(57)【要約】【課題】半導体テスト装置のテストヘッドカードに対する追加回路を容易に実装できるようにする。【解決手段】テストヘッドカードとＤＵＴボードとの間で半導体テストに関する信号を伝送する半導体テスト信号伝送ケーブルであって、テストヘッドカード側と接続する第１ケーブル部と、ＤＵＴボード側と接続する第２ケーブル部と、第１ケーブルと第２ケーブルとの間に取り付けられた電子回路収容部材とを備えた半導体テスト信号伝送ケーブル。第２ケーブル部のＤＵＴボード側端には、スプリングピンを備えることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
テストヘッドカードとＤＵＴボードとの間で半導体テストに関する信号を伝送する半導体テスト信号伝送ケーブルであって、
前記テストヘッドカード側と接続する第１ケーブル部と、
前記ＤＵＴボード側と接続する第２ケーブル部と、
前記第１ケーブルと前記第２ケーブルとの間に取り付けられた電子回路収容部材とを備えたことを特徴とする半導体テスト信号伝送ケーブル。
【請求項２】
前記第２ケーブル部の前記ＤＵＴボード側端には、スプリングピンが備えられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体テスト信号伝送ケーブル。
【請求項３】
前記電子回路収容部材は、前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルとコネクタを介して取り付けられており、取り外し可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体テスト信号伝送ケーブル。
【請求項４】
前記電子回路収容部材は、金属シールドケースを含んでいることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体テスト信号伝送ケーブル。
【請求項５】
前記電子回路収容部材は、前記金属シールドケースの外側に樹脂ケースを有していることを特徴とする請求項４に記載の半導体テスト信号伝送ケーブル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体テスト装置においてテストヘッドカードとＤＵＴボードとの間で半導体テスト信号を伝送するケーブルに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の機能、性能を測定する半導体テスト装置では、テストヘッド（Test Head:T/H）と呼ばれる筐体内部に、測定機能を有する複数種類のカードが搭載される。これらのカードはテストヘッドカードと呼ばれ、測定機能に応じた回路を構成するプリント基板が実装されている。
【０００３】
図７に示すように、テストヘッドカード３００には、ピン端子付ケーブル２００が接続される。ピン端子付ケーブル２００は、端子部２１０と同軸ケーブル２２０とを備えており、端子部２１０は、先端がバネで伸縮するスプリングピン（ポゴピン、スプリングプローブ等とも呼ばれる）を備えている。同軸ケーブル２２０は、一般に１ｍ程度の長さである。
【０００４】
図８は、テストヘッド５００に搭載されたテストヘッドカード３００とＤＵＴボード４００とを模式的に示す図である。ＤＵＴボード４００は、試験対象の半導体（DUT:Device Under Test）を載置する部材である。図示するように、ピン端子付ケーブル２００の端子部２１０は、テストヘッド５００のＤＵＴボード４００が取り付けられる面に、スプリングピンが露出するように固定される。このスプリングピンが、ＤＵＴボード４００に設けられた接触端子と接触することによりテストヘッドカード３００とＤＵＴボード４００に載置されたＤＵＴとが電気的に接続される。
【０００５】
ＤＵＴボード４００には、接触端子とＤＵＴとを接続するための配線パタンが引き回されている。また、ＤＵＴボード４００には、ＤＵＴを搭載するＤＵＴエリア４１０とユーザが任意の回路を実装可能なユーザ回路エリア４２０とが設けられている。
【０００６】
テストヘッドカード３００は、測定目的に応じた種類が用意されているが、ＤＵＴの種類は非常に多岐に渡るため、汎用的なテストヘッドカード３００では、あるＤＵＴのすべての機能を測定できない場合や、十分な性能で測定できない場合等がある。
【０００７】
このような場合、汎用的なテストヘッドカード３００では測定できない機能の測定のための回路や、測定性能を補うための追加回路をテストヘッドカード３００の外部に設ける必要がある。一般に、これらの追加回路がユーザ回路エリア４２０に実装される。
【０００８】
ユーザ回路エリア４２０に実装される追加回路は、例えば以下のようなものがあげられる。
１）ＤＵＴが車載半導体等の場合に、汎用的なテストヘッドカード３００では扱うことのできない高電圧を、汎用的なテストヘッドカード３００が扱える電圧レベルに変換する回路。
２）テストヘッドカード３００が電圧入力の測定機能しか持たず、ＤＵＴが有機ＥＬデバイス等の電流出力デバイスである場合の電流・電圧変換回路。
３）ピン端子付ケーブル２００の長いケーブル長による大きな負荷容量をＤＵＴがドライブできない場合のバッファ回路。
４）テストヘッドカード３００が搭載していないフィルタ回路。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−４７４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ユーザ回路エリア４２０は、テストヘッドカード３００では測定できない機能の測定のための追加回路や、測定性能を補うための追加回路を実装する領域であるが、一般に十分な面積を有していない。例えば、ＤＵＴのロジックピンの各ピンに対して追加回路が必要なった場合、１ピンあたりの回路規模は小さくても全体として非常に大きな実装面積が必要となり、実現が困難である。仮にユーザ回路エリア４２０に実装できたとしてもＤＵＴボード４００上の配線の引き回しが複雑になり、ＤＵＴボード４００の設計・開発期間の遅延を招き、タイム・トゥ・マーケットの要求に応えられなくなる。
【００１１】
また、ＤＵＴボード４００上に追加回路を大量に実装すると、追加回路の配置や配線の偏りによって追加回路毎の性能差が生じやすくなる。例えば、ピン番号１の波形品位がピン番号１００１の波形品位より良好になる等の性能差が生じると、半導体テストの歩留まりに影響を与えてしまう。
【００１２】
さらに、ＤＵＴボード４００上に追加回路を大量に実装することにより、特性のばらつきによるＤＵＴボード毎の性能差も生じやすくなる。例えば、あるＤＵＴボード４００ａで測定した結果が、他のＤＵＴボード４００ｂで測定した結果よりも良いような状況が生じると、やはり半導体テストの歩留まりに影響を与えてしまう。
【００１３】
一方、必要な追加回路をユーザ回路エリア４２０ではなく、テストヘッドカード３００に実装することも考えられるが、この場合、テストヘッドカード３００の開発費用や管理費用の増加を招くとともに、設計・開発期間の遅延を招き、タイム・トゥ・マーケットの要求に応えられなくなる。
【００１４】
そこで、本発明は、半導体テスト装置のテストヘッドカードに対する追加回路を容易に実装できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明のテストヘッドカードとＤＵＴボードとの間で半導体テストに関する信号を伝送する半導体テスト信号伝送ケーブルは、前記テストヘッドカード側と接続する第１ケーブル部と、前記ＤＵＴボード側と接続する第２ケーブル部と、前記第１ケーブルと前記第２ケーブルとの間に取り付けられた電子回路収容部材とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
ここで、前記第２ケーブル部の前記ＤＵＴボード側端には、スプリングピンが備えられていることができる。
【００１７】
また、前記電子回路収容部材は、前記第１ケーブルおよび前記第２ケーブルとコネクタを介して取り付けられており、取り外し可能とすることができる。
【００１８】
また、前記電子回路収容部材は、金属シールドケースを含んでいることができる。このとき、前記電子回路収容部材は、前記金属シールドケースの外側に樹脂ケースを有するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、半導体テスト装置のテストヘッドカードに対する追加回路を容易に実装できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態に係るピン端子付ケーブルを示す図である。
【図２】アプリケーションボックスの外観例と回路構成例とを示す図である。
【図３】アプリケーションボックスの回路構成例を示す図である。
【図４】アプリケーションボックスの回路構成例を示す図である。
【図５】アプリケーションボックスの回路構成例を示す図である。
【図６】ピン端子付ケーブルの他の例を示す図である。
【図７】従来のピン端子付ケーブルが接続されたテストヘッドカードを示す図である。
【図８】テストヘッドに搭載されたテストヘッドカードとＤＵＴボードとを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るピン端子付ケーブル１００を示す図である。本図は、テストヘッドカード３００に接続された状態を示している。ピン端子付ケーブル１００は、テストヘッドカード３００とＤＵＴボード４００（図８参照）との間で半導体テストに関する信号を伝送する半導体テスト信号伝送ケーブルであり、従来と同様に端子部１１０と同軸ケーブル１２０とを備えており、端子部１１０は先端がバネで伸縮するスプリングピンを備えている。
【００２２】
従来の構成に加え、本実施形態に係るピン端子付ケーブル１００は、追加回路を収容した部材であるアプリケーションボックス１３０を備えている。アプリケーションボックス１３０は、同軸ケーブル１２０の途中に設けられており、両端はＳＭＡ型コネクタ等の同軸コネクタにより同軸ケーブル１２０から容易に取り外しや取り付けができ、交換可能となっている。
【００２３】
すなわち、本実施形態では、テストヘッドカード３００では測定できない機能の測定のための回路や、測定性能を補うための回路をピン端子付ケーブル１００に実装するようにしている。これにより、面積に制約のあるＤＵＴボード４００のユーザ回路エリア４２０に追加回路を実装する必要がなくなるとともに、必要な追加回路を、テストヘッドカード３００やＤＵＴボード４００の設計・開発を行なうことなく容易に実装することが可能となる。また、各ロジックピンに追加回路が必要な場合であっても、同じアプリケーションボックス１３０を各同軸ケーブル１２０に取り付ければ足りる。
【００２４】
図２（ａ）は、アプリケーションボックス１３０の外観を示しており、図２（ｂ）はアプリケーションボックス１３０が収容する回路構成例を示している。図２（ａ）に示すように、アプリケーションボックス１３０は、端子部１１０側の同軸ケーブル１２０ａと同軸コネクタ１２１ａを介して接続し、テストヘッドカード３００側の同軸ケーブル１２０ｂと同軸コネクタ１２１ｂを介して接続する。
【００２５】
アプリケーションボックス１３０は、例えば１ｃｍ×１ｃｍ×３ｃｍ程度の小さな直方体形状とすることができ、目的に応じた追加回路が構成されたプリント基板を内蔵している。筐体は、内側の金属のシールドケースと外側の樹脂ケースとからなる二重シールド構造となっている。これは、金属のシールドケースで外来ノイズの混入等を防ぎ、樹脂ケースで接触等からの保護と電気的な絶縁とを図るためである。
【００２６】
アプリケーションボックス１３０内の追加回路が、電源不要な受動部品であれば、入力側、出力側ともに単純な同軸ケーブル１２０とすることができる。一方、追加回路に電源が必要な場合は、電源を内蔵してもよいし、主電源をテストヘッドカード３００から引き込むようにしてもよい。主電源をテストヘッドカード３００から引き込む場合には、同軸ケーブル１２０の本数を減らすために必要な電源の種類は、アプリケーションボックス１３０内で生成することが望ましい。このため、アプリケーションボックス１３０内にＤＣ−ＤＣコンバータやレギュレータを実装するようにする。
【００２７】
一般に、テストヘッド内のピン端子付ケーブル１００のエリアは十分な空間がある。また、ピン端子付ケーブル１００のケーブル材は、一般に柔らかく、テンションもあまりかからないためピン端子付ケーブル１００は前後左右に動く自由度がある。このため、必要に応じて容易にアプリケーションボックス１３０を交換することができる。
【００２８】
図２（ｂ）に示したアプリケーションボックス１３０ａは、デジタイザを追加回路として収容した例である。本例では、ＤＵＴが、ピン端子付ケーブル１００が主な要因となる重い容量性負荷をドライブできない場合に、低入力容量・低ノイズのデジタイザを実現することができる。
【００２９】
すなわち、アナログ信号を流す端子部１１０側の同軸ケーブル１２０ａの長さＬＡを、ディジタル信号を流すテストヘッドカード３００側の同軸ケーブル１２０ｂの長さＬＢよりも短くすることにより、負荷容量を軽減することができる。また、通常テストヘッドカード３００に搭載されているＡＤＣ（アナログ・ディジタル変換器）をアプリケーションボックス１３０ａに実装し、アナログ信号の経路長ＬＡを短くし、ディジタル信号の経路長ＬＤを長くすることで高い耐ノイズ性能を実現している。
【００３０】
もちろん、アプリケーションボックス１３０はデジタイザ回路に限られず種々の追加回路を収容することができる。また、同軸ケーブル１２０は、メイン信号、電源のみならず、制御線等を伝送するようにしてもよい。例えば、アプリケーションボックス１３０にリレーを搭載した場合、テストヘッドカード３００からのリレー制御線として同軸ケーブル１２０を用いることができる。
【００３１】
図３に示すアプリケーションボックス１３０ｂは、信号レベルを変換するための追加回路を収容した例であり、ＤＵＴがテストヘッドカード３００の扱えないレベルの信号を出力する場合等に、アプリケーションボックス１３０ｂが、テストヘッドカード３００の扱えるレベルの信号に変換する。これによりテストヘッドカード３００で測定可能となる。この場合、アプリケーションボックス１３０における電圧ゲインは既知であるため、端子部１１０側での信号レベルを算出し、測定後の電圧値とする。
【００３２】
図４に示すアプリケーションボックス１３０ｃは、ＤＵＴがテストヘッドカード３００では出力できない大信号を必要としている場合に、アプリケーションボックス１３０ｃが小信号から大信号にレベルを変換するための追加回路を収容した例である。
【００３３】
図５に示すアプリケーションボックス１３０ｄは、ＤＵＴが電流信号を出力して、テストヘッドカード３００が電圧入力しか扱えない場合に、電流信号を電圧信号に変換するための追加回路を収容した例である。
【００３４】
なお、追加回路が不要なロジックピンであっても、アプリケーションボックス１３０による追加回路が必要なロジックピンと電気経路長を揃えるために配線パタンだけが存在するダミーのアプリケーションボックス１３０を使用するようにしてもよい。
【００３５】
また、外形サイズ、ピン番号に対する信号の割り当て、最大定格電圧、最大定格電流等のアプリケーションボックス１３０のインタフェース仕様を定め、規格化することが望ましい。これにより、低コストでの設計・実装が可能となるため、アプリケーションボックス１３０の利用価値を一層高めることができる。
【００３６】
なお、上述の例では、アプリケーションボックス１３０をフローティング状態とすることを想定していたが、テストヘッド５００内部に固定するようにしてもよい。この場合、テストヘッド５００内部に固定用の機構を設ければよい。また、アプリケーションボックス１３０を固定することにより他の部材等との接触を防ぐことができるため、樹脂ケースを省くようにしてもよい。
【００３７】
あるいは、アプリケーションボックス１３０同士の接触を防ぐために、図６に示すように、同軸ケーブル１２０に取り付ける位置を隣接する同軸ケーブル１２０同士でずらすようにしてもよい。
【００３８】
また、上述の例では、１本の同軸ケーブル１２０に対して１つのアプリケーションボックス１３０を取り付けるようにしていたが、これに限られず、例えば、２本の同軸ケーブル１２０に対して１つのアプリケーションボックス１３０を取り付けたり、４本の同軸ケーブル１２０に対して１つのアプリケーションボックス１３０を取り付けるようにしてもよい。また、例えば、アプリケーションボックス１３０のテストヘッドカード３００側には１本の同軸ケーブルを取り付け、ＤＵＴ側に２本の同軸ケーブルを取り付けるようにしてもよい。テストヘッドカード３００の出力がシングル・エンド信号の場合、アプリケーションボックス１３０でシングル・差動変換を行なうことで、差動信号を２本に出力することが可能となる。
【符号の説明】
【００３９】
１００…ピン端子付ケーブル
１１０…端子部
１２０…同軸ケーブル
１２１…同軸コネクタ
１３０…アプリケーションボックス
２００…ピン端子付ケーブル
２１０…端子部
２２０…同軸ケーブル
３００…テストヘッドカード
４００…ＤＵＴボード
４１０…ＤＵＴエリア
４２０…ユーザ回路エリア
５００…テストヘッド
【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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