CN104422801A - 负载板、自动测试设备和ic测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种负载板、自动测试设备和IC测试方法。所述负载板，应用于自动测试设备，包括：接口电路，用于连接自动测试设备和被测器件，以将所述自动测试设备提供的资源信号转换为被测器件所需的测试信号；基准电压源，用于连接自动测试设备，提供输出电压用于校验所述自动测试设备的测量单元。本发明提供的所述负载板仅在传统的负载板的基础上增加了一个基准电压源，就可以实现在每次测量之前，通过利用自动测试设备测量单元对基准电压源的输出进行检测，从而确认自动测试仪器的测量单元的测试精度是否满足测试要求，有效避免由自动测试设备的精度漂移引起的后续测试的误差。

Description

负载板、自动测试设备和IC测试方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种负载板、自动测试设备和IC测试方法。

背景技术

自动测试设备（ATE，Automated Test Equipment）是一种由测试仪和计算机组合而成的测试仪器。所述测试仪中包括各种测试硬件，计算机运行测试程序的指令控制测试仪中的测试硬件，以对DIE（管芯）或IC（集成电路）进行自动测试。针对不同的集成电路，如存储器、数字电路、模拟电路和混合信号电路等，ATE都可以分别进行多种测试。

在测试中，要求ATE具备速度、可靠性和稳定性，即需要ATE可以快速且可靠地重复一致的测试结果。为保持测试的正确性和一致性，ATE需要进行定期校验，以保证信号源和测量单元的精度。

而现有的针对ATE校准技术有两种：

一是利用专用校准盒，运行特定的校准程序，检查设备是否满足精度要求。专用校准盒需要定期送至ATE提供厂商进行校准，这种校准方式麻烦且费时。依据设备的稳定性、测试对设备精度的要求不同，这种校准一般是半个月或者一个月做一次，有些设备甚至会半年或者一年做一次校准。

二是利用样品校准（称为golden sample）。用于校准的样品的数据是已知的，通过利用ATE检测样品的数据，对比样品数据和测试数据来判断设备是否正常。如出现测试数据不在规定范围内，则对测试设备的硬件进行调整，直至满足要求。一般这种校准的周期不规则，有些是1天校验一次，有些可能1个星期做一次。

由于以上两种校准方式都不能在每次测量时一同进行，这是由于校准麻烦且费时，为了节省测试时间，都不可能进行实时校准。而这样就无法避免测试设备在校准周期内由于各种原因（包括外围测试环境，设备老化等因素）导致的精度超标的情况，因而存在较大的测试质量隐患。

在模拟集成电路测试过程中，一些高精度的DIE或者IC的测试要求很高，对测试设备的精度要求相当严格。不能实时确保ATE的测试精度，也不能确保对这些高精度的DIE或者IC的测试要求。

发明内容

基于此，有必要针对现有的校准方式不能实时确保ATE的测试精度，不能满足高精度要求的IC测试的要求的问题，提供一种解决办法。

针对上述问题，本发明的技术方案提供了一种应用于自动测试设备的负载板，包括：

接口电路，所述接口电路用于连接自动测试设备和被测器件，以将所述自动测试设备提供的资源信号转换为被测器件所需的测试信号；

基准电压源，用于连接自动测试设备，提供输出电压用于校验所述自动测试设备的测量单元。

可选的，所述基准电压源输出2.5V的基准电压，精度为0.5mV～2.0mV。

可选的，所述基准电压源输出5.0V的基准电压，精度为0.5mV～2.0mV。

可选的，所述基准电压源的精度比所述被测器件所需的测试信号的精度高一个量级。

可选的，所述基准电压源的精度比所述被测器件所需的测试信号的精度高0.5个量级。

另外，本发明的技术方案还提供一种自动测试设备，包括如上所述的负载板；

测量单元，用于测量所述测量基准电压源和所述被测器件；

选择开关单元，用于使所述测量单元测量所述基准电压源的输出或者测量所述接口电路上的所述被测器件。

相应的，本发明的技术方案还提供了一种IC测试方法，包括：采用如上所述的自动测试设备进行；包括：

所述选择开关单元连接所述测量单元和基准电压源，利用所述测量单元测量基准电压源的输出电压；

对测量得到的输出电压与基准电压源的理论输出电压进行比较；

若所述输出电压和理论输出电压的差值不符合测量精度要求，停止测试；

若所述输出电压和理论输出电压的差值符合测量精度要求，所述选择开关单元连接所述测量单元和接口电路，利用所述测量单元对所述被测器件进行测试。

可选的，所述停止测试之后，对所述自动测试设备进行校验。

可选的，所述测量精度要求根据所述自动测试设备的精度指标确定。

可选的，还包括不定期采用万用表测量所述基准电压源的所述输出电压，所述万用表定期送至国家计量机构校准。

本发明的技术方案中提供的负载板，仅在原有的负载板的基础上增加了一个基准电压源，就可以实现在每次测量之前，通过利用自动测试设备测量单元对基准电压源的输出进行检测，从而确认自动测试仪器的测量单元的测试精度是否满足测试要求，有效避免由自动测试设备的精度漂移引起的后续测试的误差。

本发明的技术方案中提供的IC测试方法中，利用上述负载板，仅仅需要在现有的测试步骤中，先利用测量单元测试基准电压源的输出电压，并与基准电压源的理论输出电压进行比较，就可以实时的判断自动测试仪器的测量单元的精度是否符合要求，能够有效的避免由测试设备精度漂移带来的误判，并且不影响实际测试结果。

附图说明

图1为本实施例提供的负载板。

图2为本实施例提供的自动测试设备的示意图。

图3为本实施例提供的IC测试的流程示意图。

图4为本实施例提供的传统的IC测试的流程示意图。

图5为以图4所示的传统IC测试过程为基础的本实施例中提供的IC测试的流程示意图。

具体实施方式

在半导体器件的生产过程中，需要进行很多测试，以对其电压、电流、时序和功能进行验证，从而确保半导体器件能基本满足器件的特征或者设计规则。这些测试包括：在半导体工艺结束后的硅片（wafer）上的Die进行的CP测试（Circuit Probing），在封装完成后对IC进行的FT测试（Final Test）等。这些测试，都需要ATE中的计算机运行测试程序的指令来控制测试仪中的测试硬件，对集成电路进行自动测试。

一般的，测试仪内的测试硬件包括：有多种精密的电压源或者电流源的器件供电单元、精密测量单元、时序信号单元、存储单元等等。其中，器件供电单元用于提供精确的电流或者电压等资源信号给被测器件（被测的Die或者IC）。精密测量单元用于对被测器件的电学参数进行精确的测量。

自动测试设备可通过负载板（Load board）来实现被测器件和测试仪之间的物理电气连接，使得电信号在自动测试设备和被测器件之间传输。其中，负载板是具有接口电路的电路板，所述接口电路连接自动测试设备的测量单元的探针和被测器件。

如在进行CP测试时，可利用负载板和测试卡（ProbeCard）连接，测试卡和Die连接，以实现ATE和Die之间的连接，使得电信号在ATE和Die之间传输。

如在进行FT测试时，需要用负载板与插座（Socket）连接，插座中被封装好的IC的管脚插入，以实现ATE和IC之间的连接，使得电信号在ATE和IC之间传输。

一般的，测试程序的目的是控制测试仪中的测试硬件以一定的方式保证被测器件达到或超过被具体定义在器件规格书里的设计指标。测试程序通常分为几个部分，如DC测试、功能测试、AC测试等，且所述测试程序还可以根据不同的测试结果将被测器件进行分类。其中，DC测试验证电压及电流参数；功能测试验证被测器件内部一系列逻辑功能操作的正确性；AC测试验证被测器件能否在特定的时间内完成逻辑操作。

本实施例中，提供了一种新的负载板，所述负载板上除了原本的接口电路以外，还具有一基准电压源。另外，还提供了一种包括所述负载板的自动测试设备。相应的，还提供了利用所提供的自动测试设备进行的新的IC测试方法，包括：在进行传统的测试之前，利用所述测量单元测试基准电压源的输出电压，比较测试得到的输出电压与基准电压源的理论输出电压，判断两者的偏差是否符合测试的精度要求。如符合，则进行传统方法中需要进行的测试；否则，对所述自动测试设备进行校验。

为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细介绍。

图1所示，为一实施例提供的负载板100。所述负载板100包括接口电路110和基准电压源120。

本实施例中，所述接口电路110为传统的负载板上原有的结构，适用于连接自动测试设备和被测器件，以将自动测试设备中的供电单元提供的资源信号转化为针对具体的被测器件所需的测试信号。

所述基准电压源120在理想状态下为不受电源和温度的影响，在电路中能提供稳定不变的电压输出值。

所述基准电压源的精度比所述被测器件所需的测试信号的精度高一个数量级或所述基准电压源的精度比所述被测器件所需的测试信号的精度高半个数量级（所述数量级的含义为数量级指一系列10的幂）。

在本实施例中，所述基准电压源120为Intersil公司的ISL2100。所述ISL2100具有高精度、低噪声等优点。所述ISL2100在输出2.5V的基准电压时，精度最小可达为0.5mV～2.0mV；在输出5.0V的基准电压时，精度可为0.5mV～2.0mV。

如图2所示，为一实施例提供的自动测试设备的示意图。所述自动测试设备包括如图1所示的负载板100、测量单元200、选择开关单元300和器件供电单元400。其中，所述测量单元200和选择开关单元300的一端连接，所述选择开关单元300可被测试程序控制，在不同的情况下实现对负载板100上的接口电路110上的被测器件的输出管脚或者与基准电压源120的输出管脚相连。

所述测量单元200用于精确的直流参数测量，它能提供电流进入被测器件测量被测器件的电压或者给被测器件加上电压测量被测器件中流过的电流。

所述选择开关单元300用于在不同的情况下实现不同的电学连接。在本实施例中，所述选择开关单元300适用于将测量单元200与所述负载板100上的基准电压源120的输出管脚相连或者将测量单元200与所述接口电路110上的被测器件的输出管脚相连。在本实施例中，所述选择开关单元300可由继电器实现，通过由测试程序控制来使得所述测量单元200对基准电压源120进行测试或者所述测量单元200对接口电路110上的被测器件进行测试。

所述器件供电单元400可提供电压或者电流等资源信号。

本实施例中，所述基准电压源120由自动测试设备自带的器件供电单元400进行供电。在其它实施例中，所述基准电压源120的供电也可以由自动测试设备之外的供电设备提供。

如图3所示，为本实施例提供的IC测试的过程的示意图。所述IC测试采用图2所示的自动测试设备进行。本实施例中，采用具有上述负载板100的自动测试设备进行IC测试。本实施例中提供的IC测试为在进行传统的IC测试之前，利用所述基准电压源对所述自动测试设备中的供电单元提供的资源信号进行检测，看是否符合测试的精度要求。如符合，则进行传统的IC测试；否则，对所述自动测试设备进行校验。

结合图3所示，本实施例提供的IC测试的步骤包括：

S1：提供资源信号给所述基准电压源；

S2：测试基准电压源的输出电压；

S3：对测试得到的输出电压与基准电压源的理论输出电压进行比较；

若所述输出电压和理论输出电压的偏差不符合测量精度要求，停止测试，并对所述自动测试设备进行校验；

若所述输出电压和理论输出电压的偏差符合测量精度要求，执行后续的测试步骤S4：提供资源信号给所述负载板上的接口电路；

S5：对所述被测器件进行后续测试。

本实施例中，以图4所示的传统的IC测试为例，详细介绍本实施例中提供的IC测试。

为了清楚的区别，本实施例中将传统的IC测试定义为第一IC测试。如图4所示，所述第一IC测试由测试程序控制测试仪进行，测试流程包括：

首先，测试开始；

在这一步骤中，所述被测器件被放置在负载板上，实现与测试仪中的供电单元连接，且开始运行测试程序。

这一步骤需要确定被测器件的所有信号引脚都和测试仪相应的通道实现电性能连接，并且没有信号引脚与其它信号引脚、电源或者地发生短路。

接下来，执行直流参数测试；

若所述直流参数测试不合格（FAIL），将所述被测器件归类为FAILBIN2，所述测试情况被记录到自动测试设备的计算机部分中。

若所述直流参数测试通过（PASS），接下来，执行各功能测试；

功能测试是验证被测器件是否能正确实现所设计的逻辑功能，测试向量和测试时序组成功能测试的核心。

在所述功能测试中，被测器件在不同测试条件下进行测试不合格，分别被归类到FAILBIN3～8中。

在所述功能测试结束后，合格的被测器件被归类到PASSBIN1中。

在本实施例中，利用图2中所示的ATE进行的IC测试为第二IC测试，如图5所示，所述第二IC测试包括：

首先，测试开始；

在这一步骤中，所述被测器件被放置在负载板100上，与接口电路110连接。运行测试程序，测试程序使得所述选择开关单元300使得所述测量单元200与基准电压源120相连。

接下来，执行校验测试；

这一步骤中，测试程序运行，使得所述器件供电单元400提供资源信号给所述基准电压源120，然后利用测量单元200测试基准电压源120的输出电压，再将测试得到的输出电压与基准电压源120的理论输出电压进行比较。

若所述输出电压和理论输出电压的偏差不符合测量精度要求，则所述校验测试不合格，将所述被测器件归类为FAILBIN2，停止测试，然后对所述自动测试设备进行校验；

若所述输出电压和理论输出电压的偏差符合测量精度要求，则所述校验测试合格，然后，测试程序使得所述选择开关单元300连通所述测量单元200与对接口电路110上的所述被测器件，以继续执行类似第一IC测试中的直流参数测试、各功能项测试等测试。

在本实施例中，所述基准电压源不定期采用万用表测量其输出电压，并且所述万用表定期送至国家计量机构校准。这样确保基准电压源的输出保持准确。

本实施例中提供的负载板100，仅在传统的负载板的基础上增加了一个基准电压源，就可以实现在每次测量之前，通过利用自动测试设备测量单元对基准电压源的输出进行检测，从而确认自动测试仪器的测量单元的测试精度是否满足测试要求，有效避免由自动测试设备的精度漂移引起的后续测试的误差。

本实施例提供的IC测试方法（第二IC测试）中，在每次测量前，先利用测量单元测试基准电压源的输出电压，并与基准电压的判断自动测试仪器的测量单元是否符合精度标准内，如果符合标准，就进行传统的IC测试的步骤；否则停止测试。

在IC测试中，测试时间的长短直接影响测试成本的高低，测量单元的精度直接影响测试的准确度。

本实施例提供的IC测试方法中的校验测试所占用的测量时间不多，同时还能够尽可能早的就是发现并剔除测试中不良因素。

本实施例提供的IC测试方法在不影响实际测试结果的前提下，能够有效的避免由测试设备精度漂移带来的误判，保证产品的测试品质，利于工程师对测试结果分析，提高测试效率，具有很大的实用价值。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种负载板，应用于自动测试设备，其特征在于，包括：

接口电路，用于连接自动测试设备和被测器件，以将所述自动测试设备提供的资源信号转换为被测器件所需的测试信号；

基准电压源，用于连接自动测试设备，提供输出电压用于校验所述自动测试设备的测量单元。

2.根据权利要求1所述的负载板，其特征在于，所述基准电压源输出2.5V的基准电压，精度为0.5mV～2.0mV。

3.根据权利要求1所述的负载板，其特征在于，所述基准电压源输出5.0V的基准电压，精度为0.5mV～2.0mV。

4.根据权利要求1所述的负载板，其特征在于，所述基准电压源的精度比所述被测器件所需的测试信号的精度高一个数量级。

5.根据权利要求1所述的负载板，其特征在于，所述基准电压源的精度比所述被测器件所需的测试信号的精度高0.5个数量级。

6.一种自动测试设备，其特征在于，包括：如权利要求1至5中任一项所述的负载板；

测量单元，用于测量所述基准电压源和所述被测器件；

选择开关单元，用于使所述测量单元测量所述基准电压源或者测量所述接口电路上的所述被测器件。

7.一种IC测试方法，其特征在于，采用如权利要求5所述的自动测试设备进行，包括：

所述选择开关单元连接所述测量单元和基准电压源，利用所述测量单元测量基准电压源的输出电压；

对测量得到的输出电压与基准电压源的理论输出电压进行比较；

若所述输出电压和理论输出电压的差值不符合测量精度要求，停止测试；

若所述输出电压和理论输出电压的差值符合测量精度要求，所述选择开关单元连接所述测量单元和接口电路，利用所述测量单元对所述被测器件进行测试。

8.根据权利要求7所述的IC测试方法，其特征在于，所述停止测试之后，对所述自动测试设备进行校验。

9.根据权利要求7所述的IC测试方法，其特征在于，所述测量精度要求根据所述自动测试设备的精度指标确定。

10.根据权利要求7所述的IC测试方法，其特征在于，还包括不定期采用万用表测量所述基准电压源的所述输出电压，所述万用表定期送至国家计量机构校准。