接続モジュールの組み立て方法が提供されている。
【００４１】
本発明の他の典型的実施例では、PE接続モジュールを提供するステップ、各PE接続モジュールをその対応するピンエレクトロニクス回路に接続するステップ、そのインタフェースセグメントをテストヘッドへ取り付けるステップを含む、テストヘッドの組み立て法が提供されている。
【００４２】
本発明の他の典型的実施例では、1つ以上の選択されたPE接続モジュールを取り外すステップおよび、それ(それら)を必要な新しい相互接続構成を有するPE接続モジュールに取り替えるステップを含む、テストヘッド内のピンエレクトロニクス回路および相互接続の数を変更する方法が提供されている。
【００４３】
図2Aは、カバーユニット205、ピンエレクトロニクスマザーボード210、テストヘッドハウジング208、インタフェースユニット260、およびデバイスインタフェースボード(DEB)250を含む、現代のテストヘッド200の分解斜視図を示している。インタフェースユニット260は、インタフェースハウジング220、コンプレッションリング230、DIBホルダ240、ハンドル232、および関連部品を含んでいる。DIB 250は、パッケージされたデバイスをテストするテストソケットを伴うDUTボード、あるいは、ウエーハもしくはパッケージされていないダイ上のデバイスをテストするプローブを含むプローブカードのいずれかであってもよい。テストヘッド200はまた、8ピン電子接続モジュール(「PECM」)400を含んでいる。しかしながら、図2A では、明快さのために、1つのPECM 400のみを示している。テストヘッドは、8つより多いあるいは未満のPECMを備えるよう設計されていてもよい。テストヘッド200はまた、カバー205、マザーボード210、ハウジング208、およびインタフェースユニット260を貫通する、覗き穴201を含んでいる。DIB 250は、覗き穴を含んでいても含んでいなくてもよい。通常覗き穴は、DUT基板ではなく、プローブカードを貫通することになる。
【００４４】
図2Bは、インタフェースユニット260を含むテストヘッド200の斜視図である。明快さのために、コンプレッションリング230、DIBホルダ240、およびハンドル232、DIB 250、および関連部品は含まれていない。各PECM 400は、スプリング入り接点ピン505を保持する、スプリング入り接点ピンブロック410を含んでいる。各PECM 400あたり1つの、8つのスプリング入り接点ピンブロック410が、ねじ221でハウジング220に取り付けられて示されている。ガイドピン222は、各スプリング入り接点ピンブロック410を、その適切な位置で、正確に整列させるために使用される。
【００４５】
図2Aへ戻ると、DEB 250は従来のタイプのものであり、DUTへ、およびDUTから、信号、電力、アースなどを伝送する、電気的伝導回路経路(図示せず)を含んでいる。回路経路は、プリント回路板技術と一致する周知の方法で設計され、製造されてもよい。回路経路は、従来において行われているように、DIB 250の周辺にグループで配置される導体パッド255で終わっている。簡潔さのために、図2Aには、導体パッド255の2グループのみが示されている。しかしながら、各PECM 400に対応して、1グループの導体パッド255が含まれている、本典型的実施例では、総計8グループが提供されることが好ましい。
【００４６】
さらに詳細に示すために、図3Aは、DIB 250(図示せず)上の導体パッド255の、単一グループの例をより近接して示している。図示されたグループには、総計500の導体パッドが各々32個の導体パッドから成る12本の平行な行310は、384個の導体パッドを提供する。これらは、DUTとピンエレクトロニクスとの間に、192個の信号‐アース接続ペアを提供するよう利用される。導体パッドは、各行に沿った100ミルセンターで区切られており、行は、センターからセンターに100ミル間隔を空けられている。従って、100ミル格子上に、12行×32列の導体パッドを有する長方形のアレイが提供される。信号およびアースは、チェッカー盤パターンを形成しており、どの行に沿っても、さらにどの列に沿っても、交互である。これは当該分野の慣行的プラクティスに従っており、さらに、間隔は、広範囲の標準コネクタ製品と互換性がある。
【００４７】
18個の導体パッドから成る2本の平行な行320は、36個の導体パッドを提供する。これらは、ユーティリティ、および/または、DIB 250(図示せず)への低周波信号を提供するために使用される。導体パッドは、各行に沿って100ミルセンターで区切られており、行は、センターからセンターに100ミル間隔を空けられている。信号およびアースの割り当ては重要ではなく、1つの導体パッドグループ255と他のものとで異なっていてもよい。簡便さのために、これらの行は、12本の行310と平行に配置されている。各々6個の導体パッドから成る2本の平行な行の６つのセット330は、72個の導体パッドを提供する。これらは、電源電圧とアースをDUTに供給するのに使用される。さらに、特別な高レベルテスト信号が、これらの導体パッドを通して提供されてもよい。導体パッド間の100ミル間隔は、標準コネクタと互換的に利用される。4個の導体パッドから成る2つのセット340は、8個の導体パッドを提供する。これらは、同軸ケーブルによりDIB 250に伝達されなければならない、クロックおよび低レベル通信信号などの、DUTへの特別なテスト信号を提供するのに利用される。導体パッド間の100ミル間隔は、標準コネクタと互換的に利用される。
【００４８】
従って、導体パッド255の1グループにより、192の信号並びにそのアース、および様々な電源電圧並びにアース、ユーティリティ信号、クロック、および他の特別な信号に至るまでの接続を提供する。導体パッド２５５のグループは、他のテストシステムの特定の要求を満たす必要に応じて、より少数の、あるいはより多数の導体パッドを有していてもよく、さらに、本例に示されたものとは異なるいかなる数のパターンに配置されていてもよいことは明白である。本願明細書にて説明された実施例では、8つのPECM400および接点255の対応するグループが使用されている。各PECM 400および接点255のグループは、覗き穴201を囲む総「リングインタフェース」の八分円を提供する。例えば、リングインタフェースの六分円および四分円をそれぞれ形成する、4つあるいは6つのPECMおよび接点グループなどの他の構成も可能である。リングインタフェースは、通常、最も実用的であり、多くの利点を提供するが、本発明はリングではない構成でも使用可能である。
【００４９】
再び図2Aに戻り、DIB 250は、通常、ねじ(図示せず)により、DIBホルダ240に固定されている。DIBホルダ240は、カットアウト257を含んでいる。導体パッド255の各グループは、各導体パッド255が、その対応するカットアウト257を通してアクセスし易いよう、カットアウト257と整列している。図示された実施例では、8つのカットアウト257が設けられている。さらに、同様に、導体パッド255の8グループが適応していてもよい。システムが、より多数の、あるいはより少数の、カットアウト257および導体パッド255のグループを備えるよう設計されてもよいことは明白である。
【００５０】
図3Bの平面図に示されたスプリング入り接点ピンブロック410は、DIBカットアウト257内に密接に適合するような大きさおよび形状となっている。スプリング入り接点ピンブロック410は、上面402および下面404(図示せず)を有している。孔、例えば、441は、DIB 250上の導体パッド255の対応するグループのパターンに応じて、スプリング入り接点ピンブロック410を貫通してくり抜かれている。4つの孔442は、それをDIB 250に取り付ける、ねじ221を含んでいる。また、DIB 250に対してブロックを並べる整列ピン222を受ける、2つの整列ピンホール443も含まれている。
【００５１】
図4Aおよび図4Bにより提供された斜視図では、PECM 400のさらなる詳細が示されている。PECM 400は、信号フレキシブル回路420、補助フレキシブル回路425、雌コネクタ430、直角雌コネクタ440、およびスプリング入り接点ピンブロック410を含んでいる。また、追加ワイヤ455、同軸ケーブル465、コネクタユニット450、および同軸コネクタユニット460も含まれている。信号フレキシブル回路420、雌コネクタ430、および直角雌コネクタ440を含むアセンブリは、信号フレキシブル回路アセンブリ900(図9参照)として参照されている。コネクタ430は、コネクタ430をそのそれぞれのフレキシブル回路420、425へ取り付けるのに役立つピン(見えない)を有している。コネクタ440は、それらをそのそれぞれのフレキシブル回路420、425に取り付ける直角ピン445を有している。これらのピンは、フレキシブル回路420、425内の孔を通って延びており、はんだ接合436、446により、適所ではんだ付けされる。一般に、各信号フレキシブル回路アセンブリ900は、ピンエレクトロニクスとDUTとの間の、多数の信号および信号アースレファレンスを接続するために用いられる。好ましい実施例では、各フレキシブル回路420は、結局、2つの、32個の導体パッド255から成る12本の行310に接続する、32個の信号およびそのアースのための接続を提供する。フレキシブル回路アセンブリ900のさらなる詳細は、後述される。
【００５２】
補助フレキシブル回路425は、多数の「ユーティリティ」および低周波信号を、18個の導体パッド255から成る2本の行320を用いて、DIB 250、および/または、DUTへ接続するのに使用される。例えば、DIB 250あるいは低速構成内に組み込まれた専用テスト関数の制御信号は、DUTへの信号を制御する。追加ワイヤ455は、電力とDUTへ戻る電力アースを伝えるために、さらに、フレキシブル回路により伝えられるには高すぎる、パワーレベルの任意の信号に対する接続を提供するために用いられる。同軸ケーブル465は、クロックあるいはこうした特別な処理を必要とする低レベル通信信号など、任意の信号を伝えるために使用される。
【００５３】
異なる被テストデバイスにはそれら自身の固有のインタフェース要件があるため、自動テストシステムにおいては、容易にDIBを変更可能であることが望ましい。また、DIBは、ただ1つのタイプの素子の検査専用システム上で磨耗および損傷を被りやすく、時々交換されなければならない。従って、DIBホルダ240は、図2Aに示されるように、迅速かつ容易な転換を促進する、現行の産業習慣の典型的な方法で、インタフェースハウジング220に取り付けられる。これを達成するために、コンプレッションリング230は、インタフェースハウジング220に回転可能な方法で取り付けられる。コンプレッションリング230は、特に、回転軸に垂直なスロット234を有している。カムフォロア235は、インタフェースハウジング220に取り付けられ、それらはスロット234を貫通して突出している。従って、コンプレッションリング230は、スロット234の長さからカムフォロア235の直径を引いて決定される角度の範囲で回転可能である。ハンドル232は、オペレータがインタフェースハウジング220に対してコンプレッションリング230を回転させることが可能になるよう、コンプレッションリング230に取り付けられる。DIBホルダ240に面したコンプレッションリング230の外縁に開口部238を有する傾斜スロット236は、スロット234間に配列される。カムフォロア245は、順番にDIBホルダ240に取り付けられたカムフォロア取り付けブロック242に取り付けられる。カムフォロア245は、それらがコンプレッションリング230内の対応する開口部238に、各々同時に入ることができるよう位置決めされる。各カムフォロア245が開口部238に固定される際に、各スプリング入り接点ピンボディー410は、丁度そのそれぞれのカットアウト257に入ることになり、DIB 250上の接触領域255とスプリング入り接点ピン505(図5に図示)とを整列させる。ハンドル232は、ここでオペレータにより回転されてもよく、さらに、カムフォロア245は、傾斜スロット236に従い、DIBホルダ240およびその付属DIB 250を、スプリング入り接点ピン505と接触させる。DIB 250が、DIBホルダ240に対して慎重に配列され、それにしっかりと取り付けられなければならないことに留意される。これは、整列ピンおよびねじなどの、従来の手段で達成可能である。DEB 240がスプリング入り接点ピン505と接触させられる際は、スプリング入り接点ピン505が圧縮されるので、かなりの力が加えられる。通常、圧縮時には、各スプリング入り接点ピン505に、2オンス程度の力が加えられる。この力は、スプリング入り接点ピン505とDSB 250上のその対応する導体パッド255との間の低抵抗接続を確保するために必要である。典型的なシステムに、数百あるいは数千個のスプリング入り接点ピン505がある場合、総力は無視出来ないものになり得る。例えば、本願明細書に説明された実施例では、最大4000個のスプリング入り接点ピン505が存在し得るので、圧縮力は、結果的にほぼ500ポンドとなる。
【００５４】
ここで図5を参照すると、それはスプリング入り接点ピンブロック410の横断面図であり、スプリング入り接点ピン差込口502が、孔441内に圧入されている。スプリングが装填されたスプリング入り接点ピン505が、各差込口502に挿入されてもよい。特に、スプリング入り接点ピン505は、テストヘッド100回路とDIB 250との間の電気接続を生成させることを要する各差込口に配置されることになる。各スプリング入り接点ピン505は、その接点が下面404以下になるよう挿入される。従って、スプリング入り接点ピン505は、その対応する導体パッド255(図示せず)に接触可能となる。各スプリング入り接点ピン505は、そのそれぞれのスプリング入り接点ピン差込口502に電気接続される。各スプリング入り接点ピン差込口502には、ポスト508が上面402から突出し、かつ上面402に対して垂直となるよう、それと共軸に導電ポスト508(図4Bにも図示)が取り付けられる。各ポスト508は、そのそれぞれのスプリング入り接点ピン差込口502および含まれている場合にはスプリング入り接点ピン505に電気接続される。差込口502、スプリング入り接点ピン505、およびポスト508の組み合わせは、「スプリング入り接点ピンアセンブリ」と呼ばれることになる。典型的実施例では、ポスト508は、適当な雌のコネクタ要素と嵌合させる雄接点のみならず、ワイヤラップおよびはんだ接合に一般的に使用されている、断面が一辺0.025インチの正方形(いわゆる、.025正方形ポスト)である。
【００５５】
フレキシブル回路420、425、ワイヤ455、および同軸ケーブル465(図5には図示せず。図4Aおよび図4B参照)に取り付けられたコネクタ440、450、460は、適切な位置でポスト508に差し込まれてもよい。例えば、図5は、6列のスプリング入り接点ピンポスト508上に差し込まれた、3つの直角雌コネクタ440を示している。各コネクタ440は、2列のスプリング入り接点ピンポスト508にかかっている。コネクタ440のうちの2つは、信号フレキシブル回路420に取り付けられ、さらに、隣接する4列のスプリング入り接点ピンポスト508に差し込まれている。これらの4列は、信号アース接続ペアのための、32個の導体パッド255から成る12本の行310内の4つの隣接する行位置に対応している。他のコネクタ440は、補助フレキシブル回路425に取り付けられており、ユーティリティ、および/または、低周波信号のための18個の導体パッド255から成る2本の行320へ差し込まれている。
【００５６】
図6は、カバー205、ボディー208、マザーボード210、インタフェースハウジング220、およびPECM 400を含むテストヘッド200アセンブリの部分断面図である。マザーボード210は、上側面212および下側面214を含んでおり、さらに、それはピンエレクトロニクス回路(図示せず)を含んでいる。ピンエレクトロニクス回路は、直接マザーボード210に取り付けられてもよいし、あるいは、それは、マザーボード210に順番に取り付けられる、ドーターボード(図示せず、もしくは図1に示されたものと同様の)に取り付けられてもよい。ピンエレクトロニクス回路は、一部をマザーボード210に取り付け、さらにもう一部をドーターボードに取り付け可能である。通常、ピンエレクトロニクス回路は、上側面212に取り付けられる。これにより、カバーユニット205を単に取り外すことで、トラブルシューティングあるいは他の目的による、ピンエレクトロニクスへのアクセスが可能となる。さらに他の構成では、互いに平行に配置された、2つ以上のマザーボードの利用も可能となろう。しかしながら、簡潔さのために、図2および図6では、1つのマザーボード210のみを示している。しかしながら、図7では、3つのマザーボード210a、210b、210cを有するテストヘッド200の部分的横断面図が提供されている。マザーボード210は、スロット207を含んでいる。スロット207の目的は、マザーボード210の上面とスプリング入り接点ピン差込口502との間の接続配線の通路を与えることである。本発明では、フレキシブル回路420、425は、この接続配線を提供する。
【００５７】
インタフェースハウジング220は、従来の技術(図示せず)を用いて、テストヘッドハウジング208に取り付けられる。インタフェースハウジング220は、導体パッドグループ255およびPECM 400の数に一致する、多数のチャンネルを有している。インタフェースハウジング220は、開口部217が、チャンネル237およびスロット207に整列されるような方法で、テストヘッドボディー208に取り付けられる。
【００５８】
スプリング入り接点ピンブロック410は、整列ピン222およびねじ221(図6には図示せず、図2B参照)などの従来の手段を用いて、インタフェースハウジング220と整列され、それに取り付けられる。2つのフレキシブル回路420は、フレキシブル回路425と同様に、図5(これは、図6のスプリング入り接点ピンブロック410および関連ハードウェアの、拡大された、より詳細な図面である)に関して説明されたように、ブロック410内に取り付けられたスプリング入り接点ピンへ接続される。フレキシブル回路42０、425は、チャンネル237、開口部217、およびスロット207を貫通し、雌のコネクタ430がピンエレクトロニクス回路(図示せず)に対して順番に接続される対応する雄接続610に差し込まれる、マザーボード210の上側面212に延びている。図8は、マザーボード210との接続の拡大図を提供している。スペーサ620は、2つのコネクタ430が、その対応するフレキシブル回路420との間の干渉を取り消すことなく、互いに密接に隣り合って位置決め可能となるよう、1セットの雄接続610をその近傍より幾分高くするよう設けられる。
【００５９】
考察されている実施例では、ピンエレクトロニクスマザーボード210は、ピンエレクトロニクス回路を総計512個の信号アースペアに提供するもので、総計8つのPECM 400が存在している。通常、ピンエレクトロニクス回路は、覗き穴201の周りに均等に配置されている。各フレキシブル回路420は、すでに説明したように、32個の信号‐アースペアを収容するよう構成されている。信号‐アースペアは、覗き穴201の周りに均等に配置された、8つのPECM 400間に均等に分配される。従って、各PECMは、図6に示されたように、各PECM 400が64個の信号‐アースペアを扱うよう、2つのフレキシブル回路420を伴って構成されている。加えて、各PECMは、議論されてきたように、様々な他の信号、電源電圧、電源のアースなどを含んでいてもよい。従って、説明された実施例では、各PECM 400およびDIB250上の接続255の対応するグループの潜在能力の全てを利用しているわけではない。(図6では、簡潔さのために、導体パッドセット330、340に対応する、スプリング入り接点ピン位置は図示されていないことに留意されたい。また、スプリング入り接点ピン位置は正しい尺度ではない。)
【００６０】
テストヘッドのピンエレクトロニクスの容積を増加させるために、追加のピンエ
レクトロニクスマザーボード210が加えられてもよい。図7は、3つのピンエレクトロニクスマザーボード210a、210b、210cを有するシステムの部分断面図である。各マザーボードは、総計1,536個となる、512個の信号‐アースペア用ピンエレクトロニクス回路を含んでいる。8つのPECM 400の各々は、6つの信号フレキシブル回路420の全てを含んでいる。再び、各フレキシブル回路420は、32個の信号‐アースペアを扱うので、各PECM 400は、192個の信号‐アースペア、または総計1,536個のうちの1/8を収容することになる。
【００６１】
再び図7を参照すると、マザーボード210a、b、cは、テストヘッド200内で互いに平行で、さらに、それらのスロット207a、207b、207cが全て、それぞれの開口部217およびチャンネル237と整列するような形で取り付けられる。その後、フレキシブル回路420a、420b、420cは全て、そのそれぞれのマザーボードに、通路を通って結ばれるよう繋げられる。特に、テストヘッド200のセンターの最も近くにあるフレキシブル回路の対420cは、3つのマザーボード210a、b、c全てのスロットを通って導かれ、最上部のマザーボード210cに接続される。フレキシブル回路のセンター対420bは、下側の2つのマザーボード210a、bのみを通って導かれ、マザーボード210bに接続される。最後に、フレキシブル回路のいちばん外側の対420aは、それらが接続される最下部のマザーボード210aのみを通って導かれる。
【００６２】
回路に利用可能な、マザーボード210上の面積を最大にするには、スロット207を出来るだけ小さくすることが望ましい。フレキシブル回路420の使用は、通常、同軸ケーブル、撚線対、あるいはリボンケーブルのバンドルを用いる従来技術に比較して、スロット207に必要な領域を実質的に減少させる。
【００６３】
フレキシブル回路の技術および設計のノウハウはすでに存在しており、何年間もよく知られていて、さらに、典型的な設計および製造のプラクティスが、本発明の実施例において使用されている。ここで、好ましい実施例で用いられる、フレキシブル回路の特徴のいくつかをまとめることにする。
【００６４】
フレキシブル回路は、例えば、カリフォルニア州サンバレーのワールド・サーキット・テクノロジー（World Circuit Technology）社、およびミネソタ州セントポールのフレキシブル・サーキット・テクノロジー（Flexible Circuit Technologies）社、およびミネソタ州ミネアポリスのアドバンスト・フレキシブル・サーキッツ（Advanced Flexible Circuits）社などを含む、多数のソースから利用可能である。業界誌、「フレキシブル回路および電子パッケージ(Flexible Circuitry & Electronic Packaging)」は、この技術の専門書である。インターコネクション・テクノロジー（Interconnection Technology）、1992年12月のジャック・レキシン（Jack Lexin）による記事、「プリントフレキシブル回路と伝統的ケーブリングとの比較(Comparison of Printed Flexible Circuitry and Traditional Cabling)」は、この技術の概観を提供している。フレキシブル回路は、通常、プリント配線設計技術と同類のよく知られた技術により、あらゆるアプリケーション用に注文設計されている。以下に、信号フレキシブル回路420および信号フレキシブル回路アセンブリ900の設計の態様を説明する。
【００６５】
信号フレキシブル回路420および補助フレキシブル回路425を含む、図4Aおよび図4Bを想起することにする。図9は、本発明の好ましい実施例で用いられる、信号フレキシブル回路420を含む、各信号フレキシブル回路アセンブリ900のうちの1つの斜視見取図であり、さらに図10Aはその平面図である。この好ましい実施例では、このフレキシブル回路アセンブリ900は、ピンエレクトロニクスとDUTとの間の、32個の信号およびそのアースレファレンスに対する接続を提供する。フレキシブル回路アセンブリ900は、2つの終端を有している。インタフェース終端940とPE終端930である。硬化剤910は、何らかの局所の剛性を提供するために、PE終端930およびインタフェース終端940近傍のフレキシブル回路に付着される。雌コネクタ440はインタフェース終端940に提供され、それは、各々32個の差込口942から成る2本の行内に、64個の差込口を提供する。差込口942間の間隔は、図2Aに示されたように、32個の導体パッドから成る2本の隣接行310内の、導体パッド255間の間隔に相当するよう選択される。説明されている実施例では、差込口942は、行に沿った100ミルセンターで区切られており、2本の行は、センターからセンターに100ミル間隔を空けられている。各差込口942は、スプリング入り接点差込口502に取り付けられるポスト508と嵌合するよう設計されたタイプのものである。従って、コネクタ440は、32個の導体パッドから成る12本の行310のうち、2本の隣接行310への同時接続を提供する。同様に、雌コネクタ430はPE終端930に設けられ、同じく、それは、各々32個の差込口から成る2本の行内に、64個の差込口９３２を提供する。嵌合する雄コネクタ要素は、適切なピンエレクトロニクス回路との接続を提供するよう、PEマザーボード210上に含まれていてもよい。説明されている実施例では、差込口932は、行に沿って、さらに一の行から他の行まで、100ミルセンターに配置されている。コネクタ430、440は、市販されている規格品である。コネクタ430、440は、差込口932、942の各々から延びた接点ピン(目えない)によって、フレキシブル回路420に取り付けられる。接点ピンは、メッキ貫通孔あるいは通路1010、1020(図9では目えない)を貫通して延び、適所ではんだ付けされる。コネクタ430の接点ピンは、差込口930の軸がフレキシブル回路420の表面に垂直となるよう、ストレートになっている。コネクタ420の接点ピン445は、差込口940の軸がフレキシブル回路420の表面と平行となるよう、直角ベンドを有している。
【００６６】
フレキシブル回路アセンブリ900は、ほぼ7‐1/4インチの全長を有している。フレキシブル回路420の幅は、その全長に沿い変化する。説明されている実施例では、両端での幅はおよそ3‐1/4インチである。しかしながら、幅は、全長の中央部分950では、およそ1‐5/8インチに狭くなっている。この狭くなった幅により、チャンネル237、開口部217、およびスロット207内におけるフレキシブル回路の配置が容易になる。
【００６７】
フレキシブル回路420は、従来の方式で、導体および誘電体の多層構造として構成されている。図11は、5層のサンドイッチ内に配置された、銅などの導体材料の2層1102、1104、カプトン（Kapton(R)）(デラウェア州ウィルミントンのイー・アイ・デュポン・デ・ネモアス・アンド・シー・オー（E. I. DuPont de Nemours and Co.,）社の登録商標)などの誘電体の3層1101、1103、1105を含む、フレキシブル回路420の断面の概略図である。導電層1102、1104内には、導体パターンがエッチングされていてもよい。層は適切な接着剤1111で互いに付着している。個々の層は、好ましくは、1から5ミルの典型的な厚みを有する非常に薄いものである。また、接着剤の厚さは、ほぼ1ミルである。従って、接着剤層1111は構造全体に重要であり、さらに接着剤1111は、フレキシブル回路の厚み全体の重要部分を構成している。説明されている実施例では、層1102、1104の双方の導体は、1平方フィートあたり1オンスの重さを有する銅板から由来している。これにより、それらにパターンをエッチングした後に、両方の層に各々1.2ミルの厚さ提供することになる。外側の2つの層1101、1105は、カプトン（Kapton(R)）で製造されており、各々1ミルの厚さである。中央の層1103もまたカプトン（Kapton(R)）で製造され、5ミルの厚さである。誘電性層1101、1103、1105と導電層1102、1104との間の接着剤層1111は、名目上1ミルの厚さである。その結果、フレキシブル回路の全厚みは、名目上13.4ミルである。
【００６８】
個々の導体は、予め決められたパターンに従って導体材料をエッチングすることにより、導電層1102、1104内に形成される。本実施例において、また、さらに以下において詳細に説明されるように、層1102は、32個の信号を伝導するために用いられる。そして、層1104は、各信号あたり1つずつの32個の個々のアース平面を提供するために用いられる。
【００６９】
図10Bは、層1102の平面図を表している。32本の伝導トレース1002は、フレキシブル回路420の2つの終端間で信号を運搬するために設けられる。議論されている実施例では、各トレースの幅はおよそ5.5ミルである。32個のメッキ貫通孔から成る2本の行1010、1020は、すでに説明したように、コネクタ430、440の接点ピンを受けるために、フレキシブル回路420の各終端に設けられている。これらのメッキ貫通孔1010、1020は、フレキシブル回路420の全層を貫通し、さらに、それらは全て、慣習的に実行されているように、銅あるいは適切な合金などの導体材料でメッキされている。各伝導トレース1002の各終端は、フレキシブル回路420の各終端にある単一の貫通孔1020を通って接続している。
【００７０】
コネクタ430、440は、メッキ貫通孔1010、1020それぞれに、その接点ピンを挿入することにより、フレキシブル回路420に組み立てられる。各接点ピンは、その後、適所ではんだ付けされる。このようにして、それぞれの差込口932、942、あるいはコネクタ430、440双方の間で連続性が確立される。
【００７１】
図10Cは、層1104の平面図を表している。図10 Cの解釈は、図10Bのものとは異なっている。すなわち、図10Cでは、フレキシブル回路420の終端間のライン1004は、伝導領域1005間に分離を提供するために、導体材料が除去された領域を表している。フレキシブル回路420の各終端において、各伝導領域1005の終端は、その対応するメッキ貫通孔1010に接続し、さらに、メッキ貫通孔1020から絶縁されている。従って、それぞれの差込口932、942、あるいはコネクタ430、440双方の間で、アースの連続性が確立されている。従って、各伝導領域1005は、層1102内のそれぞれの信号トレース1002に平行なアース平面導体を形成している。図12は、1つの信号導体1002‐アース平面1005ペアの近傍のフレキシブル回路420の断面図を提供している。他の実施例では、フレキシブル回路420の全幅にわたって延びる、層1104内に単一のアース平面導体を有することが可能である。しかしながら、個々の領域内にアースを分離することにより、PE接続モジュール400のインストール、およびテストヘッド200のメンテナンスに重要なフレキシブル回路420に、より大きな機械的柔軟性が供給されることが分かっている。また、特定のテスト状況では、各信号のための別々のレファレンスを有することが有益であると判明する場合もある。また、分離構成は、差動対、電流ループなどを促進する場合もある。こうした構成では、層1104上の分離領域は、他の領域が必要とされるようにアース用として使用可能である一方で、アースと異なり得る信号リターン経路を提供するために用いられることになろう。
【００７２】
さらに、フレキシブル回路は、信号導体の制御された特性インピーダンスを提供し、さらに隣接する信号導体間のクロストークをかなり低くするよう設計される。フレキシブル回路が所望の特性インピーダンスを提供するよう設計する処理は、よく知られており、何年間も実用に供されている。例えば、ザ・アイピーシーアソシエーション・コネクティング・エレクトロニクス（the IPC-Association Connecting Electronics） (旧名、ザ・インスティテュート・フォー・インターコネクティング・アンド・パッケージング・エレクトロニクス（the Institute for Interconnecting and Packaging Electronics）)、ノースブルック・アイエル（Northbrook、IL）、の特定の刊行物は、手引きを提供している。こうした刊行物の1つは、No. D-317A、「高速技術を利用した電子パッケージのための設計ガイドライン(Design Guidelines for Electronic Packaging Utilizing High Speed Techniques)」である。2000年2月、ミラー・フリーマン・パブリケーション（Miller Freeman publication）のプリンテッド・サーキット・デザイン（Printed Circuit Design）に掲載された、ディー・ブルックス（D. Brooks）による記事、「埋込みマイクロストリップインピーダンスフォーミュラ(Embedded Microstrip Impedance Formula)」は、ザ・アイピーシーアソシエーション・コネクティング・エレクトロニクス（the IPC-Association Connecting Electronics）の刊行物への論評を提供し、さらに、それらのフォーミュラへの特定の変更を提案している。ブルックス（Brooks）によると、アース平面近傍の、さらに導体とアース平面の双方が誘電体に埋め込まれている、長方形の断面の導体の特性インピーダンスは、ほぼ数１によって近似され得る。
【数１】
2005513443.tif 000003
ここで、
Zo＝オームでの特性インピーダンス
H＝アース平面1104上方の導体平面1102のセンターの高さ1120、
Hi＝アース平面1104上方のフレキシブル回路420の表面1132の距離1125、
W＝(アース平面に平行な)導体の幅1206、
T＝(アース平面に垂直な)導体の厚さ1202、
er＝誘電性媒体の比誘電率
Lnは、自然対数を示し、そして、
expは、指数関数を示している。
【００７３】
ブルックス（Brooks）記事が指摘するように、こうした式は、選択される比誘電率値の近似値であり、それに大きく依存している。フレキシブル回路の場合、信号導体1002およびアース1005は、誘電体カプトン（Kapton(R)）と接着剤から成る媒体に埋め込まれている。一般に、接着剤の効果は、誘電体単独の比誘電率以下の総合比誘電率を与えることである。従って、実際の有効比誘電率は、材料の組み合わせからである。デュポン（DuPont）文献によると、カプトン（Kapton(R)）の比誘電率は、環境的、および他の条件により変化する。主としてカプトン（Kapton(R)）および接着剤である、媒体に対する合理的な近似値は3.0から3.4である。パラメータH、Hi、W、およびTを調整することにより、特性インピーダンスが「設計に組み込まれる」ことがさらに分かる。
【００７４】
さらなる設計の検討は、信号導体1002の幅Wと比較した、アースセグメント1005の幅である。本発明者はアース導体がアース平面としてふるまうよう、さらに、数１が合理的な結果を与えるよう、アースセグメント1005の幅はWの数倍広くし、アースセグメント1005の上方の導体の高さは、少なくともHの4倍にするべきであることを、経験が示している。最終的な設計の検討は、クロストークを認容水準にまで最小にするために、導体から隣接する導体までの間隔を大きくすべきだという点である。
【００７５】
図12は、議論中の好ましい実施例内の、1つの信号導体1002、その対応するアースセグメント1005の断面図、さらに、それに隣接する2つのアースセグメント1005aの部分断面図を示した、フレキシブル回路420の部分断面図である。この断面図は、信号導体が最も近接して区切られている、フレキシブル回路420の狭いセクション950のものである。構成は、ほぼ75オームの特性インピーダンスに対して設計され、erの仮定値は3.2である。信号導体1002の幅1206および厚さ1202は、それぞれ5.5ミルおよび1.2ミルである。アース平面1104上方の信号導体1102のセンターの高さは7.6ミルで、さらに、カプトン（Kapton(R)）の5ミル層1103、および接着剤1111の2つの1ミル層を含んでいる。アースセグメント1005の幅1210は、各々40ミルである。隣接するアースセグメント1005間の非伝導性ギャップ1006は、10ミルの大きさである。従って、信号導体1002/アースセグメント1005ペアは、50ミルセンターに配置され、さらに、信号導体間のセンターからセンターへの間隔は、それらの幅のほぼ9倍のファクターで、導体1002とそのアース1005との間の距離のほぼ7倍のファクターである。従って、ユニットは、クロストークを容認レベル内に保つ、十分な間隔で区切られている。
【００７６】
好ましい実施例に対してフレキシブル回路のサプライヤにより実行されたシミュレーションおよび測定は、所望の特性インピーダンスが認容可能な許容範囲内で達成されたのを確認している。
【００７７】
補助フレキシブル回路425は、同様の方法で設計されてもよい。しかしながら、フレキシブル回路425により運ばれるユーティリティ信号は、多数の場合低周波数あるいは本質的に「dc」であり、通常、制御特性インピーダンスを必要とせず、また、クロストークに鋭敏ではない。
【００７８】
フレキシブル回路420およびアセンブリ900の異なる構成を有する、他の実施例も可能である。第1に、すでに言及したように、導電層1104内のアース導体1005を分離するよりむしろ、数個あるいは全ての信号導体1002のために単一のアース平面が使用可能である。また、実施例は、アースに用いられる追加トレースが、信号導体層1102に含まれているものとして構成されている。例えば、トレースを担持するアースは、2つの信号トレース1002毎に、その間に配置可能であり、その結果、アース導体は各信号導体の各側面に配置されることになる。追加アーストレースの両端は、層1104内のアースに接続されたメッキ貫通孔1010で終わることができた。この構成により、隣接する信号間のクロストークをさらに減少させることが可能であった。さらなる可能性は、各信号トレース1002がそれに隣接する1つのアーストレースを有するよう、信号トレース1002の全ての対の間にアーストレースが含まれることであろう。さらに他の可能性は、層1102、1104の双方内にいくつかの信号トレースが含まれ、さらに、層1102、1104の双方内に対応するアース平面が含まれることであろう。さらに他の構成では、信号およびアースを伝送するために、誘電性層によって分離された、より多数の、あるいはより少数の導体層を含ませることも実行可能であろう。
【００７９】
図13は、スプリング入り接点ピン差込口ポスト508に、フレキシブル回路420を接続するという代替手段を示している。議論されたばかりの実施例では、この目的に、雌差込口942を有するコネクタ440が使用された。代替手段として、フレキシブル回路420のPE終端930のメッキ貫通孔1010、1020は、ポスト508の直上に配置され、適所ではんだ付けされて、はんだ接合1301を形成してもよい。これを達成するために、メッキ貫通孔1010、1020の物理的サイズ、位置、および間隔は、適切に設計されていてもよい。
【００８０】
図14および図15は、フレキシブル回路をマザーボードに接続する代替手段を示している。すでに議論した実施例では、雌差込口932を有するコネクタ430は、フレキシブル回路420をピンエレクトロニクスマザーボード210に接続するのに使用されている。代替的に使用可能な、フレキシブル回路をプリント回路板に接続する、いくつかの他の既知の方法がある。例えば、図14は、「エッジコネクタフィンガ」1410を形成した代替的フレキシブル回路1420のPE終端930を示している。こうしたフィンガ1410の形成は、フレキシブル回路の製造での標準動作である。ヒロセエレクトリック（Hirose Electric）株式会社、およびモレックス（Molex）などいくつかのメーカーは、フレキシブル回路エッジコネクタフィンガを受けるためにプリント回路板上に取り付けられる、ゼロ挿入力すなわちZIFコネクタを提供している。硬化剤910は、何らかの局所の剛性を得るために、PE終端930近傍のフレキシブル回路1410に付着される。図15は、ピンエレクトロニクスマザーボード210を示す断面図であり、フレキシブル回路1420上のエッジコネクタフィンガ1410を受ける、マザーボード上に取り付けられた2つのZIFコネクタ1510を有している。ZIFコネクタ1510は、開位置および閉位置を有している。エッジコネクタフィンガ1410は、第1に、それが、ほとんど、あるいは全く抵抗力のない開位置にあるときに、ZIFコネクタ1510に挿入される。その後、アクチュエータ(図示せず)が動作され、ZIFコネクタ1510は、その閉位置に駆動される。それが閉じると、コネクタ１５１０内の嵌合接続は、良好に接続するよう、フィンガ1410をワイプする。また、閉位置にある場合、フレキシブル回路1420は適所でしっかりと保持される。接続はアクチュエータにより開放されてもよい。
【００８１】
説明したPECM装置は、テストヘッドの製造、維持、および現場での再構成の新規な方法を可能にするが、その全てが費用および質上の利点を提供する。
【００８２】
第1に、PECMは、副アセンブリとして別々に製造され、その後、組み立てられる際にテストヘッドにインストール可能である。固定具およびオートメーション技術は、アセンブリ処理をできるだけ経済的にするのに使用可能である。
【００８３】
PECM副アセンブリは、異なるエンドユーザシナリオを満たすよう、様々な構成で製造可能である。テストピンの最小構成を必要とし、さらに、テストヘッドを再構成したり、あるいは拡張したりすることは、まず考えられないエンドユーザには、必要な量のフレキシブル回路およびスプリング入り接点ピンアセンブリのみを有するPECMが利用可能である。しかしながら、後の拡張がまず確実な場合は、全てのフレキシブル回路およびスプリング入り接点ピンアセンブリを備えたPECMが提供可能である。システムが追加ピンエレクトロニクスにより拡張される場合、必要なフレキシブル回路は、既に存在しており、およびプラグを差し込むだけでよい。経路代替手段の胴部には、初期には不必要なフレキシブル回路ではなく、インストールされた全てのスプリング入り接点ピンアセンブリを有するPECMを用いるべきである。これらは、システムが拡張される際、あるいは拡張される場合に、後に追加可能である。
【００８４】
第2に、ピンエレクトロニクスとテストインタフェーとの間の数百あるいは数千の接続は、個別に配線される必要がないので、テストヘッドの組み立ては大いに簡素化されることになる。事前に組み立てられたPECMのインストールステップを含む、単純で簡単な方法は、むしろ、ピンエレクトロニクスマザーボードあるいは他のモジュールをインストールし、フレキシブル回路のPE終端を、ピンエレクトロニクスマザーボード上の嵌合コネクタへ差し込むことである。接続用同軸ケーブルの使用は排除され、かなりのコストおよび作業が節約される。さらに、PECM内のフレキシブル回路の配置は、コネクタを使用して、32個の信号‐アース接続が、同時に簡単に実現するという事実に鑑みると、接続が高精度かつ高品質に実現することを保証する。また、各PECMは、その保全を保証するために、別々のモジュールとしてテスト可能である。従って、テストヘッドの製造労力は低減され、しかも品質も改良される。
【００８５】
第3に、テストヘッドは、容易に再構成、あるいはフィールド内でアップグレード可能である。マザーボードを加えることにより、ピンエレクトロニクスが追加可能である。新しいマザーボードは、PECM内のフレキシブル回路にそれらを接続することにより、単純にインタフェースまで配線可能である。また、ピンエレクトロニクスは、既存のマザーボードからPECMの接続を外し、マザーボードを取り去り、新しいボードをインストールして、PECMを再接続することにより、容易に取り替え可能である。従って、ピンエレクトロニクスは、新技術の必要条件を満たすよう、アップグレード可能となる。上述のように、以下のようないくつかのオプションが存在する。PECMを取り替えること、および、オリジナルの製造時点でインストールされていた、存在している、以前に利用しなかったフレキシブル回路を使用すること、および、オリジナルの製造時点でインストールされていた、以前に利用しなかったスプリング入り接点ピンアセンブリに接続するフレキシブル回路をPECMに追加すること。一般に、フィールド内のスプリング入り接点ピンアセンブリを追加することは実用的ではない。PECMの使用により、装置を工場に戻す必要性を回避し、工場精度および品質を有するようフィールド変更を可能にし、その結果、かなりの費用上の利点を提供する。
【００８６】
本願明細書では、特定の実施例を、参照して図示され、説明されているが、それにもかかわらず、本発明は、示された詳細に限定されることを意図していない。むしろ、様々な変更は、詳細において、請求項の等価物の観点および範囲で、本発明の精神から逸脱することなくなされ得る。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】従来技術のテストヘッドシステムの部分的斜視図である。
【図２Ａ】本発明の典型的実施例に従うテストヘッドの分解斜視図である。
【図２Ｂ】本発明の典型的実施例に従う図2Aのテストヘッドの、インタフェース側面からの斜視図である。
【図３Ａ】本発明の典型的実施例に従う、デバイスインタフェースボード上の一群の導体パッドの配置図である。
【図３Ｂ】本発明の典型的実施例に従う、図3Aの一群の導体パッドに対応した穿孔パターンを有する、スプリング入り接点ピンブロックの平面図である。
【図４Ａ】本発明の典型的実施例に従うPE接続モジュールの斜視図である。
【図４Ｂ】本発明の典型的実施例に従うPE接続モジュールを、180度向きを変えて示した斜視図である。
【図５】本発明の典型的実施例に従う、図4Aおよび図4Bで使用された、スプリング入り接点ピンブロックの断面図である。
【図６】本発明の典型的実施例に従う、単一のピンエレクトロニクスマザーボードを組み込んだ、図2に示されたタイプのテストヘッドの部分的断面図である。
【図７】本発明の典型的実施例に従う、3つのピンエレクトロニクスマザーボードを組み込んだ、図2に示されたタイプのテストヘッドの部分的断面図である。
【図８】本発明の典型的実施例に従う、フレキシブル回路に取り付けられた雌コネクタ、およびマザーボードに取り付けられた雄ピンを用いる、ピンエレクトロニクスマザーボードに接続した2つのフレキシブル回路の断面図である。
【図９】本発明の典型的実施例に従う、コネクタおよび硬化剤を含む、個々のフレキシブル回路アセンブリの斜視図である。
【図１０Ａ】本発明の典型的実施例に従う、フレキシブル回路アセンブリの平面図である。
【図１０Ｂ】本発明の典型的実施例に従う、信号導体の概略図を含む、フレキシブル回路アセンブリの平面図である。
【図１０Ｃ】本発明の典型的実施例に従う、アース/リターン導体の概略図を含む、フレキシブル回路アセンブリの平面図である。
【図１１】材料および接着剤層を示すために、信号導体のうちの1つに沿う、本発明の典型的実施例に従うフレキシブル回路の部分断面図である。
【図１２】本発明の典型的実施例に従う、信号導体のうちの1つの領域内の、導体経路に対して直角な、フレキシブル回路アセンブリの部分断面図である。
【図１３】本発明の典型的実施例に従う、はんだ付接続によってスプリング入り接点ピンと結合されたフレキシブル回路を有する、スプリング入り接点ピンブロックの断面図である。
【図１４】本発明の典型的実施例に従う、ゼロ挿入力コネクタに結合するコネクタフィンガを有する、フレキシブル回路のピンエレクトロニクス終端の斜視図である。
【図１５】本発明の典型的実施例に従う、フレキシブル回路上のコネクタフィンガを用いて、ピンエレクトロニクスマザーボード、およびマザーボードに取り付けられたゼロ挿入力コネクタに接続する、2つのフレキシブル回路の断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
２００  テストヘッド、２０５  カバーユニット、２０８  テストヘッドハウジング、２１０  マザーボード、２２０  インタフェースハウジング、２３０  コンプレッションリング、２４０  ＤＩＢホルダ、２５０  ＤＩＢ、２６０  インタフェースユニット。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
2005513443.tif 000009
【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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