實現用於測試印刷電路板的可測性插頭的方法和裝置的製作方法
2023-05-29 16:42:51
專利名稱：實現用於測試印刷電路板的可測性插頭的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及集成電路組件測試，更具體地說，本發明涉及用於對印刷電路板上的插座和連接器進行測試的可測性插頭(testabilityinterposer)。
對印刷電路板上的插座和連接器進行測試的背景技術集成電路組件在現代電子器件中無處不在，並且工業部門的一大部分致力於這種器件的設計和製造。隨著電子器件被不斷地改進並且變得愈加複雜，消費者對這些產品的質量水平的期望也是如此。因此，製造商正在不斷地找尋新且改良的測試技術，以在集成電路、印刷電路板以及集成電路組件的製造之後和出貨之前對這些器件的質量進行測試。雖然測試需要檢查產品的許多方面，例如功能型測試和老化測試，但是在製造之後最重要的測試之一是基本導通測試，即確保在器件的元件之間應該被連接的所有連接(例如到印刷電路板的集成電路管腳、到管腳的集成電路引線、印刷電路版節點之間的跡線連接)都是完好的測試。
在導通測試期間經常暴露的一個常見缺陷是通常所說的「開路」缺陷。在開路缺陷下，電路中的應該存在電導通的兩點之間缺少了電連接。開路缺陷通常是製造工藝中的問題造成的，例如由於焊膏的不均勻應用造成的缺失焊料、在潤溼工藝中的顆粒的無意引入等等。因此，在集成電路組件的導通測試期間，對連接缺陷例如開路的焊點進行診斷。
開路缺陷的檢測經常使用公知的電容性引線框感測技術來執行。例如，Crook等人的美國專利5,557,209、Kerschner的美國專利5,420,500以及Kerschner等人的美國專利5,498,964描述了用於對集成電路信號管腳與安裝襯底(通常為印刷電路板)之間的開路進行檢測的技術，上述所有專利其全部教導都被包括在這裡。圖1A示出了基本設置，而圖1B示出了用於集成電路上的開路信號管腳的電容性引線框感測的等效電路模型。
如圖所示，集成電路(IC)管芯18被封裝在IC封裝12中。封裝12包括支撐多個管腳10a、10b的引線框14。IC管芯18的焊盤經由焊線16a、16b在引線框14處連接到封裝管腳10a、10b。管腳10a、10b應該例如通過焊點來導電性地附接到印刷電路板(PCB)6的焊盤8a、8b。圖1A所示的測試設置確定封裝管腳是否在焊點處正確地連接到PCB6。測試設置包括交流(AC)電源2，其通過測試探針4a將AC信號施加到連接到PCB 6上的焊盤8a的節點，被測管腳10a應該電連接到該節點。在典型的測試環境下，AC信號通常是0.2伏、8192Hz。包括導電性傳感板22和放大緩衝器24的電容性傳感探針20被放置在集成電路封裝12之上。電容性傳感探針20連接到電流測量器件26，例如電流表。集成電路12的另一個管腳10b經由接地的探針4b連接到電路地。
當執行測試時，被施加到焊盤8a的AC信號出現在集成電路封裝12的管腳10a上。通過電容性耦合，具體而言，通過在引線框14和傳感板22之間形成的電容Csense，電流Is傳遞到傳感板22然後通過放大緩衝器24傳遞到電流測量器件26。如果測得的電流Is落在預定的限度之間，那麼管腳10a正確地連接到了焊盤8a。如果引腳10a未連接到焊盤8a，那麼在焊盤8a和引腳10a之間形成電容Copen，由此改變了電流測量器件26所測得的電流Is使其落在預定的限度之外，從而指示出在引腳連接處存在開路缺陷。
在傳統上電容性探針測試不被用來測試固定的管腳和結合管腳(tiedpin)，因為不能實現診斷可分性，並且存在由板載旁路電容器引起的有效電容。固定管腳通常被認為是電源管腳或地管腳，因為其不能用測試激勵來容易地移動。結合管腳被認為是同一器件(例如集成電路或連接器)上的多個其他管腳與其共享同一節點的任何管腳。注意到因為例如集成電路和連接器之類的器件通常提供多個電源管腳和地管腳，所以電源和地的固定管腳也可能是結合管腳。為了本發明，術語「固定的」和「結合的」將被可互換地使用，因為就本發明而言其差異極小。
授權給Parker等人的名為「Methods and Apparatus For Testing AndDiagnosing Open Connections For Sockets And Connectors On Printed CircuitBoards」的最近的專利申請美國專利申請No.10/703,944、授權給Parker等人的名為「Methods and Apparatus For Non-Contact Testing And DiagnosingOpen Connections For Connectors On Printed Circuit Boards」的美國專利申請No.10/836,862共同地描述了一種用於通過分析網絡中存在的內在電容性結構來對連接器和插座上的固定和/或結合的管腳上的開路進行測試的方法，上述申請中的每一個的全部教導都被包括在這裡。通過在被插入待測插座的應用設備上引入實現電容(engineering capacitance)的概念，』944申請將電容性引線框測試概念擴展到允許插座和連接器的測試，特別是當其包括連接到地平面和功率平面的許多管腳時。具有實現電容結構的該應用設備包括被電阻連接到有源信號緩衝器的公共節點，緩衝器又被耦合到測試電路的探針電阻接觸。測試固定節點的能力取決於布圖，並取決於固定節點是否鄰近於可達的信號節點。
特別地，該技術創建了圖2A所示的適合待測的插座連接器40的「匹配電容器陣列」(MCA)器件30。MCA器件30包括多個管腳31a-311，其與連接器40的對應的各個插座41a-411相接觸。插座41a-411假設經由也被表示為球A-L的接頭52a-521連接到PCB的焊盤51a-511，並且通常被測試的是這些接頭52a-521的完整性。每個管腳31a-311具有到公共傳感板34(被法拉第屏蔽35包圍的)的微小的實現電容(C)33a-331，公共傳感板34然後被饋接到電流測量器件54(圖2B)。如圖2A所示，設計配對電容32a、32b、32c、32d、32e、32f將信號管腳33a、33c、33e、33g、33i、33k與鄰近的電源或接地管腳33b、33d、33f、33h、33j、331相配對。
圖2B示出了對電容性耦合的31a和31b的管腳對的這種配置的等效電路。在說明性示例中，配對耦合電容32a已被設為10*C。AC電源發生器52將AC信號施加到板上的節點51a，插座41a應該連接到節點51a。被傳送到MCA 30的公共傳感板34的電流是被電容性傳感探針36(圖2A)來感測到的，其經由地通路37a、37b來將屏蔽35接地。公共傳感板34上感測到的電流通過信號通路38a、38b傳送到電流測量器件54。到電流測量器件54的輸入是虛擬地。感測到的電流與電容成比例。
當沒有開路存在時，來自信號發生器52的信號進入接頭52a(球A)。(注意電源阻抗很小。)電壓在接頭52a(球A)處形成。因為接頭52b(球B)被接地，所以接頭52b(球B)兩端的電勢是零伏。因此沒有電流能從接頭52b(球B)流到電流表54。測得的電容值是C。
如果僅接頭52a(球A)是開路的，那麼沒有信號能達到電流表54，故測得的值是零伏。
如果僅接頭52b(球B)是開路的，那麼接頭52b(球B)的接地被阻礙。因為配對耦合電容器比C大得多(10倍)，所以耦合到電流表54的有效電容幾乎等於C，從而導致電流表處的有效電容接近2*C。
如果接頭52a和52b(球A和B)都是開路的，那麼對於零伏的測量來說接頭52a(球A)上的開路支配了結果。表1總結了測量結果表1
在該示例中，電容測量的差異至少以值C計。只要電流計在0到2*C的範圍上是敏感的，開路缺陷就是可檢測的並且可被診斷。
美國專利申請No.10/836,862認識到傳統的電容性引線框傳感板和被測插座器件的內在電容一起足以獲得管腳的相同診斷覆蓋度而不用將應用設備插入插座，由此發展了該概念。』862的技術通過分析網絡中存在的內在電容性結構(即鄰近管腳)來含蓄地描述了插座固定管腳的測試。
上述概念已經不但擴展到包括固定的開路管腳而且擴展到下述申請中的不可達的短路或開路的管腳，所述申請是Parker等人的名為「MethodsAnd Apparatus For Non-Contact Testing And Diagnosing Of Open ConnectionsOn Non-Probed Nodes」的序列號未知的美國專利申請，以及Parker等人的名為「Methods And Apparatus For Non-Contact Testing And Diagnosing OfInaccessible Shorted Connections」的序列號未知的美國專利申請，這兩個申請的全部教導都被通過引用包括在這裡。不可達的管腳被認為是這樣的節點，這種節點不是測試儀探針不能達就是被有意地選擇為不探測的，並且因此不能被測試儀用AC電源來激勵。
Parker的名為「Test Structure Embedded In A Shipping And HandlingCover For Integrated Circuit Sockets And Method For Testing Integrated CircuitSockets And Circuit Assemblies Utilizing Same」的美國專利申請No.10/834,449將這些概念用於插座包括蓋子或夾鉗機構以防止傳感板耦合到插座中的管腳的情況。這種插座通常被安裝在PCB上並被用來允許在板被製造之後增加或替換配套的集成電路。圖3示出了經由插座連接器安裝到板的示例IC，其中IC 60使用蓋子或者夾板72以及夾鉗或者鎖76來固定在插座基座70中。IC 60被夾板72夾進或者鎖進插座70之中的位置，夾板將IC 60壓到接觸管腳彈簧爪78的場上，彈簧爪一對一地映射到插座70的底部上的焊球(或管腳)66。IC 60可能經由數百或數千精密的管腳彈簧爪78來與板68電接觸，這些彈簧爪映射到附接到板68上的導電跡線、焊盤或其他接觸點的焊盤、管腳、焊球或焊接柱66的陣列。
如在圖4A的橫截面側視圖和圖4B的俯視圖中所見，其示出了空的、未鎖定的IC插座70，插座蓋或夾板72可能具有窗口或入孔75，以在IC60被固定在插座基座70中之後允許可分離散熱器62(圖3)附接到IC60。散熱器62可通過夾板72中的入孔75來連接到IC 60。如果被安裝的IC 60稍後必須被除去，那麼首先除去散熱器62以使夾板72能夠移動。夾板72可能在一邊用鉸鏈74接合併且在一邊或多邊用一個或多個夾鉗76夾住，或者可能在兩邊或多邊被夾住。
圖5A示出了美國專利申請序列號No.10/834,449所描述的插座罩，並且圖5B和5C示出了圖5A的插座罩安置在圖4A和4B的插座中。特別地，導電板84被嵌入電路組件的插座70的運輸和裝卸罩80中，以幫助進行插座連接的電容性傳感測試。運輸和裝卸罩80的導電板84允許插座管腳連接66的電容性傳感測試，插座管腳連接66也可另行使用上述的美國專利申請的技術來測試。運輸和裝卸罩80也可包括把手82以幫助罩80的插入和除去並使對插座觸點的損害減到最小。
已經確定無論管腳布圖是否有利，插座上的固定和不可達的管腳都可以被測試，意味著在可達的信號管腳與待測試的固定或不可達的管腳之間存在某些量的耦合。然而存在一些管腳布圖，其具有到鄰近信號節點沒有任何耦合電容(或者就要執行的電容性傳感測試來說的至少足夠量的耦合電容)的節點(例如管腳)區域。這就導致了基於電容性傳感的現有解決方案不能覆蓋。
業界已設法通過基於矽片的技術的使用來重新得到一些這種覆蓋，這些技術的晶片被插入插座，並可能包括有源元件例如場效應電晶體(FET)。具有有源元件的解決方案的一個大的缺點是需要向測試提供電源，並因此需要向印刷電路板(PCB)加電。為了插座測試而給PCB加電需要將連接到插座的所有其他有源PCB元件設為三態。另一個缺點是與進行測試晶片的設計和掩碼有關的時間和成本。只要插座的管腳功能改變就要重複這些成本的大部分。
因此，存在著對用於對插座和連接器的節點上的開路連接進行檢測而不管管腳布圖如何的更節省的測試解決方案的需要。
發明內容
本發明是一種通過使用被設計為與電容性傳感板一起工作的電容性插頭來得到插座和連接器的可測性的方法和設備。插頭操作用來在測試儀能夠達的信號節點與下述信號節點之間建立耦合，所述節點沒有到插座/連接器的可測試信號節點的任何耦合。通常，將耦合電容設計進插頭是通過布置信號節點和固定節點使得它們彼此鄰近而耦合在一起。
插頭可能勇傳感延伸部分形成，以輔助實現電容性傳感探針的可達性。插頭也可能被形成在運輸和裝卸插座蓋(或嵌片)中，以提供保護和可測性的雙重功能。
通過結合附圖參考以下詳細描述，對本發明及其眾多伴隨優點的更完整的認識將變清楚，並且可以更好地理解它們，附圖中類似的標號指示相同或相似的元件，其中圖1A是用於診斷集成電路上的開路信號管腳的現有技術電容性引線框測試技術的示意性框圖；圖1B是圖1A的測試設置的等效電路模型的示意圖；圖2A是用於診斷電連接器上的非接觸的開路信號管腳的現有技術的匹配電容器陣列測試技術的測試設置的示意性框圖；圖2B是圖2A的測試設置的等效電路模型的示意圖；圖3是其中包含有集成電路的示例集成電路插座的側面剖視圖；圖4A是安裝在電路組件上的未鎖定的空的集成電路插座的側面剖視圖；圖4B是示例集成電路插座的俯視圖；圖5A是示例集成電路插座蓋的側面剖視圖；圖5B是圖5A的示例集成電路插座蓋蓋在其中時的示例集成電路插座的俯視圖；圖5C是圖5A的示例集成電路插座蓋蓋在其中時示例集成電路插座的側面剖視圖；圖6A是示例插頭的布圖設計的俯視圖；圖6B是圖6A的示例插頭的布圖設計的透視圖；圖7A是示例插頭的不同布圖設計的俯視圖；圖7B是圖7A的示例插頭的布圖設計的透視圖；圖8A是示例插頭的不同布圖設計的俯視圖；圖8B是圖8A的示例插頭的布圖設計的透視圖；圖9A示例插頭的不同布圖設計的俯視圖；圖9B是圖9A的示例插頭的布圖設計的透視圖；圖10是一個可測性插頭的示例性實施例的側面剖視圖，該可測性插頭用於利用耦合到其的電容性引線框測試組件，使得能夠對通過電路組件組件的與插座配合的插座連接器的電通路的導通性進行測試示例；圖11是圖10的電路的等效示意圖；圖12是與插座配合的包括具有實現電容的多層PCB的具有傳感延伸部分把手的插頭的側面剖視圖；圖13是示出對通過被插入電路組件的插座連接器的可測性插頭的電通路的導通性進行測試的示例方法的流程圖；圖14是根據本發明的製造可測性插頭的示例方法的流程圖；以及圖15是根據本發明的設計可測性插頭的示例方法的流程圖。
具體實施例方式
如在這裡所使用的，術語「節點」指的是電器件形成電器件的等效示意圖中的單個電掣位(electrical point)的導電部分。例如，節點可以是集成電路管芯的焊盤、管腳、導線、焊料塊，或者集成電路器件的其他互連接頭、印刷電路板的焊盤或導電跡線、印刷電路板上的元件的互連接頭、或者它們的任何組合。
將參照說明性實施例來詳細描述本發明，其中被測元件是插座或連接器。如在這裡所使用的，術語「插座」和「連接器」將被認為是一樣的，因為它們兩者都是容納矽片或配合PCB的元件，並且兩者都具有電觸點機構例如管腳或彈簧。
將針對容納矽片的插座來描述本發明。這種插座被安裝在PCB上，並且被用來允許在板被製造之後增加或替換配合集成電路。
本發明涉及可測性插頭100的使用，該插頭插入集成電路插座或連接器，例如圖10的IC插座170。插頭在插座170上的假設連接到PCB上的測試儀可達的節點的信號管腳與沒有到可測試的信號節點的任何耦合的固定管腳之間提供耦合。耦合電容是通過對信號管腳和固定管腳進行布線使得它們互相鄰近而耦合在一起來設計進插頭的。
圖6A和6B示出了用於插座連接器的電容性插頭110的第一示例實施例。圖6A是示例插頭110的俯視圖，而圖6B是示例插頭110的透視圖。插頭110包括第一接口層111，其充當到插座中的觸點的接口層。所有的插座觸點用導孔和焊盤轉換到頂層。傳感板電容Cs(見圖10)形成在正好居於插頭110之上的傳感板192與插頭110的頂層112之間。陰影的觸點焊盤116(例如焊盤116b，標記為B)表示到插座170中的固定節點或不可達節點的連接，而沒有陰影的觸點焊盤(例如焊盤114a，標記為A)表示到測試儀可達的信號節點的連接。
如在圖6A、7A和8A的布圖設計中可見的，固定的管腳不散布於信號管腳之中，並且因此一些管腳例如管腳B將沒有到信號管腳的任何自然耦合。圖6A和6B中的插頭設計示出了如何通過導電跡線環設計來在信號管腳A和固定管腳B之間建立耦合，導電環設計是通過將觸點114a處連接的導電跡線115布線到圍繞觸點116b的導電跡線環115a來形成的。導電跡線環115a與觸點116b之間的電容的確切值取決於導電環115a與觸點116b之間的間距。
圖7A和7B示出了與圖6A和6B的布圖設計類似的布圖設計，除了連接到觸點焊盤114a的導電跡線121耦合到連接到觸點焊盤116b的鄰近的第二導電跡線122之外。
不同於圖6A、6B和7A、7B的觸點A到觸點B的耦合完全發生在插頭PCB的插座接口層111上的設計，圖8A和8B中所示的設計布圖依賴跨越插頭PCB的厚度的導孔之間的電容性耦合。圖8A和8B中的觸點A具有在插座接口層111上的連接到導孔118的導電跡線131，導孔118的定位很接近於與固定觸點焊盤B相關聯的導孔116b。
將明白圖6A、6B、7A、7B、8A和8B的設計布圖僅描述了單個信號管腳與單個固定管腳耦合的簡單例子。在實踐中，布線將更複雜，因為需要將每個固定管腳與至少一個信號管腳耦合。在多數例子中，這將有利於測試軟體，因為有額外的診斷解析度來指示開路。
圖9A和9B示出了具有多耦合的示例布圖。圖9A和9B的設計示出了額外的導電跡線142和從標記為Z的信號觸點焊盤114z布線到的導孔141。信號焊盤114a通過導電跡線144連接到導孔143。導孔143耦合到標記為B、C、F和G的固定焊盤。信號焊盤114z通過導電跡線142連接到導孔141。導孔141耦合到標記為C、D、E和F的固定焊盤。固定管腳C或F上的開路缺陷將引起信號焊盤A和Z兩者的升高的電容讀數。觸點D、E、B或G處節點上的開路缺陷將不會導致信號A和Z上的讀數同時升高。這種概念可以擴展到開發更複雜的布線方案，以達到更好的診斷解析度。
圖10示出了插頭100如何插入插座170的內部並在電容性傳感探針190的傳感板192之下。所示的電容是圖8A和8B的插頭130的布圖設計的相應關聯電容。這些電容對應於圖11所示的示意電容。注意到電容CS連接到圖8A和8B中標記為A的信號焊盤。電容Csf、Csv和CS是插頭100和傳感板192之間的分別對接地焊盤B116b、導孔118和信號焊盤114a的傳感電容。電容Ce是通過定位導孔118使之接近於連接到地焊盤116b的標記為B的導孔來設計的電容。另外，圖11示出了開路電容Copen，其由於例如缺失或畸形的插座焊球、彎曲的插座配合觸點等的缺陷而存在。比較圖2B和11的圖示顯示沒有主要的拓撲差異。組合電容Cs和Csv將使根據先前專利申請的拓撲基本上相同，從而使電路理論也基本上相同。
雖然在這裡討論的示例插頭設計僅表示引入設計耦合電容的少數方法，但是應當理解到用於在PCB上設計耦合電容的其他容易獲得的技術是可能的。將理解到本發明擴展到用於在可與插座或連接器配合的插頭的節點之間設計耦合電容的任何技術。
還將理解到雖然本討論是在對將插座連接到PCB的焊點處的開路缺陷進行檢測的情況下，但是基於在先前討論的相關專利申請中所討論的電容性關係，本發明的可測性插頭技術也可容易地應用於檢測短路缺陷。
本發明的可測性插頭可能進一步包括把手156(圖12)以允許插頭150有可測性和運輸/裝卸嵌片的雙重功能。考慮傳感延伸部分，其僅是用來將傳統電容性傳感板的達到範圍延伸進插座的無實現電容的導電平面。在傳感延伸部分之上引入把手減少了在插入被測插座和從被測插座除去期間對插座管腳的損害，同時充當從插座內部延伸的傳感板的電延伸，以容易到達對標準電容性傳感板。對此的一種變體包括使用多個彈簧承載的觸點的到傳感放大器的直接電連接，這在生產試驗期間幫助減少接觸問題。
LGA插座的現有插座測試解決方案的問題中的一個是在測試晶片的插入和抽出期間對插座管腳的潛在損害。把手的形狀被設計為允許容易裝卸的合理大小(高度)，同時允許其很好地插入在插座的上蓋之中的孔中。其可以僅用金屬片切割或成形來製造並且被焊接到傳感延伸部分之上的焊盤上。
只要頂部是導電的並且電連接到傳感板，使用非導電材料的把手設計的其他變體也是可能的。應該考慮到機械或電因素，以確保把手不會與插座的正常操作(例如開和關蓋子)發生幹擾或著給測量增加噪聲。
傳感延伸部分可以使用現有的多層PCB工藝來製造，其中底(外)層是電介質或絕緣層(非導電材料)，從而充當保護層以將傳感板與插座管腳的直接電接觸隔離開來。傳感板是具有電鍍通孔的內層，從而將其連接到頂部上的焊盤以連接到把手。
將這些思想與本發明的插頭概念相結合，通過使用由不同層中的布圖形成的電容器，允許了更高的精度和對電容值的更好的控制。例如，圖12示出了具有傳感延伸部分把手156的插頭150，傳感延伸部分把手156包括具有實現電容(針對圖8A和8B的布圖設計而示出)的多層PCB，其包括充當傳感板的導電平面154以及電連接到導電平面154的把手156。把手156允許插頭150的容易裝卸，同時充當嵌入在插頭150之中的電容性傳感板154的延伸。標準的電容性傳感探針190可用來與傳感延伸把手156電容性地耦合，以根據已知的電容性傳感技術來進行電容性耦合測量。
圖13示出了說明使用本發明的插頭來對通過集成電路插座的電通路的導通性進行測試的示例方法200的流程圖。插座包括至少第一組插座電觸點和第二組插座電觸點，其被定位成使得當集成電路插座為空時第一組插座電觸點所具有的到第二組插座電觸點的電容性耦合不足以允許利用電容性傳感探針進行精確測量。如圖所示，測試的方法包括使可測性插頭與集成電路插座配合(步驟201)。因為每個可測性插頭對插座引出線、PCB布圖以及測試儀的探測插座節點的能力來說是唯一的，所以可測性插頭被配置為包括至少第一組插頭電觸點和第二組插頭電觸點，第一組插頭電觸點被配置為當插頭與集成電路插座配合時與第一組插座電觸點配合，第二組插頭電觸點被配置為當插頭與集成電路插座配合時與第二組插座電觸點配合。可測性插頭設有布線在一個或多個第一組插頭電觸點與一個或多個第二組插頭電觸點之間的導電材料，以將一個或多個第一組插頭電觸點與一個或多個第二組插頭電觸點電容性地耦合。
當可測性插頭被插入集成電路插座之中同時插頭觸點與它們的對應的各個插座觸點配合時，用已知的交流(AC)信號195來激勵插座的一個或多個第一組插座電觸點(即插座中假設連接到PCB上的信號節點並且可由測試儀達來探測的觸點)(步驟202)。使電容性傳感探針190的電容性傳感板192很接近於插頭的第一組插頭電觸點和第二組插頭電觸點。電特性例如電容或電流被測量，這表示了傳感板和插頭觸點之間的電容性耦合的量(步驟203)。將測得的電特性與至少一個測試閾值相比較，以通過使用在通過引用被包括在此的美國專利申請中以及在此描述的電容性傳感理論來評估通過第二組插座電觸點來通過插座連接的電通路的導通性。
圖14是根據本發明的製造可測性插頭的示例方法的流程圖。製造插頭的方法包括形成第一組插頭電觸點，其被配置為當插頭與集成電路插座配合時與第一組插座電觸點配合(步驟205)；形成第二組插頭電觸點，其被配置為當插頭與集成電路插座配合時與第二組插座電觸點配合(步驟206)；以及在一個或多個第一組插頭電觸點和一個或多個第二組插頭電觸點之間布線導電材料，以使一個或多個第一組插頭電觸點與一個或多個第二組插頭電觸點電容性地耦合(步驟207)。
如上所述，可測性插頭對插座引出線、PCB布圖，以及測試儀的探測插座節點的能力來說是唯一的。因此，將進一步明白插頭的製造將要求設計例如圖15的方法，這包括以下步驟確定屬於第一組插座觸點的插座觸點(步驟208)；以及確定第二組插座觸點和相關聯的布線設計，該布線設計在插座中的被設計為連接到DUT上的信號節點的至少一個插座觸點之間提供合適的電容性耦合(步驟209)。例如，第一步208可能將第一組插座觸點確定為是設計成要連接到PCB上的固定節點或著結合節點的所有的插座觸點。第二步209可能選擇這樣的一些插座觸點，這些插座觸點被設計為要連接到PCB上的信號節點，並且當插頭被裝在插座中時，這些觸點和相關聯的布線設計一道向被選擇的第一組插座觸點中的儘可能多的插座觸點提供合適的電容性耦合，以確保在第一組插座觸點和第二組插座觸點之間的充足的耦合幅度、充足的耦合冗餘以及充足的診斷解析度。
插頭一般使用標準的PCB製造技術來形成，並且成品將一般是被配置為與集成電路插座配合的集成電路或者是被配置為與PCB連接器配合的PCB。
從上面的討論將明白，在電路組件的插座和連接器的測試中使用可測性插頭與現有技術相比將提供許多優勢。總而言之，因為插頭形成有在插頭觸點之間的有意設計的電容，所以插頭允許對由於缺乏到可達信號節點的耦合而先前不能被測試儀測試的到固定和不可達節點的插座連接的測試覆蓋。在插頭的接觸節點之間的已知和預期的電容關係允許應用電容性傳感技術以檢測開路和斷路缺陷。因為插頭直接配合進插座，從而提供了到插座觸點(即管腳)的電阻接觸，插頭的測試覆蓋還延伸到對機械完整性缺陷例如彎曲管腳的檢測。另外，如果將多個信號管腳與多個固定管腳之間的足夠的冗餘耦合設計進插頭，那麼插頭可以提供極好的故障診斷解析度。另外，插頭的設計較之矽片解決方案的設計要便宜，因為PCB電容可以容易地建模，並且PCB製造/加工成本較之矽片設計相對更低。象矽片解決方案，每個插座插頭對於插座和之上焊有插座的PCB的管腳布圖是唯一的。然而，當對插座或管腳的功能性布圖作出設計改變時，要修改插頭解決方案會更快、更簡單並且更便宜。插頭使基於無矢量的測試成為可能，這較之基於矽晶片的插座解決方案是有利的，因為無矢量測試是無功率測試技術並且不需要大量的測試專門技能來建立矢量。最後，插頭設計可節省足夠的成本以允許運輸嵌片的替換，從而結合了兩者的好處。集成的把手將降低在測試晶片的插入和拔出期間損害插座觸點的可能，並且提供到外部傳感板和放大器的便利的電容性耦合。放大器也可以集成到把手中。當插座插入不是製造選項時，插頭設計也可以與傳統的電容性傳感板結合。新板將在底部具有焊盤觸點並具有象插頭一樣的實現電容，但是也將直接與電容性傳感測試所需的必要固定電子裝置配合。
雖然已經為說明性目的公開了本發明的優選的實施例，但是本領域的技術人員將明白，在不脫離所附權利要求所公開的本發明的精神和範圍的情況下，可以進行各種修改、添加和替換。隨著時間的過去，當前公開的發明的其他益處或用途也將變清楚。
權利要求
1.一種用於對通過電路組件的集成電路插座的電通路的導通性進行測試的設備，所述集成電路插座包括第一組插座電觸點和第二組插座電觸點，所述第一組和第二組插座電觸點定位成使得當被已知測試信號激勵時，所述第一組插座電觸點具有的到所述第二組插座電觸點的電容性耦合不足以允許利用電容性傳感探針來進行精確測量，所述設備包括第一組插頭電觸點，其被配置為當插頭與集成電路插座配合時與所述第一組插座電觸點配合；第二組插頭電觸點，其被配置為當插頭與集成電路插座配合時與所述第二組插座電觸點配合；以及導電材料，其被布線成將一個或多個所述第一組插頭電觸點電容性地耦合到一個或多個所述第二組插頭電觸點。
2.根據權利要求1所述的設備，還包括傳感板，其被電容性地耦合到所述第一組插頭電觸點和所述第二組插頭電觸點。
3.根據權利要求2所述的設備，其中所述傳感板被配置為與測試儀的電容性傳感板電容性地耦合。
4.根據權利要求2所述的設備，還包括把手，其被配置為與測試儀的電容性傳感板電容性地耦合。
5.根據權利要求1所述的設備，其中所述導電材料包括一個或多個導電跡線。
6.根據權利要求5所述的設備，其中所述導電材料還包括一個或多個導孔。
7.根據權利要求1所述的設備，其中所述導電材料包括一個或多個導孔。
8.一種用於對通過電路組件的集成電路插座的電通路的導通性進行測試的裝置，所述集成電路插座包括第一組插座電觸點和第二組插座電觸點，所述第一組和第二組插座電觸點定位成使得當被已知測試信號激勵時，所述第一組插座電觸點具有的到所述第二組插座電觸點的電容性耦合不足以允許利用電容性傳感探針來進行精確測量，所述裝置包括被插入所述集成電路插座的插頭，所述插頭包括第一組插頭電觸點，其被配置為當插頭與集成電路插座配合時與所述第一組插座電觸點配合；第二組插頭電觸點，其被配置為當插頭與集成電路插座配合時與所述第二組插座電觸點配合；以及導電材料，其被布線成將一個或多個所述第一組插頭電觸點電容性地耦合到一個或多個所述第二組插頭電觸點。電容性傳感板，其被配置為與所述第一組插頭電觸點和所述第二組插頭電觸點電容性地耦合；測試儀，其被配置為對電路組件上的耦合到通過電路組件的集成電路插座的電通路的節點進行激勵並且測量由所述電容性傳感板感測到的集成電路插座的電特性。
9.根據權利要求8所述的裝置，其中，所述測試儀被進一步配置為將所述測得的電特性與至少一個閾值比較，以評估通過所述電路組件的集成電路插座的電通路的導通性。
10.根據權利要求9所述的方法，還包括把手，其被配置為與測試儀的電容性傳感板電容性地耦合。
11.根據權利要求8所述的方法，還包括把手，其被配置為與測試儀的電容性傳感板電容性地耦合。
12.一種用於製造用於電路組件的集成電路插座的可測性插頭的方法，其中所述集成電路插座包括第一組插座電觸點和第二組插座電觸點，所述第一組和第二組插座電觸點定位成使得當被已知測試信號激勵時，所述第一組插座電觸點具有的到所述第二組插座電觸點的電容性耦合不足以允許利用電容性傳感探針來進行精確測量，所述方法包括形成第一組插頭電觸點，其被配置為當所述插頭與所述集成電路插座配合時與所述第一組插座電觸點配合；形成第二組插頭電觸點，其被配置為當所述插頭與所述集成電路插座配合時與所述第二組插座電觸點配合；以及在一個或多個所述第一組插頭電觸點和一個或多個所述第二組插頭電觸點之間布線導電材料，以將一個或多個所述第一組插頭電觸點與一個或多個所述第二組插頭電觸點電容性地耦合。
13.根據權利要求12所述的方法，還包括形成電容性傳感板，其被配置為與所述第一組插頭電觸點和所述第二組插頭電觸點電容性地耦合。
14.根據權利要求12所述的方法，其中所述導電材料包括導電跡線材料和/或導電性導孔。
15.一種用於設計用於電路組件的集成電路插座的可測性插頭的方法，其中所述插座包括第一組插座電觸點和第二組插座電觸點，所述第一組和第二組插座電觸點定位成使得當被已知測試信號激勵時所述第一組插座電觸點具有的到所述第二組插座電觸點的電容性耦合不足以允許利用電容性傳感探針來進行精確測量，所述方法包括確定第一組插座觸點；確定第二組插座觸點；以及確定第一組插頭電觸點的位置和第二組插頭電觸點的位置，其中每組被配置為當所述插頭被安裝在所述插座中時與所述第一組插座觸點和所述第二組插座觸點中相應的一組電接觸；確定布線設計，其在所述第二組插座觸點被已知的測試信號激勵時，在所述第一組插頭電觸點中的每個與所述第二組插頭電觸點中的對應的至少一個之間提供合適的電容性耦合。
16.根據權利要求15所述的方法，其中所述第一組插座觸點包括設計為連接到所述插座安裝到的PCB上的固定節點和/或結合節點的插座觸點；並且所述第二組插座觸點包括設計為連接到其上安裝有所述插座的PCB上的信號節點的插座觸點。
17.一種當可測性插頭位於集成電路插座中時對通過所述集成電路插座的電通路的導通性進行測試的方法，所述插座包括第一組插座電觸點和第二組插座電觸點，所述第一組和第二組插座電觸點定位成使得當插頭未插入集成電路插座之中時所述第一組插座電觸點具有的到所述第二組插座電觸點的電容性耦合不足以允許利用電容性傳感探針來進行精確測量，所述插頭包括被配置為當所述插頭與所述集成電路插座配合時與所述第一組插座電觸點配合的第一組插頭電觸點、被配置為當所述插頭與所述集成電路插座配合時與所述第二組插座電觸點配合的第二組插頭電觸點，以及布線在一個或多個所述第一組插頭電觸點和一個或多個所述第二組插頭電觸點之間以將所述一個或多個所述第一組插頭電觸點與所述一個或多個所述第二組插頭電觸點電容性地耦合的導電材料，所述方法包括激勵所述插座的一個或多個第一組插座電觸點；將所述第一組插頭電觸點和第二組插頭電觸點電容性地耦合到電容性傳感板；測量電特性；以及將所述測得的電特性與至少一個閾值相比較，以評估通過所述第二組插座電觸點而通過所述插座連接的電通路的導通性。
18.一種用於對通過集成電路插座的電通路的導通性進行測試的方法，所述插座包括第一組插座電觸點和第二組插座電觸點，所述第一組和第二組插座電觸點定位成使得當所述集成電路插座為空時所述第一組插座電觸點具有的到所述第二組插座電觸點的電容性耦合不足以允許利用電容性傳感探針來進行精確測量，所述方法包括將可測性插頭與所述集成電路插座配合，所述可測性插頭包括被配置為當所述插頭與所述集成電路插座配合時與所述第一組插座電觸點配合的第一組插頭電觸點、被配置為當所述插頭與所述集成電路插座配合時與所述第二組插座電觸點配合的第二組插頭電觸點，以及布線在一個或多個所述第一組插頭電觸點和一個或多個所述第二組插頭電觸點之間以將一個或多個所述第一組插頭電觸點與一個或多個所述第二組插頭電觸點電容性地耦合的導電材料；激勵所述插座的一個或多個第一組插座電觸點；將所述第一組插頭電觸點和第二組插頭電觸點電容性地耦合到電容性傳感板；測量電特性；以及將所述測得的電特性與至少一個閾值相比較，以評估通過所述第二組插座電觸點而通過所述插座連接的電通路的導通性。
全文摘要
本發明公開了一種實現用於測試印刷電路板的可測性插頭的方法和裝置。該方法和裝置通過使用實現來在電路組件的測試儀可達的信號節點和插座的沒有到其可測信號節點的任何耦合的節點之間產生電容性耦合的電容性插座來得到插座的可測性。通常，通過在插座的信號節點與下述位置之間布線跡線和導孔來將耦合電容實現在插頭中，其中所述位置很接近不可達插座節點使得它們彼此鄰近而耦合在一起。
文檔編號G01R31/312GK1900728SQ20061009946
公開日2007年1月24日 申請日期2006年7月20日 優先權日2005年7月23日
發明者克裡斯·R·雅各布森, 肯尼思·P·帕克, 邁倫·J·斯楚內德爾, 泰業軍 申請人:安捷倫科技有限公司