CN104570990A - 智能操作装置资源分配系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能操作装置资源分配系统和方法。所述系统包括：多个测试器，测试器侧接驳板、以及测试器通信端口，每一个测试器包括处理器和存储器，被配置来存储以及执行用于同时测试所述多个半导体元件中的一个的控制信号。操作装置具有多个测试站、操作装置侧接驳板、以及操作装置通信端口，每一个测试站被配置来接收所述多个半导体元件中的一个。控制器位于所述多个测试器以及所述操作装置外部，并且通过所述测试器以及操作装置通信端口与所述多个测试器和所述操作装置中的每一个通信。每一个所述多个测试器的和所述操作装置之间的通信通过所述控制器进行。

Description

智能操作装置资源分配系统

技术领域

本发明针对用于同时测试多个半导体元件（诸如，集成电路）的系统和方法。

背景技术

自动测试设备(ATE)通常用于测试制造的半导体元件，诸如，集成电路等。该测试系统通常包括与操作装置耦接的测试器。操作装置是一种放置工具，其将测试器件（DUT）（诸如，集成电路）放置在操作装置内的测试站。测试器发送指令到操作装置，诸如，分仓拣选信息、开始/停止信号等，以用于进行DUT的测试。测试器也耦接到DUT以检测并存储测试的结果，以报告给操作人员。

工业系统将一个测试器连接到一个操作装置。通常操作装置可以利用操作装置内的八到三十二个测试站同时测试集成电路。然而，测试器更常常限于一个到八个测试通道。对于高引脚数器件，测试器的容量常常进一步降低到两个或四个通道，或者，甚至可能限制到单个通道。测试器的这样的限制导致浪费了操作装置容量的至少50-75%。

操作装置是昂贵的，每一个成本为数十万美元，并且当前在上述的条件下增加吞吐量要求增加操作装置的数目。因此，期望提供更有效以及更成本有效的增加自动电路测试的方式同时以最少的修改利用现有的测试技术。

发明内容

根据本公开的一个实施例，提供了一种用于同时测试多个半导体元件的系统，所述系统包括：多个测试器，每一个包括处理器和存储器、测试器侧接驳板、以及测试器通信端口，所述处理器和存储器被配置来存储以及执行用于完成测试所述多个半导体元件中的一个半导体元件的控制信号；操作装置，其具有多个测试站、操作装置侧接驳板、以及操作装置通信端口，每一个测试站被配置来接收所述多个半导体元件中的一个；以及控制器，其位于所述多个测试器以及所述操作装置外部，并且通过所述测试器以及操作装置通信端口与所述操作装置和所述多个测试器中的每一个通信，其中所述操作装置和所述多个测试器中的每一个之间的通信通过所述控制器进行，并且所述多个测试器中的每一个经由所述测试器侧接驳板，通过操作装置侧接驳板，连接到所述多个半导体元件中的相应一个。

根据本公开的另一个实施例，提供了一种用于同时测试多个半导体元件的方法，所述方法包括：将多个测试器以及操作装置连接到外部控制器，每一个所述测试器包括处理器和存储器，被配置来存储和执行用于完成所述多个半导体元件中的一个的测试的控制信号，所述操作装置具有多个测试站，每一个测试站被配置来接收所述多个半导体元件中的一个；输入所述多个半导体元件到所述操作装置，所述半导体元件中的每一个被分配到单个测试器；经由所述控制器从所述多个测试器发送控制信号到所述操作装置，以进行相应的半导体元件的测试；以及在相应分配的测试器完成测试之后，从所述操作装置输出每一个所述多个半导体元件。

附图说明

通过示例的方式示出本发明，并且本发明不受附图中示出的其实施例的限制，在附图中，相同的附图标记表示类似的元件。图中的元件出于简化和清楚的目的而示出，并且并不必然按比例绘制。显然，某些垂直尺寸已经被相对于某些水平尺寸放大。

在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的用于同时测试多个集成电路的系统的示意性框图；以及

图2是用于操作图1的系统的用户界面的实施例的屏幕截图。

具体实施方式

参考附图，其中在若干附图中使用相同的附图标记来指定相同的元件，图1中示出用于同时测试多个半导体元件（诸如，集成电路）（未示出）的系统10。优选地，所述测试包括通过以不同信号电平连接或者探测集成电路的触点执行的若干电测试，并且可以包括在不同类型的环境（包括，低/高温度、低/高压力、或低/高湿度等）下的测试。在系统10内也可以执行其它测试，诸如，机械测试等。“同时地”，其仅仅意指集成电路的测试与一个或多个其它集成电路的测试交迭。不需要全部集成电路的测试都同时开始和结束，但是如果期望的话，也可以如此。

系统10包括操作装置12，其具有多个位于其中的测试站14，每一个测试站被配置来接收多个集成电路中的一个。测试站14可以包括单独的被环境控制的腔室，以用于变化的温度、压力、或湿度等，但是这不是必须的。代替地，测试站14可以全部经受相同的环境条件，并且各测试站14不需要形成为分立的单独腔室。测试站14仅需要包括用于容纳集成电路的区域以及进行期望的测试所须的任何插槽或探针等。

操作装置12还优选包括机器人设备（未示出），诸如，拾取及放置机器、传送装置、或机器臂等，以用于移动集成电路到不同测试站14和从测试站移出集成电路。然而，也构思用户可以手动放置集成电路到操作装置12的相应的测试站14中。在一优选实施例中，用户输入集成电路到操作装置12，其自动地分配集成电路到测试站14以用于测试，以及在完成时，根据测试结果，将集成电路自动地从操作装置12输出（即，集成电路被分仓以用于封装或丢弃）。

优选地，操作装置12可以是可商业获得的高并行性类型，诸如，可以从Delta Design获得的CASTLE（多至x9并行性）或MATRIX（矩阵）（多至x32并行性）。

系统10还包括多个测试器16，其每一个至少包括CPU或处理器18以及存储器20，被配置来存储以及与处理器18一起执行用于完成集成电路中的一个集成电路的测试的控制信号。这样的控制信号可以包括分仓（拣选）指令、测试参数、或开始/停止信号等。每一个测试器16可以还包括显示器以及输入装置（未示出），用于由用户操作测试器16。然而，如下面将更详细地描述的，系统10可以将测试器16的控制集中化，从而使得显示和输入装置可以不是对于每一个单独的测试器16都必须的。

优选地，测试器16基本上彼此类似的或一致，以易于使用以及使通信和报告简单化。然而，根据本发明也可以使用不同的测试器16。

系统10还包括控制器22，其位于测试器16和操作装置12的外部。控制器22可以是例如，服务器或独立计算机等。控制器22经由例如，相应的测试器通信端口24和操作装置通信端口26，与操作装置12和所述多个测试器16中的每一个通信。测试器通信端口和操作装置通信端口24、26可以是有线的和/或无线的端口，但是优选测试器通信端口和操作装置通信端口24、26被配置用于线缆连接到控制器22，优选地，通过通用接口连接总线（GPIB）（即，IEEE-488规范）和适当的线缆28。然而，对于控制器22、测试器16和操作装置12之间的通信，可以指定如已知的其它线缆类型和/或协议。

因此，每一个测试器16和操作装置12之间的通信通过控制器22进行。也就是说，来自测试器16的用于执行集成电路的测试的控制信号通过控制器22集中（funnel）以用于分配到操作装置12。如果必要，将控制器22配置为将来自测试器16的控制信号格式化或以另外的方式转换为适当格式以用于发送到操作装置12。以这样的方式，测试器16不必利用与操作装置12相同的语言和/或协议发布控制信号。控制器22还可以转发附加的信息，连同控制信号，到操作装置12，诸如，发布的测试器16的标识、可对其应用控制信号的集成电路的标识、以及进行适当的测试程序所需的信息等。

类似地，可以通过操作装置12提供反馈信号到控制器22，控制器22路由反馈信号，并优选地，格式化或以另外的方式转换反馈信号以用于发送到适当的测试器16。反馈信号可以包括，例如，测试站14信息、开始/停止指示、环境条件等。

优选地，控制器22包括，或耦接到，显示器（未示出）和用户输入（未示出），其可以是与集成有显示器或键盘等的触摸屏等。这允许用户从单个位置，而不是在每一个单独的测试器16处，监视和控制集成电路的测试。例如，对于这目的，可以采用诸如图2中示出的用户界面。在图2中示出的屏幕截图100中，用户可以从控制器22设置操作装置12的类型和标识，测试器16的数量、类型和标识，用户的标识，集成电路的批次的标识和大小，每一个测试器16的连接方法，以及用于测试的其它细节等。用户还可以监视状态，控制测试的开始和停止，以及监视影响测试的拥塞或其它警报情形。

回到图1，每一个测试器16优选分配给在相应的测试站14中的一个集成电路，并且优选连接到相应的集成电路以用于在测试期间进行评估。出于此目的，每一个测试器16包括测试器侧接驳板30，其经由线缆32与操作装置12处的操作装置侧接驳板连接。接驳线缆32优选单独用于将集成电路耦接到相应的测试器16的目的，并且优选在测试器16和操作装置12之间不发生经由接驳线缆32的通信，因为所有这样的通信应当通过控制器22进行。

接驳线缆32优选是常规的软接驳线缆，但是也可以使用专用线缆。操作装置侧接驳板34优选接受来自多个测试器16的多个线缆连接，但是也可以使用路由器（未示出）从而使得操作装置侧接驳板34仅具有一个连接。可以使用Kelvin连接以允许测试器16在集成电路处的准确测量。另外地，或替代地，可以在测试程序中增加偏移，以补偿线缆损耗等。优选地，从每一个测试器16到操作装置12的线缆32的长度应当相等以简化偏移计算。

还可以提供测试头40，以与操作装置12接口连接以支撑集成电路。例如，测试头40可以包括对于集成电路测试所必要的插槽或其它连接，并且操作装置侧接驳板34可以连接到测试头40或者形成为测试头40的一部分。在期望时，测试头40可以与操作装置12集成，或者，可以从操作装置12拆卸。

利用在此描述并要求权利保护的系统10，可以实现显著的成本节约，可能在百万美元量级上。例如，代替购买大量的操作装置12（其每一个连接到一个测试器16），可以购买单个操作装置12，其可以应对所有的测试器16。由于操作装置12可能价值数十万美元，包括必要的用于测试的工具包，将四个操作装置12减少到一个潜在地可以节省至少一百万美元。这是尤其显著的，因为在操作装置12或测试器16处不需要作改变或者需要很少的改变，并且用户可以从单个位置（即，控制器22处）操作所有的测试器16。

在前述的说明中，已经参考本发明实施例的具体示例说明了本发明。然而，将明白，对其可以进行多种修改和改变而不偏离如所附权利要求提出的本发明的宽泛的精神和范围。

本领域技术人员将认识到，上述的操作之间的分界仅仅是示例性的。多个操作可以组合到单个操作中，单个操作可以分配在若干附加的操作中，并且操作至少部分时间交迭地执行。另外，替代的实施例可以包括特定的操作的多个实例，并且在多种其它实施例中操作的顺序可以改变。

此外，说明书和权利要求中的术语“前”“后”“顶”“底”“上”“下”等（如果有的话）用于描述性的目的，并不必然用于描述永久性的相对位置。应理解，如此使用的术语是在适当情况下可互换的，从而使得在此描述的本发明的实施例例如能够以与在此所示的或以另外的方式描述的不同的取向操作。

在权利要求中，词‘包括’或‘具有′并不排除权利要求中所列出的元件或步骤之外的其它元件或步骤的存在。另外，如在此所使用的术语“一”（“a”或“an”）被定义为一个或一个以上。此外，权利要求中引入性的短语诸如″至少一个”和″一个或更多个″的使用不应当被认为暗示了通过不定冠词″a″或″an″（一）而对另一权利要求要素的引入将含这样引入的权利要求要素的任何特定权利要求限制到仅包含一个这样的要素的发明，即使在同一权利要求包括引入性的短语″一个或更多个″或″至少一个”以及“一”（不定冠词诸如″a″或″an″）时也是如此。对于定冠词的使用也是如此。除非以另外的方式说明，诸如“第一”和“第二”的术语被用来任意地区分这样的术语描述的要素。因此，这些术语并不必然意图表示这些要素的时间上的或其它优先级。在彼此不同的权利要求中引述了某些措施的事实并不表示这样的措施的组合不可以用来突出优点。

Claims (12)

1.一种用于同时测试多个半导体元件的系统，所述系统包括：

多个测试器，每一个包括处理器和存储器、测试器侧接驳板、以及测试器通信端口，所述处理器和存储器被配置来存储以及执行用于完成测试所述多个半导体元件中的一个半导体元件的控制信号；

操作装置，其具有多个测试站、操作装置侧接驳板、以及操作装置通信端口，每一个测试站被配置来接收所述多个半导体元件中的一个；以及

控制器，其位于所述多个测试器以及所述操作装置外部，并且通过所述测试器以及操作装置通信端口与所述操作装置和所述多个测试器中的每一个通信，

其中所述操作装置和所述多个测试器中的每一个之间的通信通过所述控制器进行，并且所述多个测试器中的每一个经由所述测试器侧接驳板，通过操作装置侧接驳板，连接到所述多个半导体元件中的相应一个。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述测试器通信端口和所述操作装置通信端口利用通用接口总线GPIB线缆连接到所述控制器。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置来将从所述多个测试器中的每一个接收的控制信号格式化以用于发送到所述操作装置。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置来将从所述操作装置接收的反馈信号格式化以用于发送到所述多个测试器中的一个或多个。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器包括用户界面，其被配置来允许用户控制所述多个测试器和所述操作装置的操作。

6.如权利要求1所述的系统，还包括测试头，其与所述操作装置接口连接来支撑所述多个半导体元件。

7.一种用于同时测试多个半导体元件的方法，所述方法包括：

将多个测试器以及操作装置连接到外部控制器，每一个所述测试器包括处理器和存储器，被配置来存储和执行用于完成所述多个半导体元件中的一个的测试的控制信号，所述操作装置具有多个测试站，每一个测试站被配置来接收所述多个半导体元件中的一个；

输入所述多个半导体元件到所述操作装置，所述半导体元件中的每一个被分配到单个测试器；

经由所述控制器从所述多个测试器发送控制信号到所述操作装置，以进行相应的半导体元件的测试；以及

在相应分配的测试器完成测试之后，从所述操作装置输出每一个所述多个半导体元件。

8.如权利要求7所述的方法，其中利用通用接口总线GPIB线缆执行所述测试器和所述操作装置到所述控制器的连接。

9.如权利要求7所述的方法，还包括：通过所述控制器，将从所述多个测试器中的每一个接收的控制信号格式化以用于发送到所述操作装置。

10.如权利要求7所述的方法，还包括：通过所述控制器，将从所述操作装置接收的反馈信号格式化以用于发送到所述多个测试器中的一个或多个。

11.如权利要求7所述的方法，还包括：通过与所述控制器通信的用户界面操作所述多个测试器以及所述操作装置。

12.如权利要求1所述的方法，还包括：将测试头与所述操作装置接口连接来支撑所述多个半导体元件。