TW201307816A - 在條式測試器之測試下的主動裝置之溫度測量 - Google Patents

Abstract

複數個在測試下之裝置(DUT)係配置於具有一溫度控制加熱器區塊之一條式測試器中。每一DUT具有分別用於該條式測試器至該等DUT之電耦合與熱耦合之一各別組電測試探針與一導熱測試探針之。由一溫度測量裝置執行該複數個DUT中之每一者之溫度測量。該溫度測量裝置可係該條式測試器之測試板之一部分且將透過該導熱測試探針與該DUT熱連通，或該DUT之溫度可藉助嵌入於該導熱測試探針中之一RTD來測量，藉此提供較快熱回應時間。

Description

在條式測試器之測試下的主動裝置之溫度測量

本發明一般而言係關於具有一積體電路條式測試器之主動積體電路裝置之測試及/或校凖，且更特定而言，係關於主動積體電路裝置在其測試及/或校凖期間的溫度測量。

當使用一溫度控制之熱條式卡盤時，精確且凖確主動在測試下之裝置(DUT)測試位點溫度測量減小誤差。該測試位點溫度仍將改變某小量，然而，溫度測量裝置將抓取此等小的溫度改變並對其作出反應以用於進一步減小在DUT之測量及校凖(修整)期間由溫度改變致使之誤差。經嚴格控制之溫度改良校凖凖確度且改良該等DUT操作特性之重複性。

需要對一DUT條式測試位點溫度之凖確測量及控制以限制可減小熱滯後差異(材料熱耗散之差異)之溫度變化，並減小浸泡時間以在DUT溫度測量期間獲得所有材料在測試位點區域中之熱平衡。目標將係跨越熱條式測試卡盤之一相對平坦溫度分佈。在熱條式卡盤上之所有裝置將在測試位點處經受實質上相同溫度，此增強針對所有DUT之DUT測試過程之重複性。在測試下DUT之溫度均勻性確保測試結果之重複性。

根據本發明之教示，一溫度測量裝置(例如，電阻溫度 偵測器(RTD)、熱電偶、熱敏電阻等)在DUT用於測量DUT溫度時具有一類似熱回應時間。該溫度測量裝置與DUT之間的熱回應時間中之類似性最小化在DUT測試及/或校凖期間所測量溫度測量與實際溫度測量之間的熱滯後。

主動DUT測量需要溫度測量裝置(例如，RTD)及DUT(在測試下之裝置)在溫度測量裝置與所測量DUT之間的測量(加上用於達成溫度平衡的浸泡時間)時彼此極緊密接近。

透過一導熱材料之一熱連接或DUT與溫度測量裝置之間的實際實體表面連接將產生較快熱傳遞及較快溫度平衡。在溫度平衡期間，測試位點、DUT及溫度測量裝置溫度皆相等，且因此係測量及修整積體電路DUT之溫度凖確度之最佳時間。

一DUT之所曝露墊係具有至裝置之晶粒之最佳熱傳導之DUT封裝之區域。因此，可假設該所曝露封裝墊上之溫度測量與DUT溫度實質上相同。

舉例而言，用於2×3 DFN封裝之所曝露墊之最小尺寸係1.3 mm×1.5 mm，且用於一TDFN封裝之最小尺寸係1.2 mm×1.2 mm。測量裝置接觸區域較佳地較小或係為與所曝露墊實質上相同之大小。雖然一良好導熱材料亦可用於測量裝置與所曝露墊之間，但仍應在前述相同接觸區域周圍。溫度測量裝置或熱接觸材料尺寸亦必須在DUT測試接觸器之彈簧針觸點之間配合。

預期且在本發明之範疇內，一RTD型溫度探針將滿足前述尺寸要求。亦預期且在本發明之範疇內，在裝置測試期 間使用接觸該所曝露墊表面之導熱彈簧針亦可係一選項且該測量裝置然後將觸碰該彈簧針之另一端。

可將用以自溫度測量裝置獲得數位溫度之額外電路埋置至一DUT測試板中。溫度測量裝置(例如，RTD)之數目將取決於測試之平行性。舉例而言，具有每觸壓(touchdown)26×5列之一平行平面之一測試條將需要每一列26個溫度測量裝置以用於進行條式測試器之每觸壓130個DUT之測試。因此，可使用一導熱板或框架來將複數個封裝(例如，2×3個DFN封裝)保持在適當位置，此位置與其在一條式測試器上時的位置相同。

DUT係放置並鎖於導熱板或框架上，且條式測試處置器/條式測試卡盤經設定以在規定溫度下測試一最終測試。一校凖常式或程式經運行以自校凖參考單元讀出溫度並調整溫度測量裝置(例如，RTD+RTD模組)之校凖偏移以讀取與校凖參考單元相同之溫度。

根據本發明之一特定實例性實施例，一種測量每一在測試下之裝置之溫度之積體電路裝置條式測試器包括：一溫度控制加熱器區塊，其具有用於在上面放置複數個在測試下的積體電路裝置之複數個位置；該複數個在測試下的積體電路裝置中之每一者包括在該積體電路裝置之一第一面上之複數個電連接墊、與該積體電路裝置之一晶粒熱連通之一所曝露晶粒墊及與該溫度控制加熱器區塊熱連通的該積體電路裝置之一第二面；一接觸器總成，其具有複數個電連接測試探針及用於該複數個在測試下的積體電路裝置 中之每一者且經配置以與該複數個在測試下之積體電路裝置中之一各別一者接觸之一導熱測試探針，其中該複數個電連接測試探針中之每一者實現至在該複數個在測試下的積體電路裝置中之該各別一者之該第一面上之該複數個電連接墊中之一各別一者之一電連接，且該等導熱測試探針中之每一者實現至在該複數個在測試下的積體電路裝置中之該各別一者之該第一面上之該所曝露晶粒墊之一熱連接；一測試板總成，其包括複數個溫度測量裝置，該複數個溫度測量裝置中之每一者熱耦合至用於該等在測試下的積體電路裝置中之每一者之該等導熱測試探針中之一各別一者；及複數個電連接件，該複數個電連接件中之每一者耦合至該複數個電連接測試探針中之一各別一者；該複數個電連接透過該複數個電連接測試探針中之該等各別者來提供至該複數個在測試下的積體電路裝置之該複數個電連接墊之電耦合；且該複數個溫度測量裝置透過在該複數個在測試下之積體電路裝置中之該等各別者之該等第一面上之該等所曝露晶粒墊來測量該複數個在測試下的積體電路裝置中之該等各別者之溫度；其中該溫度控制加熱器區塊控制該複數個在測試下的積體電路裝置的且由該複數個溫度測量裝置測量之該等溫度。

根據本發明之另一特定實例性實施例，一種測量每一在測試下之裝置之溫度之積體電路裝置條式測試器包括：一溫度控制加熱器區塊，其具有用於在上面放置複數個在測試下的積體電路裝置之複數個位置；該複數個在測試下的 積體電路裝置中之每一者包括在該積體電路裝置之一第一面上之複數個電連接墊、與該積體電路裝置之一晶粒熱連通之一所曝露晶粒墊及與該溫度控制加熱器區塊熱連通的該積體電路裝置之一第二面；一接觸器總成，其具有複數個電連接測試探針及用於該複數個在測試下的積體電路裝置中之每一者且經配置以與其接觸之一溫度測量測試探針，其中該複數個電連接測試探針中之每一者實現至在該複數個在測試下的積體電路裝置中之該各別一者之該第一面上之該複數個電連接墊中之一各別一者之一電連接，且該等溫度測量測試探針中之每一者實現至該複數個在測試下的積體電路裝置中之該各別一者之該第一面上之該所曝露晶粒墊之一熱連接；一測試板總成，其包括複數個電連接件，該複數個電連接件中之每一者耦合至該複數個電連接測試探針中之一各別一者；該複數個電連接透過該複數個電連接測試探針中之該等各別者來提供至該複數個在測試下的積體電路裝置之該複數個電連接墊之電耦合；及該溫度測量測試探針透過在該複數個在測試下之積體電路裝置中之該等各別者之該等第一面上之該等所曝露晶粒墊來測量該複數個在測試下的積體電路裝置中之該等各別者之溫度；其中該溫度控制加熱器區塊控制該複數個在測試下的積體電路裝置的且由該等溫度測量測試探針測量之該等溫度。

藉由與隨附圖式一起參考以下說明可獲取對本發明之一 更全面理解。

雖然易於對本發明實現各種修改及替代形式，但在圖式中已展示且在本文中詳細地闡述其特定實例性實施例。然而，應理解，本文中對特定實例性實施例之說明並非意欲將本發明限制於本文中所揭示之特定形式，而是相反，本發明將涵蓋如隨附申請專利範圍所定義之所有修改及等效物。

現在參考圖式，其示意性地圖解說明實例性實施例之細節。在圖式中，相同元件將由相同編號表示，且類似元件將由具有一不同小寫字母後綴之相同編號表示。

參考圖1，其根據本發明之一特定實例性實施例繪示用於測試至少一個積體電路裝置之一條式測試器之一示意性立面視圖。通常由編號100表示之一積體電路裝置條式測試器包括一溫度控制加熱器區塊102、電連接測試探針108、一熱測試探針116、其上具有熱絕緣材料114之一接觸器總成112、一溫度測量裝置120及一測試板總成122。

一在測試下的積體電路裝置(DUT)104係展示為倒置安裝，其中：其頂部與溫度控制加熱器區塊102熱連通；其電連接墊106與電連接測試探針108電連通；且其所曝露晶粒墊110與熱測試探針116熱連通。電連接測試探針108將電連接墊106耦合至測試板總成122中之電連接件118以使得DUT 104可被電測試及/或校凖(修整)。導熱測試探針116亦熱耦合至可附接至測試板總成122之一溫度測量裝置120(如圖1中所展示)，或一溫度測量裝置336可嵌入於一 熱測試探針中(如圖3(b)中所展示)。接觸器總成112移動電連接測試探針108及導熱測試探針116且然後保持其與DUT 104接觸。熱透過導熱測試探針116自所曝露晶粒墊110傳導(由箭頭124表示)，且然後至溫度測量裝置120。DUT 104可囊封於(舉例而言，但不限於)以下積體電路封裝：雙扁平無引線(DFN)、薄雙扁平無引線(TDFN)；16-引線模製無引線封裝(MLP)、JEDEC MO-220；微型塑膠封裝(MSOP)及小型塑膠封裝(SOIC)。

參考圖2，其繪示圖1中所展示的且其上具有複數個積體電路裝置之條式測試器之一溫度控制加熱器區塊之一示意性平面圖。複數個DUT 104可放置於溫度控制加熱器區塊102上，如圖2中所展示。複數個DUT 104中之每一者具有耦合至其之各別電連接測試探針108及一熱測試探針116(如圖1中所展示)以用於測試及/或校凖(修整)彼DUT 104。預期且在本發明之範疇內，複數個DUT 104中之一各別一者之每一位置可具有可獨立控制加熱以使得可透過各別熱測試探針116基於所測量之溫度而獨立地控制複數個DUT 104中之每一者之溫度。

參考圖3，其根據本發明之另一特定實例性實施例繪示展示嵌入於其中之一溫度測量裝置之一彈簧負載彈簧針樣式測試探針及一汞濕化測試探針之示意性立面視圖。圖1中所展示之一電連接測試探針108係一順應性電互連件，其係用於執行至DUT 104之一各別電連接墊106之正電耦合之一彈簧負載裝置。電連接測試探針108可包括彼此滑動 嚙合之一下部部分108a與一上部部分108b，且具有當下部部分108a之遠端接觸DUT 104之電連接墊106時提供接觸壓力之一力彈簧330。對具有可用於電連接測試探針108之順應性內部互連件之一電接觸探針之一更詳細說明係展示於Valts Treibergs之標題為Electrical Contact Probe With Compliant Internal Interconnect之美國專利第7,256,593號，且出於各種目的據此以引用之方式併入本文中。另外，汞可用於「濕化」電連接測試探針108之下部部分108a與上部部分108b之間的同界區域以用於改良其之間的導電率。

圖1中所展示之導熱測試探針116係一順應性互連件，其係用於執行至DUT 104中之一各別所曝露晶粒墊110之正熱耦合之一彈簧負載裝置。導熱測試探針116可包括彼此滑動嚙合之一下部部分116a與一上部部分116b，且具有當下部部分116a之遠端接觸DUT 104之所曝露晶粒墊110時提供接觸壓力之一力彈簧332。另外，汞可用於「濕化」導熱測試探針116之下部部分116a與上部部分116b之間的同界區域，以用於改良其之間的導熱率及針對DUT 104之溫度之一改變之回應時間。

另一選擇係，一溫度感測器336可位於下部部分116a內且經調適以與下部部分116a之遠端緊密熱連通，下部部分116a之該遠端與DUT 104之所曝露晶粒墊110熱連通。藉由如此操作可達成溫度測量凖確度之一增加及熱回應時間之一減小。藉由使用嵌入於下部部分116a中之一溫度感測 器，熱測試探針無需係其整個長度導熱。溫度感測器336可係(舉例而言，但不限於)具有類似於DUT 104之一熱回應時間之一電阻溫度偵測器(RTD)、熱電偶等。

雖然已藉由參考本發明之實例性實施例來繪示、闡述及定義本發明之實施例，但此等參考並不暗指對本發明之一限制，且不應推斷存在此類限制。如熟習此項技術且受益於本發明者將想到，能夠在形式及功能上對所揭示之標的物實現相當大修改、更改及等效物。本發明之所繪示及所闡述實施例僅係實例，且並不窮盡本發明之範疇。

100‧‧‧積體電路裝置條式測試器

102‧‧‧溫度控制加熱器區塊

104‧‧‧在測試下的裝置/在測試下的積體電路裝置

106‧‧‧電連接墊

108‧‧‧電連接測試探針

108a‧‧‧下部部分

108b‧‧‧上部部分

110‧‧‧所曝露晶粒墊

112‧‧‧接觸器總成

114‧‧‧熱絕緣材料

116‧‧‧熱測試探針/導熱測試探針

116a‧‧‧下部部分/導熱測試探針之下部部分

116b‧‧‧上部部分/導熱測試探針之上部部分

118‧‧‧電連接件

120‧‧‧溫度測量裝置

122‧‧‧測試板總成

124‧‧‧熱傳導

330‧‧‧力彈簧

332‧‧‧力彈簧

336‧‧‧溫度測量裝置/溫度感測器

圖1根據本發明之一特定實例性實施例圖解說明用於測試至少一個積體電路裝置之一條式測試器之一示意性立面視圖；圖2圖解說明圖1中所展示的且其上具有複數個積體電路裝置之條式測試器之一溫度控制加熱器區塊之一示意性平面圖；及圖3根據本發明之另一特定實例性實施例圖解說明展示嵌入於其中之一溫度測量裝置之一彈簧負載彈簧針樣式測試探針及一汞濕化測試探針之示意性立面視圖。

100‧‧‧積體電路裝置條式測試器

102‧‧‧溫度控制加熱器區塊

104‧‧‧在測試下的裝置/在測試下的積體電路裝置

106‧‧‧電連接墊

108‧‧‧電連接測試探針

110‧‧‧所曝露晶粒墊

112‧‧‧接觸器總成

114‧‧‧熱絕緣材料

116‧‧‧熱測試探針/導熱測試探針

118‧‧‧電連接件

120‧‧‧溫度測量裝置

122‧‧‧測試板總成

124‧‧‧熱傳導

Claims (28)

1. 一種測量每一在測試下之裝置之溫度之積體電路裝置條式測試器，其包括：一溫度控制加熱器區塊，其具有用於在上面放置複數個在測試下的積體電路裝置之複數個位置；該複數個在測試下的積體電路裝置中之每一者包括在該積體電路裝置之一第一面上之複數個電連接墊、與該積體電路裝置之一晶粒熱連通之一所曝露晶粒墊及與該溫度控制加熱器區塊熱連通的該積體電路裝置之一第二面；一接觸器總成，其具有複數個電連接測試探針及用於該複數個在測試下的積體電路裝置中之每一者且經配置以與該複數個在測試下之積體電路裝置中之一各別一者接觸之一導熱測試探針，其中該複數個電連接測試探針中之每一者實現至在該複數個在測試下的積體電路裝置中之該各別一者之該第一面上之該複數個電連接墊中之一各別一者之一電連接，且該等導熱測試探針中之每一者實現至在該複數個在測試下的積體電路裝置中之該各別一者之該第一面上之該所曝露晶粒墊之一熱連接；一測試板總成，其包括：複數個溫度測量裝置，該複數個溫度測量裝置中之每一者熱耦合至用於該等在測試下的積體電路裝置中之每一者之該等導熱測試探針中之一各別一者；及複數個電連接件，該複數個電連接件中之每一者耦 合至該複數個電連接測試探針中之一各別一者；該複數個電連接件透過該複數個電連接測試探針中之該等各別者來提供至該複數個在測試下的積體電路裝置之該複數個電連接墊之電耦合；及該複數個溫度測量裝置透過在該複數個在測試下之積體電路裝置中之該等各別者之該等第一面上之該等所曝露晶粒墊來測量該複數個在測試下的積體電路裝置中之該等各別者之溫度；其中該溫度控制加熱器區塊控制該複數個在測試下的積體電路裝置的且由該複數個溫度測量裝置測量之該等溫度。
2. 如請求項1之積體電路裝置條式測試器，其進一步包括：該溫度控制加熱器區塊基於由該複數個溫度測量裝置中之該等各別者測量之該等溫度而控制該複數個在測試下的積體電路裝置之該等溫度。
3. 如請求項1之積體電路裝置條式測試器，其中該溫度控制加熱器區塊包括複數個積體電路加熱器，該複數個積體電路加熱器中之每一者在該複數個在測試下的積體電路裝置中之該等各別者之該等位置處。
4. 如請求項3之積體電路裝置條式測試器，其進一步包括：該複數個積體電路加熱器基於由該複數個溫度測量裝置之該等各別者測量之該等溫度而控制該複數個在測試下的積體電路裝置中之該等各別者之該等溫度。
5. 如請求項1之積體電路裝置條式測試器，其中該接觸器 總成與該等導熱測試探針熱絕緣。
6. 如請求項1之積體電路裝置條式測試器，其中該複數個電連接測試探針及該等導熱測試探針可壓縮以便在尺寸上與該複數個積體電路裝置之該等第一面一致。
7. 如請求項6之積體電路裝置條式測試器，其中該複數個可壓縮電連接測試探針中之每一者及該等可壓縮導熱測試探針係藉助一彈簧來偏置。
8. 如請求項1之積體電路裝置條式測試器，其進一步包括使用液汞來增加該複數個電連接測試探針之導電率。
9. 如請求項1之積體電路裝置條式測試器，其進一步包括使用液汞來增加該等導熱測試探針之導熱率。
10. 如請求項1之積體電路裝置條式測試器，其中該複數個溫度測量裝置包括複數個溫度測量RTD。
11. 如請求項1之積體電路裝置條式測試器，其中該複數個溫度測量裝置包括複數個熱電偶。
12. 如請求項1之積體電路裝置條式測試器，其中該複數個溫度測量裝置包括複數個熱敏電阻。
13. 如請求項1之積體電路裝置條式測試器，其中該在測試下之裝置係處於一封裝中之一積體電路。
14. 如請求項13之積體電路裝置條式測試器，其中該積體電路封裝選自由以下各項組成之群組：雙扁平無引線(DFN)、薄雙扁平無引線(TDFN)；16-引線模製無引線封裝(MLP)、JEDEC MO-220；微型塑膠封裝(MSOP)及小型塑膠封裝(SOIC)。
15. 一種測量每一在測試下之裝置之溫度之積體電路裝置條式測試器，其包括：一溫度控制加熱器區塊，其具有用於在上面放置複數個在測試下的積體電路裝置之複數個位置；該複數個在測試下的積體電路裝置中之每一者包括在該積體電路裝置之一第一面上之複數個電連接墊、與該積體電路裝置之一晶粒熱連通之一所曝露晶粒墊及與該溫度控制加熱器區塊熱連通的該積體電路裝置之一第二面；一接觸器總成，其具有複數個電連接測試探針及用於該複數個在測試下的積體電路裝置中之每一者且經配置以與其接觸之一溫度測量測試探針，其中該複數個電連接測試探針中之每一者實現至在該複數個在測試下的積體電路裝置中之該各別一者之該第一面上之該複數個電連接墊中之一各別一者之一電連接，且該等溫度測量測試探針中之每一者實現至在該複數個在測試下的積體電路裝置中之該各別一者之該第一面上之該所曝露晶粒墊之一熱連接；一測試板總成，其包括：複數個電連接件，該複數個電連接件中之每一者耦合至該複數個電連接測試探針中之一各別一者；該複數個電連接件透過該複數個電連接測試探針中之該等各別者來提供電耦合至該複數個在測試下的積體電路裝置之該複數個電連接墊；及 該溫度測量測試探針透過在該複數個在測試下之積體電路裝置中之該等各別者之該等第一面上之該等所曝露晶粒墊來測量該複數個在測試下的積體電路裝置中之該等各別者之溫度；其中該溫度控制加熱器區塊控制該複數個在測試下的積體電路裝置的且由該等溫度測量測試探針測量之該等溫度。
16. 如請求項15之積體電路裝置條式測試器，其進一步包括：該溫度控制加熱器區塊基於由該等各別溫度測量測試探針測量之該等溫度而控制該複數個在測試下的積體電路裝置之該等溫度。
17. 如請求項15之積體電路裝置條式測試器，其中該溫度控制加熱器區塊包括複數個積體電路加熱器，該複數個積體電路加熱器中之每一者在該複數個在測試下的積體電路裝置之該等各別者之位置處。
18. 如請求項17之積體電路裝置條式測試器，其進一步包括：該複數個積體電路加熱器基於由該等各別溫度測量測試探針測量之該等溫度而控制該複數個在測試下的積體電路裝置之該等各別者之該等溫度。
19. 如請求項15之積體電路裝置條式測試器，其中該接觸器總成與該等溫度測量測試探針熱絕緣。
20. 如請求項15之積體電路裝置條式測試器，其中該複數個電連接測試探針及該等溫度測量測試探針可壓縮以便在尺寸上與該複數個積體電路裝置之該等第一面一致。
21. 如請求項20之積體電路裝置條式測試器，其中該複數個可壓縮電連接測試探針中之每一者及該等可壓縮溫度測量測試探針係藉助一彈簧來偏置。
22. 如請求項15之積體電路裝置條式測試器，其進一步包括使用液汞來增加該複數個電連接測試探針之導電率。
23. 如請求項15之積體電路裝置條式測試器，其進一步包括使用液汞來增加該等溫度測量測試探針之導熱率。
24. 如請求項15之積體電路裝置條式測試器，其中該等溫度測量測試探針中之每一者包含一溫度測量電阻溫度偵測器(RTD)。
25. 如請求項15之積體電路裝置條式測試器，其中該等溫度測量測試探針中之每一者包含一熱電偶。
26. 如請求項15之積體電路裝置條式測試器，其中該等溫度測量測試探針中之每一者包含一熱敏電阻。
27. 如請求項15之積體電路裝置條式測試器，其中該在測試下之裝置係處於一封裝中之一積體電路。
28. 如請求項27之積體電路裝置條式測試器，其中該積體電路封裝選自由以下各項組成之群組：雙扁平無引線(DFN)、薄雙扁平無引線(TDFN)；16-引線模製無引線封裝(MLP)、JEDEC MO-220；微型塑膠封裝(MSOP)及小型塑膠封裝(SOIC)。