DE10208757B4 - Verfahren und Magazinvorrichtung zur Prüfung von Halbleitereinrichtungen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Prüfung einer Mehrzahl von Halbleitereinrichtungen (7) an einer programmierbaren Prüfvorrichtung (21) mittels Magazinvorrichtungen (1), wobei die Prüfvorrichtung (21) mindestens einen Prüfplatz (22, 22') mit einer Mehrzahl von ersten elektrischen Kontakteinrichtungen als Prüfplatzschnittstelle aufweist und jede Magazinvorrichtung (1) eine zur Prüfplatzschnittstelle das Gegenstück bildende erste Magazinschnittstelle mit zweiten elektrischen Kontakteinrichtungen (5), sowie eine Mehrzahl von aus dritten elektrischen Kontakteinrichtungen (6) gebildeten zweiten Magazinschnittstellen zur Kontaktierung jeweils einer zu prüfenden Halbleitereinrichtung (7) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– die Halbleitereinrichtungen (7) in einem Magazinschacht (2) der Magazinvorrichtung (1) übereinander angeordnet werden,
– der Magazinschacht (2) an einem Prüfplatz (22, 22') befestigt und kontaktiert wird und
– die Halbleitereinrichtungen (7) gleichzeitig geprüft werden, wobei
für funktionell gleichartige oder ähnliche Typen von Halbleitereinrichtungen (7), die unabhängig von einer Anschlussbelegung und/oder einem Gehäusetyp mit einem im Wesentlichen gleichen Satz von Prüfsignalen und Testmustern geprüft werden können, jeweils ein Magazintyp...

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung einer Mehrzahl von Halbleitereinrichtungen an einer programmierbaren Prüfvorrichtung mittels Magazinvorrichtungen, wobei die Prüfvorrichtung mindestens einen Prüfplatz mit einer Mehrzahl von elektrischen Kontakteinrichtungen als Prüfplatzschnittstelle und jede Magazinvorrichtung einen Magazinschacht mit einer zur Prüfplatzschnittstelle das Gegenstück bildende ersten Magazinschnittstelle, sowie eine Mehrzahl von zweiten Magazinschnittstellen zur Kontaktierung jeweils einer Halbleitereinrichtung aufweist und bei dem
• – eine Mehrzahl von Halbleitereinrichtungen im Magazinschacht übereinander angeordnet,
• – der Magazinschacht am Prüfplatz mechanisch befestigt und kontaktiert und
• – anschließend die Halbleitereinrichtungen im Magazinschacht gleichzeitig geprüft werden.
• Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung Magazinvorrichtungen, die ein solches Verfahren ermöglichen.
• Gegenwärtig bilden die Kosten für das Prüfen von Halbleitereinrichtungen einen wesentlichen Teil der gesamten Herstellungskosten. Bei Halbleiterspeichereinrichtungen, wie 128 MBit DRAMs (dynamic random access memories), beträgt der Anteil der Prüfkosten an den Herstellungskosten etwa 15 % bis 20 %.
• Das Prüfen von Halbleitereinrichtungen (im Folgenden auch Prüflingen) erfolgt in der Regel an programmierbaren Prüfvorrichtungen (Bauteiletestern). Ist ein hoher Durchsatz an Prüflingen erforderlich, so werden die Prüfvorrichtungen in Verbindung mit Bestückungsautomaten (Handlern) betrieben.
• Der Bestückungsautomat entnimmt die Prüflinge einer Vorratseinrichtung und platziert sie auf einem von in der Regel mehreren Prüfplätzen der Prüfvorrichtung. Am Prüfplatz wird der Prüfling mechanisch fixiert. Das Fixieren durch den Bestückungsautomaten erfolgt dabei etwa durch Anpressen oder eine vom Bestückungsautomat zu schließende und zu öffnende Befestigungsschnittstelle.
• Durch die mechanische Fixierung wird zugleich eine elektrisch leitende Verbindung zwischen jeder Kontakteinrichtung des Prüflings einerseits und einer jeweils korrespondierenden Kontakteinrichtung des Prüfplatzes andererseits sichergestellt.
• Üblicherweise wird eine Mehrzahl von Prüfplätzen mechanisch zu einem Prüfboard zusammengefasst. Während vom Bestückungsautomat ein erstes Prüfboard mit Prüflingen bestückt wird, werden parallel dazu an der Prüfvorrichtung die Prüflinge auf einem bereits bestückten, zweiten Prüfboard simultan geprüft.
• Ein solcher Bestückungsautomat ist beispielsweise der DE 197 43 211 A1 zu entnehmen. Der dort beschriebene Bestückungsautomat entnimmt die Prüflinge einem Flachbettmagazin und drückt sie in auf einem Prüfboard vorgesehene Steckfassungen. Nach der Prüfung löst der Bestückungsautomat die Prüflinge aus der Steckfassung und führt sie in das Flachbettmagazin zurück.
• Ein weiteres Beispiel für eine Ausbildung eines Prüfboards ist aus der US 5,175,491 bekannt. Das dort beschriebene, dreiteilige Prüfboard besteht aus einer Grundplatte, einer Justierplatte und einer Fixierplatte. Die Grundplatte weist Kontaktflächen sowie eine Verdrahtung für Prüfsignale auf. Beim Bestücken des Prüfboards werden Prüflinge mittels der Justierplatte zu den Kontaktflächen auf der Grundplatte ausgerichtet. Anschließend werden die Prüflinge mittels der Fixierplatte gegen die Grundplatte gepresst.
• Da die Prüfzeit pro Halbleitereinrichtung im Wesentlichen durch die Funktionalität der Halbleitereinrichtung festgelegt ist, lassen sich die Prüfkosten nur durch einen höheren Durchsatz von Prüflingen an der Prüfvorrichtung senken. Dazu wird angestrebt, die Anzahl von Rüst- und Bestückungszeiten an der Prüfvorrichtung weiter zu verringern und die Anzahl parallel geprüfter Prüflinge zu erhöhen.
• Zum Senken der Prüfkosten von komplexen Halbleitereinrichtungen, die über eine interne Selbsttesteinrichtung (BIST) verfügen, wird in der DE 101 50 441 A1 daher eine Magazinvorrichtung (im Folgenden Magazin) beschrieben, mit der eine Mehrzahl von komplexen Halbleitereinrichtungen gleichzeitig an einem Prüfplatz einer Prüfvorrichtung fixiert und kontaktiert wird. Die interne Selbsttesteinrichtung der Halbleitereinrichtungen komprimiert das Prüfergebnis für die geprüfte Halbleitereinrichtung und gibt das komprimierte Ergebnis an jeweils einer Datenleitung (Prüfport) des Prüflings aus.
• Dadurch können sowohl die Adressen- als auch die Steuerleitungen einer Mehrzahl von im Magazin angeordneten Halbleitereinrichtungen miteinander verbunden auf jeweils einen Ausgangskanal des Prüfplatzes geführt werden. Die Datenleitungen (Prüfports), an denen die Testreaktionen des Prüflings ausgegeben werden, werden dagegen jeweils separat an jeweils einen eigenen Eingangskanal des Prüfplatzes geführt. Somit erfolgt eine gleichzeitige Stimulation der Prüflinge im Magazin über die parallel geschalteten Adressen- und Steuerleitungen und eine im Wesentlichen gleichzeitige, komprimierte Fehlerausgabe an separaten Datenleitungen.
• Die Parallelität des Prüfvorgangs wird um einen Faktor, korrespondierend mit der Anzahl der Prüflinge pro Magazin, erhöht.
• Einen weiteren Beitrag zu den Prüfkosten bilden fehlerhafte Kontaktierungen zwischen dem Prüfling und der Prüfvorrichtung während des Prüfvorgangs. Fehlerhafte Kontaktierungen liegen zum einen im durch den hohen Durchsatz an der Prüfvorrichtung bedingten Verschleiß der Kontakteinrichtungen der Prüfvorrichtung und zum anderen in der Ausprägung der Kontakteinrichtungen der Prüflinge begründet. Letztere sind in aller Regel für ein späteres Einlöten vorgesehen und entsprechend ausgelegt. Dagegen werden die Kontakteinrichtungen des Prüflings während der Prüfung an der Prüfvorrichtung lediglich angepresst.
• Wird nun am Prüfplatz anstelle des Prüflings ein Magazin kontaktiert, dessen Kontakteinrichtungen nicht für ein späteres Verlöten vorzusehen sind, so können diese Kontakteinrichtungen auf einen optimalen und verschleißarmen Betrieb in Verbindung mit dem Prüfplatz ausgelegt werden.
• Darüber hinaus erfolgt das Füllen des Magazins sowie ein einfacher Test der Kontaktierung der Halbleitereinrichtungen mit dem Magazin außerhalb der eigentlichen Prüfvorrichtung mit im Verhältnis zur Prüfvorrichtung einfachen und kostengünstigen Mitteln. Da Kontaktierungsprobleme zwischen dem Prüfling und der Prüfvorrichtung während des Tests keinen Prüfplatz der Prüfvorrichtung blockieren, wird die Auslastung der Prüfvorrichtung weiter erhöht.
• Die Schnittstelle der Magazinvorrichtungen zum Prüfplatz hin wird dabei so ausgelegt, dass sie elektrisch und mechanisch jeweils einen einzelnen Prüfling gleichen oder ähnlichen Typs der im Magazin angeordneten Prüflinge nachbildet.
• Üblicherweise ist dabei für jeden Gehäusetyp (TSOP, FBGA) eine spezifisch ausgeprägte Prüfschnittstelle des Prüfplatzes vorzusehen. Bei einem Wechsel des Prüflingstyps sind sowohl an den Prüfplätzen als auch an den Bestückungsautomaten Umrüstungen notwendig.
• Nachteilig an diesem Verfahren ist die aufwändige Kontaktierung über die Seitenwände der Magazinvorrichtung, da zum einen für einen geeigneten Anpressdruck der Seitenwand auf die Kontakteinrichtungen der Prüflinge gesorgt werden muss, ohne die Kontakteinrichtungen, etwa bei Gehäuseformen wie TSOP, zu verformen bzw. zu verbiegen. Zum anderen ist bei Gehäusetypen wie FBGA mindestens ein Teil der Kontakteinrichtungen des Prüflings von der Seite her nicht ohne Weiteres zugänglich.
• Ein Anpassen des Prüfplatzes und des Bestückungsautomaten an den Gehäusetyp liefert ebenso wie ein notwendiges Wechseln des Prüfprogramms wiederum Beiträge zu den Prüfkosten. Dies trifft bisher selbst dann zu, wenn funktionell identische Halbleitereinrichtungen in verschiedenen Gehäusetypen nacheinander an der selben Prüfvorrichtung geprüft werden.
• Ein solches Umrüsten von Bestückungsvorrichtung und Prüfvorrichtung ist ein jeweils komplexer und zeitaufwändiger Vorgang, der zudem die Verfügbarkeit der Prüfvorrichtung deutlich senkt.
• Weiterhin nachteilig an einem direkten Aufeinanderstapeln von Prüflingen in einer Magazinvorrichtung ist die mangelnde Konvektion im Magazin und die damit verbundene mangelnde Wärmeableitung von den Prüflingen, so dass die Temperatur der Prüflinge eine für die Prüfung maximal zulässige Grenztemperatur bisweilen überschreiten kann.
• Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem beim Prüfen von Halbleitereinrichtungen an Prüfvorrichtungen mittels Magazinvorrichtungen die Anzahl von Umrüstvorgängen an der Prüfvorrichtung und/oder an einem Bestückungsautomaten, der die Halbleitereinrichtungen der Prüfvorrichtung zuführt, reduziert und die Anwendbarkeit von Magazinvorrichtungen erweitert wird. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, Magazinvorrichtungen zur Verfügung zu stellen, die ein solches Verfahren ermöglichen.
• Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die die Aufgabe lösenden Magazinvorrichtungen weisen die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 6 oder 7 angegebenen Merkmale auf. Vor teilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich jeweils aus den Unteransprüchen.
• Dabei werden die Magazinvorrichtungen für funktionell gleichartige Halbleitereinrichtungen in verschiedenen Gehäusetypen mit einer identischen Schnittstelle zur Prüfvorrichtung vorgesehen. Durch die identische Schnittstelle wird eine sich aus den unterschiedlichen Gehäusetypen ergebende Variation der Prüflinge gegenüber der Prüfvorrichtung aufgehoben. Für die Prüfvorrichtung erscheinen nun die Prüflinge unabhängig vom Gehäusetyp gleich. Daraus resultieren eine Reihe von Verbesserungen und Vorteilen gegenüber bisher bekannten Prüfverfahren.
• Beispielsweise sind für eine Halbleiterspeichereinrichtung, die funktionell ein 128 Mbit DRAM ist, Gehäuse der Typen TSOP-54 und FBGA-54 üblich. Zur parallelen und simultanen Prüfung einer Mehrzahl von Prüflingen ist für jeden Gehäusetyp ein spezieller Magazintyp notwendig. Weisen nun beide Magazintypen jeweils identische mechanische und elektrische oder optische Schnittstellen zum Prüfplatz der Prüfvorrichtung auf, so können für beide Gehäusetypen die selben Prüfplätze und mindestens teilweise dasselbe Prüfprogramm benutzt werden.
• Werden etwa an einer Prüfvorrichtung abwechselnd funktionell gleichartige oder ähnliche Halbleitereinrichtungen in verschiedenen Gehäusetypen geprüft, so entfällt jedes Umrüsten der Prüfvorrichtung.
• Es erübrigt sich ein Anpassen bzw. ein Auswechseln der Prüfplätze. Ebenso entfällt die Notwendigkeit, für funktionell gleichartige Halbleitereinrichtungen verschieden ausgebildete Prüfplätze und/oder Prüfboards vorzuhalten.
• Bei Bedarf können auch ohne Mehrkosten oder Zeitverzug jeweils kleine Chargen eines zweiten Gehäusetyps einer Halbleitereinrichtung im Wechsel mit einem ersten Gehäusetyp an der selben Prüfvorrichtung geprüft werden. Die Belegung der Prüfvorrichtung ist variabler, die Auslastung besser und die Verfügbarkeit höher als bei üblichen Prüfverfahren.
• Da die Magazinvorrichtungen nicht an der aufwändigen Prüfvorrichtung, sondern an einer relativ zur Prüfvorrichtung einfachen Bestückungsanlage bestückt und die korrekte Kontaktierung der Halbleitereinrichtungen (im Folgenden auch Prüflinge) auf einfache Art vorgeprüft wird, wird die Auslastung der Prüfvorrichtung weiter erhöht.
• Darüber hinaus ist die Schnittstelle der Magazinvorrichtung zum Prüfplatz hin optimierbar, wodurch die Anzahl der Fehlkontaktierungen sowie der Verschleiß von Kontakteinrichtungen am Prüfplatz weiter reduziert wird.
• Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Magazinvorrichtung auch dazu vorgesehen, zu funktionell ähnlichen Halbleitereinrichtungen eine vereinheitlichende Schnittstelle zu schaffen.
• Dabei gelten Halbleitereinrichtungen als einander ähnlich, wenn sie unabhängig von der Belegung der Anschlüsse und/oder Gehäuseform mit einem im Wesentlichen gleichen Satz von Prüfsignalen und Testmustern geprüft werden können.
• Zum Beispiel werden komplexe Halbleitereinrichtungen (systems on a chip, SOCs) in großer Vielfalt zur Verfügung gestellt, wobei sie funktionell gleiche Speicherkonfigurationen enthalten (embedded DRAM, eDRAM). Zur Prüfung der eDRAM-Komponenten steht in der Halbleitereinrichtung üblicherweise eine Selbsttesteinrichtung zur Verfügung, die ihrerseits eine funktionell normierte Prüfschnittstelle aufweist. Für solche SOCs können nun verschiedene Gehäuseformen gewählt werden. Durch entsprechende Ausprägung der Magazinvorrichtungen wird dieser Unterschied zur Prüfvorrichtung wieder aufgehoben. Gleiches gilt für SOCs in gleichen Gehäusen mit unterschiedlicher Anschlussbelegung.
• Einander ähnlich im Sinne der Erfindung sind aber auch Halbleiterspeichereinrichtungen wie 128 MBit DRAMs und 256 MBit DRAMs, da ein erster Satz von Prüfsignalen und Testmustern zur Prüfung eines 128 MBit DRAMs eine echte Untermenge eines zweiten Satzes von Prüfsignalen und Testmustern zur Prüfung eines 256 Mbit DRAMs ist.
• Einander ähnlich im Sinne der Erfindung sind aus dem selben Grund weiterhin Halbleiterspeichereinrichtungen unterschiedlicher Datenbusbreite, sowie Halbleiterspeichereinrichtungen mit unterschiedlichen Zugriffszeiten oder unterschiedlich spezifizierten Versorgungsspannungsbereichen. Im letzten Fall weist ein Magazintyp beispielsweise Spannungsregeleinrichtungen auf, die einen ersten Versorgungsspannungsbereich eines ersten Typs von Halbleiterspeichereinrichtung an einen zweiten Versorgungsspannungsbereich eines zweiten Typs von Halbleiterspeichereinrichtungen angleicht, so dass die beiden Typen von Halbleiterspeichereinrichtungen zur Prüfvorrichtung hin wieder identisch erscheinen.
• Halbleiterspeichereinrichtungen weisen neben einem eigentlichen Speicherzellenfeld weitere Teilkomponenten, etwa BIST (build in self test) und Interfaces, auf. Zum Beispiel weisen SDRAM und DDR-SDRAM (double data rate synchronous DRAM) verschieden ausgeprägte Schnittstellen zum äußeren Datenbus auf. Die Speicherzellenfelder beider DRAM-Typen können aber auf nahezu gleiche Weise geprüft werden, so dass auch diese Halbleiterspeichereinrichtungen als einander ähnlich betrachtet werden können, Vergleichbares gilt für RLDRAMs (reduced latency DRAM) und SGDRAM.
• Daneben ergeben sich für den Fachmann auch andere Beispiele für Gruppen von Halbleitereinrichtungen, die für die Prüfung in Magazinvorrichtungen mit vereinheitlichender Schnittstelle zu einem Prüfplatz geeignet sind.
• Die Vereinheitlichung der Schnittstellen erfolgt in diesen Fällen durch eine geeignete Ausprägung von Leiterbahnen auf der Magazinvorrichtung. Damit entfällt auch beim aufeinanderfolgenden Prüfen funktionell ähnlicher Prüflinge an der selben Prüfvorrichtung zumindest ein Umbau des Prüfplatzes.
• Bei entsprechender Gestaltung des Prüfprogramms kann sich auch ein Wechsel des Prüfprogramms bei einem Wechsel des Prüflingstyps erübrigen. Alternativ können an der Magazinschnittstelle Kodierungen vorgesehen werden, anhand derer die Prüfvorrichtung den Prüflingstyp am Beginn eines Prüfzyklus erkennt und entsprechend selbsttätig ein passendes Prüfprogramm wählt.
• Bevorzugterweise werden Magazinvorrichtungen für verschiedene Prüflingstypen nicht nur mit einer einheitlichen Schnittstelle zur Prüfvorrichtung, sondern auch mit einer einheitlichen Schnittstelle zu einem Bestückungsautomaten für die Prüfvorrichtung vorgesehen. Die Schnittstelle zur Bestückungsvorrichtung ergibt sich im Wesentlichen aus der geometrischen Form und den Abmessungen der Magazinvorrichtung. Bei einer solchen vorteilhaften Ausprägung der Magazinvorrichtungen erübrigen sich bei einem Wechsel des Prüflingstyps auch Umbauten an den Bestückungsautomaten.
• Nachteilig an einer einfachen Anordnung von Prüflingen neben- oder übereinander in einer Magazinvorrichtung ist unter anderem die unzureichende Belüftung und Kühlung der Prüflinge.
• In besonders bevorzugter Weise wird die Magazinvorrichtung daher als Magazinschacht und einer Mehrzahl von gleichen Trägerelementen vorgesehen. Jedes solche Trägerelement weist dabei an einer Oberfläche eine Aufnahmeeinrichtung für eine Halbleitereinrichtung auf. Zur Vorbereitung der Prüfung einer Mehrzahl von Halbleitereinrichtungen werden in der Folge im Magazinschacht abwechselnd Trägerelemente und Halbleitereinrichtungen neben- oder übereinander angeordnet. Bei entsprechender Ausprägung der Trägerelemente wird dadurch auf sehr einfache Weise für eine Kühlung der Prüflinge während des Prüfzyklus gesorgt. Ferner wird bei einer geeigneten Ausprägung der Aufnahmeeinrichtung das Bestücken des Magazinschachts vereinfacht.
• Da sich eine zuverlässige und zugleich die Kontakteinrichtungen des Prüflings schonende, seitliche Kontaktierung etwa der Kontakteinrichtungen von TSO-Gehäusen als aufwändig erweist und darüber hinaus auch nicht alle Gehäuseformen ausschließlich seitlich angeordnete Kontakteinrichtungen aufweisen, werden die Trägerelemente bevorzugterweise auch als elektrische Adaptiereinrichtungen vorgesehen.
• Mittels erster Kontakteinrichtungen auf einer zur bestückten Halbleitereinrichtung zugewandten Oberfläche des Trägerelement wird die Halbleitereinrichtung kontaktiert. Jede erste Kontakteinrichtung ist mit jeweils einer zweiten Kontakteinrichtung auf einer dem Magazinschacht zugewandten Oberfläche elektrisch leitend verbunden.
• Das Vorsehen der Trägerelemente auch als Adaptiervorrichtungen erweitert den Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens auf nahezu alle heute üblichen Gehäusetypen, wie BGA (ball grid arrays) und FlipChip. Darüber hinaus wird das Anordnen von Prüflingen mit TSOP oder PLCC-Gehäusen verein facht, da die Kontaktierung, wie für diese Gehäusetypen auch originär vorgesehen, nicht seitlich, sondern von der Gehäuseunterseite her erfolgt.
• Zur Verbesserung der Qualität von von der Prüfvorrichtung erzeugten und zu den Prüflingen geführten Prüfsignalen wird die Magazinvorrichtung mit einem Abschlusselement mit Abschlussimpedanzen für Adressen-, Steuer- und/oder Datenleitungen vorgesehen, das über der im Magazinschacht zuoberst angeordneten Halbleitereinrichtung vorgesehen wird.
• Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf dem Einsatz geeigneter Magazinvorrichtungen zur Prüfung jeweils einer Mehrzahl von gleichartigen Halbleitereinrichtungen. Bedingt durch die Unterschiedlichkeit zu prüfender Halbleitereinrichtungen und die verschiedenen Gehäusetypen ist für jeden Typ von Halbleitereinrichtung in jedem Gehäusetyp ein eigener Typ von Magazinvorrichtung erforderlich.
• Dabei besteht eine Magazinvorrichtung im einfachsten Fall aus einem Magazinschacht, in dem die Prüflinge neben- oder übereinander angeordnet werden. Der Magazinschacht weist eine Mehrzahl von Kontakteinrichtungen auf mindestens einer Innenfläche des Magazinschachts zur elektrischen Kontaktierung der Prüflinge, an einem Schachtende oder einer Seiten- oder Stirnwand eine mechanische und elektrische Schnittstelle zu einem Prüfplatz einer Prüfvorrichtung, sowie elektrische Verbindungen zwischen den Kontakteinrichtungen auf den Innenflächen des Magazinschachts und einer Schnittstelle zum Prüfplatz auf, die als eine elektrische oder eine optische Schnittstelle augeprägt ist.
• Bei Magazinvorrichtungen der erfindungsgemäßen Art ist für funktionell gleichartige Halbleitereinrichtungen, unabhängig vom Gehäusetyp, eine einheitliche mechanische und elektrische oder optische Schnittstelle zum Prüfplatz einer Prüfvorrichtung hin ausgeprägt.
• Beispielsweise kann eine Halbleiterspeichereinrichtung, die funktionell ein 128 Mbit DRAM ist, in einem Gehäuse des Typs TSOP-54 oder des Typs FGBA-54 vorliegen. Zur parallelen und simultanen Prüfung einer Mehrzahl von Prüflingen ist für jeden Gehäusetyp ein spezieller Magazintyp notwendig. Dabei weisen beide Magazintypen jeweils identische mechanische und elektrische Schnittstellen zum Prüfplatz der Prüfvorrichtung auf. Somit kann für beide Gehäusetypen derselbe Prüfplatz und dasselbe Prüfprogramm benutzt werden.
• Bei einem Wechsel des Prüflingstyps entfällt die Notwendigkeit eines Umrüstens des Prüfplatzes und teilweise auch eines Wechsels des Prüfprogramms.
• Bei Prüfvorrichtungen, die für einen sehr hohen Durchsatz an Prüflingen vorgesehen sind, werden die Prüflinge üblicherweise von Bestückungsautomaten auf den Prüfplätzen angeordnet. Dabei ist der Teil des Bestückungsautomaten, der den Prüfling mechanisch erfasst, meist an einen Gehäusetyp angepasst. Dann ist auch beim Wechsel des Magazintyps ein Umrüsten der Bestückungsvorrichtung notwendig.
• Ein Anpassen des Prüfplatzes und des Bestückungsautomaten an den Gehäusetyp liefert wiederum Beiträge zu den Prüfkosten. Dies trifft bisher auch dann zu, wenn funktionell identische Halbleitereinrichtungen in verschiedenen Gehäusetypen geprüft werden.
• Bevorzugterweise werden die Magazinschächte verschiedener Magazinvorrichtungen in ihrer äußeren Form so vorgesehen, dass verschiedene Magazintypen für den Bestückungsautomaten iden tisch wirken. In der Regel lässt sich dies auf einfache Weise mit gleichen Außenmaßen für die Magazinschächte realisieren.
• In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die elektrischen Verbindungen zwischen den Kontakteinrichtungen auf den Schachtinnenseiten und den Kontakteinrichtungen an der Schnittstelle zum Prüfplatz in einem Magazinschacht in einer Weise ausgeprägt, dass auch funktionell ähnliche Prüflingstypen mit Magazintypen mit jeweils gleicher Schnittstelle zum Prüfplatz hin vorgesehen werden. So werden sowohl 128 Mbit DRAM als auch 256 Mbit DRAM in Gehäusen vom Typ TSOP-54 hergestellt.
• Durch ein einfaches Anordnen von Prüflingen neben- oder übereinander im Magazinschacht können die Prüflinge mangels Konvektion bis über eine für die Prüfung maximal zulässige Temperatur hinaus erwärmt werden. In der Folge kann es zu erhöhten Ausfallraten kommen, da die Prüfschärfe bezüglich des Temperaturverhaltens zu groß ist, oder aber es nehmen die Prüflinge bedingt durch die erhöhte Temperatur Schaden.
• In bevorzugter Weise weist die Magazinvorrichtung deshalb Trägerelemente auf. Im Magazinschacht ist dann abwechselnd jeweils ein Trägerelement und ein Prüfling neben- oder übereinander angeordnet. Durch den erhöhten Abstand der Prüflinge voneinander wird die Erwärmung der Prüflinge während der Prüfung über den für die Prüfung spezifizierten Temperaturbereich hinaus vermieden.
• Vorteilhafterweise werden die Trägerelemente mit einer Aufnahmevorrichtung für jeweils einen Prüfling versehen, die sich zu einer Oberseite des Trägerelements öffnet. Durch diese Art der Ausprägung der Aufnahmeeinrichtung der Trägerelemente werden die Prüflinge beim Bestücken des Magazinschachtes ausgerichtet.
• Eine weitere vorteilhafte Ausprägung einer erfindungsgemäßen Magazinvorrichtung stellen Arretier- und Zentriereinrichtungen an der Oberseite und/oder Unterseite der Trägerelemente dar, die das Anordnen und Kontaktieren der Prüflinge im Magazinschacht erleichtern.
• Für Halbleitereinrichtungen sind auch Gehäusetypen üblich, bei denen die Kontakteinrichtungen nicht oder nicht vollständig von der Seite, also einer der Gehäuseschmalseiten, sondern teilweise oder ausschließlich von der Gehäuseunterseite (Bestückungsseite) her zugänglich sind. Bevorzugterweise sind daher auf den Trägerelementen auf einer jeweils der bestückten Halbleitereinrichtung zugewandten Oberfläche erste Kontakteinrichtungen, an den den Innenseiten des Magazinschachtes zugewandten Oberflächen zweite Kontakteinrichtungen, sowie elektrisch leitende Verbindungen zwischen jeweils einer ersten und einer korrespondierenden zweiten Kontakteinrichtung angeordnet.
• Eine solche Ausprägung der Magazinvorrichtung ermöglicht die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch bei Gehäuseformen wie FBGA und PLCC. Dabei können die ersten Kontakteinrichtungen und/oder die zweiten Kontakteinrichtungen als sogenannte Pogokontakte oder Microspring-Kontakte ausgeführt sein. Bevorzugterweise sind die Kontakteinrichtungen mindestens teilweise in der Elastec-Technologie ausgeführt. Dabei besteht eine Kontakteinrichtung aus einem mindestens teilweise metallisierten Silikonkegel. Die Metallisierung des Silikonkegels wird im einfachsten Fall gegen eine gegenüberliegende Kontaktfläche gedrückt. Zur Erzeugung des dazu benötigten Anpressdrucks weisen die Trägerelemente Federkrafteinrichtungen auf, die beim Füllen des Magazinschachtes zusammengedrückt werden.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert, wobei für einander entsprechende Komponenten gleiche Bezugszeichen verwendet werden. Es zeigen:
• 1 eine schematische, perspektivische Darstellung einer Magazinvorrichtung mit Trägerelementen nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 2 eine schematische, perspektivische Darstellung der Magazinvorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 3 eine schematische Darstellung von Seitenwänden von Magazinschächten nach dem zweiten und einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
• 4 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Trägerelementes der Magazinvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
• 5 eine schematische Querschnittsdarstellung der Magazinvorrichtung nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
• Die in 2 dargestellte Magazinvorrichtung besteht aus einem Magazinschacht 2 zur Aufnahme von Prüflingen 7 in Gehäusen vom Typ TSOP, wobei die Prüflinge in diesem Beispiel übereinander angeordnet sind. Der Magazinschacht 2 weist zwei Seitenwände 12, 12' und zwei Stirnwände 15 und 15' auf. Im Magazinschacht 2 werden die Prüflinge 7 übereinander gestapelt. Die Seitenwände 12, 12' sind als Leiterplatten ausgeprägt, die jeweils auf dem Schachtinnern zugewandten Oberflächen Kontakteinrichtungen 6 aufweisen. Die Kontakteinrichtungen 6 der Seitenwände 12, 12' sind dabei so angeordnet, dass sie nach Anordnen der Prüflinge 7 im Magazinschacht 2 den Kontakteinrichtungen 8 der Prüflinge 7 gegenüberliegen.
• Leiterbahnen 14, 14', die in diesem Beispiel auf dem Schachtäußeren zugewandten Oberflächen der Seitenwände 12 und 12' angeordnet sind, verbinden die Kontakteinrichtungen 6 der Seitenflächen 12, 12' mit Kontakteinrichtungen 5 an einem dem Prüfplatz zugewandten Schachtende des Magazinschachts 2. Über die Kontakteinrichtungen 5 wird der Magazinschacht 2 elektrisch mit einem Prüfplatz an einer Prüfvorrichtung verbunden, so dass die Schnittstelle zum Prüfplatz als elektrische Schnittstelle ausgeprägt ist.
• Die Ausprägung der Leiterbahnen 14, 14' ergibt sich aus der Anforderung nach einem gleichzeitigen Test aller im Magazinschacht 2 angeordneten Prüflinge 7. Kontakteinrichtungen 6, an denen ausschließlich Ausgangssignale der Prüfvorrichtung, also Eingangssignale der Prüflinge 7, anliegen, werden parallel betrieben. Die dazugehörigen Leiterbahnen 14 verbinden also eine Mehrzahl Kontakteinrichtungen 6, die ihrerseits jeweils funktionell gleichwertigen Kontakteinrichtungen 8 auf den Prüflingen 7 gegenüberliegen.
• Kontakteinrichtungen 6', an denen Ausgangssignale der Prüflinge 7 anliegen, werden einzeln geführt. Im gezeichneten Beispiel wird die Testreaktion eines Prüflings 7 auf eine Teststimulation innerhalb des Prüflings 7 komprimiert und an jeweils einem von in der Regel mehreren Datenausgängen des Prüflings 7 an einem Prüfport ausgegeben. Die die Prüfports kontaktierenden Kontakteinrichtungen 6' werden über Leiterbahnen 14' einzeln zum Prüfplatz geführt. Damit können die Prüflinge 7 parallel stimuliert und deren Antwort auch parallel ausgelesen werden.
• In den Zeichnungen der 3 sind jeweils die Innen- und Außenseite jeweils einer Seitenwand 12, 13 zweier Magazinvorrichtungen für einen ersten Gehäusetyp (oben, Seitenwand 12) und einem zweiten Gehäusetyp (unten, Seitenwand 13) dargestellt.
• Für in beiden Gehäusetypen hergestellte, funktional gleiche oder sehr ähnliche Halbleitereinrichtungen ergeben sich zwei Magazintypen, wobei jeder der beiden Magazintypen eine einheitliche Schnittstelle zum Prüfplatz aufweist. Durch im Wesentlichen gleiche Außenabmessungen der Magazinvorrichtungen sind die beiden Magazintypen für Prüfvorrichtungen und Bestückungsautomaten gleichwertig. Funktionell gleiche Prüflinge in unterschiedlichen Gehäusetypen werden in der entsprechenden Magazinvorrichtung angeordnet. In der Folge werden die beiden Typen von Magazinvorrichtungen in beliebiger Abfolge an den Prüfplätzen der Prüfvorrichtung angeordnet und die in den Magazinschächten befindlichen Prüflinge geprüft.
• In der 4 ist ein Trägerelement 3 einer Magazinvorrichtung 1 im Querschnitt schematisch dargestellt. Das Trägerelement 3 weist eine Aufnahmeeinrichtung 10 für eine Halbleitereinrichtung 7 in einem Gehäuse vom Typ BGA auf. Durch die Geometrie der Aufnahmevorrichtung 10 wird der Prüfling 7 beim Bestücken des Trägerelements 3 ausgerichtet, so dass die zu Kontakteinrichtungen 8 des Prüflings 7 korrespondierenden Kontakteinrichtungen 17 des Trägerelements 3 diesen gegenüberliegen.
• Die Kontakteinrichtungen 17 des Trägerelements 3 können Kontaktfedern etwa vom Typ Pogo oder Microspring, oder, wie hier angedeutet, vom Typ Elastec sein. Kontakteinrichtungen vom Typ Elastec sind teilweise metallisierte Silikonkegel. Die Metallisierung eines Silikonkegels bildet eine Kontaktfläche, die zusammen mit einer zur Kontaktfläche führenden elek trischen Leitung als zuverlässige Kontaktfeder wirkt. Durch diese Art der Kontaktierung sind besonders zuverlässige, reversible Kontaktierungen zu Prüfzwecken möglich. Die dazu notwendige Kontaktkraft wird durch die Federkrafteinrichtung 11 eines jeweils nachfolgend angeordneten Trägerelements 3 bzw. eines Abschlusselements 19 ausgeübt. Jede der Kontakteinrichtungen 17 ist über eine elektrische Leitung 18 mit einer weiteren elektrischen Kontakteinrichtung 16 verbunden, die ihrerseits wiederum einer Kontakteinrichtung 6 an der Innenseite eines Magazinschachts gegenüber liegt.
• Die 5 zeigt einen Magazinschacht 2, in dem vier Trägerelementen 3 und ein Abschlusselement 19 übereinander angeordnet sind. Der Magazinschacht 2, die Trägerelemente 3 und das Abschlusselement 19 bilden eine Magazinvorrichtung 1. Dabei presst eine an der Unterseite des Trägerelements 3 angeordnete Federkrafteinrichtung 11 jeweils einen in einem darunter angeordneten Trägerelement 3 befindlichen Prüfling 7 gegen die Kontakteinrichtungen 17 des zugeordneten Trägerelementes 3. Der im Magazinschacht 2 zuoberst angeordnete Prüfling 7 wird von der Federkrafteinrichtung 11 eines Abschlusselementes 19 gegen die Kontakteinrichtungen 17 des darunter angeordneten Trägerelements 3 gepresst.
• Das Abschlusselement 19 enthält darüberhinaus Abschlussimpedanzen 20, die über Kontakteinrichtungen 16 des Abschlusselements 19 und Kontakteinrichtungen 6 auf der Innenseite des Magazinschachtes 2 kontaktierbar sind.
• Die 1 stellt eine Magazinvorrichtung 1, bestehend aus einem Magazinschacht 2 und drei Trägerelementen 3, 3', 3'', dar. Das Trägerelement 3' ist zum besseren Verständnis ohne Vorderseite gezeichnet, das Trägerelement 3'' ohne Vorder- und Rückseite. Am Trägerelement 3'' sind ferner an der im Ma gazinschacht 2 nach oben weisenden Oberfläche Arretier- und Justiervorrichtungen 9 angedeutet.
• An einem jeweils Prüfplätzen 22, 22' zugewandten Schachtende sind am Magazinschacht 2 Kontakteinrichtungen 5 angeordnet, die eine elektrische Schnittstelle zu den Prüfplätzen 22, 22' bilden. Die Prüfplätze 22, 22' sind Bestandteil der Prüfvorrichtung 21, und können auf einem Prüfboard angeordnet sein.

1

Magazinvorrichtung

2

Magazinschacht

3, 3', 3''

Trägerelement

5

Kontakteinrichtungen zum Prüfplatz

6, 6'

Kontakteinrichtungen an der Schachtinnenseite

4

Prüfling

5

Kontakteinrichtung am Prüfling

6

Arretier- und Justiereinrichtung

7

Aufnahmeeinrichtung

8

Federkrafteinrichtung

9

Seitenwand, Typ 1

10

Seitenwand, Typ 2

14, 14'

Leiterbahn auf Seitenwand

15, 15'

Stirnwand

16

Kontakteinrichtung an Trägerelement (zum

Magazin)

17

Kontakteinrichtung an Trägerelement (zum

Prüfling)

18

Leiterbahn

19

Abschlusselement

20

Abschlussimpedanzen

21

Prüfvorrichtung

22

Prüfplatz

Claims (17)

1. Verfahren zur Prüfung einer Mehrzahl von Halbleitereinrichtungen (7) an einer programmierbaren Prüfvorrichtung (21) mittels Magazinvorrichtungen (1), wobei die Prüfvorrichtung (21) mindestens einen Prüfplatz (22, 22') mit einer Mehrzahl von ersten elektrischen Kontakteinrichtungen als Prüfplatzschnittstelle aufweist und jede Magazinvorrichtung (1) eine zur Prüfplatzschnittstelle das Gegenstück bildende erste Magazinschnittstelle mit zweiten elektrischen Kontakteinrichtungen (5), sowie eine Mehrzahl von aus dritten elektrischen Kontakteinrichtungen (6) gebildeten zweiten Magazinschnittstellen zur Kontaktierung jeweils einer zu prüfenden Halbleitereinrichtung (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Halbleitereinrichtungen (7) in einem Magazinschacht (2) der Magazinvorrichtung (1) übereinander angeordnet werden, – der Magazinschacht (2) an einem Prüfplatz (22, 22') befestigt und kontaktiert wird und – die Halbleitereinrichtungen (7) gleichzeitig geprüft werden, wobei für funktionell gleichartige oder ähnliche Typen von Halbleitereinrichtungen (7), die unabhängig von einer Anschlussbelegung und/oder einem Gehäusetyp mit einem im Wesentlichen gleichen Satz von Prüfsignalen und Testmustern geprüft werden können, jeweils ein Magazintyp vorgesehen wird, jeder Magazintyp mit einer gleichen Magazinschnittstelle zur Prüfvorrichtung (21) versehen wird und verschiedene Typen von Halbleitereinrichtungen (7) in verschiedenen Gehäusetypen ohne Umbauten an der Prüfvorrichtung (21) nacheinander geprüft werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Magazintyp mit einer gleichen Magazinschnittstelle zu einem Bestückungsautomaten an der Prüfvorrichtung (21) vorgesehen wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Magazinschächten (2) der Magazinvorrichtungen (1) jeweils eine oder eine Mehrzahl von Halbleitereinrichtungen (7) auf einem Trägerelement (3) angeordnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Trägerelement (3) mit Kontakteinrichtungen (17) für die Halbleitereinrichtungen (7), Kontakteinrichtungen (16) zum Magazinschacht (2) und elektrischen Leitungen (18), die die Kontakteinrichtungen (17) mit den Kontakteinrichtungen (16) verbinden, vorgesehen und jede Halbleitereinrichtung (7) über ein Trägerelement (3) mit dem Magazinschacht (2) elektrisch verbunden wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass über der im Magazinschacht (2) zuoberst angeordneten Halbleitereinrichtung (7) ein Abschlusselement (19) angeordnet wird.
6. Magazinvorrichtung (1) zur Prüfung einer Mehrzahl von funktionell gleichartigen oder ähnlichen Typen von Halbleitereinrichtungen (7), die unabhängig von einer Anschlussbelegung und/oder einem Gehäusetyp mit einem im Wesentlichen gleichen Satz von Prüfsignalen und Testmustern geprüft werden können, an einer programmierbaren Prüfvorrichtung (21), wobei die Prüfvorrichtung (21) mindestens einen Prüfplatz (22) mit einer eine Mehrzahl von ersten elektrischen Kontakteinrichtungen aufweisenden Prüfplatzschnittstelle und die Magazinvorrichtung (1) eine zweite elektrische Kontakteinrichtungen (5) aufweisende und das Gegenstück zur Prüfplatzschnittstelle bildende erste Magazinschnittstelle und eine Mehrzahl von e lektrischen Kontakteinrichtungen (6) aufweisende zweite Magazinschnittstellen zur Aufnahme von übereinander oder nebeneinander angeordneten Halbleitereinrichtungen (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Magazinvorrichtungen (1) aus jeweils einem Magazinschacht (2) bestehen, wobei die Magazinschächte (2) für funktionell gleichartige und ähnliche Halbleitereinrichtungen (7) in verschiedenen Gehäusetypen gleiche Magazinschnittstellen zur Prüfvorrichtung (21) aufweisen.
7. Magazinvorrichtung (1) zur Prüfung einer Mehrzahl von funktionell gleichartigen oder ähnlichen Typen von Halbleitereinrichtungen (7), die unabhängig von einer Anschlussbelegung und/oder einem Gehäusetyp mit einem im Wesentlichen gleichen Satz von Prüfsignalen und Testmustern geprüft werden können, an einer programmierbaren Prüfvorrichtung (21), wobei die Prüfvorrichtung (21) mindestens einen Prüfplatz (22) mit einer eine Mehrzahl von ersten optischen Kontakteinrichtungen aufweisenden Prüfplatzschnittstelle und die Magazinvorrichtung (1) eine zweite optische Kontakteinrichtungen (5) aufweisende und das Gegenstück zur Prüfplatzschnittstelle bildende erste Magazinschnittstelle und eine Mehrzahl von elektrischen Kontakteinrichtungen (6) aufweisende zweite Magazinschnittstellen zur Aufnahme von übereinander oder nebeneinander angeordneten Halbleitereinrichtungen (7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Magazinvorrichtungen (1) aus jeweils einem Magazinschacht (2) bestehen, wobei die Magazinschächte (2) für funktionell gleichartige und ähnliche Halbleitereinrichtungen (7) in verschiedenen Gehäusetypen gleiche Magazinschnittstellen zur Prüfvorrichtung (21) aufweisen.
8. Magazinvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Magazinschächte (2) verschiedener Magazintypen eine gleiche Magazinschnittstelle zu einem Bestückungsautomaten aufweisen, mit dem der Prüfvorrichtung (21) Prüflinge (7) und/oder Magazinvorrichtungen (1) zuführbar sind.
9. Magazinvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Magazinvorrichtung (1) eine variable Anzahl von Trägerelementen (3) aufweist, wobei jedes Trägerelement (3) jeweils mindestens eine Aufnahmeeinrichtung (10) zur Aufnahme jeweils einer einzelnen Halbleitereinrichtung (7) aufweist und die mit jeweils mindestens einer Halbleitereinrichtung (7) versehenen Trägerelemente (3) im Magazinschacht (2) der Magazinvorrichtung (1) neben- oder übereinander angeordnet sind.
10. Magazinvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinrichtung (10) des Trägerelemente (3) eine geometrische Form zur Ausrichtung der bestückten Halbleitereinrichtung (7) aufweist.
11. Magazinvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (3) jeweils mindestens eine Justiereinrichtung (9) für ein Justieren der Halbleitereinrichtung (7) aufweisen.
12. Magazinvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (3) jeweils mindestens eine Arretiervorrichtung (9) für ein Arretieren der Halbleitereinrichtung (7) aufweisen.
13. Magazinvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (3) eine geometrische Form aufweisen, die eine Luftzirkulation zwischen jeweils zwei im Magazinschacht (2) über- oder nebeneinander angeordneten Halbleitereinrichtungen (7) ermöglichen.
14. Magazinvorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerelemente (3) auf einer jeweils der bestückten Halbleitereinrichtung (7) zugewandten Oberfläche erste Kontakteinrichtungen (17), an den den Innenseiten des Magazinschachtes (2) zugewandten Oberflächen zweite Kontakteinrichtungen (16), sowie elektrisch leitende Verbindungen (18) zwischen jeweils einer ersten (17) und einer korrespondierenden zweiten (16) Kontakteinrichtung aufweisen.
15. Magazinvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtungen (5), (6), (16), (17), mindestens teilweise in Elastectechnologie ausgeführt sind.
16. Magazinvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, gekennzeichnet durch ein Abschlusselement (19), das nach einer im Magazinschacht (2) zuletzt angeordneten Halbleitereinrichtung (7) angeordnet ist und das die im Magazinschacht (2) angeordneten Trägerelemente (3) und Halbleitereinrichtungen (7) fixiert.
17. Magazinvorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch Abschlussimpedanzen (20), die auf dem Abschlusselement (19) angeordnet sind.