(57)【要約】【課題】第１の複数の信号線を第２の複数の信号線に接続するシステムを提供する。【解決手段】試験中のデバイスアセンブリは、ＤＵＴボードの平面から出てその上に配置された複数の尾根部アセンブリを有するＤＵＴボードを含む。各尾根部アセンブリは第１外側面等の少なくとも１つの上の第１信号線のサブセットと電気的に接触する。コネクタアセンブリは、複数の尾根部アセンブリを受け取るよう配置された複数のクランプアセンブリを含む。各クランプアセンブリは、第１内側面等の少なくとも１つの上の第２信号線のサブセットと電気的に接触する。これらの電気的接続は、各クランプアセンブリの第１第２内側面が、対応する尾根部アセンブリの第１第２外側面にクランプされるときに形成される。
2006523310.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の複数の信号線を第２の複数の信号線に接続するシステムであって、
ＤＵＴボードの平面から出てその上に配置された複数の尾根部アセンブリを有するＤＵＴボードを備える試験中のデバイス（ＤＵＴ）アセンブリであって、それぞれの尾根部アセンブリは第１外側面、第２外側面、および前記第１および第２外側面の少なくとも１つの上の前記第１信号線のサブセットと電気的に接触する第１の複数の接点を有し、ＤＵＴアセンブリはまた第１機械的アライメントフィーチャを含む、ＤＵＴアセンブリ、および
前記複数の尾根部アセンブリに対応し、それらを受け取るよう配置された複数のクランプアセンブリを備えるコネクタアセンブリであって、それぞれのクランプアセンブリは、第１内側面、前記第１内側面と実質的に平行な第２内側面、および前記第１および第２内側面の少なくとも１つの上の前記第２信号線のサブセットと電気的に接触する第２の複数の接点を有し、それぞれのクランプアセンブリはコネクタアセンブリ内で独立して懸架され、第２機械的アライメントフィーチャを含む、コネクタアセンブリ
を備え、
それぞれのクランプアセンブリの前記第２接点は、前記第１および第２機械的アライメントフィーチャの相互作用を通して前記対応する尾根部アセンブリの前記第１接点とアラインし、前記第１および第２接点間の電気的接続は、それぞれのクランプアセンブリの前記第１および第２内側面が、前記対応する尾根部アセンブリの前記第１および第２外側面にクランプされるときに形成され、それにより前記第１および第２信号線を電気的に接続する
システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、前記ＤＵＴボードは円形であるシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、前記尾根部アセンブは前記円形ＤＵＴボード上で半径方向に配置されるシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、前記ＤＵＴボードは四角形であるシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムであって、前記尾根部アセンブリは前記四角形ＤＵＴボード上で直線状パターンで配置されるシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、前記尾根部アセンブリのそれぞれは、前記第１接点および前記第１信号線を接続するそこに埋め込まれた複数の導体を有する剛性のある回路ボードを備えるシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムであって、前記尾根部アセンブリのそれぞれは、前記第１接点および前記第１信号線を接続するそこに埋め込まれた複数の導体を有する可撓性の回路ボードを備えるシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、前記剛性のあるアセンブリは、前記第１接点のための裏当てを提供し、前記第１および第２接点間の接触を促進する可撓性部分を含むシステム。
【請求項９】
請求項７に記載のシステムであって、ＤＵＴボードは、前記可撓性回路中の前記導体をインタフェースする前記第１信号線に対応するその上の第３接点を備えるシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムであって、それぞれの剛性のある構造が前記第３接点の上で前記ＤＵＴボードに設けられ、前記可撓性回路の一部は前記剛性のある構造および前記ＤＵＴボード間に設けられるシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムであって、前記剛性のあるアセンブリは、前記剛性のある構造および前記ＤＵＴボード間の前記可撓性回路の前記部分のための裏当てを提供し、前記可撓性回路および前記第３接点間の接触を促進する可撓性部分を含むシステム。
【請求項１２】
請求項１に記載のシステムであって、前記第１接点は、それぞれの尾根部アセンブリの前記第１および第２外側面の両方の上に設けられるシステム。
【請求項１３】
請求項１に記載のシステムであって、前記第１接点は、パッドまたはバンプのうちのいずれかを備えるシステム。
【請求項１４】
請求項１に記載のシステムであって、それぞれの尾根部アセンブリは、前記ＤＵＴボードの前記平面に実質的に法線方向に配置される実質的に平坦な部分を備えるシステム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のシステムであって、第１機械的アライメントフィーチャは、前記第２機械的アライメントフィーチャを前記対応するクランプアセンブリ内で受け入れる少なくとも１つのスロットを前記尾根部アセンブリの前記平坦な部分内に備えるシステム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のシステムであって、前記第１機械的アライメントフィーチャは、前記尾根部アセンブリの前記平坦な部分の対向する端部において２つのスロットを備えるシステム。
【請求項１７】
請求項１に記載のシステムであって、コネクタアセンブリは円形であるシステム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムであって、前記クランプアセンブリは前記円形コネクタアセンブリ上で半径方向に配置されるシステム。
【請求項１９】
請求項１に記載のシステムであって、前記コネクタアセンブリは四角形であるシステム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムであって、前記クランプアセンブリは前記四角形コネクタアセンブリ上に直線状パターンで配置されるシステム。
【請求項２１】
請求項１に記載のシステムであって、それぞれのクランプアセンブリの前記第１および第２内側面は、前記第２接点および前記第２信号線を接続するそれぞれその中に埋め込まれた複数の導体を有する剛性のある回路ボードを備えるシステム。
【請求項２２】
請求項１に記載のシステムであって、それぞれのクランプアセンブリの前記第１および第２内側面は、前記第２接点および前記第２信号線を接続するそれぞれその中に埋め込まれた複数の導体を有する可撓性の回路ボードを備えるシステム。
【請求項２３】
請求項１に記載のシステムであって、前記コネクタアセンブリは、それぞれのクランプアセンブリの前記第１および第２内側面を互いに向けて押圧し、それにより前記第１および第２内側面を、前記対応する尾根部アセンブリの前記第１および第２外側面にクランプする動作可能である複数のアクチュエータをさらに備えるシステム。
【請求項２４】
請求項２３に記載のシステムであって、前記アクチュエータは空気圧装置を備えるシステム。
【請求項２５】
請求項２４に記載のシステムであって、それぞれのクランプアセンブリは、前記空気圧装置のうちの対応するものからの圧力を分配する２つの圧力板をさらに備え、それぞれの圧力板は前記第１および第２内側面の１つと関連付けられているシステム。
【請求項２６】
請求項１に記載のシステムであって、前記第２接点は、それぞれのクランプアセンブリの前記第１および第２内側面の両方の上に設けられるシステム。
【請求項２７】
請求項１に記載のシステムであって、前記第２接点はパッドまたはバンプのうちのいずれかを備えるシステム。
【請求項２８】
請求項１に記載のシステムであって、それぞれのクランプアセンブリ上の前記第２機械的アライメントフィーチャは、前記対応する尾根部アセンブリ上の前記第１機械的アライメントフィーチャと係合する少なくとも１つのアライメント部材を備えるシステム。
【請求項２９】
請求項２８に記載のシステムであって、前記それぞれのアライメント部材は溝を備え、前記第１機械的アライメントフィーチャは前記対応する尾根部アセンブリ内に少なくとも１つのスロットを備えるシステム。
【請求項３０】
請求項１に記載のシステムであって、前記尾根部アセンブリが前記クランプアセンブリとアラインされるように前記ＤＵＴアセンブリおよび前記コネクタアセンブリをアラインさせるキネマティックアライメントシステムをさらに備えるシステム。
【請求項３１】
請求項３０に記載のシステムであって、前記キネマティックシステムは、３つのキネマティックアライメント溝を前記ＤＵＴアセンブリ、前記コネクタアセンブリ上の３つの対応するキネマティックアライメント溝、および３つのキネマティックアライメントボールを備え、これらのそれぞれが、前記コネクタアセンブリおよび前記ＤＵＴアセンブリがドッキングされるときに、前記ＤＵＴアセンブリ上の前記キネマティックアライメント溝および前記コネクタアセンブリ上の前記対応するキネマティックアライメント溝のうちの１つと同時に接触するシステム。
【請求項３２】
請求項３１に記載のシステムであって、前記キネマティックボールは、前記コネクタおよびＤＵＴアセンブリのうちの１つにスライド可能に結合される対応するシャフト上にそれぞれマウントされるシステム。
【請求項３３】
請求項１に記載のシステムであって、前記ＤＵＴおよびコネクタアセンブリのドッキングを促進する持ち上げメカニズムをさらに備えるシステム。
【請求項３４】
請求項３３に記載のシステムであって、前記持ち上げメカニズムは、前記ＤＵＴアセンブリ上の持ち上げポストおよび持ち上げポスト受け入れ器開口を有する前記コネクタアセンブリ上の空気シリンダを備え、前記持ち上げポストが前記開口に挿入されるとき、前記空気シリンダのアクチュエーションは前記ＤＵＴおよびコネクタアセンブリのドッキングを可能にするシステム。
【請求項３５】
請求項３４に記載のシステムであって、前記空気シリンダは、もし前記空気シリンダへの空気圧が失われると、前記ＤＵＴおよびコネクタアセンブリがドッキングされたままになることを確かにする緊急ブレーキをさらに備えるシステム。
【請求項３６】
請求項１に記載のシステムであって、前記ＤＵＴアセンブリは、前記尾根部アセンブリに対向する前記ＤＵＴボード上に配置された前記第１信号線に対応する複数のプローブニードルを備えるシステム。
【請求項３７】
請求項３６に記載のシステムであって、前記プローブニードルは単一の半導体ウェーハと接触するよう構成されるシステム。
【請求項３８】
請求項３６に記載のシステムであって、前記プローブニードルは複数の半導体ウェーハと接触するよう構成されるシステム。
【請求項３９】
請求項１に記載のシステムであって、前記ＤＵＴアセンブリは、前記尾根部アセンブリに対向する前記ＤＵＴボード上に配置された前記第１信号線に対応する複数のソケットを備えるシステム。
【請求項４０】
請求項１に記載のシステムであって、それぞれのクランプアセンブリは、前記クランプアセンブリがそれによって前記コネクタアセンブリに固定される可撓性要素を備え、前記可撓性要素は、複数の自由度において前記クランプアセンブリが前記コネクタアセンブリに相対的に移動することを可能にするシステム。
【請求項４１】
請求項１に記載のシステムを備える半導体ウェーハを試験する試験システム。
【請求項４２】
請求項１に記載のシステムを備える集積回路パッケージを試験する試験システム。
【請求項４３】
第１の複数の信号線を第２の複数の信号線に接続するシステムであって、
複数のＤＵＴボードを備える試験中のデバイス（ＤＵＴ）アセンブリであって、それぞれのＤＵＴボードは、前記ＤＵＴボードの端部におけるその一方の側の上の第１外側面、前記ＤＵＴボードの前記端部におけるその他方の側の上の第２外側面、および前記第１および第２外側面の少なくとも１つの上の前記第１信号線のサブセットと電気的に接触する第１の複数の接点を有し、ＤＵＴアセンブリはまた第１機械的アライメントフィーチャを含む、ＤＵＴアセンブリ、および
前記複数のＤＵＴボードに対応し、それらを受け取るよう配置された複数のクランプアセンブリを備えるコネクタアセンブリであって、それぞれのクランプアセンブリは、第１内側面、前記第１内側面と実質的に平行な第２内側面、および前記第１および第２内側面の少なくとも１つの上の前記第２信号線のサブセットと電気的に接触する第２の複数の接点を有し、それぞれのクランプアセンブリはコネクタアセンブリ内で独立して懸架され、第２機械的アライメントフィーチャを含む、コネクタアセンブリ
を備え、
それぞれのクランプアセンブリの前記第２接点は、前記第１および第２機械的アライメントフィーチャの相互作用を通して前記対応するＤＵＴボードの前記第１接点とアラインし、前記第１および第２接点間の電気的接続は、それぞれのクランプアセンブリの前記第１および第２内側面が、前記対応するＤＵＴボードの前記第１および第２外側面にクランプされるときに形成され、それにより前記第１および第２信号線を電気的に接続する
システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２つの回路間に多数の高速な電気的接続を信頼性高く作る技術に関する。より具体的には本発明は、高いサイクル寿命を持つそのような接続を確立しつつ、接続−切断サイクルを促進するために非常に低い外部で発生された力しか必要としないさまざまな技術を提供する。
【背景技術】
【０００２】
高速電気システム（例えば半導体試験システム）においてますます高い平行性が必要とされるに従って、回路間の接続を確立するのに必要な力の総和は機械的な手段によっては克服するのが困難になりつつある。加えて、高接触力および金属対金属の摩耗によって特徴付けられる従来の相互接続スキームのまさにその性質のために、電気的に接点上の貴金属メッキへの結果として生じるダメージのために比較的短いサイクル寿命になってしまう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって上述の欠点の影響を受けない高速接続を確立する技術を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のさまざまな実施形態によれば、第１の複数の信号線を第２の複数の信号線に接続する方法および装置が提供される。試験中のデバイス（ＤＵＴ）アセンブリは、ＤＵＴボードの平面から出てその上に配置された複数の尾根部アセンブリを有するＤＵＴボードを含む。それぞれの尾根部アセンブリは第１外側面、第２外側面、および前記第１および第２外側面の少なくとも１つの上の前記第１信号線のサブセットと電気的に接触する第１の複数の接点を有する。ＤＵＴアセンブリはまた第１機械的アライメントフィーチャを含む。コネクタアセンブリは、前記複数の尾根部アセンブリに対応し、それらを受け取るよう配置された複数のクランプアセンブリを含む。それぞれのクランプアセンブリは、第１内側面、前記第１内側面と実質的に平行な第２内側面、および前記第１および第２内側面の少なくとも１つの上の前記第２信号線のサブセットと電気的に接触する第２の複数の接点を有する。それぞれのクランプアセンブリはコネクタアセンブリ内で独立して懸架され、第２機械的アライメントフィーチャを含む。それぞれのクランプアセンブリの前記第２接点は、前記第１および第２機械的アライメントフィーチャの相互作用を通して前記対応する尾根部アセンブリの前記第１接点とアラインする。前記第１および第２接点間の電気的接続は、それぞれのクランプアセンブリの前記第１および第２内側面が、前記対応する尾根部アセンブリの前記第１および第２外側面にクランプされるときに形成され、それにより前記第１および第２信号線を電気的に接続する。
【０００５】
他の実施形態によれば、第１の複数の信号線を第２の複数の信号線に接続する方法および装置が提供される。デバイス（ＤＵＴ）アセンブリは、複数のＤＵＴボードを含む。それぞれのＤＵＴボードは、前記ＤＵＴボードの端部におけるその一方の側の上の第１外側面、前記ＤＵＴボードの前記端部におけるその他方の側の上の第２外側面、および前記第１および第２外側面の少なくとも１つの上の前記第１信号線のサブセットと電気的に接触する第１の複数の接点を有する。ＤＵＴアセンブリはまた第１機械的アライメントフィーチャを含む。コネクタアセンブリは、前記複数のＤＵＴボードに対応し、それらを受け取るよう配置された複数のクランプアセンブリを含む。それぞれのクランプアセンブリは、第１内側面、前記第１内側面と実質的に平行な第２内側面、および前記第１および第２内側面の少なくとも１つの上の前記第２信号線のサブセットと電気的に接触する第２の複数の接点を有する。それぞれのクランプアセンブリはコネクタアセンブリ内で独立して懸架され、第２機械的アライメントフィーチャを含む。それぞれのクランプアセンブリの前記第２接点は、前記第１および第２機械的アライメントフィーチャの相互作用を通して前記対応するＤＵＴボードの前記第１接点とアラインする。前記第１および第２接点間の電気的接続は、それぞれのクランプアセンブリの前記第１および第２内側面が、前記対応するＤＵＴボードの前記第１および第２外側面にクランプされるときに形成され、それにより前記第１および第２信号線を電気的に接続する。
【０００６】
本発明の性質および優位性のさらなる理解は、明細書の残りの部分および図面を参照して実現されよう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
発明を実施するために発明者によって考えられるベストモードを含む本発明の具体的な実施形態がこれから詳細に参照される。これら具体的な実施形態の例は添付の図面に示される。本発明は、これら具体的な実施形態について記載されるが、これは本発明を記載された実施形態に限定するよう意図されないことが理解されよう。むしろ、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲に含まれえるように、代替物、改変物、および等価物を包含するように意図される。以下の説明において、多くの具体的な詳細が述べられるが、これは本発明の完全な理解を促すためである。本発明はこれらの具体的な詳細の一部または全てなしでも実施されえる。加えて、よく知られた特徴は、本発明を不必要にぼかさないために詳細には説明されていない。
【０００８】
図１に示される本発明の具体的な実施形態によれば、自動化試験装置（不図示）および少なくとも１つの試験中のデバイス（ＤＵＴ）（不図示）の間の多数高速接続を確立するシステム１００が提供される。ＤＵＴアセンブリ１０２は、その下側が１つ以上のＤＵＴへの多数電気接点（不図示）であるものの上に提供される。そのような電気接点は例えば、もしＤＵＴアセンブリ１０２がウェーハソート内で用いられるプローブカードならプローブニードルでありえ、もしＤＵＴボード１０２がパッケージ試験で用いられる接触器ボードであるならソケットでありえる。ＤＵＴアセンブリ１０２の主要な機能は、ボード１０４の平面から電気的な信号を取り出し、それらが接続メカニズム、すなわちインタフェースタワーアセンブリ１０６にアクセス可能なようにすることである。
【０００９】
今度は図２を参照して、ＤＵＴアセンブリ１０２は、ボード１０４上で半径方向に配置された複数の「尾根状（spine）」構造２０２を有し、これらが信号伝達を担う。尾根２０２の具体的な実現例は図３に示される。それぞれの尾根部２０２は、細かいアライメントスロット３０４および３０５を含む剛性のある支持アセンブリ３０２を備える。アセンブリ３０２に締め付けられ、支持される可撓性回路３０６は、信号線（不図示）を含み、これが信号をアセンブリ３０２の底部における接点３０８からアセンブリ３０２の片側上の接点３１０間で伝達する。尾根部２０２が定位置に固定されるとき、接点３０８は、ボード１０４の表面上の対応する接点（不図示）と係合する。
【００１０】
具体的な実施形態によれば、支持アセンブリ３０２は、示されるようにアセンブリ３０２内に配置された可撓性材料３１２を含みえ、これが接点３０８のための接触の支援力（backup）を提供する。ある実施形態によれば、同様の接点支援が接点３１０のために提供されえる。実施形態は、このような接点支援が、アセンブリ３０２が構築される剛性のある材料によって提供されるよう想定されているが、材料３１２の可撓性の特性は、接点の高さにおける起こりえる軽微なバラツキにもかかわらず、接点３０８となされる電気的接続が充分な完全性を有することを確実にする。すなわち、接続アレイの全体にわたって接続を信頼性あるものにするために、システム中に圧縮性部材が存在してもよく、または要素の平坦性の交差が非常に厳しい交差に制御されてもよい。
【００１１】
図３の実施形態において、圧縮性部材は、接点の後ろの尾根部に挿入されたシリコーンラバーの部品である。他の実施形態において（図１９Ａ〜１９Ｃを参照）、圧縮性部材はそれぞれの可撓性回路を支持し、尾根部上の接点に押し付けるシリコーンラバーの部品である。さらに他の代替の実施形態において、この締め付けメカニズムそのものが、可撓性／圧縮性部材として倍増する。すなわち、シリコーンまたはウレタン（すなわち弾性のある）可撓性空気袋（bladders）が可撓性回路の背面で直接に支え、必要とされる圧縮力を作るように膨張する。
【００１２】
再び図２を参照して、ＤＵＴアセンブリ１０２は、アセンブリ１０２のアセンブリ１０６への初期アライメントが達成される中央アセンブリ２０４を含む。すなわちアセンブリ２０４は、ＤＵＴアセンブリ１０２が上下に移動されえる中央持ち上げ点２０６を含む。加えて、円筒シャフト２０８によって定義されるキネマティック結合アライメントチャネルが提供され、これらはタワーアセンブリ１０６（後述）上のキネマティック構造に対応し、２つのアセンブリが互いに係合されるときに、ＤＵＴアセンブリ１０２およびタワーアセンブリ１０６の相対的位置の確保を促す。このキネマティック結合の性質については後でさらに記述される。
【００１３】
図１〜３のＤＵＴアセンブリおよび尾根部の具体的な実現例は単に例示的であって、これら基本構造の多くのバリエーションが本発明の範囲内に存在することが理解されよう。例えば、ボード１０４は、図に示される円形の幾何学形状に限定されない。むしろ特定の応用例に適切な任意の形状、例えば四角形が採用されえる。加えて、尾根部の構成は示されるようなものでなくてもよい。すなわち例えば、図１〜３に図示される半径方向の分布ではなく、尾根部は直線上分布で配分されえる。実際には特定の応用例について、尾根部または等価な構造の任意の分布が適切なものとして採用されえる。
【００１４】
さらに尾根部の構造そのものも本発明の範囲から逸脱することなく大幅に変化しえる。例えば、ＤＵＴボードの平面から信号を取り出して引き回すために記載された可撓性回路を採用する代わりに、信号線は、例えばプリント回路基板を備えうる支持構造そのものと一体化されえる。ＤＵＴボードの平面から信号を取り出して引き回せる任意の物理的構造が本発明のこの局面のために採用されえる。
【００１５】
今度は図４を参照して、インタフェースタワーアセンブリ１０６は、タワーアセンブリフレーム４０４上に半径方向に配置された複数のクランプコネクタアセンブリ４０２を含む。ＤＵＴアセンブリ１０２を参照して上述のように、示される半径方向のパターンは、単に例示的である。判るように、コネクタアセンブリ４０２は、尾根部２０２として多くの異なるやり方で配置されえ、実際、関連するＤＵＴアセンブリ上の尾根部の分布に対応しなければならない。
【００１６】
それぞれのコネクタアセンブリ４０２は、ＤＵＴアセンブリ１０２上の尾根部２０２の１つに対応する。タワーアセンブリ１０６およびＤＵＴアセンブリ１０２が係合されるとき、尾根部２０２のそれぞれは、対応するコネクタアセンブリ４０２に嵌り、その内壁は可撓性回路３０６上の接点３１０に対応し、接続する電気的な接触を有する。
【００１７】
具体的な実施形態によれば、ＤＵＴアセンブリ１０２およびタワーアセンブリ１０６の間の係合および粗いアライメントは、図５により詳しく示される空気圧ラッチメカニズムおよびキネマティックアライメントシステムを用いて促進される。空気圧で動力が与えられるラッチ５０２は、持ち上げ点２０６をＤＵＴアセンブリ１０２上で受け取り、スプリングの入ったキネマティックアライメントボール５０４をＤＵＴアセンブリ上のキネマティックアライメントシャフト２０８に接触させる。シャフトの周りでボール５０４に接続されるスプリング（図１０、１２、および１４を参照）が充分に圧縮されるとき、ボール５０４は、アセンブリ１０６上のキネマティックアライメントシャフト５０８にも接触する。このキネマティック構成は、６つの自由度全てを解消し、それによりＤＵＴアセンブリ１０２およびタワーアセンブリ１０６間の相対的動きを抑制する。これら図に示されるこのキネマティックシステムはこの目的のために用いられえる多くのあり得るメカニズムのうちの１つに過ぎない。
【００１８】
図６は、コネクタアセンブリ４０２の内壁上の接点６０２が見えるインタフェースタワーアセンブリ１０６の一部の詳細図を示す。尾根部アセンブリ２０２上の接点６０２および対応する接点３１０間の接続は、空気シリンダ６０４によって促進され、これはいったん尾根部２０２がコネクタアセンブリ４０２に挿入されると、それぞれのアセンブリ４０２の対向する壁面（すなわち接続ボード６０６）を対応する尾根部２０２の対向する側に対して押し付ける。接続ボード６０６にわたって空気圧シリンダ６０４によって加えられる力の均一な分布を確かにするために押圧板６０８が提供される。シリンダ６０４から付近の板を通って伸び、反対側の板に取り付けられたシャフト６１２を介して、締め付け力が加えられる。代替として、クランプシリンダ６０４は、例えば伸長可能なシリンダまたはシリコーンまたはウレタンでできた空気袋のような他のメカニズムと置き換えられえる。これらのアプローチは、ホッピングスタック（pogo stack）接触し、カードの平面に法線方向にプローブまたは接触器カード上のパッドに強制的に押し付けられる従来のアプローチと対比されるべきである。
【００１９】
さまざまな実施形態によれば、接点３０８、３１０、および６０２は、さまざまなやり方で実現されえる。すなわち、「接点」という語は、他の導体終端、例えばパッドおよびバンプと電気的接続を形成しえる導体の終端を一般に指すために前の記載において用いられている。採用される接点の特定のタイプは、特定の応用例について充分な接続の完全性が維持される限り、重要ではないことが理解されよう。
【００２０】
また図６は、接続ボード６０６をクランプシリンダ６０４の動作から離して維持するよう働くスプリング６１０を示す。よって空気圧がなくなった場合には、クランプコネクタアセンブリ４０２は、自動的に開く。代替の実施形態によれば、この機能を実行するために弾性スペーサが用いられえる。
【００２１】
図７は、先の視点の反対側からのタワーアセンブリ１０６を示す。空気シリンダ７０２はラッチ５０２に動力を与える。空気圧が放出されることを必要とする非常ブレーキ７０４は、いったんアセンブリ１０２および１０６が互いに固定されると、仮に電力および／または空気圧がなくなっても、それらが一緒のままであることを確かにする。実際、具体的な実施形態によれば、アセンブリがドッキングされているとき、空気シリンダ７０２から電力は除かれ、ブレーキ７０４は係合され、したがってアセンブリ群を外すことは電力を再印加しない限り事実上不可能になる。
【００２２】
タワーアセンブリ１０６のこの側の部分の詳細な図が図８に示される。この図において、接続ボード６０６の上部が見られ、そこには自動化された試験装置（不図示）に関連する試験ボードから、かつそれからさまざまな高速信号をルーティングする複数の遮蔽された伝送線路８０２が取り付けられている。遮蔽されない導体８０４も示され、これは接続およびユーティリティ信号を接続ボード６０６へ、かつそれから与える。エアホース８０６はクランプシリンダ６０４に空気圧を与える。
【００２３】
接続ボード６０６および伝送線路８０２によって供される機能は、本発明の範囲から逸脱することなくさまざまなやり方で提供されえる。具体的な実施形態によれば、接続ボード６０６は可撓性回路を用いて実現されえる。さらにより具体的な実施形態によれば、接続ボード６０６および伝送線路８０２の両方は、２００３年２月１１日に出願されたLEX-CIRCUIT-BASED HIGH SPEED TRANSMISSION LINEという共通して譲受された同時係属中の米国特許出願第１０／３６５，２６２号（弁護士整理番号XANDP003）に記載されるように設計される可撓性回路で置き換えられ、この出願はその全体の開示が参照によって援用される。
【００２４】
上述のシステムはさまざまな応用例について反復可能な接続を提供するために用いられえ、そのいくつかは半導体ウェーハまたは電子回路の高速試験に関することにここで注意されたい。上述のシステムによって表される平行性は、本発明を完全に活用するためにさまざまなやり方で利用されえることにも注意されたい。例えば、このようなシステムによって提供される接続性のほとんどまたは全ては、ウェーハ（例えば８インチまたはそれより大きい）全体を同時に試験するために用いられえる。代替として、多数の分離した個別のＤＵＴがＤＵＴアセンブリ上のそれぞれの尾根部に接続され、何百という装置の同時の試験および検証を可能にする。
【００２５】
上述のキネマティック結合は、ＤＵＴアセンブリおよびタワーアセンブリ間の精密で反復可能なアライメントを確かにする。本発明のさまざまな実施形態によれば、「独立したサスペンション」の度合いが、その一部を成すタワーアセンブリについてのそれぞれのクランプコネクタアセンブリのために提供される。これは、クランプコネクタアセンブリのある程度のセルフアライメントをＤＵＴアセンブリの尾根部に対して可能にし、後述されるようにこのことは全体の設計を簡略化すると共に、両方のアセンブリ上の接点の信頼性が高く反復可能なアライメントを確実にする。本発明の具体的な実施形態によってこの独立サスペンションが達成されるやり方は図１６〜１９を参照して下に記載される。
【００２６】
具体的な実施形態によれば、図９〜１５を参照して記載されるように、この独立サスペンションは、それぞれのクランプコネクタアセンブリが全ての軸において「浮く」ことを可能にする。図９〜１５は、ここで記載された本発明の実施形態のアライメント、ドッキング、およびクランプ機能を示す。
【００２７】
タワーアセンブリおよびＤＵＴアセンブリ間の初期アライメント（図９に示される）は、ＤＵＴアセンブリの持ち上げ点２０６を持ち上げ点受け取り器５０２に挿入すること、および図１０に示されるようにタワーアセンブリ上のキネマティックアライメントボール５０４をＤＵＴアセンブリ上のキネマティックアライメントチャネルと接触させることによって達成される。図９に示されるように、これは尾根部アセンブリ２０２をクランプコネクタアセンブリ４０２と大まかにアライメントさせる。
【００２８】
図１１のプリドッキング位置において、尾根部２０２は、アセンブリ４０２の対応するコネクタに、より近く接近させられる。図１２に示されるように、持ち上げ点２０６の上部がラッチボール１２０２の上にあるように、ＤＵＴアセンブリが充分に持ち上げられているときにこれは達成される。この時点で、持ち上げ点空気シリンダ７０２は加圧され、それによりラッチボール１２０２は内側に動かされ、持ち上げ点２０６の上部の下に動かされる。それぞれのキネマティックアライメントボール５０４に関連付けられたシャフト１２０６の周りのスプリング１２０５は示されるように圧縮され、シャフト１２０６の対向する端部を上に押しやる。
【００２９】
上述のように、この実施形態のキネマティックシステムは、２つの主要なアセンブリ間の精密かつ反復可能なアライメントを可能にする。しかし平行性のレベルおよび精密にアライメントされなければならないそれぞれのアセンブリ上のサブアセンブリの個数を考えて、それぞれのクランプコネクタアセンブリをその対応する尾根部アセンブリと独立してアラインさせるアライメントシステムが提供される。すなわち、それぞれのクランプコネクタアセンブリ４０２は、尾根部２０２上の対応するアライメントスロット３０４および３０５と対になる２つのシャフト（図６のシャフト６１２）を有することによって、図１３のドッキングされた位置を達成する。クランプコネクタアセンブリ４０２が全ての軸について独立に動くことが可能である事実によって、これらのシャフトのペアが係合されるとき、独立した正確なアライメントがそれぞれの尾根部２０２上の接点および関連付けられたクランプコネクタアセンブリ４０２の接続ボードまたは可撓性回路上の対応する接点の間で達成される。
【００３０】
いずれの場合も、それぞれのクランプコネクタ／尾根部ペアについての局所的アライメントメカニズムと併せた動きのこの自由度およびクランプ装置によって提供されるクランプアクションは、ｘ、ｙ、ｚ、ピッチ、ロール、またはヨーの任意のものについての尾根部の向きにおける小さなバラツキを補償し、それにより各尾根部上の接点を、対応する各クランプコネクタ上の接点にアラインさせるためのキネマティックシステムへの依存性を減らす。
【００３１】
図１３のドッキングされた位置は、持ち上げ点２０６上の持ち上げ点空気シリンダ７０２のアクションおよびキネマティックシステムの結果として生じるアクションによって達成される。図１４に示されるように、空気シリンダ７０２は、それぞれのキネマティックアライメントボール５０４が底部および上部キネマティックアライメントチャネル（すなわち図２のシャフト２０８および図５のシャフト５０８によって定義されるチャネル）に当たって止まることによって、さらに持ち上がるのをやめるまで、ＤＵＴアセンブリを持ち上げる。空気シリンダ７０２は底が付いていないので、持ち上げ点２０６（よってＤＵＴアセンブリ）は、空気シリンダの持ち上げアクションによってこの時点で所定位置に保持されており、この空気シリンダは、キネマティックアライメントボールをキネマティックアライメント溝内に維持する連続的な圧力のために、ＤＵＴアセンブリおよびタワーアセンブリ間のアライメントを維持する。
【００３２】
いったんアセンブリが図１３のドッキングされた位置になると、緊急ブレーキ７０４への空気信号が除去されブレーキが掛かる。よってシステムへの空気圧力が失われたとしてもＤＵＴアセンブリは所定位置に留まったままであり、安全の観点およびコストの観点の両方から望ましい結果が得られる。
【００３３】
いったんＤＵＴアセンブリおよびタワーアセンブリが図１３および１４のドッキングされた位置になると、クランプシリンダ６０４への空気信号が有効にされ、これはシャフト６１２を介して力を与え、それによってそれぞれのクランプコネクタアセンブリが挿入された尾根部アセンブリ上へ締め付けるようにし、尾根部の可撓性回路上の接点（例えばパッドまたはバンプ）および接続ボード上の対応する接点（例えばバンプおよびパッド）間の電気的接続を確立する。このクランプされた位置の状態は図１５に示される。
【００３４】
個々のクランプアセンブリの独立サスペンションを達成する具体的なメカニズムのより詳細な記載がこれから図１６〜１９を参照して提供される。図１６Ａ〜１６Ｃは、それぞれ図１１、１３、および１５に対応する相対位置におけるクランプアセンブリ４０２および尾根部アセンブリ２０２の分離された図を示す。クランプアセンブリ４０２のそれぞれの板６０８は、それを通してシャフト１６０６が伸びるプラスチックブッシング１６０４上に中心を定められた可撓性スポークを有する弾性グロメット１６０２を含む。グロメット１６０２およびブッシング１６０４は、シャフト１６０６に沿って滑ることができ、シャフトはアセンブリ４０４の外側エッジにおいて対応する溝内で保持される。
【００３５】
アセンブリ４０２は、ウレタン構造１６０８を介してアセンブリ４０４の内側エッジに固定される。グロメット１６０２および構造１６０８の可撓性の性質は、独立したサスペンションを提供し、これが上述の局所的機械的アライメントの特徴と併せて、アセンブリ２０２および４０２のそれぞれの個別のペアの正確なアライメントを可能にする。
【００３６】
図１７Ａ〜１７Ｃおよび図１８Ａ〜１８Ｃは、ドッキングのさまざまな段階における同じ孤立したアセンブリのペアの端部から見た図を示す。図１７の視点は、その中心に向かって見るアセンブリ４０４の外側エッジからであり、図１８のそれらは中心から外を見たものである。アセンブリ２０２の局所アライメントフィーチャ３０４および３０５は、シリンダ６０４（図１７Ａにおいてシャフト１６０６によって隠されているもの）に結合された下部シャフト６１２に係合し、それぞれのアセンブリ上での電気的な接続のアライメントを行う。図１７Ｂおよび１８Ｂにおいて見られるように、アセンブリ４０２の独立したサスペンション（可撓性構造１６０８の変形によって図１７Ｂにおいて最もはっきりと示される）は、アセンブリが図１７Ａおよび１８Ａにおけるその前の位置に対してわずかに持ち上げられることを生じる。図１８Ｃにおいて見られるように、構造１６０８は、クランプシリンダ６０４がアセンブリ４０２をアセンブリ２０２上で挟むときに、さらに変形される。
【００３７】
図１９Ａ〜１９Ｃは、図１７Ａ〜１７Ｃの図の断面図を与える。この実施形態において、クランプシリンダ６０４は、膨張可能な空気袋（bladder）１９０２を採用し、これは膨張すると、右の板を通して伸び左の板に取り付けられたシャフト６１２のアクションを介して共に左の板６０８Ａを引き、右の板６０８Ｂを押す。これらの図に示されるのは、接続ボード６０６上の接点のための裏当てを提供するための、接続ボード６０６の背後の板６０８における可撓性材料１９０４の使用である。図３を参照して上述のようにこれは、接点の高さにおけるありえる軽微なバラツキにもかかわらず、アセンブリ２０２上の接点でなされる電気的接続が充分な完全性を有することを確かにする。
【００３８】
本発明は具体的に示され、その具体的な実施形態を参照して記載されてきたが、当業者には開示された実施形態の形態および詳細の変更が本発明の精神または範囲からの逸脱なしになされえることが理解されよう。例えば、ここでの実施形態の一部の記載は、システムが構築されるさまざまなアセンブリのある方向づけを示唆する。しかし本発明の原理は、さまざまな空間的な方向づけを有するシステムで採用されえ、したがって本発明は示された具体的な方向づけに限定されるべきではないことが理解されよう。
【００３９】
具体的な代替によれば、水平に配置されたボード上の複数の尾根部アセンブリの代わりに、ＤＵＴアセンブリは複数の垂直に配置されたＤＵＴボード（例えばプリント回路基板）を備えうる。このアプローチによれば、それぞれのボードの端部は、上述の実施形態において尾根部の１つの位置を占める。タワー内のそれぞれのクランプアセンブリは、垂直ボードの対応する１つの端部においてクランプする。そのような実施形態の例は図２０に示される。
【００４０】
加えて本発明のさまざまな効果、局面、および目的がさまざまな実施形態を参照してここで述べられてきたが、本発明の範囲はそのような効果、局面、および目的を参照して限定されるべきではない。むしろ本発明の範囲は添付の特許請求の範囲を参照して決定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の具体的な実施形態によって設計された試験中のデバイス（ＤＵＴ）プリント回路基板アセンブリおよび対応するタワーアセンブリを示す図である。
【図２】図１のＤＵＴアセンブリの詳細な図である。
【図３】その上に配置された複数の尾根部アセンブリの詳細な特徴を示す図１のＤＵＴアセンブリのさらなる詳細な図である。
【図４】図１のタワーアセンブリの詳細な図である。
【図５】タワーアセンブリがＤＵＴアセンブリに固定され、それとアラインされるメカニズムを示す図１のタワーアセンブリのさらなる詳細な図である。
【図６】タワーアセンブリが構成される複数のクランプアセンブリの詳細な特徴を示す図１のタワーアセンブリのさらなる詳細な図である。
【図７】タワーアセンブリの反対側の図である。
【図８】信号線およびクランプアセンブリ間のインタフェースが示される図７のタワーアセンブリの側部の詳細な図である。
【図９】クランプアセンブリおよび対応する尾根部アセンブリがアラインされるシステムの図である。
【図１０】図９の位置に対応する持ち上げおよびアライメントメカニズムの切り欠き図である。
【図１１】クランプアセンブリおよび対応する尾根部アセンブリが前ドッキング位置にあるシステムの図である。
【図１２】図１１の位置に対応する持ち上げおよびアライメントメカニズムの切り欠き図である。
【図１３】クランプアセンブリおよび対応する尾根部アセンブリがドッキングされたシステムの図である。
【図１４】図１３の位置に対応する持ち上げおよびアライメントメカニズムの切り欠き図である。
【図１５】クランプアセンブリが対応する尾根部アセンブリにクランプされているシステムの図である。
【図１６】ドッキングプロセスのさまざまな段階におけるクランプアセンブリおよび尾根部アセンブリの透視図である。
【図１７】ドッキングプロセスのさまざまな段階におけるクランプアセンブリおよび尾根部アセンブリの第１端における図である。
【図１８】ドッキングプロセスのさまざまな段階におけるクランプアセンブリおよび尾根部アセンブリの第２端における図である。
【図１９】ドッキングプロセスのさまざまな段階におけるクランプアセンブリおよび尾根部アセンブリの断面図である。
【図２０】本発明の他の具体的な実施形態によって設計された試験中のデバイス（ＤＵＴ）プリント回路基板アセンブリおよび対応するタワーアセンブリを示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００…システム
１０４…ボード
１０６…インタフェースタワーアセンブリ
２０２…尾根部アセンブリ
２０４…中央アセンブリ
２０８…キネマティックアライメントシャフト
３０２…支持アセンブリ
３０４…局所アライメントフィーチャ
３１２…可撓性材料
４０２…クランプコネクタアセンブリ
４０４…タワーアセンブリフレーム
５０２…ラッチ
５０４…キネマティックアライメントボール
５０８…キネマティックアライメントシャフト
６０４…空気圧シリンダ
６０６…接続ボード
６０８…押圧板
６１０…スプリング
６１２…下部シャフト
７０２…空気シリンダ
７０４…非常ブレーキ
８０２…伝送線路
８０４…導体
８０６…エアホース
１２０２…ラッチボール
１２０５…スプリング
１２０６…シャフト
１６０２…弾性グロメット
１６０４…プラスチックブッシング
１６０８…ウレタン構造
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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