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JP2014109449A - Probing tip for signal acquisition probe - Google Patents

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JP2014109449A
JP2014109449A JP2012262617A JP2012262617A JP2014109449A JP 2014109449 A JP2014109449 A JP 2014109449A JP 2012262617 A JP2012262617 A JP 2012262617A JP 2012262617 A JP2012262617 A JP 2012262617A JP 2014109449 A JP2014109449 A JP 2014109449A
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Abstract

【課題】信号取込みプローブ用プロービング・チップの帯域幅を広げる。
【解決手段】プロービング・チップ10が有する非導電性基板12の収束点に、面で交わる第1及び第2アーチ型面26及び28を有する湾曲プロービング・チップ・コンタクト24を形成する。薄膜法又は厚膜法を用いてコンタクト24上に導電製材料を積層し、被試験デバイスへの電気コンタクトとする。薄膜法を用いて非導電性基板12上に抵抗性要素30を形成する。抵抗性要素30は、非導電性基板12上に装着された集積回路のダイ36上の増幅回路の入力端子と、コンタクト24とに電気的に結合される。増幅回路の出力端子は、第2非導電性基板58上に形成される伝送構体70に結合される。
【選択図】図3
Broadening the bandwidth of a probing tip for a signal acquisition probe.
A curved probing tip contact having first and second arched surfaces and intersecting each other is formed at a convergence point of a non-conductive substrate included in the probing tip. A conductive material is laminated on the contact 24 by using a thin film method or a thick film method to form an electrical contact to the device under test. Resistive element 30 is formed on non-conductive substrate 12 using a thin film method. Resistive element 30 is electrically coupled to the input terminal of the amplifying circuit on integrated circuit die 36 mounted on non-conductive substrate 12 and to contact 24. The output terminal of the amplifier circuit is coupled to a transmission structure 70 formed on the second non-conductive substrate 58.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、測定装置用の信号取込みプローブに関し、特に、非導電性基板上に形成されるプロービング・チップに関する。   The present invention relates to signal acquisition probes for measuring devices, and more particularly to probing tips formed on non-conductive substrates.

信号取込みプローブは、オシロスコープ、ロジック・アナライザ、スペクトラム・アナライザなどのような測定装置につないで使用され、被試験デバイス(DUT)からの試験信号を測定装置に取込み、その試験信号を分析及び表示するために利用される。信号取込みプローブは、少なくとも1つの導電性プロービング・チップを有し、これは、銅、ベリリウム銅、アルミニウム、鉄、ニッケル・パラジウム合金のような金属合金などの導電性材料から形成される。プロービング・チップの形状は、例えば、1点に向かって細くなる円錐形のつめやピンとして形成される。プロービング・チップの形状には、その他にも傾斜やくさび形状などが含まれることがある。   A signal acquisition probe is used in connection with a measurement device such as an oscilloscope, a logic analyzer, a spectrum analyzer, etc., acquires a test signal from a device under test (DUT) into the measurement device, and analyzes and displays the test signal. Used for. The signal acquisition probe has at least one conductive probing tip, which is formed from a conductive material such as copper, beryllium copper, aluminum, iron, metal alloys such as nickel-palladium alloys. The shape of the probing tip is formed, for example, as a conical claw or pin that narrows toward one point. Other probing tip shapes may include tilt and wedge shapes.

信号取込みプローブには、電気的に導電性の中空チューブを有するプローブ・ヘッドがあり、この中空チューブ内に基板が配置される。この基板は、セラミック又は回路基板材料などから形成しても良く、測定装置に供給する試験信号にかかる負荷が増えるのを防止したり、試験信号を調整したりする受動又は能動回路が、この基板上に設けられる。中空チューブの一端部には、絶縁プラグがあり、この絶縁プラグからプロービング・チップが同軸方向に沿って両方向に伸びている。プロービング・チップの中空チューブ内に伸びている部分は、基板に電気的に接続される。プロービング・チップは、ばね仕掛け電気コンタクト、導電性ファズ・ボタン(fuzz button)、ワイヤ・ボンディング、半田付けなどを用いて基板に結合しても良い。調整された電気信号を測定装置に結合するために、導電性ケーブルが基板に装着される。金属プロービング・チップを用いた測定プローブの全帯域幅は、その金属プロービング・チップのキャパシタンス及びインダクタンスの影響で制限される。   The signal acquisition probe includes a probe head having an electrically conductive hollow tube, and a substrate is disposed in the hollow tube. This substrate may be formed of ceramic or circuit board material, etc., and a passive or active circuit for preventing an increase in load on the test signal supplied to the measuring apparatus or adjusting the test signal is provided on the substrate. Provided on top. An insulating plug is provided at one end of the hollow tube, and a probing tip extends in both directions along the coaxial direction from the insulating plug. The portion of the probing tip that extends into the hollow tube is electrically connected to the substrate. The probing tip may be bonded to the substrate using spring-loaded electrical contacts, conductive fuzz buttons, wire bonding, soldering, and the like. A conductive cable is attached to the substrate to couple the conditioned electrical signal to the measuring device. The total bandwidth of a measurement probe using a metal probing tip is limited by the influence of the capacitance and inductance of the metal probing tip.

測定帯域幅の増加に伴って、その帯域幅と同じか、それよりも広い帯域幅を有する測定プローブのニーズも生じている。5GHz以上の帯域幅を有する非常に広い帯域幅の測定プローブを設計するのが難しい主な原因は、プロービング・チップ(1つ又は複数)のキャパシタンス(静電容量)及びインダクタンスの影響である。この問題を解決する1つの方法は、測定プローブのプロービング・ヘッド中の能動回路からプロービング・チップを分離することである。米国特許第6,704,670号(対応日本出願無し)は、広帯域能動プロービング・システムを開示しており、プローブのプロービング・チップ(1つ又は複数)が、プローブの増幅ユニットから分離可能になっている。プローブ・チップ・ユニットが、1つ以上のプローブ・ケーブルを介してプローブ増幅ユニットに接続され、プローブ・チップ・ユニットが受けた信号が伝達される。種々の形式のプローブ・チップ・ユニットをプローブ増幅ユニットに接続しても良い。このプローブ・チップ・ユニットは、導電配線から種々の抵抗、コンデンサその他の電子素子まで多岐にわたる電子回路を含んでも良い。こうしたプローブ設計の利点は、プローブ増幅回路を含む大きな測定プローブの代わりに、実質的にもっと小さいプローブ・チップ・ユニットを、コンタクトが届きにくい場所に配置できることである。   With the increase in measurement bandwidth, there is a need for measurement probes having a bandwidth that is the same or wider than that bandwidth. The main reason that it is difficult to design a very wide bandwidth measurement probe with a bandwidth of 5 GHz or more is the effect of the capacitance (capacitance) and inductance of the probing chip (s). One way to solve this problem is to separate the probing tip from the active circuitry in the probing head of the measurement probe. US Pat. No. 6,704,670 (no corresponding Japanese application) discloses a broadband active probing system that allows the probe probing tip (s) to be separable from the probe amplification unit. ing. The probe tip unit is connected to the probe amplification unit via one or more probe cables, and the signal received by the probe tip unit is transmitted. Various types of probe tip units may be connected to the probe amplification unit. The probe tip unit may include a wide variety of electronic circuits from conductive wiring to various resistors, capacitors and other electronic elements. The advantage of such a probe design is that instead of a large measurement probe containing a probe amplifier circuit, a substantially smaller probe tip unit can be placed where it is difficult to reach the contacts.

プローブ・チップ・ユニットは、シングル・エンドでも良いが、差動でも良く、この場合、手で保持可能(ハンドヘルド)で、間隔を調整可能な差動ブラウザ(信号読み取り部)を含んでいる。このハンドヘルド・ブラウザであれば、ユーザが手動で被測定デバイス上のいろいろな点へと移動させて試験可能である。また、プローブ・チップ・ユニットは、種々の形式のプロービング・チップをプローブ・チップ・ユニットへ電気的に接続するためのプローブ接続点を有していても良い。プロービング・チップは、半田付け又は圧縮端子接続によって、プローブ・チップ・ユニットのプローブ接続点に保持される。抵抗器、SMTグラバ(表面実装用信号取込み装置)、くさび形プローブ・チップなどのような種々の形式のプロービング・チップをプローブ接続点に半田付けしても良い。   The probe tip unit may be single-ended or differential, and in this case includes a differential browser (signal reading unit) that can be held by hand (handheld) and adjustable in spacing. With this handheld browser, the user can manually move to various points on the device under test for testing. The probe tip unit may also have probe connection points for electrically connecting various types of probing tips to the probe tip unit. The probing tip is held at the probe connection point of the probe tip unit by soldering or compression terminal connection. Various types of probing tips, such as resistors, SMT grabbers (surface mount signal acquisition devices), wedge-shaped probe tips, etc. may be soldered to the probe connection points.

米国特許第7,056,134号(対応日本特許第4575838号)は、同軸ケーブルを介してプローブ本体に装着されるプロービング・チップ部材上に装着可能な着脱式プロービング・チップ・システムを記載している。この着脱式プロービング・チップ・システムにはプローブ・チップ装着部材があり、これが、抵抗性要素から伸びるワイヤ・リードや、プロービング・ア―ムとして形成される弾性回路部材上に配置された伝導性配線に装着されるワイヤ・リード付き抵抗器などのような種々の形式のプロービング・チップを受ける。プローブ・チップ装着部材には取り付けアームがあり、これがプローブ・チップ部材と係合し、プロービング・チップがプローブ・チップ部材に保持されると共に電気的に接続される。   US Pat. No. 7,056,134 (corresponding Japanese Patent No. 4,575,838) describes a detachable probing tip system that can be mounted on a probing tip member attached to a probe body via a coaxial cable. Yes. This detachable probing tip system has a probe tip mounting member, which is a wire lead extending from a resistive element, or conductive wiring placed on an elastic circuit member formed as a probing arm Receive various types of probing tips, such as resistors with wire leads attached to The probe tip mounting member has a mounting arm that engages the probe tip member, and the probing tip is held and electrically connected to the probe tip member.

上述のプロービング・チップ・システムでは、被試験デバイス上のプローブ・コンタクト・ポイントの直ぐ近くに制動抵抗器を、この抵抗器のワイヤ・リードを用いることで配置できる。被試験デバイス上のプローブ・コンタクト・ポイントの近くに抵抗要素を入りすることで、被試験デバイスの高周波数における負荷が低減されると共に、抵抗器の金属リード線の静電容量の影響が低減される。20GHzくらいの高さのプローブ帯域幅は、上述のプロービング・システムを用いることで実現されている。   In the probing tip system described above, a braking resistor can be placed in close proximity to the probe contact point on the device under test using the wire lead of this resistor. By placing a resistive element near the probe contact point on the device under test, the high frequency loading of the device under test is reduced and the effect of the capacitance of the resistor metal leads is reduced. The A probe bandwidth as high as 20 GHz is realized by using the above-described probing system.

米国特許第6,704,670号明細書US Pat. No. 6,704,670 米国特許第7,056,134号明細書US Pat. No. 7,056,134

引き続き、もっと高い帯域幅を有する信号取込みプローブへのニーズが存在している。そのためには、信号取込みプローブが被試験デバイス上の試験ポイントと、どのように電気的なコンタクトを作るかについて、再考する必要がある。伝統的に金属チップである伝統的な金属プロービング・チップや、抵抗器の伝統的に金属のワイヤ・リードを交換するというのも、信号取込みプローブの帯域幅を30GHzの範囲にまで増加させる1つの案ではある。   There continues to be a need for signal acquisition probes with higher bandwidth. To do so, it is necessary to reconsider how the signal acquisition probe makes electrical contact with the test points on the device under test. Replacing traditional metal probing tips, which are traditionally metal tips, and traditional metal wire leads for resistors, is one way to increase the bandwidth of signal acquisition probes to the 30 GHz range. It is a draft.

本発明は、薄膜法/厚膜法を適用できる非導電性基板を有する信号取込みプローブ用のプロービング・チップである。非導電性基板には、互いに対向する水平な主面と、複数の側面とがあり、複数の側面のうちの2つは、1点に向けて収束する形状となっている。1点に向けて収束している側面の1つには、約40度の傾斜部があり、他方の側面には約10度の傾斜部がある。湾曲プロービング・チップ・コンタクトが、収束点において、非導電性基板上に形成される。湾曲プロービング・チップ・コンタクトには、面が交わる第1及び第2アーチ型面があり、この上に導電性材料が形成(積層)される。   The present invention is a probing tip for a signal acquisition probe having a non-conductive substrate to which a thin film method / thick film method can be applied. The non-conductive substrate has a horizontal main surface and a plurality of side surfaces facing each other, and two of the plurality of side surfaces have a shape that converges toward one point. One of the side surfaces that converge toward one point has an inclined portion of about 40 degrees, and the other side surface has an inclined portion of about 10 degrees. A curved probing tip contact is formed on the non-conductive substrate at the convergence point. The curved probing tip contact has first and second arched surfaces that meet each other, and a conductive material is formed (laminated) thereon.

プロービング・チップには、非導電性基板の対向する水平主面の一方の上に、薄膜法又は厚膜法を用いて形成された抵抗性要素があり、この抵抗性要素の一方の端部は、湾曲プロービング・チップ・コンタクト上の導電製材料に電気的に結合される。また、プロービング・チップは、好ましくはバッファ増幅回路の形で、増幅回路も有する。この増幅回路は、非導電性基板の互いに対向する水平主面の一方の上に配置され、抵抗性要素の他端部に電気的に結合される。抵抗性要素は、増幅回路とワイヤ・ボンディングによって電気的に結合される。   The probing chip has a resistive element formed by using a thin film method or a thick film method on one of the opposing horizontal main surfaces of the non-conductive substrate, and one end of the resistive element is Electrically coupled to the conductive material on the curved probing tip contact. The probing chip also has an amplifier circuit, preferably in the form of a buffer amplifier circuit. The amplifier circuit is disposed on one of the opposing horizontal main surfaces of the non-conductive substrate and is electrically coupled to the other end of the resistive element. The resistive element is electrically coupled to the amplifier circuit by wire bonding.

湾曲プロービング・チップ上に配置される導電製材料は、接着層と、接着層上に積層される金やプラチナ・ゴールド合金などの層とから形成される。接着層は、好ましくは、チタン・タングステン合金で形成される。   The conductive material disposed on the curved probing chip is formed of an adhesive layer and a layer of gold or platinum / gold alloy laminated on the adhesive layer. The adhesive layer is preferably formed of a titanium / tungsten alloy.

湾曲プロービング・チップ・コンタクトを有する非導電性基板は、好ましくは、液晶ポリマなどのような絶縁性材料から形成されるキャリアに固定される。キャリアには、第2非導電性基板も固定され、第2非導電性基板には、その上に形成される接地されたコプレーナ導波(coplanar waveguide)構体がある。第2非導電性基板は、FR−4回路基板材料のような回路基板材料から形成しても良い。金製ボンディング・ワイヤによって、増幅回路を接地されたコプレーナ導波構体に結合する。   A non-conductive substrate having a curved probing tip contact is preferably secured to a carrier formed from an insulating material such as a liquid crystal polymer. A second non-conductive substrate is also secured to the carrier, and the second non-conductive substrate has a grounded coplanar waveguide structure formed thereon. The second non-conductive substrate may be formed from a circuit board material such as FR-4 circuit board material. The amplifying circuit is coupled to a grounded coplanar waveguide structure by a gold bonding wire.

より具体的には、本発明の概念1は、信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、
互いに対向する水平主面及び複数の側面を有し、複数の上記側面の内の2つが1点に収束しており、薄膜法又は厚膜法を適用可能な非導電性基板と、
上記非導電性基板の収束する点に形成され、面で交わる第1及び第2アーチ型面を有する湾曲プロービング・チップ・コンタクトと、
上記湾曲プロービング・チップ・コンタクト上に形成(積層、蒸着)される導電製材料と
を具えている。
More specifically, concept 1 of the present invention is a probing tip for a signal acquisition probe,
A non-conductive substrate having a horizontal main surface and a plurality of side surfaces facing each other, wherein two of the plurality of side surfaces converge to one point, and a thin film method or a thick film method can be applied;
A curved probing tip contact formed at a converging point of the non-conductive substrate and having first and second arched surfaces that meet at a plane;
And a conductive material formed (laminated and deposited) on the curved probing tip contact.

本発明の概念2は、概念1記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、上記対向する水平主面の一方の上に、薄膜法又は厚膜法の少なくとも1つを用いて形成され、上記湾曲プロービング・チップ・コンタクト上の上記導電製材料に一端部が電気的に結合される抵抗性要素を更に具えている。   The concept 2 of the present invention is a probing tip for a signal acquisition probe according to the concept 1, which is formed on at least one of the thin film method and the thick film method on one of the opposed horizontal main surfaces, It further comprises a resistive element having one end electrically coupled to the conductive material on the curved probing tip contact.

本発明の概念3は、概念2記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、上記対向する水平主面の一方の上に形成され、上記抵抗性要素の他端部に電気的に結合される増幅回路を更に具えている。   The concept 3 of the present invention is a probing tip for a signal acquisition probe according to the concept 2, which is formed on one of the opposed horizontal main surfaces and is electrically coupled to the other end of the resistive element. An amplifier circuit.

本発明の概念4は、概念3記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、このとき、上記増幅回路が、バッファ増幅回路であることを特徴としている。   The concept 4 of the present invention is the signal acquisition probe probing chip according to the concept 3, wherein the amplifying circuit is a buffer amplifying circuit.

本発明の概念5は、概念3記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、上記抵抗性要素の上記他端部を上記増幅回路に電気的に結合するボンディング・ワイヤを更に具えている。   Concept 5 of the present invention is the signal acquisition probe probing chip according to Concept 3, further comprising a bonding wire for electrically coupling the other end of the resistive element to the amplifier circuit.

本発明の概念6は、概念1記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、このとき、上記導電製材料が、上記湾曲プロービング・チップ・コンタクト上に形成した接着層と、上記接着層上に金で形成した導電層とを有していることを特徴としている。   The concept 6 of the present invention is the probing tip for a signal acquisition probe according to the concept 1, in which the conductive material is formed on the curved probing tip contact, and on the adhesive layer. And a conductive layer formed of gold.

本発明の概念7は、概念6記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、このとき、上記接着層がチタン・タングステンから形成されることを特徴とする。   The concept 7 of the present invention is the probing tip for a signal acquisition probe according to the concept 6, wherein the adhesive layer is formed of titanium / tungsten.

本発明の概念8は、概念1記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、このとき、上記導電製材料が、上記湾曲プロービング・チップ・コンタクト上に形成した接着層と、上記接着層上に形成したプラチナ・ゴールドの層とを有していることを特徴としている。   The concept 8 of the present invention is the probing tip for a signal acquisition probe according to the concept 1, in which the conductive material is formed on the curved probing tip contact, and the adhesive layer It is characterized in that it has a platinum gold layer formed on.

本発明の概念9は、概念8記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、 このとき、上記接着層がチタン・タングステンから形成されることを特徴とする。   The concept 9 of the present invention is the probing tip for a signal acquisition probe according to the concept 8, wherein the adhesive layer is formed of titanium / tungsten.

本発明の概念10は、概念1記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、このとき、上記非導電性基板の収束する上記側面の1つが、実質40度の傾斜を有することを特徴としている。   The concept 10 of the present invention is the probing tip for a signal acquisition probe according to the concept 1, wherein one of the converging side surfaces of the non-conductive substrate has an inclination of substantially 40 degrees. Yes.

本発明の概念11は、概念10記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、このとき、上記非導電性基板の収束する上記側面のもう1つが、実質10度の傾斜を有することを特徴としている。   The concept 11 of the present invention is the probing tip for a signal acquisition probe according to the concept 10, wherein the other side of the non-conductive substrate converged has an inclination of substantially 10 degrees. It is said.

本発明の概念12は、概念1記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、上記非導電性基板が固定されるキャリアを更に具えることを特徴としている。   The concept 12 of the present invention is the signal acquisition probe probing chip according to the concept 1, further comprising a carrier to which the non-conductive substrate is fixed.

本発明の概念13は、概念12記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、上記キャリアに固定される第2非導電性基板を更に具えることを特徴としている。   The concept 13 of the present invention is the probing chip for a signal acquisition probe according to the concept 12, further comprising a second non-conductive substrate fixed to the carrier.

本発明の概念14は、概念13記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、上記第2非導電性基板上に形成された接地コプレーナ導波構体を更に具えている。   Concept 14 of the present invention is a signal acquisition probe probing chip according to Concept 13, further comprising a grounded coplanar waveguide structure formed on the second non-conductive substrate.

本発明の概念15は、概念12記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、このとき、上記非導電性基板が、回路基板材料から形成されることを特徴としている。   The concept 15 of the present invention is a signal acquisition probe probing chip according to the concept 12, wherein the non-conductive substrate is formed of a circuit board material.

本発明の概念16は、概念14記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップであって、上記増幅回路を上記接地コプレーナ導波構体に電気的に結合する金製ボンディング・ワイヤを更に具えている。   Concept 16 of the present invention is a signal acquisition probe probing chip according to Concept 14, further comprising a gold bonding wire that electrically couples the amplifier circuit to the ground coplanar waveguide structure.

本発明の目的、効果及び他の新規な点は、以下の詳細な説明を添付の特許請求の範囲及び図面とともに読むことによって明らかとなろう。   The objects, advantages and other novel features of the present invention will become apparent from the following detailed description when read in conjunction with the appended claims and drawings.

図1は、本発明による信号取込みプローブ用プロービング・チップの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a probing tip for a signal acquisition probe according to the present invention. 図2は、本発明による信号取込みプローブ用プロービング・チップの側面である。FIG. 2 is a side view of a probing tip for a signal acquisition probe according to the present invention. 図3は、本発明による信号取込みプローブ用の支持構体及び伝導構体の分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of a support structure and a conductive structure for a signal acquisition probe according to the present invention. 図4は、本発明による信号取込みプローブ用プロービング・チップの前部分の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of the front portion of the probing tip for a signal acquisition probe according to the present invention.

図1及び2は、信号取込みプローブ用プロービング・チップ10の斜視図及び側面図を示している。プロービング・チップ10には基板12があり、これは、石英ガラス(fused quartz、fused silica)やセラミック材料のような堅い非導電性部材から形成され、カ氏300度(約セ氏149度)の公称処理温度を必要とする薄膜法を適用できる。この基板には、上部主面14及び底部主面16と、複数の側面18がある。この基板は、公称幅0.044インチ(約1.1ミリメータ)、公称長さ0.060インチ(約1.5ミリメータ)、公称厚さ0.010インチ(約0.2ミリメータ)である。複数の側面18の1つには、傾斜部20があり、図1の左側面18に対する公称角度は40度である。傾斜側面部20に隣接する側面18には、もう1つの傾斜部22があり、図1の右側面18に対する公称角度は10度である。傾斜側面部20及び22は、プロービング・チップ・コンタクト24が形成される点に向かって収束するように形成される。これに代えて、基板12が、セ氏850度の公称処理温度を必要とする厚膜法を適用できるものとしても良い。   1 and 2 show a perspective view and a side view of a probing tip 10 for a signal acquisition probe. The probing chip 10 has a substrate 12, which is formed from a rigid, non-conductive material such as fused quartz or ceramic material and is nominally treated at 300 degrees Fahrenheit (about 149 degrees Celsius). Thin film methods requiring temperature can be applied. The substrate has a top main surface 14, a bottom main surface 16, and a plurality of side surfaces 18. The substrate has a nominal width of 0.044 inches (about 1.1 millimeters), a nominal length of 0.060 inches (about 1.5 millimeters), and a nominal thickness of 0.010 inches (about 0.2 millimeters). One of the plurality of side surfaces 18 has an inclined portion 20, and the nominal angle with respect to the left side surface 18 in FIG. 1 is 40 degrees. On the side surface 18 adjacent to the inclined side surface portion 20, there is another inclined portion 22, and the nominal angle with respect to the right side surface 18 in FIG. 1 is 10 degrees. The inclined side surfaces 20 and 22 are formed so as to converge toward the point where the probing tip contact 24 is formed. Alternatively, the substrate 12 may be a thick film method that requires a nominal processing temperature of 850 degrees Celsius.

プロービング・チップ・コンタクト24の表面は湾曲しており、その上に導電製材料が形成(積層、蒸着など)される。湾曲面には、第1アーチ型面26と第2アーチ型面28がある。第1アーチ型面26は、公称半径0.0020インチ(0.051ミリメータ)のカーブを有し、また、第2アーチ型面28は、公称半径0.0040インチ(0.10ミリメータ)のカーブを有し、第1アーチ型面と面が交わることで、ほぼ円形のコンタクトを形成する。湾曲プロービング・チップ・コンタクト24上には、接着層が形成され、この接着層上に導電製材料が形成(積層、蒸着)される。好ましい実施形態では、接着層は、チタン・タングステン合金であり、これの上に金製の導電層が形成(積層、蒸着)される。代替案としては、導電層がプラチナ・ゴールド(金)合金又は似た特性有する類似の材料であっても良い。互いの面が交わるアーチ型面26及び28によって、3次元球面プロービング・チップ・コンタクト24が形成される。   The surface of the probing chip contact 24 is curved, and a conductive material is formed thereon (lamination, vapor deposition, etc.). The curved surface includes a first arched surface 26 and a second arched surface 28. The first arched surface 26 has a curve with a nominal radius of 0.000020 inch (0.051 millimeter), and the second arched surface 28 has a curve with a nominal radius of 0.0040 inch (0.10 millimeter). The first arched surface and the surface intersect to form a substantially circular contact. An adhesive layer is formed on the curved probing chip contact 24, and a conductive material is formed (laminated and evaporated) on the adhesive layer. In a preferred embodiment, the adhesive layer is a titanium / tungsten alloy, and a gold conductive layer is formed (laminated or deposited) thereon. Alternatively, the conductive layer may be a platinum gold alloy or similar material with similar properties. A three-dimensional spherical probing tip contact 24 is formed by arched surfaces 26 and 28 where the surfaces meet.

薄膜又は厚膜抵抗性要素30が、非導電性基板12の上部主面14上に形成(積層、蒸着)される。導電性コンタクト32及び34は、薄膜法又は厚膜法を用いて、抵抗性要素30の両端に形成(積層、蒸着)される。電気コンタクト32及び34は、チタン・タングステン合金の接着層と一緒に形成され、接着層の上に導電層が形成される。電気コンタクト32は、湾曲プロービング・チップ・コンタクト24を抵抗性要素30に電気的に接続し、電気コンタクト34は、抵抗性要素30を集積回路のダイ(die)36にワイヤ・ボンディングするための電気コンタクト・パッドとして機能する。集積回路のダイ36は、エポキシ樹脂などのような非導電性接着剤を用いて、非導電性基板12の上部主面14に固定される。集積回路のダイ36は、増幅回路並びにボンディング・パッド38及び40を含んでいる。増幅回路は、好ましくは、バッファ増幅回路である。導電性ワイヤ42が、複数のボンディング・パッド38の1つと電気コンタクト34に接着され、これによって、抵抗性要素30が、集積回路のダイ36上の増幅回路の入力端子に電気的に接続される。その他のボンディング・パッド38は、集積回路のダイ36上の増幅回路の出力端子に結合される。   A thin film or thick film resistive element 30 is formed (laminated, vapor deposited) on the upper major surface 14 of the non-conductive substrate 12. The conductive contacts 32 and 34 are formed (laminated and vapor-deposited) on both ends of the resistive element 30 using a thin film method or a thick film method. The electrical contacts 32 and 34 are formed together with an adhesive layer of titanium / tungsten alloy, and a conductive layer is formed on the adhesive layer. Electrical contact 32 electrically connects curved probing tip contact 24 to resistive element 30, and electrical contact 34 provides electrical for wire bonding resistive element 30 to integrated circuit die 36. Functions as a contact pad. The integrated circuit die 36 is fixed to the upper main surface 14 of the non-conductive substrate 12 using a non-conductive adhesive such as an epoxy resin. The integrated circuit die 36 includes amplifier circuitry and bonding pads 38 and 40. The amplifier circuit is preferably a buffer amplifier circuit. A conductive wire 42 is bonded to one of the plurality of bonding pads 38 and the electrical contact 34, thereby electrically connecting the resistive element 30 to the input terminal of the amplifier circuit on the integrated circuit die 36. . The other bonding pad 38 is coupled to the output terminal of the amplifier circuit on the integrated circuit die 36.

これに代えて、フリップ・チップ技術を用いて、非導電性基板12の上部主面14に集積回路のダイ36を固定するようにしても良い。複数のはんだパッドが上部主面14上に形成され、その1つのはんだパッドは、上部主面14上に配置された導電性トレ―スを介して抵抗性要素30の電気コンタクト34に電気的に結合される。固定する際には、集積回路のダイ36に、上部主面14上のはんだパッドに対応する形で、集積回路のダイ36上に形成されるはんだボール(はんだの塊)が設けられる。抵抗性要素30に電気的に結合されているはんだパッドに対応するはんだボールは、増幅回路の入力端子に電気的に結合される。集積回路のダイ36の複数のはんだボールは、はんだパッドと対応する位置にあり、集積回路のダイを非導電性基板12の上部主面14に固定するために加熱される。はんだボールが溶融状態のうちに、集積回路のダイ36が上部主面14上に載置されることで、集積回路のダイ36が上部主面14上に固定される。   Alternatively, the integrated circuit die 36 may be secured to the upper major surface 14 of the non-conductive substrate 12 using flip-chip technology. A plurality of solder pads are formed on the upper major surface 14, and one solder pad is electrically connected to the electrical contacts 34 of the resistive element 30 through conductive traces disposed on the upper major surface 14. Combined. When fixed, the integrated circuit die 36 is provided with solder balls (solder mass) formed on the integrated circuit die 36 in a form corresponding to the solder pads on the upper major surface 14. A solder ball corresponding to a solder pad that is electrically coupled to resistive element 30 is electrically coupled to an input terminal of the amplifier circuit. The plurality of solder balls of the integrated circuit die 36 are in positions corresponding to the solder pads and are heated to secure the integrated circuit die to the upper major surface 14 of the non-conductive substrate 12. The integrated circuit die 36 is mounted on the upper main surface 14 while the solder ball is in a molten state, whereby the integrated circuit die 36 is fixed on the upper main surface 14.

図3は、信号取込みプローブ用プロービング・チップ10のための支持構体の分解斜視図である。支持構体には、ほぼ三角型のキャリア50があり、キャリア50には持ち上がった台座部52と隣接する凹部54がある。キャリア50は、 液晶ポリマーのような低誘電性、高強度非導電性材料から構成されるもので、例えば、射出成形方法で形成しても良い。プロービング・チップ10の非導電性基板12は、エポキシ樹脂などのような非導電性接着剤を用いて、台座部52に固定される。湾曲プロービング・チップ・コンタクト24は、台座部52の先端部を超えて伸びており、これによって、湾曲プロービング・チップ・コンタクト24が被試験デバイス上の試験ポイントと係合することが可能になる。台座部52の反対側(図3での奥側)の端部には、凹部54との境になる垂直な壁56がある。第2の非導電性基板58は、FR−4回路基板部材、セラミック部材などのような非導電性材料から形成され、凹部54の上に固定できるように、凹部54と外形を似せたものとなっている。基板58には、上部主面60及び底部主面62と、台座部52の垂直壁56と接する前面64がある。導電層である基板65は、基板58の底部主面62上に接地(グラウンド)層として配置される。基板58の反対側(図3での奥側)の端部には、ノッチ(切れ込み)66が形成され、同軸信号コネクタ68を受けるようになっている。基板58には、その上部主面60と、プロービング・チップ10の非導電性基板12の上部主面14とが同一面上に揃うように調整された厚さがある。伝送構体70は、基板58の上部主面60上に配置される。伝送構体70は、好ましくは、接地されたコプレーナ伝送構体であり、同軸信号コネクタ68の中心信号導体74に電気的に接続された導電トレース72を有する。また、2つの接地プレーン76が、導電トレース72の両側に隣接して配置される。接地プレーン76は、同軸信号コネクタ68から伸びるタブ78に電気的に接続される。凹部80が、キャリア50の台座部52から見て反対側の端部に形成され、同軸信号コネクタ68の下の部分を受けるようになっている。上部カバー82は、超音波溶接やエポキシ樹脂のような接着剤など、周知の固定手段を用いてキャリア50に固定される。   FIG. 3 is an exploded perspective view of the support structure for the signal acquisition probe probing tip 10. The support structure has a substantially triangular carrier 50, and the carrier 50 has a recessed portion 54 adjacent to the raised pedestal portion 52. The carrier 50 is composed of a low dielectric, high strength non-conductive material such as a liquid crystal polymer, and may be formed by, for example, an injection molding method. The non-conductive substrate 12 of the probing chip 10 is fixed to the pedestal 52 using a non-conductive adhesive such as an epoxy resin. The curved probing tip contact 24 extends beyond the tip of the pedestal 52 to allow the curved probing tip contact 24 to engage a test point on the device under test. At the opposite end (back side in FIG. 3) of the pedestal 52, there is a vertical wall 56 that is a boundary with the recess 54. The second non-conductive substrate 58 is formed of a non-conductive material such as an FR-4 circuit board member, a ceramic member, etc., and has a similar external shape to the concave portion 54 so that it can be fixed on the concave portion 54. It has become. The substrate 58 has a top main surface 60 and a bottom main surface 62, and a front surface 64 that contacts the vertical wall 56 of the pedestal 52. The substrate 65, which is a conductive layer, is disposed on the bottom major surface 62 of the substrate 58 as a ground (ground) layer. A notch (cut) 66 is formed at the end of the substrate 58 on the opposite side (the back side in FIG. 3) so as to receive the coaxial signal connector 68. The substrate 58 has a thickness adjusted so that the upper main surface 60 and the upper main surface 14 of the non-conductive substrate 12 of the probing chip 10 are aligned on the same surface. The transmission structure 70 is disposed on the upper main surface 60 of the substrate 58. The transmission structure 70 is preferably a grounded coplanar transmission structure and has a conductive trace 72 electrically connected to the central signal conductor 74 of the coaxial signal connector 68. Two ground planes 76 are disposed adjacent to both sides of the conductive trace 72. The ground plane 76 is electrically connected to a tab 78 extending from the coaxial signal connector 68. A recess 80 is formed at the end opposite to the pedestal 52 of the carrier 50 and receives the lower part of the coaxial signal connector 68. The upper cover 82 is fixed to the carrier 50 using a known fixing means such as ultrasonic welding or an adhesive such as an epoxy resin.

図4は、プロービング・チップ10の前部分の詳細な拡大図である。導電性ワイヤ90が、集積回路のダイ36の複数のボンディング・パッド38から、伝送構体の対応する導電性トレース72及び接地プレーン76へと伸びている。導電性ワイヤ90は、ボンディング・パッド38と、導電性トレース72及び接地プレーン76とをワイヤ・ボンディングによって接続する。導電性ワイヤ(簡単のため図示せず)が、集積回路のダイ36の複数のボンディング・パッド40から基板58上の導電性トレース(簡単のため図示せず)へと伸びており、電力と通信信号を集積回路のダイ36に供給する。フリップ・チップ技術を用いるもう1つの実施形態例の場合では、ボンディング・パッド38及び40が、集積回路のダイ36の露出面上に形成され、導電性ワイヤを介して導電性トレース72、接地プレーン76、そして電力及び通信信号を供給する導電性トレースに結合される。   FIG. 4 is a detailed enlarged view of the front portion of the probing tip 10. Conductive wires 90 extend from the plurality of bonding pads 38 of the integrated circuit die 36 to the corresponding conductive traces 72 and ground plane 76 of the transmission structure. Conductive wire 90 connects bonding pad 38 to conductive trace 72 and ground plane 76 by wire bonding. Conductive wires (not shown for simplicity) extend from the plurality of bonding pads 40 of the integrated circuit die 36 to conductive traces (not shown for simplicity) on the substrate 58 for power and communication. The signal is supplied to the integrated circuit die 36. In another example embodiment using flip chip technology, bonding pads 38 and 40 are formed on the exposed surface of the integrated circuit die 36 and are connected to conductive traces 72, ground planes via conductive wires. 76 and coupled to conductive traces that provide power and communication signals.

本発明の具体的な実施形態を実例で説明し、実例を説明する目的で記述してきたが、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、多様な変形が可能なことは明らかであろう。   While specific embodiments of the present invention have been illustrated and described for purposes of illustration, it will be apparent that various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention.

10 プロービング・チップ
12 非導電性基板
14 上部主面
16 底部主面
18 側面(複数)
20 傾斜部
22 傾斜部
24 プロービング・チップ・コンタクト
26 第1アーチ型面
28 第2アーチ型面
30 抵抗性要素
32 導電性コンタクト
34 導電性コンタクト
36 集積回路のダイ
38 ボンディング・パッド
40 ボンディング・パッド
42 導電性ワイヤ
50 キャリア
52 台座部
54 凹部
56 垂直壁
58 第2非導電性基板
60 上部主面
62 底部主面
65 導電性基板(接地層)
66 ノッチ
68 同軸信号コネクタ
70 伝送構体
72 導電トレース
74 中心信号導体
76 接地プレーン
78 タブ
80 凹部
82 上部カバー
90 導電性ワイヤ
10 Probing tips
12 Non-conductive substrate 14 Upper main surface 16 Bottom main surface 18 Side surface (plural)
20 Inclined portion 22 Inclined portion 24 Probing tip contact 26 First arched surface 28 Second arched surface 30 Resistive element 32 Conductive contact 34 Conductive contact 36 Integrated circuit die 38 Bonding pad 40 Bonding pad 42 Conductive wire 50 Carrier 52 Pedestal portion 54 Recessed portion 56 Vertical wall 58 Second non-conductive substrate 60 Upper main surface 62 Bottom main surface 65 Conductive substrate (ground layer)
66 Notch 68 Coaxial signal connector 70 Transmission structure 72 Conductive trace 74 Center signal conductor 76 Ground plane 78 Tab 80 Recess 82 Top cover 90 Conductive wire

Claims (3)

互いに対向する主面及び複数の側面を有し、複数の上記側面の内の2つが1点に収束しており、薄膜法又は厚膜法を適用可能な非導電性基板と、
上記非導電性基板の収束する点に形成され、面で交わる第1及び第2アーチ型面を有する湾曲プロービング・チップ・コンタクトと、
上記湾曲プロービング・チップ・コンタクト上に形成される導電製材料と
を具える信号取込みプローブ用プロービング・チップ。
A non-conductive substrate having a main surface and a plurality of side surfaces opposed to each other, two of the plurality of side surfaces being converged to one point, and applying a thin film method or a thick film method;
A curved probing tip contact formed at a converging point of the non-conductive substrate and having first and second arched surfaces that meet at a plane;
A probing tip for a signal acquisition probe, comprising: a conductive material formed on the curved probing tip contact.
上記対向する主面の一方の上に、薄膜法又は厚膜法の少なくとも1つを用いて形成され、上記湾曲プロービング・チップ・コンタクト上の上記導電製材料に一端部が電気的に結合される抵抗性要素を更に具える請求項1記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップ。   Formed on one of the opposed main surfaces using at least one of a thin film method or a thick film method, and one end portion is electrically coupled to the conductive material on the curved probing tip contact The probing tip for a signal acquisition probe according to claim 1, further comprising a resistive element. 上記対向する主面の一方の上に形成され、上記抵抗性要素の他端部に電気的に結合される増幅回路を更に具える請求項2記載の信号取込みプローブ用プロービング・チップ。   3. The probing tip for a signal acquisition probe according to claim 2, further comprising an amplifier circuit formed on one of the opposing main surfaces and electrically coupled to the other end of the resistive element.
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