TW502120B - Automated testing equipment having a modular offset test head with split backplane - Google Patents

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2120 Λ7 _ B7 五、發明說明（1 ) 發明領域 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 廣義言之’本發明與自動測試設備（A Τ E )有關， 更明確地說，與A Τ E的測試頭模組有關。 發明背景 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 爲提供品質保證，半導體裝置的製造商會對它們的產 品進行系統性的測試，以確保它們符合或超過它們所有的 設計參數。某些例行要執行的測試包括裝置的參數測試（ 又名D C測試）’裝置的邏輯功能測試及裝置的時序測試 (又名A C測試）。正被測試的半導體裝置通常稱爲被測 裝置（D U T )，用來對D U T進行上述測試的測試系統 通常稱爲自動測試設備（A T E )。在對非常敏感的 D U T s執行上述測試時，A T E必須非常精密。一般言 之，A Τ Ε的硬體是由電腦控制，它執行測試程式以提供 正確的電壓、電流、時序及功能狀態給D U T，並監視裝 置對每一項測試的反應。接著，將每一項測試的結果與預 先定義的極限比較，以決定裝置是通過或是故障。如此， A Τ E硬體通常包括電源供應器、儀錶、信號產生器、模 式產生器等。接腳電子（P E )電路提供A Τ E與D U T 間的介面。

Petrich等人的專利4，5 1 7，5 1 2 (後文中稱爲 專利/ 5 1 2 )顯示習知技術的機架一及一堆疊式A Τ E 。如圖1所示的專利/ 5 1 2，控制電腦包括顯示器、電 源供應器、I / 0周邊（例如資料儲存裝置、印表機）， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） 502120 A7 B? 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2) 都垂直堆疊在儀器台架上，其寬度大約1 〇吋。AT E有 一遠方的測試頭模組，其上帶有儀器卡，設計用來提供電 壓、電流、時序及功能狀態給D U T，並監視D U T的反 應。一電纜連接遠方的測試頭模組與儀器台架中的設備， 以從儀器台架供應電源給遠方的測試頭模組，並在儀·器台 架與is方的測§式頭模組間傳送資料及控制/命令信號。在 測試期間，遠方的測試頭模組附接到位在探針/操縱器下 方的測試夾具，探針/操縱器也附接到測試夾具。探針/ 操縱器用來固定D U T，並使D U T相對於遠方的測試頭 模組定位。當電腦及測試器到達G Η z的範圍，對應的波 長僅數毫米。在此波長下，幾乎任何金屬線都是天線，會 輻射信號。此外，目前的A T E s是在較低的功率下工作 ，電流僅在數微安培的範圍。此使得電氣雜訊的影響更爲 增加。需要使用較高的功率以抵銷雜訊，因而發生傳輸線 上的耗損致使效率降低。本發明的優點是測試頭模組中儀 器卡到D U T的距離保持合理地短，以減少信號輻射，以 增進信號-雜訊比，並減少在傳輸線上的損失。 遠方測試頭模組中的儀器卡按堆疊的方式電氣地與機 械地相互連接在一起，其中，儀器卡上的公連接器連接到 毗鄰儀器卡上對應的母連接器。以連接器建立的連接允許 儀器卡間相互通信。儀器卡以電纜連接到儀器台架。在堆 疊頂端的儀器卡（又名主儀器卡）連接6 4片P E卡。爲 容納6 4片P E卡，主儀器卡上方的連接器是排列成圓形 。以堆疊方式連接儀器卡的缺點是更換其中的儀器卡必須 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】0 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) #. n n n^^· a— M—a, a— a— —jam, aM—謙 -n IB n ft— n n n KB · 02120 Λ7 _ Β7 五、發明說明（3 ) 拆解及重組儀器卡堆疊。此種拆解及重組會造成A T E停 機時間的損失，這非吾人樂見。靠連接器以堆疊方式將儀 器卡機械地連接在一起的另一個缺點是可以堆疊的儀器卡 數量受到限制，因此，A Τ Ε可以測試的數量也受到限制 。雖然可以使用附加的機械式繫具將儀器卡穩固在一起藉 以可以堆疊較多的儀器卡，但此種繫具會增加成本，且會 使更換儀器卡更困難、更耗費時間。 爲增加A Τ Ε執行測試的數量（例如線性及混合信號 測試），以及增進更換儀器卡的能力，及/或能快速地重 組測試模組，現已發展出一種方法，其中，具有連接器的 儀器卡是連接到具有對應連接器的背平面上，如此，儀器 卡即相互平行。按此做法，即可以很快速容易地取下及更 換任何的儀器卡。習知技術的A Τ Ε 1 0 0即是使用此 種背平面的方法，它是加州Sunnyvale之TMT公司製造的 ASL 1000，如圖1所示。 在_ 1中，遠方測試頭模組1 0 1是由具有顯示監視 器112及鍵盤113的中央處理單元（CPU)111 控制。電源供應器1 1 4供應所需的電力給遠方測試頭模 組1 0 1，它與D U Τ 1 0 6介接。遠方測試頭模組 1 0 1包括背平面1 02，背平面1 02的一側上有2 1 個平行的連接器，可以插入2 1片儀器卡1 〇 3。爲將來 自2 1片儀器卡1 0 3的信號輻合到介接D U Τ 106 的小小測試區，背平面1 0 2的背側連接到系統互連板 1 0 4，在背平面1 0 2的背側上有6個9 6 -接腳的連 本紙張尺度遶用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） « n n n n ft— n n I n n Iff mi I n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -0 « ip2120 A7 ____ B7 _ 五、發明說明（4 ) 接器1 Ο 7，插入在具有6個對應之9 6 -接腳連接器 1 0 8的系統互連板1 0 4。系統互連板1 0 4再連接到 D U Τ板1 0 5。因此，在系統互連板1 0 4的背側有複 數個連接器109，它與DUT板105的連接器110 對應連接。 · 在習知技術的A Τ Ε系統中，任何單一片儀器卡 1 0 3都很容易且快速地更換。不過，當要更換大量的儀 器卡時（例如重組），也許需要從背平面1 0 2上取下系 総互連板1 0 4。更換時需要同時拔出/插入背平面 1 0 2與系統互連扳1 0 4連接的6個連接器，總共 5 7 6支接腳，這是相當大的挑戰。因此，需要有機具協 助。即使是使用機械工具，仍然無法很快速地取下及更換 互連板1 0 4。 此外，測試頭模組的設計是要能容納許多儀器卡，無 論是體積或重量都十分驚人，就以測試頭模組1 0 1而論 ，重量高達2 0 0磅，因此，即使是有機械的協助（例如 操縱器、輪子等），要移動它靠近D U Τ仍非常困難，更 遑論要操縱測試頭模組以很精密的方式連接测試頭模組與 D U Τ。如此，需要以電纜將測試頭模組連接到Ρ Ε電路 ，以便靠近D U Τ。如此幾乎一定會使信號劣化。 因此，吾人的需要是A Τ Ε測試頭模組可以容納大量 的儀器卡，可快速地重組背平面及更換儀器卡，不需要機 械式操縱器即可靠近DUT，且在重組測試頭模組時也不 需費力。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x 297公釐） 請 先 閱· 讀 背 之 注 意 事 項 再 填

訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -7- 502120 Α7 _ Β7 五、發明說明（5) 發明槪述 因此，本發明提供一種自動測試設備（A T E )測試 頭模組，它可容納大量的儀器卡，可快速地重組背平面及 更換儀器卡，不需要機械式操縱器即可靠近DUT，.且在 重組測試頭模組時也不需費力。 符合上述目標的本發明A T E測試頭模組包括一儀器 卡箱（card cage )，以及一匣模組，與儀器卡箱機械地接 合，如此，匣模組可以快速且容易地與儀器卡箱分離。儀 器卡箱具有第一背平面（又名PXI背平面），它與第一 組電路卡機械地與電氣地連接，可使第一組電路卡中的任 何一片卡都能快速且容易地從第一背平面上取下。第一背 平面電氣地耦合到中央處理單元（C P U )。 匣模組具有第二背平面，它與第二組電路卡機械地與 電氣地連接，可使第二組電路卡中的任何一片卡都能快速 且容易地從第二背平面上取下。匣模組被設計成用以固定 一被測裝置（D U Τ )電路板，用以介接一 D U Τ。第一 組電路卡與第二組電路卡通信。在一實施例中，匣模組延 伸超過儀器卡箱形成一平台，用以固定D U Τ電路板。平 台的背側具有一開口及一進出門，允許進入到第二背平面 ’以及’在第二背平面上有一貫通的孔，可以目視接觸及 進入到D U Τ。在各種動作期間，此種目視接觸十分重要 ’如操縱器與探針的入塢，探針晶圓對齊等。當進出門關 閉時，可防止光線與電氣干擾影響DUT。 -n· B·— CIV (f n n· Mmmmmmm n tBV ϋ- n IBB $ - > t··· t— # (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 4«J· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8- 502120 A7 _____— B? 五、發明說明（6) 在一實施例中，儀器卡箱具有凹室及一進出的開孔， 當匣模組與儀器卡箱機械地接合時，用以容納第二組電路 卡。第一組電路卡是工業標準通用儀器卡，第二組電路卡 也是與工業標準相符的專屬特性儀器卡。 從以下配合附圖對較佳實施例的詳細描述中即可·瞭解 本發明的所有特性及優點。 圖式簡單說明 圖1是習知技術之A T E系統的方塊圖。 圖2是按照本發明之ATE 2 0 0的方塊圖。 圖3說明圖2中按照本發明之遠方測試頭2 〇 1的細 節 圖3 A說明遠方測試頭2 0 1的頂視圖。 圓3 B說明遠方測試頭2 0 1的後視圖。 圖3 C說明遠方測試頭2 0 1的前視圖。 圓4顯示儀器卡模組3 0 1從與匣模組3 〇 2閂鎖的 位置釋放，它可以附接到操縱器裝置。 元件表 / 10 0 自if測試設備 101 測試頭模組 111 中央處理單元 ,112 監視器 113 鍵盤 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） 7!---------# (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) I 訂*! !線|# 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 502120 A7 B7 五、發明說明（7 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 1 4 電 源 供 應 器 1 0 6 被 測 裝 置 1 0 2 背 平 面 1 0 3 儀 器 卡 1 0 7 連 接 器 1 0 8 連 接 器 1 0 4 系 統 互 連 板 1 0 5 被 測 裝 置 板 1 0 9 連 接 器 1 1 0 連 接 器 2 0 0 白 動 測 試 設 備 2 0 1 遠 方 測 試 頭 2 0 2 電 腦 系 統 2 0 3 系 統 電 源 供 應器 3 0 1 儀 器 卡 箱 3 0 2 匣 模 組 3 0 3 通 用 儀 器 卡 3 1 3 第 一 背 平 面 3 0 4 連 接 器 3 1 2 特 性 儀 器 卡 3 1 4 第 二 背 平 面 3 0 5 槽 3 0 6 鉸 鏈 銷 3 0 7 鎖 扣 機 構 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 10- 502120 A7 B? 五、發明說明（8 ) 308 槓桿構件 3 0 9 鉤構件 3 16 凸緣 3 10 樞軸點 3 11 樞軸點 3 15 連接器 3 2 2 電纜 317 DUT板連接器 3 2 0 貫通孔 3 19 D U 丁板 3 2 1 切口 ---------# (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明詳細說明 在以下對本發明的詳細描述中， 細節，以提供對本發明徹底的瞭解。 術之人士應瞭解，沒有這些特定細節 它熟知的方法、程序、組件及電路就 對本發明的態樣造成不必姜的干擾。 按照本發明，自動測試設備（A 化成儀器卡箱模組，具有第一背平面 卡，以及一匣模組，具有第二背平面 面偏移以容納特性（特定目的）儀器 特性儀器卡間經由電纜的連接相互通 性儀器卡可以個別地或同時地從各自 將會說明極多的特定 不過，熟悉此方面技 也可實施本發明。其 不再詳細描述，以免 ΤΕ)測試頭被模組 ，用以容納通用電路 ，它相對於第一背平 卡。通用儀器卡與與 信。通用儀器卡及特 的背平面上很快速地 訂----- *線！

1· n —m I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -11 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 502120 κι -—___ Β7___ 五、發明說明（9 ) 取下或插入。此允許匣模組可以快速且容易地附接到儀器 卡箱模組或從其脫離，不需費力。因爲它的重量較輕、體 積較小，按照本發明的匣模組很容易操縱。測試頭也可以 快速且容易地重組以執行不同的測試功能，A T E幾乎沒 有停機時間。當附接到儀器卡箱時，匣模組沿著一個.方向 延伸超過儀器卡箱的邊界，構成一平台。此平台提供與被 測裝置（D U T )電路板的介接。在平台上配置一貫通孔 ，以提供匣模組相對於D U T的目視對齊，並允許外部的 儀器與D U T的直接連接。 現請參閱圖2，說明用於實施本發明的電腦控制自動 測試設備（A T E ) 2 0 0的高階圖。A T E 2 0 0包 括遠方測試頭2 0 1、電腦系統2 0 2、及系統電源供應 器203。電腦系統202是系統控制器。電腦系統 2 0 2控制遠方測試頭2 0 1 ，它以電纜電氣地鏈結到電 腦系統2 0 2。電腦系統2 0 2也做爲集線器（h u b ) ，用以與A T E 2 0 0相互傳送資料。因此，電腦系統 2 0 2 —般包括一中央處理單元（CPU):，輸入/輸出 (I / 0 )介面，例如平行埠或串列埠、連接網路的通信 介面，以與外界通信、視訊/圖形控制器、若干資料儲存 裝置’如硬式磁碟機、磁帶機，供本地儲存資訊、I / 〇 裝置，如鍵盤、影像監視器，以允許作業員與A Τ E 200互動。須瞭解，電腦系統2 0 2可以是任何一種電 腦系統，包括桌上型電腦系統、通用電腦系統、內嵌式電 腦系統等。遠方測試頭2 0 1帶有所有的儀器電路卡，用 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公髮） -12- -I 4 I 雪,^曹 I ^ I 繼 I f I I I 信^^ * f I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線丨# 502120 A7 B7 五、發明說明（10) (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} 以產生所需的強迫測試信號，並在送到電腦系統2 0 2進 行分析前，監視來自D U T的反應信號。因此，遠方測試 頭2 0 1是用來與D U T介接。由於儀器卡在遠方測試頭 2 0 1中，與D U T非常靠近，因此，與儀器卡遠離 D U T靠電纜連接的相關不良影響，包括信號輻射高.、信 號-雜訊比低及傳輸線上的損失等，都可降至最低。 系統電源供應器2 0 3提供穩定且不中斷的直流（ D C )電力給測試頭2 0 1。視測試的目的而定，A T E 中的組件可比以上討論的多或少。此外，須瞭解，以上所 討論的A T E組件都是習用且爲熟悉一般技術之人士所習 知的組件。 現請參圈圖3，詳細說明按照本發明之遠方測試頭 2 0 1的細節。如圖3所示（遠方測試頭2 0 1的側視圖 )，遠方測試頭2 0 1包括一可移動的儀器卡箱3 0 1， 以及一可移動的匣模組3 0 2。儀器卡箱3 0 1容納通用 儀器卡3 0 3，它插在緊固於儀器卡箱3 0 1的背平面 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 1 3上。更明確地說，通用儀器卡3 0 3是插在連接在 背平面313 (又名PXI背平面）上的連接器304內 。雖然儀器卡箱3 0 1內也'N容納〃特性儀器卡3 1 2 , 但特性儀器卡3 1 2不是插在儀器卡箱3 0 1的背平面 3 1 3上。如以下的詳細討論，特性儀器卡3 :1 2是經由 連接器插在第二背平面上，它是匣模組3 0 2的一部分。 換言之，在本發明中，將傳統的背平面分成兩個背平面。 當從匣模組3 0 2的背平面（即背平面3 1 4 )上取下特 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 502120 Α7 ___ B? 五、發明說明（11 ) 性儀器卡3 1 2時，它們可以仍留在儀器卡箱3 0 1中（ 由插槽導軌支撐），或從儀器卡箱3 0 1中完全取出。經 由將傳統的背平面分開並允許每片特性儀器卡3 1 2可以 很容易地從背平面3 1 4上取下，在分離儀器卡箱3 〇 1 與匣模組3 0 2時不需費力，反之亦然。 . 通用儀器卡3 0 3用來產生電氣信號（例如電壓、電 流、時序功能等），它是A Τ Ε執行所有測試都需要的信 號。換言之，通用儀器卡3 0 3做爲特性儀器卡的資源， 特性儀器卡是用來執行特定的測試功能。反之，特性儀器 卡3 1 2是用來針對某特定的測試產生測試功能。爲產生 測試功能，特性儀器卡3 1 2要使用通用儀器卡3 0 3所 產生的電氣信號。背平面3 1 3所延伸的長度大約只是儀 器卡箱3 0 1底側長度的一半。如此，儀器卡箱3 0 1有 一個供進出的開口，它開始於背平面3 1 3的兩端。此出 入口用來容許特性儀器卡3 1 2插到匣模組3 0 2的背平 面3 1 4。爲使背平面3 1 3所能容納的通用儀器卡 3 0 3的數量最多，以及便於通用儀器卡3 0 3插入背平 面3 1 3或從其上取下，連接器3 0 4的配置使其相互平 行。當通用儀器卡3 0 3插入連接器3 0 4時，它們與背 平面3 1 3機械與電氣地連接，再依次電氣連接到電腦系 統 2 0 2。 在圖3中所顯示的匣模組3 0 2是鎖在儀器卡箱 3 0 1上。不過，儀器卡箱3 0立的設計是它可以很容易 且快速地鎖到匣模組3 0 2，或從分離，反之亦然。雖然 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 訂—! !線_ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 502120 Α7 B? 五、發明說明（12) ，在測試期間匣模組3 0 2可能是附接到一裝置操縱器（ 夾具），但儀器卡箱3 0 1可以相對於匣模組3 0 2自由 地在開與關間轉動，因此匣模組3 0 2可以接近到儀器卡 、背平面及其它，並允許匣模組3 0 2能快速地更換。在 一實施例中，匣模組3 0 2具有一向上彎曲的槽3 0 · 5， 位於匣模組3 0 2的一端，並延伸橫過匣模組3 0 2的橫 寬。鉸鏈銷3 0 6，附接於儀器卡箱3 0 1並延伸橫過它 的橫寬，其設計是鉤在槽3 0 5內，亦即在匣模組3 0 2 的下方角落，並延伸橫過匣模組3 0 2的橫寬，藉以允許 儀器卡箱3 0 1能以匣模組3 0 2的槽3 0 5爲軸，繞其 旋轉開或關。爲使儀器卡箱3 0 1能容易且快速地脫離匣 模組3 0 2，它可附接到一操縱器設備，鉸鏈銷3 0 6的 設計使其可以很容易地從槽3 0 5中取出。爲將儀器卡箱 3 0 1附接到匣模組3 0 2 (或反之亦然），首先將鉸鏈 銷3 0 6鉤於槽3 0 5上，藉以使儀器卡箱3 0 1的一端 能掛在槽3 0 5上並由其支撐重量。這使得使用者可以很 容易地拉匣模組3 0 2的自由端向上，將匣模組3 0 2與 儀器卡箱3 0 1接合，即使是只使用單手也足以應付匣模 組3 0 2的重量。接著，將特性儀器卡3 1 2個別地插入 背平面3 1 4上對應的連接器。爲將儀器卡箱3 0 1從匣 模組3 0 2上取下（反之亦然），首先將特性儀器卡 3 1 2個別地從背平面3 1 4中拔出。接著打開匣模組 3 0 2與儀器卡箱3 0 1間的鎖扣，以允許儀器卡箱 3 0 1以槽3 0 5爲軸相對於匣模組3 0 2旋轉打開。經 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 訂| _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規袼（210 X 297 .公釐） -15 - 502120 A? ____ Β7 五、發明說明（13) 由先拔出特性儀器卡3 1 2，分離儀器卡箱3 0 1與匣模 組3 0 2所需的力量也較小（反之亦然）。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 鎖扣機構3 0 7將匣模組3 0 2相對於儀器卡箱 3 0 1鎖在閉鎖（關閉）的位置。圖3 A是遠方測試頭 2 0 1的側視圖（即圖3的側視），說明鎖扣機構3 . Q 7 的相對位置。在一實施例中，每一個鎖扣機構3 〇 7包括 槓桿構件3 0 8及鉤構件3 0 9。槓桿機件3 0 8的一端 附接於凸緣3 1 6並以其爲軸旋轉，亦即連結到儀器卡箱 3 0 1的側凸緣。如此，樞軸點3 1 0將槓桿構件3 〇 8 連接到凸緣3 1 6，槓桿構件3 0 8以其爲軸自由旋轉。 鉤構件3 0 9的一端以樞軸附接於槓桿構件3 0 8大致中 點的位置，藉以允許鉤機件3 0 9以樞軸點3 1 1爲軸， 相對於槓桿構件3 0 8旋轉。如其名，鉤構件3 0 9的自 由端具有一鉤。按此法，鎖扣機構提供2維的自由度以允 許鉤構件3 0 9的鉤自由地移動，以與匣模組3 0 2內的 銷3 1 8嚙合或脫離。爲將匣模組3 0 2鎖於儀器卡箱 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 0 1 ，向下拉槓桿構件3 0 8以降下鉤構件3 0 9。由 於鉤構件3 0 9也可繞樞軸點3 1 1自由旋轉，因此鉤構 件3 0 9也可側向移動。垂直與側向移動允許鉤構件 3 0 9的鉤找到銷3 1 8並與其嚙合。在此點，向上推槓 桿構件3 0 8以升起將匣模組3 0 2鎖在儀器卡箱3 0 1 的鉤構件3 0 9。爲使匣模組3 0 2脫離儀器卡箱3 0 1 ，將槓桿構件3 0 8向下拉以降下鉤構件3 0 9，它繞樞 軸點3 1 1旋轉，以便從銷3 1 8鬆脫，藉以釋放匣模組 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） -16- 502120 Α7 ______ B? 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（14) 3 0 2。熟悉此方面技術之人士應瞭解，也可以使用其它 類型的鎖扣機構，仍在本發明的範圍內。爲說明的目的， 圖4顯示匣模組3 0 2相對於儀器卡箱3 0 1在脫離的狀 態。不過，在圖4中，匣模組3 0 2仍以槽3 0 5鉤在儀 器卡箱3 0 1的鉸鏈銷3 0 6上。爲使匣模組3 0 2 .與儀 器卡箱3 0 1完全分離，仍需要使槽3. 0 5與鉸鏈銷 3 0 6脫夠，這很容易做到。在此位置，使用者以單手就 可以很容易地將匣模組3 0 2提起。 現請再參閱圖3，如先前的討論，匣模組3 0 2具有 一不同的背平面3 4，它相對於儀器卡箱3 〇 1的背平 面3 1 3偏移。換言之，背平面3 1 3與3 1 4不在同一 平面。如同背平面3 1 3，背平面3 1 4也具有一列平行 配置的連接器3 1 5，用以容納較多的特性儀器卡3 1 2 ，並允許它們可以很容易且快速地一片片插入背平面 3 1 4，或從背平面3 1 4上取下。特性儀器卡3 1 2經 由電纜3 2 2連接到所選擇的通用儀器卡3 0 3，因此， 通用儀器卡3 0 3所產生的共通測試功能可供不同的特性 儀器卡3 1 2所共用。除了做爲與D U Τ板的介面外，附 接於匣模組3 0 2的背平面3 1 4也做爲匣模組3 0 2的 頂側。匣模組3 0 2沿著一個方向延伸超出儀器卡箱 3 0 1的邊界形成一平台。此平台提供與d U Τ卡的介面 。如圖3 Β所示，它是遠方測試頭2 〇 1的背視圖，在背 平面3 1 4上配置一貫通孔3 2 0，以提供匣模組3 〇 2 相對於D U Τ板的目視對齊，便於探針卡/晶圓的對齊， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) « I I— n iff « ' ϋ ϋ n n If ϋ n ml If 敲 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -17- 502120 Λ7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _______ B7 ____ 五、發明說明（15 ) 並提供外部儀器與D U T的直接連接。D U T板連接器 3 1 7配置在背平面3 1 4的正面，在貫通孔3 2 0的附 近，將背平面3 1 4連接到D U T板3 1 9對應的連接器 ，DUT板3 1 9與DUT接觸。當DUT板3 19插入 背平面3 1 4，它們機械地與電氣地連接到背平面3.1 4 ，它依次再電氣地連接到特性儀器卡3. 1 2及電腦系統 2 0 2。如圖3 C所示，遠方測試頭2 0 1、的正視圖，在 匣模組3 0 2正面板上配置一切口 3 2 1 ，以允許D U T 板3 1 9進入到DUT板連接器3 1 7。切口 3 2 1處可 以配置一進出門，當關閉時，該門可防止光線及電氣的千 擾，以避免在做各種動作期間影響到D U T。 按照本發明，由於匣模組3 0 2可以在數秒內更換， A T E的使用者可能有許多個匣模組3 〇 2、背平面 3 1 4及DU1板3 1 9 ’它們可爲不同DUT s所需之 不同測試的不同要求預先架構。現請參閱圖3 ,匣模組 3 0 2的架構’在連接、特性儀器卡3 1 2的數量、特性 儀器卡的種類及其它等方面可能都不相同。按照本發明， 當要爲某特定D U Τ的特定測試重組測試頭模組2 〇 i時 ，特性儀器卡3 1 2可以很容易且快速地從背平面3 i 4 上取下。在將特性儀器卡3 1 2從背平面3 1 4上取下之 後，儀器卡箱3 0 1與匣模組3 0 2就可以很容易地相互 分開。在匣模組3 0 2與儀器卡箱3 0 1分離後，匣模組 3 0 2變得非常輕且體積小，因此非常容易操縱。當在匣 模組3 0 2與D U Τ板3 1 9 (具有D U Τ )對齊時，匡 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂_! 線！ -ϋ n n n I ϋ ϋ n n I* 妓 18- 502120 A7 ____— B? 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（16) 模組3 0 2的獨立操作性是非常需要的，D U T板3 1 9 可附接在裝置操縱器（夾具）或探針上。此種操作性在另 一種附接方法中也是需要的，其中，在匣模組3 0 2被帶 至操縱器附近之前，DUT扳3 1 9 (具有DUT)已先 附接在匣模組3 0 2上。儀器卡箱3 0 1與匣模組3 · 0 2 可以由鋁金屬片或複合材料製成，因此它們的重量很輕。 匣模組3 0 2不含特性儀器卡的重量大約5磅或更輕。視 所進行的測試而定，所取下的特性儀器卡3 1 2可以留在 儀器卡箱3 0 1中，以供後續使用，或也可以更換成其它 不同的卡。接著，使用鎖扣機構3 0 7 (或其它的鎖扣機 構）很快速地解脫匣模組3 0 2與儀器卡箱3 0 1的閉鎖 狀態。接著，使鉸鏈銷3 0 6從槽3 0 5中脫離，以完全 分離儀器卡箱3 0 1與匣模組3 0 2。接著，可以在數秒 內以相反的順序將另一個不同的匣模組3 0 2附接到儀器 卡箱3 0 1 ，較過去長達1 5分鐘的更換時間加快許多。 按此做法，在重組測試頭時不會延長A Τ Ε的停機時間， 所需的力量也不會超過正常插入/取出單片儀器卡所需的 力量。 本發明所描述的實施例，A Τ E測試頭模組可以容納 大量的儀器卡，允許快速地重組背平面及更換儀器卡，靠 近D U T也不需要使用機械操縱器。雖然本發明是以特定 的實施例描述，但不能解釋成本發明受此實施例的限制， 而是按照以下申請專利範圍中的解釋。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 罄 -!1 訂- !線！ -tt— n ft— n n 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 附件：第090100364號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國91年3月修正 1 · 一種自動測試設備（A T E )的測試頭，包括： 一儀器卡箱，具有第一背平面，它與第一組電路卡機 械地及電氣地連接，第一背平面電氣地耦合到中央處理單 元（C P U );以及 . 一匣模組，與儀器卡箱結合，匣模組具有第二背·平面 ，它與第二組電路卡機械地及電氣地連接，匣模組固定一 被測裝置（D U T )電路板，用以與D U T介接，第一組 電路卡與第二組電路卡通信，第二組電路卡中的任何一片 卡都可從第二背平面上取下，匣模組也可與儀器卡箱分離 〇 2 ·如申請專利範圍第1項之自動測試設備的測試頭 ，其中第一組電路卡中的任何一片卡都可從第一背平面上 取下。 3 ·如申請專利範画第2項之自動測試設備的測試頭 ，其中第一組電路卡是通用儀器卡，第二組電路卡是特性 儀器卡。 4 ·如申請專利範圍第2項之自動測試設備的測試頭 ,其中匣模組延伸超過儀器卡箱形成一平台，用以固定 D U T電路板，平台的背側上有一切口，可以進入到第二 背平面，平台還有一貫通孔，在第二背平面上，藉以允許 (請先間讀背面之注意事項#填寫本頁} 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本&張尺度逍用中國鬮家樣準(CN^IA4規格(210 X 297公釐) 罐 50^20 航幕· 隽_ A8 BS C8 DS 六、申請專利範圍 目視接觸並進入到D U T的位置。 5 ·如申請專利範圍第4項之自動測試設備的測試頭 ,其中切口具有進出門，當在進行各種動作期間，關上_ 出門，可防止光線及電氣千擾影響DUT。 6 ·如申請專利範圍第2項之自動測試設備的測試頭 ，其中儀器卡箱具有一空室及進入口，當匣模組與儀器卡 箱機械地結合時，用以容納第二組電路卡。 7 ·如申請專利範圍第6項之自動測試設備的測試頭 ，其中儀器卡箱以一對鉤-銷機構及一對鎖扣機構與·匣丰莫 組結合，其中的鉤-銷機構允許儀器卡箱繞軸旋轉，並相 對於匣模組自由地旋轉關或開，鎖扣機構使匣模組緊固:地 鎖於儀器卡箱。 8 · —種ATE系統，包括： — CPU; I/O周邊連接到CPU; 一遠方測試頭，電氣鏈結到C P U，該測試頭包括： 一儀器卡箱，具有第一背平面，它與第一組電路卡機 械地及電氣地連接，第一背平面電氣地耦合到中央處理單 元（C P U ):以及 一匣模組，與儀器卡箱結合，匣模組具有第二背平面 ，它與第二組電路卡機械地及電氣地連接，匣模組固定一 被測裝置（D U T )電路板，用以與D U T介接，第一組 電路卡與第二組電路卡通信，第二組電路卡中的任何一片 卡都可從第二背平面上取下，匣模組也可與儀器卡箱分離 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

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   ΑΒ Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 :以及 電源供應器耦合到c p u、I /0周邊及測試頭。 9 ·如申請專利‘範圍第8項之ATE系統，其中第一 組電路卡中的任何一片卡都可從第一背平面上取下。 1 0 ·如申請專利範圍第9項之A T E系統，其中第 一組電路卡是通用儀器卡，第二組電路卡是特性儀器卡。 11·如申請專利範圓第9項之ATE系統，其中匣 模組延伸超過儀器卡箱形成一平台，用以固定D U T電路 板，平台的背側上有一切口，可以進入到第二背平面·，平 台還有一貫通孔，在第二背平面上，藉以允許目視接觸並 進入到D U T的位置。 1 2 ·如申請專利範圍第1 1項之A T E系統，其中 切口具有進出門，當在進行各種動作期間，關上進出門， 可防止光線及電氣千擾影響DUT 〇 1 3 ·如申請專利範圍第9項之A T E系統，其中儀 器卡箱具有一空室及進入口，當匣模組與儀器卡箱機械地 結合時，用以容納第二組電路卡。 1 4 ·如申請專利範圍第1 3項之A T E系統，其中 儀器卡箱以一對鉤-銷機構及一對鎖扣機構與匣模組結合 ,其中的鉤-銷機構允許儀器卡箱繞軸旋轉，並相對於匣 模組自由地旋轉關或開，鎖扣機構使匣模組緊固地鎖於儀 器卡箱。 1 5 · —種架構A T E測試頭以允許快速重組的方法 ，包括： 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) Μ规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} «Ε— til ft·——— 0 ΦΙ — 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 »3-

   經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 機械地及電氣地連接第一組電路卡到測試箱中的第一 背平面，其中，第一組電路卡中的任何一片卡都可從第一 背平面上取下； 機械地及電氣地連接第二組電路卡到匣模組中的第二 背平面，其中，第二組電路卡中的任何一片卡都可從第二 背平面上取下；以及 機械地接合儀器卡箱至匣模組，以使儀器卡箱稍後可 從匣模組脫離。 t 本紙張尺度逍用中鬮國家揉準（CNS ) A4规格（21 OX297公釐） *{* CKB···· ικ··· tmmmmmmmMW Mmmmmmmmmmf tmmmmmmmmw .. (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁)

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