TW202219534A - 用於槽體式大量半導體測試系統的被動載體式裝置遞送技術 - Google Patents

用於槽體式大量半導體測試系統的被動載體式裝置遞送技術 Download PDF

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Abstract

一種測試設備包含一測試器，該測試器包含複數個機架，其中各機架包含複數個槽體，其中各槽體包含：(a)一介面板，其貼附在一機架之一槽體中，其中該介面板包含測試電路系統及複數個插座，各插座可操作以接收一受測裝置(DUT)；以及(b)一載體，其包含一DUT陣列，其中該載體可操作以位移到該機架之該槽體裡，並且其中該DUT陣列中之各DUT與該介面板上之該等複數個插座中之一相應插座對準。該測試設備更包含用於將該DUT陣列裝載到該載體裡之一拾取與置放機制、及用於將該載體輸送至該機架之該槽體之一升降機。

Description

用於槽體式大量半導體測試系統的被動載體式裝置遞送技術
相關申請案交互參照
本申請還對2020年11月2日提出申請之題為「Passive Carrier-Based Device Delivery For Slot-Based High-Volume Semiconductor Test System」之美國臨時申請案第63/108,792號主張優先權。上列申請案之完整內容係特此就所有目的以參考方式併入本文中，猶如是在本文中提出。
本揭露大致係有關於自動化測試裝備領域，並且更具體而言，係有關於用於對受測裝置進行大規模平行大量測試之技巧。
自動化測試裝備(ATE)包括對一半導體晶圓或晶粒、一積體電路(IC)、一電路板，或一已封裝裝置，諸如一固態驅動機，進行一測試之任何測試總成。ATE總成可用於執行快速進行測量並產生測試結果之自動化測試，可接著對該等測試結果進行分析。一ATE總成可以是從耦合至一計量器之一電腦系統到一複雜自動化測試總成之任何東西，其可包括一自訂、專屬電腦控制系統及許多不同測試儀器，有自動測試電子零件及/或半導體晶圓測試之能力，諸如系統晶片(SOC)測試或積體電路測試。ATE系統減少在測試裝置上花費之時間量以確保裝置按設計作用，同時還當作一診斷工具，用以確定一給定裝置在送達消費者之前，裡面是否存在故障組件。ATE系統亦可用於對通過/故障及對裝置分級測定測試及記錄裝置效能。
當一典型ATE系統測試一裝置(通常稱為一受測裝置或DUT)時，ATE系統向該裝置施加刺激(例如：電氣信號)並檢查該裝置之響應(例如：電流及電壓)。一般而言，如果裝置在預建立容差內成功提供某些預期響應，則一測試之最終結果係「通過」，或者如果該裝置未在該預建立容限內提供該等預期響應，則該測試之最終結果係「故障」。更精良之ATE系統能夠評估一故障之裝置以潛在確定該故障之一或多個原因。其他ATE系統可出於分級目的對一裝置之一效能進行分類。
市場上目前存在數種不同類型之ATE系統。其中之一涉及在包括插座及主動式測試電路系統之測試器介面板(TIB)上輸送受測裝置(DUT)。使用TIB輸送DUT之優點在於裝置輸送不需要一單獨設備。TIB係兼用於測試及輸送。再者，DUT之對準可在一中央對準站處進行。這在對更精細間距需要視覺對準時特別有用。同樣地，用於TIB之盲交合連接器允許快速更換以供維修。使用TIB之ATE系統具有數個缺點。舉例而言，一測試架中介於插座(每DUT)測試電路系統與裝備之間的高頻信號路徑在正常測試操作期間反復斷接，使得信號保真度之維護及高速信號路徑校準變得困難。再者，介於一TIB與一測試架之間的高循環計數高頻連接器之一成本(一初始設置成本及維護成本兩者)會增加。
另一種類型之ATE系統涉及將DUT直接插入到帶有拾取與置放總成之靜置測試板上之插座裡。在這種解決方案中，單一集中式拾取與置放總成係用於在JEDEC托盤與固定位置測試板上之測試插座之間轉移DUT。這種類型之ATE系統也有其優點。舉例而言，除拾取與置放總成外，這種類型之ATE系統不需要附加機械組件。再者，屏蔽及其他頂側接觸解決方案由於可用空間而易於實施。然而，這種類型之ATE系統也有其缺點。舉例而言，平行性及每小時單位數(UPH) (每小時測試之單位數)受到嚴重限制，因此，這種類型之ATE系統不適合大量製造(HV)應用。再者，昂貴之拾取與置放設備之利用率低，其在長測試時間時經常處於閒置狀態。
一種不同類型之ATE系統將DUT輸送至JEDEC托盤上之測試槽(或測試站)，並將其裝載到帶有每槽體拾取與置放總成之測試槽裡。在這種解決方案中，各測試槽或測試站均自有專屬拾取與置放總成，其在JEDEC托盤或載體與固定位置測試板之間轉移DUT。托盤係使用可憑藉升降機/輸送帶或一機械手臂實施之一機械機器人系統，予以在一中央裝載/卸載站與測試槽之間輸送。又，存在與這種類型之系統相關聯之缺點。舉例而言，每槽體拾取與置放總成會增加系統成本。再者，每槽體拾取與置放總成之利用率低，其在長測試時間時通常處於閒置狀態。這些類型之ATE系統由於多個拾取與置放總成而同樣地可能不可靠。
最後，習知ATE系統之典型記憶體測試器及手柄類型也有許多相關聯之缺點。在這種解決方案中，搬運器使用一拾取與置放機制將DUT從JEDEC托盤裝載到移動至測試腔室之多DUT載體裡。DUT留在載體中，同時被插入插座裡，該等插座提供與測試系統中之測試裝備的電氣連接。此系統之缺點在於記憶體測試器及搬運器專門僅配合記憶體運作，並且未併入用於射頻 (「RF」) 或任何類型之頂側接觸的屏蔽。再者，系統級測試(SLT)測試電路系統之空間要求、及任何垂直堆疊槽體架構之缺乏限制了平行性。
因此，需要一種解決與習知ATE測試器系統相關聯之缺點的ATE系統。本發明之實施例在一以槽體為基之架構中提供一大規模平行大量測試能力，將多裝置被動式載體用於將半導體裝置從裝載/卸載站輸送至測試槽。這消除了對移動測試插座及/或帶有裝置之測試電路系統的需要，此為目前現代化大量槽體式測試系統中使用之方法。消除此要求使系統之設計簡化，並且使效能改善(尤其是對於RF及其他高頻應用)、使可靠度提升、以及使成本降低。
在一項實施例中，槽體式測試器系統包含：a)一測試器(其包括電力遞送板及控件)；b)一測試器板，諸如ATE裝載板，或包含複數個插座介面板(SIB)之測試介面板(TIB)、或包含複數個DUT介面板(DIB)之燒入板(BIB)；c)用以固持一或多個DUT (受測裝置)之一開放式插座；d)固持複數個DUT之一被動式載體/測試托盤(請注意，系統中可存在多個載體或測試托盤)；e)用以將插座蓋(或任選射頻屏蔽)置放於載體中之DUT頂端上之一任選平行蓋體總成系統(PCA)；f)類似於一記憶體測試搬運器之一搬運器及移動系統，其將DUT置放到載體裡，並進一步將DUT置放在插座頂端上之載體內；g)將插座蓋(及/或任選RF屏蔽)及DUT向下推到插座裡之柱塞。
在一項實施例中，揭示一種測試設備。該測試設備包含     一測試器，該測試器包含複數個測試器機架，其中各測試器機架包含複數個槽體，其中各槽體包含：(a)一介面板，其貼附在一測試器機架之一槽體中，其中該介面板包含測試電路系統及複數個插座，各插座可操作以接收一受測裝置(DUT)；以及(b)一載體，其包含一DUT陣列，其中該載體可操作以位移到該測試器機架之該槽體裡，並且其中該DUT陣列中之各DUT與該介面板上之該等複數個插座中之一相應插座對準。該測試設備更包含用於將該DUT陣列裝載到該載體裡之一拾取與置放機制、及用於將該載體輸送至該測試器機架之該槽體之一升降機。
在一項實施例中，揭示一種測試DUT之方法。該方法包含   使用一搬運器及輸送系統在一載體上設置一DUT陣列，以及使用一升降機將該載體輸送至與一測試器相關聯之一機架之一槽體，其中該測試器包含複數個機架，其中該等複數個機架中之各機架包含複數個槽體。再者，該方法包含將該載體插入該機架之該槽體裡，以及將一介面板貼附在該機架之該槽體中，其中該介面板包含複數個插座，並且其中該等複數個插座中之各插座可操作以接收一相應受測裝置(DUT)，並且其中該DUT陣列中之各DUT與該介面板上之該等複數個插座中之一相應插座對準。該方法亦包含將該等複數個插座蓋中之一插座蓋致動到該DUT陣列中之各DUT上，用來推動該相應DUT以與該等複數個插座中之一相應插座實體且電氣接觸。
在一項實施例中，揭示一種測試系統。該系統包含一機站，其可操作以從複數個載體裝載及卸載受測裝置(DUT)，其中該機站包含一拾取與置放機制及可操作以在該機站與至少一個測試器之間輸送複數個載體之一台車。該至少一個測試器包含複數個機架，其中各機架包含複數個槽體，其中各槽體包含：(a)一介面板，其貼附在一機架之一槽體中，其中該介面板包含測試電路系統及複數個插座，各插座可操作以接收一受測裝置(DUT)；(b)一載體，其包含一DUT陣列，其中該載體可操作以安置到該機架之該槽體裡，並且其中該DUT陣列中之各DUT與該介面板上之該等複數個插座中之一相應插座對準。該系統更包含一升降機，用於將該載體從該台車輸送至該機架之該槽體。
使用所述系統之有益態樣，沒有其相應限制，本發明之實施例提供一種新穎解決方案，用以解決上述缺點。
透過以下詳細說明，連同附圖，將更加理解本發明之本質及優點。
現將詳細參照實施例，附圖中繪示其實例。儘管實施例將搭配圖式作說明，將瞭解的是，該等圖式並非意欲限制該等實施例。反之，實施例係意欲涵蓋替代例、修改及均等例。再者，在以下詳細說明中，許多特定細節係為了透徹理解而提出。然而，所屬技術領域中具有通常知識者將會認知，實施例無需這些特定細節也可實踐。在其他例子中，為了避免非必要地混淆實施例之態樣，並未詳細說明眾所周知之方法、程序、組件、以及電路。 記號及用語章節
以下詳細說明(例如：圖7)有些區域係依據程序、邏輯塊、處理以及一電腦記憶體內資料位元操作之其他符號表示型態來呈現。這些說明與表示型態係資料處理領域中具有通常知識者用來最有效傳達其工作內容予所屬技術領域中具有通常知識者的手段。在本申請案中，一程序、邏輯塊、過程、或類似者係視為導致一所欲結果之步驟或指令之一自相一致性序列。該等步驟係那些需要對物理量進行實體操縱之步驟。這些量採取的形式通常，但非必要，係能夠在一電腦系統中被儲存、轉移、組合、比較、以及按其他方式操縱之電氣或磁性信號。
然而，應記住的是，這些與類似用語全都與適當物理量相關聯，而且只是套用到這些量之便利標示。除非具體敍述，否則如以下論述顯而易見，據了解，在本發明全文中，利用諸如「測試」、「貼附」、「耦合」、「插入」、「致動」等用語或類似用語的論述意指為一電腦系統、或類似電子運算裝置之動作與過程，其操縱並且將此電腦系統之暫存器與記憶體內表示為物理(電子)量的資料轉換成該等電腦系統記憶體或暫存器或其他此類資訊儲存器、傳輸或顯示裝置內以類似方式表示為物理量的其他資料。
以下說明對可包括一或多個模組之電腦及其他裝置進行論述。「模組」或「區塊」一詞於本文中使用時，可理解其意指為軟體、韌體、硬體、及/或以上的各種組合。應知，該等區塊及模組屬於例示性。可將該等區塊或模組組合、整合、分離及/或複製以支援各種應用。同樣地，代替本文中描述為在一特定模組或區塊處進行之一功能或除了該功能以外，所述特定模組或區塊處進行之功能還可予以在一或多個其他模組或區塊處及/或藉由一或多個其他裝置進行。再者，該等模組或區塊可橫跨彼此在本地端或遠距處之多個裝置及/或其他組件來實施。另外，可將該等模組或區塊從一個裝置移動並新增至另一裝置，及/或兩裝置中都可包括該等模組或區塊。可在一或多個儲存媒體中，舉例如在一記憶體裝置、一軟式磁片、一光碟(CD)、一數位多樣化光碟(DVD)、或可儲存電腦碼之其他裝置中，採用有形方式具體實現本發明之任何軟體實作態樣。
本文中使用之術語目的僅在於說明特定實施例而非意欲限制本發明之範疇。單數形式之「一」及「該」於本揭露各處使用時，包括複數參照，除非上下文另有清楚規定。因此，舉例而言，對「一模組」之一參照包括複數個此類模組、及單一模組、以及所屬技術領域中具有通常知識者已知之其均等模組。
用於槽體式大量半導體測試系統的被動載體式裝置遞送技術
如上述，市場上目前存在數種不同類型之ATE系統，各有其自己之優劣勢。在許多系統中，測試架中介於插座測試電路系統與測試裝備之間的高頻信號路徑在正常測試操作期間反復斷接，使得信號保真度之維護及高速信號路徑校準變得困難。其他類型之ATE系統不適合大量製造應用，因為這些ATE系統中之平行性受到嚴重限制。在又其他ATE系統中，測試系統之昂貴組件，例如拾取與置放總成，之低利用率有問題。
本發明之實施例藉由在一以槽體為基之架構中提供一大規模平行大量測試能力來解決習知ATE系統之缺點，將多裝置被動式載體用於將半導體裝置從裝載/卸載站輸送至測試槽。這消除了對移動測試插座及/或帶有裝置之測試電路系統的需要。消除此要求使系統之設計簡化，並且使效能改善(尤其是對於RF及其他高頻應用)、使可靠度提升、以及使成本降低。
根據本發明之實施例，一種槽體式測試器系統包含：a)一測試器(其包括電力遞送板及控件)；b)一測試器板，諸如ATE裝載板，或包含複數個插座介面板(SIB)之測試介面板(TIB)、或包含複數個DUT介面板(DIB)之燒入板(BIB)；c)用以固持一或多個DUT (受測裝置)之一開放式插座；d)固持複數個DUT之一被動式載體/測試托盤(請注意，系統中可存在多個載體或測試托盤)；e)用以將插座蓋(或任選射頻屏蔽)置放於載體中之DUT頂端上之一任選平行蓋體總成系統(PCA)；f)類似於一記憶體測試搬運器之一搬運器及移動系統，其將DUT置放到載體裡，並進一步將DUT置放在插座頂端上之載體內；g)將插座蓋(及/或任選RF屏蔽)及DUT向下推到插座裡之柱塞。
本文中揭示之測試器系統之典型使用者會是：整合式裝置製造商、無晶圓廠半導體製造商、及外包半導體組裝及測試公司，這些公司從事裝置之大量製造及測試，該等裝置在需要對測試裝備與DUT之間的信號保真度及電氣屏蔽進行仔細維護之頻率範圍內運作，用以降低測試期間個別DUT之間的干擾。一例示性DUT會是在一行動電話中用於與一行動通信基地台通訊之一RF模組。本發明之實施例係與搬運及介接解決方案整合成一體，被包括作為一ATE (自動化測試裝備)或SLT (系統級測試)系統之部分。
本發明之實施例將一載體式DUT遞送機制與一以槽體為基之大量半導體測試系統架構組合。圖1根據本發明之實施例，繪示一測試器系統的一透視圖，其將一載體式DUT遞送機制與一以槽體為基之測試架構組合。測試器系統包含帶有多個機架(例如：一左機架及一右機架)之一腔室104，機架帶有複數個可垂直堆疊之槽體(例如：位在右機架中之槽體102及位在左機架中之槽體103)。垂直堆疊槽體允許平行測試更多DUT。舉例而言，腔室104可包含多達30個槽體。在一不同實施例中，測試器內之槽體可水平布置，而不是垂直布置。
如前述，測試器系統將載體式裝置遞送機制與以槽體為基之架構組合。測試器系統包含裝載載體106之一拾取與置放機制(例如：其被併入搬運器128內)，並且更包含將載具垂直移動至一特定期望點位之一升降機系統114。使用被動式載體或測試托盤之優點在於所有測試電子電路系統都可留在測試架中，而載體則可移入及移出測試器槽體。結果是，TIB及/或SIB有助益地不需要與測試器系統斷開。這對於測試器需要維持一穩定且高準確度信號路徑之高速應用具有優勢。
相比之下，每當必須將新DUT插入測試架時，習知測試器系統均必須將測試電子器件與插座連接及斷開。這對於需要穩健連接性、可重複性及信號準確度之高速信號路徑並不理想。本發明之實施例有助益地在測試期間將測試電路系統留在原位。這對於高速信號路徑具有優勢，並且提供可靠之連接性、可重複性及信號準確度。
本發明之實施例所提供之高平行性架構有所助益，因為測試插座及測試電路系統在一固定位置留在原位，且在正常測試操作期間持續連接至測試器儀器及支撐資源。一例示性應用係一RF或其他高頻測試。為了對DUT之反復插入維持信號保真度，帶有插座之TIB (測試器介面板)及對應之每DUT測試電路系統在系統之測試架中維持固定，並且僅為了維修才予以移除及斷接。由於高頻測試需要專業且昂貴之儀器，因此將此裝備內建到TIB裡在技術或財務上都不可行，所以，高頻信號通過測試架中介於TIB與測試裝備之間的連接器。因此，每次需要測試一組新DUT時，不使連接器位移很重要。
在習知高平行性SLT系統中，TIB在用於裝載/卸載DUT之拾取與置放總成與用於測試之測試架之間前後移動，需要測試架與DUT之間的信號路徑反復斷開/重新連接。換句話說，會需要將TIB規律地斷接並從槽體拉出，以便裝載新的幾批DUT。
在本發明之測試器總成中，有助益地不需要將TIB移入及移出槽體。其在原位維持連接，並且不需要斷接也能裝載一批新近DUT。隨著TIB根據本發明之實施例在測試架中維持固定，測試器系統使用一被動式載體或測試托盤 106 (在圖1A示出)在拾取與置放總成與測試架之間移動DUT。這會維持高平行性及高UPH (每小時單位數)而無需反復斷接信號路徑。在測試期間，帶有多個DUT之整個被動式載體106係插入到測試架中之一槽體裡，並且降低到固定之TIB上。DUT留在載體中，同時施用測試架中之每DUT插座蓋在DUT與插座之間提供必要之受力以完成電氣連接。應知，將TIB固定在機架中還對新增外部裝備及導線到測試架裡提供附加靈活性。
在一項實施例中，插座蓋可以是一平行插座蓋總成系統之部分，其在將一柱塞用於致動DUT之前於載體中之所有DUT上置放插座蓋。致動DUT意味著在DUT之頂端施加接觸力將其向下推以與插座電子器件電氣接觸。換句話說，插座蓋係藉由平行蓋體總成系統置放在DUT上。平行蓋體總成系統可類似於2020年8月5日提出申請之題為「Integrated Test Cell Using Active Thermal Interposer (ATI) with Parallel Socket Actuation」之美國專利申請案第16/986,027號中所述之系統，其全文特此係出於所有目的以參考方式併入本文。然而，在未使用平行蓋體總成系統之一不同實施例中，可將帶有一內建插座蓋之一柱塞用於向下推在載體中之DUT上以與相應插座接觸。
本發明之實施例消除習知測試器系統之關鍵缺點。現有HVM (大量製造) SLT系統之高平行性架構係藉由將必要測試裝備、屏蔽及高速信號路徑(佈纜、連接器、機板走線等)併入而適用於高頻測試應用。為了對反復插入維持信號保真度，帶有插座之TIB (測試器介面板)及對應之每DUT測試電路系統在系統之測試架中維持固定，並且僅為了維修才予以移除及斷接。
隨著TIB在測試架中維持固定，本發明之實施例使用一被動式載體106 (如圖1A所示)或測試托盤在拾取與置放總成與測試架(或測試腔室104)之間移動DUT。這會維持一高平行性及高UPH (每小時單位數)而無需反復斷接高頻信號路徑。
在一實施例中，於測試期間，帶有多個DUT之整個載體係插入到測試架中之一槽體裡，並且降低到固定之TIB上。DUT留在載體中，同時施用測試架中之每DUT插座蓋在DUT與插座之間提供必要之受力以完成電氣連接。在一項實施例中，插座蓋通常與裝置或插座之頂端上之彈簧銷對準，以使插座蓋能夠與載體及插座協同形成一RF屏蔽。如上述，一平行蓋體總成系統可用於將插座蓋置放到DUT上。然而，在一不同實施例中，具有一整合式插座蓋之一柱塞可用於向下推在載體中之各DUT上以與相應插座接觸。
在一項實施例中，載體托盤106上之DUT可彼此相當靠近地相隔，並且需要受屏蔽，例如在RF DUT之狀況中。由於該等DUT之間貼近，諸裝置出現串擾之可能性高。此外，能夠在一每槽體基礎上引進屏蔽之空間更小。因此，在一項實施例中，因為載體停留在原位，所以也將載體結構本身併入屏蔽。對於高頻應用，插座蓋連同插座一般在諸DUT之間提供所需電氣屏蔽，還視需要為頂側接觸提供手段。在所提實作態樣中，由於DUT在測試期間留在載體中，載體必須是屏蔽設計之一整合部分。為了解決此問題，使用一種新穎之「合夾」方法，其中插座、載體、及插座蓋組合形成每DUT屏蔽。
圖2A係置放在一習知測試器之一槽體200中之一TIB的一例示。如圖2A所示，習知測試器中之TIB 202被組配用以每次需要裝載一批新DUT時便滑入及滑出槽體。RF機板212可貼附至SIB 213，SIB 213係貼附至TIB 202。在一習知測試器中，整個TIB 202及所有附接之組件都可能需要與測試器斷接。TIB滑出槽體，裝載新DUT，然後TIB滑回到帶有新DUT之槽體裡以供進一步測試。一盲交合配接器274將TIB連接至測試器機架。如圖2A所示，帶有附接RF機板212之整個TIB 202滑出，然後隨著一批新DUT滑回裡面，並且與盲交合配接器274接觸以將TIB連接至測試器機架。
圖2B根據本發明之實施例，係一TIB的一例示，其在一測試器機架之一槽體206中維持固定，同時一被動式載體托盤204 (如上述)滑入該槽體以將DUT移動到該測試器機架裡。載體托盤滑入插座205之頂端，並且插座蓋209降低，舉例而言，使用一柱塞(圖未示)降低，用以將DUT 281向下推到插座裡以進行接觸。請注意，儘管圖2B僅展示單一插座，被動式載體仍能夠攜載與一插座陣列對準並降低到該插座陣列上之一DUT陣列。類似的是，一插座致動器陣列可包含與DUT陣列及TIB上之插座陣列相對應之一插座蓋陣列(例如：插座蓋209)。在一項實施例中，可在插座致動器陣列將插座蓋推到DUT上之前，使用一平行蓋體總成系統將插座蓋安置到DUT上。在一不同實施例中，插座致動器陣列可包含柱塞，該等柱塞帶有用於致動DUT之整合式插座蓋。
在一實施例中，載體托盤204係合夾在插座蓋與包含插座之TIB之間。插座蓋(其可以是一致動器陣列之部分)將DUT 向下推到插座裡。載體上之DUT係位於一薄膜片上之載體之相應袋體中。DUT靜置在薄膜片上並被推入插座。DUT之底端包含一球柵陣列，其中該球柵陣列之焊球被推穿膜片以與插座接觸。在一項實施例中，插座蓋通常將與裝置或插座之頂端上之彈簧銷282對準，以使插座蓋陣列中之一插座蓋209能夠與載體204及相應插座205協同形成一RF屏蔽。在DUT完成測試之後，致動器陣列向上回升，並且載體隨著位在其上之DUT滑出槽體。因此，在測試器中，所有TIB都能夠留在槽體中，同時載體係在測試期間移入及移出各種槽體。
如上述，測試架中之插座蓋(例如：插座蓋209)係施用於在DUT與插座之間提供必要受力以完成電氣連接。對於高頻應用，這些蓋體209連同插座205及載體204一般在諸DUT之間提供所需電氣屏蔽，還視需要為頂側接觸提供手段。本發明之實施例將載體204合夾在插座蓋209與插座205之間以提供每DUT屏蔽。插座蓋209、載體204及插座205一起建立RF屏蔽。請注意，各載體(例如：載體204)包含位在其上之一DUT陣列(例如：DUT之一x-y矩陣)。將載體推到其上具有插座(例如：插座205)之一TIB 284上。載體上面還有一插座蓋陣列(例如：插座蓋209)，該等插座蓋被推到載體及插座上，以使得插座蓋、載體及插座一起形成一RF屏蔽。一插座、該載體及一插座蓋之各組合均建立一單獨RF屏蔽將相應受包圍之DUT與載體上之其他DUT隔離。
圖2C根據本發明之一實施例，提供一載體滑入一槽體之方式的一俯視圖。如圖2C所示，DUT載體291包含DUT 296之一陣列。DUT載體291滑入槽體，以使得載體托盤上之DUT與設置在TIB 292上之插座對準。致動器陣列293係接著用於將DUT致動到插座上，如上述。
圖3A繪示習知測試器302的一側視圖。如圖3A所示，在習知測試器中，升降機307垂直移動TIB，並且將TIB 308 (連同插座及測試電路系統)滑入測試器機架309中之測試槽裡。習知測試器在拾取與置放總成與升降機之間、以及最後與測試架(帶有槽體)之間移動TIB。在習知測試器中，諸如圖3A中所示之測試器，需要將TIB規律地移入及移出槽體，出於上述理由，這會有問題。
圖3B根據本發明之實施例，繪示一測試器303的一側視圖，其允許TIB於載體移入及移出槽體的同時在槽體中維持固定。在一項實施例中，包含DUT之一載體325係藉由升降機317垂直位移，並且滑入測試器機架335中之一槽體裡。TIB 326及配電板(PDB)停留在機架335內之原位。一柱塞345可將載體上之DUT推入插座。被動式載體325通常係移入及移出機架335之移動組件，而其餘組件，例如TIB、PDB及柱塞，則停留在機架內。在一項實施例中，多個載體係在一測試器系統中用於將DUT輸送入及輸送出與測試器303相關聯之測試器機架之垂直槽體。
在一項實施例中，使用雙升降機(或「雙槽體升降機」)，舉例而言，圖1中之升降機114或圖3B中之升降機317可以是雙槽體升降機。一雙槽體升降機具有兩個垂直布置之槽體，例如圖3B中之槽體327及328。一個升降機槽體係用於將帶有DUT之載體從拾取與置放(PnP)帶至測試槽。但是，由於測試槽中通常已經有一預先存在之載體，需要在測試之後將其移除，所以另一個升降器槽體係用於在從PnP插入新載體之前，先將該載體從測試槽移除。一旦操作完成，其便取用其剛剛移除回到PnP之受測載體以供卸載及裝載。這消除升降機總成必須前後兩趟之任何需要。
在一項實施例中，雙槽體升降機操作如下：a)使用兩個升降機槽體之一將帶有未受測DUT之一載體從裝載機/卸載機輸送至測試槽；b)將帶有受測DUT之載體從測試槽移除，係藉由將其裝載到另一個(空)升降機槽體移除；c)垂直移動以將帶有未受測DUT之載體與剛剛卸載出帶有受測DUT之載體的相同測試槽對齊，並且將帶有未受測DUT之載體裝載到該測試槽裡；以及d)將帶有受測DUT之載體輸送回到裝載機/卸載機。
在一項實施例中，系統中存在之緩衝載體允許多個載體之管線化。緩衝載體係附加載體，即使所有測試槽都填充有其目前DUT受測中之載體，其仍可裝載有DUT。舉例而言，在一項實施例中，槽體327及328亦能夠輸送緩衝載體。使用緩衝載體使整個系統之吞吐量速度提升，因為裝載之緩衝載體會排隊等待，以供在前一個測試循環完成後立即調換到測試槽裡。在沒有緩衝載體之情況下，測試槽會處於閒置狀態，同時載體循環回到PnP以供卸載/裝載，然後回到測試槽。請注意，這有別於緩衝TIB或燒入機板或裝載板，其實際上具有昂貴之插座及電路系統，且因此涉及緩衝TIB成本與UPH改良之間的仔細取捨。在這種狀況中，緩衝載體純粹屬於機械式，且不涉及插座成本，因此，可視需要盡可能新增許多緩衝載體。在一項實施例中，圖1所示之升降機架構可能需要從一正向及反向架構變更為一管線式架構，以支撐多於一個緩衝載體每升降機總成。
圖4根據本發明之實施例，繪示一替代之槽體式系統，其中台車係用於在拾取與置放搬運器與測試器機架之間輸送TIB、BIB、或載體。一替代之槽體式系統包含帶有一搬運器402、升降機404及台車406組合之一半自動化系統作為一集中式裝載/卸載拾取與置放(PnP)機站，其為包含台車416、升降機418及槽體420組合之多個測試站(例如：機站410)提供服務。操作員或機器人係用於在集中式PnP機站450與測試站(例如：測試站410)之間移動所裝載載體之台車。這是在測試時間長的時候使用，允許單一PnP為多於1至2個測試架提供服務，且對測試吞吐量之影響達到最小。在這種狀況中，最佳UPH肯定需要使用緩衝BIB、TIB、或載體、以及緩衝台車才能使UPH達到最大。與帶有插座之BIB/TIB截然不同，使用載體(不帶插座/電子器件)由於載體之成本顯著更低而具有明確優勢。
圖5根據本發明之實施例，繪示插座、載體、及插座蓋組合以形成每DUT屏蔽之方式。在一項實施例中，DUT 511係原位閂鎖在載體基座架框513內之一浮動組態507中。載體基座架框513固持每DUT載體元件之個別浮動。該載體基座架框513包含一金屬組件562及一樹脂組件561，其使DUT 511固持原位。浮動組態確保在x、y及z方向之相符性。載體上之DUT係位於一薄膜片550上之載體之相應袋體中。
圖5之實施例可包含帶有一整合式插座蓋之一柱塞508。DUT (例如：裝置511)靜置在膜片上，並且當柱塞508向下推在DUT 511上時，DUT之焊球推穿膜片550並與插座510接觸。換句話說，柱塞508將DUT 511推入插座510並且施力，以使得焊球與插座510電氣接觸。
在一項實施例中，每DUT RF屏蔽係透過複數個插座蓋、含有複數個浮動式每DUT載體元件之一載體、及複數個插座的新穎組合所形成。每DUT載體元件之浮動設計提供機械相符性以補償橫跨受罩覆在測試槽中之TIB之完全結構的容差變化，還在該等每DUT載體元件之間提供電氣隔離。在將載體插入測試槽之後，致動插座蓋，導致每DUT蓋體、載體元件、及插座之壓縮。一凸緣或類似之機械相符性及導電性手段係用在載體元件之頂端及底端，用以在每DUT蓋體、載體元件、及插座之各合夾體之層件之間提供氣密式密封。插座蓋及插座已經設計為分別在頂端及底端提供電氣屏蔽，因此氣密式密封之合夾體提供所需之每DUT電氣隔離。
請注意，本發明之實施例使用一每DUT受力抵消方法，其中各柱塞機制之受力係以其伴隨之插座直接抵消。在典型記憶體搬運器中，插座係直接裝配在一極具剛性之基板上。儘管通常有個別柱塞在DUT與插座之間提供確保適當接觸之受力，仍非在一每DUT基礎上抵消此受力，而是改為憑藉整個多柱塞總成在整個多DUT插座基板之層級處抵消所有柱塞之完全受力。這對於大量系統級測試系統具有多個缺點。為了提供伴隨TIB上各槽體之必要測試電路系統，通常需要一子卡架構，其中電路系統係堆疊在一般相當薄之多個卡片上(其中各子卡堆疊舉例而言，可支撐一個插座)。如果受力是在整個基板結構之層級處受到抵消，而不是在一每槽體基礎上受到抵消，這些機板會無法耐受確保適當接觸所需之顯著壓縮力。同樣地，對於帶有許多槽體之一大型TIB，即使橫跨TIB之容差小，乃可難以在整個結構之層級處抵消受力時，均勻地控制橫跨整個結構之受力。
為了解決這些問題，本發明之實施例使用一每DUT受力抵消方法，其中各柱塞機制(或致動器機制)之受力係以其伴隨之插座直接抵消。舉例而言，柱塞508可配有閂鎖到內建於插座裡之翼部上之一機制。請注意，在設計載體結構時，需要解決在各DUT位置處穿過載體觸及以取用(例如，抓取)插座之需求。
圖6根據本發明之實施例，繪示一載體中之一DUT的單一站點展開圖，其中插座夾持器係用於局部受力抵消。如圖所示，DUT載體608含有使用一插座致動器602與貼附至SIB 610之一插座609連接之DUT。插座致動器602與插座夾持器607搭配提供每DUT受力抵消。
圖7根據本發明之一實施例，繪示測試DUT之一例示性過程的一流程圖。然而，本發明之實施例並不受限於流程圖600所提供之說明。反而，所屬技術領域中具有通常知識者將從本文中提供之教示明白其他功能流程有在本發明之範疇及精神內。
於程序塊702，一DUT陣列係使用一搬運器及移動系統設置在一載體上。
於程序塊704，將載體插入與一測試器相關聯之一測試器機架之一槽體，其中該測試器包含複數個機架，並且其中各機架包含複數個槽體。在一項實施例中，槽體係垂直堆疊。在一不同實施例中，槽體亦可水平布置。
於程序塊706，一測試器介面板(TIB)係貼附在測試器機架之槽體中。在一項實施例中，TIB包含複數個槽體，其中各槽體可操作以接收一受測裝置(DUT)，並且其中DUT陣列中之各DUT與測試器介面板上之一相應插座對準。
於程序塊708，各DUT上面之一插座蓋受到致動，以便將相應DUT向下推以與一相應插座接觸。
於步驟710，測試DUT陣列中之各DUT。
為了解釋，已參照特定實施例對前述說明作說明。然而，以上說明性論述非意欲窮舉或將本發明限制於所揭示之精確形式。鑑於以上教示，許多修改及變化是有可能的。實施例是為了最能解釋本發明之原理及其實際應用而予以選擇及說明，用以藉此使所屬技術領域中具有通常知識者能夠憑藉各種修改使本發明及各項實施例得到最佳利用而可適合所思特定用途。
102,103,200,206,327,328,420:槽體 104:腔室 106,325:載體 114:升降機系統 128,402:搬運器 204:被動式載體托盤 205,609:插座 209:插座蓋 212:RF機板 213,610:SIB 274:盲交合配接器 281,296:DUT 282:彈簧銷 291,608:DUT載體 293:致動器陣列 302:習知測試器 303:測試器 307,317,404,418:升降機 308,326:TIB 309,335:測試器機架 345,508:柱塞 406,416:台車 410:測試站 450:集中式PnP機站 507:浮動組態 513:載體基座架框 550:薄膜片 561:樹脂組件 562:金屬組件 602:插座致動器 607:插座夾持器 700:流程圖 702~708:程序塊 710:步驟
本發明之實施例是在附圖之圖式中以舉例方式說明，並非要作為限制，且其中相似的參考符號意指為類似的元件。
圖1根據本發明之實施例，繪示一測試器系統的一透視圖，其將一載體式DUT遞送機制與一以槽體為基之測試架構組合。
圖2A係置放在一習知測試器之一槽體中之一TIB的一例示。
圖2B根據本發明之實施例，係一TIB的一例示，其在一測試器機架之一槽體中維持固定，同時一被動式載體托盤(如上述)滑入該槽體以將DUT移動到該測試器機架裡。
圖2C根據本發明之一實施例，提供一載體滑入一槽體之方式的一俯視圖。
圖3A繪示習知測試器302的一側視圖。
圖3B根據本發明之實施例，繪示一測試器的一側視圖，其允許TIB於載體移入及移出槽體的同時在槽體中維持固定。
圖4根據本發明之實施例，繪示一替代之槽體式系統，其中台車係用於在拾取與置放搬運器與測試器機架之間輸送TIB、BIB、或載體。
圖5根據本發明之實施例，繪示插座、載體、及插座蓋組合以形成每DUT屏蔽之方式。
圖6根據本發明之實施例，繪示一載體中之一DUT的單一站點展開圖，其中插座夾持器係用於局部受力抵消。
圖7根據本發明之一實施例，繪示測試DUT之一例示性過程的一流程圖。
102,103:槽體
104:腔室
106:載體
114:升降機系統

Claims (20)

  1. 一種測試設備，其包含： 一測試器，其包含複數個機架，其中各機架包含複數個槽體，其中各槽體包含： 一介面板，其貼附在一機架之一槽體中，其中該介面板包含測試電路系統及複數個插座，該等複數個插座中之各插座可操作以接收一受測裝置(DUT)；及 一載體，其包含一DUT陣列，其中該載體可操作以安置到該機架之該槽體裡，並且其中該DUT陣列中之各DUT與該介面板上之該等複數個插座中之一相應插座對準；以及 一拾取與置放機制，用於將該DUT陣列裝載到該載體裡；及 一升降機，用於將該載體輸送至該機架之該槽體。
  2. 如請求項1之測試設備，其中該等複數個槽體係垂直定向。
  3. 如請求項1之測試設備，其中該等複數個槽體係水平定向。
  4. 如請求項1之測試設備，其中該等複數個槽體中之各槽體更包含複數個插座蓋，其中該等複數個插座蓋中之各插座蓋可操作以致動該載體中之該DUT陣列中之一相應DUT之一頂端部分。
  5. 如請求項1之測試設備，其中該DUT陣列包含RF裝置。
  6. 如請求項1之測試設備，其中該等複數個槽體中之各槽體更包含複數個插座蓋，其中該等複數個插座蓋中之各插座蓋可操作以致動該載體中之該DUT陣列中之一相應DUT之一頂端部分，並且其中該載體係設置在該介面板與該等複數個插座蓋之間。
  7. 如請求項1之測試設備，其中該升降機包含一雙槽體升降機，其中該雙槽體升降機更包含兩個槽體，其中一第一槽體可操作以將該載體輸送至該機架之該槽體，並且其中一第二槽體可操作以輸送先前裝載到該機架之該槽體裡之一不同載體。
  8. 一種測試DUT之方法，其包含： 使用一搬運器及輸送系統在一載體上設置一DUT陣列； 使用一升降機將該載體輸送至與一測試器相關聯之一機架之一槽體，其中該測試器包含複數個機架，其中該等複數個機架中之各機架包含複數個槽體； 將該載體插入到該機架之該槽體裡； 將一介面板貼附在該機架之該槽體中，其中該介面板包含複數個插座，並且其中該等複數個插座中之各插座可操作以接收一相應受測裝置(DUT)，並且其中該DUT陣列中之各DUT與該介面板上之該等複數個插座中之一相應插座對準；以及 將複數個插座蓋中之一插座蓋致動到該DUT陣列中之各DUT上，用來推動該相應DUT以與該等複數個插座中之一相應插座實體且電氣接觸。
  9. 如請求項8之方法，其中該等複數個插座中之各相應插座、該載體及該等複數個插座蓋中之一相關聯相應插座蓋一起繞著一相關聯DUT形成一電氣屏蔽。
  10. 如請求項8之方法，其中該等複數個槽體係垂直定向。
  11. 如請求項8之方法，其中該等複數個槽體係水平定向。
  12. 如請求項8之方法，其中該升降機包含一雙槽體升降機，其中該雙槽體升降機包含兩個槽體，其中一第一槽體可操作以將該載體輸送至該機架之該槽體，並且其中一第二槽體可操作以輸送先前裝載到該機架之該槽體裡之一不同載體。
  13. 如請求項8之方法，其中該致動係由一插座致動器進行，並且其中該致動包含將該插座致動器閂鎖到與該等複數個插座中之各插座相關聯之一插座夾持器上以提供每DUT受力抵消。
  14. 一種測試系統，其包含： 一機站，其可操作以從複數個載體裝載及卸載受測裝置(DUT)，其中該機站包含一拾取與置放機制及可操作以在該機站與至少一個測試器之間輸送該等複數個載體之一台車；及 該至少一個測試器，其包含複數個機架，其中各機架包含複數個槽體，其中各槽體包含： 一介面板，其貼附在一機架之一槽體中，其中該介面板包含測試電路系統及複數個插座，各插座可操作以接收一受測裝置(DUT)；以及 一載體，其包含一DUT陣列，其中該載體可操作以安置到該機架之該槽體裡，並且其中該DUT陣列中之各DUT與該介面板上之該等複數個插座中之一相應插座對準；及 一升降機，用於將該載體從該台車輸送至該機架之該槽體。
  15. 如請求項14之測試系統，其中該等複數個插座中之各相應插座、該載體及複數個插座蓋中之一相關聯相應插座蓋一起繞著一相關聯DUT形成一電氣屏蔽。
  16. 如請求項14之測試系統，其中該機站更包含用於固持該等複數個載體之複數個槽體。
  17. 如請求項14之測試系統，其中與該至少一個測試器相關聯之該等複數個槽體係垂直定向。
  18. 如請求項14之測試系統，其中與該至少一個測試器相關聯之該等複數個槽體係水平定向。
  19. 如請求項14之測試系統，其中該等複數個槽體中之各槽體更包含複數個插座蓋，其中該等複數個插座蓋中之各插座蓋可操作以致動該載體中之該DUT陣列中之一相應DUT之一頂端部分。
  20. 如請求項14之測試系統，其中該升降機包含一雙槽體升降機，其中該雙槽體升降機更包含兩個槽體，其中一第一槽體可操作以將該載體輸送至該機架之該槽體，並且其中一第二槽體可操作以輸送先前裝載到該機架之該槽體裡之一不同載體。
TW110137376A 2020-11-02 2021-10-07 測試設備、測試受測裝置之方法以及測試系統 TWI803012B (zh)

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