JP2004150927A

JP2004150927A - Probing device

Info

Publication number: JP2004150927A
Application number: JP2002316004A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Ishizuka; 俊弘石塚; Takeo Ogawa; 武男小川
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-10-30
Filing date: 2002-10-30
Publication date: 2004-05-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To satisfactorily test an inspecting object operated at 10 GHz or more, and to reduce damage in a test substrate. <P>SOLUTION: An inspecting object 1 is pressed to the test substrate 2 by pushing down a press jig 5 provided in an upper part of the object 1 such as a semiconductor device to connect a high-frequency signal terminal of the inspecting object 1 to a high-frequency signal wiring on the test substrate 2. An electric power source terminal, a grounding terminal and a signal line terminal other than the high-frequency signal terminal of the inspecting object 1 are connected by an extendable probe pin 2a. The press jig 5 is provided with a load limiting means and a face aligning mechanism, restricts contact pressure between the inspecting object 1 and the test substrate, and makes one face of the inspecting object follow to a face of the test substrate. In this constitution, an interposer having a connection terminal is interposed between the inspecting object 1 and the test substrate, and the inspecting object 1 is also allowed to be connected to the test substrate 2 via the connection terminal. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体デバイス等の試験装置に関し、特に、半導体デバイス等の被検査体の電気的特性を試験するための方法および被検査体と試験基板を接続するためのプロービング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
数ＧＨ_Ｚおよび１０ＧＨ_Ｚ位までの周波数で動作する半導体デバイス等の被検査体と試験基板との接続は、例えば図７に示すように、被検査体１の全端子と試験基板２の配線を、できるだけ短いプローブピン２ａを用いて接続したり、図８に示すように、試験基板２と被検査体１の間に、垂直方向には電流が流れるが、水平方向には電流が流れにくい異方性導電ゴムシ一ト１０をはさみ、加圧して電気的な接続を実現したりしていた。
しかしながら、１０ＧＨ_Ｚ以上で動作する被検査体の試験には、上記方法は適用できず、プローブピンを用いる場合には、例えば、以下の特許文献１に記載されるように高周波特性の良好な同軸形のプローブピンを用いる必要があった。
このため、１０ＧＨ_Ｚ以上で動作する被検査体の試験を行う場合には、通常、試験基板の全ての配線もしくは接続部分に半田メッキ等を行い、デバイスを押し付けることにより電気的に接続し試験をしていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−９８７３６号公報
【０００４】
特許文献１に記載のものは、薄い絶縁体からなり、半導体デバイスの電源電極、グランド電極と接触するバンプと、半導体デバイスの信号電極に臨む位置に第１の貫通穴を設けたコンタクトシートと、第２の貫通穴を有するエラストマと、第３の貫通穴を有し、第１〜第３の貫通穴の位置が合致するように、上記コンタクトシートと、エラストマを固定するベース板を備えた測定ヘッド部と、上記貫通穴から半導体デバイスの信号電極に接触する高周波特性の良好な同軸形のプローブ部を備えたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示したものは、高周波信号端子へプローブピンを接続するものであり、その長さにより損失が大きいという欠点があり、１０ＧＨ_Ｚ以上で動作する被検査体の試験には適していなかった。
また図８に示したものは、異方性導電ゴムシートを用いるものであるが、異方性導電ゴムシートは、数ＧＨ_Ｚ程度以上で損失が大きくなり、１０ＧＨ_Ｚ以上で動作する被検査体の試験には適しておらず、また、ゴム部分の耐久性が低いこと塵埃を発生することなどの欠点があった。
さらに、前記した試験基板の全ての配線もしくは接続部分に半田メッキ等を行い、デバイスを押し付ける方法では、押す力によって試験基板の損傷が激しく安定した接続が確保できないという問題があった。
また、前記特許文献１に記載のものでは、高周波信号端子に接続するプローブとして、高周波特性の良好な同軸形のものを使用する必要があり、コスト増となるといった問題があった。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、本発明の目的は、高価な高周波用のプローブを用いることなく、１０ＧＨｚ以上で動作する被検査体の試験を可能にするとともに、試験基板の損傷を低減化することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明においては、高周波信号端子はできるだけ線長を短く接続し、高周波でない信号や電源線、グランド線は、弾性体を用いた接続方式（たとえばプローブピン）で接続する。
すなわち、以下のようにして被検査体の試験を行う。
（１）被検査体の高周波信号端子は、試験基板上の高周波信号配線に直接接続するかもしくは極薄い導体を介して接続し、高周波でない信号や電源線、グランド線は、伸縮可能なプローブピン等を用いて接続する。
（２）このため、例えば、上記試験基板には、上記プロービングピンが貫通する穴が設け、上記穴を介して、上記プローブピンを、被検査体の高周波端子以外の端子に接続する。
（３）また、上記のように薄い導体を介して、被検査体の高周波信号端子と試験基板上の高周波信号配線とを接続する手段として、試験基板と被検査体の間に、被検査体の端子と、試験基板上の高周波信号配線を接続する電気的な導電体を有する絶縁体で構成された接続板を設ける。
このように構成すれば、被検査体を試験基板に押しつけることにより、上記接続板の導体が損傷しても容易に交換することができ、運用効率が向上する。
（４）上記被検査体を試験基板に押しつける押し付け手段に、被検査体、試験基板、もしくは上記接続板に過大な荷重が加わらないようにするための荷重制限手段設ける。
これにより、被検査体、試験基板、あるいは上記接続板の導体に加わる荷重を制限することができ、被検査体の端子、試験基板の配線、接続板の導体等の損傷を低減化することができる。
（５）上記押し付け手段もしくは上記試験基板を支持する手段に、被検査体もしくは試験基板の一方の面が対向する他方の面にならうように、面揃え機構を設ける。これにより、被検査体の高周波信号端子と試験基板の導体との安定的な電気接続を確保することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の実施例のプロービング装置の全体構成を示す図である。
同図において、１は高周波信号端子と高周波信号端子以外の端子を備えた半導体デバイス等の被検査体、２は上記被検査体の端子と接続される高周波信号配線を備えた試験基板である。
試験基板２は基台３ａ上に設けられた試験基板支持部３上に載置され、試験基板２の両端に設けられた端子部に入力コネクタ４ａ、出力コネクタ４ｂが接続され、入力コネクタ４ａから高周波信号が入力され、出力コネクタ４ｂから出力が取り出される。
また、試験基板２に設けられた穴部を介して、伸縮可能なプローブピン２ａが突出しており、被検査体１の高周波信号端子以外の電源端子、グランド端子、信号線端子は、該プロ一ブピン２ａによって、電源、グランド等に接続される。
【０００８】
被検査体１の上部には、プレス治具５が設けられ、プレス治具５を押し下げることにより被検査体１が試験基板２に押し付けられ、被検査体１の高周波信号端子と、試験基板２上に設けられた高周波信号配線が所望の接触圧で接触する。
プレス治具５は、後述するように、荷重制限手段と、面揃え機構を備えており、上記荷重制限手段により、被検査体１と試験基板の接触圧を制限し、また、上記面揃え機構により、被検査体の一方の面を対向する試験基板の面にならわせて、被検査体１の各端子と試験基板上の配線とを所望の接触圧で、かつ、両者の全面が均等に接触するように押圧する。
【０００９】
図２は、図１において被検査体１と試験基板２の接続部分の構成を示す図である。
同図に示すように、被検査体１には、高周波信号端子１ａと、高周波信号端子以外の電源端子、グランド端子、信号線端子１ｂが設けられ、また、試験基板２上には、上記高周波信号端子１ａと接触し電気的に接続される高周波信号配線２ｂが設けられる。そして、プレス治具２により被検査体１を下方に押圧することにより、上記端子１ａと導体２ｂが電気的に接続される。
なお、同図では、被検査体１の接続端子として、球状端子を例にしているが、平面接続端子等の他の接続端子であってもよい。
【００１０】
また、試験基板２には穴部２ｃが設けられ、穴部２ｃからプローブピン２ａが突出し、被検査体１の高周波信号端子以外の端子１ｂに電気的に接続される。プローブピン２ａはバネ等により伸縮可能に構成され、バネ圧によりプローブピン２ａは上記端子１ｂに押しつけられる。
なお、同図ではプロープビン２ａの取付部分を図示していないが、プローブピン２ａは、例えば試験基板支持部３に取付けてもよいし（ただし、電源、信号線用プロープピンは周囲と電気的に絶縁する必要がある）、試験基板２の裏面に直接取り付けて接続する構造のどちらでも良い。
また、試験基板２の下側に、電源供給用の第２の試験基板を設け、この試験基板に固定したプローブピンから試験基板に設けた穴を通して直接接続するように構成してもよい。
すなわち、図３に示すように、電源等を供給するための第２の試験基板６を、試験基板２の下側に配置し、この第２の試験基板６にプローブピン２ａのソケット２ａ−１を取付ける。該ソケット部２ａ−１の内部にはバネ等の押圧手段が設けられており、プローブピン２ａは上記押圧手段により、被検査体１の端子１ｂに押しつけられる。
また、同図では、高周波信号端子１ａと、高周波端子以外の端子１ｂをそれぞれ２本しか示していないが、通常、高周波信号端子、電源端子、高周波でない信号端子は数本存在し、グランド端子は１０数本から数１０本存在する。
【００１１】
次に、図１に示すプレス治具５の構造を図４により説明する。プレスアーム５ａは、図示しないプレス治具のハンドルにより同図の白矢印の方向に上下する。
なお、プレスアーム５は、図示しない支持部材により、上下方向に移動可能に支持されている。
ベース板５ｂは、プレスアーム５ａのガイド棒５ａ−１に対して、上下方向にスライド可能に搭載され、上記ガイド棒５ａ−１の端部に設けられたバネストッパー５ａ−２とベース板５ｂの間には、バネ５ｃが設けられ、ベース板５ｂはプレスアーム５ａに押しつけられている。したがって、ベース板５ｂはプレスアーム５ａと一体で移動するが、ベース板５ｂに下方からバネ５ｃのバネ圧より大きな力が加わると、ベース板５ｂは下降せずに、バネ圧とバランスが取れた位置を維持する。
ベース板５ｂには、押圧板取付け部材５ｄが取付けられている。被検査体１を押圧するための押圧板５ｆは、Ｏリング５ｅを介して、押圧板取付け部材５ｄに取付けられている。
押圧板取付け部材５ｄと押圧板５ｆの間にＯリング５ｅが設けられているので、押圧板５ｅに下側から不均等な力が加わると、Ｏリング５ｅが撓んで、押圧板取付け部材５ｄに対して、押圧板５ｆが傾く。
【００１２】
本実施例のプレス治具は、上記構成であるので、押圧板５ｂに下方から所定より大きな荷重が掛かるとベース板５ｂが逃げるように働く。したがって、被検査体１と試験基板２の間に所定以上の荷重が掛からず、被検査体１の端子１ａと試験基板２上の高周波信号配線２ｂを保護することができる。
バネ５ｃのバネ圧Ｆは、プローブピン１本当たりの荷重をｐ、本数ｎ、試験基板２の高周波信号配線と接触する被検査体１の端子数をｍ、被検査体１と試験基板２の高周波信号配線２ｂが受ける荷重をｑ、しゅう動部の摩擦をαとすると、以下の（１）式で表される。
Ｆ＝ｐ×ｎ＋ｑ×ｍ＋α…（１）
したがって、バネ圧Ｆは、上記（１）式に基づき、被検査体１と試験基板の高周波信号配線２ｂが受ける荷重をｑが所定の値になるように設定すればよい。
なお、バネ５ｃがＮ本で構成されていれば、１本当たりＦ／Ｎのバネを用いればよい。
【００１３】
また、本実施例のプレス治具では、押圧板取付け部材５ｄと押圧板５ｆの間にＯリング５ｅを設けているので、押圧板５ｅと被検査体１の接触面が平行でなかったり、被検査体１の端子１ａ，１ｂが設けられた面が、これに対向する試験基板２の面に対して平行でない場合であっても、押圧したとき、押圧板５ｆが傾き、前記したように面揃えをすることができる。したがって、被検査体１の各端子１ａを試験基板２の高周波信号配線２ｂにほぼ均等の接触圧で接触させることができる。
なお、上記では面揃えさせる機構として、Ｏリングを用いる場合について説明したが、面揃え機構としては、その他周知な機構を用いることができ、要するに、下側から力が加わったとき、加わる力に応じて押圧板５ａを傾けることができる機構であれば、どのような機構を用いてもよい。
また、ベース板５ｂと押圧板５ｅの距離は、バネとマイクロメータ等の微調部品を用いて可変構造とすることもできる。また、バネ５ｃのバネ圧は、バネストッパーの位置を変えたりバネそのものの強さを変えることで、調整することもできる。
なお、上記実施例では、面揃えする機構を、プレス治具５の押圧板５ｅと押圧板取付部材５ｄの間に設ける場合について示したが、上記面揃えする機構を試験基板支持部３に設け、不均一な力が加わったとき、試験基板２を傾けるように構成してもよい。
【００１４】
以上のように、本実施例のプロービング装置においては、プレス治具５により被検査体１の高周波信号端子１ａを、直接、試験基板の高周波信号配線に押しつけるので高周波信号の接続線長を最短にできる。
また、被検査体１の高周波信号以外の試験対象の電源端子、グランド端子、信号線等の端子１ｂは、試験基板支持部３等の支持されている伸縮可能なプロ一ブピン２ｂによって安定に接続することができる。
さらに、被検査体１の高周波信号端子１ａのみを押し付けにより、試験基板上の高周波信号配線２ｂに接続しているので、被検査体１の端子１ａの高さが多少不揃いでも、比較的小さな押しつけ力で、全ての端子１ａを試験基板上の高周波信号配線２ｂに接続させることができ、従来のように全端子を押しつけ力により接続する場合に比べ、押しつけ力を小さくすることができ、端子１ａ、高周波信号配線２ｂの損傷を抑えることができる。
また、プレス治具５に、バネ５ａ等からなる荷重制限手段を設けているので、被検査体１と試験基板２の間に所定以上の荷重が掛からず、被検査体１の端子と試験基板２上の高周波信号配線２ｂを保護することができる。
さらに、前記Ｏリング５ｆを有する面揃え機構を設けているので、被検査体１の各端子１ａを試験基板２の高周波信号配線２ｂにほぼ均等の接触圧で接触させることができる。
【００１５】
図５は本発明の第２の実施例のプロービング装置の全体構成を示す図であり、本実施例は、前記図１において、被検査体１の端子１ａと試験基板２の高周波信号配線２ｂの間に、両面に凸状の高周波信号接続端子を有する接続板７（以下ではインターポーザという）を設けた場合を示す。
それ以外の構成は、図１に示したものと同様であり、前記したように、プレス治具５には、バネ５ａ等からなる荷重制限手段を設けられており、被検査体１と試験基板２の間に所定以上の荷重が掛からないようにし、被検査体１の端子と試験基板２上の高周波信号配線２ｂを保護する。
また、プレス治具５あるいは試験基板支持部３には、前記Ｏリング５ｆ等を有する面揃え機構を設けられている。
【００１６】
図６に、図５において被検査体１と試験基板２の間に上記インターポーザ７を介在させた場合の接続部の構成を示す。
上記インターポーザ７は、フロン系基板等からなる絶縁体７ａに、両面に凸状の高周波信号接続端子７ｂを設け、高周波信号以外の接続端子部分にはプローブピンを通す穴７ｃを設けたものである。絶縁板７ａの両面に突出する一対の凸状の端子（以下ではパンプという）は、上下方向で電気的に導通している。
なお、上記インターポーザ７の接続端子７ｂは、上記のように必ずしも凸状である必要はなく、平面でもあってもよいし、また、絶縁板７ａの両面に平面状（もしくは凸状）の端子を設け、これらをスルーホールを介して接続したものであってもよい。
【００１７】
なお、本実施例においても、前記第１の実施例と同様、プローブピン２ａを、試験基板支持部３に取付けてもよいし、また、プローブピン２ａを試験基板２の裏面に直接取り付けて接続する構造としても良い。
また、前記図３に示したように、試験基板２の下側に、電源供給用の第２の試験基板６を設け、この試験基板に固定したプローブピンから試験基板に設けた穴を通して直接接続するように構成してもよい。
また、図５、図６では、高周波信号端子１ａと、高周波端子以外の端子１ｂをそれぞれ２本しか示していないが、第１の実施例と同様、高周波信号端子、電源端子、高周波でない信号端子は数本存在し、グランド端子は１０数本から数１０本存在する。
【００１８】
本実施例では、上記のように、被検査体１と試験基板２の間にインターポーザ７を介在させ、被検査体１の高周波信号端子１ａと、試験基板２の高周波信号配線２ｂとをインターポーザ７に設けた接続端子７ｂを介して接続するようにしたので、被検査体１をインターポーザ７を介して試験基板２に押し付けることによりインターポーザ７の接続端子７ｂが損傷しても、容易に取り替えることができる。
また、試験基板２のインターポーザ７の接続端子７ｂを受ける高周波信号配線部分を、ニッケルメッキ等の強度のあるメッキを施し、インターポーザ７の接続端子７ｂとしては銅メッキ等の比較的柔らかいメッキを行っておくことにより、被検査体１をインターポーザ７を介して試験基板２に押し付けたとき、インターポーザ７の接続端子７ｂが変形し、被検査体１の端子１ａの高さのバラツキ等を吸収させることができる。
このため、被検査体１の端子１ａと試験基板２の電気的な接続を良好に行うことができ、また、被検査体１ａの端子や試験基板２の高周波信号配線の損傷を低減化することができる。
なお、この場合、プレス治具５のバネ５ｃのバネ圧Ｆは、プローブピン１本当たりの荷重をｐ、本数ｎ、インターポーザ７の接続端子７ｂの本数をｍ、該接続端子７ｂが受ける荷重をｑ、しゅう動部の摩擦をαとすると、前記と同様、（１）式で表される。
したがって、上記バネ圧Ｆを、前記（１）式に基づき、インターポーザ７の接続端子７ｂが受ける荷重ｑが所定の値になるように設定すれば、被検査体１ａの端子や試験基板２の高周波信号配線の損傷させることなく、また、インターポーザ７の接続端子７ｂを押しつぶすことなく、被検査体１と試験基板２を良好に接続することができる。
【００１９】
（付記１）高周波信号端子と高周波信号端子以外の端子を備えた被検査体と、上記端子と、試験基板上の高周波信号配線およびプロービングピンとを電気的に接続し、上記被検査体の電気的特性を試験する試験装置におけるプロービング装置であって、
上記被検査体の高周波信号端子を、上記試験基板に押し付けて上記試験基板上に設けられた高周波信号配線に接続し、
上記被検査体の高周波以外の端子を、弾性体の伸縮を利用して上記プロービングピンに接続する
ことを特徴とするプロービング装置。
（付記２）上記試験基板には、上記プロービングピンが貫通する穴が設けられ、
上記穴を介して、上記プローブピンを、被検査体の高周波端子以外の端子に接続する
ことを特徴とする付記１のプロービング装置。
（付記３）試験基板と被検査体の間に、被検査体の端子と、試験基板上の高周波信号配線を接続する電気的な導電体を有する絶縁体で構成された接続板を設ける
ことを特徴とする付記１または付記２のプロービング装置。
（付記４）上記被検査体を試験基板に押しつける押し付け手段を備え、
上記押し付け手段は、被検査体、試験基板、もしくは上記接続板に過大な荷重が加わらないようにするための荷重制限手段を備えた
ことを特徴とする付記１，２または付記３のプロービング装置。
（付記５）上記被検査体を試験基板に押しつける押し付け手段を備え、
上記押し付け手段もしくは上記試験基板を支持する手段は、被検査体もしくは試験基板の一方の面が対向する他方の面にならうように、上記押し付け手段もしくは上記試験基板を傾けるための面揃え機構を備えている
ことを特徴とする請求項１，２，３または請求項４のプロービング装置。
（付記６）高周波信号端子と高周波信号端子以外の端子を備えた被検査体の試験方法であって、
上記被検査体の高周波信号端子を、上記試験基板に押し付けて上記試験基板上に設けられた高周波信号配線に接続し、
上記被検査体の高周波以外の端子を、弾性体の伸縮を利用してプロービングピンに接続して、上記被検査体の電気的特性を試験する
ことを特徴とする試験方法。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）これまでのプローブピンによる高周波信号の伝送は、線長による損失が大きく上限が制限されていたが本発明によれば、高周波信号を最短もしくは、最短に近い線長で接続できるので１０ＧＨｚ以上の高周波まで使用することができ、高価な高周波プローブも必要としない。
（２）被検査体と試験基板の間に、導体を有する絶縁板で構成された接続板（インターポーザ）を介在させることにより、試験基板の損傷を低減することができる。またインターポーザは容易に交換できるので、運用効率を向上することができる。
（３）被検査体を試験基板に押しつけるプレス治具に荷重制限手段を設けることにより、被検査体、試験基板、あるいは上記接続板の導体に加わる荷重を制限することができ、被検査体の端子、試験基板の配線、接続板の導体の損傷を低減化することができる。
（４）被検査体を試験基板に押しつけるプレス治具もしくは試験基板を支持する手段に、被検査体もしくは試験基板の一方の面が対向する他方の面にならうように、面揃え機構を設けることにより、被検査体の高周波信号端子と試験基板の導体との安定的な電気接続を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例のプロービング装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１において、被検査体１と試験基板２の接続部分の構成を示す図である。
【図３】電源供給用の第２の試験基板を設けた場合の構成例を示す図である。
【図４】プレス治具の構成を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施例のプロービング装置の全体構成を示す図である。
【図６】被検査体と試験基板の間にインターポーザを介在させた場合の構成例を示す図である。
【図７】被検査体の全端子と試験基板の配線をプローブピンを用いて接続する従来例を示す図である。
【図８】試験基板と被検査体の間に異方性導電ゴムシ一トをはさんで接続する従来例を示す図である。
【符号の説明】
１被検査体
２試験基板
３試験基板支持部
４ａ入力コネクタ
４ｂ出力コネクタ
５プレス治具
６第２の試験基板
７インターポーザ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a test device such as a semiconductor device, and more particularly to a method for testing electrical characteristics of a device under test such as a semiconductor device and a probing device for connecting the device under test and a test board.
[0002]
[Prior art]
Connection between the device under test and the test substrate such as a semiconductor device operating at a frequency of up to several GH _Z and 10GH _Z position, for example, as shown in FIG. 7, all of the terminals and the wiring of the test substrate 2 of the device under test 1 The connection is made using probe pins 2a as short as possible, or as shown in FIG. 8, a current flows between the test board 2 and the device under test 1 in the vertical direction but hardly flows in the horizontal direction. The anisotropic conductive rubber sheet 10 is sandwiched and pressurized to realize electrical connection.
However, the test of the device under test to operate at 10GH _Z above, the method is not applicable in the case of using the probe pins, for example, good coaxial high-frequency characteristics as described in Patent Document 1 below It was necessary to use shaped probe pins.
Therefore, when testing the device under test to operate at 10GH _Z above is usually subjected to solder plating or the like on all of the wiring or connecting portion of the test substrate, the electrically connection test by pressing the device Was.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-98736 A
Patent Document 1 discloses a contact sheet made of a thin insulator, which is provided with a first electrode having a first through hole at a position facing a power electrode and a ground electrode of a semiconductor device, and a signal electrode of the semiconductor device. Measurement including the above-mentioned contact sheet and a base plate for fixing the elastomer so that the elastomer having the second through-hole and the third through-hole and the positions of the first to third through-holes coincide with each other. A head portion and a coaxial probe portion having good high frequency characteristics and coming into contact with a signal electrode of a semiconductor device from the through hole are provided.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Those shown in FIG. 7 is for connecting the probe pins to the high-frequency signal terminal has the disadvantage that the loss due to the length is large, the test of the device under test to operate at 10GH _Z above were not suitable .
The one shown in FIG. 8, but is to use an anisotropic conductive rubber sheet, the anisotropic conductive rubber sheet, loss or several GH _Z increases, the test subject to operate at 10GH _Z or It was not suitable for the test described above, and had disadvantages such as low durability of the rubber portion and generation of dust.
Further, in the above-described method in which all wirings or connection portions of the test substrate are subjected to solder plating or the like and the device is pressed, there is a problem that the test substrate is severely damaged by the pressing force and stable connection cannot be secured.
Further, in the probe described in Patent Document 1, it is necessary to use a coaxial probe having good high-frequency characteristics as a probe to be connected to the high-frequency signal terminal, and there is a problem that the cost increases.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to enable a test of an object to be inspected operating at 10 GHz or more without using an expensive high-frequency probe, It is to reduce the damage.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, high-frequency signal terminals are connected as short as possible, and non-high-frequency signals, power supply lines, and ground lines are connected by a connection method using an elastic body (for example, a probe pin). .
That is, the test of the test object is performed as follows.
(1) The high-frequency signal terminal of the device under test is directly connected to the high-frequency signal wiring on the test board or connected via an extremely thin conductor. Non-high-frequency signals, power supply lines, and ground lines are connected to extendable probe pins. And so on.
(2) For this reason, for example, the test board is provided with a hole through which the probing pin passes, and the probe pin is connected to a terminal other than the high-frequency terminal of the device under test via the hole.
(3) As means for connecting the high-frequency signal terminal of the device under test and the high-frequency signal wiring on the test substrate via the thin conductor as described above, a device under test is provided between the test substrate and the device under test. And a connection plate made of an insulator having an electrical conductor for connecting the high-frequency signal wiring on the test board.
With this configuration, even if the conductor of the connection plate is damaged, it can be easily replaced by pressing the test object against the test board, and the operation efficiency is improved.
(4) Load limiting means for preventing an excessive load from being applied to the test object, the test substrate, or the connection plate is provided in the pressing means for pressing the test object against the test board.
Thus, the load applied to the test object, the test board, or the conductor of the connection plate can be limited, and the damage of the terminal of the test object, the wiring of the test board, the conductor of the connection plate, and the like can be reduced. it can.
(5) The pressing means or the means for supporting the test substrate is provided with a surface aligning mechanism such that one surface of the device under test or the test substrate is aligned with the other opposing surface. As a result, stable electrical connection between the high-frequency signal terminal of the device under test and the conductor of the test board can be ensured.
[0007]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a probing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a test object such as a semiconductor device having a high-frequency signal terminal and terminals other than the high-frequency signal terminal, and 2 denotes a test board provided with a high-frequency signal wiring connected to the terminal of the test object.
The test board 2 is placed on a test board supporting portion 3 provided on a base 3a, and input connectors 4a and output connectors 4b are connected to terminal portions provided at both ends of the test board 2, respectively. A high-frequency signal is input, and an output is taken out from the output connector 4b.
An extendable probe pin 2a projects through a hole provided in the test board 2, and a power supply terminal, a ground terminal, and a signal line terminal other than the high-frequency signal terminal of the device under test 1 are connected to the professional terminal. The pin 2a is connected to a power supply, a ground, and the like.
[0008]
A press jig 5 is provided on the upper part of the test object 1. The test jig 1 is pressed against the test substrate 2 by pressing down the press jig 5, and the high-frequency signal terminal of the test object 1 and the test substrate 2 The high-frequency signal wiring provided above contacts with a desired contact pressure.
The press jig 5 includes, as described later, a load limiting unit and a surface alignment mechanism. The load limiting unit limits the contact pressure between the test object 1 and the test board. Thus, one terminal of the device under test is made to face the surface of the test substrate facing the other, and each terminal of the device under test 1 and the wiring on the test substrate are brought into contact with a desired contact pressure, and the entire surfaces of both are evenly distributed. Press to make contact.
[0009]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a connection portion between the test object 1 and the test board 2 in FIG.
As shown in FIG. 1, the device under test 1 is provided with a high-frequency signal terminal 1a, a power terminal other than the high-frequency signal terminal, a ground terminal, and a signal line terminal 1b. A high-frequency signal wiring 2b is provided which is in contact with and electrically connected to the signal terminal 1a. The terminal 1a and the conductor 2b are electrically connected by pressing the test object 1 downward with the press jig 2.
In the figure, a spherical terminal is taken as an example of a connection terminal of the DUT 1, but another connection terminal such as a plane connection terminal may be used.
[0010]
A hole 2c is provided in the test board 2, and a probe pin 2a protrudes from the hole 2c, and is electrically connected to a terminal 1b other than the high-frequency signal terminal of the device under test 1. The probe pin 2a is configured to be expandable and contractable by a spring or the like, and the probe pin 2a is pressed against the terminal 1b by a spring pressure.
Although the mounting portion of the probe bin 2a is not shown in the figure, the probe pin 2a may be mounted on, for example, the test board support portion 3 (however, the probe pin for the power supply and the signal line is electrically insulated from the surroundings). Or a structure in which it is directly attached to the back surface of the test board 2 and connected.
Further, a second test board for power supply may be provided below the test board 2, and the probe pins fixed to the test board may be directly connected through holes provided in the test board.
That is, as shown in FIG. 3, a second test board 6 for supplying power or the like is arranged below the test board 2, and a socket 2a-1 of the probe pin 2a is provided on the second test board 6. Install. A pressing means such as a spring is provided inside the socket portion 2a-1. The probe pin 2a is pressed against the terminal 1b of the device under test 1 by the pressing means.
Although FIG. 2 shows only two high-frequency signal terminals 1a and two terminals 1b other than the high-frequency terminals, there are usually several high-frequency signal terminals, power supply terminals, and non-high-frequency signal terminals, and a ground terminal. There are 10 to several tens.
[0011]
Next, the structure of the press jig 5 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. The press arm 5a is moved up and down in the direction of the white arrow in FIG.
Note that the press arm 5 is supported by a support member (not shown) so as to be movable in the vertical direction.
The base plate 5b is mounted slidably in the vertical direction with respect to the guide bar 5a-1 of the press arm 5a, and a spring stopper 5a-2 provided at an end of the guide bar 5a-1 and the base plate 5b. A spring 5c is provided therebetween, and the base plate 5b is pressed against the press arm 5a. Therefore, the base plate 5b moves integrally with the press arm 5a. However, when a force greater than the spring pressure of the spring 5c is applied to the base plate 5b from below, the base plate 5b does not descend and is balanced with the spring pressure. Maintain position.
A pressing plate attaching member 5d is attached to the base plate 5b. A pressing plate 5f for pressing the device under test 1 is attached to a pressing plate attaching member 5d via an O-ring 5e.
Since the O-ring 5e is provided between the pressing plate mounting member 5d and the pressing plate 5f, when an uneven force is applied to the pressing plate 5e from below, the O-ring 5e bends and the pressing plate mounting member 5d is bent. On the other hand, the pressing plate 5f is inclined.
[0012]
Since the press jig of the present embodiment has the above-described configuration, the base plate 5b acts to escape when a load greater than a predetermined load is applied to the pressing plate 5b from below. Therefore, a load equal to or more than a predetermined value is not applied between the device under test 1 and the test board 2, and the terminal 1 a of the device under test 1 and the high-frequency signal wiring 2 b on the test board 2 can be protected.
The spring pressure F of the spring 5c is represented by p, the load per probe pin, the number n, the number m of terminals of the device 1 to be contacted with the high-frequency signal wiring of the test substrate 2, and the number of terminals of the device 1 and the test substrate 2. Assuming that the load received by the high-frequency signal wiring 2b is q and the friction of the sliding part is α, the following equation (1) is used.
F = p × n + q × m + α (1)
Therefore, the spring pressure F may be set based on the above equation (1) so that the load applied to the test object 1 and the high-frequency signal wiring 2b of the test board is such that q becomes a predetermined value.
If the number of the springs 5c is N, the number of springs may be F / N.
[0013]
Further, in the press jig of this embodiment, since the O-ring 5e is provided between the pressing plate mounting member 5d and the pressing plate 5f, the contact surface between the pressing plate 5e and the test object 1 is not parallel, Even when the surface on which the terminals 1a and 1b of the test object 1 are provided is not parallel to the surface of the test substrate 2 facing the same, when pressed, the pressing plate 5f tilts, and the surface Can be aligned. Therefore, each terminal 1a of the device under test 1 can be brought into contact with the high-frequency signal wiring 2b of the test board 2 with a substantially uniform contact pressure.
In the above description, the case where an O-ring is used as the mechanism for aligning surfaces has been described. However, other well-known mechanisms can be used as the aligning mechanism. In short, when a force is applied from below, the applied force is reduced. Any mechanism may be used as long as the mechanism can tilt the pressing plate 5a accordingly.
Further, the distance between the base plate 5b and the pressing plate 5e can be made variable by using fine adjustment parts such as a spring and a micrometer. Further, the spring pressure of the spring 5c can be adjusted by changing the position of the spring stopper or changing the strength of the spring itself.
In the above embodiment, the case where the mechanism for aligning the surfaces is provided between the pressing plate 5e of the press jig 5 and the pressing plate mounting member 5d has been described. When an uneven force is applied, the test substrate 2 may be tilted.
[0014]
As described above, in the probing apparatus of the present embodiment, the high-frequency signal terminal 1a of the device under test 1 is directly pressed against the high-frequency signal wiring of the test board by the press jig 5, so that the connection line length of the high-frequency signal is minimized. it can.
In addition, terminals 1b such as a power supply terminal, a ground terminal, and a signal line of the test object other than the high-frequency signal of the device under test 1 are stably connected by the extendable probe pins 2b supported by the test substrate support 3 and the like. can do.
Furthermore, since only the high-frequency signal terminal 1a of the device under test 1 is connected to the high-frequency signal wiring 2b on the test board by pressing, even if the height of the terminal 1a of the device under test 1 is somewhat irregular, a relatively small pressing is performed. By force, all the terminals 1a can be connected to the high-frequency signal wiring 2b on the test board, and the pressing force can be reduced as compared with the conventional case where all the terminals are connected by the pressing force. In addition, damage to the high-frequency signal wiring 2b can be suppressed.
Further, since the press jig 5 is provided with a load limiting means including a spring 5a or the like, a predetermined load or more is not applied between the test object 1 and the test board 2, and the terminal of the test object 1 and the test board 2 can be protected.
Further, since the surface aligning mechanism having the O-ring 5f is provided, each terminal 1a of the device under test 1 can be brought into contact with the high-frequency signal wiring 2b of the test board 2 with a substantially uniform contact pressure.
[0015]
FIG. 5 is a diagram showing the entire configuration of a probing apparatus according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the terminal 1a of the device under test 1 and the high-frequency signal wiring 2b of the test board 2 in FIG. A case is shown in which a connection plate 7 (hereinafter, referred to as an interposer) having convex high-frequency signal connection terminals on both surfaces is provided therebetween.
The other configuration is the same as that shown in FIG. 1. As described above, the press jig 5 is provided with the load limiting means including the spring 5a and the like. 2 to protect the terminals of the device under test 1 and the high-frequency signal wiring 2b on the test board 2 from being applied.
The press jig 5 or the test substrate support 3 is provided with a surface alignment mechanism having the O-ring 5f and the like.
[0016]
FIG. 6 shows a configuration of a connection portion when the interposer 7 is interposed between the test object 1 and the test substrate 2 in FIG.
The interposer 7 has a configuration in which a convex high-frequency signal connection terminal 7b is provided on both surfaces of an insulator 7a made of a CFC-based substrate or the like, and a hole 7c through which a probe pin passes is provided in a connection terminal portion other than the high-frequency signal. . A pair of convex terminals (hereinafter referred to as "pumps") projecting from both sides of the insulating plate 7a are electrically connected in the vertical direction.
Note that the connection terminal 7b of the interposer 7 does not necessarily have to be convex as described above, and may be flat, or a flat (or convex) terminal may be provided on both surfaces of the insulating plate 7a. And these may be connected via a through hole.
[0017]
In this embodiment, as in the first embodiment, the probe pins 2a may be attached to the test board support 3, or the probe pins 2a may be directly attached to the back surface of the test board 2 for connection. It is good also as a structure which does.
As shown in FIG. 3, a second test board 6 for supplying power is provided below the test board 2, and probe pins fixed to the test board are directly connected through holes provided in the test board. May be configured.
Although only two high-frequency signal terminals 1a and two terminals 1b other than the high-frequency terminal are shown in FIGS. 5 and 6, as in the first embodiment, a high-frequency signal terminal, a power supply terminal, and a non-high-frequency signal terminal are provided. Are present, and there are ten to several tens ground terminals.
[0018]
In the present embodiment, as described above, the interposer 7 is interposed between the device under test 1 and the test substrate 2, and the high-frequency signal terminal 1 a of the device 1 under test and the high-frequency signal wiring 2 b of the test substrate 2 are interposer 7. Are connected via the connection terminals 7b provided in the interposer 7, even if the connection terminals 7b of the interposer 7 are damaged by pressing the device under test 1 to the test substrate 2 via the interposer 7. it can.
The high-frequency signal wiring portion of the test board 2 receiving the connection terminal 7b of the interposer 7 is plated with a strong material such as nickel plating, and the connection terminal 7b of the interposer 7 is made of a relatively soft plating material such as copper plating. By doing so, when the device under test 1 is pressed against the test board 2 via the interposer 7, the connection terminals 7b of the interposer 7 are deformed, and the variation in the height of the terminals 1a of the device under test 1 can be absorbed. it can.
For this reason, the electrical connection between the terminal 1a of the device under test 1 and the test board 2 can be made well, and the damage of the terminal of the device under test 1a and the high-frequency signal wiring of the test board 2 can be reduced. Can be.
In this case, the spring pressure F of the spring 5c of the press jig 5 is such that the load per probe pin is p, the number is n, the number of connection terminals 7b of the interposer 7 is m, and the load received by the connection terminals 7b is m. Assuming that q is the friction of the sliding portion and α is expressed by equation (1), as described above.
Therefore, if the spring pressure F is set so that the load q received by the connection terminal 7b of the interposer 7 becomes a predetermined value based on the above equation (1), the high frequency of the terminal of the test object 1a and the test board 2 The test object 1 and the test board 2 can be connected well without damaging the signal wiring and without crushing the connection terminals 7b of the interposer 7.
[0019]
(Supplementary Note 1) The device under test provided with a high-frequency signal terminal and a terminal other than the high-frequency signal terminal, the terminal, the high-frequency signal wiring on the test board, and the probing pin are electrically connected to each other to electrically connect the device under test. A probing device in a test device for testing characteristics,
The high-frequency signal terminal of the device under test is connected to the high-frequency signal wiring provided on the test substrate by pressing against the test substrate,
A probing apparatus, wherein a terminal other than the high frequency of the object to be inspected is connected to the probing pin using expansion and contraction of an elastic body.
(Supplementary Note 2) The test board is provided with a hole through which the probing pin passes,
The probing apparatus according to claim 1, wherein the probe pin is connected to a terminal other than the high-frequency terminal of the device under test via the hole.
(Supplementary Note 3) A connection plate composed of an insulator having an electric conductor for connecting a terminal of the test object and a high-frequency signal wiring on the test substrate is provided between the test substrate and the test object. The probing device according to appendix 1 or 2, characterized in that:
(Supplementary Note 4) There is provided pressing means for pressing the test object against a test substrate,
The probing apparatus according to attachment 1, 2 or 3, wherein the pressing means includes a load limiting means for preventing an excessive load from being applied to the test object, the test board, or the connection plate.
(Supplementary Note 5) There is provided pressing means for pressing the test object against a test substrate,
The pressing means or the means for supporting the test substrate includes a surface aligning mechanism for tilting the pressing means or the test substrate so that one surface of the device under test or the test substrate is aligned with the other surface facing the test object. 5. The probing device according to claim 1, wherein the probing device is provided.
(Supplementary Note 6) A test method of a device under test including a high-frequency signal terminal and a terminal other than the high-frequency signal terminal,
The high-frequency signal terminal of the device under test is connected to the high-frequency signal wiring provided on the test substrate by pressing against the test substrate,
A test method, characterized in that a terminal other than the high frequency of the object to be inspected is connected to a probing pin by utilizing expansion and contraction of an elastic body to test the electrical characteristics of the object to be inspected.
[0020]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the following effects can be obtained.
(1) Transmission of a high-frequency signal by a probe pin in the past has been limited by the loss due to the line length and the upper limit has been limited. However, according to the present invention, the high-frequency signal can be connected with the shortest line or a line length close to the shortest, so that 10 GHz It can be used up to the above high frequency, and does not require an expensive high frequency probe.
(2) By interposing a connection plate (interposer) composed of an insulating plate having a conductor between the test object and the test board, damage to the test board can be reduced. In addition, since the interposer can be easily replaced, the operation efficiency can be improved.
(3) The load applied to the test object, the test substrate, or the conductor of the connection plate can be limited by providing the load limiting means on the press jig for pressing the test object against the test substrate. Damage to the terminals, the wiring of the test board, and the conductor of the connection board can be reduced.
(4) A pressing jig for pressing the test object against the test substrate or a means for supporting the test substrate is provided with a surface alignment mechanism such that one surface of the test object or the test substrate is aligned with the other surface facing the test substrate. Thus, stable electrical connection between the high-frequency signal terminal of the device under test and the conductor of the test board can be ensured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a probing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a connection portion between a test object 1 and a test board 2 in FIG.
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example when a second test board for power supply is provided.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a press jig.
FIG. 5 is a diagram illustrating an overall configuration of a probing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration example when an interposer is interposed between a test object and a test substrate.
FIG. 7 is a diagram showing a conventional example in which all terminals of an object to be inspected and wiring of a test board are connected using probe pins.
FIG. 8 is a diagram showing a conventional example in which an anisotropic conductive rubber sheet is connected between a test substrate and a test object.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inspection object 2 Test board 3 Test board support part 4a Input connector 4b Output connector 5 Press jig 6 Second test board 7 Interposer

Claims

高周波信号端子と高周波信号端子以外の端子を備えた被検査体と、
上記端子と、試験基板上の高周波信号配線およびプロービングピンとを電気的に接続し、上記被検査体の電気的特性を試験する試験装置におけるプロービング装置であって、
上記被検査体の高周波信号端子を、上記試験基板に押し付けて上記試験基板上に設けられた高周波信号配線に接続し、
上記被検査体の高周波以外の端子を、弾性体の伸縮を利用して上記プロービングピンに接続する
ことを特徴とするプロービング装置。A device under test having a high-frequency signal terminal and a terminal other than the high-frequency signal terminal,
A probing apparatus in a test apparatus for electrically connecting the terminal and a high-frequency signal wiring and a probing pin on a test board to test an electrical characteristic of the device under test,
The high-frequency signal terminal of the device under test is connected to the high-frequency signal wiring provided on the test substrate by pressing against the test substrate,
A probing apparatus, wherein a terminal other than the high frequency of the object to be inspected is connected to the probing pin using expansion and contraction of an elastic body.

上記試験基板には、上記プロービングピンが貫通する穴が設けられ、
上記穴を介して、上記プローブピンを、被検査体の高周波端子以外の端子に接続する
ことを特徴とする請求項１のプロービング装置。The test substrate is provided with a hole through which the probing pin passes,
2. The probing apparatus according to claim 1, wherein the probe pin is connected to a terminal other than the high-frequency terminal of the device under test via the hole.

試験基板と被検査体の間に、被検査体の端子と、試験基板上の高周波信号配線を接続する電気的な導電体を有する絶縁体で構成された接続板を設ける
ことを特徴とする請求項１または請求項２のプロービング装置。A connection plate comprising an insulator having an electrical conductor for connecting a terminal of the test object and a high-frequency signal wiring on the test substrate is provided between the test substrate and the test object. The probing apparatus according to claim 1 or 2.

上記被検査体を試験基板に押しつける押し付け手段を備え、上記押し付け手段は、被検査体、試験基板、もしくは上記接続板に過大な荷重が加わらないようにするための荷重制限手段を備えた
ことを特徴とする請求項１，２，３のプロービング装置。The test object is provided with pressing means for pressing the test object against a test board, and the pressing means is provided with a load limiting means for preventing an excessive load from being applied to the test object, the test board, or the connection plate. The probing apparatus according to claim 1, 2, 3, or 3, wherein:

上記被検査体を試験基板に押しつける押し付け手段を備え、上記押し付け手段もしくは上記試験基板を支持する手段は、被検査体もしくは試験基板の一方の面が対向する他方の面にならうように、上記押し付け手段もしくは上記試験基板を傾けるための面揃え機構を備えている
ことを特徴とする請求項１，２，３または請求項４のプロービング装置。The test device further includes pressing means for pressing the test object against a test substrate, and the pressing means or the means for supporting the test substrate is configured such that one surface of the test object or the test substrate follows the other surface facing the test object. 5. The probing apparatus according to claim 1, further comprising a pressing means or a plane aligning mechanism for tilting the test substrate.