CN103221833A - 具有专用电子模块的测试器和并入或使用该测试器的系统和方法 - Google Patents

Abstract

在一个实施例中，自动化测试仪器(ATE)系统包括测试器，该测试器具有测试器电子模块、专用电子模块和测试器至待测设备(DUT)接口装配装置。测试器电子模块具有第一电子接口，该第一电子接口被配置为在测试器至DUT接口被耦接到测试器至DUT接口装配装置时电连接到测试器至DUT接口。专用电子模块具有第二电子接口和第三电子接口。第二和第三电子接口被配置为在测试器至DUT接口耦接到测试器至DUT接口装配装置时电连接到测试器至DUT接口。专用电子模块被配置为经由第二电子接口与测试器电子模块通信，并经由第三电子接口与至少一个DUT通信。

Description

具有专用电子模块的测试器和并入或使用该测试器的系统和方法

背景技术

当测试电子设备时，通常希望在测试系统的电子装置和一个或多个待测设备(DUT)之间发送大量信号。通常还希望测试系统提供广阔范围的功能用于测试DUT。

半导体测试(特别地，半导体晶片测试或“晶片侦测”)是这样一种应用，该应用对于测试系统向多个DUT(即，向半导体晶片上的多个DUT)既提供高信号计数又提供广阔范围的测试功能尤其有用。高信号计数和广阔范围的功能在半导体“最终测试”和其他应用中也是有用的。

还希望测试系统，特别是用于半导体测试的自动化测试仪器(ATE)系统提供广阔范围的测试功能，以使得在其生命周期内这些系统能够用于测试不同类型的DUT(例如，具有不同物理配置的DUT和具有不同功能的DUT)。

发明内容

这里公开了一种包括测试器的自动化测试仪器(ATE)系统，所述测试器具有：测试器电子模块、专用电子模块、和测试器至待测设备(DUT)的接口装配装置。测试器电子模块具有第一电子接口，被配置为当测试器至DUT接口耦接到测试器至DUT接口装配装置时，电连接到测试器至DUT接口。专用电子模块具有第二电子接口和第三电子接口。第二和第三电子接口被配置为当测试器至DUT接口耦接到测试器至DUT接口装配装置时，电连接到测试器至DUT接口。专用电子模块被配置为经由第二电子接口与测试器电子模块通信，并经由第三电子接口与至少一个DUT通信。

还公开了一种包括测试器的ATE系统，所述测试器具有：多个电子模块装配装置；装配到所述电子模块装配装置之一的测试器电子模块；和装配到所述电子模块装配装置之一的专用电子模块。ATE系统还包括可拆卸的测试器至DUT接口，该测试器至DUT接口可拆卸地电可连接到测试器。测试器至DUT接口具有DUT接口，该DUT接口可拆卸地电可连接到DUT。ATE系统还具有1)测试器电子模块和专用电子模块之间的ATE信号路径，和2)专用电子模块和DUT接口之间的DUT信号路径。ATE信号路径部分地由可拆卸测试器至DUT接口限定。DUT信号路径也部分地由可拆卸测试器至DUT接口限定。将可拆卸测试器至DUT接口从测试器拆卸使得ATE信号路径和DUT信号路径两者都断开。

还公开一种测试DUT的方法。该方法包括：1)提供具有测试器电子模块和专用电子模块的测试器，和2)将测试器至DUT接口电连接到测试器电子模块和专用电子模块两者。将测试器至DUT接口连接到测试器电子模块和专用电子模块两者实现了测试器电子模块与专用电子模块之间的信号路径。方法还包括将测试器编程为沿着从测试器电子模块通过测试器至DUT接口到专用电子模块的信号路径来发送第一信号。第一信号使得专用电子模块从专用电子模块通过测试器至DUT接口向DUT发送第二信号。

还公开了其他系统和方法，包括对上述系统和方法的变形和增加。

附图说明

附图中图示出了本发明的例示性实施例，附图中：

图1图示出了具有测试器和测试器至DUT接口的示例性ATE系统；

图2图示出了使用诸如图1所示的ATE系统之类的系统来测试DUT的示例性方法；

图3图示出了示例性ATE系统的平面视图；

图4图示出了图3所示的测试器、探测卡、晶片、测试器电子模块和专用电子模块的截面正视图；

图5图示出了可以装配图3和图4所示的测试器电子模块组件和专用电子模块的示例性测试器机架；

图6图示出了图5所示的、安装了多个专用电子模块和测试器电子模块之后的机架；

图7提供了图6所示的探测卡接收平台和DUT接口的环的部分分解图；

图8图示出了示例性探测卡，特别是图6和图7所示的与DUT接口配对的探测卡的接口；

图9图示出了图8所示的、在被定位在图5-图7所示的探测卡接收平台上之后的探测卡；以及

图10图示出了图5所示的专用电子模块的部分分解图，并且示出了将专用电子模块的ZIF连接器耦接到专用电子模块的I/O连接器的示例性线缆和附加连接器。

具体实施方式

集成电路制造商有时采用被称为建外自测试(BOST，Build Off SelfTest)的方法来扩展自动化测试仪器(ATE)系统的能力。BOST是这样的技术：借助该技术，电路和任何必要的支撑硬件被添加到ATE系统的探测卡或负载板。被添加的电路可以服务于各种目的，并且可以提供例如：1)诸如交换机或复用器之类的、通过使能测试器资源的共享来增加测试平行性的电路，或者2)提供ATE系统中目前尚不存在的功能的电路。

从电器或逻辑的角度，BOST电路通常被置于ATE系统和一个或多个待测设备(DUT)之间。在探测卡的情况中，被添加的电路可直接在探测卡上实现(例如，作为探测卡的一部分，或者直接安装到探测卡)。作为替代，被添加的电路可以在耦合到探测卡的一个或多个印刷电路板(PCB)或卡上实现。这些额外的PCB或卡通常被称为子板，并且通过例如球格阵列或边缘连接器被机械地或电气地耦合到探测卡。子板在某些情况中垂直于探测卡的平面定向，并且在某些情况中平行于探测卡的平面定向(例如在夹层配置中)。使用子板方法，与直接在探测卡上实现电路相比，通常可以向ATE系统添加更多电路。

无论BOST如何被实现，其电路通常都被用来截取由ATE系统或若干个DUT生成的控制或数据信号。在截取ATE信号的情况中，BOST电路例如可以：调节(condition)、转化或放大ATE信号；扇出ATE信号以增加测试平行性；或者响应于ATE信号而执行测试或动作。在截取DUT信号的情况中，BOST电路例如可以：调节、转化或放大DUT信号；临时存储DUT信号；为了增加测试平行性而将DUT信号与其他DUT信号组合；或者针对特定状态来临视DUT信号，所述状态可被简单地识别，或者所述状态可用于触发功能。在任一种情况下，BOST电路通常增加测试平行性或扩充测试器功能。

ATE系统通常通过经由普通ATE系统测试通道向BOST电路发送和从BOST电路接收信号来与BOST电路通信(和控制BOST电路)。信号在软件的控制下被发送或接收，并且在某些情况中可以在测试程序的控制下被发送或接收。在很多情况下，测试程序自动地、很少需要或不需要用户输入就能运行。在其他情况下，ATE系统操作者或测试工程师可令特定指令或指令集例如通过以诊断或工程模式与ATE软件交互而被运行。

随着对增加的测试平行性和功能的需求的继续，对BOST电路的更大数量和密度的需求也在增加。这些需求已将BOST电路中的应用技术及其支撑硬件推向不太可能成为可持续的长期项目的境地。为了增加可以添加到探测卡或负载板的BOST电路的数量和密度，BOST开发者已朝着更高的集成度迈进。然而，这种更高的集成度导致了通常小批量并且以较高费用(有时是很高费用)生产的部分或完全定制的硬件(例如，探测卡或BOST电路)。但是，即使是定制的硬件，探测卡或负载板上没有足够空间来添加满足增加的测试平行性和功能的要求所需的数量、大小或密度的电路也变得越发明显。推至BOST的极限的一个示例性应用是晶片类应用中的半导体晶片的单一降落(touchdown)测试。

BOST电路的另一个问题是成本。BOST的成本不仅归因于BOST电路的数量和复杂度，而且还归因于上述定制化和集成化的程度。例如，定制化和集成化已使得BOST电路成为消耗品，该消耗品1)特别针对每个新探测卡或负载板而设计，并且2)被增加到每次探测卡或负载板购买的费用上。

BOST电路的又一个问题是可靠性。在某些应用中，BOST电路需要上千组件，这些组件随着探测卡或负载板在测试器上的加载和卸载而经历频繁的处理。BOST电路通常还经历诸如高温和加热/冷却循环(例如，“很多DUT的‘温度’测试产生的高温”，或DUT在测试期间经历的加热/冷却循环)之类的物理条件。在某些情况中，探测卡或负载板的处理或其暴露于的物理条件可能给BOST电路带来明显的物理损害。在其他情况中，该处理或物理条件可能导致更难以检测的损害，如静电放电(ESD)损害或变弱的焊点。无论如何，对BOST电路的损害可能由于与BOST电路的诊断和修补相关的成本并且由于BOST电路被修补时测试系统或生产线休眠的停工期而在很多方面代价高昂。

考虑到BOST的某些上述问题，具有一个或多个专用电子模块的测试器被描述如下。结合了或使用这种测试器的系统和方法也被公开。一种专用电子模块可以提供各种类型的电路和功能，包括先前可能已作为BOST电路而被提供的电路和功能，如用于增加测试系统的平行性的交换机。然而，与集成到(或耦合到)探测卡或负载板的BOST电路相比，下述专用电子模块被独立于探测卡或负载板地安装到测试器(并从测试器移除)。通过这种方式，专用电子模块的处理较少，并且其可靠性和损害避免程度通常可以被提高。专用电子模块还可以被更好地放置，以利用它们被安装到的测试器的电力、冷却和其他接口。

与BOST电路类似，专用电子模块被耦合到测试器的至少某些其他电路，并且经由测试器至DUT接口(例如，探测卡或负载板)被耦合到一个或多个DUT。然而，在专用电子模块的情况中，测试器上的测试器至DUT接口的安装或从测试器至DUT接口的移除(即脱离)仅生成或切断专用电子模块和测试器之间的信号路径，而不将专用电子模块物理地添加到测试器或从测试器移除。

图1例示了包含测试器102和测试器至DUT接口104的示例性ATE系统100。测试器102被示为包含多个电子模块106、108、110。通过示例方式，电子模块106、108、110被示为包含第一和第二测试器电子模块106、108和专用电子模块110。每种类型的电子模块的数目可以变化，并且ATE系统100的替代实施例可包括每种类型的一个到多个电子模块106、110。

ATE系统100可包含支持或使能电子模块106、108、110的一个或多个系统。通过示例方式，ATE系统100被示为包含电力分配系统112和冷却系统114，它们中的一部分可以在测试器102外部实现。

如冷却通信路径118所指示，冷却系统114与一个或多个、在某些情况中是全部的电子模块106、108、110进行冷却通信。在某些实施例中，并且通过示例方式，冷却系统114可以是液体冷却系统，如水冷却系统，并且一个或多个电子模块106、108、110可包含固定地或可脱离地耦合到液体冷却系统的液体管道。在其他实施例中，冷却系统114可以是气体冷却系统，并且一个或多个电子模块106、108、110可包含由气体冷却系统提供或生成的气流通道。

如电力分配路径116所指示，电力分配系统112与一个或多个、在某些情况中是全部的电子模块106、108、110进行电力通信。在某些实施例中，如电力分配路径116所例示，电力分配系统112可包含独立于可脱离的测试器至DUT接口104地耦合到专用电子模块110的电力分配电路(即，电力分配系统112的一部分)。在同一或其他实施例中，电力分配电路可经由测试器电子模块106、108和测试器至DUT接口104中的一个或多个耦合到专用电子模块110。

在一些情况下，电力分配和冷却系统112、114的部件可以与测试器102相分离地设置，并且可以耦合到测试器102。

ATE系统100还可以包括测试控制器120。测试控制器120可以作为测试器102的一部分、作为与测试器102耦合的系统或者组件(例如，以外部测试控制器的形式)或者作为具有分布在测试器102与外部系统或设备之间的结构和功能的系统或组件来提供。测试控制器120可以包括执行软件的处理系统(例如，计算机)，该软件例如包括测试程序。软件(并且具体而言是测试程序)确定向/从测试器电子模块106、108发送和接收什么数据和控制信号，并且在一些情况下可以配置测试器102的其他组件和系统。

各个电子模块106、108、110在一个或多个电子模块装配装置122、124、126、128、130、132的帮助下安装到测试器102。例如，各个电子模块装配装置122、124、126、128、130、132可以采用连接器、夹子、螺母和螺钉组装件、销、插槽或轨道的形式。电子模块装配装置122、124、126、128、130、132可以由测试器102的壳体或者基座提供，或者耦合到测试器102的壳体或者基座；或者，电子模块装配装置122、124、126、128、130、132可以设在测试器102的其他系统上。如果电子模块装配装置采用连接器的形式，则该连接器例如可以是电气连接器或者冷却系统连接器。各个电子模块装配装置122、124、126、128、130、132可以专用于特定电子模块106、108或者110向测试器102的安装，或者可以被多个电子模块共享。各个电子模块106、108、110可以利用电子模块装配装置122、124、126、128、130、132中的一个或多个安装到测试器102。

在一些情况下，可以使用不同类型的电子模块装配装置将不同的电子模块106、108、110安装到测试器102。在其他情况下，可以使用相同(同样)类型的电子模块装配装置将所有的电子模块106、108、110安装到测试器102(例如包括不同类型的电子模块)。

测试器至DUT接口104可以经由一个或多个测试器至DUT接口安装件134、136以机械方式耦合到测试器102。例如，各个测试器至DUT接口安装件134、136可以采用挂钩、销、闩或连接器的形式，该挂钩、销、闩或连接器紧抓测试器至DUT接口104的相应构件，并且将测试器至DUT接口104夹持(或者箝位)到测试器102。测试器至DUT接口安装件134、136在一些情况下可以由测试器电子模块106、108提供(如图所示)或者可以设在测试器102上(未示出)。

测试器至DUT接口104可以包括在一个表面上提供测试器接口138、140、142并且在相反表面上提供DUT接口144的一个或多个PCB或者其他基板。例如，测试器接口138、140、142可以包括电气触点、连接器或者探针的阵列，这些电气触点、连接器或者探针被配置为与电子模块106、108、110的相应电气触点、连接器或者探针相配对。又例如，DUT接口144可以包括被配置为与一个或多个DUT162的相应电气触点、连接器或者探针相配对的电气触点、连接器或者探针的阵列。

在测试器至DUT接口104采用探测卡的形式的情况下，半导体晶片或者管芯载体上的多个半导体管芯可以电气方式可拆卸地并行(即，作为一个连接处理的一部分)连接到探测卡，以用于并行地测试一些或全部管芯。在测试器至DUT接口104采用负载板的形式的情况下，多个个体半导体装置可以电气方式可拆卸地连接到负载板，以用于并行地测试一些或全部管芯。通常，测试器至DUT接口104在测试器102与一个或多个DUT162之间提供数千个连接。

测试器至DUT接口104的测试器接口138、140、142可以作为将测试器至DUT接口104以机械方式安装到测试器104的处理的一部分而被以电气方式连接到测试器102。或者，测试器至DUT接口104的测试器接口138、140、142可以作为稍后执行的处理的一部分而被以电气方式连接到测试器102。在任一种情况下，测试器至DUT接口104与测试器102的电气连接在电子模块106、108、110与DUT162中的多个之间实现信号路径(这里称为DUT信号路径146、152、154、160)，并且在电子模块106、108、110的多个之间实现信号路径(这里称为ATE信号路径148、150、156、158)。

如图1所示，各个ATE信号路径148、150、156、158在测试器电子模块106、108和专用电子模块110之间延伸，并且部分地由可拆卸的测试器至DUT接口104限定。ATE信号路径148、150、156、158可以采用电力信号路径(包括接地信号路径)、控制信号路径或者数据信号路径的形式。控制信号路径可以用于向专用电子模块110提供控制信号和指令。数据信号路径可以用于向/从专用电子模块110提供或接收数据。

各个DUT信号路径146、152、154、160在测试器电子模块或专用电子模块106、108、110与DUT接口144之间延伸，并且使得电力、控制或数据信号能够在测试器电子模块或专用电子模块106、108、110与DUT接口144之间传送。

图2示出利用诸如图1所示的ATE系统100之类的系统测试DUT的示例性方法200。方法200包括提供具有测试器电子模块106(见图1)和专用电子模块110的测试器102(在框202)。在一些情况下，提供测试器102的步骤可以包括将测试器电子模块106和专用电子模块110安装到测试器102的各个电路模块装配装置122、124、126、128。

在框204，测试器至DUT接口104以电气方式连接到测试器电子模块106和专用电子模块110二者。该连接在测试器电子模块106与专用电子模块110之间实现了信号路径150。在框206，测试器102被编程为从测试器电子模块106通过测试器至DUT接口104向专用电子模块110发送信号(例如，第一信号)。该编程例如可以由软件、固件或者硬件提供，该软件、固件或者硬件可以位于测试器电子模块106或者另一测试器组件(例如，测试控制器120)上(或者由其执行)。第一信号使得专用电子模块110沿着信号路径152从专用电子模块110通过测试器至DUT接口104向DUT发送信号(第二信号)(在框208)。第一信号还可以使得专用电子模块110向多个DUT162发送信号，或者使得专用电子模块110执行测试程序，或者使得专用电子模块110向一个或多个DUT162发送一系列的信号。就此而言，还要注意到，并不是从专用电子模块110发送的每个信号都需要由从测试器电子模块106接收的信号来触发。也就是说，专用电子模块110可被配置为在通电之后或者响应于从一个或多个DUT162接收的信号而自动发送一个或多个信号。

虽然按照单个测试器电子模块106和单个专用电子模块110来描述了方法200，但是对于本领域普通技术人员显而易见的是，方法200也可以在包括任意数目的测试器电子模块和专用电子模块的测试环境中执行。还要注意到，由方法200发送的信号例如可以是分开发送的信号或者作为并行信号传输的一部分而发送的信号。

在该方法200的一些实施例中，测试器102可被编程为1)从测试器电子模块106通过测试器至DUT接口104向专用电子模块110发送一个或多个信号，以及2)从测试器电子模块106通过测试器至DUT接口104发送一个或多个其他信号(例如，第三信号)。换句话说，从测试器电子模块106发送的信号中的一些信号可被发送到专用电子模块，而其他信号可不被路由到专用电子模块。任何特定信号如何被发送以及在哪里被发送大部分由在测试控制器120上运行的测试程序以及测试器至DUT接口104的设计(此设计对于不同测试器至DUT接口以及DUT可以不同)来确定。当该方法200在具有多个测试器电子模块106、108的测试器102的上下文中被执行时，从任何特定测试器电子模块106或106发送的信号可被发送到一个或多个专用电子模块，被发送到一个或多个DUT，被发送到专用电子模块和DUT的组合。

该方法200的步骤也可以补充在相反方向上(即，从一个或多个DUT162到专用电子模块110或测试器电子模块106)提供数据流。例如，当接收到来自一个或多个DUT162的一个或多个信号时，专用电子模块110可将此(一个或多个)信号发送给测试器至DUT接口104，从而发送到测试器电子模块106。专用电子模块110可在专用电子模块110确定的时间(事件)时自动发送此(一个或多个)信号；或者，专用电子模块110可将此(一个或多个)信号存储起来，然后响应于测试器电子模块106发布的命令或请求将他们发送给测试器电子模块106。在后一种情况中，作为示例，测试器102可以被编程为从测试器电子模块1106通过测试器至DUT接口104向专用电子模块110发送信号(例如，第三信号)。当该第三信号被专用电子模块110接收到时，该信号使得专用电子模块110从专用电子模块110通过测试器至DUT接口104向测试器电子模块106发送信号(例如，第四信号)。

在一些情况中，专用电子模块110可简单地将从一个或多个DUT162接收的信号转发给测试器至DUT接口104，从而发送到测试器电子模块106。在其他情况中，专用电子模块110可对从一个或多个DUT162接收的信号进行处理，然而将处理后的信号发送给测试器至DUT接口104(从而，发送给测试器电子模块106)。处理后的信号例如可包括指示对多个信号的集体通过/失败评估的信号，或者指示由专用电子模块110所执行的比较的结果的信号。

如前面所述，一个或多个专用电子模块独立于安装在测试器中的探测卡或负载板而安装到测试器能够减少损坏这些模块的可能性并增加安装到探测卡或负载板(或随其移动)的子板和BOST硬件的可靠性。另外，一个或多个专用电子模块安装到测试器允许此(一个或多个)模块更好利用电力、冷却、ESD保护以及该探测器的其他系统。使用在此所示和所述的专用电子模块还可以释放探测卡或负载板上的空间以用于其他组件和功能，诸如更高密度的DUT探测。

一个或多个专用电子模块独立于探测卡或负载板而安装到测试器还使得对于不同的探测卡、负载板或DUT能够重复使用专用电子模块。专用电子模块的潜在增加的多功能性以及可重复利用性可证明专用电子模块的设计或制造成本以外的投资合理，因为成本可均摊到更多用途或应用。此额外的投资例如可用于为专用电子模块提供改善的可靠性、更好的性能或更强大的功能性。

虽然，测试器电子模块和专用电子模块独立于任何测试器至DUT接口(例如，探测卡或负载板)而安装到测试器，但是这些电子模块确实需要被安装到测试器。在一些实例中，这可在销售或安装到客户侧测试器之前完成，或者由测试器销售商的技术员来完成。在其他实例中，一个或多个电子模块可由客户来安装到测试器。例如，在一些实施例中，预期到客户将会指定测试器的定制配置，以及销售商将会在把测试器递送给客户之前把大量测试器电子设备和专用电子模块预先安装在测试器中。在其他情况中，作为又一示例，测试器可在大量测试器电子模块安装于其中的情况下被提供给客户，客户然后可将专用电子模块安装到测试器的一个或多个扩展坞(或槽)中。扩展坞可被提供在相对于测试器至DUT接口而言的多种位置，从而使得ATE的长度和DUT信号路径可被最小化。替代地，(一个或多个)扩展坞可集中起来，例如提供在相对于测试器至DUT接口的中央位置处。在一些情况中，(一个或多个)扩展坞可只预留用于专用电子模块。在其他情况中，(一个或多个)扩展坞可被配置为接收测试器电子模块或专用电子模块。另外，测试器可被提供有一个或多个可移除并可用专用电子模块替换的测试器电子模块。

图3到图10图示出被配置用于进行晶片分类的示例性ATE系统300的各种视图和组件。该ATE系统300利用测试器电子模块302和专用电子模块304的组合。作为示例，测试器电子模块302和专用电子模块304被置于右角朝向一个或多个DUT306的平面的板(例如，印刷电路板(PCB))上。就这点，在图3和图4中一般地示出测试器电子模块302、专用电子模块304和半导体晶片306的示例性取向。

作为示例，图3图示出ATE系统300的平面图。ATE系统300包括测试器308、探测卡310、半导体晶片306(即，“晶片”)、多个测试器电子模块302和多个专用电子模块304。测试器电子模块302和专用电子模块304经由电子模块基座(在图3和图4中未示出)被安装到测试器308。探测卡310电耦合到测试器电子模块302和专用电子模块304。当被耦合到电子模块302、304时，探测卡310的第一和第二表面400、402正交地朝向电子模块302、304的一般平坦的配置。晶片310位于并且电耦合到探测卡310的第一表面400。按照这种方式，探测卡310用于将晶片306上的DUT电耦合到测试器308的电子模块302、304。图4图示出图3中所示的测试器308、探测卡310、晶片、其中一个测试电子模块302以及其中一个专用电子模块304的正界面图。

图5图示出可以安装ATE系统300的测试器电子模块302和专用电子模块304中的其中一些的示例性测试器基座500(在图5中仅示出专用电子模块304)。同样作为示例，该基座500被配置用于晶片分类应用。然而，本领域普通技术人员将理解，电子模块302、304安装到基座500中的方式在最终测试和其他应用中的使用中可具有弹性。

基座500包括圆柱形轮毂502，该轮毂502耦合在基座基底504和探测卡接收平台506之间。夹持(clamping)系统508围绕轮毂502并且提供将探测卡夹持到探测卡接收平台506的手段。夹持系统508包括多个夹持棒510、512、514，这多个夹持棒510、512、514平行于轮毂502延生并穿过探测卡接收平台506。夹持棒510、512、514中的每一个可在轴向上移动，并且能够1)向着基座基底504移动以将探测卡夹持到探测卡接收平台506，以及2)移动远离基座基底504以从探测卡接收平台506释放探测卡。夹持棒510、512、514中的每一个还能够绕轴旋转，以将夹持棒510、512、514的T型端516、518、520与探测卡中的孔对齐(或者替代地，锁定)。探测卡接收平台506和夹持棒510、512、514是测试器至DUT接口基座的示例。

图5还示出示例性专用电子模块304，其就好像安装在基座500上。作为示例，并且根据图3和图4中所公开的组件的布置，专用电子模块304被安装到基座500，其右角面向探测卡接收平台506(因此，其右角面向最终位于探测卡接收平台506上的任何探测卡和晶片)。

但是，就专用电路和功能性而言，专用电子模块304可类似于测试器电子模块302那样构建。在此上下文中，诸如专用电子模块302的电子模块的核心可以是水模块(water block)522，该核心为安装在其相对表面的第一和第二板524提供冷却。在图5中只可见仅仅其中一个板524，其他板位于水模块522中与图5中可见的表面相对的表面上(即，位于水模块522的背侧)。每个板524包括输入/输出(I/O)连接器526，连接器526辅助与测试系统中的另外的电子器件的通信；一对I/O连接器528、530，该对I/O连接器528、530辅助与晶片上的一个或多个DUT的通信。I/O连接器528、530中的每个将板524耦合到相应的接口532，接口532可包括零插入力(ZIF)连接器34。

每个接口532(及其ZIF连接器534)电耦合到一组电缆，该组电缆经由额外的连接器耦合到I/O连接器528、530中相应的一个(这些电缆和该额外的连接器在图5中没有示出)。ZIF连接器534(其中的四个ZIF连接器在图5中示出)的主体被安装到邻近探测卡接收平台506的水模块522。当探测卡被定位于探测卡接收平台506上时，ZIF连接器将专用电子模块304电耦合到探测卡。

ZIF连接器534向专用电子模块304提供一对电子器件接口，该对电子器件接口被配置为当探测器卡被安装于探测卡接收平台506时电连接到探测卡(或者诸如搭载基板之类的其他测试器到DUT接口)。电子器件接口之一使能专用电子模块304被配置用于与测试器电子模块302通信，并且其他电子器件接口使能专用电子模块304被配置用于与至少一个DUT通信。通过将专用电子模块304和测试器电子模块302二者的ZIF连接器534耦合到探测卡(如前面参考图1所述，该探测卡完成ATE和DUT信号路径)，电子器件接口分别被耦合到测试器电子模块302和至少一个DUT。在一些情况中，用于与测试器电子模块304和至少一个DUT进行通信的电子器件接口可以分别由不同的ZIF连接器534提供。在其他情况中，不同电子器件接口的触点可以被结合到一个或多个ZIF连接器534上。

如图5中进一步所示，专用电子模块304的水模块522被耦合到进水和出水管道536和538，其中进水和出水管道536和538将水模块522耦合到基座500上的相应的“冷进”和“热出”水歧管的管道配件540和542。管道配件540和542不仅用于将专用电子模块连接到测试器的冷却系统，而且用作电子模块托架。探测卡接收平台506也可以用作电子模块托架，其中专用电子模块304和其他电子模块简单地背靠连接于探测卡接收平台506，或者勾连、用夹子夹接、或者螺丝连接探测卡接收平台506。

在测试器电子模块302(图5中未示出)的情况中，诸如I/O连接器526之类的I/O连接器可以(例如)将测试器电子模块302电连接到提供功率、控制和数据信号的测试器308的电子器件。但是，在专用电子模块304的情况中，模块304的I/O连接器526可以仅将模块304连接到由测试器308提供的一些(或者一些类型的)信号(或者不将模块304连接到任何信号)。实际上，在一些情况中，专用电子模块304甚至没有配置有I/O连接器526，因为与测试器308的电通信可以仅通过一个或多个测试器电子模块304和探测卡实现。

图6示出了在两个专用电子模块304和十四个测试器电子模块302已经被安装到基座500之后的图5中所示的基座500。一般，ATE系统将被提供以比专用电子模块304更多数目的测试器电子模块304。然而，每种类型的模块的数目在不同的检测系统中可以改变，并且更大数目的一种或其他类型的模块可以被提供在特定的检测系统中(或者相同数目的每种模块可以被提供)。例如，所有电子模块302和304具有类似的结构配置，并且被以相同的方式安装到基座500。

注意，每个电子模块302和304的ZIF连接器和DUT接口532被定位于相邻的电子模块302和304的DUT接口532(和ZIF连接器)附近，从而在探测卡接收平台506周围形成DUT接口532(和ZIF连接器)的环。图7提供了图6中所示的DUT接口532的环(包括DUT接口334的ZIF连接器336)和探测卡接收平台506的放大图。

图8示出了示例性的探测卡310，尤其示出了与图6和图7中所示的DUT接口532(及它们的ZIF连接器534)配对的探测卡310的表面。附接到探测卡310的表面800的是加固环(stiffening ring)。形成在加固环802中的是接收图5中所示的夹持杆510、512和514的T形端516、518和520的孔洞804、806和808。在探测卡310的表面800上图案化的是电触点阵列810，其中由ZIF连接器534提供的电触点的类似方向的阵列被电耦合到电触点阵列810。注意，在图8中，每个电触点阵列810被示出为代表阵列810的很多电触点的单个矩形。实际上，每个矩形可以包括数百个单独的电触点。例如，在一些实施例中，每个电触点阵列810可以包括具有约1mm*1mm的跨距的418个触点(尽管可以提供更多或更少的跨距大于或小于1mm*1mm的触点)。当探测卡410被耦合到测试器和专用电子模块302、304二者的ZIF连接器534时，探测卡310耦合特定测试器和专用电子模块302、304的电子接口。探测卡310还将特定测试器或者专用电子模块302、304的电子器件接口耦合到一个或多个DUT。

位于每个电触点阵列410的相对端的是第一和第二锁存脚812和814，其中在一个实施例中每个锁存脚可以基本为蘑菇状。每个ZIF连接器534可以包括接合相应的一对锁存脚812和814的ZIF连接器到DUT夹持机构。当该夹持机构被置于夹持模式中时，夹持机构1)通过将锁存脚812和814从探测卡310的表面800移开向探测卡310施加第一组正交增力，并且2)通过相对于探测卡310按压DUT接口532(包括其ZIF连接器534)来向探测卡310施加第二正交增力。示例性ZIF到DUT夹持机构的进一步细节在申请日为2009年11月25日、名为“Test Electronics toDevice Under Test Interface，and Methods and Apparatus Using Same”的美国专利申请No.12/626,506中公开(该申请通过引用被全部结合与此)。

当被完全夹持时，由DUT接口532施加到探测卡310的正交增力等于(或者至少基本等于)由将锁存脚812、814从探测卡310的表面602移开的其ZIF连接器到DUT夹持机构施加到探测卡310的该组正交增力。所以，每个ZIF连接器534到探测卡310的夹持向探测卡310施加了纯零增力(或者接近纯零增力)。结果，探测卡310的表面800的偏斜被最小化。ZIF连接器到DUT夹持机构的另一个优点在于，其不需要任何DUT连接器被安装在探测卡310上。

图9示出了已经被定位于探测卡接收平台506上之后的探测卡310。一般，晶片被定位于由直径“X”表示的探测卡310的区域中。图9还示出了基座500是如何被耦合到测试器的检测头900的。

图10示出了图5中所示的专用电子模块304的放大图并且示出了将ZIF连接器534耦合到I/O连接器528、530(在图10中这些连接器528、530由连接器1004和1006覆盖)的另外的连接器1004、1006和电缆1000、1002中的示例性的连接器和电缆。

Claims (18)

1.一种自动化测试仪器(ATE)系统，包括：

测试器，该测试器具有：

i)多个电子模块装配装置；

ii)装配到所述电子模块装配装置之一的测试器电子模块；和

iii)装配到所述电子模块装配装置之一的专用电子模块；

可拆卸的测试器至待测设备(DUT)接口，该测试器至DUT接口可拆卸地电可连接到所述测试器，所述测试器至DUT接口具有DUT接口，其中，所述DUT接口可拆卸地电可连接到DUT；

介于所述测试器电子模块和所述专用电子模块之间的ATE信号路径，所述ATE信号路径部分地由所述可拆卸的测试器至DUT接口限定；以及

介于所述专用电子模块与所述DUT接口之间的DUT信号路径，所述DUT信号路径部分地由所述可拆卸的测试器至DUT接口限定；

其中，将所述可拆卸的测试器至DUT接口从所述测试器拆卸使得所述ATE信号路径和所述DUT信号路径两者都断开。

2.如权利要求1所述的ATE系统，其中所述可拆卸的测试器至DUT接口是探测卡。

3.如权利要求1所述的ATE系统，其中所述可拆卸的测试器至DUT接口是负载板。

4.如权利要求1所述的ATE系统，其中所述测试器还包括冷却系统，与所述测试器电子模块和所述专用电子模块两者进行冷却通信。

5.如权利要求4所述的ATE系统，其中所述冷却系统是液体冷却系统，并且其中所述专用电子模块包括可拆卸地耦接到所述液体冷却系统的液体管道。

6.如权利要求1所述的ATE系统，其中所述测试器还包括电力分配系统，与所述测试器电子模块和所述专用电子模块两者进行电力通信。

7.如权利要求6所述的ATE系统，其中所述电力分配系统包括电力分配电路，并且其中所述电力分配电路独立于所述可拆卸的测试器至DUT接口来耦接到所述专用电子模块。

8.如权利要求1所述的ATE系统，还包括电连接到所述DUT接口的DUT。

9.如权利要求1所述的ATE系统，其中所述DUT接口可拆卸地电可连接到多个DUT，并且其中所述多个DUT包括在半导体晶片上的半导体管芯。

10.如权利要求1所述的ATE系统，其中所述DUT接口可拆卸地电可连接到多个DUT，并且其中所述多个DUT包括多个单独电子设备。

11.如权利要求1所述的ATE系统，还包括至少一个附加测试器电子模块，其中所述至少一个附加测试器电子模块的每一个被装配到所述电子模块装配装置中的相应一个电子模块装配装置。

12.如权利要求11所述的ATE系统，还包括至少一个附加专用电子模块，其中所述至少一个附加专用电子模块的每一个被装配到所述电子模块装配装置中的相应一个电子模块装配装置，并且其中所述ATE系统包括比所述专用电子模块数量大的测试器电子模块。

13.如权利要求1所述的ATE系统，其中所述测试器电子模块所装配到的电子模块装配装置与所述专用电子模块所装配到的电子模块装配装置相同。

14.一种自动化测试仪器(ATE)系统，包括：

测试器，该测试器具有：

i)测试器电子模块；

ii)专用电子模块；和

iii)测试器至待测设备(DUT)接口装配装置；

其中所述测试器电子模块具有第一电子接口，该第一电子接口被配置为在测试器至DUT接口被耦接到所述测试器至DUT接口装配装置时电连接到所述测试器至DUT接口；

其中所述专用电子模块具有第二电子接口和第三电子接口，该第二和第三电子接口被配置为在所述测试器至DUT接口耦接到所述测试器至DUT接口装配装置时电连接到所述测试器至DUT接口，所述专用电子模块被配置为经由所述第二电子接口与所述测试器电子模块通信，并且所述专用电子模块被配置为经由所述第三电子接口与至少一个DUT通信。

15.一种测试待测设备(DUT)的方法，包括：

提供具有测试器电子模块和专用电子模块的测试器；

将测试器至DUT接口电连接到所述测试器电子模块和所述专用电子模块两者；所述连接实现了所述测试器电子模块与所述专用电子模块之间的信号路径；

将所述测试器编程为沿着从所述测试器电子模块通过所述测试器至DUT接口到所述专用电子模块的信号路径来发送第一信号；

所述第一信号使得所述专用电子模块从所述专用电子模块通过所述测试器至DUT接口向所述DUT发送第二信号。

16.如权利要求15所述的方法，其中所述测试器包括多个电子模块装配装置，并且提供所述测试器包括将所述测试器电子模块和所述专用电子模块装配到所述电子模块装配装置中的相应电子模块装配装置。

17.如权利要求15所述的方法，还包括将所述测试器编程为从所述测试器电子模块通过所述测试器至DUT接口而不通过所述专用电子模块向所述DUT发送第三信号。

18.如权利要求15所述的方法，还包括：

将所述测试器编程为从所述测试器电子模块通过所述测试器至DUT接口向所述专用电子模块发送第三信号；

所述第三信号使得所述专用电子模块从所述专用电子模块通过所述测试器至DUT接口向所述测试器电子模块发送第四信号。

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