特許 7509365 試験測定装置を被試験デバイスに結合する装置、試験測定システム及び被試験デバイスの動作モードを設定する方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-24

(45)【発行日】2024-07-02

(54)【発明の名称】試験測定装置を被試験デバイスに結合する装置、試験測定システム及び被試験デバイスの動作モードを設定する方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 1/067 20060101AFI20240625BHJP

   G01R 19/00 20060101ALI20240625BHJP

   G01R 31/00 20060101ALI20240625BHJP

【ＦＩ】

G01R1/067 F

G01R19/00 D

G01R31/00

【請求項の数】 7

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2020050660

(22)【出願日】2020-03-23

(65)【公開番号】P2020160069

(43)【公開日】2020-10-01

【審査請求日】2023-03-01

(31)【優先権主張番号】62/821,972

(32)【優先日】2019-03-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/363,790

(32)【優先日】2019-03-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】391002340

【氏名又は名称】テクトロニクス・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＴＥＫＴＲＯＮＩＸ，ＩＮＣ．

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(74)【代理人】

【識別番号】110001209

【氏名又は名称】特許業務法人山口国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ジュリー・エイ・キャンプベル

【審査官】永井 皓喜

(56)【参考文献】

【文献】特表２００９－５３６７４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２０３１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－５２８９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２１０３６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ３１／００

Ｇ０１Ｒ ３１／２８

Ｇ０１Ｒ ３１／２６

Ｇ０１Ｒ １／０６

Ｇ０１Ｒ ３１／５０

Ｇ０１Ｒ １５／００

Ｇ０１Ｒ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

導電性の第１端部と、導電性の第２端部と、上記第１及び第２端部を接続する非導電性部材とを有するクリップであって、被試験デバイスの２つの導電部分の間に取り付けられて、上記２つの導電部分の間の非導電性ギャップにブリッジを形成するよう構成される上記クリップと、
上記クリップに取り外し可能に装着されて、上記被試験デバイスの上記２つの導電部分の間に、インピーダンスが実質的にない電流パスを提供する第１挿入物と、
上記クリップに取り外し可能に装着されて、試験測定装置を結合するための１対の信号測定ポイントを提供する第２挿入物と
を具える試験測定装置を被試験デバイスに結合する装置。

【請求項2】

上記第２挿入物が、ゼロより大きい抵抗値Ｒを有する抵抗性要素を含む請求項１の試験測定装置を被試験デバイスに結合する装置。

【請求項3】

上記抵抗性要素の２つの端部が、上記１対の信号測定ポイントを提供し、上記１対の信号測定ポイントは、プローブによって試験測定装置に結合される請求項２の試験測定装置を被試験デバイスに結合する装置。

【請求項4】

上記抵抗性要素の周囲にループを形成したマイクロ・コイルを更に具え、該マイクロ・コイルが、上記１対の信号測定ポイントを提供する一対のリードを有する請求項２の試験測定装置を被試験デバイスに結合する装置。

【請求項5】

上記第２挿入物が、上記被試験デバイスの上記２つの導電部分の間に実質的にインピーダンスのない電流パスを提供する導電性ワイヤのループを含む電流測定用挿入物と、上記ループを流れる電流を検出するホール・デバイスとを有し、該ホール・デバイスの出力端子が上記一対の信号測定ポイントを提供する請求項１の試験測定装置を被試験デバイスに結合する装置。

【請求項6】

導電性の第１端部と、導電性の第２端部と、上記第１及び第２端部を接続する非導電体部材とを有するクリップであって、被試験デバイスの２つの導電部分の間に取り付けられて、上記２つの導電部分の間の非導電性ギャップにブリッジを形成するよう構成される上記クリップと、
上記クリップに取り外し可能に装着されて、上記被試験デバイスの上記２つの導電部分の間に、インピーダンスが実質的にない電流パスを提供する第１挿入物と、
オシロスコープと、
プローブと
を具え、
該プローブのプローブ・チップには、上記クリップに取り外し可能に装着される第２挿入物が含まれ、上記プローブ・チップは、上記第２挿入物を流れる電流を示す電圧信号を出力するよう構成され、上記プローブは、上記プローブ・チップの出力信号を上記オシロスコープの入力端子に結合する試験測定システム。

【請求項7】

被試験デバイス（ＤＵＴ）の動作モードを設定する方法であって、
導電性の第１端部と、導電性の第２端部と、上記第１及び第２端部を接続する非導電性部材とを有するクリップを上記ＤＵＴの２つの導電部分の間に取り付けることで、上記クリップで上記２つの導電部分の間の非導電性ギャップにブリッジを形成し、
上記ＤＵＴの通常動作モードの場合には、上記被試験デバイスの上記２つの導電部分の間に、インピーダンスが実質的にない電流パスを提供する第１挿入物を上記クリップに取り外し可能に装着し、
上記ＤＵＴの測定動作モードの場合には、試験測定装置を結合するための１対の信号測定ポイントを提供する第２挿入物を上記クリップに取り外し可能に装着する
被試験デバイス（ＤＵＴ）の動作モードを設定する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示技術は、試験測定システムに関し、特に、被試験デバイスに試験測定装置を結合するための装置と、被試験デバイスの動作モードを設定する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

今日のエンジニアは、高速シリアルバスを搭載したデバイスの試験を試みている。これらのデバイスの多くは、限定するものではないが、ダブル・データ・レート第２世代（ＤＤＲ２）シンクロナス・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＤＲＡＭ）、ダブル・データ・レート第４世代（ＤＤＲ４）ＳＤＲＡＭ及びＰＣＩｅ（peripheral component interconnect express）として特定される。電圧振幅とパルス周波数は非常に高速で、信号が複雑なために正確な電気的プロービングを必要とする。これらのバスやその他のバスは、様々なタイプのコンシューマ・ハードウェア・デバイスで幅広く普及している。これらの製品には、多数の重要な試験ポイントがある。

【0003】

これらの製品の試験ポイントは、配置の位置関係とアクセスの仕方の両方で大きく異なり、通常、１つか２つの接触ポイントが必要である。典型的には、接触ポイントには、マイクロ・トレース、ビア、コンポーネント・パッド及びコネクタ・コンタクトがあり、これらは、高速信号への電気的接触（よって、アクセス）を提供する。しかし、試験ポイントは、常に同じ平面内にあるわけではなく、もし２つのプローブの接触が一度に必要な場合（例えば、差動プローブの場合など）、プローブの適切な接触のための位置決めを支援するのに、チップのコンプライアンス（弾力性、追従性）が強く望まれる。接触ポイントは、主成分分析（principal component analysis: PCA）ハードウェア上では、仮想的に垂直から水平までを含むあらゆる方向の角度で存在できる。こうした種々の状況において、プローブ・チップにコンプライアンスがあれば、試験ポイントへのアクセスが改善できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１２６０１８号公報

【文献】特開２０１９－０８６５１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

これらポイントへのワイヤの半田付け又は導電性エポキシによる取り付けを含め、これらアクセス・ポイントのためのプローブ接点（コンタクト）の半恒久的な形態がある一方で、こうした解決手法は、接続中の被測定デバイス（ＤＵＴ）へのダメージの可能性、長いセットアップ時間、そして、これら試験ポイントへのワイヤ半田付けのために非常に器用なスキルが要求されることを含め、多数の欠点も存在する。また、半恒久的なコンタクトでは、素早くデバッグが行えない。半田付けプローブ・チップは、わずか２、３回の接続の後には摩滅する傾向にあり、よって、交換する必要が生じ、これは、極めて不経済なこととなり得る。最後に、特に高い信号周波数において、半田付けやエポキの品質と幾何学的配置が原因で、信号の忠実性が大きく変化する傾向にある。

【0006】

したがって、試験プローブとの接続に使用する改善されたプローブ・チップへのニーズが残っている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示技術の実施形態としては、概して、試験プローブと共に使用するのに適し、そして、例えば、被試験デバイス（ＤＵＴ）上の試験ポイントに、正確で、高さ方向の追従性（height-compliant）があり、クイック（手早く）で、そして、軽い圧力での接触を提供するよう構成されるプローブ・チップがある。こうしたプローブ・チップは、実施形態によっては、ＤＵＴとの接触ポイント近くに配置される抵抗性又はインピーダンス要素を含むばね式（スプリング）プローブとして構成されても良い。抵抗性又はインピーダンス要素は、ばね式プローブのスルー応答（through response）を大きく改善でき、また、ＤＵＴの負荷を著しく低減でき、もって、高速な信号の取込みを可能にする。

【0008】

本開示技術による試験プローブ及びプローブ・チップは、プローブ・チップの複数の部品間の接触領域の物理的及び電気的なコントロールを効果的に改善でき、また、典型的にはコンタクトの長いセットアップ時間を許容できない素早いデバッグ環境に向いている。本開示技術による試験プローブ及びプローブ・チップは、接続場所に関して優れた視認性を効果的に提供でき、種々のクラスの製品、特にハンドヘルド・プロービングや素早く配置するプロービングにおいて、直感的な操作を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、開示技術の特定の実施形態によるプローブ・チップの例の分解図を示す。

【図2】図２は、開示技術の特定の実施形態による図１に示されたプローブ・チップの組み立て図を示す。

【図3】図３は、開示技術の特定の実施形態による単一チップ試験プローブの例を示す。

【図4】図４は、開示技術の特定の実施形態による差動プローブの例を示す。

【図5】図５は、開示技術の特定の実施形態による試験プローブ・チップに関する周波数応答プロットの例をグラフで表したものである。

【図6】図６は、本開示技術の種々の実施形態による１つの例示的な円形棒状抵抗器を示す。

【図7】図７は、本開示技術の種々の実施形態による１つの例示的な円形棒状抵抗器を示す。

【図8】図８は、本開示技術の種々の実施形態による被試験デバイスに試験測定装置を結合する装置の１つの例を示す。

【図9】図９は、図８の装置の応用例を示す。

【図10】図１０は、本開示技術の種々の実施形態による被試験デバイスに試験測定装置を結合する装置の別の例を示す。

【図11】図１１は、図１０の装置の一部分についての製造技術の例を示す。

【図12】図１２は、開示技術の特定の実施形態による装置に関する周波数応答プロットの一例をグラフ化したものである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

図１は、本開示技術の特定の実施形態による試験プローブ・チップ１００の例の分解図を示す。この例では、試験プローブ・チップ１００には、オプションのコンプライアンス部材又は力偏向アセンブリと、これに結合されたチップ部品１０８とがある。

【0011】

この例では、コンプライアンス部材又は力偏向アセンブリには、試験プローブと一体化されるか又は結合されるよう構成される樽型部品１０２がある。プローブ・チップ１００には、抵抗性要素１０６（例えば、円形棒状抵抗器）と、抵抗性要素１０６の一端面と、例えば、電気機械的な接合（例えば、半田付け、導電性接着剤など）によって、結合されるプランジャ（棒状ピストン）基部部品１０４もある。以下の図６及び７では、例示的な抵抗性要素を図示している。

【0012】

抵抗性要素１０６は、実施形態によっては、その外側周囲に配置された抵抗があるチューブ状の形状を有していても良い。例えば、抵抗性要素１０６が、チューブを覆う抵抗性コーティング又は抵抗性レイヤ（層）を含んでも良い。加えて、電気機械的な接合を可能にするため、抵抗性要素１０６が、その両端部に配置した金属化コンタクトを有していても良い。抵抗器のチューブ状構造によって、高帯域幅と、低い帯域幅負荷が可能になる。図示した抵抗性要素１０６の円筒形状によって、抵抗性要素１０６の断面耐力を効果的に最大化できる。なお、抵抗性要素１０６について、円筒形を図示しているが、他の適切な形状（例えば、八角形、三角形など）を利用しても実現できることが理解できよう。

【0013】

この例では、チップ部品１０８は、抵抗性要素１０６の、プランジャ基部部品１０４と結合される端面と反対側の端面と、例えば、電気機械的接合によって、結合されるように構成される。本願で用いられるように、電気機械的接合は、電気的な接続に加えて、構造的／機械的なサポート（支持機構）を提供するものである。チップ部品１０８は、例えば、ＤＵＴ上の１つ以上のコンタクト（接触）ポイントと、きめの細かい電気的な接続性を確立又は容易にするために、１つ以上のポイントを有していても良い。

【0014】

ばね機構が、樽型部品１０２内に閉じ込められるか、さもなくば、配置されても良く、そして、プランジャ基部１０４は、樽型部品１０２内で軸方向にスライドするよう構成されても良く、その結果として、樽型部品１０２内に配置されたばね機構により、効果的に圧縮抵抗を生じるように作用を受ける。

【0015】

図２は、オプションのコンプライアンス部材又は力偏向アセンブリと、これに結合されたチップ部品を有する本開示技術の特定の実施形態による試験プローブ・チップ２００の例の組み立て図を示す。この例では、樽型部品２０２がプランジャ基部２０４を受ける。プランジャ基部２０４は、抵抗性要素２０６の一端と、例えば、電気機械的結合によって結合される。プランジャ基部２０４を受ける。抵抗性要素２０６は、その外側の周囲上に抵抗があるチューブ状の形状を有してもよい。この例では、チップ部品２０８は、例えば、電気機械的接合によって、抵抗性要素２０６のプランジャ基部２０４と結合された端部と反対側の端部に結合される。

【0016】

図１に示された試験プローブ・チップ１００と同様に、ばね機構が、樽型部品２０２内に取り付けられるか、さもなくば、配置されても良く、そして、プランジャ基部２０４が、樽型部品２０２内で軸方向にスライドするよう構成されても良い。樽型部品２０２の中のばね機構によって、プランジャ基部２０４は、効果的に圧縮抵抗を生じるように作用を受ける。

【0017】

図３は、本開示技術の特定の実施形態による単一チップ試験プローブ３００の例を示す。この例では、試験プローブ３００には、試験プローブ本体３０２と、図１及び２にそれぞれ示された試験プローブ・チップ１００及び２００のような試験プローブ・チップ３０４がある。ユーザは、試験プローブ・チップ３０４と、例えば、ＤＵＴ上の高速信号アクセス・ポイントやその他の適切なポイントのような試験ポイントとの間に圧縮抵抗を形成するのに、試験プローブ３００を使用しても良い。

【0018】

図４は、本開示技術の特定の実施形態による差動プローブ４００の例を示す。この例では、差動プローブ４００には、プローブ本体４０２と、図１及び２にそれぞれ示された試験プローブ・チップ１００及び２００のような２つの試験プローブ・チップ４０４及び４０６がある。ユーザは、試験プローブ・チップ４０４及び４０６の一方又は両方と、例えば、ＤＵＴ上の高速信号アクセス・ポイントやその他の適切なポイントのような１つ又は２つの試験ポイントとの間に圧縮抵抗を形成するのに、試験プローブ４００を使用しても良い。

【0019】

図５は、本開示技術の特定の実施形態による試験プローブ・チップに関する周波数応答プロット５００の例をグラフで表したものである。抵抗の構造（例えば、棒状チューブの特性）及びＤＵＴコンタクトのコンタクト・ポイントの直ぐ近くという構成は、ＤＵＴ上の信号に対して極めてフラットな応答を生成し、ＤＵＴへの負荷を最小に維持しつつ、信号を高い忠実度で再現する。これは、負荷に影響されやすい信号バスを測定する上で重要である。もしチップ／プローブ入力構造が負荷をかける（例えば、信号のアイを減少又は変更させる）と、送信器－受信器間のシグナリングがじゃまされ、その被試験通信バスが正常に動作しなくなり、試験を台無しにしてしまう。本開示技術によるプローブ・チップは、効果的にこの問題を大幅に制限する。

【0020】

図６は、本開示技術の種々の実施形態の中の１つによる例示的な抵抗性要素（抵抗器）６００について、長さ方向の断面と、更に、２つの四角の囲みの中に、線６０８と６１０に沿った幅方向の２つの断面を描いたものである。図が示すように、抵抗器には、構造部材６０２と、構造部材６０２の両端部の外周付近に配置された金属レイヤ６０４ａ及び６０４ｂと、そして、円形ロッド抵抗器の外側表面に配置された抵抗性レイヤ６０６とがある。

【0021】

構造部材６０２は、十分な構造的剛性と、壊れることなくプロービングの圧力に耐える十分な強度を提供する材料から構成される。このように、構造部材６０２によれば、抵抗を埋め込み材料中に組み込む必要をなくすことができる。これは、埋め込み材料（例えば、プラスチックなど）中に抵抗を埋め込むと、得られるプローブ・チップのフラットな周波数応答に悪い影響が出ることがあるので、有益である。周波数応答をフラットに維持するのに役立つように、抵抗器６００の周りを囲む絶縁物質は空気だけとする（即ち、特別な絶縁被覆などを設けない）のが好ましく、これは、少なくとも一部分は、構造部材６００によって可能になる。十分な構造的剛性と十分な強度を提供する材料は、プローブ・チップの意図する用途によって変わり得るが、こうした材料としては、ジルコニウム、石英（Quartz：水晶）又はこれらの任意の組み合わせであっても良い。なお、これら材料は、単に例示的に利用可能な材料という意味であって、当業者であれば、その他の利用可能な材料を容易に見つけられるであろう。加えて、構造部材６０２は、実際的には、おおよそ円筒形であるとして描いているが、本開示技術の趣旨から離れることなく、他の形状（例えば、八角形、三角形など）を利用できることが理解できよう。

【0022】

金属レイヤ６０４ａ及び６０４ｂは、プランジャ基部１０４及びチップ部品１０８と電気的な接続を形成するのに適した任意の材料であって良い。こうした材料としては、銀、金、銅その他の適切な導電性材料、又は、これらの任意の組み合わせであっても良い。金属レイヤ６０４ａ及び６０４ｂは、マイクロペニング（mＩＣropenning）処理のような任意の適切な処理又は他の適切な処理を用いて取り付けられても良い。マイクロペニング処理は、ペンで文字を描くようにして必要な材料を配置するもので、このために、極めて細かく、正確な位置に適切に材料を配置可能である（非特許文献１参照）。これら金属レイヤは、キャップ（Cap：ふた）として形成でき、構造部材の両端部を露出したままとして形成しても良い。

【0023】

抵抗性レイヤ６０６は、厚いフィルム抵抗性レイヤであっても良い。このフィルムは、マイクロペニング処理（例えば、オームクラフト（Ohmcraft）製の抵抗性インクを利用しても良い。非特許文献１参照）、フラット・スクリーン印刷、その他の適切な処理によって取り付けられても良い。抵抗性レイヤ６０６としては、例えば、ルテニウム（ruthenium）、イリジウム（iridium）やレニウム（rhenium）の酸化物、又はその他の適正な材料であっても良い。抵抗性レイヤ６０６は、コンタクト金属レイヤ６０４ａ及び６０４ｂの表面や、これら金属レイヤと構造部材６０２の間などにも形成又は塗布されても良い。加えて、抵抗性レイヤやその他の関係するレイヤは、更に正確な加工や抵抗器の抵抗値を調整するために、レーザ加工で不要な部分を切り出（例えば、抵抗性レイヤの一部分を除去するなど）しても良い。

【0024】

図７は、本開示技術の種々の実施形態の中のもう１つ別の実施形態による例示的な抵抗性要素（抵抗器）７００について、長さ方向の断面と、更に、２つの四角の囲みの中に、線７０８と７１０に沿った幅方向の２つの断面を描いたものである。図が示すように、抵抗器には、それぞれ半円筒形（semi-cylindrＩＣal）の構造部材７０２ａ及び７０２ｂ、構造部材７０２の両端部の周りに配置される金属レイヤ７０４ａ及び７０４ｂ、構造部材７０２ａ及び７０２ｂの間に配置される抵抗性レイヤ７０６がある。

【0025】

構造部材７０２ａ及び７０２ｂは、十分な構造的剛性と、壊れることなくプロービングの圧力に耐える十分な強度を提供する材料から構成される。このように、構造部材７０２によれば、抵抗を埋め込み材料中に組み込む必要をなくすことができる。これは、埋め込み材料（例えば、プラスチックなど）中に抵抗を埋め込むと、得られるプローブ・チップのフラットな周波数応答に悪い影響が出ることがあるので、有益である。周波数応答をフラットに維持するのに役立つように、抵抗器７００の周りを囲む絶縁物質は空気だけとする（即ち、特別な絶縁被覆などを設けない）のが好ましく、これは、少なくとも一部分は、構造部材７０２によって可能になる。十分な構造的剛性と十分な強度を提供する材料は、プローブ・チップの意図する用途によって変わり得るが、こうした材料としては、ジルコニウム、石英（Quartz：水晶）又はこれらの任意の組み合わせであっても良い。なお、これら材料は、単に例示的に利用可能な材料という意味であって、当業者であれば、その他の利用可能な材料を容易に見つけられるであろう。また、図７では、それぞれ半円筒形の構造部材７０２ａ及び７０２ｂと抵抗性レイヤ７０６とを組み合わせた構造部材７０２の全体としては、おおよそ円筒形であるとして描いているが、本開示技術の趣旨から離れることなく、他の形状（例えば、八角形といった多角形など）を利用できることが理解できよう。

【0026】

金属レイヤ７０４ａ及び７０４ｂは、プランジャ基部１０４及びチップ部品１０８と電気的な接続を形成するのに適した任意の材料であって良い。こうした材料としては、銀、金、銅その他の適切な導電性材料、又は、これらの任意の組み合わせであっても良い。金属レイヤ７０４ａ及び７０４ｂは、マイクロペニング（mＩＣropenning）処理のような任意の適切な処理又は他の適切な処理を用いて取り付けられても良い。これら金属レイヤは、キャップ（Cap：ふた）として形成でき、構造部材の両端部を露出したままとして形成しても良い。

【0027】

抵抗性レイヤ７０６は、厚いフィルム抵抗性レイヤであっても良い。このフィルムは、マイクロペニング処理（例えば、オームクラフト（Ohmcraft）製の抵抗性インク）、フラット・スクリーン印刷、その他の適切な処理によって塗布されても良い。抵抗性レイヤ７０６としては、例えば、ルテニウム（ruthenium）、イリジウム（iridium）やレニウム（rhenium）の酸化物、又はその他の適正な材料であっても良い。更に、図６の抵抗性レイヤ０６と同様にして、オプションの抵抗性レイヤ（図示せず）を、コンタクト金属レイヤ７０４ａ及び７０４ｂの表面や、これら金属レイヤと構造部材７０２の間などにも形成又は塗布しても良い。加えて、抵抗性レイヤやその他の関係するレイヤは、更に正確な加工や抵抗器の抵抗値を調整するために、レーザ加工で不要な部分を切り出（例えば、抵抗性レイヤの一部分を除去するなど）しても良い。

【0028】

従来の試験測定システムでは、被試験デバイス（ＤＵＴ）からの異なる形式の信号を、オシロスコープなどの試験測定装置に結合するのに、通常、異なる形式のプローブを使用して、信号を取得し、視覚化し、様々な測定を行っている。例えば、試験測定プローブには、電圧プローブ、電流プローブ、光プローブ、無線周波数（ＲＦ）プローブなどがある。

【0029】

電圧プローブは、通常、ＤＵＴからの電圧信号を測定するために使用される。電圧プローブは、通常、集積回路（ＩＣ）のピン、ボール・グリッド・アレイ（ＢＧＡ）デバイスのはんだボール、プリント基板（ＰＣＢ）のビア又はパッド、コネクタ・ピンなどのＤＵＴ上の試験ポイントに物理的に接触する、少なくとも２つのプローブ接点（つまり、プローブ・チップ）を使用してＤＵＴに接続される。差動電圧信号を測定する場合、２つのプローブ接点の夫々は、差動信号の片側が流れるＤＵＴのそれぞれ２つの試験ポイントの１つに接続される。シングルエンド信号を測定する場合、一方のプローブ接点は、信号が流れるＤＵＴの試験ポイントに接続され、もう一方のプローブ接点は、ＤＵＴのグラウンド電圧などの基準電圧がかかるＤＵＴの試験ポイントに接続される。

【0030】

電流プローブは、通常、ＤＵＴの電流信号を測定するために使用される。電流プローブは、通常、ＤＵＴ内の配線など、電流が流れる導電導体の周囲に、導電性ループやコイルを形成する非接触プローブ方式を使用してＤＵＴに接続される。電流プローブは、導体を流れる電流の大きさと方向を検知し、電流信号を表す電気出力信号を生成できる。電流プローブの導電性ループは、典型的には、電流プローブの開口部を開き、導体を開口部内に挿入し、開口部を閉じてループを形成することによって形成される。電流プローブは、多くの場合、必要な機械的なコンポーネントのために、非常にかさばる。

【0031】

本開示技術の実施形態は、大まかに言えば、ＤＵＴ内の電圧信号又は電流信号、又はその両方をプロービング及び測定するための小さいフォーム・ファクタのソリューションを提供する。特に、実施形態は、ＤＵＴ内の電流信号を測定するための簡単、非破壊で、超小型のものを可能にする。

【0032】

図８に示すように、実施形態としては、ＤＵＴ８０２にはんだ付けされるように構成された小型クリップ８１０（ソケット状のデバイス）を有する装置８００がある。このクリップ８１０には、導電性の第１端部８１２ａ、導電性の第２端部８１２ｂ、並びに、第１端部８１２ａ及び第２端部８１２ｂを接続する非導電体部材８１４がある。クリップ８１０は、例えば、ＰＣＢ８０２上の表面トレース８０４の２つの部分８０４ａ及び８０４ｂの間に、はんだ付けされても良い。クリップ８１０は、適切な位置に手ではんだ付けされるか、又は、自動化されたチップ・マウンター（pick and place machine）でハンドリングされて、他の電気部品、例えば、表面実装技術（ＳＭＴ）部品と同様に、既知のＰＣＢ製造工程によって製作されるように構成される。ユーザは、１つ以上のクリップ８１０の配置に対応するようにＰＣＢ８０２を設計及びレイアウトしても良い。デバッグ又はトラブル・シューティングのアプリケーションにおいて、ユーザは、ＰＣＢの表面トレース８０４を切断して、トレース中にギャップを形成し、その後、クリップ８１０を適切な位置にはんだ付けすることで、このギャップにブリッジを形成する。他の実施形態では、クリップ８１０は、はんだではなく、導電性接着剤を使用してＤＵＴ８０２に固定されてもよい。

【0033】

クリップ８１０がＤＵＴ８０２に装着されると、実施形態は、クリップに様々な挿入物８１５を取り付けることによって、様々な動作モードを提供する。挿入物８１５は、クリップ８１０に容易に取り付けられる（例えば、カチッと入る）ように構成され、そして容易にクリップ８１０から取り外される。例えば、挿入物８１５は、断面が円形でも良く、これによれば、向きを特定の方向にする必要がないので、クリップ８１０に取り付けやすくできる。

【0034】

最初の例示的なモードでは、通常のＤＵＴ回路動作のために、ユーザは、クリップに、ゼロ・オームの挿入物８２０を装着しても良い。ゼロ・オーム挿入物８２０は、まるでクリップ／挿入物の組み合わせ８００が、ＤＵＴ回路に存在していないかのように、電気的な短絡（ショート）として機能する。ゼロ・オーム挿入物８２０は、ゼロ・オーム抵抗器を含んでいても良い。好ましい実施形態において、この抵抗器は、上述の円形棒状（round rod）抵抗器のような構造的にインテグリティ（信号の忠実性）性能及び電気的性能が良好な円形棒状抵抗器であっても良い。

【0035】

第２の例示的なモードでは、電圧信号を測定するために、ユーザは、クリップ８１０に非ゼロ・オームの抵抗性挿入物８３０を装着しても良い。言い換えれば、ユーザは、既知の抵抗値を有する挿入物８３０を装着しても良い。この既知の抵抗値は、測定される信号に適したものを選択すれば良い。ゼロ・オーム挿入物８２０と同様に、抵抗性挿入物８３０は、構造的にインテグリティ（信号の忠実性）が良好な円形棒状抵抗器であっても良い。抵抗性挿入物８３０をクリップ８１０に取り付けた状態で、ユーザは、例えば、抵抗性挿入物８３０の両端部８３２、８３４に接触するようにクリップ８１０に電圧プローブ・チップをクリッピングすることによって電圧信号を測定しても良い。これに代えて、抵抗性挿入物８３０を、プローブ自体に、又はプローブ・チップ自体に一体化しても良い。また、電流信号は、di/dt=(dv/dt)/Rの関係を利用して求めても良い。このような測定される電圧信号から電流信号を求める手法は、例えば、プローブからの出力信号を受けるオシロスコープによって行われても良い。

【0036】

第３の例示的なモードでは、ユーザは、クリップ８１０に電流測定用挿入物８４０を装着しても良い。電流測定用挿入物８４０は、非常に短い電流ループとホール・デバイス（Hall device）を有しても良い。この挿入物８４０は、ＤＵＴ８０２を動作させる短絡した回路接続と、電流信号を測定するマイクロ・ホール・デバイスを提供する。また、電圧信号は、di/dt=(dv/dt)/Rの関係を利用して求めることができる。このような測定電流信号からの電圧信号の決定は、例えば、プローブからの出力信号を受けるオシロスコープによって行われてもよい。

【0037】

図９は、クリップ９１０と、クリップ９１０に装着されたゼロ・オーム挿入物９２０とを有する装置９００の例示的な実施形態を示す。装置９００は、試験するＰＣＢに設置されるが、このとき、信号トレースを切断してギャップを形成し、信号トレースのギャップにブリッジを形成するため、クリップ９１０を導電するように取り付ける。ゼロ・オームの円形棒状抵抗器９２０が、クリップに取付けられている。

【0038】

図１０は、開示技術の別の例示的な実施形態を示す。図１０に示す装置１０００において、挿入物１０２０は、抵抗性挿入物であり、挿入物１０２０の周囲をほぼ取り囲んでループを形成するマイクロ・コイル１０２６がある。図１０に示すように、この組み合わせの挿入物１０２０をクリップ１０１０に取り付けた状態で、例えば、挿入物１０２０の両端部１０２２、１０２４にプローブ接触させるようにして、プローブを挿入物１０２０の両端部に接続する（例えば、対応する電圧プローブ・チップをクリップ留めする）ことによって、電圧信号を測定してもよい。電流信号は、マイクロ・コイル１０２６の両端部にプローブを接続することによって測定できる。また、上述のように、電流信号は、di/dt=(dv/dt)/Rの関係を利用することによって、測定された電圧信号から求めることもでき、その逆も同様である。このような求め方は、例えば、プローブからの出力信号を受けるオシロスコープによって行われても良い。

【0039】

図１１に示すように、組み合わせ挿入物１０２０用のマイクロ・コイル１０２６は、例えば、ピン・ゲージ１１１０の周りに、非常に細いワイヤを巻くことによって構成しても良い。図１１は、直径０.０１１インチ（約０.２８ミリ・メータ）のピン・ゲージの周りに巻き付けたワイヤを描いている。

【0040】

図１２は、開示されたクリップ／挿入物システム８００、９００、１０００の実施形態が存在する場合としない場合の試験回路の周波数応答の比較を示す図１２００である。トレース１２１０は、未改変の試験回路の周波数応答のトレース、つまり、クリップ又は挿入物が装着されていないものである。トレース１２２０は、クリップを装着し、クリップ中にゼロ・オーム挿入物を装着する改変を行った試験回路の周波数応答のトレースである。トレース１２３０は、クリップを装着し、クリップ中に抵抗性挿入物を装着する改変を行った試験回路の周波数応答のトレースである。図１２に示すように、改変した試験回路の周波数応答は、２０ＧＨｚ程度までは未改変試験回路の周波数応答に良く追従し、３０ＧＨｚを超えるくらいまで未改変試験回路の周波数応答から大きく逸脱し始めることがない。

【0041】

開示された技術の実施形態は、また、ＤＵＴの他のタイプの信号測定又は試験を行う他のタイプの挿入物も含む。例えば、いくつかの実施形態では、信号導入挿入物をクリップに装着し、ユーザがＤＵＴ内の回路に信号を容易に導入できるようにしても良い。これは、干渉やクロストークを受けた信号を測定するのに有益なものとなろう。他の例示的な実施形態では、時間領域反射率測定（time-domain reflectometry: TDR）又は時間領域伝達率測定（time-domain transmissometry：TDT）用挿入物がクリップに装着されてもよい。このようなＴＤＲ挿入物によって、ユーザは、クリップの一端部又は両端部で、ＤＵＴ回路のＴＤＲ測定を実行することが可能になるであろう。これらの挿入物は、対応するプローブに接続されても良いし、又は、挿入物が、プローブ自体に一体化されるか、若しくは、プローブ・チップ自体に一体化されても良い。

【0042】

以下では、本願開示技術の説明に有益な実施例を提示する。本開示技術の実施形態は、以下で記述する実施例の１つ以上か、これらの任意の組み合わせを含んでいても良い。

【0043】

実施例１は、試験測定装置を被試験デバイスに結合する装置であって、
導電性の第１端部と、導電性の第２端部と、上記第１及び第２端部を接続する非導電性部材とを有するクリップであって、上記被試験デバイスの２つの導電部分の間に取り付けられて、上記２つの導電部分の間の非導電性ギャップにブリッジを形成するよう構成される上記クリップと、
該クリップに取り外し可能に装着されて、上記被試験デバイスの上記２つの導電部分の間に、インピーダンスが実質的にない電流パスを提供する第１挿入物と、
上記クリップに取り外し可能に装着されて、上記試験測定装置を結合するための１対の信号測定ポイントを提供する第２挿入物と
を具えている。

【0044】

実施例２は、実施例１の装置であって、このとき、上記第１挿入物は、ゼロ・オームの抵抗を含む。

【0045】

実施例３は、実施例２の装置であって、このとき、ゼロ・オームの抵抗は、円形棒状（round rod：ラウンド・ロッド）抵抗器を含む。

【0046】

実施例４は、実施例１の装置であって、このとき、上記第２挿入物は、ゼロより大きい抵抗値Ｒを有する抵抗性要素を含む。

【0047】

実施例５は、実施例４の装置であって、このとき、抵抗性要素としては、円形棒状抵抗器がある。

【0048】

実施例６は、実施例４の装置であって、このとき、上記抵抗値が、被試験デバイスの上記２つの導電部分間で測定される信号で予想される大きさのレンジに基づいて選択される。

【0049】

実施例７は、実施例４の装置であって、このとき、上記抵抗性要素の２つの端部が、上記１対の信号測定ポイントを提供し、上記１対の信号測定ポイントは、プローブによって試験測定装置に結合される。

【0050】

実施例８は、実施例７の装置であって、このとき、上記試験測定装置は、電圧信号ｖ(t)を測定するよう構成されている。

【0051】

実施例９は、実施例８の装置であって、このとき、上記試験測定装置が、di(t)/dt=(dv(t)/dt)/Rの関係を利用して、電流信号ｉ(t)を求めるように更に構成されている。

【0052】

実施例１０は、実施例４の装置であって、上記抵抗性要素の周囲にループを形成するマイクロ・コイルを更に具え、該マイクロ・コイルは、上記１対の信号測定ポイントを提供する一対のリードを有している。

【0053】

実施例１１は、実施例１０の装置であって、このとき、一対のリードは、抵抗要素を流れる電流に比例した電圧信号を提供する。

【0054】

実施例１２は、実施例１０の装置であって、このとき、一対のリードがプローブによって試験測定装置に結合される。

【0055】

実施例１３は、実施例１２の装置であって、このとき、試験測定装置は、一対のリードからの電圧信号に基づいて、抵抗性要素を流れる電流の大きさ及び方向を決定するように構成される。

【0056】

実施例１４は、実施例１の装置であって、このとき、クリップは、自動化されたＳＭＴチップ・マウンター（pick and place machine）によってハンドリングされるように構成されている。

【0057】

実施例１５は、実施例１の装置であって、このとき、プローブ・チップの一部分を第２挿入物としても良い。

【0058】

実施例１６は、実施例１の装置であって、第２挿入物が、被試験デバイスの２つの導電部分の間に実質的にインピーダンスのない電流パスを提供する導電性ワイヤのループを含む電流測定用挿入物と、上記ループを流れる電流を検出するホール・デバイスとを有しており、このホール・デバイスの出力端子が、一対の信号測定ポイントを提供する。

【0059】

実施例１７は、実施例１６の装置であって、このとき、第２挿入物は、電流プローブに一体化される。

【0060】

実施例１８は、システムであって、
導電性の第１端部と、導電性の第２端部と、上記第１及び第２端部を接続する非導電体部材とを有するクリップであって、上記被試験デバイスの２つの導電部分の間に取り付けられて、上記２つの導電部分の間の非導電性ギャップにブリッジを形成するよう構成される上記クリップと、
上記クリップに取り外し可能に装着されて、上記被試験デバイスの上記２つの導電部分の間に、インピーダンスが実質的にない電流パスを提供する第１挿入物と、
オシロスコープと、
プローブと
を具え、
該プローブのプローブ・チップには、上記クリップに取り外し可能に装着される第２挿入物が含まれ、上記プローブ・チップは、上記第２挿入物を流れる電流を示す電圧信号を出力するよう構成され、上記プローブは、上記プローブ・チップの出力信号を上記オシロスコープの入力端子に供給する。

【0061】

実施例１９は、実施例１８のシステムであって、このとき、第１挿入物及び第２挿入物としては、それぞれ円形棒状抵抗器が含まれる。

【0062】

実施例２０は、被試験デバイス（ＤＵＴ）の動作モードを設定する方法であって、
導電性の第１端部と、導電性の第２端部と、上記第１及び第２端部を接続する非導電性部材とを有するクリップを上記ＤＵＴの２つの導電部分の間に取り付けることで、上記クリップによって上記２つの導電部分の間の非導電性ギャップにブリッジを形成し、
上記ＤＵＴの通常動作モードの場合には、上記被試験デバイスの上記２つの導電部分の間に、インピーダンスが実質的にない電流パスを提供する第１挿入物を上記クリップに取り外し可能に装着し、
上記ＤＵＴの測定動作モードの場合には、試験測定装置を結合するための１対の信号測定ポイントを提供する第２挿入物を上記クリップに取り外し可能に装着する。

【0063】

図示した実施形態を参照しながら、本発明の原理を記述し、説明してきたが、こうした原理から離れることなく、図示した実施形態の構成や細部を変更したり、望ましい形態に組み合わせても良いことが理解できよう。先の説明では、特定の実施形態に絞って説明しているが、別の構成も考えられる。

【0064】

特に、「本発明の実施形態によると」といった表現を本願では用いているが、こうした言い回しは、大まかに言って実施形態として可能であることを意味し、特定の実施形態の構成に限定することを意図するものではない。本願で用いているように、これら用語は、別の実施形態に組み合わせ可能な同じ又は異なる実施形態に言及するものである。

【0065】

従って、本願で説明した実施形態は、幅広い種々の組み替えの観点から、この詳細な説明や添付の資料は、単に説明の都合によるものに過ぎず、本発明の範囲を限定するものと考えるべきではない。従って、本発明として請求するものは、添付の請求項とそれらに等価なものの範囲と要旨内に入るようなそうした変更したもの全てである。

【符号の説明】

【0066】

１００ 試験プローブ・チップ
１０２ 樽型部品
１０４ プランジャ基部部品
１０６ 抵抗性要素
１０８ チップ部品
２００ 試験プローブ・チップ
２０２ 樽型部品
２０４ プランジャ基部部品
２０６ 抵抗性要素
２０８ チップ部品
３００ 単一チップ試験プローブ
３０２ 試験プローブ本体
３０４ 試験プローブ・チップ
４００ 差動プローブ
４０２ プローブ本体
４０４ 試験プローブ・チップ
４０６ 試験プローブ・チップ
６００ 抵抗性要素（抵抗器）
６０２ 構造部材
６０４ａ 金属レイヤ
６０４ｂ 金属レイヤ
６０６ 抵抗性レイヤ
７００ 抵抗性要素（抵抗器）
７０２ 構造部材
７０２ａ 第１構造部材
７０２ｂ 第２構造部材
７０４ａ 金属レイヤ
７０４ｂ 金属レイヤ
７０６ 抵抗性レイヤ
８００ クリップ／挿入物システム
８０２ 被試験デバイス（ＤＵＴ）又はプリント回路基板（ＰＣＢ）
８０４ 表面トレース
８０４ａ 表面トレースの第１部分
８０４ｂ 表面トレースの第２部分
８１０ クリップ
８１２ａ 導電性第１端部
８１２ｂ 導電性第２端部
８１４ 非導電性部材
８１５ 挿入物
８２０ ゼロ・オーム挿入物
８３０ 非ゼロ・オーム抵抗性挿入物
８４０ 電流測定用挿入物
９００ クリップ／挿入物システム
９１０ クリップ
９２０ ゼロ・オーム挿入物
１０００ クリップ／挿入物システム
１０１０ クリップ
１０２０ 挿入物
１０２６ マイクロ・コイル
１１１０ ピン・ゲージ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】