DE10326317A1

DE10326317A1 - Testsystem zum Testen von integrierten Bausteinen sowie ein Adapterelement für ein Testsystem

Info

Publication number: DE10326317A1
Application number: DE10326317A
Authority: DE
Inventors: Frank Weber; Gerd Dr. Frankowsky
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2023-06-12
Also published as: US20050017748A1; US7208968B2; CN1619789A; CN1332433C; DE10326317B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Testsystem zum Testen von integrierten Bausteinen in einem Burn-In-Testvorgang, wobei die zu testenden integrierten Bausteine in Gruppen auf einem Burn-In-Board anordbar sind, wobei das Burn-In-Board eine erste Verbindungseinrichtung aufweist, um das Burn-In-Board mit einer Testereinrichtung zu verbinden, wobei die Testereinrichtung ein Testmodul mit einer Testschaltung umfasst, um Bausteine auf dem Burn-In-Board gemäß dem Burn-In-Testvorgang zu testen, wobei das Testmodul eine zweite Verbindungseinrichtung aufweist, um das Burn-In-Board mit dem Testmodul über die zweite Verbindungseinrichtung zu verbinden, wobei mehrere Testmodule vorgesehen sind, deren zweite Verbindungseinrichtungen mit mehreren dritten Verbindungseinrichtungen eines Adapterelementes kontaktierbar sind, wobei das Adapterelement eine vierte Verbindungseinrichtung zum Kontaktieren der ersten Verbindungseinrichtung des Burn-In-Boards aufweist, wobei die dritten Verbindungseinrichtungen des Adapterelementes so mit der vierten Verbindungseinrichtung verbunden sind, dass im kontaktierten Zustand jede integrierte Schaltung einer Gruppe mit einem der Testmodule testbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Testsystem zum Testen von integrierten Bausteinen in einem Burn-In-Testvorgang sowie ein Adapterelement für ein solches Testsystem.

Bei einem Testsystem für einen Burn-In-Testvorgang werden die zu testenden integrierten Bausteine üblicherweise auf einem Burn-In-Board, d.h. auf einem Burn-In-Board, die Sockel für die integrierten Bausteine aufweist, angeordnet und in eine Testereinrichtung des Testsystems eingesteckt. Die Testereinrichtung weist Testmodule mit einer Ansteuer- und Auswertelektronik, d.h. mit Testschaltungen, auf. Beim Einstecken des Burn-In-Boards wird ein Testmodul der Testereinrichtung mit den integrierten Bausteinen auf dem Burn-In-Board verbunden. Beim Burn-In-Testvorgang wird die Funktion des integrierten Bausteines unter extremen Betriebsbedingungen getestet, wie z. B. erhöhter Umgebungstemperatur, hohe Betriebsspannung o. ä., um den Baustein vorzualtern und somit die Frühausfallrate zu reduzieren.

Bedingt durch die zunehmende Packungsdichte der Burn-In-Sockel auf dem Burn-In-Board wird immer häufiger die maximale Strombegrenzung des Testmoduls und/oder die Anzahl der verfügbaren Testkanäle erreicht bzw. überschritten. Dieses Problem stellt sich u. a. auch bei einem Waferlevel-Burn-In-Testvorgang, bei dem die integrierten Schaltungen auf einem Wafer vor dem Auseinandertrennen gleichzeitig in einem Burn-In-Testvorgang getestet und dadurch vorgealtert werden sollen. Nacheinander erfolgende Burn-In-Testvorgänge mit den auf einem gemeinsamen Wafer befindlichen integrierten Schaltungen können nicht durchgeführt werden, da die Burn-In-Zeit erheblich verlängert würde und die integrierten Schaltungen unterschiedliche Voralterungsbedingungen erfahren würden.

Um die maximale Strombegrenzung des Testmoduls oder die Anzahl der verfügbaren Testerkanäle nicht zu überschreiten, wurden bisher entweder die Packungsdichte der Sockel auf den Burn-In-Boards reduziert oder die Burn-In-Boards nur teilweise mit zu testenden integrierten Bausteinen bestückt. Alternativ wurden entweder zusätzliche Stromquellen oder neue Testmodule vorgesehen, um den veränderten Bedingungen gerecht zu werden. Dies hat den Nachteil, dass das Burn-In-Board nicht optimal ausgenutzt werden, bzw. hohe Kosten aufgrund neuer Testmodule und/oder zusätzlichen Versorgungsquellen in Kauf genommen werden mussten.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Testsystem vorzusehen, bei dem das Burn-In-Board vollständig genutzt werden kann und wobei eine Umstellung der Testereinrichtung auf geeignete neue Testmodule zum Steuern des Burn-In-Testvorgangs nicht notwendig ist.

Diese Aufgabe wird durch das Testsystem nach Anspruch 1 sowie durch das Adapterelement nach Anspruch 5 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Testsystem zum Testen von integrierten Bausteinen in einem Burn-In-Testvorgang vorgesehen. Die zu testenden integrierten Bausteine können in Gruppen auf einem Burn-In-Board angeordnet werden. Das Burn-In-Board weist eine erste Verbindungseinrichtung auf, um das Burn-In-Board mit einer Testereinrichtung zu verbinden. Die Testereinrichtung umfasst ein Testmodul mit einer Testschaltung, um Bausteine auf dem Burn-In-Board gemäß dem Burn-In-Testvorgang zu testen. Das Testmodul weist eine zweite Verbindungseinrichtung auf, um das Burn-In-Board mit dem Testmodul über die zweite Verbindungseinrichtung zu verbinden. Es sind in der Testereinrichtung mehrere Testmodule vorgesehen, deren zweite Verbindungseinrichtungen mit mehreren dritten Verbindungseinrichtungen eines Adapterelementes kontaktierbar sind. Das Adapterelement weist eine vierte Verbindungseinrichtung zum Kontaktieren der ersten Verbindungseinrichtung des Burn-In-Boards auf, wobei die dritten Verbindungseinrichtungen des Adapterelementes so mit der vierten Verbindungseinrichtung verbunden sind, dass im kontaktierten Zustand jede Gruppe von integrierten Schaltungen über eines der Testmodule testbar ist.

Auf diese Weise kann ein Testsystem vorgesehen werden, bei dem mehrere Testschaltungen der Testmodule mit den integrierten Bausteinen einer Testerpalette verbunden werden können, so dass die integrierten Bausteine einer Testerpalette von mehreren Testmodulen getestet werden können. Auf diese Weise lässt sich die Anzahl der von einem Testmodul getesteten integrierten Bausteine einer Testerpalette reduzieren. Durch das Verbinden von mehreren Testmodulen mit den integrierten Bausteinen, auf dem über das Adapterelement den Testmodulen zugeordneten Burn-In-Board, lassen sich nahezu beliebig hohe Versorgungsströme und eine nahezu beliebige Anzahl von Testerkanälen den testenden integrierten Bausteinen zuordnen. Dadurch wird weiterhin vermieden, dass neue den notwendigen Versorgungsströmen und den notwendigen Testerkanälen angepasste Testmodule konstruiert werden müssen, um eine mit integrierten Bausteinen vollbestückte Testerpalette in einem Burn-In-Testvorgang zu testen.

Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Testereinrichtung eine Heizkammer aufweist, in der die Burn-In-Boards anordbar sind. Die Testschaltung des Testmoduls ist von der Heizkammer getrennt und die zweite Verbindungseinrichtung der Testmodule in der Heizkammer angeordnet, um mit den dritten Verbindungseinrichtungen des Adapterelementes verbunden zu werden. Auf diese Weise kann das Adapterelement auf einfache Weise mit den zweiten Verbindungseinrichtungen verbunden werden, ohne dass die Testereinrichtung in aufwendiger Weise umgestaltet werden muss.

Die erste Verbindungseinrichtung des Burn-In-Boards weist vorzugsweise einen oder mehrere Pogo-Pins auf, die eine geeignete elektrische Verbindung zwischen dem Burn-In-Board und dem Adapterelement gewährleisten.

Die zweiten Verbindungseinrichtungen der Testmodule sind vorzugsweise jeweils als Kontaktleisten und/oder als Steckerleisten ausgebildet, die im Wesentlichen in einer Ebene mit den Testmodulen angeordnet sind.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Adapterelement für ein solches Testsystem vorgesehen. Das Adapterelement ermöglicht es, bereits verfügbare Testereinrichtungen unverändert zu belassen und mit Hilfe des Adapterelementes mehrere Testmodule der Testereinrichtung so zu bündeln, dass ein Burn-In-Board, das in die Testereinrichtung eingesetzt wird, mit den mehreren Testmodulen verbunden wird. Dies ermöglicht es, die integrierten Bausteine auf dem Burn-In-Board mit einem höheren Versorgungsstrom zu versorgen und zum Testen der auf dem Burn-In-Board angeordneten integrierten Schaltungen eine größere Anzahl von Testerkanälen zur Verfügung zu stellen.

Vorzugsweise weist das Adapterelement ein Halteelement auf, auf dem die dritten Verbindungseinrichtungen so angeordnet sind, um auf die zweiten Verbindungseinrichtungen der mehreren Testmodule aufgesteckt zu werden, so dass die Testmodule im Wesentlichen senkrecht zu dem Halteelement angeordnet sind.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Burn-In-Board für ein solches Testsystem vorgesehen, die so gestaltet ist, um mit dem Adapterelement gemäß der Erfindung verbunden zu werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Testsystem 1 mit einer Testereinrichtung 2, in die ein oder mehrere Burn-In-Boards 3 eingesetzt werden können. Die Burn-In-Boards 3 weisen Bausteinsockel 4 auf, in die integrierte Bausteine zum Testen in einem Burn-In-Testvorgang eingesetzt werden können.

Der Burn-In-Testvorgang von integrierten Bausteinen findet üblicherweise nach deren Fertigstellung unter extremen Betriebsbedingungen statt. So werden beim Burn-In-Testvorgang üblicherweise die integrierten Bausteine bei einer erhöhten Umgebungstemperatur, üblicherweise von mehr als 100°C und mit einer erhöhten Versorgungsspannung betrieben, um die sogenannte Frühausfallsrate der integrierten Bausteine zu reduzieren.

Um die erhöhte Umgebungstemperatur für die zu testenden integrierten Bausteine bereit zu stellen, ist in der Testereinrichtung 2 eine Heizkammer 5 vorgesehen, in der sich die Burn-In-Boards 3 im eingesetzten Zustand befinden. Außerhalb der Heizkammer 5 sind in einem Testmodulbereich 6 der Testereinrichtung 2 Testmodule 7 mit Testschaltungen 8 vorgesehen, die im Wesentlichen identisch aufgebaut sind und die zum Testen der integrierten Bausteine jeweils dasselbe Testprogramm durchführen. Darüber hinaus wird von den Testmodulen 7 eine Versorgungsspannung für die Burn-In-Boards 3 zur Verfügung gestellt.

Um die Testschaltungen 8 der Testmodule 7 mit den integrierten Bausteinen auf den Burn-In-Boards 3 in der Heizkammer 5 elektrisch zu verbinden, weisen die Testmodule 7 jeweils eine Anschlusseinrichtung 9 auf, die mit der jeweiligen Testschaltung 8 über eine Kontaktiereinrichtung 10 verbunden werden kann. Die Anschlusseinrichtung 9 des Testmoduls 7 weist an einem der Heizkammer 5 zugewandten Ende eine zweite Kontaktiereinheit (contact unit) 11 auf, die mit einer dritten Kontaktiereinheit 12 eines Adapterelementes 13 zusammenwirken kann, um elektrische Verbindungen zu realisieren.

Das Adapterelement 13 weist weiterhin eine vierte Kontaktiereinheit 14 auf, um mit einer ersten Kontaktiereinheit 15 einer der Burn-In-Boards 3 elektrische Verbindungen herstellen zu können. Die Bausteinsockel 4 bzw. die daran anschließbaren integrierten Bausteine, die in einem Burn-In-Testvorgang getestet werden sollen, sind auf dem jeweiligen Burn-In-Board 3 in Gruppen angeordnet und über die erste Kontaktiereinheit 15 elektrisch kontaktierbar. Über die erste Kontaktiereinheit 15 werden die integrierten Bausteine mit Signalen und mit einer Versorgungsspannung versorgt, um den Test während des Burn-In-Vorgangs durchführen zu können.

Das Adapterelement 13 bietet nun die Möglichkeit, mehrere der Testmodule 7 mit einem Burn-In-Board 3 zu verbinden, um somit alle integrierten Bausteine auf einem Burn-In-Board 3 in einem Burn-In-Testvorgang testen zu können. Dies ist notwendig, da es vorkommen kann, dass ein Testmodul 7 nur einen begrenzten Strom und/oder eine begrenzte Anzahl von Testerkanälen für das Testen der integrierten Bausteinen auf der Testerpalette zur Verfügung stellen kann. Ist die Anzahl der Testerkanäle nicht ausreichend, bzw. ist die Stromtreiberfähigkeit des Testmoduls 7 zu gering, um alle Sockel mit integrierten Bausteinen in den Burn-In-Testvorgang zu testen, so wurde bisher entweder nur ein Teil der Bausteinsockel 4 des Burn-In-Boards 3 mit integrierten Bausteinen bestückt, oder es wurden neue Testmodule 7 konstruiert, die an die testenden integrierten Bausteine und an deren Zahl auf einer Testerpalette 3 angepasst waren.

Durch das Vorsehen des Adapterelementes 13 ist es nun möglich, herkömmliche Testermodule 7 zu bündeln, indem elektrische Leitungen in geeigneter Weise zwischen der dritten und vierten Kontaktiereinheit 12, 14 vorgesehen sind, um jedes der mit dem Adapterelement 13 kontaktierten Testmodule 7 jeweils einer Gruppe von integrierten Bausteinen zur Verfügung zu stellen. Sind beispielsweise über das Adapterelement 13 drei Testmodule 7 mit einer Testerpalette 3 verbunden, so kann über das erste Testermodul eine erste Gruppe, das zweite Testermodul 7 eine zweite Gruppe und das dritte Testermodul 7 eine dritte Gruppe von integrierten Bausteinen auf der Testerpalette 3 angesteuert werden.

Durch das Vorsehen des Adapterelementes 13 können auf diese Weise jeweils mehrere Testermodule 7 mit jeweils den integrierten Bausteinen einer Testerpalette 3 verbunden werden. Das Adapterelement 13 wird dabei innerhalb der Heizkammer 5 vorgesehen, so dass ein einfaches Einsetzen in die Testereinrichtung 2 möglich ist. Die zweite und dritte Kontaktiereinheiten 11, 12 sind vorzugsweise als längliche Steckkontakte ausgebildet, die im Wesentlichen in einer Ebene mit der Testschaltung 8 des Testmoduls 7 verlaufen. Auf diese Weise kann eine platzsparende Anordnung realisiert werden.

Damit im Wesentlichen alle Testermodule 7 gleichzeitig kontaktiert werden, weist das Adapterelement 13 ein Halteelement 16 auf, auf dem die dritten Kontaktiereinheiten 12 im Wesentlichen senkrecht angeordnet sind, um durch Aufsetzen des Adapterelementes 13 auf die zweiten Kontaktiereinheiten 11 der entsprechenden Testmodule 7 im Wesentlichen alle Testmodule 7 gleichzeitig zu kontaktieren.

Die erste Kontaktiereinheit 15 weist vorzugsweise Pogo-Pins auf, die im Wesentlichen in Steckkontakte oder ähnliches der vierten Kontaktiereinheit 14 so einschiebbar sind, dass elektrische Verbindungen hergestellt werden.

Anstelle der Burn-In-Boards 3, auf denen Bausteinsockel 4 für integrierte Bausteine angeordnet sind, können auch Burn-In-Boards zum Kontaktieren von integrierten Schaltungen auf einem unzersägten Wafer vorgesehen werden. Ein solches Burn-In-Board weist im Wesentlichen eine baugleiche gestaltete erste Kontaktiereinheit, wie im vorangegangenen Beispiel auf. Die integrierten Schaltungen auf dem Wafer werden jedoch über eine sogenannte Kontaktkarte, die auf den Wafer aufgesetzt wird, kontaktiert. Die Kontaktkarte ist als Nadelkarte ausgebildet, die Kontaktierungsnadeln umfasst, die auf Kontaktflächen der integrierten Schaltungen aufgesetzt werden.

Das Vorsehen eines Adapterelementes 13 ist insbesondere beim Burn-In-Testvorgang für integrierte Schaltungen auf einem Wafer notwendig, da auf einem Wafer in der Regel eine große Anzahl integrierter Schaltungen vorhanden sind, die in einem gemeinsamen Burn-In-Testvorgang getestet werden müssen. Die Anzahl der integrierten Bausteine ist im Wesentlichen durch die Fläche des Wafers und der Größe der integrierten Schaltungen bestimmt und richtet sich im allgemeinen nicht nach der Kapazität einer Testereinrichtung 2 für das Testen der integrierten Bausteine in einem Burn-In-Testvorgang. Da der Burn-In-Testvorgang für alle integrierten Schaltungen gleichzeitig ablaufen muss, um einen definierten Voralterungsprozess für alle integrierten Schaltungen des Wafers zu gewährleisten, müssen für jede der integrierten Schaltungen beim Einsetzen in die Heizkammer 5 eine Testschaltung 8 eines Testmoduls 7 bereitgestellt werden. Eine Konstruktion eines angepassten Testmoduls für im Wesentlichen alle integrierten Schaltungen eines Wafers, um alle integrierten Schaltungen mit einem Versorgungsstrom zu versorgen, ist jedoch aufwendig und sehr kostspielig. Daher bietet das Adapterelement 13 der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit, mehrere herkömmliche Testmodule 7 zu bündeln und für das Testen der integrierten Schaltungen auf dem Wafer zur Verfügung zu stellen.

1: Testsystem
2: Testereinrichtung
3: Burn-In-Board
4: Bausteinsockel
5: Heizkammer
6: Testmodulbereich
7: Testmodul
8: Testschaltung
9: Anschlusseinrichtung
10: Kontaktiereinrichtung
11: zweite Kontaktiereinheit
12: dritte Kontaktiereinheit
13: Adapterelement
14: vierte Kontaktiereinheit
15: erste Kontaktiereinheit
16: Halteelement

Claims

Testsystem (1) zum Testen von integrierten Bausteinen in einem Burn-In-Testvorgang, wobei die zu testenden integrierten Bausteine in Gruppen auf einem Burn-In-Board (3) anordbar sind, wobei das Burn-In-Board (3) eine erste Verbindungseinrichtung (15) aufweist, um das Burn-In-Board (3) mit einer Testereinrichtung (2) zu verbinden, wobei die Testereinrichtung (2) ein Testmodul (7) mit einer Testschaltung (8) umfasst, um Bausteine auf dem Burn-In-Board (3) gemäß dem Burn-In-Testvorgang zu testen, wobei das Testmodul (7) eine zweite Verbindungseinrichtung (11) aufweist, um das Burn-In-Board (3) mit dem Testmodul (7) über die zweite Verbindungseinrichtung (11) zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Testmodule (7) vorgesehen sind, deren zweite Verbindungseinrichtungen (11) mit mehreren dritten Verbindungseinrichtungen (12) eines Adapterelementes (13) kontaktierbar sind, wobei das Adapterelement (13) eine vierte Verbindungseinrichtung (14) zum Kontaktieren der ersten Verbindungseinrichtung (15) des Burn-In-Boards (3) aufweist, wobei die dritten Verbindungseinrichtungen (12) des Adapterelementes (13) so mit der vierten Verbindungseinrichtung (19) verbunden sind, dass im kontaktierten Zustand jede integrierte Schaltung einer Gruppe mit einem der Testmodule (7) testbar sind.
Testsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Testereinrichtung (2) eine Heizkammer (5) aufweist, in der das Burn-In-Board (3) anordbar sind, wobei die Testschaltung (8) des Testmoduls (7) von der Heizkammer (5) getrennt und die zweiten Verbindungseinrichtungen (11) der Testmodule (7) in der Heizkammer (5) angeordnet sind, um mit den dritten Verbindungseinrichtungen (12) des Adapterelementes (13) verbunden zu werden.
Testsystem (1) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Verbindungseinrichtung (15) des Burn-In-Boards (3) einen oder mehrere Pogo-Pins aufweist, wobei die vierte Verbindungseinrichtung (14) so gestaltet ist, um durch die Pogo-Pins kontaktierbar zu sein.
Testsystem nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine der zweiten Verbindungseinrichtungen (11) der Testmodule (7) als Kontaktleiste oder als Steckerleiste ausgebildet ist, die im wesentlichen in einer Ebene mit einem der Testmodule (7) angeordnet ist.
Adapterlement (13) für ein Testsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
Adapterelement (13) nach Anspruch 5 mit einem Halteelement (16), auf dem die dritten Verbindungseinrichtungen (12) so angeordnet sind, um auf die zweiten Verbindungseinrichtungen (11) aufgesteckt zu werden, so dass die Testmodule (7) im Wesentlichen senkrecht zu dem Halteement (16) angeordnet sind.
Burn-In-Board (3) für ein Testsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.