专利名称：在基片测试系统中用于连接测试头和探针板的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及基片测试系统，更确切地说，涉及在基片测试系统中用于连接测试头和探针板的装置。
基片测试系统通常包含测试头和探针板。该探针板包含触点的图形，用于对半导体基片上形成的集成电路的各部分进行电探测。该测试头其构成用于激励各种探针板中的触点以便实现在集成电路内部的特定测试操作程序。在实行测试程序的过程中，该测试头接收来自集成电路经过探针板的触点的输出信号。该输出信号代表被测试的集成电路的电特性。探针板和测试头对于一个特定的集成电路以及在某些情况下对于特定的测试程序是按统一方式构成的。因此，探针板和/或测试头必须随不同的集成电路和测试程序而变化。
测试头和探针板通过一种通常称之为“pogo”单元的连接装置彼此实现电连接。该“pogo”单元与测试头衔接或者与测试头相关连的某些中间连接结构，以及探针板相衔接。pogo单元包含称之为插针的弹性装入式触点阵列。pogo插针的分布将在探针板上的触点电连接到对应在测试板上的触点。Pogo探针的弹性力有助于将探针板上的多个触点与测试头之间的电连接保持一致。当测试头和探针板与该pogo单元相衔接时对插针施加压力，各插针回应弹性力，从而增强连接压力。插针的回弹性通常保障在测试操作过程中的适当的连接压力而不管测试头或者是探针板是否产生平面变形。
本发明涉及在基片测试系统中用于连接测试头和探针板的装置。该连接装置包含一些部件，其有助于控制阻抗和降低相互干扰。因而，该连接装置对于高速测试应用场合具有特殊的优点。该连接装置可以包含例如离散的导电导管的阵列，其容纳单个的导电的元件例如pogo插针。该导管如果需要可以是绝缘的，以便降低泄漏。导管可以由金属构成，并且终止在绝缘界面板中，用以改进阻抗匹配。可以装有一些间隔元件，以便从形体上和电气上隔离相邻各行导电导管。此外，可以将各相邻的导电元件以交替的方式连接到地和信号电位，从而使得在一公共行中的信号传输元件由于接地元件而彼此隔离。
在一个实施例中，本发明提供一种在基片测试系统中用于连接测试头和探针板的装置，该装置包含具有一些第一插孔的第一板、具有一些第二插孔的第二板、在第一板和第二板之间延伸的一些导管，每个导管具有安装在其中一个第一触点处的第一端，以及安装在其中一个第二触点处的第二端，配置在该导管内部的导电元件，每个导电元件具有经过其中一个第一插孔可接触的第一端以及经过其中一个第二插孔可接触的第二端。
在另一个实施例中，本发明提供一种在基片测试系统中用于连接测试头连接结构和探针板连接结构的装置，该装置包含具有一些第一插孔的第一绝缘板、具有一些第二插孔的第二绝缘板、在第一板和第二板之间延伸的一些金属导管，每个导管具有安装在其中一个第一插孔处的第一端，以及安装在其中一个第二插孔处的第二端，其中细长的导管通常排列成行，配置在相邻各行导管之间的电隔离元件，以此降低电的相互干扰，以及配置在导管内部的导电元件，每个导电元件具有经过其中一个第一插孔可接触的第一端以及经过其中一个第二插孔可接触的第二端。
在再一个实施例中，本发明提供一种在基片测试系统中用于连接测试头连接结构和探针板连接结构的装置，该装置包含具有一些第一插孔的第一绝缘板、具有一些第二插孔的第二绝缘板、在第一板和第二板之间延伸的一些导管，每个导管具有安装在其中一个第一插孔内的第一端，以及安装在其中一个第二插孔内的第二端，其中的导管通常排列成行，配置在导管内部的导电元件，每个导电元件具有经过其中一个第一插孔可接触的第一端以及经过其中一个第二插孔可接触的第二端，其中，在每行导管中的交替导通的元件传输公共地信号以及在交替导通的元件之间的导电元件传输数据信号，因此降低了电的相互干扰，以及配置在相邻各行的导管之间的电隔离元件，以此降低电的相互干扰。
在一个附加实施例中，本发明提供一种基片测试装置，其包含具有一些第一插针的测试头连接结构、具有一些第二插针的探针板连接结构、具有容纳第一插针的第一插孔的第一板、具有容纳第二插针的第二插孔的第二板、在第一板和第二板之间延伸的导管，每个导管具有在其中一个第一触点处安装的第一端以及在其中一个第二触点处安装的第二端，配置在导管之间的导电元件，每个导电元件具有经过其中一个第一插孔利用其中一个第一插针可接触的第一端以及经过其中一个第二插孔利用其中一个第二插针可接触的第二端，因此某些第一插针与至少某些第二插针电连接。
根据如下的详细介绍和各权利要求使得本发明的其它优点、特征以及一些实施例将变得更加清楚。
附
图1是用于一个基片测试设备的连接装置的一部分的透视示意图。
附图1是根据本发明的一个实施例的连接装置12的一个部分的透视示意图。连接装置12可以包含在具有在基片测试操作中常用的测试头和探针板的基片测试装置中。连接装置12将测试头连接到探针板。可以在测试头和探针板之间直接连接装置12。另外，测试头和/或探针板可以装有与连接装置12可以对接的中间连接机构。如附图1所示，装置12包含第一板18、第二板20、导管22，以及分隔元件24。第一板18接近测试头，而第二板20接近探针板。导管22以及分隔元件24在第一板18和第二板20之间延伸。导管22通常是细长和管状的，以及例如可以具有圆形的或矩形的横断面。每个导管22容纳一个弹性装入的导电元件，例如为通常称之为pogo插针类型的。作为一种替换方案，导管22可以容纳一个插针-插孔式连接件。所述的导电元件将与测试头相关的触点电连接到与探针板相关联的对应的触点。与测试头和探针板相关联的触点可以包含插针。
第一板18包含第一槽26以及第一插孔28。与之相似，第二板20包含第二槽30以及第二插孔32。插孔28、32是由分别通过第一和第二板18、20延伸的孔形成的。每个导管22包含在第一插孔28处安装的第一端以及在第二插孔32处安装的第二端。导管22最好安装在由第一和第二插孔28、32形成的孔的内部。可以使用焊接或粘结剂或者摩擦结合以便将导管22固定在插孔28、32内部。对于焊接连接，插孔28、32可以包含一种围绕该孔配置的导电印刷线。槽26、30分别经过第一和第二板18、20横向延伸。每个分隔元件24通常呈平面状，并且具有安装在第一槽26内部的第一端以及安装在第二槽28内部的第二端。分隔元件24可以例如利用粘结剂或者摩擦结合安装在槽26、30的内部。
第一和第二板18、20最好为环形，即形成环状的结构。每个环可以基本上为圆形的或者为矩形的。插孔28、32可以按照与特定组合的测试头和探针板的界面要求相一致的预期图形分布。换句话说，插孔28、32的分布适于容纳分别来自测试头和探针板的按对应图形排列的插针。与测试头和探针板相关联的插针深入到插孔28、32中，以便与在各自导管22中配置的导电元件相对的端部相衔接。如在附图1中表示的，插孔24、26通常可以按照相互垂直的行的形式排列。另外，插孔24、26通常可以按照径向行的形式排列，使得各行通常沿环形板的半径方向延伸。无论在哪种情况下，槽26、30的方位最好与所选择的插孔图形相一致，使得各槽将相邻各行的插孔24、26彼此分开。槽26、30及插孔28、32可以连续地或者以围绕由板18、20形成的圆环的离散的区段分布。
容纳在连接装置12中的导管22内部的导电元件可以包含第一插针部份、第二插针部分、以及弹性部分。各插针部分分别伸入到插孔28、32中。在板18、20与测试头和探针板相衔接时，与测试头和探针板相关联的导电插针，或者某些中间连接器结构伸入到插孔28、32中。因此与测试头和探针板相关联的插针将与各插针区段部分相衔接。利用所说的弹性部分，导电元件可以弹性方式受到压迫。换句话说，响应于由各自的触点对于第一和第二插针区段作用的压力，该弹性部分作用一个相反的弹性力。按照这种方式，该导电元件增强了与测试头和探针板相关联的对应的插针的连接压力。因此，测试头和探针板的平面变形很少可能引起沿着各插针分布的接触不均匀性。以此导电元件经过第一和第二插针区段使与测试头和探针板相关联的触点形成电连接。
连接装置组件12包含一些部件，其有助于控制阻抗和降低在到各导电元件之间的相互干扰。可以将绝缘材料施加到导管22外部，以便降低泄漏或者进一步控制阻抗。导管22最好由金属构成，然而为了降低阻抗要使有效阻抗与板18、20配合实现匹配。具体地说，板18、20可以由绝缘材料构成。此外，可以沿板18、20调节接地电路图形密度以便进一步控制阻抗。例如，该接地线路图形密度比如在板18、20上金属印刷线的密度可以沿径向方向调节，从而使得朝向该板内径的插针比在外直径处具有较小的接地密度。
金属导管22可以终止在绝缘板18、20中，用于改进阻抗匹配。此外，板18、20可以包含印刷电路板，即除了由绝缘材料构成以外，包含用于使所需的导电元件相互连接和/或者电路元件或者器件的安装的导电印刷线。比如，每个板18、20可以包含通常将与导电元件相关连的各种插孔28、32与电源和地电位相连接的印刷线。分隔元件24还提供导电元件的附加绝缘。具体地说，该分隔元件24从形体上将各行导管22彼此分开。
此外该分隔元件24可以由金属构成，以便形成在相邻的各行导管22之间的屏蔽作用。适用于导管22和分隔元件24金属可为铍青铜。分隔元件24可以连接到接地电位的任何一个导管22、插孔28、32。作为进一步的措施，导电元件可以按照交替的方式连接到地电位和信号电位，这样在以同一行中的信号传输元件由于接地元件而彼此分开。
上述特征的最终结果是使连接装置12能够实现控制阻抗和降低相互干扰，这两种作用对于高速测试应用场合是特别优越的。此外，分隔元件24可以提供增强的绝缘，用以降低相互干扰以及使得为了更长机械寿命能够使用更大直径的导管22。更大直径的导管22可以使得能够形成更大的弹性触点，它们在机械上更强固。
为了更好的理解本发明，上面已经进行了更详细的介绍，其仅用于作示范说明。在不脱离所提出的权利要求的构思和范围内，很明显本技术领域的技术人员可以进行很多改进。
权利要求
1.一种在基片测试系统中用于连接测试头和探针板的装置，该装置包含具有一些第一插孔的第一板；具有一些第二插孔的第二板；在所述第一板和第二板之间延伸的一些导管，每个所述的导管具有在其中一个所述第一触点处安装的第一端和在其中一个所述的第二触点处安装的第二端；以及配置在所述导管内部的导电元件，每个所述导电元件具有经过其中一个第一插孔可接触的第一端和经过其中一个第二插孔可接触的第二端。
2.据权利要求1所述的装置，其中某些导管包含电绝缘材料。
3.根据权利要求1所述装置，其中第一所述和第二板中的每一个包含印刷电路板。
4.根据权利要求1所述装置，其中第一所述和第二板中的每一个包含绝缘材料。
5.根据权利要求1所述装置，其中第一所述和第二板中的每一个为环形。
6.根据权利要求1所述装置，其中每个所述导电元件中的第一端固定在其中一个第一插孔内以及每个所述导电元件的第二端固定在其中一个第二插孔内。
7.根据权利要求1所述的装置，其中该导电元件和插孔通常是按行排列，并且在每行导管中的交替导通元件其构成适于连接到一公共的地电位，以及在该交替导通元件之间的某些导电元件其构成适于传输数据信号，该装置还包含配置在某些行的导管之间的电屏蔽元件，其中某些电屏蔽元件与某些连接地电位的交替导通元件电连接。
8.根据权利要求6所述的装置，其中所述各行导电元件和插孔按照相互垂直的形式排列。
9.根据权利要求6所述的装置，其中每个第一和第二板是环形的并且通常为圆形，以及各行导电元件和插孔按照径向分布的形式排列。
10.根据权利要求1所述的装置，其中所述导电元件和插孔通常按行排列，以及每个所述的第一和第二板包含有槽，其取向平行于各行并配置在其间，该装置还包含安装在该槽内部并延伸在所述第一和第二板之间的屏蔽元件，以便降低在所述导管内部配置的相邻各行的所述导电元件之间的相互干扰。
11.根据权利要求1所述的装置，其中每个所述的导电元件响应于在该导电元件的第一和第二端部施加的作用力是弹性可压缩的。
12.根据权利要求1所述的装置，其中所述每个导管为圆柱管形。
13.一种在基片测试系统中用于连接测试头连接结构和探针板连接结构的装置，该装置包含具有一些第一插孔的第一绝缘板；具有一些第二插孔的第二绝缘板；在所述第一板和第二板之间延伸的一些金属导管，每个所述导管具有在其中一个所述第一插孔处安装的第一端和在其中一个所述第二插孔处安装的第二端，其中，该细长的导管通常按行排列；配置在相邻各行导管之间的电屏蔽元件，因此降低电的相互干扰，以及配置在所述导管内部的导电元件，每个所述的导电元件具有经过其中一个第一插孔可接触的第一端和经过其中一个第二插孔可接触的第二端。
14.根据权利要求13所述的装置，其中某些所述的导管包含电绝缘材料。
15.根据权利要求13所述装置，其中所述第一和第二板中的每一个包含印刷电路板。
16.根据权利要求13所述装置，其中第一所述和第二板中的每一个为环形。
17.根据权利要求13所述装置，其中每个所述导电元件中的第一端固定在其中一个第一插孔内以及每个所述导电元件的第二端固定在其中一个第二插孔内。
18.根据权利要求13所述装置，其中在每行导管中的交替导通元件其构成适于连接到一公共的地电位，以及在该交替导通元件之间的某些导电元件其构成适于传输数据信号，某些电屏蔽元件电连接到某些其构成适于传输地电位的交替导通元件。
19.根据权利要求18所述装置，其中每个所述第一和第二板包含有槽，其取向平行于所述的各行并配置在其间，还包含安装在该槽内部并延伸在所述第一和第二板之间的屏蔽元件，以便降低在所述导管内部配置的相邻各行的所述导电元件之间的相互干扰。
20.根据权利要求18所述装置，其中所述每个导电元件响应于在导电元件的第一端和第二端处施加的作用力是弹性可压缩的。
21.一种在基片测试系统中用于连接测试头连接结构和探针板连接结构的装置，该装置包含具有一些第一插孔的第一绝缘板；具有一些第二插孔的第二绝缘板；在所述第一板和第二板之间延伸的一些导管，每个所述导管具有在其中一个所述第一插孔处安装的第一端和在其中一个所述第二插孔处安装的第二端，其中，该细长的导管通常按列排列；配置在导管内部的导电元件，每个所述导电元件具有经过其中一个所述第一插孔可接触的第一端和经过其中一个所述第二插孔可接触的第二端，其中在每行导管中的交替导通元件传输一公共的地电位信号，以及在该交替导通元件之间的某些导电元件传输数据信号，因此降低电的相互干扰，以及配置在所述相邻各行导管之间的电屏蔽元件，以此降低电的相互干扰。
22.一种基片测试系统，包含具有一些第一插针的测试头连接结构；具有一些第二插针的探针板连接结构；具有容纳所述第一插针的第一插孔的第一板；具有容纳所述第二插针的第二插孔的第二板；在所述第一板和第二板之间延伸的一些导管，每个导管具有在其中一个第一触点处安装的第一端和在其中一个第二触点处安装的第二端，配置在所述导管内部的导电元件，每个所说的导电元件具有经过其中一个所述第一插孔利用其中一个所述第一插针可接触的第一端和经过其中一个所述第二插孔利用其中一个所述第二插针可接触的第二端，因此使某些所述第一插针电连接到至少某些所述第二插针。
全文摘要
一种在基片测试系统中用于连接测试头和探针板的装置,其包含一些有助于降低阻抗和降低相互干扰的部件,其使该连接装置对于高速测试应用场合是特别有利的。该连接装置例如可以包含离散的导电导管的阵列,导管其中容纳单个导电元件。如果需要,该导管可以是绝缘的,以便降低泄漏。此外,该导管可以由金属构成,以及终止在绝缘界面板中,用于改进阻抗匹配。可以装有一些分隔元件,以便从形体上和电气上隔离相邻各行的导电导管。此外可以连接各相邻的导电元件以便按照交替的方式传输地和信号电位,使得在一公共行中的信号传输元件由于接地传输元件而彼此隔离。
文档编号H01L21/66GK1248063SQ9911164
公开日2000年3月22日 申请日期1999年7月30日 优先权日1998年7月30日
发明者D·W·史密斯, T·W·萨金特四世 申请人:英泰斯特爱皮有限公司