JP2005504991A

JP2005504991A - Coaxial tilt pin jig for inspecting high frequency circuit boards

Info

Publication number: JP2005504991A
Application number: JP2003534925A
Authority: JP
Inventors: ジェイ．ジョンストン，チャールズ
Original assignee: デラウェアキャピタルフォーメーション，インコーポレイテッド
Priority date: 2001-10-10
Filing date: 2001-10-10
Publication date: 2005-02-17
Also published as: WO2003031995A1; EP1438591A1; CN1559008A

Abstract

高周波または高速デジタル回路板を検査するのに使用する伝達治具に関する。伝達治具は、ピン支持頂部プレート（２６）と、基部プレート（３２）と、検査分析器から検査中の回路板（１６）までの信号経路を提供するように伝達治具に組み込まれるインピーダンスが一定な同軸検査ピン（２３）とを有する。検査中の回路板は頂部プレートの上面に接続される。同軸ピンのインピーダンスは検査中の回路板のインピーダンスおよび検査分析器のインピーダンスに整合せしめられる。同軸ピンに加えられる力は、ピンが検査中の回路板の検査点と確実に接触するようにする。この力は、基部プレートの下方のコンプライアント検査インターフェイス（１０）に取付けられたバネ荷重プローブ（１２）によって加えられる。あるいは、上記力は、検査中の回路板と、基部プレートまたは検査分析器に接続された第二回路板との相対移動によりピンがオイラー座屈することによって加えられる。The present invention relates to a transmission jig used for inspecting a high-frequency or high-speed digital circuit board. The transfer jig has an impedance built into the transfer jig to provide a signal path from the pin support top plate (26), the base plate (32), and the circuit board (16) under test to the circuit board under test (16). With a constant coaxial inspection pin (23). The circuit board under test is connected to the top surface of the top plate. The impedance of the coaxial pin is matched to the impedance of the circuit board under test and the impedance of the test analyzer. The force applied to the coaxial pin ensures that the pin is in contact with the test point of the circuit board under test. This force is applied by a spring loaded probe (12) attached to a compliant inspection interface (10) below the base plate. Alternatively, the force is applied by the Euler buckling due to the relative movement of the circuit board under test and the second circuit board connected to the base plate or test analyzer.

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波プリントデジタル回路板または高速プリントデジタル回路板またはこれら回路板上に取付けられた構成要素の自動検査に関し、より詳細には検査分析器からこのような回路板または構成要素に検査信号を伝達するのに使用されるインピーダンス整合伝達治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント回路板をチェックする自動検査機では検査中にプリント回路板が取付けられる「ピンベッド（bed of nails）」型の検査治具または相互接続具が長く使用されている。この検査治具はバネ荷重を加えられた多数のピン状プローブを有し、これらプローブはバネ圧力のもとで検査中のプリント回路板上の指定の検査点と電気的に接触するように配設される。なお、この検査中のプリント回路板は検査中ユニットまたは「ＵＵＴ」とも呼ばれる。プリント回路板に形成される特定の回路は他の回路とは異なっており、したがって、プリント回路板の検査点と接触するピンベッド構成をこの特定のプリント回路板用に特別に作らなくてはならない。検査すべき回路が設計されると、その回路をチェックするのに使用される検査点のパターンが選択され、このパターンに対応する検査プローブ列が検査治具に形成される。このことは概して検査プローブの特定の配列に適合するようなパターンの孔をプローブプレートに開け、プローブプレート上に開けられたこれら孔に検査プローブを取付けることにより行われ、コンプライアント検査インターフェイスまたはプローブフィールドが形成される。次いでプリント回路板は、検査プローブ列上に重ねられた検査治具に取付けられる。検査の間、バネ荷重が加えられた検査プローブは検査中のプリント回路板の検査点にバネ圧力で接触せしめられる。そして電気検査信号がプリント回路板から検査プローブへ送信され、そして検査治具の外へ送信され、該電気信号が高速電子検査分析器に伝達され、プリント回路板上の回路の様々な検査点間の導通状態および導通状態の欠陥を検出する。
【０００３】
検査治具の代表的な種類は、いわゆる「グリッドタイプ」の検査治具である。回路板上のランダムパターンの検査点と伝達ピンが接触し、伝達ピンは受信器にグリッドパターンで配設されたインタフェイスピンに検査信号を伝達する。代表的なグリッド治具は、予め定められたパターンを形成するように等距離に離間された開口を有するコンプライアント検査インターフェイスまたはプローブフィールドを有する。このタイプのコンプライアント検査インターフェイスは、グリッドを形成する予め定められた開口のパターンにより、一般にグリッドまたはグリッドベースとして参照される。グリッドタイプの検査治具は、膨大な量のスイッチを備えた検査電子機器を有する。スイッチは、グリッドベースの開口に嵌め込まれた検査プローブを、電子検査分析器の対応する検査回路に接続する。グリッド検査器の一つの実施形態では、４０，０００個ものスイッチが使用される。このような検査器ではだか回路板（bare board）を検査するとき、伝達治具は、グリッドベース内の検査プローブのグリッドパターンと検査中回路板のオフグリッドパターンの検査点とを接続する伝達ピンを支持する。一つの従来技術では、グリッド治具、いわゆる「チルトピン」が伝達ピンとして使用される。チルトピンは、直線的な中実のピンであり、伝達治具の一部である伝達プレート内の対応の予め開けられた孔内に取付けられる。チルトピンは様々な向きに傾斜することができ、ＵＵＴのオフグリッドランダムパターンの検査点からグリッドベースのグリッドパターンの検査プローブに別個の検査信号を伝達する。
【０００４】
他のタイプの検査治具には、「グリッドタイプ」でない検査治具も含まれる。これら検査治具には、標準的なグリッドパターンとは異なるパターンの開口を有するコンプライアント検査インターフェイスが組み込まれる。例えば、開口は等距離または均一に離間されておらず、「オフグリッドパターン」を形成する。チルトピンは、これら治具において使用され、検査信号をオフグリッドパターンのコンプライアント検査インターフェイスからオフグリッドパターンのＵＵＴに伝達する。ＵＵＴのオフグリッドパターンは、コンプライアント検査インターフェイスのオフグリッドパターンとは異なる。一般に、ＵＵＴの検査点間の間隔は、コンプライアント検査インターフェイスの対応のプローブ間の間隔よりも短い。
【０００５】
最近の手法では、上に伝達治具が取付けられるベースプレートからそれた一つのパターンの検査プローブを有するプリント回路板検査器用の伝達治具用の伝達ピン保持システムが使用される。検査治具は、ほぼ平行に離間された複数の伝達プレートを具備し、これら伝達プレートは、伝達ピンを収容し且つ支持する所定パターンの予め形成された孔を有する。伝達ピンは、伝達治具のプレートを通って延び、伝達治具によって支持されるプリント回路板上の検査点と検査器のベース上のプローブとの間で検査信号を伝達するのに使用される。弾性的な材料を具備する薄く且つ可撓性を有するピン保持シートが、伝達治具によって保持された伝達ピンがピン保持シートを通って延びるように、伝達プレートの一つの表面上に位置決めされる。弾性的なピン保持シートは、自然に伝達ピンの回りに圧縮力を加える。この圧縮力は、伝達治具がリフトされたときまたは逆向きになったときに治具内のピンを保持する。ピンに作用する圧縮力は、他のピンおよび治具の伝達プレートとは独立してピンが保持シートと共に移動することができるようにする。このことは、本質的に、引張力または伝達治具内においてピンの弾性的な軸線方向の移動に対する任意の制限を回避する。このようなピン保持シートは、例えば特許文献１に記載されており、該特許文献１は参照することで本願の一部を構成するものとする。
【０００６】
高周波または高速デジタルＵＵＴの検査は、高周波信号の減衰を防止するために、検査ソース（例えば、電気信号を提供する検査ソース）のインピーダンスが負荷（例えば、ＵＵＴ）のインピーダンスと整合することが必要とされる。さらに、ＵＵＴと検査分析器との間の接続部のインピーダンスも、検査ソースのインピーダンスおよび負荷のインピーダンスと整合せしめられなければならない。ピンと別体である現在の伝達治具の問題は、ピンのインピーダンス特性がピン毎に変わることにある。このようなインピーダンスの違いは、一組の検査点を検査するのに使用される一組の二つのピン（例えば、信号ピンと接地ピン）の間の間隔の違いによって生じるものである。この間隔の違いは、ＵＵＴ上の検査すべき一組の検査点間の間隔は、コンプライアント検査インターフェイス上の対応のプローブ間の間隔と異なることによって生じる。要するに、各組のピンは、空気をコンデンサの誘電体としたコンデンサを形成する。一組のピンの間隔が他の組のピンの間隔と異なるため、各組のピン間の静電容量、したがって各組のピンのインピーダンスが異なる。このように、ピンが組み込まれた現在の伝達治具は高周波または高速ＵＵＴを検査するのに適していない。
【０００７】
現在、デジタル回路板のような高周波または高速デジタルＵＵＴ、構成要素が取付けられたデジタル回路板、または個々の構成要素は、一般に検査ソケットを用いて検査される。一般に、短いバネプローブはソケットの厚さ方向に通って形成されたキャビティに嵌合せしめられる。ＵＵＴの接触側は、ソケットの側部を通って突出するバネプローブの先端と圧力接触する。検査分析器に接続される接触プレートは、ソケットの反対側を通って突出するバネプローブの先端と接触する。検査分析器は高周波検査信号を接触プレートに送信し、検査信号は接触プレートからバネプローブを通ってＵＵＴに送信される。しかしながら、ソケット内のバネプローブの中心間の間隔はバネプローブの物理的寸法、例えばバネプローブの直径によって制限されるので、このタイプの検査設備では、中心間の間隔が比較的短い接触点を有するＵＵＴを検査するのには使用されることができない。さらに、プローブ間の間隔が短くなると、インピーダンスの整合が実行不可能となる。プローブ間の間隔を短くしたときにインピーダンスの不整合の影響を最小限にするためには、プローブの長さを最小限にしなければならない。インピーダンスを整合させた検査設備は、接触点の中心間の間隔が１．７８ｍｍ（０．０７インチ）以上であるＵＵＴを検査するのに限られる。
【０００８】
多くの従来の治具は、ＵＵＴの検査点と適切に接触するようにピンに弾性的な力を加えるための幾つかの機械的手段、例えばバネ荷重プローブ等を必要とする。このような治具の欠点は、初期故障を起こしやすい可動部品を有することにある。
【０００９】
本発明は、接触点の中心間の間隔が１．７８ｍｍ（０．０７インチ）未満である高周波ＵＵＴを検査するのに用いられるインピーダンスの整合した接続の必要性に基づいたものである。さらに、本発明は、伝達治具のピンに弾性力を加えるためのバネプローブのような機械的手段が組み込まれていない伝達治具の必要性に基づいたものである。
【００１０】
【特許文献１】
米国特許第５４９３２３０号明細書
【発明の開示】
【００１１】
本発明は、高周波または高速デジタル回路板または検査中ユニット（ＵＵＴ）を検査するための伝達治具または接続具に関する。本発明は、互いに離間されると共に接地された頂部支持プレートと基部支持プレートとを有する伝達治具を具備する。各プレートはその厚みに亘って形成されたピン開口を有する。一つの実施形態では、頂部プレートと基部プレートとの間に四つの支持プレートが配置されているが、その数は変更されてもよい。ＵＵＴは頂部プレートの上面と相互対面する。頂部プレートはＵＵＴ上の一組の検査点に対応するピン開口を有する。基部プレートは、グリッドパターンでまたはオフグリッドパターンで配設されたバネ荷重検査プローブの列を有するコンプライアント検査インターフェイス（プローブフィールド）と相互対面する。基部プレートの開口はバネプローブパターンに対応する。プローブパターンはＵＵＴ上の検査点の組によって形成されるパターンとは異なる。検査分析器およびコンプライアント検査インターフェイスに第二回路板が接続される。
【００１２】
検査分析器からＵＵＴ上の検査点までの信号経路を提供するように同軸ピンが使用される。同軸ピンは、１．７８ｍｍ（０．０７インチ）以下の距離、特に０．６４ｍｍ（０．０２５インチ）以下の距離だけ離間される。同軸ピンはシールドによって包囲された信号ピンから成る。信号ピンは非導電性材料によってシールドから離間される。シールドは接地として機能する。信号ピンとシールドとの間の空間は各ピン毎に同一である。その結果、各同軸ピンは同一のインピーダンスを有する。
【００１３】
同軸ピンの尖端は信号ピンが該信号ピンに対応するシールドを越えて延びるような尖端となるように研削せしめられる。同軸ピンの一方の端部は頂部プレートの開口を貫通し、一方、他方の端部は基部プレートの開口を貫通すると共にコンプライアント検査インターフェイスの予め定められたバネ荷重プローブと接触する。バネ荷重検査プローブは、ＵＵＴの検査点と能動的に接触するように同軸ピンに対して弾性力が加えられる。検査分析器からの信号は、第二回路板と、バネ荷重検査プローブと同軸ピンとを介してＵＵＴの検査点に伝送される。また、ＵＵＴ上の接地点をコンプライアント検査インターフェイスの接地バネ荷重検査プローブと接触させるために接地ピンが使用されてもよい。
【００１４】
同軸ピン、接地ピン、同軸検査ピン、ＵＵＴ、検査分析器および相互対面される回路板のインピーダンスは整合せしめられる。コンプライアント検査インターフェイスのプローブのインピーダンスは、隣り合う信号プローブと接地プローブとの間の間隔の関数である。インピーダンスの整合は、高周波または高速デジタル回路板を検査するのに相互接続を使用することができるようにする。
【００１５】
別の実施形態では、伝達治具は如何なるバネ荷重プローブも組み込まず、コンプライアント検査インターフェイスと相互対面しない。むしろ、ＵＵＴが頂部プレートと相互対面せしめられる。また、検査分析器に接続された第二回路板が、基部プレートと相互対面せしめられる。同軸ピンは、第二回路板と第一回路板との間の信号経路を提供する。検査中に、真空にすることによってまたは機械的手段によって二つの回路板は互いに向かって移動せしめられ、好ましくはオイラー座屈下で同軸ピンが座屈せしめられる。ピンの座屈により、ピンは二つの回路板に対して弾性力を加え、これによりピンとＵＵＴの検査点との間で能動的に接触するようになる。第二回路板上の接点は、グリッドパターンまたはオフグリッドパターンを形成する。
【００１６】
この実施形態では、二つのポストを使用することによって頂部プレートが基部プレートから離間される。各二つのポストは第二部材に摺動可能に係合する第一部材を具備する。一方の部材は頂部プレートに連結され、他方の部材は基部プレートに連結される。ピンが座屈する前に、第一部材は二つのプレートの間の全距離に亘って延びない。第一部材と一方のプレートとの間には隙間が存在する。二つの回路板は互いに向かって移動せしめられると、ピンが座屈する。同時に、第一部材と一方のプレートとの間形成されていた隙間はなくなる。したがって、隙間の初期幅は、二つの回路板の互いに向う移動量を制御し、よってピンの座屈量を制御する。信号ピンと各同軸ピンのシールドとの間の間隔は同軸ピンが座屈しているときには変化しない。その結果、同軸ピンのインピーダンスは座屈時でさえも一定のままである。
【００１７】
コンプライアント検査インターフェイスまたは検査分析回路の開口間の間隔を変化させることによって、ピンはＵＵＴ上の接触点への相互接続を提供するのに十分に傾斜せしめられ、その中心は１．７８ｍｍ（０．０７インチ）、更には０．６４ｍｍ（０．０２５インチ）の距離で離間される。さらに、同軸ピンはインピーダンスを整合させることができるため、本発明の相互接続は高周波数ＵＵＴを検査するのに使用可能である。
【００１８】
本発明のこれらまたは別の特徴は、後述する詳細な説明および添付の図面を参照することでより完全に理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１の概略ブロック線図を参照すると、回路板検査器はコンプライアント検査インターフェイスプレートまたはプローブフィールド（以下、「コンプライアント検査インターフェイス」として参照する）１０を備え、コンプライアント検査インターフェイス１０は二次元的なパターンで配設されたバネ荷重検査プローブ１２の列を有する。このパターンは、均一に離間された検査プローブの横列および縦列の列から成るグリッドパターンであってもよいし、オフグリッドパターン、すなわち均一に離間された検査プローブのみから成るわけではないパターンであってもよい。検査プローブ１２は、典型的にはプローブの列を均一に横断するコンプライアント検査インターフェイス１０の表面の上方に突出するバネ荷重プランジャを具備する。伝達治具または相互接続部１４は、検査すべき高周波プリント回路板若しくは高速プリント回路板１６、構成要素が取付けられた回路板、または個々の構成要素若しくは個々の構成要素のグループ（以下、「検査中ユニット」または「ＵＵＴ」として参照する）を支持する。伝達治具１４は、検査中回路板上の検査点１８の列と、コンプライアント検査インターフェイスの検査プローブ１２との間のインターフェイスとして機能する。外部の電子検査分析器２０は、伝達治具の検査プローブを介して検査中回路板上の検査点１８に電気的に接続される。これら検査プローブ（様々なタイプの検査プローブであってよい）は、概して参照番号２２で図示されている。
【００２０】
検査分析器２０は、ＵＵＴの別個の検査点１８に電子的に呼掛け応答を行って任意の二つの検査点間の電気接続における高周波特性を特定する電子呼掛け応答回路（interrogation circuit）を備える。ＵＵＴの検査点間で検出された高周波特性は、欠陥のないプリント回路板の検査点について予め呼掛け応答を行うことで得られた保存されている参照結果と電子的に比較せしめられる。検査された回路板は検査結果が保存されている参照結果と整合すると良好である。しかし、回路板上の回路に何らかの問題が存在する場合には検査結果により問題が検出せしめられ、そして不良なボードは良好なボードから隔離せしめられる。
【００２１】
電子呼掛け応答回路は、電子的な検査を実行するための電子的構成要素およびプリント回路を有する複数のプリント回路カードを具備してもよい。検査手法において使用される各検査プローブは、検査分析器へと導く対応するスイッチ２４を介して検査電子装置に接続せしめられる。スイッチが組み込まれたグリッド型検査器（すなわち、検査プローブを収容するための開口であってグリッドパターンとなっている開口を有するコンプライアント検査インターフェイスを具備する検査器）では、検査中回路板の様々な検査点を検査するのに用いられる４０，０００個ものスイッチが存在する。これらスイッチは、一つまたは複数の回路板に組み込まれるのが好ましい。
【００２２】
伝達治具１４は、鉛直方向に離間される互いに平行な一連の伝達支持プレートを備え、この伝達支持プレートは、頂部プレート２６と、該頂部プレート２６から下方に僅かに離間された上方プレート２８と、伝達治具のほぼ中間にある中間プレート３０と、伝達治具の底部にある基部プレート３２とを備える。好適な実施形態では、中間プレート３０と基部プレート３２との間に付加的な下方支持プレート３３が組み込まれてもよい（図２）。これら伝達プレートは、伝達治具を剛性ユニットとして共に保持する剛性ポスト３５によって平行に且つ鉛直方向に離間された位置に支持される。伝達治具は、伝達プレート２６、２８、３０および３２を通って延びる概して参照番号２２で示した標準的な伝達ピン、例えばチルトピンの列を有する。図１は、単純にするため少数の標準的なチルトピンのみを示している。伝達治具の基部プレート３２を通って延びるチルトピン２２は、コンプライアント検査インターフェイス１０の検査プローブ１２のパターンと整合するように整列せしめられる。頂部プレート２６を通って延びるチルトピン２２の頂部は、ＵＵＴの検査点１８のランダムなパターンと整合するように整列せしめられるオフグリッドパターンとなっている。したがって、チルトピン２２は、コンプライアント検査インターフェイス１０におけるプローブのパターンと頂部におけるオフグリッドパターンとの間で伝達を行うために使用することができるように、僅かに傾斜せしめられ、様々な三次元的な方向を向いている。チルトピン２２が傾斜しているため、これらチルトピンは、ＵＵＴの検査点１８の中心が１．７８ｍｍ（０．０７インチ）未満しか離間されていなくてもこれら検査点１８と接触することができる。すなわち、ピンを傾斜させることによって、これらピンを互いに対して平行に維持する代わりに、ピンの先端を互いにより近いものとすることができるようになる。
【００２３】
標準的なチルトピンは、基部プレート、下方プレート、中間プレート、上方プレートおよび頂部プレート内の孔を通過する。各伝達プレートの孔は、コンプライアント検査インターフェイスのプローブのパターンとＵＵＴのオフグリッドパターンとの間で伝達を行うためにチルトピンを様々な向きに整列させるように、標準的なコンピュータで作動するソフトウェアによって公知の手法で制御されて所定のパターンで開けられる。
【００２４】
チルトピンは、伝達治具の基部プレート３２の上方に（且つ好適な実施形態においては下方プレート３３の下方に）配置された可撓性を有するピン保持シート３４を通って延びる。ピン保持シート３４は、薄くて可撓性を有するコンプライアント材料から成る共通シートを具備する。ピン保持シートは、上述した特許文献１に記載されている。
【００２５】
本発明は、チルトピンを備える伝達治具を用いて高周波または高速デジタルＵＵＴを検査することに関する。本出願人は、チルトピンの使用により接触部の中心が近いＵＵＴ、すなわち二つの接触部の中心間の間隔が１．７８ｍｍ（０．０７インチ）未満、更には０．６４ｍｍ（０．０２５インチ）未満のＵＵＴを検査することができるようになることを発見した。高周波検査では、１００ＭＨｚを超える周波数および１ＧＨｚを超える帯域幅で検査を行うことができる。１〜２ＧＨｚの周波数帯域であるいは４ＧＨｚの周波数帯域で検査を行うことも可能である。高周波信号の減衰を避けるため、ソース（例えば、検査回路）のインピーダンスは負荷（例えば、ＵＵＴ）のインピーダンスと整合せしめられる。このことは、チルトピンのインピーダンスおよびバネ荷重プローブのインピーダンスが、負荷のインピーダンスに整合することが必要とされる。伝達治具に取付けられた従来のチルトピンのインピーダンスは、ピン毎に異なる。これは、ＵＵＴの各組の検査点を検査するのに使用される各組のピン毎に、検査信号ピンとそれと近接する接地ピンとの間の間隔が変化することによるものである。本質的には、近接するピンは、空気が誘電体として作用する状態のコンデンサを形成する。ピンの組毎に間隔が異なるため、静電容量も異なり、よってピンのインピーダンスも異なるものとなる。本発明は、図２に示したような剛性同軸ピンを有する伝達治具を使用することによってこの問題を克服する。
【００２６】
同軸ピン２３は、接地シールド４２によって包囲された中心信号ピン４０から成る（図３）。誘電体４４がシールドから信号ピンを分離している。信号ピンとシールドとの間の径方向距離４６、すなわち誘電体の径方向厚さは、ピンの一方の端部から他方の端部まで一定である。したがって、同軸ピンは、特定のインピーダンスを有するように形成される。本発明によれば、伝達治具に設けられる同軸ピンはほぼ同一のインピーダンスを有する。一つの実施形態では、負荷およびＵＵＴ両方のインピーダンスは５０オームである。したがって、この実施形態では、同軸ピンのインピーダンスも５０オームである。
【００２７】
同軸ピンの先端は、各信号ピン４０がシールドを越えて延びるような尖端となるように研削される。そして、同軸ピンの尖端は、尖った端部を有することにより、傾けることで互いに近づけることができるようになり、０．６４ｍｍ（０．０２５インチ）未満しか離間されていないＵＵＴ上の検査点と接触することができるようになる。
【００２８】
伝達治具に位置決めされると、同軸ピンのシールドの一方の端部は頂部プレート２６の上面５０で終端し、他方の端部は基部プレートの底面５２で終端する。頂部プレート２６および基部プレート３２は、接地プレートであり、典型的には低損失接地接続具４８を用いて共に電気接地される。信号ピン４０は、ＵＵＴと接触するように頂部プレートを越えて突出し、且つ信号を伝送するバネ荷重プローブと接触するように基部プレートを越えて突出する。バネ荷重プローブは、ＵＵＴ上の検査点と能動的に接触するようにピンに弾性力（compliant force）を加える。
【００２９】
ＵＵＴ上の接地検査点、およびコンプライアント検査インターフェイスの接地されたバネ荷重プローブ（以下、「接地プローブ」として参照する）と接触するように、接地ピン５４が使用されてもよい。接地ピンのインピーダンスも、ソース、負荷および同軸ピンのインピーダンスと整合せしめられる。信号プローブおよび接地プローブのインピーダンスは、コンプライアント検査インターフェイスにおけるプローブの間隔の関数である。同軸ピンのインピーダンスはピン間の間隔の影響を受けないので、コンプライアント検査インターフェイスのプローブ間の間隔は、所望のプローブインピーダンスを与えると共に合理的なサイズのバネ荷重プローブを収容するように、容易な調整が可能である。
【００３０】
好適な実施形態では、インターフェイス回路板５８がバネ荷重プローブを検査装置に接続する。この実施形態では、信号ピン２３は、インターフェイス回路板５８上の信号点と連通する。また、回路板５８のインピーダンスも、負荷のインピーダンスと整合せしめられる。したがって、回路は、検査装置から、インターフェイス回路板、信号プローブ、ＵＵＴの検査点、ＵＵＴの接地検査点、接地への接地ピンを介して完成せしめられる。あるいは、ＵＵＴの接地検査点は、頂部プレートに直接接地せしめられてもよく、これにより接地ピンの必要性がなくなる。
【００３１】
別の実施形態では、伝達治具は、中間プレートを使用することなく、頂部プレート１２６と基部プレート１３２とを具備する（図４Ａ）。頂部プレートはＵＵＴと接触し、一方、基部プレートは検査分析器用のインターフェイス回路板１５８と接触する。上述した実施形態と同様に、頂部プレートおよび基部プレートは接地せしめられる。各プレートは、その厚さ全体に亘って貫通する開口６０を有する。便宜上、図４Ａには頂部プレートおよび基部プレートが一つの開口６０のみを有するように示した。頂部プレートの開口はＵＵＴの検査点と整列せしめられる。基部プレートの開口はインターフェイス回路板の信号点と整列せしめられる。また、基部プレートの開口は、インターフェイス回路板上の接地点とも整列せしめられる。インターフェイス回路板の接地点およびＵＵＴの接地検査点は、接地された基部プレートおよび頂部プレートにそれぞれ直接接触せしめられる。
【００３２】
同軸のチルトピン１２３は、基部プレートの開口内に嵌合する一方の端部と、頂部プレートの開口内に嵌合する他方の端部とを有し、これにより検査分析器とＵＵＴとの間に必要な信号経路が提供される。同軸チルトピンの尖端または端部は中心信号ピンがシールドを越えて延びることができるように好ましくは円錐形状に研削されるため、信号ピンの尖端のみがＵＵＴの検査点およびインターフェイス回路板の信号点と接触する。シールドは、頂部プレートおよび基部プレートの開口６０の周囲壁と接触する。ＵＵＴの接地点が頂部プレートに接地されていない状況においては、チルトピンの形態の接地ピンが使用されてもよい。
【００３３】
頂部プレート１２６はポスト７０（図５Ａ）を用いて基部プレート１３２に連結される。各ポストは、第二部材７４と摺動可能に係合せしめられる第一部材７２を具備するのが好ましい。一方の部材は頂部プレートに連結せしめられ、他方の部材は基部プレートに連結せしめられる。チルトピンが取付けられたとき、第一部材は二つのプレート間の全距離に亘っては延びない。第一部材と一方のプレートとの間には隙間７６が存在する。その後、ＵＵＴとインターフェイス回路板は互いに向かって移動せしめられ、同軸ピンが座屈せしめられる。このことは、機械的装置８０を用いて、ＵＵＴおよびインターフェイス回路板のいずれか一方または両方を押すことによって為される。あるいは、このことは、ＵＵＴとインターフェイス回路板との間に真空を導入して、これら二つを互いに向かって移動させることにより為されてもよい。真空は、真空手段８２によって導入される。プレートを互いに向かって移動させるために機械的装置または真空手段を使用することは当業者には公知である。プレートが互いに向かって移動せしめられると、チルトピンはオイラー座屈により座屈せしめられる（図４Ｂ）。オイラー座屈は、細長い柱、すなわちピンに加えられる荷重が、Ｅを同軸ピンの弾性係数、Ｉを慣性モーメント、ｌをピンの自由長６４とすると、４π²ＥＩ／ｌ²に等しいＰ_crにあるときに起こる。
【００３４】
ＵＵＴとインターフェイス回路板とが互いに向かって移動すると、各ポストの二つの部材が互いに対して摺動せしめられ、これにより隙間７６が閉じられる。隙間が閉じられると（図５Ｂ）、ＵＵＴとインターフェイス回路板とはさらに互いに向かって移動することはできない。したがって、隙間幅は所望のレベルでピンの座屈を制限するように調整される。
【００３５】
一旦座屈すると、同軸ピンはＵＵＴの検査点およびインターフェイス回路板の適切な点に弾性力を加える。その結果、ピンとＵＵＴ上の検査点との間で能動的な接触を確実に行わせるようにピンに弾性力を加えるためのバネ荷重プローブは必要とされない。
【００３６】
オイラー座屈中に、各同軸ピンの中心信号ピンとシールドとの間の間隔は変化しない。したがって、座屈はピン間の間隔を変化させるが、同軸ピンのインピーダンスは変化しない。このように、同軸ピンの使用により、本実施形態の接続を高周波ＵＵＴの検査に用いることができるようになる。
【００３７】
本実施形態の利点は、検査回路のバネ荷重プローブの使用が回避されることにある。その結果、プローブのインピーダンスをＵＵＴのインピーダンスと整合させるためにコンプライアント検査インターフェイスにおいてこれらプローブを適切に離間させるための時間およびコストが低減せしめられる。上述した実施形態と同様に、インターフェイス回路板のインピーダンスもＵＵＴのインピーダンスと整合させる必要がある。さらに、接地ピンを使用する場合、接地ピンのインピーダンスもＵＵＴのインピーダンスと整合させるべきである。
【００３８】
別の実施形態では、頂部プレートはＵＵＴとは異なる第一回路板（図示せず）と接触してもよい。このような実施形態では、ＵＵＴは第一回路板と接続せしめられるかまたは接触せしめられる。同様に、基部プレートは第二回路板（図示せず）と接触せしめられてもよい。この場合、第二回路板およびインターフェイス回路板１５８は互いに接続せしめられるかまたは接触せしめられる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の原理に基づいたピン保持手段を備えた検査器および伝達治具の構成要素を示す概略ブロック線図である。
【図２】同軸剛性ピンが組み込まれた伝達治具の部分断面図である。
【図３】同軸ピンの断面図である。
【図４】図４Ａは、バネ荷重プローブがなく且つ同軸剛性ピンが組み込まれた伝達治具の部分断面図であり、図４Ｂは、同軸ピンが座屈した状態にある図４Ａの伝達治具の部分断面図である。
【図５】図５Ａは、図４Ａの伝達治具の正面図であり、図５Ｂは、図４Ｂに示した伝達治具の正面図である。【Technical field】
[0001]
The present invention relates to automatic inspection of high frequency printed digital circuit boards or high speed printed digital circuit boards or components mounted on these circuit boards, and more particularly, inspection signals from a test analyzer to such circuit boards or components. The present invention relates to an impedance matching transmission jig used for transmitting the current.
[Background]
[0002]
Automatic inspection machines that check printed circuit boards have long used "bed of nails" type inspection jigs or interconnects to which printed circuit boards are mounted during inspection. This inspection jig has a number of pin-like probes loaded with springs, and these probes are arranged so as to be in electrical contact with specified inspection points on the printed circuit board under inspection under spring pressure. Established. The printed circuit board under inspection is also called a unit under inspection or “UUT”. The specific circuit formed on the printed circuit board is different from the other circuits, so a pinbed configuration that contacts the printed circuit board test points must be made specifically for this specific printed circuit board . When a circuit to be inspected is designed, a pattern of inspection points used to check the circuit is selected, and an inspection probe array corresponding to this pattern is formed in the inspection jig. This is typically done by drilling a hole in the probe plate that fits a specific array of test probes and attaching the test probe to these holes drilled on the probe plate, and is either compliant test interface or probe field. Is formed. The printed circuit board is then attached to an inspection jig overlaid on the inspection probe array. During testing, the spring loaded probe is brought into contact with the test point of the printed circuit board under test with spring pressure. An electrical inspection signal is then transmitted from the printed circuit board to the inspection probe and transmitted out of the inspection fixture, and the electrical signal is transmitted to the high speed electronic inspection analyzer between the various inspection points of the circuit on the printed circuit board. The conduction state and the conduction state defect are detected.
[0003]
A typical type of inspection jig is a so-called “grid type” inspection jig. A random pattern inspection point on the circuit board and a transmission pin contact each other, and the transmission pin transmits an inspection signal to an interface pin arranged in a grid pattern on the receiver. A typical grid fixture has a compliant inspection interface or probe field with openings that are equidistantly spaced to form a predetermined pattern. This type of compliant inspection interface is commonly referred to as a grid or grid base by a predetermined pattern of openings that form the grid. The grid type inspection jig has inspection electronic equipment having a huge amount of switches. The switch connects the inspection probe fitted in the grid base opening to the corresponding inspection circuit of the electronic inspection analyzer. In one embodiment of the grid inspector, as many as 40,000 switches are used. When inspecting a bare board in such an inspector, the transmission jig connects the grid pattern of the inspection probe in the grid base to the inspection point of the off-grid pattern of the circuit board being inspected. Support. In one prior art, a grid jig, a so-called “tilt pin” is used as a transmission pin. The tilt pin is a straight solid pin and is mounted in a corresponding pre-drilled hole in the transmission plate that is part of the transmission jig. The tilt pin can be tilted in various directions and transmits a separate inspection signal from the UUT off-grid random pattern inspection points to the grid-based grid pattern inspection probe.
[0004]
Other types of inspection jigs include inspection jigs that are not “grid type”. These inspection jigs incorporate a compliant inspection interface having a pattern opening different from a standard grid pattern. For example, the openings are not equidistant or evenly spaced to form an “off grid pattern”. The tilt pin is used in these jigs and transmits inspection signals from the off-grid pattern compliant inspection interface to the off-grid pattern UUT. The UUT off-grid pattern is different from the off-grid pattern of the compliant inspection interface. In general, the spacing between UUT test points is shorter than the spacing between corresponding probes of a compliant test interface.
[0005]
A recent approach uses a transmission pin holding system for a transmission jig for a printed circuit board inspector having a pattern of inspection probes deviating from a base plate on which the transmission jig is mounted. The inspection jig includes a plurality of transmission plates spaced substantially in parallel, and these transmission plates have predetermined patterns of pre-formed holes for receiving and supporting the transmission pins. The transmission pin extends through the plate of the transmission jig and is used to transmit an inspection signal between the inspection point on the printed circuit board supported by the transmission jig and the probe on the base of the inspection device. . A thin and flexible pin holding sheet comprising an elastic material is positioned on one surface of the transmission plate such that the transmission pin held by the transmission jig extends through the pin holding sheet. . The elastic pin holding sheet naturally applies a compressive force around the transmission pin. This compressive force holds the pins in the jig when the transmission jig is lifted or reversed. The compressive force acting on the pins allows the pins to move with the holding sheet independently of the other pins and the transmission plate of the jig. This essentially avoids any limitations on the elastic axial movement of the pin within the tensile force or transmission jig. Such a pin holding sheet is described in, for example, Patent Document 1, and the Patent Document 1 constitutes a part of the present application by reference.
[0006]
High frequency or high speed digital UUT inspection requires that the impedance of the inspection source (eg, the inspection source providing the electrical signal) matches the impedance of the load (eg, UUT) to prevent attenuation of the high frequency signal. Is done. In addition, the impedance of the connection between the UUT and the test analyzer must also be matched with the impedance of the test source and the load. The problem with current transmission jigs that are separate from the pins is that the impedance characteristics of the pins change from pin to pin. Such impedance differences are caused by differences in spacing between a set of two pins (eg, a signal pin and a ground pin) used to test a set of test points. This spacing difference arises because the spacing between a set of test points to be tested on the UUT is different from the spacing between corresponding probes on the compliant test interface. In short, each set of pins forms a capacitor with air as the dielectric of the capacitor. Since the spacing of one set of pins is different from the spacing of the other set of pins, the capacitance between each set of pins and hence the impedance of each set of pins is different. Thus, current transmission fixtures incorporating pins are not suitable for testing high frequency or high speed UUTs.
[0007]
Currently, high frequency or high speed digital UUTs such as digital circuit boards, digital circuit boards with components mounted, or individual components are typically inspected using test sockets. In general, a short spring probe is fitted into a cavity formed through the thickness of the socket. The contact side of the UUT is in pressure contact with the tip of a spring probe protruding through the side of the socket. A contact plate connected to the test analyzer contacts the tip of a spring probe that projects through the opposite side of the socket. The test analyzer sends a high frequency test signal to the contact plate, and the test signal is sent from the contact plate through the spring probe to the UUT. However, the distance between the centers of the spring probes in the socket is limited by the physical dimensions of the spring probe, for example, the diameter of the spring probe, so this type of inspection equipment has relatively short contact points between the centers. It cannot be used to test a UUT. Furthermore, impedance matching becomes impossible when the spacing between probes is reduced. In order to minimize the effect of impedance mismatch when the spacing between probes is reduced, the length of the probe must be minimized. Inspection equipment with matched impedance is limited to inspecting UUTs that have a center-to-center spacing of at least 1.78 mm (0.07 inches).
[0008]
Many conventional fixtures require some mechanical means, such as a spring-loaded probe, to apply an elastic force to the pin to make proper contact with the UUT inspection point. The disadvantage of such a jig is that it has a movable part that is prone to initial failure.
[0009]
The present invention is based on the need for impedance matched connections used to inspect high frequency UUTs where the center-to-center spacing of contact points is less than 1.78 mm (0.07 inches). Furthermore, the present invention is based on the need for a transmission jig that does not incorporate mechanical means such as a spring probe for applying an elastic force to the pins of the transmission jig.
[0010]
[Patent Document 1]
US Pat. No. 5,493,230
DISCLOSURE OF THE INVENTION
[0011]
The present invention relates to a transmission jig or connector for inspecting a high-frequency or high-speed digital circuit board or a unit under inspection (UUT). The present invention includes a transmission jig having a top support plate and a base support plate that are spaced apart from each other and grounded. Each plate has a pin opening formed across its thickness. In one embodiment, four support plates are arranged between the top plate and the base plate, but the number may vary. The UUT faces the top surface of the top plate. The top plate has pin openings corresponding to a set of inspection points on the UUT. The base plate faces a compliant test interface (probe field) having a row of spring loaded test probes arranged in a grid pattern or in an off-grid pattern. The opening in the base plate corresponds to the spring probe pattern. The probe pattern is different from the pattern formed by the set of inspection points on the UUT. A second circuit board is connected to the test analyzer and the compliant test interface.
[0012]
Coaxial pins are used to provide a signal path from the test analyzer to the test point on the UUT. The coaxial pins are separated by a distance of 1.78 mm (0.07 inches) or less, particularly a distance of 0.64 mm (0.025 inches) or less. A coaxial pin consists of a signal pin surrounded by a shield. The signal pin is separated from the shield by a non-conductive material. The shield functions as a ground. The space between the signal pin and the shield is the same for each pin. As a result, each coaxial pin has the same impedance.
[0013]
The tip of the coaxial pin is ground so that the signal pin has a tip that extends beyond the shield corresponding to the signal pin. One end of the coaxial pin passes through the opening in the top plate, while the other end passes through the opening in the base plate and contacts a predetermined spring loaded probe of the compliant test interface. The spring loaded inspection probe is subjected to an elastic force against the coaxial pin so as to be in active contact with the UUT inspection point. The signal from the inspection analyzer is transmitted to the inspection point of the UUT via the second circuit board, the spring load inspection probe and the coaxial pin. A ground pin may also be used to contact the ground point on the UUT with the ground spring load test probe of the compliant test interface.
[0014]
The impedances of the coaxial pins, ground pins, coaxial test pins, UUT, test analyzer, and circuit board facing each other are matched. The impedance of a compliant test interface probe is a function of the spacing between adjacent signal probes and ground probes. Impedance matching allows the interconnect to be used to test high frequency or high speed digital circuit boards.
[0015]
In another embodiment, the transfer fixture does not incorporate any spring loaded probe and does not face the compliant inspection interface. Rather, the UUT is faced with the top plate. A second circuit board connected to the test analyzer is also faced to the base plate. The coaxial pin provides a signal path between the second circuit board and the first circuit board. During the test, the two circuit boards are moved towards each other by applying a vacuum or by mechanical means, preferably causing the coaxial pins to buckle under Euler buckling. Due to the buckling of the pin, the pin exerts an elastic force on the two circuit boards, thereby making active contact between the pin and the UUT test point. The contacts on the second circuit board form a grid pattern or an off-grid pattern.
[0016]
In this embodiment, the top plate is spaced from the base plate by using two posts. Each of the two posts includes a first member that slidably engages a second member. One member is connected to the top plate and the other member is connected to the base plate. Before the pin buckles, the first member does not extend over the entire distance between the two plates. There is a gap between the first member and one of the plates. When the two circuit boards are moved towards each other, the pins buckle. At the same time, the gap formed between the first member and one plate is eliminated. Thus, the initial width of the gap controls the amount of movement of the two circuit boards towards each other, and thus the amount of buckling of the pins. The spacing between the signal pin and the shield of each coaxial pin does not change when the coaxial pin is buckled. As a result, the impedance of the coaxial pin remains constant even during buckling.
[0017]
By changing the spacing between the openings in the compliant test interface or test analysis circuit, the pins are tilted sufficiently to provide an interconnection to the contact points on the UUT, the center of which is 1.78 mm (0. 07 inches), or even 0.64 mm (0.025 inches) apart. Furthermore, because the coaxial pins can match impedance, the interconnect of the present invention can be used to test high frequency UUTs.
[0018]
These and other features of the present invention will be more fully understood with reference to the following detailed description and accompanying drawings.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0019]
Referring to the schematic block diagram of FIG. 1, the circuit board inspector includes a compliant inspection interface plate or probe field (hereinafter referred to as a “compliant inspection interface”) 10 which is two-dimensional. It has a row of spring load inspection probes 12 arranged in a simple pattern. This pattern may be a grid pattern consisting of rows and columns of inspection probes that are uniformly spaced, or an off-grid pattern, i.e. a pattern that does not consist solely of inspection probes that are evenly spaced. Also good. The inspection probe 12 includes a spring loaded plunger that projects above the surface of the compliant inspection interface 10 that typically traverses the array of probes uniformly. The transmission jig or interconnect 14 is a high-frequency printed circuit board or high-speed printed circuit board 16 to be inspected, a circuit board to which components are attached, or individual components or groups of individual components (hereinafter referred to as “inspection”). (Referred to as “medium unit” or “UUT”). The transmission jig 14 functions as an interface between the row of inspection points 18 on the circuit board under inspection and the inspection probe 12 of the compliant inspection interface. The external electronic inspection analyzer 20 is electrically connected to the inspection point 18 on the circuit board under inspection via the inspection probe of the transmission jig. These inspection probes (which may be various types of inspection probes) are generally indicated by reference numeral 22.
[0020]
The test analyzer 20 includes an electronic interrogation circuit that electronically responds to a separate test point 18 of the UUT to identify high frequency characteristics in the electrical connection between any two test points. . The high frequency characteristics detected between the UUT inspection points are electronically compared with the stored reference results obtained by performing an interrogation response in advance on the inspection points of the printed circuit board without defects. The inspected circuit board is good if the inspection result matches the stored reference result. However, if there is any problem with the circuit on the circuit board, the test results will detect the problem and the bad board will be isolated from the good board.
[0021]
The electronic challenge response circuit may comprise a plurality of printed circuit cards having electronic components and a printed circuit for performing an electronic test. Each test probe used in the test procedure is connected to the test electronics via a corresponding switch 24 leading to the test analyzer. In a grid-type inspector incorporating a switch (ie, an inspector having an opening for receiving an inspection probe and having an opening in a grid pattern), a variety of circuit boards being inspected There are as many as 40,000 switches that are used to inspect various inspection points. These switches are preferably incorporated into one or more circuit boards.
[0022]
The transmission jig 14 includes a series of parallel transmission support plates that are spaced apart in the vertical direction. The transmission support plate includes a top plate 26 and an upper plate 28 that is slightly spaced downward from the top plate 26. , An intermediate plate 30 substantially in the middle of the transmission jig, and a base plate 32 at the bottom of the transmission jig. In a preferred embodiment, an additional lower support plate 33 may be incorporated between the intermediate plate 30 and the base plate 32 (FIG. 2). These transmission plates are supported in parallel and vertically spaced positions by rigid posts 35 that hold the transmission jig together as a rigid unit. The transmission jig has a row of standard transmission pins, such as tilt pins, generally indicated by reference numeral 22 that extends through the transmission plates 26, 28, 30 and 32. FIG. 1 shows only a few standard tilt pins for simplicity. The tilt pins 22 extending through the base plate 32 of the transmission jig are aligned to align with the pattern of the inspection probe 12 of the compliant inspection interface 10. The top of the tilt pin 22 extending through the top plate 26 is an off-grid pattern that is aligned to align with the random pattern of UUT inspection points 18. Accordingly, the tilt pin 22 is slightly tilted so that it can be used to communicate between the probe pattern at the compliant inspection interface 10 and the off-grid pattern at the top, and various three-dimensional Facing the direction. Because the tilt pins 22 are tilted, they can contact these inspection points 18 even if the centers of the UUT inspection points 18 are separated by less than 1.78 mm (0.07 inches). That is, tilting the pins allows the tips of the pins to be closer to each other instead of keeping the pins parallel to each other.
[0023]
Standard tilt pins pass through holes in the base plate, lower plate, middle plate, upper plate and top plate. The holes in each transmission plate are formed by standard computer-operated software to align the tilt pins in various orientations for transmission between the compliant inspection interface probe pattern and the UUT off-grid pattern. It is controlled by a known method and opened in a predetermined pattern.
[0024]
The tilt pin extends through a flexible pin holding sheet 34 disposed above the base plate 32 of the transmission jig (and below the lower plate 33 in the preferred embodiment). The pin holding sheet 34 includes a common sheet made of a compliant material that is thin and flexible. The pin holding sheet is described in Patent Document 1 described above.
[0025]
The present invention relates to inspecting a high-frequency or high-speed digital UUT using a transmission jig having a tilt pin. Applicants have noted that the use of a tilt pin makes the UUT close to the center of the contact, i.e., the distance between the centers of the two contacts is less than 1.78 mm (0.07 inch), and even 0.64 mm (0.025 inch) It has been discovered that less than UUT can be tested. In the high frequency inspection, the inspection can be performed at a frequency exceeding 100 MHz and a bandwidth exceeding 1 GHz. It is also possible to perform inspection in the frequency band of 1 to 2 GHz or in the frequency band of 4 GHz. To avoid attenuation of the high frequency signal, the impedance of the source (eg, test circuit) is matched to the impedance of the load (eg, UUT). This requires that the tilt pin impedance and the spring loaded probe impedance match the load impedance. The impedance of the conventional tilt pin attached to the transmission jig is different for each pin. This is due to the change in spacing between the test signal pin and the adjacent ground pin for each set of pins used to test each set of UUT test points. In essence, adjacent pins form a capacitor with air acting as a dielectric. Since the interval is different for each set of pins, the capacitance is also different, and thus the impedance of the pin is also different. The present invention overcomes this problem by using a transmission jig having a rigid coaxial pin as shown in FIG.
[0026]
The coaxial pin 23 consists of a central signal pin 40 surrounded by a ground shield 42 (FIG. 3). A dielectric 44 separates the signal pin from the shield. The radial distance 46 between the signal pin and the shield, i.e., the radial thickness of the dielectric, is constant from one end of the pin to the other. Accordingly, the coaxial pin is formed to have a specific impedance. According to the present invention, the coaxial pins provided in the transmission jig have substantially the same impedance. In one embodiment, the impedance of both the load and UUT is 50 ohms. Therefore, in this embodiment, the impedance of the coaxial pin is also 50 ohms.
[0027]
The tip of the coaxial pin is ground so that each signal pin 40 has a tip that extends beyond the shield. And the tip of the coaxial pin has a pointed end so that it can be brought closer to each other by tilting, with inspection points on the UUT that are spaced apart by less than 0.04 inches (0.64 mm) You will be able to touch.
[0028]
When positioned on the transmission jig, one end of the coaxial pin shield terminates at the top surface 50 of the top plate 26 and the other end terminates at the bottom surface 52 of the base plate. Top plate 26 and base plate 32 are ground plates and are typically electrically grounded together using a low loss ground connection 48. The signal pin 40 protrudes beyond the top plate to contact the UUT and protrudes beyond the base plate to contact the spring loaded probe that transmits the signal. The spring loaded probe applies a compliant force to the pin so as to be in active contact with the inspection point on the UUT.
[0029]
A ground pin 54 may be used to contact a ground test point on the UUT and a grounded spring loaded probe (hereinafter referred to as a “ground probe”) of the compliant test interface. The impedance of the ground pin is also matched with the impedance of the source, load and coaxial pin. The impedance of the signal probe and ground probe is a function of the probe spacing at the compliant test interface. Because the impedance of the coaxial pins is not affected by the spacing between the pins, the spacing between the probes of the compliant test interface is easy to provide the desired probe impedance and accommodate a reasonably sized spring loaded probe. Adjustment is possible.
[0030]
In the preferred embodiment, interface circuit board 58 connects the spring loaded probe to the inspection device. In this embodiment, the signal pin 23 communicates with a signal point on the interface circuit board 58. The impedance of the circuit board 58 is also matched with the load impedance. Thus, the circuit is completed from the inspection device via the interface circuit board, signal probe, UUT inspection point, UUT ground inspection point, and ground pin to ground. Alternatively, the UUT ground test point may be grounded directly to the top plate, thereby eliminating the need for a ground pin.
[0031]
In another embodiment, the transfer jig comprises a top plate 126 and a base plate 132 without the use of an intermediate plate (FIG. 4A). The top plate contacts the UUT, while the base plate contacts the interface circuit board 158 for the test analyzer. Similar to the embodiment described above, the top plate and the base plate are grounded. Each plate has an opening 60 that extends through its entire thickness. For convenience, FIG. 4A shows the top and base plates having only one opening 60. The opening in the top plate is aligned with the UUT inspection point. The opening in the base plate is aligned with the signal points on the interface circuit board. The base plate opening is also aligned with the ground point on the interface circuit board. The interface circuit board ground point and UUT ground test point are in direct contact with the grounded base plate and top plate, respectively.
[0032]
The coaxial tilt pin 123 has one end that fits within the opening of the base plate and the other end that fits within the opening of the top plate, thereby providing a gap between the test analyzer and the UUT. Necessary signal paths are provided. Since the tip or end of the coaxial tilt pin is preferably ground in a conical shape so that the central signal pin can extend beyond the shield, only the tip of the signal pin is connected to the UUT test point and the interface circuit board signal point. Contact. The shield is in contact with the peripheral walls of the top and base plate openings 60. In situations where the UUT ground point is not grounded to the top plate, a ground pin in the form of a tilt pin may be used.
[0033]
Top plate 126 is connected to base plate 132 using posts 70 (FIG. 5A). Each post preferably includes a first member 72 slidably engaged with the second member 74. One member is connected to the top plate and the other member is connected to the base plate. When the tilt pin is attached, the first member does not extend over the entire distance between the two plates. There is a gap 76 between the first member and one of the plates. Thereafter, the UUT and the interface circuit board are moved toward each other, and the coaxial pins are buckled. This is done by pushing one or both of the UUT and the interface circuit board using the mechanical device 80. Alternatively, this may be done by introducing a vacuum between the UUT and the interface circuit board and moving the two towards each other. The vacuum is introduced by vacuum means 82. It is known to those skilled in the art to use mechanical devices or vacuum means to move the plates towards each other. As the plates are moved toward each other, the tilt pins are buckled by Euler buckling (FIG. 4B). Euler buckling means that the load applied to an elongated column, i.e., a pin, is 4π, where E is the elastic modulus of the coaxial pin, I is the moment of inertia, and l is the free length 64 of the pin. ² EI / l ² P equal to _cr Happens when you are in
[0034]
As the UUT and interface circuit board move toward each other, the two members of each post are slid relative to each other, thereby closing the gap 76. When the gap is closed (FIG. 5B), the UUT and interface circuit board cannot move further toward each other. Accordingly, the gap width is adjusted to limit pin buckling at a desired level.
[0035]
Once buckled, the coaxial pin applies an elastic force to the UUT inspection point and the appropriate point on the interface circuit board. As a result, there is no need for a spring loaded probe to apply an elastic force to the pin to ensure active contact between the pin and the inspection point on the UUT.
[0036]
During Euler buckling, the spacing between the center signal pin of each coaxial pin and the shield does not change. Thus, buckling changes the spacing between the pins, but does not change the impedance of the coaxial pins. Thus, the connection of this embodiment can be used for the inspection of the high frequency UUT by using the coaxial pin.
[0037]
The advantage of this embodiment is that the use of a spring loaded probe for the inspection circuit is avoided. As a result, the time and cost to properly separate the probes at the compliant test interface to match the probe impedance to the UUT impedance is reduced. Similar to the embodiment described above, the impedance of the interface circuit board must also match the impedance of the UUT. In addition, if a ground pin is used, the ground pin impedance should also match the UUT impedance.
[0038]
In another embodiment, the top plate may contact a first circuit board (not shown) that is different from the UUT. In such an embodiment, the UUT is connected or brought into contact with the first circuit board. Similarly, the base plate may be brought into contact with a second circuit board (not shown). In this case, the second circuit board and the interface circuit board 158 are connected or brought into contact with each other.
[Brief description of the drawings]
[0039]
FIG. 1 is a schematic block diagram showing components of an inspection device and a transmission jig provided with pin holding means based on the principle of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a transmission jig incorporating a coaxial rigid pin.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a coaxial pin.
4A is a partial sectional view of a transmission jig without a spring-loaded probe and incorporating a coaxial rigid pin, and FIG. 4B is a transmission jig of FIG. 4A in a state where the coaxial pin is buckled. FIG.
5A is a front view of the transmission jig of FIG. 4A, and FIG. 5B is a front view of the transmission jig shown in FIG. 4B.

Claims

In a transmission jig that connects a circuit board to be inspected at a high frequency to an inspection analyzer that provides a high-frequency inspection signal,
A top plate connected to the circuit board to be inspected;
A base plate connected to a test analyzer that provides a source of high frequency test signals;
A plurality of coaxial test pins supported by the top plate and the base plate, each test pin having a central solid pin, each center pin extending to the top plate and a first end of the base plate; And a test signal path from the test analyzer to the test point on the circuit board, and the coaxial test pins have the same impedance, thereby effecting the circuit board at a high frequency. A transmission jig that makes it easy to match the impedance to a sufficient level for inspection.

Each coaxial pin further includes a shield that coaxially surrounds the center pin, the shield being separated from the center pin by a non-conductive material, wherein the center pin projects beyond the shield at each end of the pin. The transmission jig according to claim 1.

The top plate and the base plate are grounded, the top plate and the base plate have openings that penetrate through their thickness, and the shield of each coaxial pin is in contact with the peripheral wall of the top plate opening and The transmission jig according to claim 2, which contacts a peripheral wall of the opening of the base plate, and a center pin of each coaxial pin protrudes above the top surface of the top plate and protrudes below the bottom surface of the base plate. .

The transmission jig according to claim 3, wherein the shield of each coaxial pin does not protrude above the top surface of the top plate and does not protrude below the bottom surface of the base plate.

A plurality of ground pins, each ground pin penetrating through an opening in the top plate and contacting a test point of the circuit board to be inspected; and a second end penetrating through the base plate opening. The transmission jig according to claim 3, further comprising an end portion.

A compliant inspection interface providing an interface between the base plate and the inspection apparatus, the compliant inspection interface comprising a plurality of openings each corresponding to an opening of the base plate;
A spring loaded probe in the opening of each compliant test interface, the center pin extending through a corresponding opening to actively contact the coaxial pin with a test point on the circuit board to be tested; The transmission jig according to claim 3, further comprising a spring-loaded probe that actively applies force below the bottom surface of the base plate.

A plurality of ground pins, each ground pin penetrating through the top plate opening and the base plate opening so as to be in contact with the circuit board test point to be tested; The transmission jig according to claim 6, further comprising a second end that contacts the spring-loaded probe.

The spacing between the spring loaded probe in contact with the center pin and the spring loaded probe adjacent to and in contact with the ground pin is arranged to provide each probe with an impedance matched to the impedance of the coaxial pin. The transmission jig according to claim 7.

9. The transmission jig according to claim 8, wherein the impedance of the coaxial pin is selected so as to match the impedance of the circuit board to be inspected and the impedance of the inspection device.

A circuit board of the inspection apparatus connected to the bottom surface of the base compliant inspection interface plate, the circuit board of the inspection apparatus having an impedance matched to the impedance of the inspection apparatus; The transmission jig according to claim 6, wherein the circuit board has a contact portion that contacts the spring-loaded probe so as to provide an electrical path between the inspection device and the probe.

The transmission jig according to claim 1, wherein the impedance of each coaxial pin is about 50 ohms.

The circuit board further comprises a lower circuit board connected to the inspection device, the lower circuit board facing the bottom surface of the base plate and having a contact point that provides an electrical path to the coaxial pin, The transmission jig according to claim 1, wherein the transmission jig is buckled by applying a force to a contact point of the lower circuit board and an inspection point of the circuit board to be inspected.

The transmission jig according to claim 12, wherein the coaxial pin is buckled by Euler.

The base plate further includes a post supporting the top plate, each post being connected to one of the plates and a second member connected to the other of the plates. The transmission jig according to claim 12, wherein the second member is slidably engaged with the first member, whereby the top plate can be moved relative to the base plate.

The transmission jig according to claim 14, wherein the post restricts movement of one plate toward the other plate.

Each coaxial pin comprises a central pin coaxial with the shield, the shield being separated from the central pin by a non-conductive material, the central pin protruding beyond the shield at each end of the pin, and the central pin 13. The transmission jig according to claim 12, wherein the projection projects through the base plate so as to contact a contact point of the lower circuit board.

A first circuit board having a plurality of inspection points;
A second circuit board facing the inspection signal providing device and having a plurality of inspection points;
A transmission jig,
A top plate having an upper surface connected to the first circuit board and having a plurality of openings, each opening being in communication with an inspection point of the first circuit board;
A base plate having a bottom surface connected to the second circuit board and spaced from the top plate below the top plate, the base plate comprising a plurality of openings, each opening being a second circuit board A base plate that communicates with the signal point of
A plurality of coaxial pins having a substantially cylindrical shield jacket and a coaxial center pin, the jacket being spaced from the center pin by a non-conductive material, wherein the center pin is at the end of each coaxial pin. And the first end of each center pin passes through the opening in the top plate, the second end of each center pin passes through the opening in the base plate, and the outer jacket of each coaxial pin is the top plate. And a transmission jig comprising coaxial pins in contact with the base plate;
Means for moving one circuit board toward the other circuit board, wherein the coaxial pin is buckled so that the end of each central pin is actively connected to the inspection point of the first circuit board and the second circuit A circuit board inspection system comprising moving means for contacting a signal point on the board and providing a signal path from the signal point to the inspection point.

The circuit board inspection system according to claim 17, wherein the pin is subjected to Euler buckling.

19. The circuit board inspection system according to claim 18, wherein the moving means includes a vacuum generating means for moving one circuit board toward the other circuit board.

19. The circuit board inspection system according to claim 18, wherein the moving means comprises mechanical means for moving one circuit board toward the other circuit board.

19. The circuit board inspection system according to claim 18, wherein the first circuit board is a circuit board to be inspected by the circuit board inspection system.

19. The circuit board inspection system of claim 18, wherein the first circuit board, the second circuit board, and the pins have matched impedances.

23. The circuit board inspection system of claim 22, wherein the coaxial pin has an impedance of 50 ohms.

In a transmission jig that connects a circuit board to be inspected at a high frequency to an inspection analyzer that provides a high-frequency inspection signal,
A top plate connected to the circuit board to be inspected;
A base plate connected to the test analyzer providing a source of high frequency test signals;
A plurality of test pins having a solid inner portion, the inner portions of the pins facing the top plate in a first predetermined pattern and a base in a second predetermined pattern A test signal path from the test analyzer to the test point of the circuit board, facing each other, wherein the first predetermined pattern is different from the second predetermined pattern, The pin is a transmission jig having substantially the same impedance so as to facilitate impedance matching to effectively inspect the circuit board at high frequencies.

The inspection jig according to claim 24, wherein at least some of the inspection pins are coaxial inspection pins.

An electronic unit to be inspected having a first row of contact points, wherein the contact points of the first row form a first pattern;
A signal providing circuit board having a second row of contact points, wherein the second row of contact points corresponds to the first row of contact points and is different from the first row of contact points. A signal providing circuit board for forming a pattern of
A circuit board inspection system comprising a plurality of coaxial pins having an inner solid member extending from a contact point of the circuit board to a corresponding contact point of the unit.

27. The circuit board inspection system of claim 26, wherein the coaxial pin is subjected to Euler buckling.

27. The circuit board inspection system of claim 26, wherein the circuit board provides a high frequency signal through the second row of contact points, the frequency of the signal being 100 MHz or higher.

A high-frequency electronic unit to be inspected having a contact point for transmitting a high-frequency signal having a frequency higher than 100 MHz, the center of the first contact point being separated from the center of the second contact point by less than 1.78 mm A high frequency electronic unit;
A circuit board for providing a high-frequency inspection signal and having a contact point for transmitting the high-frequency signal;
A first contact pin having a first end connected to the first contact point and a second end connected to the contact point of the circuit board;
A circuit board inspection system comprising a second contact pin having a first end connected to the second contact point and a second end connected to a contact point of the circuit board.

30. The circuit board inspection system according to claim 29, wherein a distance between the center of the first contact point and the center of the second contact point of the electronic unit is 0.64 mm or less.

The circuit board inspection system according to claim 30, wherein the pin is a coaxial pin.

30. The circuit board inspection system of claim 29, wherein the units and pins have matched impedances.

30. The circuit board inspection system according to claim 29, wherein the frequency of the signal is 1 GHz or more.

30. The circuit board inspection system of claim 29, wherein the contact pin is subjected to Euler buckling.