TWI393528B - 於自動化測試系統中進行電磁干擾屏蔽之方法與裝置 - Google Patents

Description

於自動化測試系統中進行電磁干擾屏蔽之方法與裝置

本發明係有關於於自動化測試系統中進行電磁干擾屏蔽之方法與裝置。

發明背景

在電子測試系統中，例如積體電路(IC)或晶片上系統(SOC)之測試系統，此電子電路測試器典型地測試IC、SOC或類似裝置之性能表現。可以使用電子電路測試器在裝置或積體電路之各種製造階段、從最初之晶圓處理階段至其最後之封裝階段，測試此完成封裝裝置或積體電路。傳統測試器典型地包括測試頭以及電子測試與測量儀器。此電子測試與測量儀器可以包括於：測試頭或電性連接至此測試頭之設備架中。此測試頭典型地經由被知為裝載板之印刷電路板、而對此裝置或積體電路形成介面。在此等測試系統中，使用此裝載板而在測試器與受測試裝置(DUT)間提供電性與機械介面。此裝載板將此自動測試系統之測量電子裝置延伸至DUT之接腳或墊。此訂製之裝載板通常須要用於各獨特DUT或DUT族群(family)。

由於可以使用電子電路測試器以測試許多形式之經封裝裝置與積體電路，此測試頭通常藉由樞軸連接而安裝至車台或儀器架。此樞軸連接使得將測試頭設置在許多位置，其包括大致面朝上之水平位置，以致於可以由操作者將合適之裝載板安裝於電子電路測試器之測試頭上。此測 試頭亦可樞紐旋轉至任何許多角度位置，像是至實質上垂直位置、以致於此裝載板可以干擾到自動化材料處置器，例如測試封裝裝置或積體電路。此自動材料處置器將此被測試之各經封裝裝置或積體電路(其中之一或兩者稱為裝置或DUT)饋給至電子電路測試器。

傳統之測試器10如同第1圖中所示。測試器10包括測試頭12，其藉由電纜通過導管14而電性連接至電子測試與測量儀器例如AC與DC信號產生器之架16，用於將電氣信號施加至裝置或積體電路，其對測試頭12與信號分析器形成介面，此信號分析器例如為：網路分析器、光譜分析器、示波器、或其他波形數位化或信號處理設備，用於測量對此所施加信號之響應。此測試頭12可以包括電路，其實施電氣信號之分配、信號分離、頻率轉換、放大、衰減、或在將此等電器信號接至架16或至被測試之裝置或積體電路之前將其調整或修正。

此測試頭12經由裝載板18與安裝於測試頭12固定板20、而對於裝置或積體電路形成介面。以替代方式，在安裝固定板20之前，可以將其結構類似於固定板之校準板(未圖示)連接至測試頭12用於校準此測試頭12。此裝載板18之結構取決於被測試裝置或積體電路電路之型式或族群(family)、例如類比或數位電子電路，而固定板之結構通常對於特殊裝置或受測積體電路(DUT)之族群為特定。

固定板20可以對受測試裝置(DUT)板22形成介面，此受測裝置可以包括：安裝於或製造於DUT板上之電感器、電 容器、以及其他電子元件或電路，用於將傳送至裝置或受測積體電路或從其接收之電氣信號：去除連接、過濾、衰減、或修正。最後，將此DUT板22連接至插座24，用於實施測試器10與實際電子電路或受測試裝置(DUT)、例如經封裝裝置或積體電路26間之電性連接。以替代方式，可以將插座24直接安裝於裝載板18上。

測試頭21安裝於車台28上。此測試頭12可以藉由樞軸連接30安裝於車台28。此樞軸連接30使得測試頭12可以設置於大約朝上面向水平位置，以致於可以由操作者將：合適之裝載板18、校準或固定板20、以及具有插座24之DUT板22安裝於測試器10之測試頭12。此測試頭12可以樞軸至任何角度位置，以致於此插座24可以干預自動材料處置器32，例如，其將各DUT26快速地饋給至被測試之測試器10。

以替代方式，晶圓探測器(未圖示)可以取代插座24而安裝於DUT板22。樞軸連接30使得可以將測試頭12樞軸至測試裝置或在晶圓探測站(未圖示)之晶圓(未圖示)上積體電路之相反位置。

為了將插座24對於：自動材料處置器32、或晶圓探測器(未圖示)之晶圓(未圖示)形成介面，將框34安裝於測試頭12。將與此框34配對之處置器裝載板36安裝至自動材料處置器32或晶圓探測站(未圖示)，而將測試頭12與處置器或站對準，以致於可以測試：此經封裝之裝置、或積體電路、或裝置、或在晶圓上之積體電路。

不同於在測試系統10中之大部份印刷電路板與電子裝 置，此裝載板18並未包括於底盤中，這意味此裝載板18容易受到電磁干擾(EMI)，其在正常情況下會被底盤衰減。此並非不尋常在IC測試公司來自區域蜂巢電話繼電器與廣播塔或其他區域性工業活動之測試板上發現非常高位準之EMI。一種將EMI屏蔽之可能方法為在此測試器周圍建立屏蔽室。然而，此測試器非常大，因此，此種解決方式昂貴、不方便、浪費製造或測試地板空間，且降低此製造或測試地板空間之使用彈性。

發明概要

本發明有關一種新的方法與裝置，其用於提供電磁干擾屏蔽，而與自動積體電路測試器之裝載板與處置器整合為一體。尤其，此DUT裝載板形成頂部電磁干擾屏蔽、與波導具有在自動積體電路測試器中裝載板。

有關本發明更完整瞭解，與其許多附帶優點將由參考以下詳細說明與所附圖式而獲得更佳瞭解而明顯，其中相同參考號碼顯示相同或類似元件。

圖式簡單說明

第1圖說明傳統電子電路測試器之等距圖；第2圖說明根據本發明實施例電子電路測試器之等距圖；第3圖說明根據本發明實施例之裝載板之頂部透視圖；第4圖說明根據本發明實施例連接至測試頭之處置器之側視展開圖； 第5圖說明根據本發明實施例裝載板組裝之側視圖；第6圖說明根據本發明實施例裝載板組裝之頂視圖；以及第7圖說明根據本發明實施例測試DUT之方法之流程圖。

較佳實施例之詳細說明

在用於積體電路(IC)、晶片上系統(SOC)或類似電子裝置之許多電子測試系統中典型地涉及三個主要系統。此包括：測試器，其包含測量電子裝置；裝載板，其在受測裝置(DUT)與測試器間形成介面；以及處置器，其可以自動地插入DUT、以及在測試期間控制DUT之溫度。此種系統可以包括自動測試系統或設備，其因此可以包括自動測試器或處置器等。在此所揭示為一種裝置與方法，其包括提供屏蔽之裝載板之電磁干擾屏蔽(EMI)，而同時提供一孔以容納由處置器插入於裝載板上插座中之DUT。

第2圖中顯示電子測試系統100之一些主要構成部份。其顯示此被知為裝載板118之印刷電路板是安裝於測試器100之測試頭112上。此測試頭112可以鉸接以致於其可以接合在處置器上(參考第1圖)，其可被使用將DUT自動地插入於裝載板118上之接觸件或插座中。通常須要訂製裝載板118用於各獨特DUT或DUT族群。此裝載板118負責用於：將此自動測試系統測量電子裝置在測試頭112與DUT之接腳或I/O間延伸。此裝載板118經由測試頭112上之接腳電子 介面138對測試頭112形成介面。此接腳電子介面138支持接腳電子裝置，其在測試頭112與裝載板118間形成機械與電性介面。

測試系統100之支持架116包括電子測試與測量儀器，其可以經由電纜114連接至測試頭112。在第1圖中所示之典型自動測試系統為一種晶片上系統(SOC)測試系統，例如Agilent 93000測試系統，其可由在美國加州Palo Alto之Aglient Technologies,Inc.可以獲得。

在第3圖中詳細顯示裝載板118且與測試頭112分開。裝載板118除了包括接觸件或插座其用於容納DUT插入以測試外，還可以包括在其頂部之許多元件。各型式之DUT或DUT族群通常須要訂製裝載板118。此裝載板118之設計與性能表現可以為此整個測試性能表現中之限制因素。裝載板其複雜度會改變；其可以具有單一接觸件或插座124(其此後稱為插座)，或其可以具有許多插座。如同於第3圖中所示。裝載板118可以具有許多與其連接或設置於其上之電性元件119，例如偏壓與阻抗匹配電路。此電路經常是設置於裝載板118頂部，因為將電子裝置或電路設置於背面會導致非所欲之寄生電感。此裝載板118之底部連接至測試頭112且對其形成介面。此裝載板118之頂部如同第3圖所示連接至處置器(第1圖中之元件32)。

此裝載板118在此測試系統中可以達成多個角色與目標。例如，此裝載板118可以將測試頭測量資源延伸至DUT；提供電力給DUT；將由此試頭測量資源所使用之各 種接地連接而將雜訊最小化；複製此測試電路；提供機械介面用於將自動DUT插入於插座124中；以及提供機械介面以支持DUT之溫度測試。

第4圖說明一些硬體元件，其可被使用將測試頭112連接至處置器132。在第4圖之中央顯示裝載板118。將此裝載板118安裝至接腳電子介面138，其機械地支持裝載板118且支持接腳電子裝置，其在裝載板118與測試頭112間形成介面。可以將強固插入件139插入介於裝載板118與接腳電子介面138之間。可以使用此強固插入件139對裝載板118提供增加之強度，以支持由處置器132所施加之力，且防止裝載板118之疊起與破裂。強固插入件139可以為鋁板或其他已知強固材料。

接觸件或插座124是安裝於裝載板118之頂表面。此接觸件124通常為耐用插座，其能夠耐用由處置器將DUT插入數千次。此將DUT從處置器132移動、插入於插座124中、將其由插座124移出、以及將其置回於處置器盤(未圖示)中所須時間稱為轉位時間(index time)，其為重要參數且直接影響測試速率、產量與成本。此亦顯示DUT接合板140(亦稱為密封調整器)，其為處置器132之一部份，且與裝載板118之頂表面直接接觸。此DUT接合板140是安裝於處置器接合板(請參考第1圖中之元件36)，其負責用於將處置器132接合至裝載板118與測試頭112。

第5與6圖顯示DUT接合板140如何作為EMI屏蔽頂板、而用於插座124、DUT126、以及裝載板電路119。此下 部切斷波導管道142從DUT接合板140之孔141、經由此孔由處置器將DUT插入於裝載板118上之插座124中。在實際上，此裝載板118包括一或多個連接至接地之接地平面143。此裝載板118之接地平面143、使用鍍金之鋇銅彈性指狀物144或其他已知之導電裝附裝置，而連接至接合板。此彈性指狀物144可以裝附於裝載板118，以致於當將處置器132從裝載板118與測試頭112解除接合時，可以將接合板140輕易地移除。此與彈性指狀物144接觸之接合板表面145可以為邊框145。可將此邊框145鍍金以防止形成電阻氧化物，其會隨著時間降低EMI屏蔽之效力。

此波導管道142會造成來自外部來源幅射干擾信號進一步衰減。此波導管道將在DUT或裝載板電路上之任何EMI之影響進一步衰減。可以選擇孔141之尺寸與與管道高度以提供干擾信號足夠衰減，而同時容納此被插入於插座124中DUT126之大小，且不會大幅增加處置器132之轉位時間。此EMI屏蔽DUT接合板140可以由鋼或任何已知導電材料製成。

第7圖顯示用於根據本發明實施例之測試方法之流程圖150，因此在步驟154提供一種電子裝置測試系統，其包括測試器，其具有測試頭與處置器；以及在步驟154提供具有DUT插座之裝載板。在步驟156此EMI屏蔽DUT接合板設置於裝載板與處置器之間。在步驟158DUT由處置器插入於插座中。且在步驟160此測試器在DUT上實施測試。

熟習此技術人士瞭解，本發明提供對於下列之屏蔽： DUT 126、在裝載板118上接觸件/插座124與電路，而同時使用現有系統元件，且增加此各別屏蔽而不會造成裝載板118、接合板、或處置器間之間隔；不會大幅增加DUT在處置器132與插座124之間所必須行經路徑之長度；不會大幅增加測試時間與相關之測試成本；不會大幅影響測試地板之使用面積；以及不會大幅增加測試系統或裝載板之複雜度。

雖然以上已經揭示本發明較佳實施例用於說明目的，然而熟習此技術人士瞭解可以對其作各種修正、增加、以及替代而不會偏離本發明之精神與範圍，而導致此等同實施例是在所附申請專利範圍之範圍中。

10‧‧‧測試器

12‧‧‧測試頭

14‧‧‧導管

16‧‧‧架

18‧‧‧裝載板

20‧‧‧固定板

22‧‧‧受測試裝置(DUT)板

24‧‧‧插座

26‧‧‧積體電路

28‧‧‧車台

30‧‧‧樞軸連接

32‧‧‧自動化材料處置器

34‧‧‧框

36‧‧‧處置器裝載板

100‧‧‧電子測試系統

112‧‧‧測試頭

114‧‧‧電纜

116‧‧‧支持架

118‧‧‧裝載板

119‧‧‧裝載板電路

124‧‧‧插座

126‧‧‧受測試裝置

132‧‧‧處置器

138‧‧‧接腳電子介面

139‧‧‧強固插入件

140‧‧‧受測試裝置接合板

141‧‧‧孔

142‧‧‧波導管道

143‧‧‧接地平面

144‧‧‧彈性指狀物

145‧‧‧邊框

150‧‧‧方法

152、154‧‧‧步驟

156‧‧‧步驟

158‧‧‧步驟

160‧‧‧步驟

第1圖說明傳統電子電路測試器之等距圖；第2圖說明根據本發明實施例電子電路測試器之等距圖；第3圖說明根據本發明實施例之裝載板之頂部透視圖；第4圖說明根據本發明實施例連接至測試頭之處置器之側視展開圖；第5圖說明根據本發明實施例裝載板組裝之側視圖；第6圖說明根據本發明實施例裝載板組裝之頂視圖；及第7圖說明根據本發明實施例測試DUT之方法之流程圖。

112‧‧‧測試頭

118‧‧‧裝載板

124‧‧‧插座

132‧‧‧處置器

138‧‧‧接腳電子介面

139‧‧‧強固插入件

140‧‧‧受測試裝置接合板

Claims (4)

1. 一種電子測試系統之裝載板電磁干擾(EMI)屏蔽設備，其包含：具有一接地平面之一裝載板；裝附於該裝載板之一接觸件；一導電平板，其具有在第一側上之周圍導電邊框及至少一延伸通過該平板之孔，其中該邊框係導電性裝附於該裝載板之該接地平面上；以及一裝置處置器，其適於經由在該導電平板中之該孔將一待測電子裝置插入裝附於該裝載板上的該接觸件。
2. 如申請專利範圍第1項之裝載板電磁干擾(EMI)屏蔽設備，更包括導電彈性指狀物，其連接至裝載板上之接地平面，以致於該導電平板之該周圍導電邊框裝附於該導電彈性指狀物以產生電磁干擾屏蔽體。
3. 如申請專利範圍第1項之裝載板電磁干擾(EMI)屏蔽設備，更包括在該導電平板的第二側上之導電波導管道，其圍繞該孔且自該孔向上延伸。
4. 一種在一電子測試系統中具有一波導孔之EMI屏蔽體，包括：具有一接地平面之一裝載板；裝附於該裝載板之一接觸件；一導電平板，其具有一導電邊框及一孔，該導電邊框圍繞於該導電平板的第一表面上之周圍，該孔位於該導電平板中，該導電平板具有從該導電平板之一第 二表面延伸且圍繞該孔之一波導管道，其中該邊框裝附於該裝載板之該接地平面以使待測電子裝置能夠經由在該導電平板中之該孔而插入至裝附於該裝載板之該接觸件中。