TWI407125B - 一種電子元件測試系統及其切換裝置 - Google Patents

Description

一種電子元件測試系統及其切換裝置

本發明係一種電子元件測試系統，特別地，其係一種利用切換裝置來達到最小化待測物測試間所需時間的電子元件測試系統。

因應電子元件之待測物的產能提高，待測物之檢測需求亦隨之增加。初期的影像測試乃利用人工肉眼辨別待測物之優劣，因此須仰賴大量人工，然而人工具有成本高、生產效率低以及可靠性較不足等缺點。據此，業界發展出自動點測之技藝，以利用點測機台對待測物進行測試。在習知的半導體邏輯電路測試系統中，其主要包含測試裝置以及點測機台。點測機台上有複數個點測模組，點測模組係分別的用於連接處於點測機台上的複數個待測物。其作動流程為，首先將複數個點測模組與相對應的第一組待測的電路耦接；對該第一組待測的電路進行測試；分離點測模組及第一組的電路；耦接該複數個點測模組以及第二組電路。於上述之各個步驟中，點測模組於第一組電路及第二組電路間之空閒時間占測試所需時間之比重甚高。

此外，由於習知運算裝置所能同時測試的待測物的數量係有所限制，受測的待測物的數量必須小於或等於半導體測試機所支援之最大測試數量。因此，當運算裝置所能同時測試的電路數量受到限制時，點測模組將需要更多的移動次數方能完成指定數量的電路測試。據此，消耗於電路間之移動時間亦隨之而增加。

有鑑於習知運算裝置所能支援的同時測試數量係與其價格成正比，因此，如何研發出一種不增加運算裝置所能支援數量之同時，最小化點測模組消耗於電路間之移動時間之方法，實有待相關業界再加以思索並為突破之目標及方向者。

有鑑於此，本發明之一範疇在於提供一種電子元件測試系統，用以對複數個待測物進行測試，本發明電子元件測試系統包含第一測試裝置以及第一切換模組。第一測試裝置，用以對上述各待測物進行第一測試。第一切換模組耦接於各待測物及第一測試裝置。第一切換模組用以將第一測試裝置於各待測物間進行切換。

另外，本發明之另一範疇在於提供另一種電子元件測試系統，用以對複數個待測物進行測試，其包含第一測試裝置、第二測試裝置以及切換裝置。第一測試裝置係用以對各待測物進行第一測試；第二測試裝置係用以對各待測物進行一第二測試；切換裝置包含第一切換模組以及第二切換模組。其中，第一切換模組設置於各待測物以及第一測試裝置之間，第一切換模組用於將第一測試模組於各待測物間進行切換。另外，第二切換模組設置於各待測物以及第二測試裝置之間，第二切換模組用於將第二測試裝置於各待測物間進行切換。

再者，於實際使用時，第二切換模組進一步包含電源單元、時脈單元、緩衝單元以及記憶單元。電源單元係用以對待測物提供電源。時脈單元係用以對待測物提供時脈訊號。緩衝單元係用以對相對應之待測物提供準位訊號。記憶單元係用以存放自待測物取得的資料。

此外，本發明之另一範疇在於提供一種切換裝置，其係用於將複數個待測物分別的在一第一測試裝置及一第二測試裝置間切換，其包含一第一電路以及一第二電路。

第一電路係耦接於第一測試裝置，第一電路包含複數個第一開關，每一個第一開關均分別相對應有一個上述的待測物，上述第一開關係用於將第一測試裝置於待測物間進行切換。第二電路係耦接於第二測試裝置，第二電路包含複數個第二開關，每一個第二開關均分別相對應有一個待測物，第二開關係用於將第二測試裝置於待測物間進行切換。再者，於實際使用時，第二電路進一步包含電源單元、時脈單元、緩衝單元以及記憶單元，有鑑上述各單元之說明已見於本說明書之他部，故不予以贅述。

相對於先前技藝，本發明提出了利用低階測試裝備進行快速測試之電子元件測試系統，再者，本發明之電子元件測試系統解決了傳統探針機端的待測物數量必須與測試裝置所能同時測試的數量相同的制式限制，亦針對探針機於待測物間移動之時間進行了最小化，以最低的成本達到高階測試裝備之效能。

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。

為使本發明能更清楚的被說明，請參照以下本發明詳細說明及其中所包括之實例，以更容易地理解本發明。

本說明書僅對本發明之必要元件作出陳述，且僅係用於說明本發明其中之可能之實施例，然而說明書之記述應不侷限本 發明所主張之技術本質的權利範圍。除非於說明書有明確地排除其可能，否則本發明並不侷限於特定方法、流程、功能或手段。亦應瞭解的是，目前所述僅係本發明可能之實施例，在本發明之實施或測試中，可使用與本說明書所述裝置或系統相類似或等效之任何方法、流程、功能或手段。

除非有另外定義，否則本說明書所用之所有技術及科學術語，皆具有與熟習本發明所屬技術者通常所瞭解的意義相同之意義。儘管在本發明之實施或測試中，可使用與本說明書所述方法及材料相類似或等效之任何方法及手段，但本說明書目前所述者僅係實例方法、流程及其相關資料。

再者，本說明書中所提及之一數目以上或以下，係包含數目本身。且應瞭解的是，本說明書揭示執行所揭示功能之某些方法、流程，均存在多種可執行相同功能之與所揭示結構有關之結構，且上述之結構通常均可達成相同結果。

另外，本說明書中所記敘之圖式係旨在表達本發明之技術內容之大鋼。圖式中各個元件間之大小、比例或數量僅供參考，其未必與實際使用時相同。如圖式與說明書中所記敘內容，於大小、比例或數量上有所衝突，則以說明書中的記載為准。再者，本說明書與記述之測試一詞，係凡指對待測物之物理特性或外觀之量測、測試或分析行為。

請一併參閱圖一A及圖一B，圖一A繪述了本發明電子元件測試系統1之功能方塊圖，圖一B繪述了本發明電子元件測試系統1之具體實施例之示意圖。

本發明係揭示了一種電子元件測試系統1，用以對複數個待測物2進行測試。於本具體實施例中，電子元件測試系統1包含了一第一測試裝置12以及一切換裝置14。

本發明之待測物2係凡指具有電路或對電能有所反應的 電子元件。於本具體實施例中，待測物2係指一影像感測晶片(CMOS Image Sensor Chip)。更明確的說，複數個待測物2是從晶圓完成分割且整齊排列之影像感測晶片矩陣。然而，該電子元件不以影像感測晶片為必要，其亦可為發光二極體晶片、雷射二極體晶片或其他性質相似並具有電路的半導體單元。

於本具體實施例中，為耦接待測物2以及第一測試裝置12，待測物2於測試時係被置放於一探針機(probe station)16上，探針機16包含複數個連接裝置162，連接裝置162係凡指設置於待測物2及其他元件之間，並提供其二者電性連接之裝置。於本具體實施例中，各個連接裝置162均分別包含一探針模組，各個探針模組則個別包含至少一根探針164。於測試進行時，探針模組之各探針164均分別的耦接於影像感測元件的連接處以對影像感測元件建立一電性連接。

連接裝置162具有探針164之數量係取決於探針模組之類種。於本具體實施例中，每個待測物2具有二十一個訊號線接頭，而每個探針模組則具有三十二根探針164，然而，訊號線接頭以及探針164之數量不以上述之數量為限，使用者得按其需求自由調整。為維持圖示之簡潔，圖一將作適當的簡化。

於本具體實施例中，本發明之電子元件測試系統1係具有四組連接裝置162，各組連接裝置162係分別的與一個待測物2耦接。

另外，本發明之第一測試裝置12係凡指對該些待測物2進行測試之裝置。其中，第一測試得指影像測試、電性測試或其他待測物2之物理性質測試。於本具體實施例中，第一測試裝置12為一自動測試設備(ATE)，而第一測試係指上述之電性測試。有鑑於自動測試設備之細部說明可見於其他公開文獻，故不於此多加贅述。

其中，上述提及之電性測試係凡指對待測物2供給電源以測試待測物2的電學特性之測試。更明確的說，於本具體實施例中，電性測試係指對待測物2供給電源以測試待測物2之邏輯電路是否存在漏電、短路或其他電性相關之缺陷，然而電性測試不以上述之例子為限。

另外，上述提及的影像測試係凡指利用光學元件對待測物2進行影像擷取並根據擷取的影像進行分析的測試。更明確的說，於本具體實施例中，影像測試係指以一光源照射上述的待測物2並擷取待測物2的影像，再根據上述擷取的待測物2的影像判斷待測物2是否存在缺陷、破損、污染或其他影響待測物2品質之行為，然而，影像測試不以上述之例子為限。

切換裝置14係耦接於各待測物2及第一測試裝置12。切換裝置14用以將第一測試裝置12於各個待測物2間進行切換。於本具體實施例中，切換裝置14係一可用於切換電路的電路開關。

本發明亦揭露了另一電子元件測試系統3，用以對複數個待測物2進行測試，其包含一第一測試裝置32、一第二測試裝置34以及一切換裝置36。

請一併參閱圖二A及圖二B，圖二A係繪述了本發明之另一具體實施例之功能方塊圖，圖二B係繪述了本發明之另一具體實施例之示意圖。

第一測試裝置32係用以對各個待測物2進行第一測試；第二測試裝置34係用以對各個待測物2進行第二測試。第一測試得指影像測試、電性測試或其他待測物2之物理性質測試。

於本具體實施例中，第一測試裝置32為一自動測試設備 (ATE)。其中，於本具體實施例中，第一測試僅支援同時對單顆待測物2進行測試。第一測試係指上述的電性測試，第二測試裝置34為影像分析裝置，係用於根據待測物2之外觀透過影像測試以判斷各個待測物2之品質。於本具體實施例中，第二測試裝置34為工業電腦及其相對應之影像分析軟體。上述提及的電性測試及影像測試之說明於前文已有提及，故不於此贅述。

切換裝置36係包含有第一切換模組362及第二切換模組364。第一切換模組362係設置於各待測物2以及第一測試裝置32之間，第一切換模組362係用於將第一測試裝置32於各待測物2間進行切換以進行序列式測試，亦即將各個待測物2按序地與第一測試裝置32連接以進行第一測試。

請再參閱圖二B，於本具體實施例中，第一切換模組362係耦接於第一測試裝置32，第一切換模組362包含複數個第一開關，每一個第一開關均分別相對應有一個待測物2，複數個第一開關係用於將複數個第一測試裝置32於複數個待測物2間進行切換，其中，每一個第一開關均得以獨立控制。

第二切換模組364係設置於各個待測物以及第二測試裝置34之間，第二切換模組364係用於將第二測試裝置34於各個待測物2間進行切換。於本具體實施例中，本發明電子元件測試系統3係由具有四台第二測試裝置34，透過第二切換模組364得以將各個待測物2按序進行切換，以將各個待測物2的資料傳送予相對應的各個第二測試裝置34以對上述的四顆待測物2進行測試。

第二切換模組364係耦接於第二測試裝置34，第二切換 模組364包含複數個第二開關，每一個第二開關均分別相對應有一個上述的待測物2，複數個第二開關係用於將複數個第二測試裝置34於複數個待測物2間進行切換。

再者，於本具體實施例中，第二切換模組364進一步包含一電源單元、時脈單元、緩衝單元以及記憶單元。

電源單元係用以對各個待測物2提供電源。待測物2進行影像測試時，待測物2需要由外部提供電源。於本具體實施例中，電源單元提供了每個待測物2各四組電源，總共十六組電源，其中有一組為獨立可調。

時脈單元係用以對相對應之待測物2提供時脈訊號。待測物2進行影像測試時，待測物2需要由外部提供待測物2精準的時脈，時脈單元提供一組25M赫茲時脈，再利用緩衝器分別緩衝給各個待測物2。

記憶單元用以存放自該些待測物2取得之資料以供相對應的測試裝置進行運算、處理。於本具體實施例中，記憶單元為影像擷取卡。

緩衝單元用以對相對應之該待測物2提供準位訊號。緩衝電路在於對待測物2提供正確的準位，並且防止因不正確的動作損毀待測物2或記憶單元。

另外，於本具體實施例中，本發明電子元件測試系統3進一步包含伺服器38，伺服器38與第一測試裝置32及第二測試裝置34相互耦接，伺服器38用以對第一測試裝置32及第二測試裝置34進行控制。其中，伺服器38與第二測試裝置34係利用一利用網際網路協定之集線器39予以耦接。

為對待測物進行測試，本發明之作動流程為：首先利用通用介面匯流排標準輪詢(GPIB Polling)程式(下稱程式)架設一傳輸控制協定伺服器(TCP Socket Server)，用以建立第一測試裝置與探針機的溝通，並控制切換裝置上的各個開關來調整電路訊號。其中，傳輸控制協定伺服器則是用來傳遞第一測試裝置與用於影像測試的工業電腦(IPC)間溝通的訊息。

傳輸控制協定伺服器中的通用介面匯流排標準輪詢程式於接收到探針機送過來的開始測試訊號(Start Signal)與待測物的顆數(OnSite Data)後，首先會將切換裝置上的所有切換開關關閉。接著判斷程式所收到的待測物的顆數是否大於0；若是，則繼續下一步；若不是，則回到等待探針機訊號的狀態。

接著，若待測物的顆數大於0，則程式先將打開切換裝置上控制第一顆待測物訊號的開關，接著發送測試訊號給第一測試裝置。當第一測試裝置測試完成後，將測試結果回傳給程式。

當程式收到第一測試裝置的測試的結果後，先將結果送至網際協議伺服器(TCP/IP Server)。接著判斷已測完的待測物顆數是否等於待測的待測物顆數；若是，則關閉切換裝置上所有控制第一測試裝置訊號的開關，並打開所有控制影像訊號的開關，接著通知網際協議伺服器電性測試或邏輯測試已全部測試結束，把測試訊號轉移到影像測試上。若已測完的待測物顆數相異於待測的待測物，則回到步驟3，將測試訊號切換到下一顆待測物上。

其後，通用介面匯流排標準輪詢程式將非同步電性測試或邏輯測試(Asynchronous logic test)的分類結果傳送給傳輸控制協議/網際協議伺服器。傳輸控制協議/網際協議伺服器依據使 用者的設定，在此以四台工業電腦為例，等待並彙整四個非同步電性測試或邏輯測試的分類結果。在得到四個非同步電性測試或邏輯測試的分類結果之後，同時對四台工業電腦發送分類資料。

接著，四台工業電腦利用傳輸控制協議/網際協議函式庫(TCP/IP Library)所提供的函式接收到分類資料後，同步進行本身的影像S測試(image test)。其中，此階段四台工業電腦視為四個客戶端(client)分別利用傳輸控制協議/網際協議函式庫(TCP/IP Library)所提供的函式將影像測試結果傳送至傳輸控制協議/網際協議伺服器。

傳輸控制協議/網際協議伺服器等待並彙整四個從客戶端接收的影像測試結果後，將四個影像測試結果同步傳送至第一測試裝置的軟體，代表工業電腦的影像測試已結束，並將測試結果正確回傳。

當通用介面匯流排標準輪詢程式收到網際協議伺服器送回的影像測試結果後，再經由通用介面匯流排標準輪詢訊號，將測試結果送至探針機端進行待測物分類的動作。

請參閱圖三，圖三繪述了本發明之另一具體實施例之切換裝置4之電路圖。本發明另提供一種切換裝置4用以將複數個待測物2分別的在一第一測試裝置42及一第二測試裝置44間切換，本發明切換裝置4包含有一第一電路46以及一第二電路48。

第一電路46係耦接於第一測試裝置42，第一電路46包含複數個第一開關462，每一個第一開關462均分別相對應有 一個上述的待測物2，複數個第一開關462係用於將複數個第一測試裝置42於複數個待測物2間進行切換。

第二電路48係耦接於第二測試裝置44，第二電路48包含複數個第二開關482，每一個第二開關482均分別相對應有一個待測物2，複數個第二開關482係用於將複數個第二測試裝置44於複數個待測物2間進行切換。

於本具體實施例中，第一測試裝置42為係凡指對該些待測物2進行電性測試之裝置。於本具體實施例中，上述之第一測試裝置42為自動測試設備(ATE)，自動測試機具有三十二根輸出入(I/O)訊號探針，自動測試設備得對待測物2進行電性測試，其中，於本具體實施例中，待測物2有二十一根相對應上述輸出入訊號控針的訊號節點。有鑑於自動測試設備之細部說明可見於其他公開文獻，故不於此多加贅述。另外，電性測試係凡指對上述之待測物2供給電源以測試待測物2的電學特性之測試。更明確的說，於本具體實施例中，電性測試係指對待測物2進行基本的電性測試以測試待測物2之電路是否存在漏電、短路或其他電性相關之缺陷，然而電性測試不以上述之例子為限。

再者，於本具體實施例中，第二電路48進一步包含一電源單元484、時脈單元486、緩衝單元488以及記憶單元489。

電源單元484係用以對各個待測物2提供電源。待測物2進行影像測試時，待測物2需要由外部提供電源。於本具體實施例中，電源單元提供了每個待測物2各四組電源，總共十六組電源，其中有一組為獨立可調。

時脈單元486係用以對相對應之待測物2提供時脈訊號。待測物2進行影像測試時，待測物2需要由外部提供待測物2精準的時脈，時脈單元486提供一組25M赫茲時脈，再利用緩衝器分別緩衝給各個待測物2。

記憶單元489用以存放自該些待測物2取得之資料以供相對應的測試裝置進行運算、處理。於本具體實施例中，記憶單元489為影像擷取卡。

緩衝單元488用以對相對應之該待測物2提供準位訊號。緩衝電路在於對待測物2提供正確的準位，並且防止因不正確的動作損毀待測物2或記憶單元489。

相對於先前技藝，本發明提出了利用低階測試裝備進行快速測試之電子元件測試系統，再者，本發明之電子元件測試系統解決了傳統探針機端的待測物數量必須與測試裝置所能同時測試的數量相同的制式限制，亦針對探針機於待測物間移動之時間進行了最小化，以最低的成本達到高階測試裝備之效能。

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。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

1‧‧‧電子元件測試系統

12‧‧‧第一測試裝置

14‧‧‧切換裝置

16‧‧‧探針機

162‧‧‧連接裝置

164‧‧‧探針

2‧‧‧待測物

3‧‧‧電子元件測試系統

32‧‧‧第一測試裝置

34‧‧‧第二測試裝置

36‧‧‧切換裝置

362‧‧‧第一切換模組

364‧‧‧第二切換模組

38‧‧‧伺服器

39‧‧‧集線器

4‧‧‧切換裝置

42‧‧‧第一測試裝置

44‧‧‧第二測試裝置

46‧‧‧第一電路

462‧‧‧第一開關

48‧‧‧第二電路

482‧‧‧第二開關

484‧‧‧電源單元

486‧‧‧時脈單元

488‧‧‧緩衝單元

489‧‧‧記憶單元

圖一A繪述了本發明之電子元件測試系統之功能方塊圖。

圖一B繪述了本發明之電子元件測試系統之具體實施例之示意圖。

圖二A係繪述了本發明之電子元件測試系統之另一具體實施例之功能方塊圖。

圖二B係繪述了本發明之電子元件測試系統之另一具體實施例之示意圖。

圖三繪述了本發明之切換裝置之另一具體實施例之電路圖

2‧‧‧待測物

3‧‧‧電子元件測試系統

32‧‧‧第一測試裝置

34‧‧‧第二測試裝置

36‧‧‧切換裝置

362‧‧‧第一切換模組

364‧‧‧第二切換模組

38‧‧‧伺服器

39‧‧‧集線器

Claims (9)

1. 一種電子元件測試系統，用以對複數個待測物進行測試，該電子元件測試系統包含：一第一測試裝置，用以對該些待測物進行一第一測試；一第二測試裝置，用以對該些待測物進行一第二測試；以及一切換裝置，其包含；一第一切換模組，該第一切換模組設置於該些待測物以及該第一測試裝置之間，該第一切換模組用於將該第一測試模組於該些待測物間進行切換；以及一第二切換模組，該第二切換模組設置於該些待測物以及該第二測試裝置之間，該第二切換模組用於將該第二測試裝置於該些待測物間進行切換；其中，該第二切換模組進一步包含一電源單元，用以對該些待測物提供電源。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件測試系統，其中該第二切換模組進一步包含複數個時脈單元，用以對該些待測物提供一時脈訊號。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件測試系統，其中該第二切換模組進一步包含複數個緩衝單元，用以對相對應之該待測物提供一準位訊號。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件測試系統，其中該第二切換模組進一步包含複數個記憶單元，用以存放自該些待測物取得之資料。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件測試系統，其進一步包含一伺服器，該伺服器與該第一測試裝置及該第二測試裝置相互耦接，該伺服器用以控制該第一測試裝置及該第二測試裝置。
6. 一種切換裝置，用以將複數個待測物分別地在一第一測試裝置及一第二測試裝置間切換，其包含：一第一電路，耦接於該第一測試裝置，該第一電路包含複數個第一開關，每一個第一開關均分別相對應有一個該待測物，該些第一開關係用於將該第一測試裝置於該些待測物間進行切換；以及一第二電路，耦接於該第二測試裝置，該第二電路包含複數個第二開關，每一個第二開關均分別相對應有一個該待測物，該些第二開關係用於將該第二測試裝置於該些待測物間進行切換；其中，該第二電路進一步包含一電源單元，用以對該些待測物提供電源。
7. 如申請專利範圍第6項所述之切換裝置，其中該第二電路進一步包含複數個時脈單元，用以對相對應之該待測物提供一時脈訊號。
8. 如申請專利範圍第6項所述之切換裝置，其中該第二電路進一步包含複數個緩衝單元，用以對相對應之該待測物提供一準位訊號。
9. 如申請專利範圍第6項所述之切換裝置，其中該第二電路進一步包含複數個記憶單元，用以存放自該些待測物取得之資料。