CN1954227B - 测试信号与受测器件的无接触接口 - Google Patents

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Abstract

接口器件从测试器接收测试数据。表示测试数据的信号通过接口器件和受测器件上的电磁耦合结构传送到受测器件。受测器件处理测试数据并生成响应数据。表示响应数据的信号通过受测器件和接口器件上的电磁耦合结构传送到接口器件。

Description

测试信号与受测器件的无接触接口
发明背景 
虽然本发明一般可适用于测试系统和方法，但尤其适合于半导体器件测试。 
如已知的，半导体器件通常是作为管芯在半导体晶片上一次制造多个，之后，在发货给客户或安装到各种产品上之前进一步加工该管芯。该进一步的处理可采用多种形式。 
在可能是最常见的制造后处理中，在仍保持晶片形式的同时探测和测试管芯。其后，将芯片从晶片上单取(singulated)，并且对通过最初的探针测试的管芯进行封装、老化和进一步测试。在另一种常见的处理中，管芯在从晶片单取后不被封装，而是被进一步测试并通常进行老化以生产“已知的优良管芯”，它们是已经完全测试的未封装管芯。在更先进的处理中，将管芯保持在晶片形式的同时时进行老化和完全测试。 
在所有的这些示例性制造后处理中，以及测试任意种类的电子器件的其它情况中，需要控制管芯或其它电子器件的测试和/或执行。 
概要 
本发明一般涉及无接触地接口至和/或自受测电子器件的至少一个测试信号。在本发明的一个示例性实施例中，将从测试器接收的测试信号通过无接触电磁耦合发送到受测器件。类似地，由该器件生成的响应数据通过无接触电磁耦合从该器件发送。 
附图简述 
图1示出利用无接触通信的示例性测试系统。 
图2A和2B示出具有屏蔽/功率平面的接口板和受测器件的横截面侧视图。 
图3示出示例性耦合特性。 
图4示出示例性板通信控制电路。 
图5示出示例性DUT通信控制电路。 
图6示出用于测试半导体晶片的示例性测试系统。 
图7示出具有电磁耦合焊盘的示例性晶片。 
图8A示出示例性探针卡的俯视图。 
图8B示出图8A的探针卡的横截面侧视图。 
图9A示出图8A的探针卡的仰视图。 
图9B示出图8A的探针卡的另一个横截面侧视图。 
图10示出图8A的探针卡和图7的晶片的侧视图。 
图11示出图8A的通信控制芯片的示例性工作。 
图12示出在图7的晶片的每一个管芯上的通信控制电路的示例性工作。 
图13示出另一个示例性测试系统。 
图14A示出去除了盖子的示例性卡匣的俯视图。 
图14B示出去除了器件板的图14A的卡匣的仰视图。 
图14C示出去除了盖子和器件板的图14A的卡匣的横截面侧视图。 
图15示出另一示例性晶片。 
图16示出示例性基板的简化框图。 
图17示出示例性无线传输控制芯片的简化框图。 
图18示出图13的测试系统的示例性操作。 
图19示出图18的步骤1806和1808的示例性操作。 
图20示出半导体管芯的示例性制造。 
图21示出示例性半导体晶片。 
图22示出示例性探针卡。 
图23示出示例性测试系统的示意图。 
图24示出另一示例性测试系统的示意图。 
示例性实施例的详细描述 
本发明一般涉及无接触地接口至或自受测电子器件的至少一个测试信号。本说明书描述了本发明的示例性实施例和应用。然而，本发明不限于这些示例性实施例和应用，也不限于这些示例性实施例和应用工作的方式或这里描述的方式。 
图1-5示出测试系统10的一个示例性实施例，其中测试数据和响应数据在测试板16和被测电子器件18之间无接触地传递。测试系统10包括为测试电子器件18生成测试数据的测试器12。(下文中，被测电子器件将称为受测器件或DUT)。 DUT 18可以是任意类型的电子器件，包括但不限于半导体管芯(从晶片上单取或未单取的、封装或未封装的)、包括多个电子元件的电子系统等。测试期间用于测试DUT 18的测试数据以及向DUT 18供电的功率和接地通过通信链路14(例如，电缆、双绞线、光学链路、无线链路等)被提供给接口板16。仅作为一个例子，通信链路14可以是无线的，如在Khandros等人于2003年10月21日提交的名为“Wireless Test System”的美国专利申请第10/690,170号(代理案卷号P197-US)中所述，该申请通过引用整体结合于此。功率探针26和接地探针24分别从接口板16向DUT 18提供功率和接地。测试数据通过耦合迹线28和30从接口板16无接触地传递到DUT 18上的耦合焊盘32和34。由DUT 18响应于测试数据生成的响应数据类似地通过耦合焊盘32和34从DUT 18无接触地传递到耦合迹线28和30，之后响应数据经由通信链路14返回到测试器12。接口板16上的板通信控制电路20和DUT 18上的DUT通信控制电路22控制接口板16和DUT 18之间的无接触数据通信。(探针24和26可以是任意类型的探针，包括但不限于针形探针、弯曲梁探针、凸块、柱或弹簧探针。弹簧探针的非排他例子包括在美国专利第5,917,707号、6,255,126号、6,475,822号和6,491,968号以及美国专利申请公开第2001/0044225A1号和美国专利申请公开第2001/0012739 A1号中描述的弹簧接触件。上述的专利申请通过引用整体结合于此。) 
耦合迹线28被布置成与耦合焊盘32足够接近以与耦合焊盘32电磁耦合。因此，驱入耦合迹线28的信号在耦合焊盘32中生成相似但通常衰减的信号。反之亦然：驱入耦合焊盘32的信号在耦合迹线28中生成相似的信号。类似地，耦合迹线30被布置成与耦合焊盘34足够接近以与耦合焊盘34电磁耦合。因此，驱入耦合迹线30的信号在耦合焊盘34中生成相似的信号，且驱入耦合焊盘34的信号在耦合迹线30中生成相似的信号。因此，提供了接口板16和DUT 18之间的数据信号的无接触传递。 
图2A示出接口板16的横截面侧视图，其中耦合迹线28和30嵌入在板16中，并且图2A还示出DUT 18的横截面侧视图，其中功率和接地平面嵌入在置于DUT18之上的电介质材料中。图2B也示出了接口板16和DUT 18的横截面侧视图，但是从不同于图2A的侧面(如图2A所示)观察的。 
如图2A和2B所示，三个导电平面42、44和46嵌入于接口板16中，接口板16可包括诸如印刷电路板或陶瓷衬底等非导电衬底。屏蔽平面42屏蔽迹线28和30(它们通过通孔48和50连接到板通信控制电路50)使其免遭来自板通信控 制电路20、其它电子器件或其它电干扰源的电干扰。导电屏蔽平面42可任选地接地或连接到电压源。功率平面44通过探针26向DUT 18提供功率，并且功率平面包括分别用于耦合迹线28和30的开口52和54，从而使迹线28和30互相屏蔽。功率平面44由到电源的连接(未示出)供电，诸如通过通信链路14来自测试器的功率。接地平面46通过探针24向DUT 18提供接地，并且也屏蔽迹线28和30使其免遭电干扰。接地平面46中的窗口56和58允许迹线28和30与耦合焊盘32和34电磁耦合。应当清楚，为耦合迹线28和30提供屏蔽是可任选择的。此外，用于屏蔽迹线28和30的平面或其它导电结构的数量、排列和类型可以变化。 
同样如图2A和2B所示，可将临时(或永久)屏蔽和功率分配结构66置于DUT 18上。图2A和2B中所示的示例性屏蔽和功率分配结构66包括嵌入于电介质或绝缘材料68的各层之间的功率平面70和接地平面72。功率平面70可由来自接口板16的探针26供电，类似地，接地平面72可由来自接口板16的探针24接地。功率平面70向DUT 18提供功率，而接地平面72向DUT 18提供接地连接。功率和接地平面70和72也可屏蔽DUT 18使其免遭电干扰。耦合焊盘32和34通过通孔62和64电连接到DUT上的DUT通信控制电路22。注意，功率平面70和接地平面72也可任选地起到去耦合电容器的作用。 
如图2B所示，耦合迹线30在一端通过通孔50连接到板通信控制电路20。更具体地，板通信控制电路20中的收发器连接到耦合迹线30的一端。迹线30的另一端通过通孔80连接到接地平面46。或者，迹线30的另一端可以是开路的(即，不连接到接地或任何电平)，或者迹线30的另一端可连接到电压源。因为迹线30部分类似于传输线的功能，所以无论迹线是否在其终端处连接到接地，同样用近似等于迹线30的特性阻抗的电阻(未示出)终止迹线30是有利的。迹线28可类似于迹线30。 
图2B还示出用于耦合焊盘34的示例性环路结构，其中耦合焊盘34在一端连接到DUT 18上的DUT通信控制电路22(更具体地，DUT 18通信控制电路22中的收发器连接到耦合焊盘34的一端)，而耦合焊盘34在另一端连接到接地平面72。然而，耦合焊盘34的另一端也可以是开路的(例如，通过不包括通孔82)、可以连接到电压源、和/或可以用耦合焊盘34的特性阻抗终止。耦合焊盘32可类似于耦合焊盘34。 
图3示出由驱入到耦合迹线30的信号在耦合焊盘34中生成的信号电平的衰减的曲线图。该曲线图示出与驱入迹线30的原始信号相比在耦合焊盘34中生成的 信号电平的衰减(分贝)与驱入迹线30的原始信号的频率(千兆赫)之间的关系。对于图3所示的四幅曲线图A、B、C和D中的每一幅，假定图2A和2B中的以下示例性尺寸：屏蔽平面42和功率平面44之间的距离约是150微米；功率平面44和接地平面46之间的距离约是150微米；DUT 18上的功率和屏蔽结构66的厚度约是25微米；迹线30的宽度约是150微米；耦合结构32和34(如图2A中所观察的)之间的距离约是500微米；迹线30(如图2B中所观察的)的长度约是3000微米；以及耦合焊盘34(如图2B中所观察的)的长度约是2500微米。此外，假设迹线30具有约50欧的特性阻抗并在两端都以50欧的电阻终止。同样假设耦合焊盘34具有约50欧的特性阻抗并且在一端接地而在另一端以50欧的电阻器终止。曲线A对应于迹线30和耦合焊盘34之间约50微米的间隔；图B对应于迹线30和耦合焊盘34之间约100微米的间隔；图C对应于迹线30和耦合焊盘34之间约200微米的间隔；图D对应于迹线30和耦合焊盘34之间约400微米的间隔。 
必须强调，以上尺寸仅仅是示例性的，且作为对于图3所呈现的采样数据的框架来给出。本发明不以任何方式限于上述的尺寸或图3所呈现的采样数据。在通过引用整体合并于此的美国专利申请公开2002/0186,106中讨论了通过电磁耦合实现通信的示例性方法的进一步讨论。 
图4示出接口板16上的板通信控制电路20的示例性实施例的简化框图。如图所示，板通信控制电路20包括处理器602、存储器606、测试器接口输入/输出电路608以及收发器电路610。处理器602可以是任意类型的微处理器或微控制器，它控制板通信控制电路20的总体操作。处理器602较佳地在存储在存储器606中的软件的控制下工作。或者，处理器可包括硬连线逻辑电路或软件控制和硬连线逻辑电路的组合。除存储用于在处理器602上运行的软件外，存储器606可提供通用数据存储。 
测试器接口输入/输出电路608提供来自测试器12的信号的输入和至测试器12的信号的输出。收发器电路610通过迹线28和30与耦合焊盘32和34的电磁耦合提供至和自DUT 18的信号的无接触通信。即，收发器电路610通过对测试数据编码并将已编码的测试数据驱入迹线28和/或30的一个或多个中来将从测试器接收的测试数据发送到DUT 18。收发器电路610较佳地利用任何适当的射频(RF)调制方案来对数据编码。适当的RF调制方案的非排他例子包括调幅(AM)、调频(FU)、脉码调制(PCM)、调相(PM)或上述的任意组合。相信在调制解调器技术中使用的调制方案可以是特别有利的。然而，特定的调制方案对于本发明不 是关键的，且可使用任适何当的调制方案。收发器电路610还通过在迹线28和/或30的一个或多个上检测来自DUT 18的信号传输并对信号解码来从DUT 18接收数据。 
图5示出DUT 18上的DUT通信控制电路22的示例性实施例的简化框图。DUT通信控制电路22包括控制器702、存储器706、DUT输入/输出电路708和收发器电路710。如本领域中已知的，DUT通信控制电路22还可包括内置自测试(“BIST”)电路704。控制器702控制通信控制电路22的总体操作。控制器702可由硬连线逻辑电路组成或可以是在软件控制下工作的处理器，或者是硬连线逻辑电路和软件控制的处理器的组合。如果控制器702是微处理器，则存储器706提供数据存储和软件存储。DUT输入/输出电路708提供来自DUT 18的功能电路(未示出)的信号输入和至DUT 18的功能电路的信号输出。 
收发器电路710提供至和自接口板16上的板通信控制电路20信号的通信。即，收发器电路710通过对数据编码并在耦合焊盘32和/或34的一个或多个上驱动已编码的数据来将数据发送到接口板16上的板通信控制电路20。收发器电路710较佳地利用任何适当的射频(RF)调制方案来对数据编码，调制方案的非排他例子包括先前提及的调幅(AM)、调频(FM)、脉码调制(PCM)、调相(PM)或上述的任意组合。同样相信在调制解调技术中使用的调制方案可以特别有利。然而，具体的调制方案对于本发明不是关键的，且可使用任何适当的调制方案。收发器电路710通过在耦合焊盘32和/或34的一个或多个上检测来自接口板16上的板通信控制电路20的信号传输并对信号解码来从接口板16上的板通信控制电路20接收数据。 
当然，DUT 18也包括用于实现DUT 18的预期功能的功能电路(未示出)。例如，如果DUT 18是半导体存储器芯片，则DUT 18将包括用于存储数据和提供对所存储的数据的访问的功能电路。实际上，如上所述，DUT 18可以是任意类型的电子器件，包括但不限于半导体管芯(已从晶片上单取或未单取、封装或未封装)、包括多个电子元件的电子系统等。 
图6-12示出另一示例性实施例。图6中所示的示例性测试系统100是一种用于探测未单取的半导体晶片的管芯的系统，其中测试和响应数据的无接触通信通过如上所述的电磁耦合来实现。 
如图6所示，测试系统100包括测试器102、测试头118和探测器120，所有这些都可以是常规的。类似于图1所示的通信链路14的通信链路104在测试器102 和探针头118之间提供电连接。如将看到的，探针卡提供从弹簧针脚(pogo pin)116到被测管芯的端子的电连接。因此通信链路104、探针头118、弹簧针脚116和探针卡106在测试器和晶片124的管芯上的端子之间提供多个通信通道。通过这些通道，测试器102向晶片124上的管芯写入数据，并读取由管芯响应于测试数据生成的响应数据。通常，被测管芯的每个端子都需要一个这样的通道，这意味着一次可测试的芯片的数量惯例上受可用通道的数量限制。 
待测半导体晶片124被置于通常能在“x”、“y”和“z”方向上移动的台面(chunk)(一般也称为平台)114上。台面114也能够被旋转和倾斜，并且还能够进行其它运动。(方向是相对于图而言的，且仅是为了说明起见。此外，无论是平移、转动还是其它，所有的运动都被认为是在“x”、“y”和/或“z”方向之一上或是在这些方向的组合上。例如，围绕“z”轴的转动是“x”和“y”方向的移动。)一旦半导体晶片124被放置到台面114上，台面通常在“x”、“y”方向上移动以使晶片124的管芯(图6中未示出)上的端子进入与探针卡106的电通信。一个或多个摄像机122可有助于将晶片124和探针卡106对准。 
一旦管芯(图6中未示出)的端子与探针卡106电通信，测试器102(它可以是计算机)生成测试数据。该测试数据通过上述通道传送到管芯(图6中未示出)，然后由管芯生成的响应数据同样通过这些通道传回测试器。如将看到的，探针卡106和晶片被配置成无接触地传送测试信号。也向被测管芯提供功率和接地；功率和接地可起源于测试器并通过通道来提供，或者功率和接地可起源于探测器或某一其它位置。 
图7示出为与探针卡106无接触通信而修改的示例性半导体晶片124。晶片124在多个管芯202、204、206、208、210、212和214形成于该晶片上的意义上而言是常规的。管芯可以是任意类型的集成电路芯片，包括但不限于存储器芯片、微处理器或微控制器、信号处理器、模拟芯片、专用集成电路(ASIC)、数字逻辑电路等。如已知的，每个管芯包括用于功率和接地以及用于输入和输出信号的端子。为了易于图示起见，晶片124包括七个管芯，且每个管芯包括六个端子。然而，通常在晶片上形成更多(例如，几百或几千)的管芯，且每个管芯包括更多的用于功率、接地和输入/输出信号的端子。在图7所示的例子中，每个管芯上左面的端子(管芯202上的222a、管芯204上的224a、管芯206上的226a、管芯208上的228a、管芯210上的230a、管芯212上的232a以及管芯214上的234a)用于功率，而每个管芯上右边的端子(管芯202上的222f、管芯204上的224f、管芯206上 的226f、管芯208上的228f、管芯210上的230f、管芯212上的232f以及管芯214上的234f)用于接地。每个管芯上的四个内部端子(管芯202上的222b-e、管芯204上的224b-e、管芯206上的226b-e、管芯208上的228b-e、管芯210上的230b-e、管芯212上的232b-e以及管芯214上的234b-e)用于输入和输出信号，它们表示诸如数据、地址、控制信号、状态信号等内容。(这里广泛地使用术语数据来包括数据信号、地址信号、控制信号、状态信号等，以及由测试器生成的被写入管芯的测试信号和由管芯生成的响应信号。)如图所示，晶片124上的每个管芯还包括一组四个电磁耦合焊盘(管芯202上的242b-e、管芯204上的244b-e、管芯206上的246b-e、管芯208上的248b-e、管芯210上的250b-e、管芯212上的252b-e以及管芯214上的254b-e)。如一般在上文中所述的，这些电磁耦合焊盘可以是永久的结构或在测试晶片或管芯后从晶片上去除的临时结构，它们便于晶片124和探针卡106之间的无接触通信。 
图8A、8B、9A和9B示出被配制成与图7的晶片124接口的示例性探针卡106。图8A是探针卡106的俯视图，而图9A是探针卡106的仰视图。图8B和9B是探针卡106的横截面侧视图。(这里使用术语顶、底、侧、左、右等都是相对于图而言的，并且是示例性的且用于方便解释。这些术语的使用不应该被认为是限制性的。) 
示例性探针卡106包括衬底302，衬底302可以是任意类型的衬底，包括但不限于印刷电路板或陶瓷。如图8A所示，用于进行与弹簧针脚116(见图6)的电连接的弹簧针脚焊盘置于衬底302的顶表面304上。图8所示的示例性探针卡106包括三组弹簧焊盘312、314和316，每一组包括足以用于接收功率、接地和用于测试一个管芯的输入/输出信号的弹簧焊盘。第一组弹簧焊盘312包括焊盘312a-312f，其中弹簧焊盘312a用于接收功率，弹簧焊盘312f用于接收接地，而弹簧焊盘312b、312c、312d和312e用于一个管芯的输入/输出数据信号。(如以上所讨论的，假设功率和接地是利用两个通道从测试器递送的，则组312中的六个焊盘312a-312f的每一个对应于至测试器的六个通道。)第二组弹簧焊盘314类似地包括用于接收功率的一个焊盘314a、用于接收接地的一个焊盘314f、以及用于数据信号的四个焊盘314b、314c、314d和314e。第三组弹簧焊盘也是类似的，即，焊盘316a接收功率、焊盘316f接收接地连接，而焊盘316b、316c、316d和316e用于一个管芯的数据信号输入和输出。 
功率弹簧焊盘312a、314a和316a中的每一个都通过导电通孔(未示出)连接 到嵌入于衬底302(见图8B和9B)中的功率平面308。虽然未示出，但为通孔提供了通过接地平面310的电绝缘通路。接地弹簧焊盘312f、314f和316f中的每一个同样通过导电通孔(未示出)连接到同样嵌入在衬底302(见图8B和9B)中的接地平面310。如图8A所示，三组导电迹线324、326和328将三个弹簧焊盘组312、314和316中的信号数据弹簧焊盘连接到三个通信控制芯片318、320和322。(以下讨论了通信控制芯片的工作)即，迹线324将数据弹簧焊盘312b、312c、312d和312e连接到通信控制芯片318。迹线326类似地将数据弹簧焊盘314b、314c、314d和314e连接到通信控制芯片320，而迹线328将数据弹簧焊盘316b、316c、316d和316e连接到通信控制芯片322。 
现在参考图9A，衬底302的底部306包括多个导电探针402a、402f、404a、404f、406a、406f、408a、408f、410a、410f、412a、412f、414a和414f。这些探针中的每一个都通过导电通孔连接到功率平面308或接地平面310中的一个。图9B示出将功率探针406a连接到功率平面308的一个这样的通孔430，以及将接地探针406f连接到接地平面310的另一个这样的通孔432。虽然未示出，但为通孔430提供了通过接地平面310的电绝缘通路。可任选地包含电压调整器、去耦合电容器或类似的电路元件。每一个探针可定位在衬底302之上以对应于晶片124的管芯之一上的功率或接地端子中的一个，以使管芯上的功率和接地端子能够与探针(见图10)接触以在测试期间向管芯供电。(探针402a、402f、404a、404f、406a、406f、408a、408f、410a、410f、412a、412f、414a和414f可以是任意类型的探针，包括但不限于针形探针、弯曲梁探针、凸块、柱或弹簧探针。弹簧探针的非排他例子包括美国专利第5,917,707号、6,255,126号、6,475,822号和6,491,968号以及美国专利申请公开第2001/0044225 A1号和美国专利申请公开第2001/0012739 A1号中描述的弹簧接触件。) 
如图8B、9A、9B和10中所示，三组导电耦合迹线424、426和428嵌入于衬底302中。(因为导电迹线组424、426和428嵌入于衬底302之中，所以在图9A中它们以虚线示出)衬底302中的三组耦合迹线424、426和428对应于晶片124上的三列管芯，且每一迹线对应于晶片124上一列管芯的每一个上的一个电磁耦合焊盘。即，如图10部分所示，尽管探针402a、402f、404a、404f、406a、406f、408a、408f、410a、410f、412a、412f、414a和414f与功率和接地端子222a、222f、224a、224f、226a、226f、228a、228f、230a、230f、232a、232f、234a、234f接触(如图10所示)，但迹线组424中的四个耦合迹线与管芯202和204上的耦合焊 盘242b-e和244b-e电磁耦合。更具体地，耦合迹线424b电磁耦合到管芯202上的耦合焊盘242b及管芯204上的耦合焊盘244b。类似地，迹线424c分别电磁耦合到管芯202和204上的耦合焊盘242c和244c；耦合迹线424d分别电磁耦合到管芯202和204上的耦合焊盘242d和244d；耦合迹线424e分别电磁耦合到管芯202和204上的耦合焊盘242e和244e。以同样的方式，迹线组426中的四个耦合迹线电磁耦合到管芯206、208和210上的电磁耦合焊盘246b-e、248b-e和250b-e，且迹线组428中的四个耦合迹线与管芯212和214上的电磁耦合焊盘252b-e和254b-e电磁耦合。以此方式，在探针卡和管芯的数据端子之间没有物理接触的情况下，测试信号在探针卡106和晶片124上的管芯之间传递。 
再次参考图8A，通信控制芯片318、320和322各自被配置成控制探针卡106和晶片124之间的数据的无接触传输。在图8A所示的例子中，有三个通信控制芯片318、320和322。如上所讨论的，图8A中所示的探针卡106包括用于连接到足以一次测试三个管芯的的测试器通道的弹簧焊盘。(弹簧焊盘组312接收功率和接地，并提供足以测试一个管芯的信号输入和输出，且弹簧焊盘组314和316类似地各自接收功率和接地，并各自提供足以测试一个管芯的信号输入和输出。)因此，在图8A所示的例子中，对用于测试一个管芯的每一组测试器通道有一个通信控制芯片。(然而，不必有这种一对一的对应性。)如图8B的一部分所示，每一个通信控制芯片318、320和322通过导电通孔电连接到衬底302中的耦合迹线组424b-e、426b-e或428b-e中的一个。图8B示出的是将通信控制芯片320连接到耦合迹线组426b-e的进入到衬底302之内的通孔326，以及将通信控制芯片322连接到耦合迹线组428b-e的通孔328。尽管未示出，但类似的通孔将通信控制芯片318连接到耦合迹线组424b-e。同样未示出，通过功率平面308为通孔提供了绝缘通路。探针卡106和晶片124可包括一般如上参考图2A和2B所述的屏蔽。 
应当清楚，在这个例子中，通过弹簧组312中的弹簧焊盘向电磁耦合到管芯202和204的通信控制芯片318提供足以用于测试一个管芯的测试器通道。从而用于一个管芯的测试数据从测试器102传递到通信控制芯片318，通信控制芯片318将测试数据无接触地传递到管芯202和204。然后通信控制芯片318通过由弹簧组312中的弹簧焊盘之一表示的通道之一无接触地读取由管芯202和204生成的响应数据并将响应数据发回测试器102。通信控制芯片320类似地在测试器102和管芯206、208和210之间提供接口；并且通信控制芯片322在测试器102和管芯212和214之间提供接口。 
通信控制芯片318、320和322可以是一般类似于图4所示的板通信控制电路20。例如，通信控制芯片318中的测试器接口输入/输出电路608(见图4)提供；了来自弹簧焊盘组312中的弹簧焊盘312b、312c、312d和312e(见图8A)信号输入和至这些弹簧焊盘的信号输出。取决于测试器102和晶片124上的管芯的端子，一个特定的弹簧焊盘可以是仅用于从测试器接收信号的的输入焊盘，一二特定的焊盘可以是仅用于将信号发送到测试器输出焊盘，或者一个特定的焊盘可以是同时用于接收和发送信号的输入/输出焊盘。类似地，通信控制芯片320中的测试器接口输入/输出电路608提供来自弹簧焊盘组314中的弹簧焊盘314b-314e的信号输入和至这些弹簧焊盘的信号输出，而通信控制芯片322中的测试器接口输入/输出电路608提供来自弹簧焊盘组316中的弹簧焊盘316b-316e的信号输入和至这些弹簧焊盘的信号输出。 
通信控制芯片318中的收发器电路610(见图4)通过迹线424b-e(见图4A)提供至和自管芯202和204信号的通信，并同样通过在一个或多个耦合迹线424b-e上检测来自任一管芯的信号传输并对信号解码来从管芯202接收数据。例如，通信控制芯片320中的收发器电路610类似地可通过耦合迹线426b-426e提供至和自管芯206、208和210通信，而通信控制芯片322中的收发器电路610类似地可通过耦合迹线428b-428e提供至和自管芯212和214通信。 
除用于实现管芯的预期功能的功能电路(未示出)外(例如，如果管芯是存储器，则管芯将包括用于存储数据并提供对所存储的数据的访问的功能电路)，管芯202、204、206、208、210、212和214中的每一个还可包括用于控制与通信控制芯片318、320或322中的一个的无接触通信的通信控制电路。每一个管芯202、204、206、208、210、212和214中的通信控制电路一般可类似于图5所示并在上文中所讨论的DUT通信控制电路22。例如，收发器电路710提供至和自通信控制芯片318、320或322之一的信号通信。例如，管芯202上的收发器电路710通过对数据编码并将已解码的数据放置在电磁耦合焊盘242b-e的一个或多个上来将数据发送到通信控制芯片318。管芯202上的收发器电路710通过在耦合焊盘242b-242e的一个或多个上检测来自通信控制芯片318的信号传输并对信号解码来从通信控制芯片318接收数据。 
如一般在上文中所述的，由于探针卡106上的耦合迹线424b-e中的一个被设置成与管芯202上的耦合焊盘242b-e及管芯204上的耦合焊盘244b-e中的一个足够接近，所以无接触通信可在通信控制芯片318与管芯202和204之间发生。同样 如上所述，这导致一方面探针卡106上的耦合迹线424b-e之一与另一方面管芯202上的耦合焊盘242b-e和管芯204上的耦合焊盘244b-e的电磁耦合。更具体地，耦合迹线424b电磁耦合到管芯202上的耦合焊盘242b和管芯204上的耦合焊盘244b；耦合迹线424c电磁耦合到管芯202上的耦合焊盘242c和管芯204上的耦合焊盘244c；耦合迹线424d电磁耦合到管芯202上的耦合焊盘242d和管芯204上的耦合焊盘244d；迹线424e电磁耦合到管芯202上的耦合焊盘242e和管芯204上的耦合焊盘244e。如上所讨论，由于这种电磁耦合，由通信控制芯片318中的收发器电路610向探针卡106上的耦合迹线424b-e之一提供的信号在耦合迹线424b-e耦合到的对应的电磁耦合焊盘242b-e和244b-e上感应相似的信号。例如，由收发器电路610向探针卡106上的耦合迹线424b提供的信号在耦合焊盘242b和244b上感应相似的信号，该信号由管芯202和204两者中的收发器电路710检测和解码。作为另一个例子，由管芯202中的收发器电路710向管芯204上的耦合焊盘242d提供的信号在探针卡106上的迹线424d中感应相似的信号，该信号由通信控制芯片318中的收发器电路610检测和解码。 
如已知的，在电磁耦合焊盘(例如，242b)中的信号和探针卡106上对应的耦合迹线(例如，424b)中生成的信号之间或在耦合迹线中的信号和电磁耦合焊盘中生成的信号之间发生的衰减量很容易被设计到系统中。以下是影响衰减量的参数的非排他列表：电磁耦合焊盘(例如，242b)与迹线(例如，424b)的接近度；电磁耦合焊盘(例如，242b)对迹线(例如，424b)的物理方位；电磁耦合焊盘(例如，242b)相对于载波信号的波长的长度；电磁耦合焊盘(例如，242b)和迹线(例如，424b)的形状。利用本领域技术人员已知的影响耦合的这些和其它参数，在电磁耦合焊盘(例如，242b)和迹线(例如，424b)之间无线传递的信号的衰减能被设计到系统中。 
然而，应该注意，当晶片124上的大量管芯的电磁耦合焊盘紧耦合(即，耦合以显著减小衰减量)到探针卡106上的耦合迹线时，当RF沿耦合迹线传播时，每个耦合焊盘可从RF信号中提取大量的功率，且当RF信号在耦合迹线的末端到达管芯时它可被严重地衰减。在这种情况下，较佳地将电磁耦合焊盘设计成较不紧耦合到耦合迹线以使它们不提取显著地大于允许输入RF信号被收发器适当地检测到所需的功率的功率。因此，一般而言，松耦合优于紧耦合，尤其在很多器件共享一公共的耦合迹线的系统中。然而，在仅少量管芯耦合在一起的系统中，期望是紧耦合以减小器件间的衰减并减小不合需要的辐射。例如，在具有八个或更少的电磁 耦合到耦合迹线的管芯的系统中，紧耦合是适当的。 
下文中的表I总结了给定以下示例性参数时，对于耦合到管芯202和204上的电磁耦合焊盘(例如，242b和244b)的探针卡106上的迹线(例如，424b)可适用于的各种工作条件的三种链路预算分析。假设1-10GHz范围中的载波频率，且管芯202和204上的电磁耦合焊盘202和204约2-3毫米长。(上述频率范围(1-10GHz)仅仅是示例性的。可使用超过100GHz更高的频率。)探针卡106上的迹线424b约150微米宽。应该强调，上述的尺寸仅仅是示例性的，并且作为用于跟随示例性链路预算分析的讨论的框架来给出。本发明不限于上述的尺寸和下述的工作范围。 
表I的情况#1到情况#3表示以降低数据率性能为代价减小系统成本和复杂度。噪声功率Ni(毫瓦)由以下公式给出： 
Ni＝1000k Te B， 
其中： 
k＝1.38×10-23焦耳/度(玻尔兹曼(Boltzmann)常数) 
Te＝(F-1)To 
To＝370K(100℃) 
F＝接收器的噪声指数 
B＝频率带宽(Hz) 
因此，能计算对于给定的信噪比(SNR)的可用信号带宽(以dBm形式)：Ni(dBm)＝10Log[1000k Te B]，求解B：B＝[10^(Ni(dBm)/10)]/[1000 k Te] 
0.3比特/Hz是普通的实现中双极相移键控(BPSK)数字调制方案所需的近似带宽。更复杂的调制方案和电路能产生更高的比特/Hz密度。同样，扩频技术能在较低的SNR比下以附加的系统复杂度为代价产生较低的比特/Hz密度同时产生较低的比特差错率。 
示例性情况#1表示一种链路预算，其中系统发送器电压(例如，图4的收发器610)是2.4伏特峰-峰除50欧姆(+11.6dBm)，使用了探针卡106上的发送迹线424b的18dB损耗，管芯202和204上的接收电磁耦合焊盘242b和244b具有另外的18dB损耗，而其它系统损耗总计6dB。在这种情况下，期望的链路余量是10dB，且期望的信噪比(SNR)是25dB。假设8dB的保守的收发器实现噪声。因此，可用的噪声带宽超过10GHz，对应于在每Hz0.3比特的带宽下的3千兆比特/秒(Gb/sec)数据率。在这种情况下，信号电平功率未必是实现的限制因素。 
示例性情况#2表示一种链路预算，其中发送器(例如，图4的发送器)电压减小6dB到1.2伏特峰-峰除50欧姆(+5.5dBm)，并且探针卡106上的发送迹线424b以及管芯202和204上的接收电磁耦合焊盘242b和244b所具有的更多损耗22dB，这表示另外的22dB损耗。情况#2的链路余量减小到8dB的更保守的值。接收器实现的噪声指数增加到9dB。此系统表示实现比由情况#1所示的系统更经济的系统。在情况#2中，可用的噪声带宽是1.6GHz，对应于假设每Hz0.3比特的带宽时的480Mb/秒(Mb/sec)数据率。 
示例性情况#3进一步将发送器电压减小0.63伏特峰-峰(0dB)并且进一步增加系统实现损耗和减小以上情况#1和#2所示的系统的链路余量。情况#3是仍然支持81Mb/sec数据通道的更低的成本实现的表示。 
同时，示例性情况#1到#3表示对于各种发送器电平、接收器实现和信号带宽的各种工作条件。落在表I的值范围之外的许多工作条件可由本领域的技术人员来实现。 
表I 
 单位  情况#1  情况#2  情况#3
 发送器的电压输出  伏特p-p  2.4  1.2  0.63
 RMS电压＝Vp-p/2.88  伏特rms  0.83  0.42  0.22
 发送器输出(毫瓦除50欧姆)  dBm  11.6  5.5  0.0
 输出耦合损耗  dB  18  22  26
 输入耦合损耗  dB  18  22  26
 PCB和其它系统损耗  dB  6  6  6
 接收器的RF信号功率  dBm  -30  -44  -58
 期望的链路余量  dB  10  8  6
 期望的SNR  dB  25  20  15
 噪声功率预算  dBm  -65  -72  -79
 接收器的噪声指数  dB  8  9  10
 接收器(F)的噪声指数  比率  6  8  10
 等效噪声温度Te＝(F-1)×370  度K  1965  2569  3330
 可用的信号带宽  Hz  10.6E+9  1.6E+9  270.8E+6
 0.3比特/Hz〔BPSK〕的比特率  Mb/Sec  3,168  481  81
[0088] 图11示出通信芯片318(如图4所示配置的)的示例性工作，而图12示出管芯202和204上的通信控制电路(各自如图5所示配置的)的示例性工作。(通信芯片320和322可如图11所示地工作，管芯206、208、210、212和214中的每一个也可如图12所示地工作。)为了便于讨论图11和12，假设管芯202和204是逻辑电路，且管芯202上的端子222b和222c用于输入信号，而由逻辑电路响应于端子222b和222c上的输入生成的输出出现在管芯202的端子222d和222e上。管芯204是类似的，端子224b和224c作为输入端子，而端子224d和224e作为输出端子。管芯202和204通过将输入的一个或多个输入模式写入输入端子并确定输出端子上出现的输出是否与所期望的一致来测试。 
如图11所示，在步骤802处，通信控制芯片318从测试器102接收测试数据。在这个例子中，测试数据包括用于管芯的两个输入信号，并且通过弹簧焊盘312b和312c接收这些输入信号。注意，从测试器的角度来看，此测试数据仅用于测试晶片124上的一个管芯。此测试数据由通信芯片318的测试器接口输入/输出电路608接收。 
在步骤804处，处理器602启动管芯202和204的测试。在这个例子中，处理器602将测试数据传送到收发器电路610，收发器电路610调制通过弹簧焊盘312b接收的测试数据并将已调制的信号驱入耦合迹线242b。如上文所讨论的，这导致在管芯202和204上的耦合焊盘242b和244b中感应相似的信号(包含在弹簧焊盘312b处从测试器102接收的测试数据)。收发器电路610还调制通过弹簧焊盘312c接收的测试数据，并将已调制的信号置于耦合迹线242c上，耦合迹线242c在管芯202和204上的耦合焊盘242c和244c中感应相似的信号。 
在步骤806处，处理器602等待由管芯202和204生成的响应数据。等待步骤806可用多种不同方法中的任一种来完成。例如，处理器602可简单地等待指定的时段，或者处理器602可等待来自管芯202和204的响应数据已准备就绪的信号。或者可使用其它的技术。 
在步骤806处等待管芯202和204完成测试后，通信控制芯片318中的处理器602检索由管芯202和204生成的响应数据。有多种用于处理器602从管芯202和204检索数据的方法，并且可使用任一适当的方法。仅作为一个例子，控制器602可轮询每个管芯，请求每一个管芯202和204在不同的时间发送它们的响应数据。轮询请求可使用如上所述的无接触通信来发送。 
在从管芯202和204接收响应数据后，处理器602在步骤810处理该响应数 据。在这个例子中，处理器602通过简单地将用于于管芯202和204的响应数据连同标识产生响应数据的管芯的标识符一起发送到测试器102来处理响应数据。用于管芯202和204的响应数据通过弹簧焊盘312d和312e发送。可使用某种时分多路复用方案以在仅为一个管芯配置的测试器通道上发送用于两个管芯(202和204)的测试结果。 
如上所述，通信控制芯片还可如图11所示地工作，通过弹簧焊盘314b和314c接收测试数据；将该测试数据无接触地发送到管芯206、208和210的输入端子(管芯206的端子226b和226c、管芯208的端子228b和228c以及管芯210的端子230b和230c)；从管芯206、208和210无接触地接收在它们的输出端子(管芯206的端子226d和226e、管芯208的端子228d和228e以及管芯210的端子230d和230e)上生成的响应数据；以及将由管芯206、208和210生成的响应数据通过弹簧焊盘314d和314e利用时分多路复用或某一其它方案发送到测试器102。同样，通信控制芯片322可如图11所示地工作，通过弹簧焊盘316b和316c接收测试数据；将该测试数据无接触地发送到管芯212和214的输入端子(管芯212的端子232b和232c及管芯214的端子234b和234c)；从管芯212和214无接触地接收在它们的输出端子(管芯212的端子232d和232e及管芯214的端子234d和234e)生成的响应数据；以及管芯212和214生成的响应数据通过弹簧焊盘316d和316e发送到测试器102。 
现在参考图12，每个管芯202和204中的控制器702(见图5)执行图12所示的过程。注意，图12所示的过程在管芯202和204中的控制器702上独立地执行。在步骤902处，控制器702接收由通信控制芯片318在图11的步骤804处发送的测试数据。更具体地，管芯202中的收发器电路710检测耦合焊盘242b和242c(见上文)中感应的信号，该信号包含用于管芯202的测试数据。管芯204中的收发器电路710检测同样的信号。(注意，这些信号包含在弹簧焊盘312b和312c处从测试器接收的测试数据。) 
在步骤904处，管芯202中的控制器702在管芯202上运行由接收的数据指示的测试，并且管芯204中的控制器702也在管芯204上运行测试。在这个例子中，管芯202中的控制器702将在耦合焊盘242b上接收的测试数据写入管芯202的输入端子222b，并且管芯202中的控制器702将在耦合焊盘242c上接收的测试数据写入管芯202的输入端子222c。管芯204中的控制器702类似地将在耦合焊盘244b上接收的测试数据写入管芯204的端子224b，并将在耦合焊盘244c上接收的测试数据写入管芯204的端子224c。如上文所讨论的，在这个例子中，管芯202和204是逻辑管芯；响应于写入它们的输入端子的数据，管芯在其输出端子上生成输出。因此，管芯202在其输出端子222d和222e上生成输出，且管芯204在其输出端子224d和224e上生成输出。管芯202上的控制器702通过DUT输入/输出电路708读取由管芯202生成的响应数据，并将该响应数据存储在管芯202上的存储器706中。管芯204上的控制器702类似地读取由管芯204生成的响应数据，并将该响应数据存储在管芯204上的存储器706中。
在步骤906处，管芯202和204中的控制器在接收到对由通信控制芯片318在图11的步骤808处发送的响应数据的请求后，将由每一个管芯生成的响应数据发送到通信控制芯片318。更具体地，管芯202中的控制器702将输出数据发送到收发器电路710。即，管芯202中的收发器电路710将从管芯202的端子222d读取的输出数据调制为置于耦合焊盘242d上的信号，并且收发器电路将从端子222e读取的输出数据调制成置于耦合焊盘242e上的信号。耦合焊盘242d上的已调制信号在探针卡106上的迹线424d上感应相似的信号，并且，耦合焊盘242e上的已调制信号在迹线424e上感应相似的信号。管芯204中的收发器电路710类似地将包含来自端子224d和224e的响应数据(如上所述在存储器706中读取和存储)的已调制信号置于其耦合焊盘244d和244e上，这在迹线424d和424e上感应相似的信号。 
应当清楚，管芯202和204能同时发送其响应数据，这会混淆由通信控制芯片318接收的信号。有多种实现响应数据的有序传输以避免这种混淆的方法。例如，如上所述，每一个管芯202和204可等待来自通信控制芯片318的轮询请求，且仅在接收这一轮询请求后才发送测试结果数据。或者，管芯202和204可互相通信以协调其响应数据的单独传输。也可使用其它技术。管芯206、208、210、212和214中的每一个的通信控制电路22(见图5)也可如图12所示地工作。 
可多次重复图11和12所示的过程以实现对晶片124上的管芯202、204、206、208、210、212和214的每一个的全面测试。 
 应当清楚，如上所述，图11和12所示的过程仅仅是示例性的，且很多变化和替换是可能的。例如，如上关于图11中的步骤804所述，通信控制芯片318中的处理器602仅重发通信控制芯片在步骤802处从测试器接收的同一测试数据。然而，另一替换是可能的。例如，在步骤802处从测试器接收的测试数据可使通信控制芯片318查找存储在存储器606中的一个或多个特定测试向量，然后将该一个或多个测试向量发送到管芯202和204。作为另一个例子，在步骤802处从测试器接收的测试数据可使通信控制芯片318查找存储在存储器606中的一个特定的测试命令或命令序列，然后将该命令或命令序列发送到管芯202和204。当然，上述情形的某一组合也是可能的。其它情形也是可能的。 
如上所述，在步骤810处，通信控制芯片318的处理器602通过简单地将原始响应数据从每个管芯202和204通过连接到弹簧焊盘312d和312e的通道发送到测试器来处理从管芯202和204接收的测试响应数据。此外，另一种替换是可能的。例如，处理器602可在响应数据上追加数据(例如，标识生成特定测试响应数据的管芯202或204的标识符)。作为另一个例子，处理器602可分析该测试响应数据并将分析的结果发送到测试器102。处理器602也可做诸如压缩测试结果数据、格式化数据等事情。或者，处理器602可将测试响应数据发送到除测试器以外的某处，或处理器602可简单地将测试响应数据存储在探针卡106上，稍后测试响应数据由测试系统100的操作员检索。 
类似地，管芯中的通信控制电路22(见图5)可以各种方式执行运行测试904的步骤。如果由通信控制电路22接收的测试数据是一个或多个测试命令，则控制器702将采取由该一个或多个命令指示的任何动作。例如，命令可使控制器启动BIST电路704，然后BIST电路704在管芯202或204上运行一个或多个自测试。作为另一个例子，命令可使控制器702查找存储在存储706中的一个或多个测试向量，该测试向量被写入管芯202的输入端子222b和222c。 
图13-19示出了又一个实施例。如图所示，图13示出用于测试电子器件的另一个示例性测试系统1300。测试系统1300包括测试器1302、测试站1304和通信链路1306。测试器1302可以是用于测试诸如未单取的半导体晶片的半导体管芯或单取的管芯(封装或未封装)等电子器件的任意测试器。这种测试器是已知的，而且可使用任何适当的测试器。测试站1304包括一个或多个卡匣1310和1312(为说明起见示出了两个)。卡匣1310和1312容纳待测电子器件并电连接到通信底板1308。类似于图1中的通信链路14的通信链路1306在测试器1302和测试站1304之间提供通信。底板1308提供到通信链路1306及卡匣1310和1312中的每一个的接口，从而将通信链路1306电连接到卡匣1310和1312中的每一个。在测试系统1300的基本操作中，测试器1302生成被传递到每一卡匣1310和1312中的受测电子器件的测试数据，然后由受测器件生成的响应数据被发回测试器1302。测试器1302和受测器件之间的通信路径包括通信链路1306、底板1308和卡匣1310和 1312。 
图14A、14B和14C示出卡匣1310的一个示例性实施例。卡匣1312可以是类似的。(图14A示出去除其盖子1435的卡匣1310的俯视图；图14B示出去除器件板1438的卡匣1310的仰视图；图14C示出具有盖子1435和器件板1438的卡匣1310在适当位置的横截面侧视图。) 
图14A-14C所示的示例性卡匣1310包括框架1418、盖子1435和用于支撑待测电子器件的器件板1438。在这个例子中，待测电子器件是未单取的晶片1434的管芯，它在图15中示出。如图15所示，示例性晶片1434包括七个管芯1436a、1436b、1436c、1436d、1436e、1436f和1436g，并且每一个管芯包括一组四个端子1438a、1438b、1438c、1438d、1438e、1438f和1438g，其中外部端子分别用于接地利功率，而内部两个端子用于进入和离开管芯的数据输入/输出。(晶片上的管芯的数量和排列以及每个管芯上的端子的数量和排列仅仅是为了说明和讨论起见；可使用晶片上的管芯和每一管芯上的端子的任意数量和排列。)无接触耦合焊盘组1550a、1550b、1550c、1550d、1550e、1550f和1550g也被包含在每个管芯中。然而，被测器件不需要是未单取晶片的管芯，而可以是任意类型的电子器件，包括但不限于单取的管芯(封装或未封装)。例如，器件板1438可包括用于支撑单取管芯的托盘。 
再次参考图14A-14C，框架1418、盖子1435和器件板1438形成外罩。外罩内是测试版1432和晶片1434，晶片1434由器件板1438支撑。测试板1432包括多个延伸到由框架1418、盖子1435和器件板1438形成的外罩之外的边缘连接器1402、1404和1406以与底板1308形成电连接。如将会看到的，边缘连接器1402和1406用于功率和接地。 
另一方面，边缘连接器1404用于数据信号。边缘连接器1404形成了与底板1308的电连接，并且如图14A所示，导电迹线1408将边缘连接器1404的每一个与基站1410电连接。应当清楚，基站1410因此备有至和自测试器1302的通信通道。即，通信链路1306、底板1308、边缘连接器1404和迹线1408在测试器1302和基站1410之间提供通信通道。由测试器1302生成的用于测试晶片1434的管芯1436的测试数据从测试器通过这些通道传播到基站1410，而由管芯1436生成的响应数据同样通过这些通道从基站传播到测试器。如上所讨论及图15所示的，晶片1434的管芯1436a、1436b、1436c、1436d、1436e、1436f和1436g各自包括一组四个端子1428a、1428b、1428c、1428d、1428e、1428f和1428g。因为每一组端子 1428中的外部的两个端子用于功率和接地，而内部的两个端子用于信号输入和输出，所以在这个例子中，需要两个至测试器的通道来测试一个管芯—一个通道用于管芯1436上的每一个数据输入/输出端子。如图14A所示，在基站1410和测试器1302之间有四个通道。因此，在这个简化例子中，基站1410从测试器1302接收足以仅测试两个管芯的测试数据。然而，将看到，基站1410将它从测试器1302接收的测试数据发送到多个无线测试控制芯片1414，无线测试控制芯片1414将测试数据传递到管芯1436。反过来，WTC芯片1414从管芯1436读取响应数据并将响应数据发回基站1410。因此，通过配置基站1410和无线测试控制芯片之间的接口，实际测试的管芯的数量可以不同于对其从测试器1302接收测试数据的管芯的数量。 
图14A中示出的示例性测试版1432包括七个这样的无线测试控制(“WTC”)芯片1414a、1414b、1414c、1414d、1414e、1414f和1414g。(在这个例子中，对晶片1434上的每一个管芯1436有一个WTC芯片1414；然而，可实现除一比一以外的WTC芯片与管芯的比率。)基站1410包括收发器1412，而WTC芯片1414的每一个也包括收发器1416。基站1410因此能与WTC芯片1414的每一个无线地通信。通孔(未示出)将每个WTC芯片1414a、1414b、1414c、1414d、1414e、1414f和1414g连接到测试板1432上的一组无接触通信结构1458a、1458b、1458c、1458d、1458e、1458f和1458g(见图14B)。如将看到的，测试板1432上的每一组无接触通信结构1458都对应于管芯1436上的耦合焊盘1550。 
如图14B所示，测试板1432还包括七组导电探针1428a、1428b、1428c、1428d、1428e、1428f和1428g，其中每一组有两个探针。(探针1428可类似于图1中的探针24和26。)每一组探针1428对应于晶片1434上的管芯1436中的一个，更具体地，每一组中的每个探针对应于管芯1436的两个外部端子1438中的一个，如上所讨论的，该外部端子1438是功率和接地端子。 
导电迹线1422和1426将每一组中的每个探针连接到功率和接地。即，每一个探针组1428中的最右面(相对于图14B)的探针通过迹线1422连接到边缘连接器1402，边缘连接器1402经由底板1308连接到电源。同样，每一个探针组1428中的最左面(相对于图14B)的探针通过迹线1426连接到边缘连接器1406，边缘连接器1406经由底板1308连接到接地。功率和接地的最终源可以是测试器1302(它经由通信链路1306提供功率和接地)或某一其它源，包括测试站1304或卡匣1410内部的源。可任选地包括电压调节器、去耦合电容器和/或类似的电路元件(未 示出)。 
如图14C部分所示，当卡匣1310被装配后，功率和接地探针1428与每一管芯1436上的对应的功率和接地端子形成物理接触，并且一组无接触通信结构1458与每一管芯上的耦合焊盘1550足够接近以形成电磁耦合。应当清楚，基站1410用多个WTC芯片1414在基站和测试器1302之间无线地接口以上讨论的四个通道，WTC芯片1414的每一个通过电磁耦合到被测管芯1436的数据输入/输出端子来提供无接触通信连接。在所示的例子中以及如以上所讨论的，在测试器1302和基站1410之间有足够的通道以一次仅测试两个管芯1414。然而，通过基站1410和WTC芯片1414之间的无线接口测试了七个管芯1436。两个管芯与七个管芯的比率仅仅是示例性的，且可使用其它比率。当然，通过简单地改变WTC芯片的数量和重新配置基站1410和WTC芯片1414之间的无线接口，在不改变到测试器1302的通道连接的数量的情况下可以改变实际测试的管芯1436的数量。 
由框架1418、盖子1435和器件板1438形成的外罩按需可以是可密封的、气密的或其它，以满足任何适用的净室标准或其它需要。如本领域中已知的，可向框架1418、盖子1435和器件板1438提供垫圈(未示出)和/或密封材料(未示出)以实现这一需求。也可包括用于将框架、盖子和器件板固定在一起的机构(未示出)。此外，卡匣1310可任选地包括屏蔽以电屏蔽晶片1434。卡匣1310也可任选地包括加热和冷却装置(未示出)以控制晶片1434的温度。卡匣1310也可包括用于将其自身固定到底板1308或测试站1304的其它部分的装置。测试板1432和晶片1434可包括如上一般参考图2A和2B所描述的屏蔽。 
图16示出示例性基站1410的简化框图，基站1410可被实现为集成电路。如图所示，基站1410包括控制器1602、数据存储1608、底板输入输出电路1612和收发器电路1606。控制器1602控制基站1410的总体操作。控制器1602可包括在软件控制下操作的微处理器。或者，控制器1602可包括硬连线逻辑电路，或者控制器1602可包括微处理器和硬连线逻辑电路的组合。存储1608提供用于存储数据和/或将在控制器1602上运行的软件的存储器。底板输入/输出电路1612提供来自导电迹线1408的信号输入和至导电迹线1408的信号输出，如以上讨论的，导电迹线1408连接到边缘连接器1404，边缘连接器1404连接到底板1308。收发器电路1606提供将被无线地发送到一个或多个WTC芯片1414的至收发器1412的信号的输出，以及由收发器1412从WTC芯片接收的信号的输入。 
图17示出示例性WTC芯片1414的简化框图，WTC芯片1414可被实现为集 成电路。如图所示，WTC芯片1414包括控制器1702、数据存储1708、管芯收发器电路1710和基站收发器电路1706。控制器1702控制WTC芯片1414的总体操作。如同控制器1602一样，控制器1702可包括在软件控制下操作的微处理器、硬连线逻辑或微处理器和硬连线逻辑的组合。存储1708提供用于存储数据和/或将在控制器1702上运行的软件的存储器。管芯收发器电路1710提供至无接触通信结构1458的信号的输出和自无接触通信结构1458的信号的输入。基站收发器电路1706提供将被发送到基站1410的至收发器1416的信号的输出，以及由收发器1416从基站1410接收的的信号的输入。 
图18示出图13中所示的测试系统1300的示例性操作。在步骤1802处，卡匣1310和1312被初始化，初始化包括诸如卡匣中的每个WTC芯片1414将标识符发送到卡匣中的基站1410，以及为WTC芯片到基站的通信建立定时协议等内容。例如，可为在卡匣上从多个WTC芯片1414到基站1410的通信建立时分或频分多路复用。作为另一个例子，仅响应于基站1410的轮询允许特定WTC芯片1414的通信。卡匣1310可有多个基站1410，且如果是这样的话，初始化可包括将卡匣中的每个WTC芯片1414分配给特定的基站以达到例如平衡的数据吞吐量。如果有多个基站，则每一个基站1410可与其分配的WTC芯片1414在不同的频率上通信，或者来自每个基站1410的传输可包括标识基站的代码，以使即使所有的WTC芯片1414都从一特定的基站接收传输，WTC芯片1414也仅对其分配的基站响应。 
在步骤1804处，每个卡匣1310和1312中的基站1410将描述每个卡匣的配置的信息发送到测试器。然后，在步骤1806处，测试卡匣1310和1312中的晶片1434的管芯1436，且在步骤1808处收集测试的结果。应该注意，收集结果的步骤1808可在完成测试1806之前开始，因此，步骤1806和1808可至少部分地同时操作。 
步骤1806和1808的一个示例性实现在图19中示出。在步骤1902处，测试器1302将用于两个管芯的测试数据通过通信链路1306发送到测试站1304的底板1308。在步骤1904处，每个卡匣1310和1312中的基站1410接收测试数据，并将测试数据无线地广播到其卡匣中的七个WTC芯片1414a、1414b、1414c、1414d、1414e、1414f和1414g中的每一个。在这个例子中，如以上所讨论的，每个基站1410接收足以测试两个管芯1436的测试数据(即，基站接收两组测试数据，每组足以测试一个管芯)，还有七个WTC芯片1414。如果用于每个管芯的测试数据是相同的，这是可能的，因为晶片上的管芯一般是相同的，那么基站1410接收相同 的测试数据组，并简单地忽略一组测试数据且将另一组测试数据发送到全部七个WTC芯片1414。或者，基站1410可将一组测试数据发送到第一组WTC芯片(例如，1414a、1414b、1414c和1414d)，并将另一组测试数据发送到第二组WTC芯片(例如，1414e、1414f和1414g)。基站1410可以多种方式中的任意一种选择性地仅发送到七个WTC芯片1414中的一个或一子集。例如，基站1410可在一个频率上发送到一组WTC芯片1414，而在不同的频率上发送到另一组WTC芯片。作为另一个例子，基站1410可在其传输中包括标识传输的预期接收者的代码。 
测试数据可以是被简单地传递到WTC芯片1414而没有显著修改的测试向量。或者，基站1410可修改测试数据，或者从测试器1302接收的测试数据可以是使基站生成作为测试数据广播到WTC芯片1414的其它命令或测试向量的命令。在步骤1906处，每个WTC芯片1414通过无接触通信结构1458与耦合焊盘1550的电磁耦合将在步骤1904处从基站1410接收的测试数据发送到其对应的管芯1436。从WTC芯片1414传送到其对应的管芯1436的测试数据可与由WTC芯片1414从基站1410接收的测试数据相同。或者，WTC芯片1414可修改测试数据，或者从基站1410接收的测试数据可以是使WTC芯片1414生成作为测试数据发送到对应的管芯1436的其它命令或测试向量的命令。由管芯接收的测试数据可以是被简单地写入每一管芯1436的测试向量。或者，由管芯1436接收的测试数据可包括使管芯1436上的内置自测试(BIST)电路(未示出)执行本领域中已知的自测试的测试命令。也可使用其它类型的测试数据。 
在步骤1908处，WTC芯片214响应于测试数据读取由其管芯1436生成的响应数据。WTC芯片1414通过无接触通信结构1458与耦合焊盘1550的电磁耦合从管芯1436无接触地读取响应数据。在步骤1910处，WTC芯片1414经由其收发器1416将响应数据无线地发送到基站1410的收发器1412。在步骤1912处，基站1410经由迹线1408、边缘连接器1404、底板1308和通信链路1306将响应数据发送到测试器1302。响应数据较佳地用标识产生响应数据的管芯1436的标识符发送到测试器1302。可任选地使用数据压缩或各种传输技术中的任意一种。 
应当清楚，有多种实现步骤1908、1910和1912的方法。例如，可在WTC芯片1414处缓冲响应数据直到其对应的管芯1436的测试完成，之后WTC芯片发信号通知其基站1410，然后无线发送由管芯生成的所有的响应数据。作为另一个例子，可在基站1410处缓冲响应数据，直到卡匣中所有的管芯1436的测试完成，之后基站将所有的响应数据发送到测试器1302。其它变体是可能的。 
图20示出用于制造半导体管芯的示例性过程。在步骤2002处，提供具有一个或多个管芯的已制造的晶片。在步骤2004处，晶片被装入测试系统，诸如图1或图13所示的测试系统。在步骤2006处，利用上述过程的任一种来测试晶片的管芯。在步骤2008处，功能管芯被发货给顾客。 
图21和22示出又一个示例性实施例。图21示出具有七个管芯2102、2104、2106、2108、2110、2112和2114(以虚线示出)的晶片2124。电介质或绝缘材料2172置于晶片2124之上，功率分配平面(未示出)和接地分配平面(未示出)嵌入在绝缘材料2172之中。功率分配平面(未示出)和接地分配平面(未示出)可如图2A和2B所示置于绝缘材料2172的各层内，且功率分配平面和接地平面可被配置成向管芯2010、2104、2106、2108、2110、2112和2114提供功率和接地连接。功率和接地连接(未示出)可以任意方法为嵌入于绝缘材料2172中的功率分配平面(未示出)和接地分配平面(未示出)提供，包括通过如上所述的接口板2206上的探针(未示出)。晶片2124上的每一个管芯2102、2104、2106、2108、2110、2112和2114仅包括一个耦合焊盘(未示出)，该耦合焊盘对于经由绝缘层2172和嵌入的功率和接地平面中的窗口2142、2144、2146、2148、2150、2152和2154的电磁耦合是“可见的”。每一个管芯2102、2104、2106、2108、2110、2112和2114还包括类似于图5中的22的通信控制电路(未示出)。 
图22示出包括连接到单个耦合迹线2224的电连接器2250(例如，用于同轴电缆的连接器)的探针卡2206。耦合迹线2224被排列到探针卡2206上以对应于晶片2124上的窗口2142、2144、2146、2148、2150、2152和2154。因此，当使探针卡2206和晶片2124接近并适当对准时，耦合迹线通过窗口2142、2144、2146、2148、2150、2152和2154与每一个管芯2102、2104、2106、2108、2110、2112和2114上的耦合焊盘(未示出)形成电磁耦合。耦合迹线2224以其特性阻抗终止。注意，在这个例子中，通信控制芯片(例如，318、320或322)的功能由其输入和输出连接到连接器2250的测试器或其它电子器件(未示出)执行。或者，类似于例如芯片318的通信控制芯片可被置于探针卡2206上。应当清楚，耦合迹线2224上的数据(及因此在耦合迹线2224和管芯2102、2104、2106、2108、2110、2112和2114的任一个上的耦合焊盘(未示出)之间传输的数据)是串行形式的。通信控制芯片(未示出)(不管是否位于探针卡2206上)及每个管芯2102、2104、2106、2108、2110、2112和2114上的通信控制电路(未示出)被配置成以串行流发送和接收数据。 
图23示出测试系统的示意图，其中测试器2301经通信链路2303和电连接器2350(例如，同轴电缆、双绞线、光通道、无线通道等)连接到耦合迹线2324(图23中示意性地示出)。类似于图1中的通信控制电路20的用于控制通过耦合迹线2324的通信(例如，将信号驱入迹线2324并通过耦合焊盘2342、2344或2346之一上的信号检测耦合迹线2324上生成的信号)的通信控制电路(未示出)可被包含在测试器2301中或位于测试板2356上。如图23所示，支撑件2314支撑DUT2302、2304和2306(当然可以有更多或更少的DUT)，DUT例如可以是未单取的半导体晶片2324的管芯、单取的管芯或其它待测电子器件。每一个DUT 2302、2304和2306分别包括耦合焊盘或环路2342、2344和2346。每一个DUT还包括类似于图1中的通信控制电路22的通信控制电路(未示出)，用于控制通过耦合焊盘或环路2342、2344和2346至和自耦合迹线2324的通信。如上所述，数据信号可在耦合迹线2324和耦合焊盘2342、2344和2346的每一个之间无接触地传递。如图23所示，耦合迹线2324可用近似等于耦合迹线2324的特性阻抗的电阻终止。功率和接地连接可由一般如上所述的探针(未示出)(例如，图1中的功率和接地探针26和24)提供。 
图24示出图23中所示的系统的变体。在图24中，通信链路2303在测试器2301和通信控制芯片2308之间，通信控制芯片2308通过任何适当的装置(未示出)固定到测试板2356上。通信控制电路芯片2308包括类似于图1中的通信控制电路20的电路，用于控制耦合焊盘2348和耦合迹线2424之间的无接触通信(例如，将信号驱入耦合焊盘2348并通过耦合焊盘2342、2344或2346之一上的信号检测耦合迹线2424中生成的信号)。DUT 2302、2304和2306如上文参考图23所描述。即，每个DUT 2302、2304和2306包括用于控制一方面耦合焊盘2342、2344和2346与另一方面耦合迹线2424之间的信号的无接触通信的通信控制电路(未示出)。在两端用近似等于耦合迹线2424的特性阻抗的电组2360和2362终止的耦合迹线2424是无源的。测试数据信号从测试器2301如下传递到DUT 2302、2304和2306：数据信号从测试器2301通过通信链路2303传递到通信控制芯片2308，通信控制芯片2308对测试数据编码(如上所述)，并将已编码的数据驱入耦合焊盘2348。因为耦合焊盘2348和耦合迹线2424是电磁耦合的，所以驱入耦合焊盘2348的已编码信号在耦合迹线2424中感应相似的信号，耦合迹线2424进而在DUT 2302、2304和2306的每一个上的耦合焊盘2342、2344和2346中生成相似的信号。(耦合焊盘2342、2344和2346中的每一个也电磁耦合到耦合迹线 2424。)DUT 2302、2304和2306的每一个中的通信控制电路(未示出)对耦合焊盘2342、2344和2346的每一个中感应的信号进行检测和解码。 
来自DUT 2302、2304或2306的测试数据的通信是相似的，但以相反的顺序进行。即，DUT 2302、2304或2306之一中的通信控制电路(未示出)对测试数据编码(如上所述)，并将已编码的数据驱入其耦合焊盘(2342、2344或2346之一)，该耦合焊盘在耦合迹线2424上感应相似的信号。耦合迹线2424上感应的信号在耦合焊盘2348上感应相似的信号，该信号由通信控制芯片2308检测和解码，然后经通信链路2303发送到测试器2301。当然，可为从DUT 2302、2304和2306到通信控制芯片2308的数据的有序传输作准备。例如，通信控制芯片2308可轮询DUT 2302、2304和2306，其每一个仅在被轮询时才发送。作为另一个非排他例子，可使用任何联网协议或联网协议的修改(例如，以太网协议)。从通信控制芯片2308通过耦合迹线2424发送到DUT 2302、2304和2306的数据的目的地可以是所有的DUT，或者该数据可包括指示不是所有的DUT都作为预期的一个或多个接收者的代码。从DUT 2302、2304或2306发送到通信控制芯片2308的数据可包括标识发送DUT的代码。 
虽然在说明书中描述了本发明的具体实施例和应用，但没有将本发明限于这些示例性实施例和应用或示例性实施例和应用操作或这里描述的方式中的意图。例如，虽然在以上的例子中对于每一个受测管芯示出了一个WTC芯片，但一个WTC芯片可对应于两个或更多受测管芯，或者一个以上WTC芯片可对应于一个受测管芯。作为另一个例子，图3A、3B、4A和4B中示出的弹簧焊盘312、314和316可用其它类型的电连接器代替，包括但不限于零插入力连接器或无接触电磁耦合结构。作为又一个例子，虽然以上描述的例子示出所有的数据在一方面接口板或探针卡和另一方面DUT或晶片之间无接触地传递，但某些数据信号可利用传统的接触连接来传递，而其它数据信号如上所述无接触地通信。作为再一个例子，耦合迹线可放置在接口板或探针卡上的晶片和耦合焊盘上。 
此外，应当清楚，图9A、9B、18、19和20中示出的所有的过程都是示例性的和简化的。可增加用于重复这些过程、差错处理、退出过程和其它类似的功能的规定，且这些都落入本领域的普通技术人员的理解范围内，因此无需在此讨论。 

Claims (28)

1.一种接口设备，包括：
用于与测试器通信的测试器通信装置；
用于在不物理接触受测器件的多个端子的情况下与所述多个端子传递多个测试信号的无接触通信装置；以及
设置在至少部分所述无接触通信装置之间的导电屏蔽平面，所述屏蔽平面屏蔽所述无接触通信装置，使其免受电干扰。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述无接触通信装置包括多个导电迹线。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述迹线中的每一个都可电磁耦合到所述受测器件上的导电结构。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括用于向所述受测器件提供功率的装置。
5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括用于控制与所述受测器件的无接触通信的装置。
6.一种接口设备包括：
可连接到测试器的导电元件；
设置为可无接触地耦合到受测器件的导电结构；以及
设置在至少部分所述导电结构之间的导电屏蔽平面，所述屏蔽平面屏蔽所述导电结构，使其免受电干扰。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述导电结构可电磁耦合到所述受测器件。
8.如权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括被配置成发送所述导电结构的至少一个上的测试信号的发送器。
9.如权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括被配置成接收所述导电结构的至少一个上感应的测试信号的接收器。
10.如权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括被配置成发送所述导电结构的至少一个上的测试信号并接收所述导电结构的至少一个上感应的测试信号的收发器。
11.如权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括被设置成向所述受测器件提供功率的至少一个探针。
12.如权利要求6所述的设备，其特征在于，还包括衬底，其中所述导电结构置于所述衬底上以对应于所述受测器件上的导电结构。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，还包括被配置成控制与所述受测器件的通信的电路。
14.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述导电结构被设置成将从所述测试器接收的单个信号无接触地传送到多个受测器件。
15.一种半导体晶片，包括：
各自包括功能电路的多个管芯；
被配置成从物理接近所述晶片的测试板上无接触地接收用于测试所述功能电路的测试信号的导电结构；以及
设置在至少部分所述导电结构中的一些和至少部分所述管芯的功能电路之间的导电屏蔽平面，所述屏蔽平面屏蔽所述管芯，使其免受电干扰。
16.如权利要求15所述的半导体晶片，其特征在于，每一管芯包括一组所述导电结构。
17.如权利要求16所述的半导体晶片，其特征在于，在所述一组导电结构中的每一个所述导电结构被电连接到所述每一管芯。
18.如权利要求15所述的半导体晶片，其特征在于，还包括被配置成发送所述导电结构的至少一个上的测试信号的发送器。
19.如权利要求18所述的半导体晶片，其特征在于，所述管芯中的每一个都包括这样的发送器。
20.如权利要求15所述的半导体晶片，其特征在于，还包括被配置成接收所述导电结构的至少一个上感应的测试信号的接收器。
21.如权利要求20所述的半导体晶片，其特征在于，所述管芯中的每一个都包括这样的接收器。
22.如权利要求15所述的半导体晶片，其特征在于，还包括被配置成发送所述导电结构的至少一个上的测试信号并接收所述导电结构的至少一个上感应的测试信号的收发器。
23.如权利要求22所述的半导体晶片，其特征在于，所述管芯中的每一个都包括这样的收发器。
24.如权利要求15所述的半导体晶片，其特征在于，还包括内置自测试电路。
25.一种半导体晶片，包括：
各自包含功能电路和端子的多个管芯；
用于在不物理接触测试器通道的情况下从物理接近所述晶片的测试板上的多个所述测试器通道中的一些中接收测试信号的装置；以及
设置在至少部分所述用于接收测试信号的装置和至少部分所述管芯的功能电路之间的导电屏蔽平面，所述屏蔽平面屏蔽所述管芯，使其免受电干扰。
26.如权利要求25所述的半导体晶片，其特征在于，还包括用于在不物理接触测试器通道的情况下将信号发送到多个所述测试器通道中的一些的装置。
27.如权利要求25所述的半导体晶片，其特征在于，还包括用于控制与所述测试器通道的通信的装置。
28.一种接口设备，包括：
用于从测试器接收用于测试第一数量的器件的多个信号的装置；
用于在不物理接触位于第二数量的器件上的端子的情况下与所述端子传递所述多个信号的无接触通信装置；以及
设置在至少部分所述无接触通信装置之间的导电屏蔽平面，所述屏蔽平面屏蔽无接触通信装置，使其免受电干扰。
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