TW201314809A - 面板驅動積體電路之嵌入式記憶體的測試裝置與方法 - Google Patents
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Abstract
一種測試裝置,適用於測試面板驅動積體電路的嵌入式記憶體。該測試裝置包括測試單元、擷取單元、轉換單元、分析單元與驗證單元。測試單元用以透過面板驅動積體電路上的訊號腳位來測試嵌入式記憶體。擷取單元用以在面板驅動積體電路被判定為記憶體故障時擷取故障紀錄。轉換單元用以將故障紀錄轉換成位元映像資料。分析單元用以產生圖形化的位元映像,並據以進行故障模式分析。驗證單元用以利用位元映像資料進行物性故障分析,以驗證位元映像資料的正確性。基此,本測試裝置能夠快速地且經濟地完成面板驅動積體電路之嵌入式記憶體的測試。
Description
本發明是有關於一種測試嵌入式記憶體的裝置與方法,特別是有關於一種測試面板驅動積體電路之嵌入式記憶體的裝置與方法。
現今的系統晶片設計大量運用了嵌入式記憶體,嵌入式記憶體因此佔據了高比例的晶片面積。根據美國半導體工業協會(Semiconductor Industry Association)的預估,至2014年,嵌入式記憶體佔有的晶片面積比例將高達90%以上。另外,由於嵌入式記憶體通常具有最嚴格的設計要求,加上半導體尺寸縮小的發展趨勢持續挑戰著半導體製程能力的極限,造成嵌入式記憶體相對容易產生製程上的瑕疵,所以嵌入式記憶體對系統晶片的設計常常造成良率與穩定性上的嚴重衝擊。因此,如何讓嵌入式記憶體保持合理的良率水準並且有效率地進行測試對系統晶片的製造來說確實是一項極重要的課題。
然而,如何有效率地以測試機台直接測試系統晶片中的嵌入式記憶體是非常困難的。一般而言,記憶體積體電路本身具有特定的訊號腳位設計,故可直接透過專門的記憶體測試設備來進行測試。然而,一般面板驅動積體電路並沒有特別為其嵌入式記憶體的測試設計特定的訊號腳位,因而必須透過面板驅動積體電路上的一般訊號腳位來進行嵌入式記憶體之訊號的傳輸和測試。另外,面板驅動積體電路的測試是藉由其本身特有的測試設備來完成的,不同於專門的記憶體測試設備,故不適合另外再使用專門的記憶體測試設備來進行嵌入式記憶體的測試,這樣做會大大增加測試成本與分析驗證的時間。再者,在面板驅動積體電路測試設備上並沒有專門自動為嵌入式記憶體擷取故障紀錄(fail datalog)以及將故障紀錄轉換成位元映像資料(bitmap data)的機制。因此,習知技術需再使用專門的記憶體測試設備,來完成嵌入式記憶體的測試與分析,其仍有改善的空間與必要。
本發明提供一種測試面板驅動積體電路之嵌入式記憶體的裝置與方法,其能夠直接利用既有的面板驅動積體電路測試設備來完成面板驅動積體電路之嵌入式記憶體的測試與分析。
本發明提出一種測試裝置,適用於測試位在晶圓上之面板驅動積體電路的嵌入式記憶體,此測試裝置包括測試單元、擷取單元、轉換單元與分析單元。測試單元用以透過面板驅動積體電路上的多個訊號腳位來測試此面板驅動積體電路,並且在此面板驅動積體電路被判定為記憶體故障時輸出故障紀錄。擷取單元用以在面板驅動積體電路被判定為記憶體故障時擷取此故障紀錄。轉換單元用以根據此故障紀錄,並透過記憶體實體位址轉換公式,計算得到包含發生記憶體故障之實體位址的位元映像資料,其中此記憶體實體位址轉換公式對應於面板驅動積體電路的設計。分析單元用以根據此位元映像資料,並透過數據處理軟體,產生圖形化的位元映像,以及利用此圖形化的位元映像進行故障模式分析。
在本發明之一實施例中,上述之位元映像資料包括被判定為記憶體故障的面板驅動積體電路在晶圓上的位置、在被判定為記憶體故障的面板驅動積體電路上,對應此記憶體故障的資料輸入輸出腳位與故障資料、對應此記憶體故障的像素位置與循環編號、以及對應此記憶體故障的記憶庫、位元線與字元線,其中此記憶庫、位元線與字元線是根據此故障紀錄並透過此記憶體實體位址轉換公式計算而得。
本發明提出一種測試方法,適用於測試位在晶圓上之面板驅動積體電路的嵌入式記憶體,該測試方法包括透過此面板驅動積體電路上的多個訊號腳位來測試此面板驅動積體電路,並且在此面板驅動積體電路被判定為記憶體故障時輸出故障紀錄。此測試方法亦包括在面板驅動積體電路被判定為記憶體故障時擷取此故障紀錄。此測試方法還包括根據此故障紀錄,並透過記憶體實體位址轉換公式,計算得到包括發生記憶體故障之實體位址的位元映像資料,其中,此記憶體實體位址轉換公式對應於此面板驅動積體電路的設計。此測試方法更包括根據此位元映像資料,並透過數據處理軟體,產生圖形化的位元映像,以及利用此圖形化的位元映像進行故障模式分析。
在本發明之一實施例中,上述之測試方法更包括利用此位元映像資料,並針對被判定為記憶體故障的此面板驅動積體電路進行物性故障分析,以驗證此位元映像資料與此記憶體實體位址轉換公式的正確性。
基於上述,本發明所提出的測試裝置與測試方法可直接透過面板驅動積體電路測試裝置來測試面板驅動積體電路中的嵌入式記憶體,而不必另外再透過專門的記憶體測試設備來對嵌入式記憶體做測試,如此可有效地節省測試成本與分析驗證的時間,並可進一步改善製程缺陷,達到提升產品良率的目的。
圖1是根據本發明範例實施例所繪示之測試裝置的概要方塊圖。請參照圖1,測試裝置100包括測試單元101、擷取單元102、轉換單元103、分析單元104與驗證單元105。測試裝置100適用於測試面板驅動積體電路110的嵌入式記憶體111,其中面板驅動積體電路110位於一晶圓上(未繪示)。
測試單元101耦接至面板驅動積體電路110,並透過面板驅動積體電路110上的多個訊號腳位來測試面板驅動積體電路110,並且在面板驅動積體電路110被判定為記憶體故障(memory fail)時輸出一筆故障紀錄(fail datalog)。
具體來說,測試單元101為適用於測試面板驅動積體電路的測試設備。另一方面,面板驅動積體電路110上並沒有針對嵌入式記憶體111準備特定用於記憶體測試的訊號腳位,因此有關嵌入式記憶體111的測試必須透過面板驅動積體電路110上的一般訊號腳位來進行。
另外,在面板驅動積體電路110的測試流程中,例如晶片探針測試(Chip Probe,CP)或封裝完成後的成品測試(Final Test,FT),會包含各種測試項目,例如開路/短路(O/S)測試、訊號腳位漏電(pin leakage)測試、待電流(standby current)測試、記憶體測試(memory test)、功能測試(functional test)與灰階測試(GS test)等。當測試項目為記憶體測試(memory test)並且測試結果為記憶體故障時,測試單元101會輸出一筆故障記錄,用以指明嵌入式記憶體111是否發生記憶體故障。
圖2是根據本發明範例實施例所繪示之故障紀錄的示意圖。
請參照圖2,故障紀錄描述有關嵌入式記憶體111的故障資訊,其包括測試批號,即LotName=PP4AJ7、晶圓編號(即Wno=12)、測試樣式(即TestNo=5010)、測試失敗數量(即FailCnt[1])、發生記憶體故障之面板驅動積體電路110在晶圓上的位置(即(X,Y)=(178,1))、面板驅動積體電路110上對應此記憶體故障的資料輸入輸出腳位(即DB12)與故障資料(即DB12下方的L),以及對應上述記憶體故障的像素位置(即pixel=(95,153))與循環編號(即0553288)。
惟須注意的是,當晶圓上的任何面板驅動積體電路在任何測試樣式下被判定為記憶體故障時,擷取單元102皆會獲得一筆從測試單元101輸出的故障紀錄。因此,不同故障紀錄可能對應到晶圓上不同面板驅動積體電路的相同或不同的測試樣式,或者晶圓上相同面板驅動積體電路的不同測試樣式。另外,每一筆故障紀錄的末端皆具有<END>標籤,作為與下一筆故障紀錄區隔的分隔符號。
必須瞭解的是,在本範例實施例中,故障紀錄的格式與內容如圖2所示。然而,本揭露不限於此,故障紀錄的格式與內容主要由測試單元101決定,在本揭露另一實施例中,測試單元101亦可以其他格式輸出故障紀錄,例如其他純文字格式、可擴展標記語言(XML)格式等。另外,故障紀錄的內容更可包括後續分析工作所需的其他資訊。
請再參照圖1,擷取單元102耦接至測試單元101,用以在面板驅動積體電路110被判定為記憶體故障後或者積體電路分類(binning)完成後,擷取由測試單元101所輸出的故障紀錄。
轉換單元103耦接至擷取單元102,用以透過記憶體實體位址轉換公式將上述故障紀錄轉換成包含發生記憶體故障之實體位址的位元映像資料(bitmap data)。特別是,上述記憶體實體位址轉換公式對應於面板驅動積體電路110的設計,換言之,每一種面板驅動積體電路皆具有對應的記憶體實體位址轉換公式。
具體來說,轉換單元103將故障紀錄中的一部分資訊,例如對應此記憶體故障的資料輸入輸出腳位及像素位置,代入記憶體實體位址轉換公式,經過計算而得到發生記憶體故障之實體位址的相關資訊,例如字元線、位元線與記憶庫。
圖3是根據本發明範例實施例所繪示將故障紀錄轉換成位元映像資料的示意圖。
請參照圖3,圖3的上方部分為故障紀錄(如圖2的上半部所示),圖3的中間部分表示對應面板驅動積體電路110的記憶體實體位址轉換公式,而圖3的下方部分為經過公式轉換而得到的位元映像資料,其中與發生記憶體故障之實體位址有關的資料欄位是字元線(即Wordline)、位元線(即Bitline)與記憶庫(即Bank)。
具體來說,在本範例實施例中,記憶體實體位址轉換公式包括公式1~3,分別用以計算對應發生記憶體故障之實體位址的記憶庫、位元線與字元線:
Bank=INT(pixel(x)/16) (公式1)
Bitline=IO×16+pixel(y)%2 (公式2)
Wordline=pixel(y) (公式3)
其中,Bank、Bitline與Wordline分別代表記憶庫、位元線與字元線。pixel(x)為對應記憶體故障的像素位置在x方向上的座標,pixel(y)為對應記憶體故障的像素位置在y方向上的座標,IO為面板驅動積體電路110上對應此記憶體故障的資料輸入輸出腳位。INT()為取整數的數學函數,可無條件地捨去小數點以後的數字,%為取餘數的數學運算子。
在本範例實施例中,pixel(x)為95,pixel(y)為153,IO為12(對應到故障紀錄中的"DB12"的末二位數字)。由公式1可得,Bank=INT(95/16)=5;由公式2可得,Bitline=12×16+153%2=193;由公式3可得,Wordline=153。
必須瞭解的是,在本範例實施例中,公式1~3如上所述。然而,本揭露不限於此,在本揭露另一實施例中,不同的面板驅動積體電路會有不同的記憶體實體位址轉換公式,取決於面板驅動積體電路的設計。
最後,轉換單元103將透過公式1~3計算所得的Bank、Bitline與Wordline與故障紀錄中的其他資料作結合。例如,發生記憶體故障之面板驅動積體電路110在晶圓上的位置((X,Y),即(178,1))、測試樣式(TestNo,即5010)、循環編號(Cycle_No,即0553288)、對應上述記憶體故障的像素位置(pixel(x)與pixel(y),即95與153)、面板驅動積體電路110上對應上述記憶體故障的資料輸入輸出腳位(IO,即12,對應到故障紀錄中的DB12)與故障資料(H/L,即L,對應到故障紀錄中的DB12下方的L)。最後,得到對應此故障紀錄的位元映像資料。
圖4是根據本發明範例實施例所繪示之位元映像資料的示意圖。
請參照圖4,具體而言,位元映像資料描述有關嵌入式記憶體111的故障資訊以及與發生記憶體故障之實體位址相關的資訊,其包含發生記憶體故障之面板驅動積體電路110在晶圓上的位置(即(X,Y))、測試樣式(即TestNo)、對應記憶體故障的循環編號(即Cycle_No)與像素位置(即pixelX與pixelY,分別代表像素位置在x與y方向上的座標)、面板驅動積體電路110上對應記憶體故障的資料輸入輸出腳位(即IO,對應到故障紀錄中的"DB00"~"DB17"的末二位數字)與故障資料(即H/L,對應到故障紀錄中"DB00"~"DB17"下方的L或H),以及對應發生記憶體故障之實體位址的記憶庫(即Bank)、位元線(即Bitline)與字元線(即Wordline)。
另外,在圖4中,每一列資料表示一筆位元映像資料,並且對應到一筆故障紀錄。當晶圓上的任何面板驅動積體電路在任何測試樣式下被判定為記憶體故障時,擷取單元102皆會獲得一筆從測試單元101輸出的故障紀錄,並且由轉換單元103將每一筆故障紀錄轉換成一筆位元映像資料。另外,在本範例實施中,每一筆位元映像資料以換行符號作為與下一筆位元映像資料區隔的分隔符號,亦即每一列資料表示一筆位元映像資料,並且具有圖4所顯示的格式與內容。
請再參照圖1,分析單元104耦接至轉換單元103,用以根據轉換單元103所輸出的位元映像資料,並透過數據處理軟體,產生圖形化的位元映像(bitmap),並且利用此圖形化的位元映像進行故障模式分析(failure mode analysis),以獲取對應故障模式的統計結果。
圖5是根據本發明範例實施例所繪示的圖形化的位元映像,並且圖6是根據本發明範例實施例所繪示的故障模式的統計分析結果。
請參照圖5與圖6,具體來說,分析單元104透過數據處理軟體(例如Excel、Original等)將轉換單元103所輸出的每一筆位元映像資料表示成圖形化的位元映像(如圖5所示),並據以顯示出各種不同的故障模式,再整理成需要的統計結果(如圖6所示)。
另外,故障模式的種類甚多,例如,整條位元線上的記憶胞發生故障的情況被歸類為位元線故障(BL),整條字元線上的多個記憶胞發生故障的情況被歸類為字元線故障(WL)的,一條字元線或位元線上相鄰兩個記憶胞發生故障的情況被歸類為雙位元故障(TB,twin bit fail),而一條字元線或位元線上單一記憶胞發生故障的情況被歸類為單位元故障(SB,single bit fail)等。惟須注意的是,這裡所舉的故障模式僅為示例之用,除此之外,尚有各種故障模式存在。
請再參照圖1,驗證單元105耦接至分析單元104,用以利用分析單元104所輸出的位元映像與故障模式分析的結果,針對被判定為記憶體故障的面板驅動積體電路110進行物性故障分析(physical failure analysis),用以驗證位元映像資料與記憶體實體位址轉換公式的正確性。例如,測試者可根據位元映像資料、位元映像與故障模式分析的結果,挑出發生記憶體故障的面板驅動積體電路110,利用化學蝕刻、研磨方式並配合分析儀器,例如,掃描式電子顯微鏡、聚焦離子束顯微鏡、穿透性電子顯微鏡與超音波顯微鏡等,來確認位元映像資料與記憶體實體位址轉換公式的正確性,並且進一步找出製程上的缺陷。
圖7是根據本發明範例實施例所繪示的測試方法的流程圖。
請參照圖7,首先,在步驟S801中,利用測試裝置100,例如面板驅動積體電路測試設備,透過面板驅動積體電路(integrated circuit,IC)110上的訊號腳位,為面板驅動積體電路110進行各種測試,其中包含針對嵌入式記憶體111所進行的記憶體測試。
在步驟S802中,當面板驅動積體電路110被判定為記憶體故障時,記憶體測試單元101輸出對應的故障紀錄。接著,在步驟S803中,擷取單元102在面板驅動積體電路110被判定為記憶體故障時擷取上述故障紀錄。
之後,在步驟S804中,轉換單元103以記憶體實體位址轉換公式將故障紀錄轉換成位元映像資料。例如,轉換單元103利用前述的公式1~3,根據對應此記憶體故障的像素位置,與面板驅動積體電路110上對應此記憶體故障的資料輸入輸出腳位,計算出與發生記憶體故障之實體位址有關的記憶庫、位元線與字元線。
然後,在步驟S805中,分析單元104透過數據處理軟體由位元映像資料產生圖形化的位元映像。接著,在步驟S806中,分析單元104利用圖形化的位元映像進行故障模式分析並且獲取相關的統計結果。
最後,在步驟S807中,驗證單元105利用位元映像資料,針對發生記憶體故障的面板驅動積體電路110進行物性故障分析,以驗證位元映像資料與記憶體實體位址轉換公式的正確性,進而找出製程上的缺陷。
綜上所述,本發明所提出的測試裝置與方法可直接透過面板驅動積體電路測試設備來收集面板驅動積體電路之嵌入式記憶體的故障紀錄,並且以記憶體實體位址轉換公式(與受測試的面板驅動積體電路之設計相對應)將故障紀錄轉換成位元映像資料,而不必另外再透過專門的記憶體測試設備來針對其嵌入式記憶體做測試,如此可有效地節省測試成本與分析驗證的時間,快速找出故障原因,進一步改善製程上的缺陷,達到提升產品良率的目的。此外,經由本發明所提出之測試方法所得到的分析結果,更可作為物性故障分析的依據。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100...測試裝置
101...測試單元
102...擷取單元
103...轉換單元
104...分析單元
105...驗證單元
110...面板驅動積體電路
111...嵌入式記憶體
S801~S807...測試方法的步驟
圖1是根據本發明範例實施例所繪示之測試裝置的概要方塊圖。
圖2是根據本發明範例實施例所繪示之故障紀錄的示意圖。
圖3是根據本發明範例實施例所繪示之位元映像資料的示意圖。
圖4是根據本發明範例實施例所繪示將故障紀錄轉換成位元映像資料的示意圖。
圖5是根據本發明範例實施例所繪示的圖形化的位元映像。
圖6是根據本發明範例實施例所繪示的故障模式的統計分析結果。
圖7是根據本發明範例實施例所繪示的測試方法的流程圖。
100...測試裝置
101...測試單元
102...擷取單元
103...轉換單元
104...分析單元
105...驗證單元
110...面板驅動積體電路
111...嵌入式記憶體
Claims (17)
- 一種測試裝置,適用於測試晶圓上的一面板驅動積體電路的一嵌入式記憶體,該測試裝置包括:一測試單元,用以透過該面板驅動積體電路上的多個訊號腳位來測試該面板驅動積體電路,當在該面板驅動積體電路被判定為一記憶體故障時,輸出一故障紀錄;一擷取單元,當該面板驅動積體電路被判定為該記憶體故障時,用以擷取該故障紀錄;一轉換單元,用以根據一記憶體實體位址轉換公式計算發生該記憶體故障之實體位址的一位元映像資料,其中,該記憶體實體位址轉換公式根據該面板驅動積體電路的該記憶體故障的像素位置與對應的該些訊號腳位取得對應的該位元映像資料;以及一分析單元,用以根據該位元映像資料並透過一數據處理軟體產生一圖形化的位元映像,進而利用該圖形化的位元映像進行一故障模式分析。
- 如申請專利範圍第1項所述之測試裝置,更包括一驗證單元,利用該位元映像資料並針對被判定為該記憶體故障的該面板驅動積體電路進行一物性故障分析,用以驗證該位元映像資料與該記憶體實體位址轉換公式。
- 如申請專利範圍第1項所述之測試裝置,其中該測試單元為一面板驅動積體電路測試設備。
- 如申請專利範圍第1項所述之測試裝置,其中該故障紀錄包括:被判定為該記憶體故障的該面板驅動積體電路位於該晶圓上的位置;在被判定為該記憶體故障的該面板驅動積體電路上,相對應該記憶體故障的一資料輸入輸出腳位與一故障資料;以及對應該記憶體故障的一像素位置與一循環編號。
- 如申請專利範圍第4項所述之測試裝置,其中該故障紀錄包括一測試批號、一晶圓編號、一測試樣式及一測試失敗數量。
- 如申請專利範圍第5項所述之測試裝置,其中根據該記憶體實體位址轉換公式計算發生該記憶體故障之實體位址的該位元映像資料包括:被判定為該記憶體故障的該面板驅動積體電路在該晶圓上的位置;在被判定為該記憶體故障的該面板驅動積體電路上,對應該記憶體故障的該資料輸入輸出腳位與該故障資料;對應該記憶體故障的該像素位置與該循環編號;以及對應該記憶體故障的一記憶庫、一位元線與一字元線,其中該記憶庫、該位元線與該字元線是根據該故障紀錄並透過該記憶體實體位址轉換公式計算而得。
- 如申請專利範圍第6項所述之測試裝置,其中該位元映像資料更包括該測試樣式。
- 如申請專利範圍第6項所述之測試裝置,其中該記憶體實體位址轉換公式包括:該記憶庫=INT(pixel(x)/16)該位元線=IO×16+pixel(y)%2該字元線=pixel(y)其中,pixel(x)為對應該記憶體故障的像素位置在x方向上的座標,pixel(y)為對應該記憶體故障的像素位置在y方向上的座標,IO為該面板驅動積體電路上對應該記憶體故障的資料輸入輸出腳位,INT()為取整數的數學函數,而%為取餘數的數學運算子。
- 如申請專利範圍第2項所述之測試裝置,其中該物性故障分析包括利用化學蝕刻、研磨方式並配合進行分析,用以驗證該位元映像資料以及識別製程上的缺陷。
- 一種面板驅動電路的測試方法,適用於測試晶圓上的該面板驅動積體電路中一嵌入式記憶體,該面板驅動電路的測試方法包括:透過多個訊號腳位來測試該面板驅動積體電路,並且在該面板驅動積體電路被判定為一記憶體故障時,輸出一故障紀錄;在該面板驅動積體電路被判定為該記憶體故障時,擷取該故障紀錄;根據一記憶體實體位址轉換公式,用以計算得到包括發生該記憶體故障之實體位址的一位元映像資料,其中該記憶體實體位址轉換公式對應於該面板驅動積體電路的該記憶體故障的像素位置與對應的該些訊號腳位取得對應的該位元映像資料;以及根據該位元映像資料並透過一數據處理軟體產生一圖形化的位元映像,以及利用該圖形化的位元映像進行一故障模式分析。
- 如申請專利範圍第10項所述之面板驅動電路的測試方法,更包括利用該位元映像資料對於被判定為該記憶體故障的該面板驅動積體電路進行一物性故障分析,用以驗證該位元映像資料與該記憶體實體位址轉換公式。
- 如申請專利範圍第10項所述之面板驅動電路的測試方法,其中更包括使用一面板驅動積體電路測試設備透過該面板驅動積體電路上的該多個訊號腳位來測試該面板驅動積體電路。
- 如申請專利範圍第10項所述之面板驅動電路的測試方法,其中該故障紀錄包括:被判定為該記憶體故障相對應的該面板驅動積體電路在該晶圓上的位置;在該面板驅動積體電路上,對應該記憶體故障的一資料輸入輸出腳位與一故障資料;以及對應該記憶體故障的一像素位置與一循環編號。
- 如申請專利範圍第13項所述之面板驅動電路的測試方法,其中該故障紀錄包括一測試批號、一晶圓編號、一測試樣式及一測試失敗數量。
- 如申請專利範圍第14項所述之面板驅動電路的測試方法,其中該位元映像資料包括:被判定為該記憶體故障相對應的該面板驅動積體電路在該晶圓上的位置;在被判定為該記憶體故障的該面板驅動積體電路上,對應該記憶體故障的該資料輸入輸出腳位與該故障資料;對應該記憶體故障的該像素位置與該循環編號;以及對應該記憶體故障的一記憶庫、一位元線與一字元線,其中該記憶庫、該位元線與該字元線是根據該故障紀錄並透過該記憶體實體位址轉換公式計算而得。
- 如申請專利範圍第15項所述之面板驅動電路的測試方法,其中該位元映像資料更包括該測試樣式。
- 如申請專利範圍第11項所述之面板驅動電路的測試方法,其中該物性故障分析包括利用化學蝕刻、研磨方式用以驗證該位元映像資料以及識別製程上的缺陷。
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2011
- 2011-09-22 TW TW100134175A patent/TWI455223B/zh active
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