特表 2025-505740 無はんだの大電流、高電圧、広帯域幅の試験フィクスチャ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-02-28

(54)【発明の名称】無はんだの大電流、高電圧、広帯域幅の試験フィクスチャ

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/26 20200101AFI20250220BHJP

【ＦＩ】

G01R31/26 J

G01R31/26 B

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024547641

(86)(22)【出願日】2023-02-10

(85)【翻訳文提出日】2024-10-08

(86)【国際出願番号】 US2023012846

(87)【国際公開番号】W WO2023154488

(87)【国際公開日】2023-08-17

(31)【優先権主張番号】63/308,918

(32)【優先日】2022-02-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】505436014

【氏名又は名称】ケースレー・インスツルメンツ・エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】Ｋｅｉｔｈｌｅｙ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，ＬＬＣ

(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

(72)【発明者】

【氏名】ソボレフスキ・グレゴリー

【テーマコード（参考）】

2G003

【Ｆターム（参考）】

2G003AA02

2G003AE09

2G003AG04

2G003AG08

2G003AG12

2G003AH05

(57)【要約】

被試験デバイス（ＤＵＴ）を測定装置に結合するための試験フィクスチャは、１つ以上のＤＵＴに電気的に接続するための、はんだ付け不要の圧入ボードであっても良いデバイス・インタフェース基板と、電気接点シリーズを介してデバイス・インタフェース基板に電気的に結合される電力供給部と、第２電気的接点シリーズを介してデバイス・インタフェース基板に電気的に結合され、測定装置に結合されるように構成された測定結合部と、測定結合部と電力供給部との間に結合され、電気的リターン・パスを提供する金属板とを有している。金属板は、試験中に破壊されるＤＵＴから物理的な保護を提供するようにサイズと形状が形成される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被試験デバイス（ＤＵＴ）を測定装置に結合するための試験フィクスチャであって、
１つ以上のＤＵＴに電気的に接続されるデバイス・インタフェース基板と、
電気接点シリーズを介して上記デバイス・インタフェース基板に電気的に結合される電力供給部と、
第２電気接点シリーズを介して上記デバイス・インタフェース基板に電気的に結合され、上記測定装置に結合されるように構成された測定結合部と、
上記測定結合部と上記電力供給部との間に結合されて電気的リターン・パスを提供する金属板と
を具える試験フィクスチャ。

【請求項2】

上記金属板は、銅又は銅合金の固体片である請求項１による試験フィクスチャ。

【請求項3】

上記金属板の厚さは、約３から１０ｍｍである請求項１による試験フィクスチャ。

【請求項4】

上記金属板は、少なくとも１ｋＡの電流を流すように構成される請求項１による試験フィクスチャ。

【請求項5】

上記電気的リターン・パスから上記デバイス・インタフェース基板を分離する絶縁体を更に具える請求項１による試験フィクスチャ。

【請求項6】

上記絶縁体の厚さが、約５μｍから１ｍｍの範囲内にある請求項５による試験フィクスチャ。

【請求項7】

上記電力供給部に結合され、上記１つ以上のＤＵＴを試験するためのエネルギーを供給するように構成された１つ以上のコンデンサを更に具える請求項１による試験フィクスチャ。

【請求項8】

上記電気接点シリーズと上記第２電気接点シリーズが、無はんだ接点である請求項１による試験フィクスチャ。

【請求項9】

上記電気接点シリーズと上記第２電気接点シリーズが、上記デバイス・インタフェース基板の幅の５０％を超える長さの銅ストリップからそれぞれ形成される請求項８による試験フィクスチャ。

【請求項10】

上記銅ストリップの少なくとも１つが非平面形状を有する請求項９による試験フィクスチャ。

【請求項11】

被試験デバイス（ＤＵＴ）を測定装置に結合するための試験フィクスチャであって、
１つ以上のＤＵＴを試験するためのエネルギー源に結合されるように構成された電力供給部と、
上記測定装置に結合されるように構成された測定結合部と、
１つ以上のＤＵＴに電気的に接続される圧入式デバイス・インタフェース基板と
を具え、
該圧入式デバイス・インタフェース基板は、はんだなしで電気的接続を確立する第１及び第２接点によって、上記電力供給部及び上記測定結合部に電気的に結合される試験フィクスチャ。

【請求項12】

上記第１及び第２接点の夫々は、上記デバイス・インタフェース基板の幅の５０％を超える長さを有する、銅のストリップから形成された複数の電気接点のシリーズを含む請求項１１による試験フィクスチャ。

【請求項13】

上記銅のストリップの少なくとも１つが非平面形状を有する請求項１２による試験フィクスチャ。

【請求項14】

上記測定結合部と上記電力供給部との間に電気的リターン・パスを更に具える請求項１１による試験フィクスチャ。

【請求項15】

上記デバイス・インタフェース基板と上記電気的リターン・パスとの間に配置された絶縁体を更に具える請求項１４による試験フィクスチャ。

【請求項16】

上記絶縁体の厚さが、５μｍから１ｍｍの範囲内にある請求項１５による試験フィクスチャ。

【請求項17】

上記電気的リターン・パスが、約３～１０ｍｍの厚さの金属板である請求項１４による試験フィクスチャ。

【請求項18】

上記金属板が、銅又は銅合金の固体片である請求項１７による試験フィクスチャ。

【請求項19】

上記金属板が、少なくとも１ｋＡの電流を流すように構成される請求項１７による試験フィクスチャ。

【請求項20】

上記電力供給部に結合され、上記１つ以上のＤＵＴを試験するためのエネルギーを供給するように構成された１つ以上のコンデンサを更に具える請求項１１による試験フィクスチャ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、試験測定システムに関し、特に被試験デバイスを試験測定システムに接続するための試験フィクスチャに関する。

【背景技術】

【0002】

金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などのハイ・パワー・デバイスでは、特性を完全に評価するのに、多数の測定が必要である。これらデバイスは、通常、複数の試験スタンドを使用して特性が評価され、各試験スタンドは、特定のタイプの測定用に最適化されている。概して、これらの試験スタンドは、静的（スタティック）又は動的（ダイナミック）測定プラットフォームとして記述することができる。

【0003】

「被試験デバイスの静的及び動的特性評価のための統合型測定システム」と題する、２０２２年３月７日に出願された米国特許出願第１７/６８８,７３３号は、被試験デバイス（ＤＵＴ）の静的及び動的測定の両方を１つの試験システム・プラットフォームに統合することを可能とし、複数の試験スタンドを必要としないシステム及び方法を説明しており、その内容は、参照により、本願に援用されるが、これによれば、デバイスの特性評価の精度が低下する。このような静的及び動的試験複合型のシステム・プラットフォームは、妥協することなくフルセットの測定を可能にするＤＵＴのインタフェース（つまり、フィクスチャ）に依存しており、特に、ワイド・バンド・ギャップＤＵＴの試験には有益である可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許公開第２０１３／０２２９２００号明細書

【特許文献2】米国特許公開第２０１４／０００９１８１号明細書

【特許文献3】国際公開第２０１１／０８７７６４号

【特許文献4】米国特許公開第２００２／０１５８６４５号明細書

【特許文献5】米国特許公開第２００６／０２０２７０９号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

この静的試験と動的試験の組み合わせを実現するためには、ＤＵＴインタフェースは、大電流処理、高電圧処理、広帯域幅、低リークなど、多数の試験要件を満たす必要がある。従来のインタフェースでは、これらの機能が提供されておらず、全ての試験要件を満たすインタフェースを開発することは困難であることがわかっている。例えば、ＤＵＴを受けるソケットは、通常、これら試験要件の中の少なくとも１つを満たしていない。これまでのところ、ハイ・パワー半導体デバイスの完全なデバイス特性の評価を可能にする単一の試験フィクスチャ（fixture: 取付装置）は存在していない。

【0006】

本開示技術の実施形態は、従来技術におけるこれら及び他の欠陥に取り組むものである。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、本開示技術の実施形態による大電流機能、高電圧機能及び広帯域幅機能を有する試験フィクスチャを含む測定環境を示すブロック図である。

【図2】図２は、本開示技術の実施形態による例示的な試験フィクスチャを構成するコンポーネントの配置を示す。

【図3】図３は、本開示技術の実施形態による別の例示的な試験フィクスチャを構成するコンポーネントの別の配置を示す。

【図4】図４は、本開示技術の実施形態による更に別の試験フィクスチャを構成するコンポーネントの更に別の配置を示す。

【図5】図５は、本開示技術の実施形態による別の試験フィクスチャを構成するコンポーネントの更に別の層状配置を示す。

【図6】図６は、本開示技術の実施形態による、図２～５に例示される試験フィクスチャの例示的なコンポーネントの底面を示す。

【図7】図７は、本開示技術の実施形態による、ホット・プレートを更に含む試験フィクスチャのコンポーネントの層状配置を示す。

【図8】図８は、本開示技術の実施形態による図７の試験フィクスチャの上面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

図１は、試験フィクスチャ（fixture: 取付装置）１４を含む測定環境１０を示すブロック図であり、試験測定装置１２は、試験フィクスチャ１４を通して被試験デバイス（ＤＵＴ）１６に結合される。以下に説明するように、試験フィクスチャ１４は、ＤＵＴ１６を受け入れ、次いで、試験測定装置１２によってＤＵＴについての特性評価試験が行われる。ＤＵＴ１６は、ハイ・パワーＭＯＳＦＥＴデバイスである可能性もあるので、試験フィクスチャ１４は、厳しい試験環境に耐えることができなければならず、また、以下で説明するように、大電流機能、高電圧機能及び広帯域幅機能を有する必要がある。

【0009】

図２は、本開示技術の実施形態による試験フィクスチャ２００の例を示す。試験フィクスチャ２００は、概して、複数の物理的コンポーネントの層状配置から形成され、これら物理的コンポーネントにより、試験測定装置によって、安全、正確、かつ包括的にＤＵＴを試験することが可能になる。図２は、試験フィクスチャ２００に電気的に結合された２つのＤＵＴ１９０及び１９２を示している。図示の実施形態では、ＤＵＴ１９０及び１９２は、ワイド・バンド・ギャップ材料で形成されたもののようなハイ・パワーＭＯＳＦＥＴであるが、本開示技術の実施形態は、他のタイプの電気部品でも動作することができ、ハイ・パワーＭＯＳＦＥＴの試験に限定されない。２つのＤＵＴ１９０及び１９２が図示されているが、試験フィクスチャ２００の実施形態は、１から１０個のＤＵＴを収容することができる。図２では、ＤＵＴ１９０及び１９２は、試験フィクスチャ２００を介して結合され、ハーフ・ブリッジ整流回路が形成されている。ＤＵＴ１９０及び１９２は、断面で示されていないが、試験フィクスチャ２００のコンポーネントは、断面で示されている。なお、縮尺は必ずしも一定ではなく、相対的な位置及び接続関係が強調して示されている。

【0010】

概して、試験フィクスチャには、ＤＵＴ印刷回路基板（ＰＣＢ）１１０（デバイス・インタフェース基板とも呼ぶ）があり、その上にＤＵＴ１９０及び１９２が物理的に実装される。これら実装は、無はんだであっても良いし、又は、ＤＵＴ１９０及び１９２が、試験フィクスチャ２００に、はんだ付けされても良い。ここでは、ＤＵＴ ＰＣＢ１１０に対して垂直に実装されるように図示されているが、いくつかの実施形態では、ＤＵＴ１９０及び１９２は、ＤＵＴ ＰＣＢ１１０に対して平行に又は別の角度で実装されても良い。ＤＵＴ ＰＣＢ１１０の本体は絶縁性であって、このため、ＤＵＴ１９０及び１９２に対して、少なくともある程度の電気的アイソレーションを提供する。

【0011】

ＤＵＴ ＰＣＢ１１０の真下には電気面がある。これは、任意の金属から作ることができるが、電気面は、銅、銅合金、真鍮又はその他の任意の導電性金属で作られていることが好ましく、本願では、銅面１２０と呼ぶ。もちろん、銅は導電性金属であるので、銅面１２０は、ＤＵＴ１９０及び１９２と試験装置との間で、電気信号を伝送するために使用される。

【0012】

電力供給部１３０は、ＰＣＢ基板などの基板上に形成される。１つ以上のコンデンサ１３１は、ＤＵＴ１９０及び１９２の試験中に電力を供給するために、電力供給部１３０に結合されても良い。コンデンサ１３１は、ＤＵＴ１９０及び１９２を試験するために使用できる電源の一つであるが、例えば、試験ベンチ電源プラグ、壁面電源などから供給される調整電力（regulated power）、又は、独立した発電装置から得られる電力など、他の電源も可能である。便宜上、本開示では、電源を１つ以上のコンデンサ１３１として言及し、図示しているが、本願に記載されている試験フィクスチャは、コンデンサに限定されず、代わりに任意の適切な電源によって給電されても良い。電力供給部１３０の一方の導体は、上部導体１３２と呼ばれ、電力供給部を接点１４０を介して銅面１２０に結合する。ある実施形態では、接点１４０は、図１に示される単一の接点ではなく、複数の個別の接点から形成される。接点の配列の例は、図６に示され、以下で説明する。いずれにせよ、接点１４０は、上部導体１３２を銅面１２０に電気的に結合するように構成されている。コンデンサ１３１は、試験フィクスチャ２００の高電圧源として使用され、１０００ボルトを超えるような比較的高い電圧に充電することができる。そして、接点１４０は、このような高電圧に対応するように構成されている。電力供給部１３０のもう１つの導体は、底部導体１３４と呼ばれ、以下でより詳細に説明する。

【0013】

試験フィクスチャ２００上の電力供給部１３０の反対側には、もう１つの構造体、測定結合部（measurement coupler：測定カプラ）１５０があり、これは、コンデンサ１３１からのエネルギーがＤＵＴ１９０及び１９２を通じて放電される際のリターン・パスを提供する。また、測定結合部１５０は、試験フィクスチャ２００を測定装置１６０に結合する。より詳細には、接点１４２は、ＤＵＴ１９２から出力パスを測定結合部１５０の上部リターン導体１５２に結合する。測定結合部１５０には、測定装置１６０への物理的接続があり、これは、測定装置からのキャリアＰＣＢ（図示せず）によって形成されても良い。また、測定装置１６０は、測定結合部１５０の底部リターン導体１５４にも結合されている。この配置により、測定装置１６０は、ＤＵＴ１９０及び１９２の動作中に、電流や電圧などの測定を行うことができる。測定結合部１５０には、測定装置から戻るのに続いて、電力供給部１３０の下部導体１３４へ戻るリターン電気パスがある。より具体的には、導電性材料から形成される底部リターン導体１５４は、測定結合部１５０を比較的大きな金属板１７０に結合する。金属板１７０は、物理的に大きく、試験フィクスチャ２００を通じて、大量のエネルギーの消散を可能にする。この金属板１７０は、測定結合部１５０の底部リターン導体１５４を電力供給部１３０の下部導体１３４に電気的に結合する。いくつかの実施形態では、金属板１７０は、試験フィクスチャ２００を別のＰＣＢにはんだ付け又は取り付けることを容易にするために、エッジ又は縁部（Lip：リップ）１７２を有していてもよい。同様に、オプションの位置合わせ（アライメント）ピン１７４が、試験フィクスチャ２００をそのようなＰＣＢに位置合わせするのを補助するために存在しても良い。試験フィクスチャ２００に金属板１７０があると、多くの利点がある。例えば、ＤＵＴは、大量のエネルギーにより、物理的に曲がることがある。大きな金属板１７０があることで、試験フィクスチャ２００を補強するのに役立つだけでなく、ＤＵＴ１９０及び１９２と、試験フィクスチャの反対側の他の任意のデバイスとの間に物理的保護を提供する。金属板１７０は、また、試験フィクスチャ２００内のメイン回路を保護し、試験回路用の堅牢なリターン・パスを提供する。金属板１７０の他の利点は、以下で説明する。金属板１７０は、例えば、銅、真鍮又は他の類似の金属又は合金で形成されても良い。いくつかの実施形態では、金属板１７０は、厚さが約１～１５ｍｍであり、好ましくは厚さが約５～１０ｍｍである。この開示で使用される約とは、＋/－２０％以内を意味する。

【0014】

ほとんどの実施形態では、金属板１７０は、絶縁体１８０によって銅面１２０から分離されている。絶縁体１８０は、試験の目的に適した任意の絶縁体であっても良い。例えば、比較的高い電圧の絶縁体の場合、絶縁体１８０は、１０００ボルトを超える電圧に耐えることができるテフロン（登録商標）その他の材料で形成されても良い。また、特に断熱特性が重要である場合には、エアロゲルを絶縁体１８０として使用しても良い。比較的低電圧の試験環境では、エア・ギャップ（空気の間隙）自体を絶縁体として使用できる。言い換えると、これら実施形態では、エア・ギャップ以外の絶縁体１８０は、金属板１７０と銅面１２０との間に存在しない。この実施形態を図５を参照して図示し、以下で説明する。

【0015】

図２を再度参照すると、試験フィクスチャ２００には、全てが電気的な回路があり、これは、コンデンサ１３１から始まり、電力供給部１３０を通り、ＤＵＴ１９０及び１９２を通って延び、測定結合部１５０を通り（これにより、測定装置１６０でＤＵＴ１９０及び１９２を測定でき）、大きな金属板１７０を通り、下部導体１３４に戻り、下部導体１３４は、次いで、コンデンサ１３１に戻って結合される。この試験フィクスチャ２００によれば、複数の試験フィクスチャ間でＤＵＴを移動させることなく、測定デバイス１６０によって、ＤＵＴ１９０及び１９２の完全な特性を評価する（これは、静的及び動的試験とも呼ばれる）ことができる。

【0016】

試験フィクスチャ２００を使用することによって、試験環境において、いくつかの利点が促進される。例えば、試験フィクスチャは、多くの場合１～３ｋＡを超える大きな試験電流に耐えることができる必要がある。試験フィクスチャ２００は、電磁気干渉（EMI）/シールド接点の長いストリップを使用して大電流を処理し、電流の流れに対する最大の接触面積を提供する。大きな接触面積を有する部品には、銅面１２０及び金属板１７０が含まれる。電力供給部１３０の上部導体１３２及び下部導体１３４、並びに測定結合部１５０の上部リターン導体１５２及び下部リターン導体１５４も、最大で数キロ・アンペアの電流を流すことができる大きさに作成される。更に、接点１４０及び１４２は、大電流定格用に選択される。従って、試験フィクスチャ２００の全ての構成要素（コンポーネント）は、１ｋＡを超える電流に耐える材料で形成される。特定の接点が大量の電流に耐える必要がある場合、これらの接点は、接触面間の間隔を最小限に抑えることができる他の高密度/大電流接点インタフェースに置き換えることができる。

【0017】

５０００ボルトを超える、そして、場合によっては、１０ｋＶにも達する高電圧を処理する機能は、絶縁体１８０の材料及び厚さを、これらの高電圧に耐えるように選択することによって実現される。最高の高電圧機能を有する試験フィクスチャ設計では、絶縁体１８０は、最大１ｍｍの厚さであっても良く、高電圧への曝露に耐えることができるテフロン（登録商標）若しくはカプトン（登録商標）などのポリマー、又は、シリコーンなどの材料その他の絶縁材料で形成されても良い。このような高電圧が必要ない場合は、代わりに他の絶縁材料を選択しても良い。いくつかの低電圧試験の状況において、又は、低コストが重要な場合には、絶縁体１８０は省略されても良い。言い換えれば、これらの実施形態では、絶縁体１８０は、図５を参照して以下に説明するように、金属板１７０と銅面１２０との間のエア・ギャップ（air gap）であるか、又は、ＰＣＢの絶縁特性を使用するというのであっても良い。

【0018】

試験フィクスチャ２００は、広い試験帯域幅に対応している。試験帯域幅を増加させる要素の１つは、試験フィクスチャ２００のインダクタンスを最小化することである。いくつかの設計では、インダクタンスが、厚さが最大で５～５０μｍのような数十ミクロンのもののような比較的薄い絶縁体１８０を使用することによって最小に維持されても良い。上述したように、いくつかの実施形態では、絶縁体１８０が完全に省略される。これらの実施形態では、試験フィクスチャ２００のインダクタンスが、１ｎＨ未満のように低くても良い。帯域幅のもう１つの要素は、試験ループが小さい又はタイト（tight：窮屈）なことである。上述したように、コンデンサ１３１からＤＵＴ１９０及び１９２を通り、測定結合部１５０を経てコンデンサ１３１に戻るループは比較的短い。例えば、図２を参照すると、ＤＵＴ ＰＣＢ１１０のサイズは、幅５～１５ｃｍ（ｘ方向）、深さ１０～２０ｍｍ（ｚ方向）であっても良く、好ましくは、およそ１０ｍｍ×１５ｍｍであっても良い。標準的な基板の厚さは、約１.６ｍｍである。このように電流経路（パス）が短いことにより、試験フィクスチャ２００の試験帯域幅を広く維持でき、帯域幅は、最高で５００ＭＨｚ～１.２ＧＨｚのオーダーである。

【0019】

試験フィクスチャの品質を左右するもう一つの要素は、１ｎＡ未満のような低リークである。この試験フィクスチャ２００は、測定結合部１５０から電力供給部１３０へ、コンデンサ１３１とＤＵＴ１９０及び１９２との間の高電圧信号からのリーク（漏れ）を防止するガードとしての金属板１７０を経由するリターン・パスを用いることで、リークが極めて低くなっている。更に、絶縁体１８０が、電流リークを最小限にするように選択されても良い。いくつかの実施形態では、ＤＵＴ ＰＣＢ１１０のようなＰＣＢ内の溝構造（channels）又は切れ目（cuts）もまた、電流リークを防止するために機能しても良い。

【0020】

汎用性が高く強力な試験フィクスチャの更に別の要素は、表面実装技術（SMT）デバイス、トランジスタ・アウトライン（TO：Transistor Out-line）デバイスの３４ｍｍ及び６２ｍｍデバイスなど、幅広いデバイスを受け入れる機能である。試験フィクスチャ２００は、ランドスケープ・フォーム・ファクタを有する比較的平面的な構造を利用することにより、複数のデバイスをサポートする。言い換えれば、試験フィクスチャ２００は、高さや厚さに比べて広く、これにより、多種多様なサイズのＤＵＴを試験フィクスチャの上面に取り付けることができる。

【0021】

実施形態による試験フィクスチャの更なる特徴及び変形例を図２～７を参照して説明する。図２を再度参照すると、先に説明していない試験フィクスチャ２００の特徴の１つは、ＤＵＴ ＰＣＢ１００と電力供給部１３０の上部との間の距離が金属板１７０の厚さに依存せず、その代わりに、絶縁体１８０であける間隔と接点１４０及び１４２の高さによって個別に制御されても良いことである。

【0022】

また、堅牢な部品で形成されていることに加えて、試験フィクスチャ２００のコンポーネントの一部（ＤＵＴ ＰＣＢ１１０など）は、比較的交換が容易である。好ましくは、ＤＵＴ ＰＣＢ１１０は、無はんだ接続によって試験フィクスチャ２００の残りの部分に結合され、試験フィクスチャの本体に押し込まれるか又はクランプされるだけで電気的接続を行っても良い。図２を参照すると、ＤＵＴ ＰＣＢ１１０は、絶縁体１８０上であって、金属板１７０の近くに手作業で配置しても良い。次いで、クランプ力１９５を使用して、ＤＵＴ ＰＣＢ１１０を試験フィクスチャ２００に押し込んでも良く、具体的には、接点１４０及び１４２と、これらと係合する上部導体１３２及び上部リターン導体１５２の面との間に電気的接続を作り出しても良い。クランプ力１９５は、１本以上のネジによって又はＤＵＴ ＰＣＢ１１０を試験フィクスチャ２００に保持する物理的クランプによって生じても良い。また、ＤＵＴ ＰＣＢ１１０と試験フィクスチャ２００の残りの部分との間が無はんだ接続であることにより、個々のＤＵＴ ＰＣＢ１１０は、特定のＤＵＴ１９０及び１９２又は特定のタイプのＤＵＴに適したものを作成することができ、これにより、ユーザは、試験対象のＤＵＴ用に選択された特定のＤＵＴ ＰＣＢ１１０に置き換えるだけで、様々なタイプのＤＵＴ間で、試験セットアップを迅速に変更できる。ＤＵＴ ＰＣＢ１１０と試験フィクスチャとの間の物理的接続に関する追加情報は、以下の図６を参照して提供される。

【0023】

図３は、別の試験フィクスチャ３００を示しており、これは、図２の試験フィクスチャ２００に類似していても良い。試験フィクスチャ２００と３００の間の同様のコンポーネントは、簡単のため説明せず、その代わり、これら試験フィクスチャ間の違いのみを説明する。試験フィクスチャ３００と試験フィクスチャ２００との間の主な違いとしては、試験フィクスチャ３００には、金属板３７０があり、これは、図１の金属板１７０よりも、はるかに薄くて小さいが、同じ材料から作られていても良い。ビア３７６及び３７８は、銅その他の金属で形成されていてもよく、金属板３７０を介して電力供給部１３０に測定結合部１５０を電気的に結合する。いくつかの実施形態では、コネクタＰＣＢ３７５は、金属板３７０の下に取り付けられ、金属板３７０は、コネクタＰＣＢ３７５上に形成された銅面又はトレース３７７に直接接触する。図２の厚い金属板１７０ではなく、より薄い金属板３７０を試験フィクスチャ３００に使用することにより、試験フィクスチャ３００を図２の試験フィクスチャ２００よりも安価に製造することができる可能性がある。更に、試験フィクスチャ３００は、金属板１７０が存在しないため、試験フィクスチャ２００ほど物理的に堅牢ではないかもしれないが、これは多くの試験の状況では、重要ではないこともある。

【0024】

図４は、別の試験フィクスチャ４００を示しており、これは、金属板３７０が取り外され、ＰＣＢ３７５とその銅トレース３７７のみが測定結合部１５０をコンデンサ供給部１３０に電気的に接続することを除いて、図３の試験フィクスチャ３００と同様である。この試験フィクスチャ４００は、金属板３７０を完全に省略しているため、図３の試験フィクスチャ３００よりも更に安価に製造できる可能性がある。

【0025】

図５は、更に別の試験フィクスチャ５００を示しており、絶縁体１８０も、金属板１７０又は３７０も存在しないことを除けば、上述の試験フィクスチャと同様である。電力供給部１３０と測定結合部１５０は、単一のＰＣＢ５１０上に形成されており、このＰＣＢ５１０は、これらの間に電気的接続を形成するための銅トレース５１２を有している。ＰＣＢ５１０自体は、ある程度の絶縁特性がある。この実施形態は、低電圧試験に用いても良く、試験フィクスチャ２００の絶縁体１８０が存在する必要ない代わりに、ＰＣＢ５１０の絶縁性に依存している。また、金属板が存在しないため、試験フィクスチャ５００は、安価に製造することができる。

【0026】

図６は、上述のいくつかの試験フィクスチャのＤＵＴ ＰＣＢ１１０コンポーネントの下面の例を示している。位置合わせ（アライメント）孔６７６は、上述の位置合わせピン１７４（又は、場合によっては、別の位置合わせピン）を受け入れるサイズ及び形状で形成される。上述したような接点１４０及び１４２の例である接点６４０及び６４２は、単一の接点ではなく、複数の個別の接点のシリーズ又は集合から作られる。接点６４０及び６４２は、クランプ力１９５（図２）のような下向きの力がＤＵＴ ＰＣＢ１１０に加えられたときに、曲がって様々に変形する、銅ストリップ（銅片）を成形して形成されても良い。様々に変形することにより、銅のストリップ（Strip：細長い片）は、非平面形状になる。このような屈曲により、接点６４０及び６４２の銅の多数の個々の点が、これらの係合する金属面（例えば、図２の上部導体１３０及び上部リターン導体１５２の夫々）をスライドするため、銅ストリップが確実な電気的接続を形成するのにも役立つ。図６に示されるように、接点６４０及び６４２を構成する銅ストリップは、ＤＵＴ ＰＣＢ１１０のエッジの長さの８０％を超える長さを有しても良い。別の実施形態では、接点６４０及び６４２を構成する銅ストリップは、ＤＵＴ ＰＣＢ１１０のエッジの長さの３０％を超える長さを有していても良い。銅ストリップの長さは、ストリップによって運ばれる電流又は電圧の量及びＤＵＴ ＰＣＢ１１０と試験フィクスチャの残りの部分との間の望ましい抵抗の量など、試験環境の電気的特性に基づいて選択しても良い。

【0027】

接点６２０は、ＤＵＴ ＰＣＢ１１０の上面（図示せず）上のＤＵＴに電気的に結合される。このため、接点６４０及び６４２は、「無はんだ」接点であってもよい。即ち、試験フィクスチャの本体とＤＵＴ ＰＣＢ１１０との間の電気的接続を確立するために、ＤＵＴ ＰＣＢ１１０を試験フィクスチャの残りの部分にはんだ付けする必要はない。

【0028】

ＤＵＴ ＰＣＢ１１０の両側の接続部６１０も、ポゴピンのような無はんだ接続であって、これは、ＤＵＴ ＰＣＢ１１０を電気的及び物理的に試験フィクスチャの他の電気コンポーネントに接続するために使用され、これらの間の電気的接続を確立するために、はんだその他の固定接続を必要としない。その代わりに、接点６２０、６４０及び６４２を介した電気的接続は、電気面を互いに押しつけるだけで確立されても良い。ＤＵＴ ＰＣＢ１１０のこれらの無はんだ接続により、ＰＣＢを試験フィクスチャ内の所定の位置に「圧入（press-fit）」することができる。上述したように、ＤＵＴ ＰＣＢ１１０は、クランプ又は１本以上のねじによって固定され、ＤＵＴ ＰＣＢと試験フィクスチャの残りの部分との間の電気的接続を維持しても良い。ＤＵＴ ＰＣＢ１１０を試験フィクスチャにはんだ付けする必要がなく、その代わりに接点６２０、６４０及び６４２及び接続部６１０を形成することで、はんだ付けなしで電気的に接続されるため、複数の様々なＤＵＴ ＰＣＢ間の交換が非常に容易かつ迅速になる。

【0029】

また、銅トレース６４１、６４３及び６２１は、それぞれの接点６４０、６４２及び６２０を、ＤＵＴ ＰＣＢ１１０の上面上のＤＵＴに結合する。これらの銅トレースは比較的幅が広く、接点とＤＵＴの間に少なくとも３～５ｍｍの比較的幅の広いトレースを提供する。このように幅が比較的広いため、これらのトレースは、ＤＵＴに供給される可能性のある大電流を流すことができる。

【0030】

また、図６は、実施形態による試験フィクスチャは、電流が流れる最小限の試験ループを有するという、上述した特徴を示している。図２及び図６を参照すると、電流は、電力供給部１３０を介して、接点６４０を経由し、ＤＵＴ１９０及び１９２に運ばれる（図２では図示されているが、図６では遮られている）。ＤＵＴを通過した後、電流は、接点６４２を通って上部リターン導体１５２に運ばれる。電流は、測定装置１６０を通過した後、次に厚い金属板１７２を通過して電力供給部１３０に戻る。この電流経路（パス）全体は、上述の堅牢な物理的構造でできており、上述のように最小サイズであるため、試験環境の帯域幅を最大化するような方法で、数千ボルトと数アンペアをＤＵＴに供給できる堅牢な試験フィクスチャを提供する。

【0031】

図７は、本開示技術の実施形態による試験フィクスチャ７００のコンポーネントの層状配置を示す。試験フィクスチャ７００は、試験フィクスチャ７００が加熱又はホット・プレート７１０を含むことを除いて、上述のフィクスチャと同様である。ホット・プレート７１０は、上述の試験フィクスチャのいずれかと連携して使用しても良い。いくつかの実施形態では、ホット・プレート７１０は、様々な厚さのＤＵＴ７９０及び７９２を収容するように高さを調整可能である。ホット・プレート７１０は、室温を超える温度で、特定の測定又は試験を行うために、ＤＵＴ７９０及び７９２の温度を上昇させるように構成されている。ホット・プレート７１０は、流れる電流に基づいて熱を発生する抵抗性電気素子であっても良いし、別の方法で熱を発生しても良い。いくつかの実施形態では、ホット・プレート７１０は、それ自体は熱を発生しないが、別の発生源から生成された熱をＤＵＴ７９０及び７９２に伝達する。ホット・プレート７１０の温度は、概して、ユーザがＤＵＴ７９０及び７９２の所望の温度を指定し、ユーザによって制御される。いくつかの実施形態では、ホット・プレート７１０をヒート・シンクとして使用し、ＤＵＴ７９０及び７９２から熱を除去して、それらの動作温度を低下させることができる。図８は、図７の試験フィクスチャ７００の上面斜視図であって、一対のねじ７１２によって試験フィクスチャ７００に取り付けられるホット・プレート７１０を示している。もちろん、ホット・プレート７１０は、実現形態に応じて、任意の方法で試験フィクスチャに取り付けられても良い。別の実施形態では、加熱プレートを取り付けずに、クランプしても良いし、単に試験フィクスチャ７００の上に置いても良い。概して、ホット・プレート７１０は、上述したように、試験中のＤＵＴの温度を制御するために、ＤＵＴ７９０及び７９２（図７）の非常に近くにあるか又は高さが調整される。

実施例

【0032】

以下では、本願で開示される技術の理解に有益な実施例が提示される。この技術の特定の構成は、以下で記述する実施例の１つ以上及び任意の組み合わせを含んでいても良い。

【0033】

実施例１は、被試験デバイス（ＤＵＴ）を測定装置に結合するための試験フィクスチャであって、１つ以上のＤＵＴに電気的に接続されるデバイス・インタフェース基板と、電気接点シリーズを介して上記デバイス・インタフェース基板に電気的に結合される電力供給部と、第２電気接点シリーズを介して上記デバイス・インタフェース基板に電気的に結合され、上記測定装置に結合されるように構成された測定結合（interface：インタフェース）部と、上記測定結合部と上記電力供給部との間に結合されて電気的リターン・パスを提供する金属板とを具える。

【0034】

実施例２は、実施例１による試験フィクスチャであって、上記金属板は、銅又は銅合金の固体片である。

【0035】

実施例３は、上記実施例のいずれかによる試験フィクスチャであって、上記金属板の厚さは、約３から１０ｍｍである。

【0036】

実施例４は、先の実施例のいずれかによる試験フィクスチャであって、上記金属板は、少なくとも１ｋＡの電流を流すように構成される。

【0037】

実施例５は、先の実施例のいずれかによる試験フィクスチャであって、上記電気的リターン・パスから上記デバイス・インタフェース基板を分離する絶縁体を更に具える。

【0038】

実施例６は、実施例５による試験フィクスチャであって、上記絶縁体の厚さが、約５μｍから１ｍｍの範囲内にある。

【0039】

実施例７は、先の実施例のいずれかによる試験フィクスチャであって、上記電力供給部に結合され、上記１つ以上のＤＵＴを試験するためのエネルギーを供給するように構成された１つ以上のコンデンサを更に具える。

【0040】

実施例８は、先の実施例のいずれかによる試験フィクスチャであって、上記電気接点シリーズと上記第２電気接点シリーズは、無はんだ接点である。

【0041】

実施例９は、実施例８による試験フィクスチャであって、上記電気接点シリーズと上記第２電気接点シリーズは、上記デバイス・インタフェース基板の幅の５０％を超える長さの銅ストリップからそれぞれ形成される。

【0042】

実施例１０は、実施例９による試験フィクスチャであって、上記銅ストリップの少なくとも１つが非平面形状を有する。

【0043】

実施例１１は、被試験デバイス（ＤＵＴ）を測定装置に結合するための試験フィクスチャであって、１つ以上のＤＵＴを試験するためのエネルギー源に結合されるように構成された電力供給部と、上記測定装置に結合されるように構成された測定結合（interface：インタフェース）部と、１つ以上のＤＵＴに電気的に接続される圧入式デバイス・インタフェース基板とを具え、該圧入式デバイス・インタフェース基板は、はんだなしで電気的接続を確立する第１及び第２接点によって、上記電力供給部及び上記測定結合部に電気的に結合される。

【0044】

実施例１２は、実施例１１による試験フィクスチャであって、上記第１及び第２接点の夫々は、上記デバイス・インタフェース基板の幅の５０％を超える長さを有する、銅のストリップから形成された複数の電気接点のシリーズを含む。

【0045】

実施例１３は、実施例１２による試験フィクスチャであって、上記銅のストリップの少なくとも１つが非平面形状を有する。

【0046】

実施例１４は、先の実施例１１から１３のいずれかによる試験フィクスチャであって、上記測定結合部と上記電力供給部との間に電気的リターン・パスを更に具える。

【0047】

実施例１５は、実施例１４による試験フィクスチャであって、上記デバイス・インタフェース基板と上記電気的リターン・パスとの間に配置された絶縁体を更に具える。

【0048】

実施例１６は、実施例１５による試験フィクスチャであって、上記絶縁体の厚さが、５μｍから１ｍｍの範囲内にある。

【0049】

実施例１７は、先の実施例１４から１６のいずれかによる試験フィクスチャであって、上記電気的リターン・パスが、約３から１０ｍｍの厚さの金属板である。

【0050】

実施例１８は、実施例１７による試験フィクスチャであって、上記金属板が、銅又は銅合金の固体片である。

【0051】

実施例１９は、実施例１７から１８による試験フィクスチャであって、上記金属板が、少なくとも１ｋＡの電流を流すように構成される。

【0052】

実施例２０は、先の実施例１１から１９のいずれかによる試験フィクスチャであって、上記電力供給部に結合され、上記１つ以上のＤＵＴを試験するためのエネルギーを供給するように構成された１つ以上のコンデンサを更に具える。

【0053】

本開示の主題の上述のバージョンは、記述したか又は当業者には明らかであろう多くの効果を有する。それでも、開示された装置、システム又は方法のすべてのバージョンにおいて、これらの効果又は特徴のすべてが要求されるわけではない。

【0054】

加えて、本願の説明は、特定の特徴に言及している。本明細書における開示には、これらの特定の特徴の全ての可能な組み合わせが含まれると理解すべきである。ある特定の特徴が特定の態様又は実施例に関連して開示される場合、その特徴は、可能である限り、他の態様及び実施例との関連においても利用できる。

【0055】

また、本願において、２つ以上の定義されたステップ又は工程を有する方法に言及する場合、これら定義されたステップ又は工程は、状況的にそれらの可能性を排除しない限り、任意の順序で又は同時に実行しても良い。

【0056】

加えて、本願の説明は、特定の特徴に言及している。本明細書における開示には、これらの特定の特徴の全ての可能な組み合わせが含まれると理解すべきである。例えば、ある特定の特徴が特定の態様又は実施形態に関連して開示される場合、その特徴は、可能である限り、他の態様及び実施形態との関連においても利用できる。

【0057】

更に、「左」、「右」、「上（top）」、「下（bottom：底）」のような方向が、便宜上、図面で提供される図に関連して使用されている。しかし、開示技術は、実際の使用においては、多数の方向があり得る。よって、図面における上部にある又は下部にあるという特性は、実際の使用においては、同じ向き又は方向ではないことがある。

【0058】

説明の都合上、本発明の具体的な実施例を図示し、説明してきたが、本発明の要旨と範囲から離れることなく、種々の変更が可能なことが理解できよう。従って、本発明は、添付の請求項以外では、限定されるべきではない。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】