CN104880609A - 利用ate测量线路上寄生电容的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用ATE测量线路上寄生电容的方法，利用所述ATE测试设备本身的测量组件测量出所述测试通路上的稳定充电电压和放电电压，即所述第一电压和所述第二电压，以及所述测试通路上的电压从所述第一电压变化到所述第二电压所需要的时间，即(所述矢量周期*所述矢量行数)，从而可以快速准确的通过充放电时间对所述测试通路上的寄生电容进行测量。当变更所述ATE的测试通道及负载板时，仅通过修改所述矢量发生数据即可快速、方便的实现不同测试通路上寄生电容的测量。

Description

利用ATE测量线路上寄生电容的方法

技术领域

本发明涉及集成电路测试领域，尤其是一种利用ATE测量线路上寄生电容的方法。

背景技术

集成电路器件在销售前需要进行ATE量产测试。一般情况下，待测器件测试规范要求待测器件的输出端口在一定负载电容下，在此过程中需要用负载板将待所述测器件连接到ATE(Automatic Test Equipment，集成电路测试时使用的自动测试设备)的标准接口。一般的，所述负载板是一块印刷电路板，在所述印刷电路板上可放置测试所需外围电路，并将所述待测器件的引脚连接到ATE测试的资源如电源、数字通道的引脚。

但由于所述负载板上的每个通道上连接的走线、外围电路均会产生一定的寄生电容，所述寄生电容会对所述待测器件测试的结果造成影响，特别是时序参数的影响。因此，需要对测试通路和所述负载板上的电容进行测量，从而对所述待测器件的测试结果进行校正修正以满足测试规范的要求。

现有技术中，通常有两种方法实现对所述测试通路和所述负载板上的电容进行测量。方法一：以所述ATE测试机本身的规格参数作为参考。具体的，所述ATE测试机的出厂规格书上会表明所述ATE的测试组件模块容性负载的大小，可以以此作为所述测试通路的电容。但是，在这只是所述ATE测试机本身负载电容的大小，而在实际测试过程中，所述测试通路中还包括其他连接组件，例如，如果是对硅晶圆进行测试，所述ATE需要通过DIB(Device InterfaceBoard，测试接口板)、Pogo Tower(弹簧转接板)才能与一探针卡之间进行连接，而所述测试接口板、所述Tower本身以及各部件之间的连线均会增加所述测试通路上的负载电容。因此，以所述ATE测试机本身的规格参数作为所述测试通路上的电容，将导致所述测试通路上的电容测量不准确，进而影响所述待测器件的测量精度。

方法二：利用LCR等分离仪器对所述测试通路进行测量。具体的，如果所述待测器件对所述测试通路上的寄生电容有比较严格的要求时，需要采用LCR等分离仪对所述测试通路的电容进行测量。但是，所述ATE测试机的通道至少有几百个，多达两千多个，而且不同的负载板导致测试通路上的电容也不一样，需要重新测量。因此，这种测量方法麻烦且效率低下。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用ATE测量线路上寄生电容的方法，以解决ATE测试过程中测试通路中寄生电容无法快速准确测量的问题。

为了达到上述目的，本发明提供了一种利用ATE测量线路上寄生电容的方法，包括以下步骤：

选定需要量测的测试通路；

ATE定义一矢量发生数据和一矢量，并根据所述矢量发生数据和所述矢量向所述测试通路上施加一第一电压对所述测试通路进行充电；

所述ATE向所述测试通路上施加一第一恒定电流，以维持所述测试通路在测试过程中的电流为一恒定值；

当所述测试通路达到规定充电时间后，所述ATE停止向所述测试通路上施加所述第一电压，所述测试通路进行放电，所述ATE以一矢量周期周期性的测量所述测试通路的输出电压；

所述ATE将所述输出电压与一第二电压进行比较判断，当所述输出电压小于所述第二电压时，所述矢量的测试显示为失效，则计算从放电开始到输出电压小于所述第二电压的过程中所述矢量运行的矢量行数；

计算所述测试通路上的寄生电容：

寄生电容＝所述第一恒定电流*(所述矢量周期*所述矢量行数)/(所述第一电压-所述第二电压)。

优选的，在上述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法中，所述第一电压大于所述第二电压。

优选的，在上述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法中，所述矢量发生数据由所述ATE上的Pin Electronic组件生成。

优选的，在上述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法中，所述矢量发生数据与所述测试通路一一对应。

优选的，在上述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法中，所述ATE通过Pin Electronic组件向所述测试通路上施加所述第一电压。

优选的，在上述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法中，所述ATE通过PPMU组件向所述测试通路上施加所述第一恒定电流。

优选的，在上述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法中，所述ATE通过Pin Electronic组件测量所述测试通路的输出电压。

优选的，在上述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法中，所述ATE通过Pin Electronic组件将所述输出电压和所述第二电压进行比较判断。

优选的，在上述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法中，所述第一恒定电流和所述第一电压同时被施加到所述测试通路中。

在本发明提供的利用ATE测量线路上寄生电容的方法中，利用所述ATE测试设备本身的测量组件测量出所述测试通路上的稳定充电电压和放电电压，即所述第一电压和所述第二电压，以及所述测试通路上的电压从所述第一电压变化到所述第二电压所需要的时间，即(所述矢量周期*所述矢量行数)，从而可以快速准确的对所述测试通路上的寄生电容进行测量。当变更所述ATE的测试通道及负载板时，仅通过修改所述矢量发生数据即可快速、方便的实现不同测试通路上寄生电容的测量。

附图说明

图1为本发明实施例中利用ATE测量线路上寄生电容的方法的流程图；

U₁-第一电压；U₂-第二电压；n-矢量行数；T-矢量周期；I-第一恒定电流；C-寄生电容。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明提供了一种利用ATE测量线路上寄生电容的方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1：选定需要量测的测试通路。

S2：ATE定义一矢量发生数据和一矢量，并根据所述矢量发生数据和所述矢量向所述测试通路上施加一第一电压U₁对所述测试通路进行充电。

所述ATE测试机上有几百个，多达两千多个测试通道，再结合不同的负载可以形成几千个甚至上万个测试通路，根据实际测量的需要定义一个需要的测试通路，并且利用所述ATE测试机定义一矢量发生数据，所述矢量发生数据与所述测试通路一一对应，当修改所述矢量发生数据时，就可以根据修改的所述矢量发生数据测量不同的测试通路。

针对所选取的所述测试通路，所述ATE根据上述矢量发生数据向所述测试通路上施加一第一电压U₁对所述测试通路进行充电。

进一步的，所述矢量发生数据由所述ATE上的Pin Electronic组件生成，而且所述第一电压U₁也是通过所述ATE测试机上的Pin Electronic组件生成。

所述第一电压U₁的大小可以根据实际需要进行设定，一般可以设定为几伏特即可，例如设定为3伏特，5伏特等等。

S3：所述ATE向所述测试通路上施加一第一恒定电流I，以维持所述测试通路在测试过程中的电流为一恒定值。

在所述ATE测试机向所述测试通路上施加所述第一电压U₁的同时，所述ATE测试机同时向所述测试通路上施加一第一恒定电流I，所述第一恒定电流I使得所述测试通路在充电和放电的过程中的电流相等，从而使得所述测试通路的充电速度和放电速度相等，方便计量所述测试通路从充电到放电的整个过程所需要的时间，同时也减小充电和放电速度不同对所述测试通路的寄生电容C的影响，提高所述测试通路的寄生电容C的测量精度。

进一步的，所述第一恒定电流I是通过所述ATE测试机上的PPMU组件向所述测试通路上施加的。

S4：当所述测试通路达到规定充电时间后，所述ATE停止向所述测试通路上施加所述第一电压U₁，所述测试通路进行放电，所述ATE以一矢量周期T周期性的测量所述测试通路的输出电压。

当所述测试通路充电完成后，所述ATE测试机停止向所述测试通路施加所述第一电压U₁，此时，所述测试通路进行放电，进入放电过程，在所述测试通路进行放电的过程中，所述ATE测试机以一定的矢量周期T周期性的测量所述测试通路的输出电压。

具体的，所述ATE测试机通过所述Pin Electronic组件测量所述测试通路的输出电压。

所述矢量周期T大于等于所述ATE测试机的测试精度。所述矢量周期越小，所测量的所述测量通路上的寄生电容C就越精确，因此一般常取所述ATE测试机的测试精度作为所述矢量周期T的数值。

S5：所述ATE将所述输出电压与一第二电压U₂进行比较判断，当所述输出电压小于所述第二电压U₂时，所述矢量的测试显示为失效，则计算从放电开始到输出电压小于所述第二电压中矢量运行的矢量行数n。

设定一第二电压U₂，所述第二电压U₂小于所述第一电压U₁。所述ATE测试机每隔一个所述矢量周期T就测量所述测试通路的一个输出电压，所述ATE测试机将所述输出电压与所述第二电压U₂进行比较，在所述测量通路在进行放电的过程中，所述输出电压从所述第一电压U₁开始逐步降低，当所述输出电压等于所述第二电压U₂时，即可认为所述测试通路在本次测试中放电结束，记录所述ATE测试机测量所述输出电压的矢量行数n。

通过所述矢量周期和所述矢量行数即可计算出从放电开始到输出电压小于所述第二电压的过程中所述矢量的放电时间，即为(所述矢量周期T*所述矢量行数n)。

在实际应用过程中，可以根据实际测量的精度需要设定所述第二电压U₂的值以及所述矢量周期T的值，只要保证所述第二电压U₂小于所述第一电压U₁即可。

具体的，所述ATE测试机通过所述Pin Electronic组件对所述输出电压和所述第二电压U₂进行比较判断。

S6：计算所述测试通路上的寄生电容C。

根据所述ATE测试机对所述测试通路施加的所述第一电压U₁、设定的所述第二电压U₂、设定的所述矢量周期T以及测量过程中记录的测量所述输出电压的所述矢量行数n，由下式(1)即可计算出所述测试通路上的寄生电容C：

$C=\frac{I\×\mathrm{\Δ}t}{\mathrm{\Δ}U}=\frac{I\×(n\×T)}{U_1-U_2}---\left(1\right)$

其中：△t为所述测试通路上的电压从所述第一电压降到所述第二电压所经过的时间，△U为所述第一电压和所述第二电压之间的差值。

更优的，为了减小外部电路对所述寄生电容的测量值的影响，还可以设定多个所述第二电压U₂，针对每一个所述第二电压U₂，重复上述步骤S1到步骤S6，即可计算出与多个所述第二电压U₂对应的多个寄生电容C，根据所计算出的多个寄生电容，采用一定的数学模型以减小测试过程中所产生的误差。例如可以采用计算出的多个寄生电容的均值作为所述测试通路的寄生电容，以减小上述测试过程中所产生的误差。

综上，在本发明实施例提供的利用ATE测量线路上寄生电容的方法中，利用所述ATE测试设备本身的测量组件测量出所述测试通路上的稳定充电电压和放电电压，即所述第一电压和所述第二电压，以及所述测试通路上的电压从所述第一电压变化到所述第二电压所需要的时间，即(所述矢量周期*所述矢量行数)，从而可以快速准确的对所述测试通路上的寄生电容进行测量。当变更所述ATE的测试通道及负载板时，仅通过修改所述矢量发生数据即可快速、方便的实现不同测试通路上寄生电容的测量。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种利用ATE测量线路上寄生电容的方法，其特征在于，包括以下步骤：

选定需要量测的测试通路；

ATE定义一矢量发生数据和一矢量，并根据所述矢量发生数据和所述矢量向所述测试通路上施加一第一电压对所述测试通路进行充电；

所述ATE向所述测试通路上施加一第一恒定电流，以维持所述测试通路在测试过程中的电流为一恒定值；

当所述测试通路达到规定充电时间后，所述ATE停止向所述测试通路上施加所述第一电压，所述测试通路进行放电，所述ATE以一矢量周期周期性的测量所述测试通路的输出电压；

所述ATE将所述输出电压与一第二电压进行比较判断，当所述输出电压小于所述第二电压时，所述矢量的测试显示为失效，则计算从放电开始到输出电压小于所述第二电压的过程中所述矢量运行的矢量行数；

计算所述测试通路上的寄生电容：

寄生电容＝所述第一恒定电流*(所述矢量周期*所述矢量行数)/(所述第一电压-所述第二电压)。

2.如权利要求1所述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法，其特征在于，所述第一电压大于所述第二电压。

3.如权利要求1所述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法，其特征在于，所述矢量发生数据由所述ATE上的Pin Electronic组件生成。

4.如权利要求3所述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法，其特征在于，所述矢量发生数据与所述测试通路一一对应。

5.如权利要求3所述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法，其特征在于，所述ATE通过Pin Electronic组件向所述测试通路上施加所述第一电压。

6.如权利要求1所述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法，其特征在于，所述ATE通过PPMU组件向所述测试通路上施加所述第一恒定电流。

7.如权利要求1所述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法，其特征在于，所述ATE通过Pin Electronic组件测量所述测试通路的输出电压。

8.如权利要求7所述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法，其特征在于，所述ATE通过Pin Electronic组件将所述输出电压和所述第二电压进行比较判断。

9.如权利要求1所述的利用ATE测量线路上寄生电容的方法，其特征在于，所述第一恒定电流和所述第一电压同时被施加到所述测试通路中。