DE19610123C1 - Verfahren zum Testen von Burn-in-Boards und darin eingesetzten Bauteilen während des Bestückungsvorganges - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen von Burn-in- Boards mit einer Vielzahl von Sockeln, welche mit elektri­ schen Bauteilen, insbesondere integrierten Speicherbaustei­ nen, bestückt werden, wobei das bestückte Board in einen Tem­ peraturschrank transportiert wird, dort das Board samt Bau­ teilen Temperaturänderungen zur Erzeugung eines künstlichen Alterungsprozesses der Bauteile ausgesetzt wird und schließlich die sich als defekt herausstellenden Bauteile ausgesondert werden.

Bei der Fertigung von elektrischen Bauteilen, insbesondere integrierten Schaltkreisen, ist es heute üblich, die Bauteile vor der Auslieferung an Kunden einem künstlichen Alterungs­ prozeß zu unterziehen. Dies wird dadurch erreicht, daß die elektrischen Bauteile in Chargen gesammelt in einen geeigne­ ten Temperaturschrank abgelegt und dort vorgegebenen Tempera­ turschwankungen ausgesetzt werden. Die künstlich zu alternden Bauelemente, insbesondere Speicherbausteine, werden hierfür mittels einer automatischen Einrichtung, auch Loader genannt, in-ein sogenanntes Burn-in-Board eingesetzt. Ein solches Burn-in-Board (BIB) kann beispielsweise bis zu 200 Bauele­ mente aufnehmen. Bei den bekannten Burn-in-Prozessen erfolgt diese Aufnahme der Bauteile ohne Berücksichtigung dessen, daß durch vorausgegangene unerkannte mechanische und/oder elek­ trische Schädigungen der Bausteine bereits solche Bausteine vorliegen, die nicht mehr funktionsfähig sind und deswegen Ausschuß sind. Des weiteren können ungewollte Kurzschlüsse in den Anschlußleitungen der Bauteile die Meßergebnisse während des Burn-in-Prozesses verfälschen. Es ist deshalb notwendig, solche Kurzschlüsse vor dem Einsetzen der Boards in den Tem­ peraturschrank zu erkennen und die betreffenden Bauteile auszusondern.

Um die defekten Bausteine zu erkennen, werden heute die fer­ tig beladenen Boards vor dem eigentlichen Alterungsprozeß im Temperaturschrank auf einer sogenannten "Prescreenstation" elektrisch getestet. Im Falle von fehlerhaften Boards, Bau­ steinen oder von Kontaktfehlern, deren genaue Lokalisierung auf dem Board durch die Prescreenstation nicht möglich ist, wird nachteiligerweise eine zeitaufwendige Fehlersuche not­ wendig. Üblicherweise werden Inspektionen der auf der Prescreenstation befindlichen Boards mittels Thermokamera vorgenommen, um überhitzte fehlerhafte Bausteine zu erkennen. Wenn defekte Bausteine oder Kontaktfehler auf dem Board vorliegen, ist ein aufwendiges manuelles Bestücken und Ent­ fernen der Bauelemente notwendig. Im Falle von Boardfehlern muß das Board vollständig entladen werden, um es danach auf einem externen Meßplatz zu überprüfen, so daß die Fehlerur­ sache auf dem Board beseitigt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Bestücken von defekten Burn-in-Boards mit nicht funktionsfähigen Bauteilen in zuverlässiger Weise zu verhindern. Darüber hinaus soll das sofortige Erkennen von Kontaktierungsfehlern nach dem Ein­ setzen der Bausteine in das Board ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 angegebene Verfahren gelöst.

Das Verfahren beruht im wesentlichen darauf, daß das Burn-in- Board vor als auch während des Bestückungsvorganges mit elek­ trischen Bauteilen über eine geeignete Testeinrichtung sowohl auf die Funktionalität des Boards selbst als auch auf die Funktionalität der eingesetzten Bauteile hin überprüft wird. Hierfür ist die Testeinrichtung in geeigneter Weise mit einer Kontaktleiste am Board elektrisch in Verbindung. Über diese Kontaktleiste werden sowohl Versorgungsleitungen als auch Adreßleitungen von der Testeinrichtung zum Board geführt. Die Kontaktleiste am Board ist mit einer Vielzahl von auf dem Board zur Aufnahme von Bauteilen befindlichen Sockeln elek­ trisch verbunden. Ist ein Bauteil, z. B. ein integrierter Speicherbaustein, in einen entsprechend passenden Sockel auf dem Board eingesetzt, kann über die Anschlußleitungen von der Testeinrichtung der eingesetzte Speicherbaustein mit Testda­ ten beschrieben und diese Testdaten wieder gelesen werden.

Das Board kann beispielsweise eine Grundfläche von 60 cm × 80 cm aufweisen und über 200 Sockel zur Aufnahme von künstlich zu alternden Bauteilen verfügen. Zweckmäßigerweise werden die einzelnen Bauteile über einen geeigneten Bestückungsautomat, der besonders softwaremäßig gesteuert ist, bestückt.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird zunächst das leere und noch nicht mit Bauteilen bestückte Board auf seine Funk­ tionalität hin überprüft. Anschließend wird ein erstes Bau­ teil in das Board eingesetzt und nachfolgend ein erneuter Test des Boards samt eingesetztem Bauteil durchgeführt. Bei einem positiven Test, das heißt es ist kein Fehler vorhanden, wird ein nächstes Bauteil aus einem Bauteilevorrat erfaßt und in den nächsten freien Sockel des Boards eingesetzt, wor­ aufhin ein neuerlicher Test des Boards durchgeführt wird. Dies wird solange durchgeführt, bis sämtliche Sockel des Boards mit den zu alternden Bauteilen bestückt sind. An­ schließend wird das Board in den bereits oben erwähnten Tem­ peraturschrank, vorzugsweise über eine selbsttätig arbeitende Hebeeinrichtung, eingesetzt.

Sobald ein Fehler von der Testeinrichtung detektiert wird, sind grundsätzlich zwei verschiedene Vorgehensweisen möglich. Eine der Vorgehensweise besteht darin, bei einem auftretenden Fehler das unmittelbar zuvor in das Board eingesetzte Bauteil wieder aus dem Sockel des Boards heraus zunehmen und als Aus­ schuß abzulegen. In diesen Sockel wird dann ein neues Bauteil eingesetzt.

Eine andere Vorgehensweise besteht darin, daß bei einem de­ tektierten Fehler das unmittelbar zuvor eingesetzte Bauteil aus dem entsprechenden Sockel des Boards entnommen und in einen anderen Sockel des Boards eingesetzt wird und daß an­ schließend ein erneuter Testvorgang erfolgt. Diese letztge­ nannte Vorgehensweise hat den entscheidenden Vorteil, daß ein fehlerhafter Sockel nicht ständig mit neuen Bauteilen be­ stückt wird, die irrtümmlich als fehlerhaft erkannt und als Ausschuß abgelegt werden.

Um die Taktzeit des Testens und Bestückens des Burn-in-Boar­ ds zu erhöhen, kann während eines Testvorganges des Boards über eine geeignete Einrichtung, z. B. ein Roboterarm, ein nächstes Bauteil bereits aus dem Bauteilevorrat aufgegriffen und für den nächsten Bestückungsvorgang bereitgestellt wer­ den. Sobald der Testvorgang beendet ist, wird dieses vom Ro­ boterarin aufgenommene Bauteil in einen freien Sockel einge­ setzt, woraufhin ein neuer Testvorgang stattfindet. Während dieses neuen Testvorganges greift der Roboterarm bereits ein nächstes Bauteil.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, daß bei einem auftretenden Fehler des Boards dieses Board ein zweites Mal mit gleicher Bestückungskonstellation wie bei dem aufgetretenen Fehler getestet wird. Hierdurch wird ausge­ schlossen, daß ein aus irgendwelchen Gründen falsches Tester­ gebnis dazu führt, ein ordnungsgemäßes Board oder ein ord­ nungsgemäßes Bauteil als Ausschuß zu deklarieren.

Das Verfahren zum Testen von Burn-in-Boards wird nachfolgend im Zusammenhang mit einer Fig. 1, die aus Platzgründen in Fig. 1a, 1b und 1c auf getrennten Zeichnungsblättern dargestellt ist, näher erläutert.

Es wird davon ausgegangen, daß das Burn-in-Board eine Viel­ zahl von Sockeln zur Aufnahme von integrierten Speicherbau­ steinen aufweist. Die einzelnen Sockel sind über geeignete Anschlußleitungen an eine Kontaktleiste des Boards ange­ schlossen. Diese Kontaktleiste wiederum ist mit einer Testeinrichtung in Verbindung, durch welche feststellbar ist, ob das nicht bestückte Board einen Fehler aufweist, Kurz­ schlüsse zwischen den Sockeln vorhanden sind oder ein mit ei­ nem Bauteil bestimmter Sockel nicht ordnungsgemäß mit den An­ schlußdrähten des Speicherbausteines in Verbindung steht.

Wie anhand der Fig. 1a ersichtlich, wird zunächst das Board aus einer Ladestation, die eine Vielzahl von Boards aufweist, aufgenommen und an eine Testeinrichtung angeschlos­ sen. Diese Testeinrichtung überprüft zunächst das leere Board auf Fehler. Zeigt sich bereits bei diesem Überprüfen ein Feh­ ler des Boards, wird aus Sicherheitsgründen das Board erneut getestet, um sicher auszuschließen, daß dieses Board nicht doch ordnungsgemäß ist. Verläuft dieser zweite Test ebenfalls negativ, das heißt, die Testeinrichtung detektiert einen Fehler des leeren Boards, wird eine Fehlermeldung generiert, die einen Operator veranlaßt, nach dem Fehler im leeren Board zu suchen. Anschließend wird selbsttätig ein neues Board aufgenommen.

Wenn die Testeinrichtung signalisiert, daß das Board ord­ nungsgemäß ist, wird, beispielsweise über einen Roboterarm, ein erstes Bauteil, im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein integrierter Speicherbaustein, aufgenommen und in einen er­ sten freien Sockel des Boards eingesetzt. Mit dem Einsetzen des Speicherbausteines in diesen Sockel, ist dieser Speicher­ baustein definitionsgemäß mit der Testeinrichtung in Verbin­ dung. Nachdem das erste Bauteil in das Board eingesetzt ist, wird das Board erneut getestet. Gleichzeitig holt der Robo­ terarm aus dem Bauteilevorrat ein nächstes Bauteil und hält dieses zum Einsetzen in das Board bereit. Das mit einem Bau­ teil bestückte Board wird dem Test unterzogen. Ist der Test positiv, das heißt, das Board mit eingesetztem Bauteil als fehlerfrei erkannt, setzt der Roboterarm das bereits gegrif­ fene Bauteil in den nächsten freien Sockel des Boards ein. Daraufhin wiederholt sich der Testvorgang, usw.

Wird nach dem Einsetzen des ersten Bauteiles in den Sockel des Boards erkannt, daß ein Fehler vorliegt, erfolgt - wie bereits oben bei dem leeren Board erwähnt - aus Sicherheits­ gründen ein erneut es Testen des Boards in gleicher Be­ stückungskonstellation, das heißt, daß das eine eingesetzte Bauteil in seinem Sockel verbleibt und ein erneuter Testvor­ gang durchgeführt wird. Ist das Testergebnis positiv, das heißt, kein Fehler vorhanden, kann das mittlerweile vom Robo­ terarm bereits neu aufgenommene Bauteil in einen .nächsten freien Sockel des Boards eingesetzt werden. Ist das Tester­ gebnis negativ, das heißt, ein Fehler aufgetreten, wird zwar das Board mit einem nächsten Bauteil in einer nächst freien Position, das heißt einen nächst freien Sockel bestückt. Die Position ist in Fig. 1b mit S2 bezeichnet. Darüber hin­ aus wird das als scheinbar "defekt" erkannte, zuvor einge­ setzte Bauteil, in Fig. 1b def.1 genannt, von seinem Sockel S1 entfernt. Anschließend wird das Board erneut gete­ stet. Verläuft dieser Test positiv, wird das zuvor entnom­ mene, scheinbar "defekte" Bauteil def.1 in eine nächste freie Position S3 des Boards eingesetzt. Anschließend erfolgt ein erneuter Testvorgang. Verläuft dieser Test negativ, wird das Bauteil def.1 als Ausschuß abgelegt. Das vom Roboterarin als nächstes aufgenommene Bauteil wird in den Sockel S1 gesetzt, da dieser Sockel S1 nicht defekt war, sondern das zuvor ein­ gesetzte Bauteil def.1. Verläuft dagegen der erwähnte Test positiv, das heißt, das scheinbar defekte "Bauteil" def.1 war nicht defekt, wird der Sockel S1 als defekt markiert und als nächster freier Sockel zum Einsetzen eines Bauteiles ein an­ derer Sockel S4 zur Bestückung freigegeben.

Verläuft der in Fig. 1d erstgenannte Test negativ, wird das scheinbar "defekte" Bauteil def.1 in die nächst freie Po­ sition S3 eingesetzt. Anschließend wird das scheinbar "defekte" Bauteil def.2 aus dem Sockel S2 entfernt. Hieran schließt sich ein erneuter Testvorgang des Boards an.

Wie die Fig. 1c zeigt wird bei einem positiven Test der Sockel S1 als defekt markiert. Anschließend wird das vorher als scheinbar "defekt" bekannte Bauteil def.1 in den nächst freien Sockel S4 gesteckt. Hieran schließt sich ein erneuter Test des Boards an. Verläuft dieser Test positiv, wird die Position bzw. der Sockel S2 als defekt markiert und als näch­ ste freie Position der Sockel S5 freigegeben. Ist der letzt­ genannte Test jedoch negativ, wird das Bauteil def.2 als Aus­ schuß abgelegt und die nächste freie Position im Sockel S2 erkannt.

Wie die Fig. 1c weiter zeigt, wird bei einem negativen Testergebnis des in Fig. 1c oben dargestellten Tests das Bauteil def.1 als Ausschuß abgelegt und anschließend das Bau­ teil def.2 in die nächste Position S4 gesetzt. Anschließend erfolgt wieder ein Testvorgang des Boards. Verläuft dieser Test negativ, wird das Bauteil def.2 als Ausschuß abgelegt und als nächste freie Position der Sockel S1 zur Bestückung freigegeben. Verläuft der letztgenannte Test jedoch positiv, wird die Position S2 als defektmarkiert und als nächste freie Position die Position S1 freigegeben. Anschließend wird das Board mit einem weiteren neuen Bauteil bestückt, worauf sich, entsprechend Fig. 1, wieder das gleiche Verfahren an­ schließt.

Bei der vorliegenden Erfindung wird folglich das jeweils im Prozeß befindliche Board hinsichtlich seiner elektrischen Performance getestet. Erfindungsgemäß wird sowohl die Funk­ tionalität des Boards selbst als auch die der bestückten Bausteine festgestellt.

Der erfindungsgemäße Test läßt sich wie folgt kurz zusammen­ fassen:
In einem eingangs durchzuführenden Testschritt wird zunächst das leere Board, das über seine Kontaktleiste mit einem ge­ eigneten Tester verbunden worden ist, auf seine Funktionali­ tät hin überprüft. Danach wird der erste Baustein eingesetzt. Innerhalb des nun anschließenden Zeitraumes, in dem ein Ro­ boterarm den nächsten Baustein heranholt, wird ein erneuter Test des kontaktierten Boards durchgeführt, der nun eine Aussage über den Zustand des eingesetzten Bausteines und/oder seiner Kontaktierung zum Ergebnis hat. Im Fehlerfall wird der betreffende Baustein im nächsten Takt wieder entladen und durch einen neuerlichen Bestückungsversuch wieder in das Board eingesetzt oder gegen einen anderen Baustein ausge­ tauscht. Dieser Zyklus wird laufend wiederholt, bis das Board vollständig beladen ist.

Mit der Ausführung dieses Verfahrens ist die Benutzung von Prescreenstationen und Thermokameras nicht mehr notwendig. Ein zeitaufwendiges manuelles Fehlersuchen kann entfallen.

Claims (10)

1. Verfahren zum Testen von Burn-in-Boards (BIB) mit einer Vielzahl von Sockeln, welche mit elektrischen Bauteilen, ins­ besondere integrierten Speicherbausteinen, bestückt werden, wobei das bestückte Board in einen Temperaturschrank trans­ portiert wird, dort das Board samt Bauteilen Temperaturände­ rungen zur Erzeugung eines künstlichen Alterungsprozesses der Bauteile ausgesetzt wird und schließlich die sich als defekt herausstellenden Bauteile ausgesondert werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Board vor und während des Bestückungsvorganges mit elektrischen Bauteilen über eine Testeinrichtung, die mit den Sockeln elektrisch verbunden ist, auf seine eigene Funktionalität und die Funktionalität der Bauteile hin getestet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst das leere und noch nicht mit Bauteilen bestückte Board auf seine Funktionalität hin überprüft wird, daß anschließend ein erstes Bauteil in das Board eingesetzt wird, daß nachfolgend ein erneutes Testen des Boards samt Bauteil erfolgt, und daß bei einem positiven Test ein weiteres Bauteil in einen nächsten freien Sockel des Boards gesetzt und ein neuer­ licher Test des Boards durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem detektierten Fehler des mit einem Bauteil bestückten Boards das unmittelbar zuvor eingesetzte Bauteil entnommen und als Ausschuß abgelegt und ein neues Bauteil in den Sockel des als Ausschuß abgelegten Bauteiles eingesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem detektierten Fehler des mit einem Bauteil bestückten Boards das unmittelbar zuvor eingesetzte Bauteil aus dem Board ent­ nommen und in einen anderen Sockel des Boards eingesetzt wird, und daß anschließend ein erneuter Test des Boards er­ folgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß während des Testvorganges des Boards selbsttätig über eine Zu­ führeinrichtung ein nächstes Bauteil aus einem Bauteilevorrat aufgegriffen und nach dem Beenden des Testvorganges in einen nächsten freien Sockel des Boards eingesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das ab­ wechselnde Testen und Bestücken des Boards mit Bauteilen so­ lange wiederholt wird, bis sämtliche als funktionstüchtig er­ kannten Sockel des Boards mit Bauteilen besetzt sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Te­ sten des Boards sowohl zur Überprüfung sämtlicher Sockel des Boards als auch zur Überprüfung von Versorgungs- und Adreß­ leitungen des Boards selbst eingerichtet ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum künstlichen Altern der Bauteile die Temperatur im Temperatur­ schrank wiederholt auf etwa 120°C erhöht wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß während des Testvorganges des Boards mit mindestens einem eingesetz­ ten integrierten Speicherbaustein, dieser Speicherbaustein über an den zugehörenden Sockel des Boards angeschlossenen Leitungen mit einer Vielzahl von Schalt-Lese-Zyklen beauf­ schlagt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß nach ei­ nem aufgetretenen Fehler während des Testvorganges des Boards dieses Board unmittelbar nach dem aufgetretenen Feh­ ler ein zweites Mal mit gleicher Bestückungskonstellation ge­ testet wird.