高性能檢測器接口模塊制造技術(shù)

一種用于將多個檢測器電子通道連接于設(shè)備接口板的檢測器接口組件，包括至少一個具有多個同軸電纜的導(dǎo)線組件。每一電纜包括一個具有中央導(dǎo)體和一個屏蔽層的主體。屏蔽層同軸地包圍中央導(dǎo)體，并由絕緣層與中央導(dǎo)體隔離。每一電纜還包括一個末端，它的結(jié)構(gòu)與主體類似，中央導(dǎo)體及屏蔽層的末端的最尖端上放置了導(dǎo)電焊點。導(dǎo)線利用內(nèi)部空穴構(gòu)成的腔體，以封閉空間的關(guān)系接收電纜末端，使得末端構(gòu)成一個接口嚙合平面。一個順從內(nèi)部連線置于導(dǎo)線組件和設(shè)備接口板之間，其中多個導(dǎo)體用于沿著嚙合平面與電纜末端嚙合。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及用于檢測半導(dǎo)體設(shè)備的自動檢測儀器，更特別地，涉及一種用于將一個半導(dǎo)體檢測器與一個處理裝置電學(xué)相連的檢測器接口模塊。一種現(xiàn)有類型的自動檢測系統(tǒng)包括一個計算機(jī)驅(qū)動的檢測控制器和一個通過高負(fù)載多電纜與控制器電學(xué)相連的檢測頭。操作者在機(jī)械上支持檢測頭。檢測頭通常包括多個通道插件，這些通道插件裝配有生成每一I/O引腳的信號或模型或者生成一個或多個被測設(shè)備(DUT)的接觸所需要的電子引腳。檢測頭的一種主要用途是將通道插件電子引腳放置在盡可能與DUT接近的地方，從而減小信號在其間傳播所必需的距離。檢測頭與DUT接合的信號通道的長度及結(jié)構(gòu)通常稱為檢測器接口，它直接影響信號延遲及信號損失。因此，電子引腳與DUT之間互聯(lián)的檢測器接口方案在半導(dǎo)體檢測器能夠達(dá)到的準(zhǔn)確度上起到重要作用。參考附圖說明圖1，一個現(xiàn)有的高性能檢測器接口包括一個連接器模塊12，它容納多個同軸電纜14的終端。每一電纜的信號導(dǎo)線(未顯示)聯(lián)接至一個合適的彈簧偏壓觸點，通常稱為彈簧引腳16，同時每一電纜的屏蔽聯(lián)接到信號的彈簧套管。信號彈簧套管以靠邊的方式連接到模塊12，作為接地接頭。接地彈簧引腳組件18與信號彈簧套管相連，從而通過一個設(shè)備接口板(DIB，未顯示)連續(xù)于接地通路。通常，多個接地通道圍繞每一信號通道，從而減小高頻干擾。盡管上面介紹的現(xiàn)有的基于彈簧的檢測器接口在某些應(yīng)用中工作良好，但它的一個缺點是操作帶寬限制在1GHz左右。在這種高頻情況，信號通道的性能仿效傳輸線，通常需要匹配的50歐姆環(huán)境。偏離50歐姆常導(dǎo)致信號降低，進(jìn)一步導(dǎo)致同步不準(zhǔn)確以及類似問題。檢測器的不準(zhǔn)確可能造成設(shè)備在閾值附近操作時發(fā)生故障。如上所述的現(xiàn)有的接口信號通道結(jié)構(gòu)通常使用很多連接和終端，它們都影響特征阻抗。這些結(jié)構(gòu)經(jīng)常在高頻引起反射，這些反射降低1GHz附近的頻率信號。因此，對于半導(dǎo)體設(shè)備在不低于1GHz范圍的高速高精確度檢測，現(xiàn)有的彈簧引腳接口方案并不好。對于高通道計數(shù)檢測器，現(xiàn)有的彈簧引腳還存在密度問題。例如，通常認(rèn)為要檢測一個1024個引腳的半導(dǎo)體設(shè)備的每一引腳，檢測器應(yīng)至少具有1024條通道(通道與引腳一一對應(yīng))。如此多的信號通道需要接地及電源連接，常造成在檢測器和DUT之間超過六千個接口連接。通常中心間距約為0.150英寸，六千個彈簧引腳的可達(dá)到的密度或“間距”將需要一個超乎想象的巨大的DIB。對于許多需要非常有效的“臺面面積”來最大化可利用空間的半導(dǎo)體設(shè)備制造者，這是不能接收的。另外，這還將需要DIB上的長軌跡向或從DUT傳遞信號。在授予Saito的美國專利No.5,944,548 to Saito中公開了一個避免檢測器接口使用現(xiàn)有的彈簧引腳的建議。該專利公開了一個浮動同軸連接器方案，使用一個具有特大開口的放置在中間的覆蓋元件。開口接收一個彈簧元件，并偏向一個陰連接器以與一個陽連接器配對。開口構(gòu)造為可以放入配對的同軸連接器的微小樞軸，據(jù)稱其將制造標(biāo)準(zhǔn)連接的困難最小化。盡管這種結(jié)構(gòu)對它所適應(yīng)的應(yīng)用是有益的，但在探測器端部完成每一檢測器通道的相對較大的同軸連接器時，出現(xiàn)上述關(guān)于通道密度以及全部檢測器“臺面面積”尺寸的問題。一種避免使用現(xiàn)有的彈簧引腳并在最大化檢測器通道密度的同時提供帶寬信號性能的檢測器接口是人們需要而至今難以獲得的。可以相信這些性能將用于半導(dǎo)體設(shè)備檢測的花費減到最少。本專利技術(shù)的檢測器接口模塊滿足這些要求。為了實現(xiàn)前面提到的優(yōu)點，本專利技術(shù)的一種形式包含了一個檢測器接口組件，用于將多個檢測器電學(xué)通道與一個設(shè)備接口板相連。該檢測器接口組件包括至少一個具有多個同軸電纜的導(dǎo)線組件。每一電纜包括一個具有中央導(dǎo)體的主體和一個屏蔽層。屏蔽層同軸地包圍中央導(dǎo)體，并由絕緣層與中央導(dǎo)體隔離。每一電纜還包括一個末端，它的結(jié)構(gòu)與主體類似，中央導(dǎo)體及屏蔽層的末端的最尖端上放置了導(dǎo)電焊點。導(dǎo)線利用內(nèi)部空穴構(gòu)成的腔體，以封閉空間的關(guān)系接收電纜末端，使得末端構(gòu)成一個接口嚙合平面。一個順從內(nèi)部連線置于導(dǎo)線組件和設(shè)備接口板之間，其中多個導(dǎo)體用于沿著嚙合平面與電纜末端嚙合。在另一種形式中，本專利技術(shù)包含一個同軸電纜，用于傳送高頻信號。該同軸電纜包括一個具有中央導(dǎo)體的主體和一個屏蔽層。屏蔽層同軸地包圍中央導(dǎo)體，并由絕緣層與中央導(dǎo)體隔離。末端與主體類似，其中的絕緣體包括一層環(huán)形靜電放電聚合體。在另一種形式中，本專利技術(shù)包含一種將多個檢測器通道連接于設(shè)備接口板(DIB)的方法。該方法包括從檢測器電子引腳向DIB布線多個同軸電纜的步驟，并在同軸電纜和DIB之間放置一個順從內(nèi)部連線。由以下的詳細(xì)說明，結(jié)合附圖，可以更清楚地理解本專利技術(shù)的其他特征和優(yōu)點。圖1是現(xiàn)有技術(shù)的接口模塊的部分透視圖；圖2是一個通過本專利技術(shù)的檢測器接口模塊與處理設(shè)備相連的半導(dǎo)體檢測頭的框圖；圖3是多個互聯(lián)的檢測器模塊的部分透視圖；圖4是圖2中線4強(qiáng)調(diào)的區(qū)域的剖面圖；以及圖5是構(gòu)造本專利技術(shù)檢測器接口模塊的流程圖。參考圖2、3和4，根據(jù)本專利技術(shù)的第一個實施的檢測器接口模塊50包括多個導(dǎo)線同軸電纜52。電纜包括各自的中央導(dǎo)體54(圖4)，中央導(dǎo)體由雙屏蔽層56和57(圖4)同心地覆蓋，并由圓筒狀的絕緣材料層58與屏蔽層隔離。為得到最佳效果，使用鍍銀的銅導(dǎo)線編織物同心環(huán)繞鍍銀的銅帶，構(gòu)成雙屏蔽層。電纜外罩一層薄絕緣體59。為了最大化導(dǎo)體密度，可以使用Suhner Multiflex Corp.生產(chǎn)的Multiflex86型號的電纜。每一電纜52的近端終止于一個高密度同軸連接器(未顯示)中，該連接器與一個底板組件配對放置于檢測頭內(nèi)。底板組件連接于檢測頭通道插件。成束的電纜52的末端以一種高間距的關(guān)系終止于金屬空腔60(圖2和3)中，形成高密度導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。該空腔包含一個加長的矩形塊(圖2)，該矩形塊由空間分離的孔陣列組成，形成一個接收電纜末端的容器。如下面將詳細(xì)介紹的那樣，電纜末端安裝在空腔內(nèi)，使得電纜末端形成一個嚙合平面。現(xiàn)在參考圖4，每一電纜末端包括一個成形的尖端部分62(由括號指示)，它適合于嚙合在順從元件80中形成的相應(yīng)的寄存觸點。套圈63固定在屏蔽層外圍。為補(bǔ)償套圈和中央導(dǎo)體54之間的相對直徑的變化，將一個圓筒狀的接觸件65焊在中央導(dǎo)體末端周圍，以增加它的直徑。由于中央導(dǎo)體和接地屏蔽之間的閉合空間特性，以及所傳送的相對高的電壓信號，每一同軸電纜的尖端部分62包括一個環(huán)形晶片狀的靜電放電(ESD)聚合物層70。該聚合物分散中央導(dǎo)體54和屏蔽層56之間瞬間爆發(fā)的高電壓。聚合物環(huán)狀沉積于中央導(dǎo)體和屏蔽層之間，為伊利諾伊州Des Plaines的Littelfuse Inc.的產(chǎn)品。為了提供與順從元件80的可靠電學(xué)接觸，中央導(dǎo)體和屏蔽層的末端鍍有由銅72、鎳73和金74構(gòu)成的第一和第二層。進(jìn)一步參考圖4，順從元件80包含一個置于探針插件82上的插入器，該插入器由散布有充分垂直直立的并在空間上精確分離的導(dǎo)體84的可壓縮材料構(gòu)成。可以使用Fuji Poly，Inc生產(chǎn)的一種結(jié)構(gòu)。或者可以使用Shin-Etsu Corp.的包含多個.001毫米直徑導(dǎo)體的.004 X.004毫米柵格(導(dǎo)體間的相對間距)。這兩種結(jié)構(gòu)都可用來提供與各電纜觸點72、73、74的充分接觸，并向下面的探針插件觸點86傳送信號。一個夾具(未顯示)使順從元件在電纜本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種用于傳送高頻信號的同軸電纜，所述同軸電纜包括：一個具有一個中央導(dǎo)體和一個屏蔽層的主體，其中屏蔽層同軸環(huán)繞所述中央導(dǎo)體，并由絕緣層與所述中央導(dǎo)體隔離；和一個末端，該末端與所述主體類似地構(gòu)造，其中絕緣體包括一個環(huán)狀靜電放電聚合物層。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：弗蘭克帕里什，阿拉什貝赫齊，德里克卡斯泰拉諾，阿瑟E萊克爾斯特，唐納德埃里克湯普森，喬納森M貝克爾，
申請(專利權(quán))人：泰拉丁公司，
類型：發(fā)明
國別省市：US[美國]