CN1728932A - 用于自动测试系统中的电磁干扰屏蔽的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种电子测试系统承载板电磁屏蔽物。该承载板电磁屏蔽物可具有带有开口的DUT坞接盘，该DUT坞接盘具有波导管，DUT可通过该波导管被插入承载板上的插座或接触器。
Description
技术领域
本发明一般地涉及电子测试系统，尤其涉及电子测试系统承载板(load board)的电磁干扰屏蔽。
背景技术
在电子测试系统例如集成电路(IC)或片上系统(SOC)的测试系统中，电子电路测试器一般测试IC、SOC或类似设备的性能。在制造设备或集成电路的各个阶段，即从最初的晶片处理阶段到最终的封装阶段，电子电路测试器可用来测试已完成的已封装设备或集成电路。传统的测试器一般包括测试头和电子测试和测量仪。电子测试和测量仪可包含在测试头中或电连接到测试头的仪器架中。测试头一般通过被称为承载板的印刷电路板与设备或集成电路相接口。在这些测试系统中，承载板用来提供测试器和被测设备(DUT)之间的电和机械接口。承载板将自动测试系统的测量电子电路延伸到了DUT的管脚或焊盘。每个特别的DUT或DUT族一般都需要定制的承载板。
由于电子电路测试器可用来测试多种形式的已封装设备和集成电路，所以一般通过枢轴连接将测试头安装在支架(dolly)或仪器架上。枢轴连接使得测试头可处于多个位置，包括近似的朝上的水平位置，从而操作者可将合适的承载板安装在电子电路测试器的测试头上。测试头还可转至多个角度位置中的任意一个，例如转至基本垂直的位置，从而承载板例如可与自动材料输送装置(automated material handler)相接口，以检测已封装设备或集成电路。自动材料输送装置将待测的每个已封装设备或集成电路(此后将二者之一或全部称为设备或“DUT”)送至电子电路测试器。
图1示出了传统测试器10。测试器10包括测试头12，其被穿过导线管14的线缆电连接到电子测试和测量仪的(多个)仪器架16，所述电子测试和测量仪例如是用于将电信号施加到接口于测试头12的设备或集成电路的AC或DC信号发生器，还例如是用于测量对所施加的信号的响应的信号分析器，例如网络分析器、光谱分析器、示波镜，或其它波形数字化或信号处理设备。测试头12可包括执行下列操作的电路，所述操作即电信号的分配、信号分离、频率转换、放大、衰减、切换或在电信号被导向仪器架16或被测的设备或集成电路之前对电信号的其它调节或修整。
测试头12通过安装到测试头12的承载板18和夹具基板20，接口到设备或集成电路。可替换地，在安装夹具基板20之前，可将具有与夹具基板类似配置的校准基板(未示出)连接到测试头12，用于校准测试头12。承载板18的配置依赖于被测设备或集成电路的类型或族，例如模拟或数字电子电路，而夹具基板20的配置则一般地专用于被测的具体设备或集成电路(DUT)，或它们的族。
夹具基板20接口于被测设备(DUT)板22，被测设备板22可包括安装到或制作在DUT板上的电感器、电容器和其它电子组件或电路，以对发送到被测设备或集成电路、或从被测设备或集成电路接收的电信号进行去耦、滤波、衰减或其它修整。最后，DUT板22连接到插座24，以实现测试器10和实际的电子电路或被测设备(DUT)之间的(多个)电连接，所述实际的电子电路或被测设备例如是已封装设备或集成电路26。可替换地，插座24可直接安装在承载板18上。
测试头12安装在支架28上。测试头12可通过枢轴连接30安装到支架28上。枢轴连接30使得测试头12的位置可以是近似朝上的水平位置，于是，操作者可将合适的承载板18、校准或夹具基板20和带有插座24的DUT板22安装到测试器10的测试头12。测试头12可转动到任意角度位置，因此，插座24例如可与自动材料输送装置32相接口，自动材料输送装置32迅速地将每个DUT 26送至测试器10以供测试。
可替换地，晶片探针(未示出)可代替插座24安装到DUT板22上。枢轴连接30使得测试头12能转动到倒置位置，以测试晶片针测台(未示出)处的晶片(未示出)上的设备或集成电路。
为了将插座24接口到自动材料输送装置32或晶片针测台(未示出)的晶片探针(未示出)，框34被安装在测试头12上。与框34相配合的输送装置安装盘36安装在自动材料输送装置32或晶片针测台(未示出)上，用于将测试头12与输送装置或台对准，从而可测试已封装设备或集成电路或晶片上的设备或集成电路。
不同于测试系统10中的大多数印刷电路板和电子电路，承载板18未被封入机壳内，这意味着承载板18易受电磁干扰(EMI)的影响，而机壳一般可衰减电磁干扰。在IC测试公司中的测试台上，经常发现来自地区蜂窝电话中继和广播塔或其它本地工业活动的很高级别的EMI。EMI屏蔽的一种可能的方法是围绕着测试器建立屏蔽室。但是，由于测试器很大，所以这是一种昂贵的解决方案，它很不方便，浪费了产品或测试台空间，还降低了产品或测试台空间的灵活性。
发明内容
本发明提出了一种与自动集成电路测试器的承载板和输送装置整合在一起的、用于提供电磁干扰屏蔽的新颖的方法和装置。具体地说，在自动集成电路测试器中，DUT坞接盘(docking plate)对承载板形成了顶部电磁干扰屏蔽物和波导。
附图说明
参考下面的详细说明并结合附图可获得对本发明的更完整理解，从而本发明的很多优点将变得很清楚，在附图中，相似的标号表明相同或类似的组件，其中：
图1示出了传统电子电路测试器的等轴测视图；
图2示出了根据本发明实施例的电子电路测试器的等轴测视图；
图3示出了根据本发明实施例的承载板的俯视透视图；
图4示出了根据本发明实施例的连接到测试头的输送装置的分解侧视图；
图5示出了根据本发明实施例的承载板组件的侧视图；
图6示出了根据本发明实施例的承载板组件的俯视图；以及
图7示出了根据本发明的实施例，用于测试DUT的方法流程图。
具体实施方式
在很多用于集成电路(IC)、片上系统(SOC)或类似的电子设备的电子测试系统中，一般包括三种主要系统。它们包括：包含测量电子电路的测试器；作为被测设备(DUT)和测试器之间的接口的承载板；以及可自动插入DUT和在测试期间控制DUT温度的输送装置。这些系统可包括自动测试系统或设备，从而其可包括自动测试器或输送装置等。这里公开了一种装置和方法，包括用于提供屏蔽的承载板的电磁干扰(EMI)屏蔽，其同时还提供开口，以容纳由输送装置插入承载板上插座的DUT。
图2示出了电子测试系统100的一些主要组成部分。如图所示，被称为承载板118的印刷电路板安装在测试器100的测试头112上。测试头112可以被铰接，因此它可坞接到输送装置(见图1)，该输送装置可用于自动地将DUT插入承载板118上的接触器或插座。每个特别的DUT或DUT族通常需要定制的承载板118。承载板118负责将自动测试系统的测量电子电路在测试头112和DUT的I/O管脚之间延伸。承载板118经由测试头112上的管脚电接口138而与测试头112相接口。管脚电接口138支持管脚电子电路，管脚电子电路在测试头112和承载板118之间提供机械和电接口。
测试器100的支撑架116包含电子测试和测量仪，它们可经由线缆114连接到测试头112。如图1所示的示例性自动测试系统是片上系统(SOC)测试系统，例如可从美国加州Palo Alto的安捷伦科技有限公司获得的安捷伦93000测试系统。
在图3中，更详细地示出了与测试头112分离的承载板118。除了用于插入待测DUT的接触器或插座之外，承载板118还可在顶面包含很多组件。每种类型的DUT或DUT族通常需要定制的承载板118。承载板118的设计和性能可能是整体测试性能的一个限制性因素。承载板的复杂度不同；它们可能具有单个的接触器或插座124(此后称为插座)，或者它们可能具有很多插座。如图3所示，承载板118可能具有很多相关联或包含于其上的电组件119，例如偏置和阻抗匹配电路。这样的电路经常位于承载板118的顶面，因为将电子器件或电路置于背面将会引入不希望的寄生电感。承载板118的底面连接到测试头112并与之相接口。如图3所示，承载板118的顶面连接到输送装置(图1中的32)。
承载板118可在测试系统中实现多种任务和目的。例如，承载板118可将测试头测量资源延伸到DUT；向DUT提供电源；连接测试头测量资源所使用的多个地以减小噪声；复制测试电路；提供机械接口用于自动将DUT插入插座124；以及提供机械接口以支持DUT的温度测试。
图4示出了一些硬件元件，可用来将测试头112连接到输送装置132。在图4中部示出了承载板118。承载板118安装到管脚电接口138，管脚电接口138机械地支持承载板118，还支持在承载板118和测试头112之间提供接口的管脚电子电路。加强嵌体139可插入在承载板118和管脚电接口138之间。加强嵌体139可用来向承载板118提供增强的刚性，以支持由输送装置132施加的力，并防止承载板118的卷曲或破裂。加强嵌体139可以是铝网或其它已知加强材料。
接触器或插座124安装到承载板118的顶面。接触器124通常是耐用插座，其能够允许输送装置几千次将DUT插入。从输送装置132移动DUT、将其插入插座124、将其从插座124移出、并将其放回输送装置料盘(未示出)所需的时间量称为转位时间(index time)，是直接影响测试的速度、吞吐量和成本的关键参数。还示出了DUT坞接盘140(也称为密封适配器)，它是输送装置132与承载板118的顶面直接接触的一部分。DUT坞接盘140安装到输送装置坞接盘(见图1的36)，该输送装置坞接盘负责将输送装置132坞接到承载板118和测试头112。
图5和6示出了DUT坞接盘140如何作为插座124、DUT 126和承载板电路119的EMI屏蔽的顶盘。下截止(below-cutoff)波导管142从DUT坞接盘140的开口141延伸，其中DUT通过所述开口而被输送装置插入承载板118上的插座124。在实践中，承载板118包含一个或多个连接到地的地平面143。承载板118的(多个)地平面143使用镀金铍-铜弹簧爪144或其它已知导电附接装置，连接到坞接盘。弹簧爪144可附接在承载板118上，于是当输送装置132从承载板118和测试头112分离时，坞接盘140可很被容易地移走。与弹簧爪144接触的坞接盘表面145可以是边缘145。边缘145可以是镀金的，以防止随着时间的过去而形成可能降低EMI屏蔽的作用的电阻性氧化物。
波导管142可提供对来自外部源的辐射干扰信号的进一步衰减。波导管衰减对承载板上DUT或电路的任何EMI的影响。可选择开口尺寸141和管高度，以提供对干扰信号的充分衰减，同时容纳插入插座124的DUT126的尺寸，并且不显著增加输送装置132的转位时间。EMI屏蔽DUT坞接盘140可由钢或任何已知导电材料制成。
图7示出了根据本发明实施例的测试方法的流程图150，其中在152提供包括具有测试头和输送装置的测试器的电子测试系统，在154提供具有DUT插座的承载板。在156，EMI屏蔽DUT坞接盘被置于承载板和输送装置之间。在158，DUT被输送装置插入插座。在160，测试器对DUT执行(多个)测试。
本领域的技术人员应当理解，本发明利用已有的系统元件向DUT126、接触器/插痤124以及承载板118上的电路提供屏蔽，而未在承载板118和坞接盘或输送装置之间增加间隔，而增加单独的EMI屏蔽将制造这样的间隔；未显著增加DUT在输送装置132和插座124之间必须运行的路径长度；未显著增加测试时间和相关测试成本；未显著影响测试台的使用；未显著增加测试系统或承载板的复杂度。
虽然为了说明的目的而公开了本发明的优选实施例，但是本领域的技术人员应当理解，可以有各种修改、添加和替换，而不偏离本发明的范围和精神，因此等同实施例仍落在所附权利要求的范围内。
Claims (17)
1.一种电子测试系统承载板电磁干扰屏蔽物，包括：
一种基本上是平面的结构，所述结构具有位于第一侧的外周边缘，以及延伸通过所述平面结构的至少一个开口。
2.如权利要求1所述的承载板电磁干扰屏蔽物，其中所述开口适于允许被测设备插入承载板上的插座。
3.如权利要求1所述的承载板电磁干扰屏蔽物，其中所述屏蔽物包括导电材料。
4.如权利要求1所述的承载板电磁干扰屏蔽物，还包括连接到承载板上的地平面的导电弹簧爪，以使得所述基本平面结构的所述外周边缘附接于所述弹簧爪以创建电磁干扰屏蔽。
5.如权利要求1所述的承载板电磁干扰屏蔽物，还包括位于所述基本平面结构的第二侧的波导管，所述波导管围绕所述开口并从所述开口向上延伸，所述波导管适合于允许输送装置将被测设备插入承载板上的插座。
6.一种用于电子电路测试的系统，包括：
插座；
可安装在电子电路测试器的测试头上的承载板，所述承载板适合于电连接和机械连接到所述测试头，所述插座安装在所述承载板上，并通过所述承载板与所述测试头相接口；
输送装置，适合于坞接到所述测试头上的所述承载板并将被测设备插入所述承载板上的所述插座；以及
具有位于所述输送装置和所述承载板之间的波导开口的电磁干扰屏蔽物，其中所述波导开口容许所述输送装置将被测设备插入所述承载板上的所述插座。
7.如权利要求6所述的用于电子电路测试的系统，其中所述电磁干扰屏蔽物通过所述电磁干扰屏蔽物的一侧上的与所述承载板上的弹簧爪接触的边缘而与所述承载板接触。
8.如权利要求7所述的用于电子电路测试的系统，其中所述承载板上的所述弹簧爪连接到所述承载板中的地平面。
9.如权利要求8所述的用于电子电路测试的系统，其中所述电磁干扰屏蔽物中的所述波导开口包括在所述电磁干扰屏蔽物的第二侧围绕着所述开口并从其延伸的管状结构。
10.一种用于电子电路测试的方法，包括：
提供包括具有测试头的测试器的电子电路测试系统；
将在第一侧具有插座的承载板的第二侧安装在所述测试头上；
提供输送装置；
将具有波导开口的电磁干扰屏蔽物置于所述承载板的所述第一侧和所述输送装置之间；
将所述输送装置坞接到所述测试头上的所述承载板；
通过所述波导开口，将被测设备从所述输送装置插入所述承载板上的所述插座；以及
对所述被测设备执行测试。
11.如权利要求10所述的用于电子电路测试的方法，其中所述波导开口是围绕所述开口并从所述电磁干扰屏蔽物的第一表面延伸的管状结构。
12.如权利要求11所述的用于电子电路测试的方法，其中所述电磁干扰屏蔽物包括位于所述电磁干扰屏蔽物的第二表面上的边缘，其中所述边缘通过所述承载板的所述第一侧上的导电弹簧爪与所述承载板接触。
13.如权利要求12所述的用于电子电路测试的方法，其中所述弹簧爪连接到地。
14.如权利要求13所述的用于电子电路测试的方法，其中所述边缘是镀金的。
15.如权利要求14所述的用于电子电路测试的方法，其中所述导电弹簧爪是铍一铜的。
16.如权利要求14所述的用于电子电路测试的方法，其中所述导电弹簧爪是镀金的。
17.一种在电子测试系统中的具有波导开口的电磁干扰屏蔽物，包括：
具有地平面的承载板；
附接于所述承载板的接触器；
导电平面结构，所述导电平面结构在第一表面上具有围绕所述导电平面结构的外周的导电边缘，所述导电平面结构还具有所述导电平面结构中的开口，所述开口具有从所述导电平面结构的第二表面延伸出去并围绕所述开口的部分，其中所述边缘附接于所述承载板的所述地平面，以容许被测电子设备通过所述导电平面结构的所述开口插入附接于所述承载板上的所述接触器。
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