CN116500417A - 基于ate设备的多通道快速高效线缆检测装置 - Google Patents
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Abstract
一种基于ATE设备的多通道快速高效线缆检测方法，用于检测连接在ATE设备的若干条PIN管脚与晶圆测试卡相应管脚之间的线缆连接状态及阻抗精度的测试；其包括测用于检测所述线缆通断的测压检测电路、用于检测所述线缆是否满足阻抗要求的测流检测电路和CBIT控制电路，CBIT控制电路包括主控芯片和光耦开关，所述主控芯片输出CBIT控制信号控制所述光耦开关的开合。因此，本发明通过设置一个带有大量CBIT信号去控制大量检测电路的特殊设计的线缆检测装置，可以快速高效的检测大量线缆，且不仅仅可以检测线缆的通断还可以检测双芯线的线缆的两根芯线之间是否有短路情况及每一根线缆的阻抗精度。
Description
技术领域
本发明属于集成电路(IC)自动测试机(Automatic Test Equipment，简称ATE)技术领域，涉及一种基于ATE设备的多通道快速高效线缆检测方法。
背景技术
ATE设备通常有上万个PIN管脚，这些PIN管脚通常需要大量的线缆来与晶圆测试卡连接。单台ATE设备就需要大量线缆，批量生产则需要海量的线缆，而ATE设备使用的线缆又是精密器件在运输过程中非常容易损坏。损坏之后的线缆肉眼也难以直接看出，因此需要对好坏线缆进行检测筛选。
另一方面，每台ATE设备上万个PIN脚的线缆安装也非常容易出现安装不到位的情况，晶圆厂家又不得不找第三方检测线缆安装好之后的状态情况，这样既加大了成本也较为费时。
因此，在实际使用的情况下，就会存在到货线缆是否损坏和安装好的线缆是否可靠这两个问题。
发明内容
为解决的上述技术问题，本发明提出一种基于ATE设备的多通道快速高效线缆检测装置，用于快速检测大量精密线缆经过运输后是否损坏，及ATE设备中所包含的海量PIN管脚与线缆引脚之间的连接是否可靠的快速高效检测问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种基于ATE设备的多通道线缆检测装置，用于检测连接在ATE设备的若干条PIN管脚与晶圆测试卡相应管脚之间的线缆连接状态及阻抗精度的测试；其包括：
M条线缆，所述M条线缆一端的M个管脚连接与所述ATE设备的M条相应PIN管脚相连，所述M条线缆另一端的M个管脚分别连接所述测量芯片和所述线缆检测装置的M个管脚；
测压检测电路，用于检测所述线缆的通断；
短路检测电路，用于检测所述线缆是否对地短路；
测流检测电路，用于检测所述线缆是否满足阻抗的要求；
CBIT控制电路，其包括主控芯片和光耦开关，所述主控芯片输出CBIT控制信号控制所述光耦开关的开合；
其中，所述测压检测电路将M条线缆中平均分成两组线缆，将一组线缆中的1条线缆的一端通过所述光耦开关接到另一组相应的1条线缆的一端，形成M/2条通路，所述通路的一端作为发送端，所述通路的另一端作为接收端；所述ATE设备输出电压VA到每条通路的发送端，通过所述主控芯片控制光耦开关输出的CBIT控制信号，检测所述通路的接收端的电压VB，且比较所述电压VA和电压VB之间的差值，得到所述通路中两条线缆是否有断路的情况。
进一步地，所述短路检测电路包括电源VCC、第一电阻R1、第二电阻R2、第一选组模块、第三电阻R3、第四电阻R4、N1个光耦开关和接地端，所述第一选组模块把所述M条线缆分成N1个DGS组，所述第一选组模块控制每个DGS组中光耦开关的开合，每个DGS组中的多条线缆并接在一起，所述第一电阻R1、光耦开关和所述第二电阻R2依次串接在所述电源VCC和所述接地端之间，所述第三电阻R3和第四电阻R4依次串接在接地端之间，所述第三电阻R3和第四电阻R4的连接点为短路检测点M；
所述光耦开关开启时，测量M点电压Vm，此时为V＝0；
所述光耦开关关闭时，测量M点电压Vm：
如果正常情况：Vm＝VCC*(R2/R1+R2)*(R4/R3+R4)。
如果对地短路：Vm＝0，所述DGS组中有一根以上的线缆短路到地的情况。
进一步地，所述测流检测电路包括第二选组模块，所述第二选组模块把所述M条线缆分成N2个线缆组，所述第二选组模块控制每个线缆组中光耦开关的开合，每个线缆组中的多条线缆的一端并接在一起，所述线缆组包括第五电阻R5、第六电阻R6和光耦开关，所述第五电阻R5和第六电阻R6并接在一起，所述第五电阻R5和第六电阻R6的一端接第一加电压端，另一端接所述线缆组的第一端，所述线缆组的第二端接所述光耦开关的一端，所述光耦开关的另一端接第二加电压端；
在测量时，所述第一加电压端加电压VI，第二加电压端加电压Vh，闭合所述光耦开关，并在所述第一加电压端和第二加电压端同时测量电流，如果电流相等且其值基本等于设定值，则测得线缆正常，当测得电流小于设定电流值I时，说明线缆阻抗偏大，存在异常；其中，所述设定电流值I为：电流I＝(Vh-Vl)/Rk，Rk＝R5//6+线缆本身的阻抗。
进一步地，所述的基于ATE设备的多通道线缆检测装置，其还包括线缆组接线座和线缆组转接头，所述线缆组接线座固定在多所述通道线缆检测装置上，所述线缆组转接头包括第一接口和第二接口，所述第一接口与所述线缆组接线座接插，所述第二接口根据所述线缆定制，所述第二接口侧则设成插拔结构，用于所述线缆进行插拔。
从上述技术方案可以看出，本发明的基于ATE设备的多通道线缆检测装置，借用一个辅助装置再配合ATE设备本身的电压、电流输入输出检测能力来达到一个多通道快速高效的线缆检测方案，以达到在安装前对线缆进行快速的检测，筛出故障线缆，避免安装好之后返工，并在安装好之后可以定期对线缆进行检测。
图1所示为本发明实施例中线缆连接线连接状态及精度的测试装置的示意图
图2所示为本发明实施例中线缆组转接头的结构示意图
图3所示为本发明实施例中测压检测电路的示意图
图4所示为本发明实施例中短路检测电路的示意图
图5所示为本发明实施例中测流检测电路的示意图
具体实施方式
需要说明的是，本发明提供一种ATE设备线缆多通道快速高效检测装置，该装置包括一个CBIT控制电路，大量测压检测电路，大量测流检测电路，大量短路检测电路，每个检测电路检测一组线路，其旨在通过大量的CBIT信号去控制每一个检测电路，从而达到快速高效的检测线缆。
下面结合附图1-4，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
请参阅图1，图1所示为本发明实施例中线缆连接线连接状态及精度的测试装置的示意图。如图1所示，该装置用于检测连接在ATE设备的若干条PIN管脚与晶圆测试卡相应管脚之间的线缆连接状态及阻抗精度的测试；通常ATE设备通常有上万个PIN脚，这些PIN脚通常需要上万条线缆来与晶圆测试卡连接，所述的M条线缆为以万为计的。
所述M条线缆一端的M个管脚连接与所述ATE设备的M条相应PIN管脚相连，所述M条线缆另一端的M个管脚分别连接所述测量芯片和所述线缆检测装置的M个管脚。
请查阅图2，图2所示为本发明实施例中线缆组转接头的结构示意图。如图2所示，在该ATE设备线缆多通道快速高效检测装置(图中表示为辅助装置)，可以增加一个线缆组接线座和线缆组转接头，所述线缆组接线座固定在多所述通道线缆检测装置上，所述线缆组转接头包括第一接口和第二接口，所述第一接口与所述线缆组接线座接插，所述第二接口根据所述线缆定制，所述第二接口侧则设成插拔结构，用于所述线缆进行插拔。
如此可以将不同的线缆组都接到辅助装置上检测；然后在与接线座配套连接的一侧设有固定装置，另一侧则设成灵活插拔结构，方便快速插拔线缆进行快速测试。
如图1所示，该基于ATE设备的多通道线缆检测装置包括用于检测所述线缆的通断的测压检测电路，用于检测所述线缆是否对地短路的短路检测电路，用于检测所述线缆是否满足阻抗的要求的测流检测电路，以及CBIT控制电路。所述CBIT控制电路包括主控芯片和光耦开关，所述主控芯片输出CBIT控制信号控制所述光耦开关的开合。
请结合图1查阅图3，图3所示为本发明实施例中测压检测电路的示意图，如图3所示，测压检测电路用于检测所述线缆的通断。
在本发明的实施例中，CBIT控制电路，其包括主控芯片和光耦开关，所述主控芯片输出CBIT控制信号控制所述光耦开关的开合；
其中，所述测压检测电路将M条线缆中平均分成两组线缆，将一组线缆中的1条线缆的一端通过所述光耦开关接到另一组相应的1条线缆的一端，形成M/2条通路，所述通路的一端作为发送端，所述通路的另一端作为接收端；所述ATE设备输出电压VA到每条通路的发送端，通过所述主控芯片控制光耦开关输出的CBIT控制信号，检测所述通路的接收端的电压VB，且比较所述电压VA和电压VB之间的差值，得到所述通路中两条线缆是否有断路的情况。
也就是说，本发明的线缆检测装置，设有一个CBIT控制电路，类似于控制中心，CBIT控制电路设有大量的CBIT控制信号，每个CBIT控制信号控制一个光耦开关，光耦开关决定了检测电路的功能是否开启。测压检测电路先将2根线缆接到电路中，1根作为发送，1根作为接收，再借用ATE设备本身自带的输出电压电流功能和检测电压电流功能，一根发出电压另一根检测电压，即可快速检测线缆的通断。
如图3所示，测压检测电路的工作流程如下：
当一组线缆中的1条线缆的一端通过所述光耦开关接到另一组相应的1条线缆的一端，该线缆包括了两条通过光耦开关连接的线缆了，其中，一条线缆作为Force线，其一端可以接至Force线处(发送端)，另一条线缆作为SENSE线，其一端可以接至SENSE线处(接收端)。
需要说明的是，两条线可以互换功能。其工作原理如下：
①、测量时，将A端Force线加电压VA，B端SENSE线测量，CBIT控制开关闭合，如果测量到电压为VA，则线缆正常；
②、将B端Force线加电压VB，A端SENSE线测量，CBIT控制开关闭合，如果测量到电压为VB，则线缆正常。
效果：可以快速检测线缆的通断。
请查阅图4，图4所示为本发明实施例中短路检测电路的示意图。如图4所示，所述短路检测电路包括电源VCC、第一电阻R1、第二电阻R2、第一选组模块、第三电阻R3、第四电阻R4、N1个光耦开关和接地端，所述第一选组模块把所述M条线缆分成N1个DGS组，所述第一选组模块控制每个DGS组中光耦开关的开合，每个DGS组中的多条线缆并接在一起，所述第一电阻R1、光耦开关和所述第二电阻R2依次串接在所述电源VCC和所述接地端之间，所述第三电阻R3和第四电阻R4依次串接在接地端之间，所述第三电阻R3和第四电阻R4串接在所述DGS组的第二端和接地端之间，所述第三电阻R3和第四电阻R4的连接点为短路检测点M；
所述光耦开关(CBIT开关)开启时，测量M点电压Vm，此时为V＝0；
所述光耦开关关闭(CBIT开关)时，测量M点电压Vm：
如果正常情况：Vm＝VCC*(R2/R1+R2)*(R4/R3+R4)左右。
如果对地短路：Vm＝0，所述DGS组中有一根以上的线缆短路到地的情况。
效果：可以快速检测线缆是否对地短路，线缆在使用时会配合地线一起使用，有概率会发生对地短路的情况，即短路检测电路通过将一组线缆接至电路中，只要有任一线缆短路即可检出。
请查阅图5，图5所示为本发明实施例中测流检测电路的示意图。如图5所示，所述测流检测电路包括第二选组模块，所述第二选组模块把所述M条线缆分成N2个线缆组，所述第二选组模块控制每个线缆组中光耦开关的开合，所述线缆组包括第五电阻R5、第六电阻R6和光耦开关，所述第五电阻R5和第六电阻R6并接在一起，所述第五电阻R5和第六电阻R6的一端接第一加电压端，另一端接所述线缆组的第一端，所述线缆组的第二端接所述光耦开关的一端，所述光耦开关的另一端接第二加电压端。
在测量时，所述第一加电压端加电压VI，第二加电压端加电压Vh，闭合所述光耦开关，并在所述第一加电压端和第二加电压端同时测量电流，如果电流相等且其值基本等于设定值，则测得线缆正常，当测得电流小于设定电流值I时，说明线缆阻抗偏大，存在异常；其中，所述设定电流值I为：
电流I＝(Vh-Vl)/Rk，Rk＝R5//6+线缆本身的阻抗(大约0.5欧姆)，两端同时测量电流，如果电流相等且其值基本等于设定值，则测得线缆正常。当测得电流小于设定值时，说明线缆阻抗偏大，存在异常。
效果：可以快速检测线缆阻抗是否偏高，在一些精度较高的应用场合需要线缆阻抗满足要求，即测流检测电路通过将极小电阻串入线缆中来检测线缆的阻抗精度。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所述实施例并非用以限制本发明的专利保护范围，因此凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种基于ATE设备的多通道线缆检测装置，用于检测连接在ATE设备的若干条PIN管脚与晶圆测试卡相应管脚之间的线缆连接状态及阻抗精度的测试；其特征在于，包括：
M条线缆，所述M条线缆一端的M个管脚连接与所述ATE设备的M条相应PIN管脚相连，所述M条线缆另一端的M个管脚分别连接所述测量芯片和所述线缆检测装置的M个管脚；
测压检测电路，用于检测所述线缆的通断；
短路检测电路，用于检测所述线缆是否对地短路；
测流检测电路，用于检测所述线缆是否满足阻抗的要求；
CBIT控制电路，其包括主控芯片和光耦开关，所述主控芯片输出CBIT控制信号控制所述光耦开关的开合；
其中，所述测压检测电路将M条线缆中平均分成两组线缆，将一组线缆中的1条线缆的一端通过所述光耦开关接到另一组相应的1条线缆的一端，形成M/2条通路，所述通路的一端作为发送端，所述通路的另一端作为接收端；所述ATE设备输出电压VA到每条通路的发送端，通过所述主控芯片控制光耦开关输出的CBIT控制信号，检测所述通路的接收端的电压VB，且比较所述电压VA和电压VB之间的差值，得到所述通路中两条线缆是否有断路的情况。
2.根据权利要求1所述的基于ATE设备的多通道线缆检测装置，其特征在于，所述短路检测电路包括电源VCC、第一电阻R1、第二电阻R2、第一选组模块、第三电阻R3、第四电阻R4、N1个光耦开关和接地端，所述第一选组模块把所述M条线缆分成N1个DGS组，所述第一选组模块控制每个DGS组中光耦开关的开合，每个DGS组中的多条线缆并接在一起，所述第一电阻R1、光耦开关和所述第二电阻R2依次串接在所述电源VCC和所述接地端之间，所述第三电阻R3和第四电阻R4依次串接在接地端之间，所述第三电阻R3和第四电阻R4的连接点为短路检测点M；
所述光耦开关开启时，测量M点电压Vm，此时为V＝0；
所述光耦开关关闭时，测量M点电压Vm：
如果正常情况：Vm＝VCC*(R2/R1+R2)*(R4/R3+R4)。
如果对地短路：Vm＝0，所述DGS组中有一根以上的线缆短路到地的情况。
3.根据权利要求1所述的基于ATE设备的多通道线缆检测装置，其特征在于，所述测流检测电路包括第二选组模块，所述第二选组模块把所述M条线缆分成N2个线缆组，所述第二选组模块控制每个线缆组中光耦开关的开合，每个线缆组中的多条线缆的一端并接在一起，所述线缆组包括第五电阻R5、第六电阻R6和光耦开关，所述第五电阻R5和第六电阻R6并接在一起，所述第五电阻R5和第六电阻R6的一端接第一加电压端，另一端接所述线缆组的第一端，所述线缆组的第二端接所述光耦开关的一端，所述光耦开关的另一端接第二加电压端；
在测量时，所述第一加电压端加电压VI，第二加电压端加电压Vh，闭合所述光耦开关，并在所述第一加电压端和第二加电压端同时测量电流，如果电流相等且其值基本等于设定值，则测得线缆正常，当测得电流小于设定电流值I时，说明线缆阻抗偏大，存在异常；
其中，所述设定电流值I为：
电流I＝(Vh-Vl)/Rk，Rk＝R5//6+线缆本身的阻抗。
4.根据权利要求1所述的基于ATE设备的多通道线缆检测装置，其特征在于，还包括线缆组接线座和线缆组转接头，所述线缆组接线座固定在多所述通道线缆检测装置上，所述线缆组转接头包括第一接口和第二接口，所述第一接口与所述线缆组接线座接插，所述第二接口根据所述线缆定制，所述第二接口侧则设成插拔结构，用于所述线缆进行插拔。
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