CN105527509A - 用于对电子设备进行热测试的设备及相应方法 - Google Patents

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G·波拉奇
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Abstract

一种用于对电子设备进行热测试的设备及相应方法，所述设备可以包括用于与电子驱动器单元耦合的通用基板，以用于接收来自电子驱动器单元的电信号，以及多个设置在基板上的测试板。每个测试板可以包括保持器，用来接收被测器件，并将来自电子驱动器单元和适配板的电信号路由到基板。每个测试板可以包括各自的电功率加热元件，用于加热在其接收的电子器件。

Description

用于对电子设备进行热测试的设备及相应方法
技术领域
本发明涉及电子设备的热测试，更具体而言，涉及集成电路(例如，具有嵌入式闪存的微控制器单元或MCU)的测试和老化(burnin)。
背景技术
对汽车行业的某些电子产品而言，老化(即，使例如电路、系统或组件等电子器件运行一定时间段用来检测问题的测试)可能是强制性的。例如，对于具有嵌入式闪存的MCU，可能需要100％全时间老化。
老化可能是相当昂贵的步骤，并且测试策略例如MCU测试策略可能要求老化基础设施(例如，老化测试板(BIB)、BIB装卸器(BLU)、以及可能的老化试验箱)的某些元件应当重复利用，以执行高压绝缘试验(flashtest)和老化，以增加消耗品的寿命。通过在具有最高并行性的测试步骤实施高压绝缘试验(其可以长为例如每个单元数十秒)，可以由此减少测试成本。
BIB可以配备例如成本范围在$30-$60并具有通孔安装(焊接)的集成电路(IC)插座。此类BIB可能会表现出一定的对老化的敏感性(接触电阻或Cres，塑料框、弹簧和接点引线的机械降解)。此外，它们可以是单片的，并因此对每种产品/封装类型是定制的。
由于伴随进行老化测试的器件(例如集成电路)已经“老化”了数次，这些BIB可能因此会因老化表现出性能退化，。这些性能退化可能在虚假失效(falsefails)和损坏的BIB组件(插座，被动)，的产生方面造成影响，其中这些组件由于通过通孔焊接到BIB的印刷电路板(PCB)上而不可替换。一旦其整体性能水平低于限定阈值，老化测试板可能因此报废，将被一个新的取代。
此外，传统的老化测试板可以定制在产品/封装基础上，从而，对每种新产品而言可能需要非经常性工程或工作(NRE)，并可能伴随新硬件(HW)的调试和验证。为了暂时恢复部分性能水平，可以利用化学品清洗老化测试板。这可能对环境有害，并且相关的处理步骤可能会花费成本，从而影响总经营成本(COO)。
发明内容
因此，一个或多个实施例的目标在于例如通过提高产量并减少经营成本来改进传统解决方案。一个或多个实施例通过以下用于对电子设备进行热测试的设备实现该目标，该设备包括与电子驱动器(ED)单元耦合的基板，其用于接收来自电子驱动器(ED)单元的电信号，以及多个设置在基板上的测试板。每个测试板被配置成用来接收至少一个被测器件(DUT)，并从所述电子驱动器单元(ED)路由电信号至被测器件。每个测试板包括各自的电功率加热元件，用于加热接至少一个被测器件。
电功率加热元件可以包括薄膜电阻器。测试板可以螺丝固定在基板上。
设备还可以包括位于测试板和基板之间的弹性元件。设备还可以包括至少一个位于测试板和基板之间的电接触头阵列。该至少一个电接触头阵列可以包括位于基板上的接触垫的阵列，以及位于测试板上的接触球的阵列。
设备还可以包括在测试板上的微接触，用于提供与被测器件的压力接触。测试板可以包括用于至少一个被测器件的保持器，以及连接保持器与基板的适配板。接触球和/或微接触可以设置在适配板上。
一种方法方面涉及一种对电子设备进行热测试的方法，包括将待测电子设备安置到测试板，并将基板耦合到电子驱动器单元，用来接收来自电子驱动器单元的电信号。该方法还包括将电功率馈入电功率加热元件，以产生对位于测试板的电子设备的加热。
一个或多个实施例可以提供一个或多个下述优点：
-“通用”老化测试板(BIB)可开发为一旦针对某一封装类型，仅利用一次非经常性工程(NRE)，仅一次生效工作，即可以生效；
-对于产品的定制化可以为适配板级别，由此改善通用板上的路由和信号完整性；
-用于将要进行测试的器件(“被测器件”或DUT)的保持器可以利用螺丝孔而非通孔引线而保持在测试板上，由此提高了信号路由；
-任何可以提供去耦合的被动元件可以安装在DUT保持器的相反侧，这可以实现更高的密度，并提高信号完整性；
-通过放弃使用老化试验箱可以实现DUT的温度控制，由于减小了对高温的暴露，通用板材料的老化也可以得以减小；因此可以减缓老化效应(ageingeffects)；以及
-提供当性能降低到可接受水平以下时可以替换的适配板：这可以延长老化测试板的寿命并节约成本。
在一个或多个实施例中，由于以下两个主要因素，可以显著节省成本(例如，在30～40％的范围)：延长的老化测试板的寿命；以及增加的老化测试板上的工作位置的数量，此外还由于可以进行修复。
附图说明
图1是根据本发明的一个或多个实施例的设备的示意图。
图2和3是根据本发明的实施例的设备的更详细的示意图。
具体实施方式
在随后的描述中对一个或多个具体细节加以说明，目的在于提供对示例实施例的深入理解。实施例可以缺少一个或多个具体细节，或利用其它方法、组件、材料等实现。在其他情况下，未详细说明或描述现有结构、材料或操作，从而不会模糊实施例的某些方面。
本发明的框架中的参考“实施例”或“一个实施例”是用来表明，关于实施例描述的特定构造、结构或特性被包含在至少一个实施例中。因此，例如“在实施例中”或“在一个实施例中”这样可能存在于本申请说明书中一处或多处的短语，不一定指一个和相同的实施例。此外，特定构造、结构或特性可以以一个或多个实施例中的任意适合的方式组合。
本文中使用的参考仅出于方便的目的，并因此不限定保护的范围或实施例的范围。
用于对电子设备进行热测试的设备在包括专利文献的文献中广泛讨论。此类文献的示例为下述文献：美国专利No.5,825,171，其披露了利用板上的跳线矩阵的重新配置；美国专利No.5,748,007，其涉及插座尺寸的调节而未考虑电学重新配置；美国专利申请No.2006/0290370，其披露了利用空气流和风扇控制温度；美国专利No.5,697,795，其披露了需要通孔并焊接到目标印刷电路板老化测试板上，以及美国专利No.6,218,202，其披露了适配不同封装的配置，该配置在例如老化等苛刻的制造环境下可能复杂，并容易变得至关重要。
在图1中，用于对电子设备进行热测试(例如，在控制温度下的测试和老化)的设备由标号10表示。集成电路(例如，具有嵌入式闪存的微控制器单元或MCU)为适合作为设备10中被测器件或DUT进行测试的电子设备的示例。
在一个或多个实施例中，设备10可以包括“通用”老化基板或老化测试板12，其可用于使用相同封装类型的DUT，以及多个设置在基板12上的测试板14，每个测试板14适于接收至少一个DUT。
在一个或多个实施例中，测试板14可以包括用于在测试板上接收的DUT的保持器14a，以及适配板14b，其用于连接基板12与保持器14a，并路由来自可能经由例如“pogo”组件16耦合到基板12的电子驱动器单元ED的DUT电信号。电子驱动器单元ED可以为用于对例如集成电路等电子设备进行测试的任何已知类型。
在一个或多个实施例中，薄膜电阻加热器18可以示例为适用于设置在适配板14b的DUT一侧的加热元件，从而一旦DUT被设置在测试板14上，并由保持器14a在其处保持，那么加热器18位于DUT之下，例如在DUT的封装体之下。对薄膜电阻的各种可替换方法可用于实施这类加热元件。保持器14a可以为任何用于将被测电子设备或DUT保持在例如老化测试板上的已知类型，被测器件的特性规定了此类保持器的特征(尺寸、形状、夹持机构等)。
在如本文所示例给出的一个或多个实施例中，保持器14a和相关的适配板14b可以为测试板组件14的一部分，测试板组件14通过例如螺钉20安装在基板12上。保持DUT的螺钉20的动作可以与由弹簧22提供的弹力结合，以对材料上的热效应进行补偿，其中DUT被弹性保持在弹簧承载保持器14a和适配板14b(例如，夹持在二者之间)之间，如图3中示意性示出。
基板12和测试板14(例如，适配板14b)之间的电接触可以基于形成在基板12上的接触垫24阵列(DUT阵列)和形成在适配板14b上的镜像的接触球26阵列实现。在文中所示例给出的一个或多个实施例中(例如，参见图3)，例如焊接到适配板14b上的微接触元件28，可以提供对电接触引线(例如，集成电路引脚P)的机械对抗并补偿机械公差。
一个或多个实施例可以因此包括以下基板12，该基板12可以耦合到电子驱动器单元ED，用于接收来自电子驱动器单元ED的电信号，以及设置在基板12上的多个测试板14。各测试板可以设置成用于接收至少一个被测器件或DUT，并且将来自电子驱动器单元ED的电信号路由至被测器件，并且可以包括各自的电功率加热元件18以用于加热在其接收的至少一个电子器件或DUT。
电功率加热元件18可以包括薄膜电阻器。测试板14可以被螺钉20固定到基板上。弹性元件22(例如，螺旋弹簧)可以设置在测试板14和基板12之间(例如，套在固定在基板12上的螺钉20上，并作用在保持器14a上，以将DUT保持抵靠在适配板14b上)。
在一个或多个实施例中，设备可以包括至少一个位于测试板14和基板12之间的电触头阵列24、26。至少一个电触头阵列可以包括在基板上的接触垫阵列24，以及在测试板上的接触球阵列26。微接触28可以包括在测试板14上，提供与被测电子设备的压力接触。
测试板14可以包括用于至少一个被测器件的保持器14a，以及连接保持器与基板的适配板14b。接触球26和微接触28可以设置在适配板上。
一种利用设备10对电子设备进行热测试的方法，可以包括将待测的电子设备DUT安置到测试板14，并将基板12与电子驱动器单元ED耦合，以接收来自电子驱动器单元ED的电信号(例如，测试信号模式)。该方法还可以包括将电功率馈入电功率加热元件18，以产生对位于测试板上的电子设备DUT的加热。
一个或多个实施例可以对已用于不同技术领域的技术的可能性加以利用。例如，文中作为示例给出的“通用”老化测试板(整数12)，可以通过例如用于ATE(先进技术引擎：AdvancedTechnologyEngine)板中的母板所使用的制造技术来制造。
文中作为示例给出的微接触元件28可以利用例如已经用于制造“pogo”或探针卡触头的技术来制造。在这个方面，一个或多个实施例可以使用允许相对宽松的约束的接触方法，例如，温度范围从环境温度(AMB)到125℃而不是从-45℃到150℃，并且插入(insertion)数量<10K而不是>300K。
文中作为示例给出的印刷电路板(PCB)接触垫24可以使用例如已经用于制造(NiPdAu)垫的技术(其为本领域技术中所常见)来制造，而不会受例如间距等方面的关键约束。
前述内容也可以适用于薄膜加热器18：例如，柔性加热器是广泛用于多个技术领域的技术，其性能确保在高达260℃时超过数千小时，该温度可以大大超过适用于一个或多个实施例的状况。
在不损害基本原则的情况上，可以改变甚至显著地改变针对文中仅以非限制示例的方式说明的细节和实施例，而不会因此偏离保护的范围。保护的程度取决于所附的权利要求。

Claims (10)

1.一种用于对电子设备进行热测试的设备，包括：
-基板(12)，能够耦合至电子驱动器(ED)单元，用于接收来自所述电子驱动器(ED)单元的电信号，
-多个测试板(14)，设置在所述基板(12)上，每个所述测试板(14)被配置用于接收至少一个被测器件(DUT)，并且从所述电子驱动器单元(ED)路由电信号至所述被测器件，并包括各自的电加热元件(18)，用于加热在其接收到的所述至少一个电子器件(DUT)。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电加热元件(18)包括薄膜电阻器。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的设备，其中，所述测试板(14)被螺钉(20)固定在所述基板(12)上。
4.根据上述任一项权利要求所述的设备，包括作用在所述测试板(14)和所述基板(12)之间的弹性元件(22)。
5.根据上述任一项权利要求所述的设备，包括所述测试板(14)和所述基板(12)之间的至少一个电接触头(24、26)的阵列。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述至少一个电接触头阵列包括：
-在所述基板(12)上的接触垫(24)的阵列，以及
-在所述测试板(14)上的接触球(26)的阵列。
7.根据上述任一项权利要求所述的设备，包括在所述测试板(14)上的微接触(28)，用于提供与所述被测器件(DUT)的压力接触。
8.根据上述任一项权利要求所述的设备，其中，所述测试板(14)包括：
-保持器(14a)，用于所述至少一个被测器件，以及
-适配板(14b)，连接所述保持器(14a)与所述基板(12)。
9.根据权利要求8所述的设备，与权利要求6和7中任一者结合，其中，所述接触球(26)和/或所述微接触(28)设置在所述适配板(14b)上。
10.一种根据权利要求1至9中任一项所述的设备对电子设备进行热测试的方法，所述方法包括：
-将待测电子设备(DUT)安置到所述测试板(14)，
-将所述基板(12)耦合到所述电子驱动器单元(ED)，以接收来自所述电子驱动器单元(ED)的电信号，
-将电功率馈入所述电功率加热元件(18)以产生对安置于所述测试板(14)处的所述电子设备(DUT)的加热。
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