CN110268273A - 插孔侧热系统 - Google Patents

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杰里·伊霍尔·图斯塔尼乌斯凯杰
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Abstract

一种集成电路装置测试系统包含经配置以接纳集成电路装置的插孔，其中所述插孔包括由具有随温度而变化的电阻率的材料制成的至少一个导电迹线，且其中所述插孔经配置使得在所述集成电路装置位于所述插孔中时所述至少一个导电迹线沿着所述集成电路装置的表面延伸。所述集成电路装置进一步包含控制器或有源电路，所述控制器或有源电路经配置以基于所述至少一个导电迹线的所测量电阻而确定所述集成电路装置的所述表面处的温度。

Description

插孔侧热系统
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2017年1月9日提出申请的美国临时申请案第62/444,092号的权益及优先权，所述美国临时申请案的全部内容以其全文引用方式并入本文中。本申请案进一步主张2017年1月26日提出申请的美国申请案第15/416510号的权益及优先权，所述美国申请案的全部内容以其全文引用方式并入本文中。
背景技术
本发明大体来说涉及一种用于集成电路(“IC”)装置测试系统的热传感器系统。特定来说，本发明涉及一种在集成电路装置(还称为“受测试装置”或“DUT”)的插孔侧上包含温度检测器以测量DUT的温度的IC装置测试系统，且涉及一种包含插孔侧加热及冷却的IC装置测试系统。
在半导体测试期间进行温度控制在例如装置老化、功能测试或系统级测试(“SLT”)的若干过程期间是有用的。对于温度控制，一些形式的温度反馈可为有用的。用于温度控制的一种类型的反馈是具有直接温度反馈(“DTF”)，其中芯片中的温度传感器位于所关注芯片结附近。此传感器不可位于高功率耗散区域附近，可存在对其的有限访问(例如在测试循环的若干分测试之间)，或此传感器根本不可使用。如果功率较低且使用充足热界面材料(“TIM”)，那么使用加热器温度反馈(“HTF”)可为足够的，其中将热单元(“TU”)上的加热器控制到设定点温度且结温度与设定点的误差在可接受范围中。
当DTF不可用且关于HTF的误差不可接受时，可采用若干种其它技术。跟踪功率而定的加热器温度反馈(“HTF-PF”)为一种此类方法。在HTF-PF中，随所测量装置功率及从TU上的加热器到装置结的已知热阻的变化而动态地修改加热器的温度设定点。此技术的扩展为跟踪动态功率而定的加热器温度反馈(HTF-DPF)，其中除了装置功率之外还由于装置功率的改变率而修改设定点。这些功率跟踪技术广泛地使用且产生良好结果，但还具有限制。
发明内容
如果主要热路径并非从装置到TU，或如果从加热器到结的热阻变化极大，那么使用上文所描述的方法可出现显著误差。在许多情形中，装置功率的测量不可用或不实际。本文中所描述的系统及方法中的至少一些系统及方法通过以下方式对先前技术进行改进：测量DUT的第一插孔侧上的温度而非测量DUT的与插孔侧相对的第二侧上的温度，或者与测量DUT的与插孔侧相对的第二侧上的温度结合来测量DUT的第一插孔侧上的温度。
不使用来自装置的任何反馈的一种方法称为外插温度反馈(“ETF”)。在此，基于TU中的两个温度传感器以及所述传感器中的一者的改变率而估计装置的温度。此方法可产生良好结果，但TU中可能不存在足够空间来包含两个传感器，且如果装置到TU并非主要热路径或从加热器到结的热阻变化极大，那么也可能存在显著误差。不使用来自装置的任何反馈的另一方法为利用TU中的探针来测量外壳温度。在此，温度测量可使用接触DUT的第二侧的可商购传感器。缺点为此仅可测量第二侧的小部分，用于所述过程的设置较脆弱，在触点处可存在大的变化热阻，可占用TU中的大量空间，且可移除热控制所需的DUT上的接触区域。用于其中大多数功率耗散发生在DUT的插孔侧附近的装置也不实际。
一般来说，DUT包含用于外部连接的多个触点。DUT的第一“插孔侧”是指DUT的与插孔接合或在测试期间与插孔的表面接触或邻近于插孔的表面的一侧。在一些实施例中，插孔侧为上面安置有DUT的所述多个触点中的大多数触点的一侧或DUT的所述多个触点中的所述大多数触点从其突出的一侧。与插孔侧相对的一侧称为DUT的第二侧。
目前，在装置的测试期间实施热控制的一种方式为在温控室中测试且控制低功率装置。然而，如果装置耗散将装置的结温度提高到可接受水平以上的功率电平，那么此方法可不适当。另一问题为受控室设计具有有限吞吐量。在装置的测试期间实施热控制的另一方式为使与插孔侧相对的表面(例如第二侧表面)与TU接触以控制结温度。然而，如果DUT的功率耗散的大分量发生在插孔侧表面附近，那么此方法可能无效。插孔侧热控制在行业中并不典型，且任何此类控制通常为无源的而非有源的。一个实例为接触器调节，其中将插孔附近的区域保持在所要温度设定点附近以减少通过DUT插孔侧表面的热量传递。此增加利用DUT的第二侧上的TU触点进行热控制的准确性。
本发明的实施例可用于温度感测，例如在其中所关注组件的几何形状未虑及标准现成传感器或其中需要对不能由标准传感器覆盖的区域进行温度感测的情景中。
一般来说，可接达以进行DUT上的温度测量的位置位于第二侧、DUT的触点之间的空间或无触点的分离条带上。存在与使用常规温度传感器来测量这些位置处的温度相关联的问题。热电偶仅可测量一个小点，所述点处的接触热阻可为高的，从而产生错误温度测量，热电偶易损坏，且通常所使用的导线类型难以绝缘且路由，尤其对于具有高并行度的测试应用来说。热阻器或可商购典型电阻温度检测器(“RTD”)中的配接并非在所有应用中实际的，且如果其足够小，那么其与使用热电偶共享一些缺点。此外，DUT的第二侧上的任何温度传感器可干扰用于热控制的机构。本文中所描述的RTD的各种实施例可克服这些问题中的一些或所有问题。
在一个实施例中，一种集成电路装置测试系统包含经配置以接纳集成电路装置的插孔，其中所述插孔包括由具有随温度而变化的电阻率的材料制成的至少一个导电迹线，且其中所述插孔经配置使得在所述集成电路装置位于所述插孔中时所述至少一个导电迹线沿着所述集成电路装置的表面延伸。所述集成电路装置测试系统进一步包含控制器或有源电路，所述控制器或有源电路经配置以基于所述至少一个导电迹线的所测量电阻而确定所述集成电路装置的所述表面处的温度。
在另一实施例中，一种集成电路装置测试系统包含：插孔，其经配置以接纳集成电路装置，所述插孔包括经配置以接触集成电路装置的电触点的多个电触点；负载板，其经配置以将所述插孔的所述电触点电连接到控制器或有源电路；及热单元，其经配置以在所述集成电路装置与所述插孔接合时在所述集成电路装置的插孔侧上经由至少所述负载板及所述插孔的所述电触点加热及/或冷却所述集成电路装置。
在另一实施例中，一种集成电路装置测试系统包含经配置以接纳集成电路装置的插孔，所述插孔包括经配置以接触集成电路装置的电触点的多个电触点。所述集成电路装置测试系统进一步包含：热传导衬底，其包含电连接到所述插孔的所述电触点的薄膜电路；负载板，其经由负载板电触点电连接到所述热传导衬底且经配置以将所述插孔的所述电触点电连接到控制器或有源电路；及热单元，其经配置以在所述集成电路装置与所述插孔接合时在所述集成电路装置的插孔侧上经由所述热传导衬底加热及/或冷却所述集成电路装置。
在另一实施例中，一种集成电路装置测试系统包含经配置以接纳集成电路装置的柔性电路板，所述柔性电路板包含经配置以接触集成电路装置的电触点的多个电触点。所述集成电路装置测试系统进一步包含：热界面层，其邻近于所述柔性电路板而安置；及热单元，其邻近于所述热界面层而安置，所述热单元经配置以在集成电路装置与所述热单元接合时在所述集成电路装置的插孔侧上加热及/或冷却所述集成电路装置。
在另一实施例中，一种集成电路装置测试系统包含经配置以接纳集成电路装置的插孔，其中所述插孔包括展现出温度相依特性的温度敏感组件。所述插孔经配置使得在所述集成电路装置位于所述插孔中时所述温度敏感组件与所述集成电路装置的插孔侧表面接触。所述集成电路测试系统进一步包含控制器或有源电路，所述控制器或有源电路经配置以基于所述温度敏感组件的所述温度相依特性的测量而确定所述集成电路装置的表面处的温度。
附图说明
图1A及1B描绘用于测试IC装置的系统100的实施例。
图2描绘堆叠封装(“POP”)型DUT的实施例。
图3A到3C分别描绘DUT的实施例、适于检测DUT的温度的RTD的实施例及与DUT接合的RTD的实施例。
图4A描绘DUT的另一实施例，且图4B描绘适于检测DUT的温度的RTD的实施例。
图5描绘用于测试具有插孔侧温度控制的IC装置的系统的实施例。
图6A描绘根据一个实施例的插入于具有多层浮动板的测试系统的插孔中的DUT。
图6B描绘根据一个实施例的插入于具有多层浮动板的测试系统的插孔中的DUT，所述多层浮动板具有加热/冷却棒。
图7描绘根据一个实施例的用于经由负载板测试具有插孔侧热控制的IC装置的系统的实施例。
图8描绘具有热传导衬底的用于测试IC装置的系统的实施例，所述热传导衬底具有薄膜电路。
图9描绘用于测试包含柔性电路板及热界面的IC装置的系统的实施例。
具体实施方式
下文将参考附图描述本发明的实施例。将理解，以下说明打算描述本发明的示范性实施例，且不限制本发明。
本文中所描述的一些系统、装置及方法允许在DUT的插孔侧上感测所述DUT的温度，插孔侧上存在经暴露触点。在一个实施例中，用于测试IC装置的插孔侧热感测系统经配置以允许所感测温度用作温度控制系统的反馈。插孔侧热感测系统包含传感器，所述传感器经设计以改进与DUT的接触面积，同时减小对测试插孔中的触点的干扰且因此减小触点的电性能的降级。插孔侧热感测系统允许实时测量DUT的温度。可通过DUT的插孔侧上的热控制来控制DUT温度。插孔侧热感测系统在测试插孔内可包含传感器及/或控制电子器件。一些控制电子器件(例如用于热传感器的调节电路)可安置于插孔中或固持TU且将DUT放置于插孔中的处置器组件上。将控制电子器件放置成紧密接近于传感器可有助于减少噪声且可显著减少将DUT的触点连接到测试控制器所需的导线的数目。插孔侧热感测系统可包含电阻温度检测器(“RTD”)，所述电阻温度检测器可包括一或多个导电迹线或者可包括柔性电路板及至少一个导电迹线。RTD的迹线经配置以在电组件接触印刷电路板(“PCB”)的区域中位于所述PCB的表面上或附近。
用于测试IC装置的系统
大体参考图1A及1B，图1A及1B描绘用于测试IC装置的系统100的实施例。系统100包含插孔101、负载板112及控制器114。插孔101包含浮动板102、基座部件105及至少一个弹簧120。浮动板包含插口104及浮动板开口109。基座部件包含基座部件开口107及插孔电触点110。
更详细地参考图1A及1B，图1中所描绘的插孔101包含浮动板102。浮动板102结构性地支撑DUT 106，且包含用于接纳DUT 106的插口104。浮动板102可由用于结构性地支撑DUT 106的任何适当材料制成，所述适当材料包含适于耐受由DUT 106发出的任何热量的材料。浮动板102还可用于控制装置的温度，且可由热传导但电绝缘材料(例如AlN或经阳极化铝)制成。浮动板102由基座部件105经由至少一个弹簧120或通过多个弹簧120支撑。弹簧的使用为任选的–在一些实施例中，举例来说，浮动板可由在施加压力时可压缩的伸缩探针(pogo-pin)型插孔电触点110支撑。浮动板102包括多个浮动板开口109，所述浮动板开口109经配置以允许DUT 106的电触点108与插孔电触点110电接合。如图1B中所展示，浮动板102定位于可收缩插孔电触点110上方或搁置于可收缩插孔电触点110上。浮动板102及插孔电触点110经配置使得浮动板102的重量不足以基本上压缩插孔电触点110。“基本上压缩”的插孔电触点110可能是指插孔收缩到其中至少一些DUT电触点108与插孔电触点110接触的点的插孔电触点110。浮动板102及插孔电触点110进一步经配置使得当将DUT 106插入于浮动板102中时及/或当将压力或力施加于浮动板102上时，插孔电触点110与DUT电触点108接触。举例来说，插孔电触点110可经配置以在机械装置对浮动板及/或DUT的顶部表面施加力时基本上压缩。举例来说，此允许将DUT106平稳地插入到板状托盘102中，且避免触点之间的水平偏转。可通过以下方式如此配置浮动板102：选择适当弹簧120或适当有弹性插孔电触点110，例如选择在被压缩时施加适当阻力的适当数目个弹簧或电触点110。
在一些实施例中，浮动板102包含插口104。插口104可为浮动板102中的凹部。在一些实施例中，插口是由浮动板的表面中的凹部界定的。在一些其它实施例中，插口为与浮动板102分离的组件且可安置于浮动板102上或附接到浮动板102。插口104可包封DUT 106的全部或一部分，使得DUT 106的第二侧的至少一部分保持暴露。插口104可比DUT 106浅且垂直延伸，使得DUT 106的某部分从浮动板102突出，如图1A中所描绘。在其它实施例中，DUT106不从插口104如此突出。插口104在插口104的底部或下部部分上包括浮动板开口109。通过浮动板开口109，DUT电触点108可与插孔电触点110接触。在其它实施例中，不使用插口104，且浮动板102经配置以在浮动板102的表面上接纳DUT 106。在其它实施例中，浮动板102不包含用作插口的凹部，且浮动板的表面为基本上平坦的。在此类实施例中，DUT 106可放置于平坦表面上以供测试。
插孔101包含基座部件105。基座部件105可用作浮动板102的结构支撑件。基座部件105包含基座部件开口107及插孔电触点110。基座部件开口107经配置以允许插孔电触点110与DUT电触点108之间电接触。
出于说明性目的，DUT 106有时可称为用于测试IC装置的系统100的一部分，因为在论述系统100的测试配置时如此提及DUT 106可较方便。然而，DUT 106未必是系统100的一部分，且可经插入或从系统100移除。类似地，DUT 106的组件(举例来说，DUT电触点108)为方便起见可称为系统100的一部分，但未必是系统100的一部分。在测试期间，可将DUT106插入到插口104中。DUT 106可为任何集成电路装置。举例来说，DUT 106可为堆叠封装(POP)装置，例如下文参考图2所描述的装置。DUT 106包括DUT电触点108。DUT电触点108允许DUT 106建立与电路的直接或间接电连接。DUT电触点108包括多个电触点。举例来说，电触点可为焊料球、引脚或接触垫的任何组合。
基座部件包括插孔电触点110。插孔电触点110可用作DUT电触点108与负载板112或其它电路之间的直接或间接电连接。插孔电触点110是可为(举例来说)引脚、弹性体导体或金属“毛纽扣(fuzz button)”的任何组合的电触点。在一些实施例中，电触点包含可收缩引脚，例如图1B中所描绘的可收缩引脚。可收缩引脚以上文所描述的方式收缩，例如当在测试期间经受负载时。插孔电触点110可从基座部件开口107突出。至少一些插孔电触点110可界定平面栅格阵列(LGA)的至少一部分。
在一些其它实施例中，插孔101不需要包含浮动板102、基座部件105及弹簧120中的所有或任一者。通常，插孔101可为在测试期间其中可安置或放置有DUT的任何物件。举例来说，插孔101可为在测试期间其上面可放置有DUT的电触点(例如，弹性体触点或毛纽扣)阵列。
系统100包括负载板112。负载板112可用作DUT 106或插孔电触点110与另一电路之间的直接或间接电中间构件。负载板112可经配置而以适合于负载板的任何方式来使用，包含用于将通过插孔电触点110接收的电信号路由到用于测试DUT 106的测试装备及/或路由到控制器114。负载板还可包含逻辑电路。在一些实施例中，负载板可以无线方式与控制器114通信。在一些实施例中，图9中所描绘及下文更详细描述的柔性电路板902用作负载板。负载板112未必仅用作电中间构件，如上文所描述–举例来说，在一些情形中，负载板112可用作热导体或可为系统100的组件或其它组件提供结构支撑。
在一些实施例中，系统100包括控制器114。控制器114可经配置以处理温度信息及/或控制至少一个热单元，且可包含适于所述功能中的任一者的任何电路、逻辑系统、中央处理单元、专用集成电路。举例来说，控制器114经配置以接收指示DUT 106的温度的信号(例如，指示与DUT 106接触的RTD的电阻的信号)且将与DUT 106的所述温度相关的信号输出到(举例来说)测试装备或显示器，例如DUT 106温度在一段时间内的积分或温度的时间平均值或温度与参考温度的偏差或温度的改变率。另外或替代地，控制器114可经配置以控制有源热单元，所述有源热单元经配置以控制DUT的温度。此控制可或可不基于DUT 106的所感测或所检测到的温度。举例来说，控制器114可针对热单元实施预编程温度控制计划，或可(例如)由与DUT 106接触的RTD基于DUT 106的所感测到的温度而控制热单元且因而致使DUT 106的温度保持在一温度范围内或者高于或低于温度阈值。控制器114可位于插孔101外部，或者可安置于(举例来说)插孔101、浮动板102、插口104、负载板112或经配置以控制DUT 106的温度的热单元中的任一者上或与上述各项中的任一者集成在一起。
图2描绘POP型DUT 106的实施例。此实施例为可使用本文中所描述的系统及方法来测试的DUT的一个实例。在所描绘实施例中，DUT 106为POP装置，其包括DUT电触点108、逻辑裸片或处理器202、多个堆叠式存储器裸片204、多个衬底206及导线接合件208。逻辑裸片或处理器202、所述多个堆叠式存储器裸片204、所述多个衬底206及导线接合件208可为通常存在于组合处理器/存储器装置中的常规组件。
在测试期间，将POP型DUT 106放置于浮动板102上或插入到插口104中，且使DUT电触点108与插孔电触点110接触。举例来说，DUT 106可为包含用作存储器控制器的处理器的密集存储器装置。在所描绘实施例中，处理器202具有比堆叠式存储器裸片204更多的突出触点。另外，处理器202在测试期间耗散比堆叠式存储器裸片204多的热量。如此，可更需要在DUT 106的处理器202侧上进行温度感测或温度控制，在此情形中处理器202侧为插孔侧。在一些配置中，在处理器202上方还可存在气隙，从而使第二侧冷却不太有效，尤其在其中处理器202发出大量热量的情景中。插孔侧温度控制可有助于解决这些问题。在其它实施例中，可使用本文中所描述的装置、系统及方法来测试除POP型DUT以外的IC装置，例如(举例来说)四面平坦无引线封装装置。
可以任何适当方式实施温度测量(插孔侧或其它侧)以达成有源温度控制目的或达成任何其它目的(包含本文中所描述的任何目的)，例如(举例来说)通过使用RTD、通过使用二极管(例如为DUT 106的一部分或附接到DUT 106或以其它方式与DUT 106集成在一起的二极管)的温度相依正向电压的确定或测量或者通过本文中所描述的任何其它温度测量系统或方法。
可使用与DUT 106的插孔侧热接触的传感器来实施插孔侧温度感测。举例来说，此热接触可为直接接触(例如RTD 116或另一温度传感器与DUT的插孔侧之间的直接接触)，或者经由(举例来说)以下各项中的任一者的热接触：负载板、电触点、热界面、柔性电路板、薄膜电路、测试系统的插孔或所述插孔的任何组件及/或热通孔。一些示范性插孔侧感测实施方案在下文加以论述且描述使用用于温度感测的RTD，但除了RTD传感器之外或替代RTD传感器，还可使用任何其它适当类型的温度传感器来检测DUT 106的插孔侧的温度。
电阻温度检测器
现在大体参考图3A到3C，图3A描绘DUT 106的实施例，图3B描绘适于检测DUT 106的温度的RTD 116的实施例，且图3C描绘与DUT 106接合的RTD 116。在一些实施例中，RTD116位于浮动板102的经暴露表面上，其中RTD 116可夹持在浮动板102与DUT 106之间。在其它实施例中，RTD 116与浮动板102成一整体，如图6A及6B中所描绘。
图3A描绘DUT 106的实施例，其中DUT电触点108为焊料球阵列。焊料球不需要为球形、半球形或甚至圆形形状，且举例来说焊料球可为任何导电凸起或从DUT 106的插孔侧表面突出的任何其它导电突出部。DUT 106包含衬底206，衬底206形成DUT 106的插孔侧表面的大部分。DUT电触点108从DUT 106的衬底206突出。在一些实施例中，保护层或掩模可覆盖衬底206。图3A中所描绘的DUT 106的实施例包含无DUT电触点108的电触点的分离条带210。此条带可存在于许多典型IC装置上。其它实施例不包含分离条带210。在图3A中所描绘的实施例中，焊料球DUT电触点108布置成列。
图3B描绘用于检测DUT 106的插孔侧上的温度的电阻温度检测器116的实施例。在图3B中所描绘的实施例中，RTD 116包括柔性电路板302、RTD开口304及迹线306。
柔性电路板302包括允许DUT电触点108与插孔电触点110之间电接触的RTD开口304。开口304可为椭圆的、圆形的或任何其它形状。所描绘RTD 116的优点为：其增加了与DUT 106的插孔侧表面的接触同时仍允许DUT电触点108与插孔电触点110接合。开口304布置成与DUT 106的焊料球列对应的列。迹线306沿着开口304之间的路径延伸。所述路径可为蜿蜒路径，使得(举例来说)其可循原路返回到自身上且不必从RTD 116的一侧笔直前进到RTD 116的另一侧。
在一个实施例中，迹线306包括具有电阻率与温度之间的已知或所确定关系(例如，通过校准)的任何适合导电材料的经蚀刻线。举例来说，迹线306可包括经蚀刻铜线。所述经蚀刻线可以极精细几何结构制成。铜具有随温度而变化的电阻率，其具有大约+0.4％/摄氏度(接近室温)的温度系数。因此，如果铜的温度增加1摄氏度，那么电阻将增加大约0.4％。RTD 116可与DUT 106的插孔侧进行热接触，且RTD 116或迹线306的电阻的测量可允许基于电阻率与温度之间的已知或所确定关系而计算DUT的所估计温度。举例来说，此关系可为迹线306或用于迹线306的材料所特有。一般来说，RTD 116与DUT 106之间的热接触越好，对DUT 106的温度的估计越好。本文中所描述的RTD 116的实施例允许RTD 116与DUT106之间良好热接触，且RTD 116可与DUT 106的插孔侧表面达到热平衡，从而致使更好地估计DUT 106的温度。在一些实施例中，迹线306为长的以便将与DUT 106接触的迹线306的百分比最大化。迹线优选地具有最小横截面面积以便增加迹线306的总电阻，此使得更容易地测量电阻改变。迹线306可经配置使得在DUT 106位于或安置于插口104中时，导电迹线沿着DUT的插孔侧表面延伸。
可以若干种方式测量RTD 116或迹线306的电阻，所述电阻可用于估计DUT 106的温度。举例来说，使用直接或间接地连接到控制器114或另一测量装置的四线开尔文连接(four wire Kelvin connection)测量RTD的电阻。RTD 116可直接连接到控制器，所述控制器经配置以经由传输电脉冲而测量RTD 116的电阻。RTD 116可通过插口104连接到控制器。RTD 116可通过负载板112连接到控制器。在一些实施例中，RTD 116可经由四线开尔文连接或其它连接而连接到位于负载板112中或插孔中别处(例如，基座部件105中或浮动板102中)的有源电路。此有助于减少建立连接所需的导线数目。在其它实施例中，如果有源温度传感器调节电路安置于DUT 106附近(例如，与附近热单元的插孔101集成在一起)，那么可使用单个导线来将(举例来说)与温度成比例的电压信号传输到有源温度传感器调节电路。此可有助于减少所需导线的总数目且可有助于减少噪声。在其它实施例中，RTD 116可直接或间接地连接到温度控制单元或装置，例如加热器或风扇。
在另一实施例中，所述系统进一步包括经配置以加热及/或冷却集成电路装置的热单元，且所述热单元经配置以将RTD 116的导电迹线电连接到控制器。
在一些实施例中，迹线306包括铜。在其它实施例中，可使用另一金属。由于铜具有比一些其它金属略低的室温电阻率，因此在一些情形中，优选地可使用具有比铜高的室温电阻率的金属，因为当室温电阻率较高时，可更容易测量伴随着温度改变而来的电阻率百分比改变。然而，与另一金属相比，使用铜可提供一些优点，举例来说，因为铜可在不昂贵的制造过程中使用，且因为铜迹线306可被制作得较长且具有较小横截面面积，以确保尽管铜的室温电阻率低但仍可测量温度改变。
在一个实施例中，迹线306被蚀刻或沉积于RTD 116的表面上，举例来说，所述表面包括经阳极化铝或薄AlN片。在一些实施例中，RTD 116被集成于多层浮动板102中，如图6A及6B中所展示，下文更详细地描述。
在一些实施例中，迹线306经由喷墨印刷沉积于印刷电路板302或另一表面上。在其它实施例中，通过3D打印或立体光刻形成插孔101的组件(例如一或多个迹线)。
图3C描绘覆盖DUT 106或与DUT 106接合或与DUT 106接触的RTD 116。图3描绘从RTD开口304突出的DUT电触点108中的触点。此描绘证明甚至在RTD 116与DUT 106进行热接触且覆盖DUT 106的部分时，DUT电触点108仍可与插孔电触点110接合。此外，RTD迹线306覆盖DUT 106的插孔侧表面的大部分区域。在其它实施例中，RTD迹线306可覆盖DUT 106的插孔侧表面的不足大部分。举例来说，RTD迹线306可覆盖DUT 106的插孔侧表面的百分比在40％到49％的范围内(包含端值)或在30％到39％的范围内(包含端值)或在20％到29％的范围(包含端值)内或在10％到19％的范围内(包含端值)。优点在于越多表面积被覆盖，迹线306将越快地与DUT 106达到热平衡。另外，此还为有利的，因为DUT 106的插孔侧表面的不同点可处于不同温度下，且覆盖插孔侧表面的大区域允许迹线306与插孔侧表面达到大致平均热平衡，此在对DUT 106进行温度测量时可为有用的。覆盖大表面积也可为有利的，因为较大表面积迹线可形成迹线306与DUT 106之间的较低热阻率。
大体参考图4A及4B，图4A描绘DUT 106的另一实施例，且图4B描绘适于检测DUT106的温度的RTD 116的另一实施例。图4B说明依图4A中所描绘的DUT 106而定制化的RTD116的替代实施例。
更详细地参考图4A，在所描绘实施例中，DUT 106的插孔侧表面包括所关注区402及非所关注区404。所关注区402及非所关注区404可以任何适当方式来界定。举例来说，所关注区402可由其中热量耗散高或高于总热量耗散的阈值百分比的区域界定。仅测量在所关注区402中且不在非所关注区404中的温度可为合意的、高效的或实际的。举例来说，所关注区402可对应于IC装置的位置。所关注区402可对应于其中由DUT 106释放的大部分热量的释放发生的位置，且因此所关注区402的温度的测量可足以确定或估计DUT 106的温度。在所描绘实施例中，所关注区402包括位于DUT 106的表面的中心的一部分。非所关注区404包括位于DUT 106的表面周边的一部分且环绕所关注区402。
图4B描绘与所关注区402接合的经定制化RTD 116的实施例。此可比覆盖DUT 106的插孔侧表面的整个区域的RTD 116更高效或更实际。可以任何适当方式定制化RTD 116，例如与插口104集成在一起。
温度控制
图5描绘用于测试具有插孔侧温度控制的IC装置的系统100的实施例。此温度控制可允许若干优点(例如上文参考图2所描述的优点)，因为DUT 106(例如堆叠封装装置)的插孔侧部分可耗散比DUT 106的第二侧部分更多的热量，从而使温度控制在插孔侧上更有效。可以各种方式实施温度控制。如图5中所描绘，可通过将温控空气提供到插孔电触点110或提供到DUT 106的插孔侧来实施温度控制。基座部件105可经配置以允许温控空气502越过插孔电触点110。替代地，温控空气502可提供于浮动板102与基座部件105之间。在其它实施例中，可以其它方式提供温度控制，例如通过其它温控气体或液体或者通过与温控材料接触。可通过热控制组件(例如风扇)提供温控空气502。下文更详细地论述其它温度控制方法。这些温度控制方法中的任一者可与任何其它温度控制方法结合(包含与例如第二侧热单元的任何类型的第二侧温度控制(有源或无源)结合)而执行。
在一些实施例中，响应于DUT 106的所测量或所估计温度而有源地实施温度控制。举例来说，如果DUT 106的温度经测量为高于预定义阈值，那么实施冷却，或如果DUT 106的温度经测量为低于预定义阈值，那么可实施加热。
在一些其它实施例中，无源地实施插孔侧温度控制。插孔侧温度控制可为有源的、无源的或所述两者的组合(举例来说，有时有源且有时无源)，且可连同有源第二侧温度控制、无源第二侧温度控制或所述两者的任何组合来实施。在一些实施例中，基于使用RTD116所测量或所估计的温度而执行DUT 106的第二侧或插孔侧上的有源温度控制。还可基于温度测量与温度控制技术的组合而实施有源温度控制。举例来说，有源插孔侧温度控制系统可连同可基于第二侧所测量温度而控制温度的有源第二侧温度控制系统来基于插孔侧所测量温度(例如使用RTD 116所测量的温度)而控制温度。
在一些实施例中，通过将RTD 116直接或间接地连接到有源温度控制器而实施有源温度控制。举例来说，如上文参考图3A到3C所描述，RTD 116经由四线开尔文连接或任何其它适当连接而连接到有源温度控制器。RTD 116还可经由无线电信号连接到有源温度控制器。有源温度控制器可以任何适当方式(包含经由有线连接或经由无线电信号)连接到温度控制装置(例如加热器或风扇)。
在一些实施例中，有源温度控制器电路(其可以任何种类的温度检测来实施，RTD型或其它类型)位于负载板112、插孔101、TU中的至少一者中，或与上述各项中的至少一者集成在一起，及/或位于DUT 106的第二侧附近(例如有源温度控制器电路面对DUT 106的第二侧而与TU集成在一起)。在一些实施例中，有源温度控制器通过与插孔101配接的有源温度控制器触点而与插孔101接合。有源电路可经配置以接收表示温度的输入信号(例如从RTD 116接收的电压)，且将表示所述温度的信号输出到控制器114。此可减少需要发送到控制器114的信号的数目，且可改进准确性，因为此可通过仅放大所接收电压信号来执行。
图6A描绘根据一个实施例的插入于具有多层浮动板102的测试系统100的插孔中的DUT。图6B描绘根据另一实施例的插入于具有多层浮动板102的测试系统100的插孔中的DUT，多层浮动板102具有加热/冷却棒602(例如用于加热或冷却的热片或热连接到热片的组件)。在图6A及图6B两者中所描绘的实施例中，多层浮动板102与RTD 116集成在一起，但在其它实施例中浮动板不需要包含RTD 116。在其它实施例中，除加热/冷却棒以外的温度控制元件(例如温控液体流及/或气体流)可安置于DUT 106与浮动板102之间或可嵌入于浮动板中，此可有助于提供插孔侧温度控制。
在图6A中所描绘的实施例中，RTD 116嵌入于多层浮动板102中。替代地，RTD 116可安置于浮动板102的表面上。多层浮动板102可包括印刷电路材料。多层浮动板102还可或替代地包括热传导金属芯印刷电路板或陶瓷，所述热传导金属芯印刷电路板或陶瓷可用于温度控制且用于将热量传输到嵌入式RTD 116，及/或用于传输去往或来自DUT触点108的热量。在替代实施例中，浮动板102包括经阳极化铝且RTD 116或RTD 116的迹线位于浮动板102的底部表面处，使得经阳极化铝提供DUT触点108与RTD 116之间的热接触。
图6B描绘以某些方式与图6A中所描绘的实施例类似但进一步包含加热/冷却棒602的系统100的实施例。加热/冷却棒602可与DUT 106的插孔侧直接接触，或距DUT 106足够近以将加热或冷却递送到DUT 106的需要温度控制的一部分。加热/冷却棒602可为低温热片。在其它实施例中，如上文所论述，替代加热/冷却棒602或除了加热/冷却棒602之外，还可使用另一类型的温度控制元件，例如温控液体流及/或气体流。温度控制元件可嵌入浮动板102中或安置于浮动板102的表面上。
图7描绘通过经过负载板112将热量递送到DUT 106的插孔侧或者散布或接收来自DUT 106的插孔侧的热量来实施温度控制的实施例。在所描绘实施例中，利用插孔侧热单元702及第二侧热单元704来实施温度控制。热单元702及704为热片，且每一热单元可单独为高温、用于递送热量的，或低温、用于接收热量的。在其它实施例中，可仅实施一个热单元，或可实施两个以上热单元。在其它实施例中，可使用温控气流或与热控材料的直接接触而通过负载板来达成温度控制。用于负载板或插孔电触点110的触点的材料可经选择以达成良好热传导。举例来说，插孔电触点110的触点可为伸缩引脚、弹性体导体或金属“毛按钮”。
图8描绘其中热传导衬底802包含经配置以将信号从DUT 106的插孔侧传递到负载板112的薄膜电路的系统100的实施例。通过在插孔侧热单元702与DUT 106的插孔侧之间提供热传导衬底802，插孔侧热单元702可具有比图7中所描绘的配置更高效的朝向DUT 106的插孔侧的热路径，因为通过热传导衬底802可比通过负载板112更容易传递热量。然而，在一些实施例中，热传导可并非必要的，例如在其中负载板112包括如上文所论述的适合热传导材料的实施例中。
系统100的所描绘实施例包含负载板电触点804。负载板电触点804可为热传导衬底802与负载板112之间的任何电触点，例如伸缩引脚。在此实施例中，负载板需要靠近于DUT 106，因为其不直接提供热控制。负载板112在图8中被描绘为位于DUT 106下方，但在其它实施例中负载板不需要如此定位。可以任何方式定位负载板112以便不成为热量传递(举例来说)到热传导衬底802的侧的热障碍。
在一些实施例中，举例来说，负载板电触点804可为导线、伸缩引脚、“毛”按钮或任何其它适当电连接器。在又其它实施例中，不使用负载板，或热传导衬底802可用作负载板且可直接电连接到控制器114。在一些实施例中，连同热单元702来实施第二侧热单元704。
可使用所描绘系统100以任何适当方式执行对IC装置的测试。举例来说，一些组件(例如热传导衬底802、插孔电触点110及热单元702)可作为一单元被下压到DUT 106上。
图9描绘包含柔性电路板902、热界面904及热单元702的系统100的实施例。此配置允许柔性电路板902与热单元702之间良好热接触。热单元702可为任何热单元、系统或装置，包含本文中所描述的任何热系统，例如有源或无源温度控制。在所描绘实施例中，热界面材料904为热界面材料的柔顺或柔性层，且柔性电路板902为柔性印刷电路板。柔性电路板902包含允许热单元702与DUT 106的插孔侧之间进行较佳热量流动的热通孔906。在其它实施例中，柔性电路板902不包含热通孔，且柔性电路板可包括热传导材料。柔性电路板902可连接到负载板112(未展示连接)或可自身用作负载板112。在一些实施例中，连同所描绘的插孔侧热单元702来实施第二侧热单元704，且第二侧热单元704经配置以接纳DUT 106。举例来说，第二侧热单元704可包含用于接纳DUT 106的凹部。
可以任何适当方式连同此处所描述的温度测量系统或方法来使用本文中所描述的温度控制系统或方法。举例来说，在一个实施例中，集成电路装置测试系统包含：插孔，其经配置以接纳集成电路装置；及热单元，其经配置以在集成电路装置与插孔接合的同时从集成电路装置下面(从插孔侧)加热及/或冷却集成电路装置。插孔包括由具有随温度而变化的电阻率的材料制成的至少一个导电迹线，且插孔经配置使得在集成电路装置位于插孔中时至少一个导电迹线沿着集成电路装置的表面延伸。所述系统进一步包含控制器或有源电路，所述控制器或有源电路经配置以基于至少一个导电迹线的所测量电阻而确定集成电路装置的表面处的温度。
虽然已参考装置及方法的开发环境而描述了所述装置及方法的优选实施例，但所述装置及方法仅图解说明本发明的原理。上文所描述组合件、其它实施例、配置及用于实施本发明的方法的修改或组合以及所属领域的技术人员所明了的本发明的方面的变化形式打算在权利要求书的范围内。

Claims (43)

1.一种集成电路装置测试系统，其包括：
插孔，其经配置以接纳集成电路装置，其中所述插孔包括由具有随温度而变化的电阻率的材料制成的至少一个导电迹线，且其中所述插孔经配置使得在所述集成电路装置位于所述插孔中时所述至少一个导电迹线沿着所述集成电路装置的表面延伸；及
控制器或有源电路，其经配置以基于所述至少一个导电迹线的所测量电阻而确定所述集成电路装置的所述表面处的温度。
2.根据权利要求1所述的集成电路装置测试系统，其中所述插孔包括包含所述至少一个导电迹线的柔性电路板。
3.根据权利要求2所述的集成电路装置测试系统，其中所述至少一个导电迹线被蚀刻于所述柔性电路板中。
4.根据权利要求1所述的集成电路装置测试系统，其中所述导电迹线包括铜。
5.根据权利要求1所述的集成电路装置测试系统，其中所述柔性电路板具有多个开口，所述多个开口经配置以允许所述集成电路装置的电触点通过所述开口与所述插孔的电触点电接合。
6.根据权利要求5所述的集成电路装置测试系统，其中将所述开口布置成与所述集成电路装置的电触点列对应的列，且所述至少一个导电迹线位于所述开口列之间。
7.根据权利要求5所述的集成电路装置测试系统，其中所述至少一个导电迹线沿着蜿蜒路径延伸穿过所述开口。
8.根据权利要求1所述的集成电路装置测试系统，其中：
所述插孔包括：
基座部件，其包括多个电触点，及
浮动板，其由所述基座部件经由至少一个弹簧支撑，所述浮动板包括多个浮动板开口，所述多个浮动板开口经配置以允许所述集成电路装置的电触点通过所述浮动板开口与所述基座部件的所述电触点电接合，且
所述至少一个导电迹线位于所述浮动板中。
9.根据权利要求8所述的集成电路装置测试系统，其中所述浮动板为包括印刷电路板材料的多层结构。
10.根据权利要求8所述的集成电路装置测试系统，其中所述浮动板为包括金属芯印刷电路板材料的多层结构。
11.根据权利要求8所述的集成电路装置测试系统，其中所述浮动板为包括陶瓷材料的多层结构。
12.根据权利要求8所述的集成电路装置测试系统，其中所述浮动板包括经阳极化铝或AlN。
13.根据权利要求1所述的集成电路装置测试系统，其中：
所述系统包括经配置以基于所述至少一个导电迹线的所测量电阻而确定所述集成电路装置的所述表面处的温度的所述控制器，且
所述系统进一步包括经配置以将所述至少一个导电迹线电连接到所述控制器的负载板。
14.根据权利要求1所述的集成电路装置测试系统，其中所述系统包括所述有源电路，所述有源电路经配置以基于所述至少一个导电迹线的所测量电阻而确定所述集成电路装置的所述表面处的温度。
15.根据权利要求14所述的集成电路装置测试系统，其中所述有源电路位于所述插孔中或位于电连接到所述至少一个导电迹线的负载板中。
16.根据权利要求6所述的系统，其中所述至少一个导电迹线经由四线开尔文连接电连接到控制器。
17.根据权利要求1所述的集成电路装置测试系统，其中：
所述系统包括经配置以基于所述至少一个导电迹线的所测量电阻而确定所述集成电路装置的所述表面处的温度的所述控制器，
所述系统进一步包括经配置以加热及/或冷却所述集成电路装置的热单元，且
所述热单元经配置以将所述至少一个导电迹线电连接到所述控制器。
18.一种集成电路装置测试系统，其包括：
插孔，其经配置以接纳集成电路装置，所述插孔包括经配置以与集成电路装置的电触点接触的多个电触点；及
热单元，其经配置以在所述集成电路装置与所述插孔接合时在所述集成电路装置的第一插孔侧上经由所述插孔的所述电触点加热及/或冷却所述集成电路装置。
19.一种集成电路装置测试系统，其包括：
插孔，其经配置以接纳集成电路装置，所述插孔包括经配置以与所述集成电路装置的电触点接触的多个电触点；
热传导衬底，其包含电连接到所述插孔的所述电触点的薄膜电路；
负载板，其经由负载板电触点电连接到所述热传导衬底，且经配置以将所述插孔的所述电触点电连接到控制器或有源电路；以及
热单元，其经配置以在所述集成电路装置与所述插孔接合时在所述集成电路装置的第一插孔侧上经由所述热传导衬底加热及/或冷却所述集成电路装置。
20.根据权利要求19所述的集成电路装置测试系统，其进一步包括：
第二热单元，其在所述集成电路装置与所述插孔接合时邻近于所述集成电路装置的与所述插孔侧相对的第二侧而安置，且进一步经配置以在所述集成电路装置的所述第二侧上加热及/或冷却所述集成电路装置。
21.一种集成电路装置测试系统，其包括：
柔性电路板，其经配置以接纳集成电路装置，所述柔性电路板包括经配置以与集成电路装置的电触点接触的多个电触点；
热界面层，其邻近于所述柔性电路板而安置；
热单元，其邻近于所述热界面层而安置，所述热单元经配置以在所述集成电路装置与所述热单元接合时在所述集成电路装置的第一插孔侧上加热及/或冷却所述集成电路装置。
22.根据权利要求21所述的集成电路装置测试系统，其进一步包括第二热单元，所述第二热单元在所述集成电路装置与所述柔性电路板接合时邻近于所述集成电路装置的与所述柔性电路板侧相对的第二侧而安置，且进一步经配置以在所述集成电路装置的所述第二侧上加热及/或冷却所述集成电路装置。
23.根据权利要求21所述的集成电路装置测试系统，其中所述柔性电路板包括热连接所述热界面层与半导体装置的热通孔。
24.一种集成电路装置测试系统，其包括：
插孔，其经配置以接纳集成电路装置，其中所述插孔包括展现出温度相依特性的温度敏感组件，且其中所述插孔经配置使得在所述集成电路装置位于所述插孔中时所述温度敏感组件与所述集成电路装置的插孔侧表面接触。
25.根据权利要求24所述的集成电路装置测试系统，其进一步包括控制器或有源电路，所述控制器或有源电路经配置以基于所述温度敏感组件的所述温度相依特性的测量而确定所述集成电路装置的所述插孔侧表面处的温度。
26.根据权利要求25所述的集成电路装置测试系统，其中所述控制器或有源电路与所述插孔集成在一起。
27.根据权利要求25所述的集成电路装置测试系统，其进一步包括负载板，
其中所述控制器或有源电路与所述负载板集成在一起。
28.根据权利要求25所述的集成电路装置测试系统，其进一步包括热单元，
其中所述控制器或有源电路与所述热单元集成在一起。
29.根据权利要求28所述的集成电路装置测试系统，其中所述热单元安置于所述集成电路装置的与所述插孔侧表面相对的第二侧表面上。
30.一种集成电路装置测试系统，其包括：
插孔，其经配置以接纳集成电路装置，所述插孔包含：
基座部件，其包括多个电触点，及
浮动板，其由所述基座部件经由至少一个弹簧支撑，所述浮动板包括多个浮动板开口，所述多个浮动板开口经配置以允许所述集成电路装置的电触点通过所述浮动板开口与所述基座部件的所述电触点电接合；及
第一热单元，其经配置以经由控制所述电触点的温度而控制所述集成电路装置的插孔侧的温度。
31.根据权利要求30所述的集成电路装置测试系统，其中所述第一热单元经配置以经由通过经过所述电触点的温控气体或液体流控制所述电触点的所述温度来控制所述集成电路装置的所述插孔侧的所述温度。
32.一种集成电路装置测试系统，其包括：
插孔，其经配置以接纳集成电路装置，所述插孔包含：
基座部件，其包括多个电触点，及
浮动板，其由所述基座部件经由至少一个弹簧支撑，所述浮动板包括多个浮动板开口，所述多个浮动板开口经配置以允许所述集成电路装置的电触点通过所述浮动板开口与所述基座部件的所述电触点电接合；及
第一热单元，其经配置以控制所述集成电路装置的安置于所述浮动板与所述集成电路装置之间的插孔侧的温度。
33.一种集成电路装置测试系统，其包括：
插孔，其经配置以接纳集成电路装置，所述插孔包含具有热通孔的柔性电路板；
热界面，其与所述柔性电路板热接触；及
第一热单元，其与热界面热接触。
34.根据权利要求30至33中的任一权利要求，其中所述第一热单元经配置而以有源方式控制所述集成电路装置的插孔侧的温度。
35.根据权利要求30至33中的任一权利要求，其进一步包括第二热单元，所述第二热单元经配置以控制所述集成电路装置的与所述插孔侧相对的第二侧的温度，其中所述第一热单元及所述第二热单元中的至少一个经配置而以有源方式控制温度。
36.一种集成电路装置测试系统，其包括：
插孔，其经配置以接纳集成电路装置；
热单元；
负载板，其经配置以电连接到所述集成电路装置；以及
控制器或有源电路，其经配置以控制所述热单元、安置于所述负载板上或与所述负载板集成在一起。
37.一种集成电路装置测试系统，其包括：
插孔，其经配置以接纳集成电路装置；
热单元；及
控制器或有源电路，其经配置以控制所述热单元、安置于所述热单元上或与所述热单元集成在一起。
38.一种集成电路装置测试系统，其包括：
插孔，其经配置以接纳集成电路装置；
热单元；
控制器或有源电路，其经配置以控制所述热单元、安置于所述插孔上或与所述插孔集成在一起。
39.一种集成电路装置测试系统，其包括：
插孔，其经配置以接纳集成电路装置；
温度敏感组件，其展现出温度相依特性；
控制器或有源电路，其经配置以基于所述温度敏感组件的所述温度相依特性的测量而确定所述集成电路装置的温度；且
其中所述控制器或有源电路安置于所述插孔上或与所述插孔集成在一起。
40.一种集成电路装置测试系统，其包括：
插孔，其经配置以接纳集成电路装置；
温度敏感组件，其展现出温度相依特性；
控制器或有源电路，其经配置以基于所述温度敏感组件的所述温度相依特性的测量而确定所述集成电路装置的温度；以及
负载板，其经配置以电连接到所述集成电路装置；
其中所述控制器或有源电路安置于所述负载板上或与所述负载板集成在一起。
41.一种集成电路装置测试系统，其包括：
插孔，其经配置以接纳集成电路装置；
温度敏感组件，其展现出温度相依特性；
控制器或有源电路，其经配置以基于所述温度敏感组件的所述温度相依特性的测量而确定所述集成电路装置的温度；以及
热单元，其经配置以控制所述集成电路装置的温度；
其中所述控制器或有源电路安置于所述热单元上或与所述热单元集成在一起。
42.根据权利要求39至41中的任一权利要求，其进一步包括包含二极管的受测试装置，其中所述温度敏感组件为所述二极管，且其中所述温度相依特性为所述二极管的正向电压。
43.根据权利要求39至40中的任一权利要求，其进一步包括热单元，所述热单元经配置以基于所述控制器或有源电路的温度确定而以有源方式控制受测试装置的温度。
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