TWI382193B - 測試系統以及測試方法 - Google Patents

Description

測試系統以及測試方法

本發明係關於一種測試系統及測試方法，特別是關於一種具有電磁屏蔽效果的測試系統及測試方法。

半導體技術不斷演進，生產晶片元件需要的設計、製造、封裝以及測試四個重要的流程，都形成各自專業的領域。隨著晶片元件的結構更複雜、功能更多樣且要求更精準，優秀晶片元件的測試流程技術也成為電子產業中保證生產品質以及加速生產流程的重要技術關鍵。

先前技術中，晶片元件在測試時，通常有專用的測試設備，用以固定晶片、量測訊號及避免雜訊，以穩定進行高效率的測試流程。其中，各種微型化的晶片元件不斷推出，這種體積小的晶片元件通常具有很高的電磁敏感度，容易受到周圍環境的電磁干擾。尤其，在電波射頻領域的應用中，例如射頻識別(radio frequency identification,RFID)，其電波射頻積體電路元件(radio frequency integrated circuit,RFIC)在測試時容易受周遭其他電子儀器的電磁波干擾，進而導致測試結果失真，甚至對測試人員造成一定危險性。

為了隔離外界的電磁干擾，一般業界會使用較大體積的金屬隔離箱，將整個測試設備(通常包含測試平台、機械手臂、訊號量測裝置或訊號線路)設置在隔離箱內部，藉由隔離箱的金屬屏蔽效果，將不必要的電磁干擾排除，可以提高晶片元件在測試流程中的穩定性。

然而，這些金屬隔離箱具一定設置成本，且佔用體積較大。此外，舉例來說，先前技術中的隔離箱常以氣動加壓方式進行密合。測試流程中，當機械手臂將待測單元置於測試區後，需啟動隔離箱的致動機構，並靜待隔離箱完全密合方能進行訊號測試，使晶片元件的測試流程顯的冗長而不具效率。

本發明提出一種具有可便利地達成電磁屏蔽效果的測試系統及測試方法，以解決上述問題。

本發明之一範疇在於提供一種測試系統，其中測試系統包含測試平台以及取放裝置。

根據一具體實施例，測試平台包含金屬底板、測試環境電路板、測試座以及金屬壁。測試環境電路板設置於金屬底板上。測試座設置於測試環境電路板上且與測試環境電路板電性連接，而金屬壁設置於金屬底板上且環繞測試座。其中測試座可包含容槽或測試座可為異方性導電薄膜。

取放裝置可移動地設置於測試平台上方，取放裝置包含金屬蓋板。取放裝置用以將待測單元(可為積體電路元件或積體電路模組)放置於測試座上。於此實施例中，取放裝置的金屬蓋板與測試平台之金屬壁具有對應關係(如尺寸大小、形狀、深淺)。當取放裝置將待測單元放置於測試座上時，金屬蓋板可配合測試平台之金屬壁與金屬底板形成隔離空間，利用金屬的特性產生電磁屏蔽效果以隔離該待測單元。

本發明之一範疇在於提供一種測試方法，測試方法適用於包含測試平台以及取放裝置的測試系統。

根據一具體實施例，該方法包含下列步驟：(a)提供待測單元；(b)驅動取放裝置將待測單元放置於測試平台上；(c)藉由取放裝置配合測試平台，在待測單元四周形成隔離空間；以及(d)測試被隔離的待測單元。

本發明之另一範疇在於提供一種測試系統，其中測試系統包含測試平台以及取放裝置。

根據一具體實施例，測試平台包含第一電磁屏蔽板、測試環境電路板、測試座以及第二電磁屏蔽板。測試環境電路板設置於第一電磁屏蔽板上。測試座設置於測試環境電路板上且與測試環境電路板電性連接，而第二電磁屏蔽板設置於第一電磁屏蔽板上且環繞測試座。其中測試座可包含容槽或測試座可為異方性導電薄膜。

取放裝置可移動地設置於測試平台上方，取放裝置包含第三電磁屏蔽板。取放裝置用以將待測單元放置於測試座上。於此實施例中，取放裝置的第三電磁屏蔽板與測試平台之第二電磁屏蔽板具有對應關係。

其中該等電磁屏蔽板其材料可為金屬、超導體或其他相等性具導電效果的導電物體。當取放裝置將待測單元放置於測試座上時，第三電磁屏蔽板可配合測試平台之第二電磁屏蔽板與第一電磁屏蔽板形成隔離空間，利用導體的特性產生電磁屏蔽效果以隔離該待測單元。

相較於先前技術，本發明的測試系統其取放裝置與測試平台，分別具有對應的導電蓋板以及導電邊壁，並可配合測試平台的導電底板，形成隔離空間以隔離該待測單元。藉此，本發明之測試系統不需要體積龐大的隔離箱，即可以較小的空間實現電磁屏蔽的效果。此外，本發明中待測單元的放置與電磁屏蔽動作，係由取放裝置一併完成，亦可為放置時同時完成電磁屏蔽。也就是說，本發明之測試方法可提高測試流程的順暢以及效率。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱圖一。圖一繪示根據本發明之一具體實施例中測試系統1的示意圖。如圖一所示，於此實施例中，測試系統1包含測試平台12、取放裝置14以及訊號測試裝置18。測試系統1用以測試待測單元(device under test,DUT)16。

於此實施例中，待測單元16可為積體電路元件。於另一實施例中，待測單元16亦可為積體電路模組，該積體電路模組可包含積體電路元件、電路板以及相關應用所需之主動元件或被動元件。也就是說，本發明之測試系統1可應用於元件以及模組等不同等級之電子組件的測試用途。

於此實施例中，測試平台12包含基體120、金屬底板121、測試環境電路板(DUT board)122、測試座124以及金屬壁126。金屬底板121設置於基體120上，測試環境電路板(DUT board)122設置於金屬底板121上，測試座124設置於測試環境電路板122上且與測試環境電路板122電性連接，而金屬壁126設置於金屬底板121上。如圖一所示，於此實施例中，金屬壁126覆蓋測試環境電路板122且環繞測試座124。於此實施例中，測試座124進一步包含容槽1240，容槽1240之尺寸大小與形狀對應待測單元16，容槽1240用以容納待測單元16。

此外，本發明之測試座124並不以包含容槽為限，於另一具體實施例中，測試座124亦可為異方性導電薄膜。該異方性導電薄膜亦可作為測試環境電路板122與待測單元16間之信號傳導媒介。

如圖一所示，金屬底板121上可具有通孔1210(feedthrough)，而測試系統1之訊號測試裝置18具有通過該通孔1210之訊號線路182，訊號測試裝置18之訊號線路182藉由通孔1210通過金屬底板121，並使訊號測試裝置18與測試環境電路板122形成耦接關係，藉此訊號測試裝置18可得知測試環境電路板122上之信號變化。

此處之測試環境電路板122用以對應待測單元16的測試需求，其具有相對應的測試訊號接點(未繪示)，測試環境電路板122可透過測試座124電性連接至待測單元16，並對待測單元16進行測試應用。

需說明的是，其中上述之金屬底板121以及金屬壁126，於實際應用中，其材料並不以金屬為限。也就是說金屬底板121及金屬壁126亦可分別為一電磁屏蔽板，其可達到電磁屏蔽效果。電磁屏蔽板之材料可為金屬、超導體或其他相等性具導電效果的導電物體。

取放裝置14設置於測試平台12上方。取放裝置14包含金屬蓋板142、取放結構144以及伸縮結構146。取放裝置14可藉由伸縮結構146相對測試平台12移動。舉例來說，於此實施例中伸縮結構146可伸縮，藉此取放裝置14可相對測試平台12垂直上下移動。

取放裝置14之取放結構144用以挾取或吸附待測單元16，取放結構144可配合取放裝置14將待測單元16放置於測試座124之容槽1240中。

於此實施例中，取放裝置14的金屬蓋板142與測試平台12之金屬壁126具有對應關係。例如於此實施例中，金屬蓋板142與金屬壁126的寬度相當且形狀互補(如圖一所示)，但其對應關係不以此為限。

請一併參閱圖二，圖二繪示圖一中取放裝置14將待測單元16放置於測試平台12時之示意圖。透過取放裝置14之伸縮結構146向下伸展，取放裝置14可將待測單元16放置於測試平台12上。

如圖二所示，當取放裝置14將待測單元16放置於容槽1240中時，金屬蓋板142可配合測試平台12之金屬壁126與金屬底板121形成隔離空間，利用導體的特性產生電磁屏蔽效果以隔離該待測單元。於此同時，待測單元16透過測試座124與測試環境電路板122形成耦接關係，並可利用測試環境電路板122以及訊號測試裝置18進行進一步測試。

於本發明之另一實施例中，當測試座124為異方性導電薄膜時，取放裝置14可將待測單元16置放於異方性導電薄膜上。

如圖一所示，因本發明之取放裝置14具有金屬蓋板142，而測試平台12具有相對應的金屬壁126以及金屬底板121，當取放裝置14完成放置待測單元16之動作的同時，金屬蓋板142、金屬壁126以及金屬底板121亦同時達到電磁屏蔽之效果。

此外，如圖一所示，於此實施例中，金屬底板121之通孔1210可配合訊號線路182的線徑進行設計，使通孔1210不至於對電磁屏蔽效果造成過大影響。藉此訊號測試裝置18可在電磁屏蔽的情況下測量待測單元16之訊號。

於實際應用中，測試系統1因具有電磁屏蔽效果，可在低雜訊的情況下有效率的測試積體電路元件以及模組，且特別是適合用以測試具電波射頻功能的電路單元，也就是說，待測單元16可為電波射頻積體電路元件或電波射頻積體電路模組，而此時，用以傳送測試信號的訊號線路182可為電波射頻訊號線路(RF cable)。

請參閱圖三。圖三繪示根據本發明另一具體實施例中測試方法的流程圖。測試方法適用於包含測試平台以及取放裝置的測試系統，測試系統的實際硬體設置可一併參照圖一，且與先前實施例中之描述相似，故在此不另贅述。

首先執行步驟S1，提供待測單元。待測單元可為積體電路元件，或進一步可為電波射頻積體電路元件或電波射頻積體電路模組。

再來執行步驟S2，驅動取放裝置將待測單元放置於測試平台上。其中此處之測試平台可包含金屬底板以及測試座，測試座設置於金屬底板上且具有容槽，步驟S2係將待測單元放置於測試平台之測試座上。

接著執行步驟S3，藉由取放裝置配合測試平台，在待測單元四周形成隔離空間。其中此處之測試平台進一步包含金屬壁，金屬壁設置於金屬底板上且環繞該測試座，而取放裝置包含金屬蓋板。步驟S3係藉由取放裝置之金屬蓋板配合測試平台之金屬壁與金屬底板，以形成隔離空間。最後執行步驟S4，測試被隔離的待測單元。

下述將以一實驗範例具體說明本發明之電磁屏蔽效果。

請一併參閱圖二以及圖四。圖四為實驗範例中以頻譜分析儀量測經隔離之電波訊號的量測結果。於本實驗範例中，以訊號產生器(型號Agilent Technologies 8672A)產生訊號強度16dBm、頻率為2.4GHz的實驗電波訊號。於上述圖二測試系統內形成的隔離空間中設置一發送天線，並可利用圖二中的訊號線路將實驗電波訊號傳輸至發送天線，並透過隔離空間中的發送天線發送。

於上述形成電磁屏蔽之隔離空間外，另設置接收天線，其為ETS-LINDGREN SN:00027183喇叭型天線(Horn Antenna)。該接收天線連接至頻譜分析儀(spectrum analyzer)，型號ADVANTEST R3162。其訊號量測結果如圖四所示，經量測之電波訊號強度為-75.93dBm(頻率2.437GHz)。也就是說，本發明之測試系統的隔離度為16dBm -(-75.93dBm )=91.93dBm 。

綜上所述，本發明的測試系統其取放裝置與測試平台分別具有對應的導電蓋板以及導電邊壁，並可配合測試平台的導電底板形成隔離空間以隔離該待測單元，並且隔離空間提供的電磁屏蔽可達10⁹ 倍數(90dBm)的隔離效果。藉此，本發明之測試系統不需要體積龐大的隔離箱，即可以較小的空間實現電磁屏蔽的效果。此外，本發明中待測單元的放置與電磁屏蔽動作，係由取放裝置一併完成，亦可為放置待測單元時同時完成電磁屏蔽。也就是說，本發明之測試方法可提高測試流程的順暢以及效率。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

1．．．測試系統

12．．．測試平台

14．．．取放裝置

16．．．待測單元

18．．．訊號測試裝置

120．．．基體

121．．．金屬底板

124．．．測試座

122．．．測試環境電路板

126．．．金屬壁

1210．．．通孔

1240．．．容槽

142．．．金屬蓋板

144．．．取放結構

146．．．伸縮結構

182．．．訊號線路

S1-S4．．．步驟

圖一繪示根據本發明之一具體實施例中測試系統的示意圖。

圖二繪示圖一中取放裝置將待測單元放置於測試平台時之示意圖。

圖三繪示根據本發明另一具體實施例中測試方法的流程圖。

圖四為實驗範例中以頻譜分析儀量測經隔離之電波訊號的量測結果。

1．．．測試系統

12．．．測試平台

14．．．取放裝置

16．．．待測單元

18．．．訊號測試裝置

120．．．基體

121．．．金屬底板

124．．．測試座

122．．．測試環境電路板

126．．．金屬壁

1210．．．通孔

1240．．．容槽

142．．．金屬蓋板

144．．．取放結構

146．．．伸縮結構

182．．．訊號線路

Claims (17)

1. 一種測試系統，包含：一測試平台，其包含：一金屬底板；一測試環境電路板，設置於該金屬底板上；一測試座，設置於該測試環境電路板上並與該測試環境電路板電性連接；以及一金屬壁，設置於該金屬底板上且環繞該測試座；以及一取放裝置，可移動地設置於該測試平台上方，該取放裝置包含一金屬蓋板，該取放裝置用以將一待測單元放置於該測試座上，該金屬蓋板對應該測試平台之該金屬壁；其中當該取放裝置將該待測單元放置於該測試座上時，該金屬蓋板配合該測試平台之該金屬壁與該金屬底板形成一隔離空間以隔離該待測單元；其中該測試系統進一步包含用以量測該待測單元之一訊號測試裝置，該訊號測試裝置具有一訊號線路，該金屬底板進一步包含至少一通孔，該訊號測試裝置之該訊號線路藉由該至少一通孔通過該金屬底板並與該待測單元連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述之測試系統，其中該測試座包含一容槽。
3. 如申請專利範圍第1項所述之測試系統，其中該測試座為一異方性導電薄膜。
4. 如申請專利範圍第1項所述之測試系統，其中該待測單元為 一積體電路元件。
5. 如申請專利範圍第4項所述之測試系統，其中該待測單元為一電波射頻積體電路元件，該訊號測試裝置之該訊號線路為一電波射頻訊號線路。
6. 如申請專利範圍第1項所述之測試系統，其中該待測單元為一積體電路模組，該積體電路模組包含一積體電路元件、一電路板以及一主/被動元件。
7. 如申請專利範圍第6項所述之測試系統，其中該待測單元為一電波射頻積體電路模組，該訊號測試裝置之該訊號線路為一電波射頻訊號線路。
8. 如申請專利範圍第1項所述之測試系統，其中該取放裝置進一步包含一取放結構，該取放結構用以挾取或吸附該待測單元並將其放置於該測試座上。
9. 如申請專利範圍第1項所述之測試系統，其中該取放裝置進一步包含一伸縮結構，該伸縮結構用以帶動該取放裝置相對該測試平台上下移動。
10. 一種測試方法，適用於一測試系統，其包含一測試平台、一取放裝置以及具有一訊號線路之一訊號測試裝置，該方法包含下列步驟：(a)提供一待測單元；(b)驅動該取放裝置將該待測單元放置於該測試平台上；(c)藉由該取放裝置配合該測試平台，在該待測單元四周形成一隔離空間； (d)藉由該測試平台測試該被隔離的待測單元；以及(e)藉由該訊號測試裝置測試該被隔離的待測單元。
11. 如申請專利範圍第10項所述之測試方法，其中該測試平台包含一金屬底板、一測試環境電路板以及一測試座，該測試環境電路板設置於該金屬底板上，該測試座設置於該測試環境電路板上並與該測試環境電路板電性連接，步驟(b)進一步包含下列步驟：(b1)放置該待測單元於該測試平台之該測試座上。
12. 如申請專利範圍第11項所述之方法，其中該測試平台進一步包含一金屬壁，該金屬壁設置於該金屬底板上且環繞該測試座，該取放裝置包含一金屬蓋板，其中步驟(c)進一步包含下列步驟：(c1)藉由該取放裝置之該金屬蓋板配合該測試平台之該金屬壁與該金屬底板，形成該隔離空間。
13. 一種測試系統，包含：一測試平台，其包含：一第一電磁屏蔽板；一測試環境電路板，設置於該第一電磁屏蔽板上；一測試座，設置於該測試環境電路板上並與該測試環境電路板電性連接；以及一第二電磁屏蔽板，設置於該第一電磁屏蔽板上且環繞該測試座；以及一取放裝置，可移動地設置於該測試平台上方，該取放裝置包含一第三電磁屏蔽板，該取放裝置用以將 一待測單元放置於該測試座上，該第三電磁屏蔽板對應該測試平台之該第二電磁屏蔽板；其中當該取放裝置將該待測單元放置於該測試座上時，該第三電磁屏蔽板配合該測試平台之該第一電磁屏蔽板與該第二電磁屏蔽板形成一隔離空間以隔離該待測單元；其中該測試系統進一步包含用以量測該待測單元之一訊號測試裝置，該訊號測試裝置具有一訊號線路，該第一電磁屏蔽板進一步包含至少一通孔，該訊號測試裝置之該訊號線路藉由該至少一通孔通過該第一電磁屏蔽板並與該待測單元連接。
14. 如申請專利範圍第13項所述之測試系統，其中該測試座包含一容槽。
15. 如申請專利範圍第13項所述之測試系統，其中該測試座為一異方性導電薄膜。
16. 如申請專利範圍第13項所述之測試系統，其中該第一電磁屏蔽板、該第二電磁屏蔽板以及該第三電磁屏蔽板之材料為一金屬。
17. 如申請專利範圍第13項所述之測試系統，其中該第一電磁屏蔽板、該第二電磁屏蔽板以及該第三電磁屏蔽板之材料為一超導體。