TWI779704B - 具有繼電器系統的功能測試設備以及使用該功能測試設備的測試方法 - Google Patents

Abstract

本揭露提供一種電子元件的功能測試設備以及該電子元件的測試方法。該功能測試設備具有一第一電源供應器、一第二電源供應器以及一繼電器系統。該第一電源供應器經配置以產生一第一供應電壓。該第二電源供應器經配置以產生一第二供應電壓，該第二供應電壓不同於該第一供應電壓。該繼電器系統經配置以電性耦接該第一電源供應器或該第二電源供應器到該電子元件，其中該第一供應電壓施加到該電子元件一第一持續時間，以及該第二供應電壓施加到該電子元件一第二持續時間，該第二持續時間小於該第一持續時間。

Description

具有繼電器系統的功能測試設備以及使用該功能測試設備的測試方法

本申請案主張2020年9月28日申請之美國正式申請案第17/035,028號的優先權及益處，該美國正式申請案之內容以全文引用之方式併入本文中。

本揭露係關於一種功能測試設備以及使用該功能測試設備測試一電子元件的方法。特別是，本揭露提供關於一種具有一繼電器系統的功能測試設備以及使用該功能測試設備的一測試方法。

在日常生活中，電子元件已變得極為普遍。除了在家中的個人電腦之外，許多人還攜帶不止一種用於各種不同的目的之生產力工具。大部分的個人生產力電子元件係包括一些型式的非揮發性記憶體(non-volatile memory)。手機係利用非揮發性記憶體在電源關閉時儲存和保留使用者編程(user-programmed)的電話號碼和架構。

當非揮發性記憶體變得更大、更密集以及更複雜時時，測試器必須能夠處理增加的尺寸以及複雜度，而不會顯著地增加其測試所花費的時間。許多記憶體測試器係連續運轉，而且測試時間係被視為在完成品的成本中的一主要因素。當記憶體技術進化與改善時，測試器必須能夠 輕易地適應對裝置所做的更改。測試非揮發性記憶體之特有的另一個問題，係對一記憶體的各單元胞重複寫入，其係會降低元件的整體壽命效能。非揮發性記憶體製造商藉由在各記憶體元件中構建許多特定測試模式，以應對許多測試問題。記憶體的購買者並不會去使用這些測試模式，但製造商可以使用這些測試模式，以在盡可能短的時間內盡可能有效地測試記憶體的全部或重要部分。一些非揮發性記憶體也能夠在測試製程期間被修復。因此，測試器應該能夠確定：修復的需要、修復的位置以及所需修復的類型；此外，測試器必須能夠進行適當的維修。如此的一修復製程需要一測試器，其係能夠檢測和絕緣記憶體的特定不合格部分。為了充分利用特殊的多個測試模式以及多個修復功能的優點，測試器係能夠依據來自裝置的一預期響應，以執行支持有條件分支的一測試程式是有益的。

上文之「先前技術」說明僅係提供背景技術，並未承認上文之「先前技術」說明揭示本揭露之標的，不構成本揭露之先前技術，且上文之「先前技術」之任何說明均不應作為本案之任一部分。

本揭露之一實施例提供一種電子元件的功能測試設備。該功能測試設備包括一第一電源供應器、一第二電源供應器以及一繼電器系統。該第一電源供應器經配置以產生一第一供應電壓。該第二電源供應器經配置以產生一第二供應電壓，該第二供應電壓不同於該第一供應電壓。該繼電器系統經配置以電性耦接該第一電源供應器或該第二電源供應器到該電子元件，其中該第一供應電壓施加到該電子元件在一第一持續時間(duration)，該第二供應電壓施加到該電子元件在一第二持續時間，而該第二持續時間小於該第一持續時間。

在一些實施例中，該功能測試設備提供有複數個資料線、複數個位址線以及複數個控制線，而該複數個資料線、該複數個位址線以及該複數個控制線係電性耦接到該電子元件。

在一些實施例中，該繼電器系統包括一繼電器以及一微控制器，該繼電器係由一繼電器開關以及一磁化線圈所組成，該磁化線圈係磁性耦接到該繼電器開關，該微控制器經配置以控制該繼電器開關的多個操作。

在一些實施例中，該繼電器系統還包括一電源以及一控制開關，該控制開關插置在該電源與該磁化線圈之間，其中該微控制器經配置以關閉或開啟該控制開關，以控制該繼電器開關的操作。

在一些實施例中，該微控制器經配置以控制該控制開關之一截止狀態(off state)的一第一時間區間(interval)以及該控制開關之一導通狀態(on state)的一第二時間區間。

在一些實施例中，該功能測試設備還包括一電源管理電容器，其中該電源管理電容器的一端子電性耦接到該繼電器開關與該電子元件，以及該電源管理電容器的另一端子為接地，其中當該繼電器系統耦接該第一電源供應器到該電子元件時，該電源管理電容器藉由該第一供應電壓進行充電；當該繼電器系統耦接該第二電源供應器到該電子元件時，該電源管理電容器藉由該第二供應電壓進行充電；以及當該繼電器系統並未耦接該第一電源供應器或該第二電源供應器到該電子元件時，該電源管理電容器係放電以為該電子元件供電。

在一些實施例中，該繼電器開關包括一共用接觸點、一常閉接觸點、一常開接觸點以及一開關臂，該共用接觸點電性耦接到該電子 元件，該常閉接觸點電性耦接到該第一電源供應器，該常開接觸點電性耦接到該第二電源供應器，其中該開關臂藉由該共用接觸點彈簧加壓，並連接該共用接觸點到該常閉接觸點。

在一些實施例中，當該開關臂連接該共用接觸點到該常閉接觸點時，該第一供應電壓施加到該電子元件。

在一些實施例中，當該開關臂連接該共用接觸點到該常開接觸點時，該第二供應電壓施加到該電子元件。

在一些實施例中，當該開關臂連接該共用接觸電到該常閉接觸點時，該電源管理電容器藉由該第一電源供應器進行充電；以及當該開關臂連接該共用接觸點到該常開接觸點時，該電源管理電容器藉由該第二電源供應器進行充電。

在一些實施例中，當該開關臂並未連接該共用接觸點到該常閉接觸點與該常開接觸點其中任何一個時，該電源管理電容器放電以為該電子元件供電。

在一些實施例中，該電源管理電容器具有一電容值，係介於20微法拉(microfarads)到220微法拉之間。

本揭露之另一實施例提供一種電子元件的測試方法。該方法包括耦接該電子元件到一功能測試設備，該功能測試設備包括一第一電源供應器、一第二電源供應器、一電源管理電容器以及一繼電器開關，該繼電器開關係耦接到該電子元件，其中該第一電源供應器用於提供一第一供應電壓，以及該第二電源供應器用於提供一第二供應電壓，而該第二供應電壓不同於該第一供應電壓；操作該繼電器開關在一第一關閉狀態，以施加該第一供應電壓到該電子元件；以及操作該繼電器開關在一第二關閉 狀態，以施加該第二供應電壓到該電子元件；其中該第一供應電壓施加到該電子元件在一第一持續時間，以及該第二供應電壓施加到該電子元件在一第二持續時間，而該第二持續時間小於該第一持續時間。

在一些實施例中，該方法還包括：當該繼電器開關操作在該第一關閉狀態時，以該第一供應電壓對該電源管理電容器進行充電；當該繼電器開關操作在該第二關閉狀態時，以該第二供應電壓對該電源管理電容器進行充電；以及當該繼電器開關操作在一開啟狀態時，該電源管理電容器係放電以為該電子元件供電。

在一些實施例中，該繼電器開關操作在該開器狀態的一第三持續時間，係小於該第一持續時間。

在一些實施例中，該第三持續時間小於該第二持續時間。

在一些實施例中，當該繼電器開關操作在該開啟狀態時，該電子元件並未藉由該第一供應電壓或該第二供應電壓進行供電。

在一些實施例中，該繼電器係從該第一關閉狀態經由該開啟狀態而變動到該第二關閉狀態，以及該繼電器係從該第二關閉狀態經由該開啟狀態而變動到該第一關閉狀態。

在一些實施例中，該第一持續時間與該第二持續時間係由一微控制器所控制，該微控制器係耦接到一繼電器，該繼電器包括一繼電器開關以及一磁化線圈，該磁化線圈係磁性耦接到該繼電器開關。

元件的測試是非常重要的。因為相較於提供給安裝在例如電腦或手機等電子設備中之各元件的電源供應器相比，ATE通常提供一相對穩定的電源，習知的自動測試設備(ATE)無法精確地反映在輸入到電子元件之電源供應器中的電壓變化。因此，習知的ATE無法在驗證階段篩選 出有問題的電子元件。本揭露係提供一種功能測試設備，係具有一繼電器系統以及一對電源供應器。此外，該對電源供應器提供一對不同供應電壓給一電子元件(DUT)，而該電子元件係置放在該功能測試設備中。該繼電器系統與該對電源供應器的組合，係提供該電子元件的一測試，以模擬多個狀況，該等狀況係為一記憶體晶片可在實際使用中所遇見的各種狀況。再者，提供給DUT之人為電源下降是為了驗證DUT的穩固性(robustness)。因此，依據本揭露係可以實現在測試DUT時之更真實的模擬。

上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵及優點，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。

40:線圈

50:開關

52:共用接觸點

54:常閉接觸點

56:常開接觸點

58:開關臂

70:電子元件

72:接地線

74:資料線

76:位址線

78:控制線

80:記憶體晶片

82:中央處理單元

84:快取記憶體

86:繪圖卡

100:著陸點

100A:著陸點

102:電子元件

104:資料線

106:位址線

108:控制線

110:電源

112:控制開關

120:磁化線圈

122:共用接觸點

124:常閉接觸點

126:常開接觸點

128:開關臂

200:測試方法

CC:電源管理電容器

CL:繼電器電路

E1:測試設備

E2:電子元件

F1:測試治具

I₁:第一電流

I_1a:電流

I_1b:電流

I_c:電流

I₂:第二電流

I_2a:電流

I_2b:電流

MC:微控制器

P1:第一電源供應器

P2:第二電源供應器

R1:繼電器

RL:繼電器

RS:繼電器系統

S1:電源下降斜率

S2:電源上升斜率

SW:繼電器開關

t₀:時間

t₀’:時間

t₁:時間

t₁’:時間

T1:功能測試設備

t₂:時間

t₂’:時間

t₃:時間

t₃’:時間

t₄:時間

t₄’:時間

t₅:時間

t₅’:時間

t₆:時間

t₆’:時間

t₇:時間

t₇’:時間

t_a:第一持續時間

t_a’:第一持續時間

t_a1:持續時間

t_a2:持續時間

t_a3:持續時間

t_b:第二持續時間

t_b’:第二持續時間

t_b1:持續時間

t_b2:持續時間

t_b3:持續時間

t_c:第二持續時間

Vdd:測試供應電壓

Vdd-1:第一供應電壓

Vdd-2:第二供應電壓

Vdd’:部分供應電壓

S101:步驟

S103:步驟

S105:步驟

參閱實施方式與申請專利範圍合併考量圖式時，可得以更全面了解本申請案之揭示內容，圖式中相同的元件符號係指相同的元件。

圖1例示本揭露一些實施例之一單刀雙投(single-pole-double-throw，SPDT)類型開關的示意圖。

圖2例示本揭露一些實施例之一測試治具的示意圖。

圖3例示本揭露一些實施例之一測試設備的示意圖。

圖4例示本揭露一些實施例在圖3中的該測試設備操作期間，一測試 供應電壓(V)與時間(t)的關係圖。

圖5例示本揭露一些實施例之一電子元件的方塊示意圖。

圖6例示本揭露一些實施例在圖5中的該電子元件操作期間，一供應電壓(V)與時間(t)的關係圖。

圖7例示本揭露一些實施例之一功能測試設備的示意圖。

圖8例示本揭露一些實施例使用在圖7中之該功能測試設備的一測試方法的流程示意圖。

圖9到圖12例示本揭露一些實施例中在圖7中的該功能測試設備之不同操作狀態的示意圖。

圖13到圖15例示本揭露一些實施例中在圖8中的該測試方法之不同操作狀態的示意圖。

本揭露之以下說明伴隨併入且組成說明書之一部分的圖式，說明本揭露之實施例，然而本揭露並不受限於該實施例。此外，以下的實施例可適當整合以下實施例以完成另一實施例。

應當理解，雖然用語「第一(first)」、「第二(second)」、「第三(third)」等可用於本文中以描述不同的元件、部件、區域、層及/或部分，但是這些元件、部件、區域、層及/或部分不應受這些用語所限制。這些用語僅用於從另一元件、部件、區域、層或部分中區分一個元件、部件、區域、層或部分。因此，以下所討論的「第一裝置(first element)」、「部件(component)」、「區域(region)」、「層(layer)」或「部分(section)」可以被稱為第二裝置、部件、區域、層或部分，而不背離本文所教示。

本文中使用之術語僅是為了實現描述特定實施例之目的， 而非意欲限制本發明。如本文中所使用，單數形式「一(a)」、「一(an)」，及「該(the)」意欲亦包括複數形式，除非上下文中另作明確指示。將進一步理解，當術語「包括(comprises)」及/或「包括(comprising)」用於本說明書中時，該等術語規定所陳述之特徵、整數、步驟、操作、元件，及/或組件之存在，但不排除存在或增添一或更多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件，及/或上述各者之群組。

此外，為易於說明，本文中可能使用例如「之下(beneath)」、「下面(below)」、「下部的(lower)」、「上方(above)」、「上部的(upper)」等空間相對關係用語來闡述圖中所示的一個元件或特徵與另一(其他)元件或特徵的關係。所述空間相對關係用語旨在除圖中所繪示的取向外亦囊括元件在使用或操作中的不同取向。所述裝置可具有其他取向(旋轉90度或處於其他取向)且本文中所用的空間相對關係描述語可同樣相應地進行解釋。

一繼電器是一種電操作(electrically-operated)開關，用於依據輸入到該繼電器的一獨立訊號來控制一電路。繼電器是最重要的電子元件之一，因為它們允許例如電腦或微控制器等低功率電子裝置控制工業機械等高功率裝置。下面詳細描述本揭露之繼電器的操作原理。每一繼電器係由一線圈以及一開關所組成。依據其中包含的開關類型，該等繼電器具有不同架構。

圖1例示本揭露一些實施例之一單刀雙投(single-pole-double-throw，SPDT)類型開關的示意圖。請參考圖1，係顯示具有一線圈40以及一SPDT型開關50的一繼電器R1。SPDT型開關50具有一共用(COM)接觸點52、一常閉(NC)接觸點54、一常開(NO)接觸點56以及一開 關臂58，而開關臂58係藉由共用接觸點52彈簧加壓。開關臂58可選擇地連接共用接觸點52到常閉接觸點54或常開接觸點56。

同步動態隨機存取記憶體(synchronous dynamic random-access memory，SDRAM)為一新型態記憶體元件，其係主要使用一同步時脈(synchronous clock)，以控制記憶體的輸入與輸出訊號。多個計算元件(computing devices)使用各式不同類型的SDRAM，例如雙資料速率(double data rate，DDR)的SDRAM。DDR SDRAM為一種DRAM，其係可支持雙資料速率，意即傳輸均在DQ資料選通(DQS)訊號之上升與下降邊緣處的資料，以提升資料速率。隨著技術的進步，在該等計算元件中DDR SDRAM元件的容量係以大大地提昇。較早的DDR SDRAM追溯稱為DDRx SDRAM。DDR SDRAM已演變成DDR2、DDR3，甚至是DDR4 SDRAM，其中資料速率已經從DDR的333/400MHz增加到DDR2的800MHz以及DDR3的1333MHz以上，預計在不久的將來還會有更高的資料速率。較新的記憶體元件係使用相對較新的標準。舉例來說，DDR4SDRAM使用較DDR3 SDRAM或DDR2 SDRAM更低的供應電壓以及更大的帶寬(bandwidth)。由於電壓標準和物理介面不一致，所以不同的標準係互不相容。此外，當頻率增加時，具有高測試速度的測試器應該據此準備來測試相對應的記憶體。

在半導體測試中，一電子元件(DUT)是在製造期間或生命週期後期進行測試的製造元件，作為正在進行的功能測試和校準檢查的一部分。電子元件可安裝在一自動測試設備(ATE)的一著陸點上，並經由一連接系統而連接到自動測試設備。自動測試設備為電子元件供電，提供刺激訊號(stimulus signal)，然後測量或評估來自元件的結果輸出。以此方 式，自動測試設備係確定特定的電子元件是否符合元件規格(device specifications)。一般來說，自動測試設備包括各式不同的測試治具，其係根據不同的測試需求或目的而專門設計的。

圖2例示本揭露一些實施例之一測試治具F1的示意圖。在一些實施例中，測試治具F1可設計來具有最多64個著陸點100A，每個著陸點可以容納一個用於測試目的的電子元件。在圖2中，八個著陸點100A係安裝在測試夾具F1上。

圖3例示本揭露一些實施例之一測試設備E1的示意圖。在一些實施例中，測試設備E1可為一自動測試設備。在一些實施例中，測試設備E1可提供一測試供應電壓Vdd。此外，測試設備E1提供有一接地線72、複數個資料線74、複數個位址線76以及複數個控制線78。在一些實施例中，當一電子元件70需要測試時，電子元件70在測試期間可置放在測試設備E1中，並電性耦接到測試供應電壓Vdd、接地線72、該等資料線74、該等位址線76以及該等控制線78。在一些實施例中，電子元件70可為一記憶體晶片，例如一DDRx SDRAM。一般而言，當電子元件70測試時，由測試設備E1所提供的測試供應電壓Vdd係專用於測試製程。因此，施加到電子元件70的測試供應電壓Vdd係為一相對穩定的電源供應器。

圖4例示本揭露一些實施例在圖3中的該測試設備操作期間，一測試供應電壓(V)與時間(t)的關係圖。如圖4所示，x軸表示時間(毫秒，milliseconds)，以及y軸表示測試供應電壓Vdd(伏特，volts)。水平虛線係顯示施加到電子元件70的1.2V之一例示的測試供應電壓Vdd。一般而言，在測試製程期間，測試供應電壓Vdd與1.2V的偏差小於30mV。意 即，當設定一特定的測試供應電壓Vdd時，測試供應電壓Vdd的變化通常很小。

然而，在自動測試設備以及實際電子元件中的電源供應系統有很大不同，因為在電子元件中的電源可能會分配給多個同時運行的電子元件。舉例來說，圖5例示本揭露一些實施例之一電子元件E2的方塊示意圖。在一些實施例中，電子元件E2可包括複數個電子元件，例如一記憶體晶片80、一中央處理單元(CPU)82、一快取記憶體(cache memory)84以及一繪圖卡(graphics card)86。在一些實施例中，電子元件E2提供有一供應電壓Vdd’，且供應電壓Vdd’可同時分配到所有前述電子元件。因此，在電子元件E2的實際使用中，僅從供應電壓Vdd’分流的部分供應電壓Vdd”用於為記憶體晶片80供電。通常，不同電子元件在不同的操作模式下具有不同的功耗程度。舉例來說，當在一待機模式(standby mode)時，中央處理單元82消耗一小量的功率，而在正常操作模式下，中央處理單元82需要大量的功率。因此，供應給記憶體晶片80的部分供應電壓Vdd”可能會波動，尤其是當其他電子元件切換它們的操作模式時。相較於施加到圖3中之記憶體電子元件70的測試供應電壓Vdd，施加到記憶體晶片80的部分供應電壓Vdd”係相對不穩定。

圖6例示本揭露一些實施例在圖5中的電子元件E2操作期間，另一供應電壓(V)與時間(t)的關係圖。如圖6所示，水平虛線顯示施加到記憶體晶片80的1.2V之一例示的部分供應電壓Vdd”。部分供應電壓Vdd”可隨著時間變化，但相較於圖4中的測試供應電壓Vdd，部分供應電壓Vdd”的變化更顯著。在一些例子中，舉例來說，部分供應電壓Vdd”可能會突然下降到1.0V或0.9V。有時，部分電源電壓Vdd”可能會出現尖峰 並超過1.2V。由於一些記憶體元件對於突然的電壓變化非常敏感，所以施加到電子元件E2的記憶體晶片80之部分供應電壓Vdd”的200或300mV變化，係可能導致記憶體晶片80的訊號失真(signal distortion)或發生故障。

習知的自動測試設備無法精確地測試電源供應器中此等突然的電壓變化，因為自動測試設備通常提供一相對穩定的電源供應器。在一模擬模式中，一自動測試設備的供應電壓下降或上升的速度不夠快。因此，習知的自動測試設備可能無法在測試階段篩選出有問題的記憶體晶片。

本揭露提供一功能測試設備，其係為使用在該等記憶體晶片之驗證中的一測試治具。圖7例示本揭露一些實施例之一功能測試設備T1的示意圖。在一些實施例中，功能測試設備T1主要包括一著陸點(landing site)100、一繼電器系統RS、一第一電源供應器P1以及一第二電源供應器P2。在一些實施例中，功能測試設備T1係提供有複數個資料線104、複數個位址線106以及複數個控制線108。在一些實施例中，一電子元件102可置放在功能測試設備T1中之著陸點100上，以確定電子元件102是否符合元件規格。此外，電子元件102在測試期間可電性耦接到該等資料線104、該等位址線106以及該等控制線108。在一些實施例中，電子元件102可為一記憶體晶片，例如一DDRx SDRAM，但並不以此為限。

請參考圖7，繼電器系統RS電性耦接到著陸點100。在一些實施例中，繼電器系統RS至少包括一繼電器開關SW、一繼電器電路CL以及一電源管理電容器CC，繼電器電路CL係磁性耦接到繼電器開關SW，以用於控制繼電器開關SW的各操作，而電源管理電容器CC電性連接到繼電器開關SW與電子元件102。尤其是，繼電器開關SW與繼電器電 路CL係相互電性絕緣，以使電流無法在繼電器開關SW與繼電器電路CL之間流動。在一些實施例中，繼電器開關SW可為一單刀雙投(single-pole-double-throw，SPDT)類型開關，其係具有一共用接觸點122、一常閉接觸點124、一常開接觸點126以及一開關臂128，其中開關臂128係藉由共用接觸點122彈簧加壓(spring-loaded)。在一些實施例中，繼電器電路CL至少包括一電源110、一控制開關112、一磁化線圈(magnetizing coil)120以及一微控制器MC。在一些實施例中，電源110可為一直流電源，舉例來說，其係提供3V的電源。再者，微控制器MC係使用來使控制開關112在關閉與開啟之間切換，從而確定磁化線圈120是否通電。在一些實施例中，磁性耦接的磁化線圈120與繼電器開關SW係在繼電器系統RS中形成一繼電器RL。在一些實施例中，繼電器RL為一常閉繼電器，意即繼電器開關SW通常處於一關閉狀態。尤其是，繼電器電路CL變成一通電(closed circuit)之前，沒有電流流經磁化線圈120。因為其並未通電，所以磁化線圈120不會影響繼電器開關SW。因此，繼電器開關SW係處於一第一關閉狀態，其中如圖7所示，當磁化開關120並未通電時，開關臂128連接共用接觸點122到常閉接觸點124。當通電時，如圖11所示，磁化開關120變成一電磁鐵，其係產生一軸向磁場(圖未示)，以磁性推動繼電器開關SW的開關臂128，進而連接共用接觸點122到常開接觸點126。結果，繼電器開關SW係進入一第二關閉狀態。一旦斷電(denergized)，磁化線圈120所產生的磁場消失，則開關臂128即返回其原始位置。在一些實施例中，當繼電器電路CL為一開路(open circuit)時，繼電器開關SW係處於第一關閉狀態，以及當繼電器電路CL為一通路(closed circuit)時，繼電器開關SW處於一第二關閉狀態。在一些實施例中，微控制器MC可電性耦 接到控制開關112，並用來控制該控制開關112之導通狀態(on state)或截止狀態(off state)的一時間區間(interval)。此外，可給予微控制器MC多個指令，以依據控制開關112之導通(on)狀態或截止(off)狀態的時間區間，而控制繼電器開關SW之開啟或關閉狀態的一持續時間(duration)。

請參考圖7，在一些實施例中，第一電源供應器P1與第二電源供應器P2係連接到繼電器系統RS，且經由繼電器系統RS而電性耦接到著陸點100。尤其是，常閉接觸點124與常開接觸點126係分別連接到第一電源供應器P1與第二電源供應器P2，以及共用接觸點122係連接到著陸點100。因此，當位在著陸點100上的電子元件102測試時，電子元件102可依據繼電器系統RS的控制而電性耦接到第一電源供應器P1或第二電源供應器P2。在一些實施例中，第一電源供應器P1可提供一第一供應電壓Vdd-1到電子元件102，以及第二電源供應器P2可提供一第二供應電壓Vdd-2到電子元件102。在一些實施例中，第一供應電壓Vdd-1可大於第二供應電壓Vdd-2。

仍請參考圖7，在一些實施例中，電源管理電容器CC的其中一端子係連接到共用接觸點122與電子元件102，而電源管理電容器CC的另一端子係接地。當繼電器開關SW在第一關閉狀態與第二關閉狀態之間機械地改變時，存在共用接觸點122未連接到常閉接觸點124或常開接觸點126的瞬間，意即，繼電器開關SW大致上處於一開啟狀態，其係可能導致電子元件102斷電。在一些實施例中，繼電器開關SW在開啟狀態操作的持續時間係小於繼電器開關SW在第一關閉狀態及第二關閉狀態操作的持續時間。

因此，電性耦接到共用接觸點122的電源管理電容器CC係 需要維持一基本電源供應給電子元件102，同時繼電器開關SW在第一關閉狀態與第二關閉狀態之間改變。在一些實施例中，當開關臂128連接共用接觸點122到常閉接觸點124時，意即電子元件102電性耦接到第一電源供應器P1時，電源管理電容器CC係藉由第一電源供應器P1而進行充電。在一些實施例中，當開關臂128連接共用接觸點122到常開接觸點126時，意即當電子元件102電性耦接到第二電源供應器P2時，電源管理電容器CC係藉由第二電源供應器P2進行充電。在一些實施例中，在開關臂128並未連接共用接觸點122到常閉接觸點124或常開接觸點126其中任何一個之時刻的期間，電源管理電容器CC係進行放電，以為電子元件102供電。因此，係可避免沒有電源供應給電子元件102之非常短的時刻。在一些實施例中，可依據下列公式獲得電源管理電容器CC的電容值：τ=RC，其中，τ表示時間常數，R表示電阻值(主要來自電子元件102)，以及C表示電源管理電容器CC的電容值。在一些實施例中，電源管理電容器CC可具有一電容值，係介於大約22到大約220微法拉第(microfarads，μF)之間，其係足夠供電給電子元件102。

圖8例示本揭露一些實施例使用在圖7中之功能測試設備T1的一測試方法200的流程示意圖。圖9到圖12例示本揭露一些實施例中在圖7中的功能測試設備T1之不同操作狀態的示意圖。請參考圖8，測試方法200以步驟S101開始，其係為電子元件102耦接到功能測試設備T1。

請參考圖8及圖9，在步驟S103，繼電器系統RS係進入一關閉狀態，以將第一電源供應器P1施加到電子元件102。尤其是，繼電器開關SW維持在一第一關閉狀態，因為當繼電器電路CL斷路(open)時，磁化線圈120不會影響繼電器開關SW。因此，電子元件102連接到第一電源 供應器P1，以使第一供應電壓Vdd-1施加到電子元件102。在此時，電子元件102係經由共用接觸點122、開關臂128以及常閉接觸點124而電性耦接到第一電源供應器P1。因此，藉由在第一電源供應器P1與電子元件102之間的電位差(potential difference)所驅動之第一電流I₁，係從第一電源供應器P1流動。在經過繼電器開關SW之後，第一電流I₁係劃分成一電流I_1a以及一電流I_1b，電流I_1a係流向電子元件102，電流I_1b係流向電源管理電容器CC。在一些實施例中，電流I_1a係用於啟動(activate)電子元件102的測試，以及電流I_1b係用於對電源管理電容器CC進行充電。

請參考圖10，繼電器電路CL的控制開關112係開啟(turned on)，以將繼電器開關SW從第一關閉狀態磁性改變到一第二關閉狀態。在開關臂128轉動期間，有一段持續數十毫秒的時間(period)，其中共用接觸點122並未連接到常閉接觸點124或常開接觸點126任何一個。在此時，電源管理電容器CC係放電，以提供一電流I_c給電子元件102。

請參考圖8到圖11，在步驟S105，繼電器系統RS係操作在第二關閉狀態，以將第二電源供應器P2施加到電子元件102。尤其是，電子元件102連接到第二電源供應器P2，以使第二供應電壓Vdd-2施加到電子元件102。在此時，電子元件102經由共用接觸點122、開關臂128以及常開接觸點126而電性耦接到第二電源供應器P2。因此，藉由第二電源供應器P2與電子元件102之間的電位差而驅動的一第二電流I₂，係從第二電源供應器P2流動。在經過繼電器開關SW之後，第二電流I₂係劃分成一電流I_2a以及一電流I_2b，電流I_2a係流向電子元件102，電流I_2b係流向電源管理電容器CC。在一些實施例中，電源I_2a係用於啟動電子元件102的測試，以及電源I_2b係用於對電源管理電容器CC進行充電。

請參考圖12，繼電器電路CL的控制開關112係關閉(turned off)，以造成繼電器開關SW從第二關閉狀態磁性改變到第一關閉狀態。在此時，亦有一個時間，其中共用接觸點122並未連接到常閉接觸點124或常開接觸點126任何一個。因此，在開關臂128轉動期間，電源管理電容器CC再次放電，以提供電流I_c到電子元件102。在如圖8所示的步驟S105之後，係已完成包括步驟S101到步驟S105的一第一循環。在一些實施例中，完整的測試方法200可以包括重複步驟S103到步驟S105的多個循環。

圖13到圖15例示本揭露一些實施例中在圖8中的測試方法200之不同操作狀態的示意圖。尤其是，在圖13到圖15中，y軸顯示施加到電子元件102以及控制開關112之一狀態的一供應電壓(V)，以及x軸顯示時間(milliseconds，毫秒)。

請參考圖13，在一些實施例中，當電子元件102測試時，第一供應電壓Vdd-1係設定為102V，以及第二供應電壓Vdd-2係設定為1.0V。第二供應電壓Vdd-2可設定為低於1.2V的任何電壓，以檢查電子元件102可承受的電源供應電壓降(power supply drop)的程度。在一些實施例中，如圖7所示，微控制器MC電性耦接到控制開關112，以控制該控制開關112之一導通狀態(on state)或一截止狀態(off state)的時間區間。首先，控制開關112係在時間t₀關閉。在第一高電源時間區間t₀到t₁期間，繼電器開關SW維持在第一關閉狀態，以及1.2V電壓係施加到電子元件102。在時間t₁時，控制開關112係開啟，以將繼電器開關SW從第一關閉狀態拉到第二關閉狀態。磁化線圈120的磁化以及開關臂128的轉動係需要許多毫秒。電子元件102從連接到第一電源供應器P1至連接到第二電源 供應器P2的改變，係花費一相對應的時間區間。因此，在時間t₁之後，施加到電子元件102的電壓係在很短的時間t₂從1.2V降低到1.0V。在一些實施例中，一電源下降斜率(power drop slope)S1，係界定成：S1=

，其係可依據測試所需進行調整。此外，電源下降斜率S1可設 計成足夠大，也因此係將施加在提供給電子元件102之電源的一突然下降，以驗證電子元件102的穩固性(robustness)。在一第一低電源時間區間t₂到t₃期間，控制開關112係維持導通(on)，且繼電器開關SW係在第二關閉狀態。在時間t₃，控制開關112係關閉。在時間t₄，即在時間t₃後不久，施加到電子元件102的電壓，係從1.0V增加回到1.2V。在一些實施例中， 一電源上升斜率(power increase slope)S2係界定成：

，其 係可依據測試所需進行調整。此外，電源上升斜率S2可設計成足夠大，也因此係將施加在提供給電子元件102之電源的一突然上升，以驗證電子元件102的穩固性(robustness)。在一第二高電源時間區間t₄到t₅期間，控制開關112維持截止(off)，以及繼電器開關SW係在第一關閉狀態。在時間t₅，控制開關112係再次開啟。在時間t₆，即在時間t₅後不久，施加到電子元件102的電壓係從1.2V降低回到1.0V。在一第二低電源時間區間t₆到t₇期間，控制開關112係維持導通(on)，以及繼電器開關SW係在第二關閉狀態。通常，前述各步驟係重複，直到完成測試為止。因此，可重複施加電源供應器的各突然下降，以測試電子元件102的耐久性(endurance)。

仍請參考圖13，在一些實施例中，第一高電源時間區間t₀到t₁、第二高電源時間區間t₄到t₅以及其類似時間區間，係具有一相同第一持續時間t_a。在一些實施例中，第一低電源時間區間t2到t3、第二低電源時間區間t6到t7以及類似時間區間，係具有一相同第二持續時間t_b。在一 些實施例中，第一持續時間t_a與第二持續時間t_b係藉由微控制器MC(如圖7所示)所控制。在一些實施例中，第一持續時間t_a係甚大於第二持續時間t_b，因為高電源時間區間表示藉由第一供應電壓Vdd-1所模擬之正常電源供應的期間，同時低電源時間區間係表示藉由第二供應電壓Vdd-2所模擬之不正常電源供應的短暫期間。在一些實施例中，第一高電源時間區間t₀到t₁與第一低電源時間區間t₂到t₃之間的一期間，係具有一第三持續時間t_c，用以使繼電器開關SW在開啟狀態進行操作。此外，第三持續時間t_c係小於第一持續時間t_a及第二持續時間t_b。根據本揭露，輸入到電子元件102的電壓在1.2V和1.0V之間的交替，係可模擬藉由一記憶體晶片在實際使用中所經歷的各供應電壓的一變化。

雖然一記憶體晶片很少遇到一電源尖峰(power spike)，但是方法200可用於模擬提供給電子元件102的電源中的多個尖峰。請參考圖14，在一些實施例中，當電子元件102測試時，第一供應電壓Vdd-1係設定成1.2V，以及第二供應電壓Vdd-2係設定成1.4V。在一些實施例中，第二供應電壓Vdd-2可設定為1.2V以上的任何電壓，以測試電子元件102能夠承受的電源供應增加程度。首先，控制開關112係在時間t₀’關閉。在一第一低電源時間區間期間t₀’到t₁’，繼電器開關SW係維持在第一關閉狀態，以及1.2V電壓係施加到電子元件102。在時間t₁’，控制開關112開啟，以將繼電器開關SW從第一關閉狀態拉到第二關閉狀態。因此，在時間t₁’之後不久的時間t₂’，施加到電子元件102的電壓係從1.2V上升到1.4V。在一第一高電源時間區間t₂’到t₃’期間，控制開關112係維持在導通(on)，以及繼電器開關SW係在第二關閉狀態。在時間t₃’，控制開關112係關閉。在一時間t₄’，即在時間t₃’之後不久，施加到電子元件102的電壓係 從1.4V降低回到1.2V。在一第二低電源時間區間t₄’到t₅’期間，控制開關112係維持截止(off)，以及繼電器開關SW係在第一關閉狀態。在時間t₅’，控制開關112係再次開啟。在時間t₆’，即在時間t₅’之後不久，施加到電子元件102的電壓係從1.2V增加回到1.4V。在一第二低電源時間區間t6’到t7’期間，控制開關112係維持在導通(on)，以及繼電器開關SW係在第二關閉狀態。通常，前述各步驟係重複，直到完成測試為止。因此，可重複施加電源供應器的各突然上升，以測試電子元件102的耐久性(endurance)。

仍請參考圖14，在一些實施例中，第一低電源時間區間t₀’到t₁’、第二低電源時間區間t₄’到t₅’以及類似時間區間，係具有一相同的第一持續時間t_a’。在一些實施例中，第一高電源時間區間t₂’到t₃’、第二高電源時間區間t₆’到t₇’以及類似時間區間，係具有一相同的第二持續時間t_b’。在一些實施例中，第一持續時間t_a’以及第二持續時間t_b’係藉由微控制器MC(如圖7所示)。在一些實施例中，第一持續時間t_a’係甚大於第二持續時間t_b’。

在一些實施例中，如圖7所示，多個指令可給予微控制器MC，以控制該等高電源時間區間以及該等低電源時間區間的各持續時間。舉例來說，如圖15所示的實施例係類似於如圖13所示的實施例，除了該等高電源時間區間(意即1.2V電壓施加到電子元件102的各時間區間)係具有不同持續時間，例如t_a1、t_a2、t_a3或類似持續時間，以及該等低電源時間區間(意即1.0V電壓施加到電子元件102的各時間區間)係具有不同持續時間，例如t_b1、t_b2、t_b3或類似持續時間之外。在一些實施例中，持續時間t_a1、t_a2、t_a3或類似時間區間係可相互相同於或不同，以及持續時間 t_b1、t_b2、t_b3或類似持續時間係可相互相同於或不同。因此，當電子元件102在測試時，第一持續時間t_a1、t_a2、t_a3、第二持續時間t_b1、t_b2、t_b3以及類似持續時間係形成一更真實的模擬。此外，依據微控制器MC，當一記憶體晶片同時提供多種功能時，電子元件102可依據一不穩定電源供應的一模擬對記憶體晶片進行測試。

習知的自動測試設備(ATE)無法精確地反映輸入到電子元件之電源供應的變化，因此無法在驗證階段篩選出有問題的電子元件。本揭露係提供一種功能測試設備。該功能測試設備主要具有一繼電器系統以及一對電源供應器。該對電源供應器提供一對不同供應電壓給一電子元件(DUT)，而該電子元件係置放在該功能測試設備中。該繼電器系統與該對電源供應器的組合，係在該電子元件上執行一測試，以模擬多個狀況，該等狀況係為一記憶體晶片可在實際使用中所遇見的各種狀況。舉例來說，輸入到電子元件的該對不同供應電壓係模擬藉由記憶體晶片所遇到之各供應電壓的一變化。在此測試，提供給電子元件之電源突然下降是為了驗證電子元件的穩固性(robustness)或耐久性(endurance)。因此，依據本揭露係可以實現在測試DUT時之更真實的模擬。因此，根據本揭露係可以實現在測試電子元件時更真實的模擬。此外，在繼電器系統中的一微控制器可以用作定時編程器(timing programmer)，其係控制對電子元件供電之期間的持續時間。

雖然已詳述本揭露及其優點，然而應理解可進行各種變化、取代與替代而不脫離申請專利範圍所定義之本揭露的精神與範圍。例如，可用不同的方法實施上述的許多製程，並且以其他製程或其組合替代上述的許多製程。

再者，本申請案的範圍並不受限於說明書中所述之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法與步驟之特定實施例。該技藝之技術人士可自本揭露的揭示內容理解可根據本揭露而使用與本文所述之對應實施例具有相同功能或是達到實質上相同結果之現存或是未來發展之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟。據此，此等製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟係包含於本申請案之申請專利範圍內。

100:著陸點

102:電子元件

104:資料線

106:位址線

108:控制線

110:電源

112:控制開關

120:磁化線圈

122:共用接觸點

124:常閉接觸點

126:常開接觸點

128:開關臂

CC:電源管理電容器

CL:繼電器電路

MC:微控制器

P1:第一電源供應器

P2:第二電源供應器

RL:繼電器

RS:繼電器系統

SW:繼電器開關

T1:功能測試設備

Vdd-1:第一供應電壓

Vdd-2:第二供應電壓

Claims (19)

1. 一種電子元件的功能測試設備，包括：一第一電源供應器，經配置以產生一第一供應電壓；一第二電源供應器，經配置以產生一第二供應電壓，該第二供應電壓不同於該第一供應電壓；以及一繼電器系統，經配置以電性耦接該第一電源供應器或該第二電源供應器到該電子元件，其中該第一供應電壓施加到該電子元件在一第一持續時間，該第二供應電壓施加到該電子元件在一第二持續時間，而該第二持續時間小於該第一持續時間。
2. 如請求項1所述之功能測試設備，其中該功能測試設備提供有複數個資料線、複數個位址線以及複數個控制線，而該複數個資料線、該複數個位址線以及該複數個控制線係電性耦接到該電子元件。
3. 如請求項1所述之功能測試設備，其中該繼電器系統包括一繼電器以及一微控制器，該繼電器係由一繼電器開關以及一磁化線圈所組成，該磁化線圈係磁性耦接到該繼電器開關，該微控制器經配置以控制該繼電器開關的多個操作。
4. 如請求項3所述之功能測試設備，其中該繼電器系統還包括一電源以及一控制開關，該控制開關插置在該電源與該磁化線圈之間，其中該微控制器經配置以關閉或開啟該控制開關，以控制該繼電器開關的操作。
5. 如請求項4所述之功能測試設備，其中該微控制器經配置以控制該控制開關之一截止狀態的一第一時間區間以及該控制開關之一導通狀態的一第二時間區間。
6. 如請求項4所述之功能測試設備，還包括一電源管理電容器，其中該電源管理電容器的一端子電性耦接到該繼電器開關與該電子元件，以及該電源管理電容器的另一端子為接地，其中當該繼電器系統耦接該第一電源供應器到該電子元件時，該電源管理電容器藉由該第一供應電壓進行充電；當該繼電器系統耦接該第二電源供應器到該電子元件時，該電源管理電容器藉由該第二供應電壓進行充電；以及當該繼電器系統並未耦接該第一電源供應器或該第二電源供應器到該電子元件時，該電源管理電容器係放電以為該電子元件供電。
7. 如請求項4所述之功能測試設備，其中該繼電器開關包括一共用接觸點、一常閉接觸點、一常開接觸點以及一開關臂，該共用接觸點電性耦接到該電子元件，該常閉接觸點電性耦接到該第一電源供應器，該常開接觸點電性耦接到該第二電源供應器，其中該開關臂藉由該共用接觸點彈簧加壓，並連接該共用接觸點到該常閉接觸點。
8. 如請求項7所述之功能測試設備，其中當該開關臂連接該共用接觸點到該常閉接觸點時，該第一供應電壓施加到該電子元件。
9. 如請求項7所述之功能測試設備，其中當該開關臂連接該共用接觸點到該常開接觸點時，該第二供應電壓施加到該電子元件。
10. 如請求項7所述之功能測試設備，其中當該開關臂連接該共用接觸電到該常閉接觸點時，該電源管理電容器藉由該第一電源供應器進行充電；以及當該開關臂連接該共用接觸點到該常開接觸點時，該電源管理電容器藉由該第二電源供應器進行充電。
11. 如請求項7所述之功能測試設備，其中當該開關臂並未連接該共用接觸點到該常閉接觸點與該常開接觸點其中任何一個時，該電源管理電容器放電以為該電子元件供電。
12. 如請求項7所述之功能測試設備，其中該電源管理電容器具有一電容值，係介於20微法拉到220微法拉之間。
13. 一種電子元件的測試方法，包括：耦接一電子元件到一功能測試設備，該功能測試設備包括一第一電源供應器、一第二電源供應器、一電源管理電容器以及一繼電器開關，該繼電器開關係耦接到該電子元件，其中該第一電源供應器用於提供一第一供應電壓，以及該第二電源供應器用於提供一第二供應電壓，而該第二供應電壓不同於該第一供應電壓；操作該繼電器開關在一第一關閉狀態，以施加該第一供應電壓到該電子元件；以及 操作該繼電器開關在一第二關閉狀態，以施加該第二供應電壓到該電子元件；其中該第一供應電壓施加到該電子元件在一第一持續時間，以及該第二供應電壓施加到該電子元件在一第二持續時間，而該第二持續時間小於該第一持續時間。
14. 如請求項13所述之測試方法，還包括：當該繼電器開關操作在該第一關閉狀態時，以該第一供應電壓對該電源管理電容器進行充電；當該繼電器開關操作在該第二關閉狀態時，以該第二供應電壓對該電源管理電容器進行充電；以及當該繼電器開關操作在一開啟狀態時，該電源管理電容器係放電以為該電子元件供電。
15. 如請求項14所述之測試方法，其中該繼電器開關操作在該開器狀態的一第三持續時間，係小於該第一持續時間。
16. 如請求項15所述之測試方法，其中該第三持續時間小於該第二持續時間。
17. 如請求項16所述之測試方法，其中當該繼電器開關操作在該開啟狀態時，該電子元件並未藉由該第一供應電壓或該第二供應電壓進行供電。
18. 如請求項17所述之測試方法，其中該繼電器開關係從該第一關閉狀態經由該開啟狀態而變動到該第二關閉狀態，以及該繼電器開關係從該第二關閉狀態經由該開啟狀態而變動到該第一關閉狀態。
19. 如請求項17所述之測試方法，其中該第一持續時間與該第二持續時間係由一微控制器所控制，該微控制器係耦接到該繼電器開關以及一磁化線圈，該磁化線圈係磁性耦接到該繼電器開關。

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