TWI806272B - 主動式熱中介件裝置及使用自動化處置器系統及測試器系統來測試系統級封裝受測裝置之方法 - Google Patents

主動式熱中介件裝置及使用自動化處置器系統及測試器系統來測試系統級封裝受測裝置之方法 Download PDF

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清川敏之
葛利格里 克魯贊
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陶德 伯克
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Abstract

一種用於測試一系統級封裝受測裝置(DUT)之獨立主動式熱中介件裝置，該主動式熱中介件裝置包括：一主體層，其具有一第一表面及一第二表面，其中該第一表面可經操作以鄰近於一冷板而安置；及多個加熱區，其跨越該主體層之一第二表面而界定，該等多個加熱區可經操作以由一熱控制器控制以選擇性地加熱及維持其各別溫度，在該DUT之測試期間，該等多個加熱區可經操作以在該主體層之該第二表面鄰近於該DUT之一介面表面而安置時加熱該DUT之多個區域。

Description

主動式熱中介件裝置及使用自動化處置器系統及測試器系統來測試系統級封裝受測裝置之方法
相關申請
本申請案主張於2020年12月4日提交之題為「主動式熱中介件(Active Thermal Interposer)」之美國臨時申請案第63/121,532號、代理人案號AATS-0108-00.00US的優先權，該美國臨時申請案以全文引用之方式併入本文中。本申請案與題為「自適應性熱控制(Adaptive Thermal Control)」之美國專利第9,291,667號相關，該美國專利以全文引用之方式併入本文中。本申請案係關於卡巴尼(Kabbani)等人於2021年11月19日提交之題為「主動式熱中介件裝置(Active Thermal Interposer Device)」之美國專利申請案代理人案號AATS-0108-02U00US的優先權，該美國專利申請案以全文引用之方式併入本文中。
發明領域
本發明之實施例係關於積體電路製造及測試之領域。更具體言之，本發明之實施例係關於用於主動式熱中介件裝置之系統及方法。
發明背景
使封裝或未封裝之積體電路經受作為製造程序中之操作的環境測 試係常見的。通常在此類測試中，積體電路裝置經受電氣測試，例如「測試圖案」，以在經受環境應力時確認功能性。舉例而言，在經受電氣測試時，積體電路經加熱及/或冷卻至其規格限度。在一些狀況下，例如對於檢核測試，積體電路可例如經受超出其規格之應力，以判定失效點及/或建立關於其環境規格之「保護帶」。
傳統上，此類測試已包括將一或多個積體電路以及其相關聯測試介面及支援硬體置放於環境室中。環境室將受測積體電路(被稱為或被稱作受測裝置或「DUT」)以及測試介面及支援硬體加熱及/或冷卻至所要測試溫度。不利的是，此類測試室之使用具有眾多缺點。舉例而言，此類測試之限度及/或準確度可歸因於測試介面電路及/或裝置之環境限度而降級。另外，歸因於環境測試室內所需之大量空氣以及大量裝設結構及介面裝置，此類測試室內部之環境可能不會快速改變，從而限制了測試速率。此外，將DUT及測試設備置放於此類測試室中及將其自此類測試室移除進一步限制了測試速率，且需要複雜且昂貴之機構來執行此類插入及移除。
發明概要
因此，需要用於主動式熱中介件裝置之系統及方法。另外需要可經操作以將受測裝置之不同部分控制至不同溫度的用於主動式熱中介件裝置之系統及方法。此外，需要可經操作以將處於不同高度的受測裝置之不同部分控制至不同溫度的用於主動式熱中介件裝置之系統及方法。仍進一步需要與測試積體電路之現有系統及方法相容且互補的用於主動式熱中介件裝置之系統及方法。
根據本發明之實施例，一種用於測試系統級封裝受測裝置(DUT)之獨立主動式熱中介件裝置，該主動式熱中介件裝置包括：主體層，其具有第 一表面及第二表面，其中第一表面可經操作以鄰近於冷板而安置；及多個加熱區，其跨越主體層之第二表面而界定，多個加熱區可經操作以由熱控制器控制以選擇性地加熱及維持其各別溫度，在DUT之測試期間，多個加熱區可經操作以在主體層之第二表面鄰近於DUT之介面表面而安置時加熱DUT之多個區域。
實施例包括上述內容且進一步包括：多個加熱區中之每一加熱區包括電阻跡線，該等電阻跡線由熱控制器控制，用於回應於施加至該等電阻跡線之電壓/電流信號而提供熱量。
實施例包括上述內容且進一步包括：主體層進一步包括用於與熱陣列之對應彈簧式頂針配合的多個彈簧式頂針機械/電氣介面。多個彈簧式頂針機械/電氣介面可經操作以輸入來自熱陣列之電壓/電流信號以供應至多個加熱器區且亦可經操作以輸出對應於多個加熱器區之溫度感測器資料。
實施例包括上述內容且進一步包括：安置於主體層之第二表面之頂部上及多個加熱區之頂部上的接地屏蔽層，該接地屏蔽層可經操作以將DUT與由多個加熱區中之若干加熱區通電引起的電磁干擾輻射隔離。
實施例包括上述內容且進一步包括：其上可視之二維識別碼，且其中二維識別碼可經操作以由機器讀取且提供以下各者中之一者：主動式熱中介件裝置之電阻溫度偵測器的校準值；用於識別主動式熱中介件裝置之識別資訊；及用於鑑別主動式熱中介件裝置之安全性資訊。
實施例包括上述內容且進一步包括：主體層進一步包括安置於第一表面上之對準形貌體，該等對準形貌體用於提供主動式熱中介件裝置之電源接腳與測試器系統之感熱頭的墊之間的對準，且其中感熱頭包括冷板。
實施例包括上述內容且進一步包括：其中對準形貌體包括微對準襯套。
實施例包括上述內容且進一步包括：用於提供DUT之介面表面與 多個加熱器區之間的機械順從性的多個機械按鈕。每一機械按鈕安置於主體層與多個加熱器區中之各別加熱器區之間。此外，每一機械按鈕包括彈簧負載彈簧式頂針陣列。
實施例包括上述內容且進一步包括：安置於主體層之第二表面上之移除機械按鈕，該移除機械按鈕包括彈簧負載彈簧式頂針陣列且可經操作以在施加在DUT之介面表面與主體層之第二表面之間的力消除時使該介面表面與該第二表面分離。
實施例包括上述內容且進一步包括：DUT包括多晶片模組，此外，其中多個加熱區及/或冷卻區可經操作以選擇性地通電以用於在DUT之測試期間選擇性地加熱及維持多晶片模組之晶片的溫度。
實施例包括上述內容且進一步包括：安置於主體層之第一表面上的帕耳帖(Peltier)/TEC冷卻層。
實施例包括上述內容且進一步包括：其中主體層進一步包括多個彈簧式頂針機械介面，該等多個彈簧式頂針機械介面可經操作以輸入電壓/電流信號以供應至多個加熱器區，且亦可經操作以輸出對應於多個加熱器區之溫度感測器資料且亦可經操作以輸入信號來控制帕耳帖/TEC冷卻層。
根據方法實施例，一種使用自動化處置器系統及測試器系統測試系統級封裝受測裝置(DUT)的方法，其包括：使用處置器，自動自托盤拾取DUT且自動將DUT置放至插口中；使用光學感測器判定DUT在插口內之定向是否對準在一平面上；使用處置器自動拾取主動式熱中介件裝置及自動將主動式熱中介件裝置置放於插口內之DUT的頂部上，其中自動置放主動式熱中介件裝置包括使用主動式熱中介件裝置及插口之對準形貌體以對準主動式熱中介件裝置；及使用光學感測器判定主動式熱中介件裝置在插口內之定向是否對準在一平面上，以及主動式熱中介件裝置是否與DUT平面對準。
實施例包括上述內容且進一步包括：其中自動自托盤拾取DUT且自動將DUT置放至插口中係藉由處置器之第一取放頭執行，此外，其中自動拾取主動式熱中介件裝置及自動將主動式熱中介件裝置置放於插口內之DUT的頂部上係藉由處置器之第二取放頭執行。
實施例包括上述內容且進一步包括：其中自動拾取主動式熱中介件裝置及自動將主動式熱中介件裝置置放於插口內之DUT的頂部上進一步包括使用光學閱讀器以讀取安置於主動式熱中介件裝置上之二維識別碼，其中二維識別碼提供包括以下各者中之一者的資訊：主動式熱中介件裝置之識別；關於主動式熱中介件裝置之熱校準資料；以及關於主動式熱中介件裝置之鑑別資訊，且進一步包括將資訊中繼轉發至測試器系統。
根據另一方法實施例，一種使用自動化處置器系統及測試器系統測試系統級封裝受測裝置(DUT)的方法，該方法包括：使用處置器之第一取放頭，自動自托盤拾取DUT且自動將DUT置放至插口中；及使用處置器之第二取放頭，自動拾取主動式熱中介件裝置及自動將主動式熱中介件裝置置放於插口內之DUT的頂部上，其中自動置放主動式熱中介件裝置包括使用主動式熱中介件裝置及插口之對準形貌體以對準主動式熱中介件裝置。
實施例包括上述內容且進一步包括：其中自動拾取主動式熱中介件裝置及自動將主動式熱中介件裝置置放於插口內之DUT的頂部上進一步包括使用光學閱讀器以讀取安置於主動式熱中介件裝置上之二維識別碼，其中二維識別碼提供包括以下各者中之一者的資訊：主動式熱中介件裝置之識別；關於主動式熱中介件裝置之熱校準資料；以及關於主動式熱中介件裝置之鑑別資訊，且進一步包括將資訊中繼轉發至測試器系統。
根據方法實施例，一種使用自動化處置器系統及測試器系統測試系統級封裝受測裝置(DUT)的方法，該方法包括：使用處置器，自動自托盤拾取 DUT且自動將DUT置放至插口中；使用處置器，自動拾取主動式熱中介件裝置及自動將主動式熱中介件裝置置放於插口內之DUT的頂部上，其中自動置放主動式熱中介件裝置包括使用主動式熱中介件裝置及插口之對準形貌體以對準主動式熱中介件裝置，其中主動式熱中介件裝置、DUT及插口各具有安置於其上之各別二維碼以用於識別、鑑別及/或校準目的；及使用光學閱讀器讀取安置於主動式熱中介件裝置、DUT及插口上之二維碼。
根據另一方法實施例，一種使用自動化處置器系統及測試器系統測試系統級封裝受測裝置(DUT)的方法，該方法包括：使用處置器，自動自托盤拾取DUT且自動將DUT置放至插口中，其中DUT經由安置於插口內之第一固持形貌體緊固在插口內；使用處置器，自動拾取主動式熱中介件裝置及自動將主動式熱中介件裝置置放於插口內之DUT的頂部上，其中主動式熱中介件裝置經由安置於插口內之第二固持形貌體緊固在插口內，且其中進一步而言，若主動式熱中介件裝置由處置器置放於插口內且DUT不在插口內，則固持形貌體可經操作以防止主動式熱中介件裝置接觸插口之接腳。
根據本發明之實施例，一種用於測試系統級封裝受測裝置(DUT)之測試裝置，其包括用於測試DUT及用於與熱控制器耦接之獨立主動式熱中介件裝置，該主動式熱中介件裝置包括：主體層，其具有第一表面及第二表面，其中第一表面可經操作以鄰近於冷板而安置；及多個加熱區，其跨越主體層之第二表面而界定，多個加熱區可經操作以由熱控制器控制以選擇性地加熱及維持其各別溫度，在DUT之測試期間，多個加熱區可經操作以在主體層之第二表面鄰近於DUT之介面表面而安置時加熱DUT之多個區域；以及感熱頭，其用於耦接至熱控制器且可經操作以在DUT之測試期間與主動式熱中介件裝置介接，感熱頭包括：冷板及用於使冷板絕緣之絕緣罩蓋，其中絕緣罩蓋包括用於減少來自冷板之冷凝的壓縮乾空氣(CDA)注入口。
實施例包括上述內容且進一步包括：熱介面材料層，其安置於主動式熱中介件裝置與冷板之間以用於將來自主動式熱中介件裝置之熱能耦接至冷板。
實施例包括上述內容且進一步包括：其中熱介面材料層包含經組配以防止取放處置器黏著至熱介面材料層之多個切口。
根據本發明之實施例，一種用於測試系統級封裝受測裝置(DUT)之測試配置，該配置包括：用於容納DUT及用於與負載板介接之插口裝置；用於測試DUT之獨立主動式熱中介件裝置，該主動式熱中介件裝置包括：主體層，其具有第一表面及第二表面，其中第一表面可經操作以鄰近於冷板而安置；及多個加熱區，其跨越主體層之第二表面而界定，多個加熱區可經操作以受控而選擇性地加熱及維持其各別溫度，多個加熱區可經操作以在主動式熱中介件裝置插入至插口中且主體層之第二表面鄰近於DUT之介面表面而安置時加熱DUT之多個區域；感熱頭，其可經操作以在DUT之測試期間與主動式熱中介件裝置介接，感熱頭包括：冷板；及熱控制器，其用於與主動式熱中介件裝置耦接以控制多個加熱區及控制冷板，熱控制器包括可經操作以在DUT之測試期間執行熱調節的韌體，韌體可經操作以：自冷板之溫度感測器獲得冷板之第一溫度；使用各別電阻溫度偵測器獲得用於其每一加熱區的主動式熱中介件裝置之底表面的第二溫度；獲得DUT之各區域的第三溫度，其限制條件為DUT在作用中且負載板上的電路系統可經操作以收集DUT之各區域的接面溫度；基於第一溫度，執行外部較慢循環以調節冷板之風扇速度(用於空氣控制)或流體調節閥(用於液體/致冷劑控制)；以及基於第二及第三溫度，執行內部較快循環以調節主動式熱中介件裝置之多個加熱區之加熱器控制/帕耳帖控制。
100:自動化測試系統環境/測試系統
105:插口
110,710:受測裝置
120:主動式熱中介件裝置/主動式熱中介件
121:溫度信號
122,124,732:熱介面材料
126:切口
130:冷板/冷板裝置
132:閥
133,137:流動
134,718,728,738:溫度量測
135:冷卻器
136:返回/提取
140:電源
141:電力/電力信號
145:熱控制器
146,752,147:控制信號
150,170:測試系統
152,176:測試板
153:測試板抽屜
154:堆疊
156:測試滑板
158:滑車
159:測試機架
171:第一取放臂
172:第二取放臂
173:DUT之托盤
174:主動式熱中介件裝置之托盤
200,300,400,720:主動式熱中介件裝置
205:框架
210,215,220,225,230:主動式熱區域或區
235:凸片
240:接觸墊
245:條碼
250:對準形貌體
251:對準接腳插口
255:鎖存器
260,366:壓縮乾空氣埠
305:主動式熱中介件裝置基底
320,320':電磁干擾屏蔽層/元件
325:電氣連接
330:受測裝置接腳提昇埠/接腳提昇埠
335:受測裝置提昇接腳/提昇接腳
340,340':頂部熱層/元件
350,350':加熱元件層/元件
352:感測信號
355:電氣信號
360:受測裝置氣動移除裝置/移除裝置
364:移除活塞
370:排出管線透通埠
380:受測裝置彈簧負載移除裝置
382:彈簧
384:活塞
410:基體
420:球柵陣列/封裝
430:積體電路/積體電路封裝
440:按鈕
450:固持機構
460:彈簧式頂針
500:加熱元件
510,520:電阻加熱元件
600:電腦控制方法
610,620,630:操作
700:控制系統
712:區1
714:區2
715:區3
730:冷板
731:冷板溫度感測器
740:主動式熱中介件裝置加熱/冷卻控制件/控制件
744:輸出
750:冷板控制件
754:冷卻劑閥
800:電子系統/中央處理器/系統
805:中央處理器複合體/處理器複合體
810:非依電性記憶體
815:依電性記憶體
820:可變非依電性記憶體/快閃
825:顯示單元
830:輸入裝置/裝置
835:擴充介面
840:通訊埠
850:位址/資料匯流排/匯流排
860:網路介面
併入本說明書中且構成本說明書之一部分的隨附圖式說明本發明 之實施例，且與說明書一起用以解釋本發明之原理。除非另外指出，否則圖式可能不按比例繪製。
圖1A繪示可充當根據本發明之實施例的平台之自動化測試系統環境之元件的例示性方塊圖。
圖1B繪示根據本發明之實施例的例示性冷板側主動式熱中介件熱介面材料之平面視圖。
圖1C繪示根據本發明之實施例的例示性測試系統之透視圖。
圖1D繪示根據本發明之實施例的例示性測試系統，該系統包括自動拾取DUT且將其置放於插口中以及拾取主動式熱中介件裝置且將其與DUT一起置放於插口中的機器人機構。
圖2繪示根據本發明之實施例的新穎主動式熱中介件裝置之例示性方塊圖。
圖3繪示根據本發明之實施例的新穎主動式熱中介件裝置的例示性方塊圖橫截面圖。
圖4繪示根據本發明之實施例的新穎主動式熱中介件裝置的例示性方塊圖橫截面圖。
圖5繪示根據本發明之實施例的例示性加熱元件的示意圖。
圖6繪示根據本發明之實施例的用於測試積體電路半導體晶圓之電路的例示性電腦控制方法。
圖7係根據本發明之實施例的用於對多個受測裝置進行熱控制之控制系統的例示性方塊圖。
圖8繪示例示性電子系統之方塊圖，該電子系統可用作用於實施本發明之實施例的平台及/或用作控制系統。
較佳實施例之詳細說明
現將詳細參考本發明之各種實施例，其實例在隨附圖式中加以說明。雖然本發明將結合此等實施例描述，但應理解，其並不意欲將本發明限於此等實施例。相反，本發明意欲涵蓋可包括於如由隨附申請專利範圍所界定之本發明之精神及範圍內的替代例、修改及等效物。此外，在本發明之以下實施方式中，闡述眾多特定細節以便提供對本發明之透徹理解。然而，一般熟習此項技術者將認識到，本發明可在無此等特定細節之情況下實踐。在其他情況下，未詳細描熟知的方法、程序、組件及電路，以免不必要地混淆本發明之態樣。
依據可在電腦記憶體上執行之關於資料位元的操作之程序、步驟、邏輯區塊、處理及其他符號表示來呈現下文之實施方式之一些部分(例如，方法600)。此等描述及表示為由熟習資料處理技術者使用以將其工作之主旨最有效地傳達至其他熟習此項技術者的方式。此處且一般而言，將程序、電腦執行步驟、邏輯區塊、處理程序等構想為產生所要結果之步驟或指令的自相容序列。步驟為要求實體量之實體操縱的步驟。通常但未必，此等量呈能夠被儲存、傳送、組合、比較及以其他方式在電腦系統中操縱之電氣或磁性信號的形式。主要出於通用之原因，已證明將此等信號稱作位元、值、元素、符號、字元、術語、數字、資料或其類似者時常係便利的。
然而，應牢記，所有此等及類似術語與適當實體量相關聯，且僅為應用於此等量之便利標記。如自以下論述顯而易見，除非另外具體地陳述，否則應理解，貫穿本發明，利用諸如「測試」或「加熱」或「維持溫度」或「使達至」或「擷取」或「儲存」或「讀取」或「分析」或「生成」或「解析」或「接受」或「選擇」或「判定」或「顯示」或「呈現」或「運算」或「發送」或「接收」或「減少」或「偵測」或「設定」或「存取」或「置放」或「測試」或「形成」或「裝設」或「移除」或「停止」或「中止」或「塗佈」或「處理」或 「執行」或「生成」或「調整」或「建立」或「執行」或「繼續」或「索引」或「轉譯」或「計算」或「量測」或「搜集」或「運行」或其類似者之術語的論述係關於電腦系統或類似電子運算裝置之動作及處理程序或在電腦系統或類似電子運算裝置之控制下的動作及處理程序，該電腦系統或類似電子運算裝置將表示為電腦系統之暫存器及記憶體內之實體(電子)量的資料操縱及變換成類似地表示為電腦系統記憶體或暫存器或其他此類資訊儲存、傳輸或顯示裝置內之實體量的其他資料。
「非暫時性電腦可讀媒體」之含義應解釋為僅排除被發現在In re Nuijten,500 F.3d 1346,1356至57(Fed.Cir.2007)中依據35 U.S.C.§101可獲專利主題之範圍外的彼等類型之暫時性電腦可讀媒體。此術語之使用應理解為自申請專利範圍移除本身僅傳播暫時性信號且並不放棄對本身並非僅傳播暫時性信號之所有標準電腦可讀媒體的權利。
主動式熱中介件裝置
圖1A繪示可充當根據本發明之實施例的平台之自動化測試系統環境100之元件的例示性方塊圖。測試系統100包含受測裝置(DUT)110，例如積體電路裝置、系統級封裝(SIP)及/或多晶片模組(MCM)。受測裝置通常經封裝，但並非必須如此。插口105例如利用DUT 110上之封裝引線耦接至受測裝置110，以向受測裝置110發送及接收測試信號及電力。插口105通常同時耦接至單一受測裝置110且測試該單一受測裝置，但並非必須如此。插口105可裝設至或耦接至負載板(未圖示)以用於將插口105電耦接至測試控制器，例如用於DUT 110之電氣測試。
根據本發明之實施例，將新穎主動式熱中介件裝置120耦接至受測裝置110之背側或頂部。在一些實施例中，主動式熱中介件裝置120可經定製以用於受測裝置110之特定設計。在一些實施例中，主動式熱中介件裝置120 與受測裝置110之間可能存在熱介面材料122。此類熱介面材料(若存在)經設計以改良主動式熱中介件裝置120與受測裝置110之間的熱耦接。
在一些實施例中，主動式熱中介件裝置120可包含具有鎢及/或鉬跡線之氮化鋁(AlN)之基底層。可利用高溫共燒陶瓷(HTCC)製程。此類實施例可適於測試相對較高功率之裝置。在一些實施例中，可利用例如包含氧化鋁(Al2O3)之低溫共燒陶瓷(LTCC)製程。此類實施例可適於測試相對較低功率之裝置。
主動式熱中介件裝置120進一步耦接至冷板130。在一些實施例中，主動式熱中介件裝置120與冷板130之間可能存在熱介面材料124。此類熱介面材料(若存在)經設計以改良主動式熱中介件裝置120與冷板130之間的熱耦接。
在實施例中，例如包含乙二醇之冷卻流體通常循環通過冷板130，但亦可使用其他流體，包括空氣。在一些實施例中，為了調整冷板130之溫度，可調整冷卻流體之溫度。在一些實施例中，如圖1A所繪示，亦可調整冷卻流體之流速，例如增大、減小、開始及/或停止。舉例而言，可調整泵及/或風扇之速度。在實施例中，冷卻器135使冷卻流體冷卻，例如冷卻至60攝氏度。冷卻流體流動137至閥132。經由控制信號146，閥132在熱控制器145之控制下基於一或多個溫度量測134調節冷卻流體至冷板130之流動133。在循環通過冷板130之後，冷卻流體返回136至冷卻器135。在一些實施例中，冷板130亦可經空氣或氣體冷卻。以此方式，熱控制器145可在測試期間經由來自冷卻器135及冷板130之冷卻動作冷卻DUT 110。
根據本發明之實施例，熱控制器145可實施題為「自適應性熱控制(Adaptive Thermal Control)」之美國專利第9,291,667號中描述之部分或全部控制處理程序，該美國專利以全文引用之方式併入本文中。
在一些實施例中，冷板130可包含蒸發器及/或相變冷卻系統。在 此類實施例中，例如，冷卻器135可包含壓縮器及/或散熱器。
主動式熱中介件裝置120用於將熱能施加至受測裝置110之一或多個溫度區域。舉例而言，可單獨地控制多晶片模組受測裝置之各晶粒的溫度。為實現此類加熱，主動式熱中介件裝置120包含一或多個加熱元件，如下文進一步描述。主動式熱中介件裝置120之加熱元件界定受測裝置110之溫度區域。在一些實施例中，加熱元件可包含陶瓷基體上之電阻跡線。在一些實施例中，加熱元件可包含匣式加熱器。在一些實施例中，加熱元件可包含例如帕耳帖裝置之冷卻元件，或同樣能夠冷卻之其他形式的熱電冷卻器(TEC)。然而，呈任何組合形式之任何合適之加熱及/或冷卻技術都非常適合於根據本發明之實施例。在一些實施例中，主動式熱中介件裝置120亦用於將來自受測裝置110之熱能耦接至冷板130及/或主動式熱中介件裝置120內之冷卻元件。
主動式熱中介件裝置120進一步包含一或多個溫度量測裝置，例如電阻溫度偵測器及/或熱電偶。一或多個溫度量測裝置經組配以量測受測裝置110之區域的溫度。一或多個溫度量測裝置可位於主動式熱中介件裝置120之加熱元件內或極接近該等加熱元件。在一些實施例中，主動式熱中介件裝置120可包含表徵為不在主動式熱中介件裝置120之加熱元件內或極接近該等加熱元件之溫度量測裝置。在一些實施例中，負載板可包含溫度量測裝置。一或多個溫度量測裝置中之每一者將溫度信號121發送至熱控制器145。插口105、受測裝置110、主動式熱中介件裝置120及冷板130在如圖1A所繪示耦接在一起時可統稱為或稱作測試堆疊。
測試系統100進一步包含熱控制器145。熱控制器145將控制信號147發送至電源140以將電力141供應至主動式熱中介件裝置120之一或多個加熱元件。可單獨地控制主動式熱中介件裝置120之每一加熱元件。因此，通常存在比所繪示之更多的電力信號141。在一些實施例中，可存在一個以上電 源。基於來自多個溫度量測裝置中之一或多者的溫度信號121，熱控制器可控制電源140以改變供應至加熱元件之電力。在一些實施例中，電源140可改變電壓位準及/或脈寬，以調變供應至加熱元件之電壓。熱控制器145亦控制自冷板130提取136之熱能的量。舉例而言，熱控制器145控制冷板130的溫度。熱控制器145基於溫度信號121控制閥132。
應瞭解，冷板130經由主動式熱中介件裝置120自實質上所有受測裝置110提取熱。另外，冷板130通常具有大的熱質量，且並不快速改變溫度。因此，例如，在DUT測試期間，可能常常需要主動式熱中介件裝置120之加熱元件來克服冷板130之冷卻效應。在一些實施例中，受測裝置110之不同區域可經加熱及/或冷卻至不同溫度。舉例而言，受測裝置110之一個區域可例如經由主動式熱中介件裝置120內之加熱器加熱至100攝氏度，而受測裝置110之另一區域可經允許在主動式熱中介件裝置120不向該區域施加熱之情況下冷卻至冷板130之溫度。在一些實施例中，受測裝置110之不同區域的此類差溫加熱及/或冷卻可跨受測裝置110之區域或在該等區域之間產生熱梯度。
應瞭解，主動式熱中介件裝置120為與冷板裝置130及插口裝置105分離之裝置。主動式熱中介件裝置120通常經定製以用於特定受測裝置及/或插口組合，但並非必須如此。以此新穎方式，由於主動式熱中介件裝置為獨立裝置，因此不同主動式熱中介件裝置可以各種組合與標準冷板及/或多種插口一起使用，以測試多種裝置。舉例而言，功能上類似之多晶片模組可具有呈類似或相同接腳佈局但不同晶片實體配置的多個形式。此類系列之測試可藉由相同的插口、不同的主動式熱中介件裝置來執行，以顧及晶片之不同實體配置。
圖1B繪示根據本發明之實施例的例示性冷板側主動式熱中介件熱介面材料124之平面視圖。在一些實施例中，熱介面材料124經設計以改良主動式熱中介件裝置120與冷板130之間的熱耦接，且可通常黏著至主動式熱中介 件120(圖1A)。在一些實施例中，熱介面材料124可包含耦接至黏著片之銦箔。在一些實施例中，熱介面材料124包含多個切口126。在一些實施例中，切口與取放真空抽吸頭之接觸部位匹配。切口可提供用於此類取放真空抽吸頭之間隙，以便防止取放處置器例如在試圖處置主動式熱中介件(例如，主動式熱中介件120)時黏著至熱介面材料124。
圖1C繪示根據本發明之實施例的例示性測試系統150之透視圖。測試系統150包含多個測試滑板，例如例示性測試滑板156。測試滑板156包含多個，例如六個冷板130。測試滑板156經組配以收納測試板抽屜153，該測試板抽屜可插入至測試滑板156之主體中。測試板抽屜153包含測試板152。測試板152包含多個，例如六個堆疊154。堆疊154中之每一者包含插口105、受測裝置110及主動式熱中介件裝置120。在一些實施例中，堆疊154亦可包括熱介面材料122及/或124。測試滑板156進一步包含電力分配件及至電力、電氣測試信號及冷卻流體之耦接件。測試滑板156經組配以在測試板抽屜153插入至測試滑板156中時將多個冷板耦接至堆疊154。應瞭解，如圖1C中所繪示之測試堆疊的視角相對於如圖1A中所繪示之測試堆疊顛倒。舉例而言，冷板130在圖1C中位於頂部，而冷板130在圖1A中繪示在底部。
例如12個之多個測試滑板156經組配以置放於滑車158中，以用於插入至測試機架159中。當插入至測試機架159中時，將所需電力、測試信號以及冷卻劑供應至待由測試系統150非同步地測試的每一測試堆疊，該測試堆疊包含冷板130、主動式熱中介件裝置120、受測裝置110以及插口105。以此新穎方式，至多例如72個裝置可經加熱及/或冷卻，且同時在單一測試系統150中進行電氣測試。
圖1D繪示根據本發明之實施例的例示性測試系統170，該測試系統包括用於自動拾取DUT且將其置放於插口中且亦用於拾取主動式熱中介件裝 置且將其與DUT一起置放於插口中的機器人機構。在置放於插口中之後，將DUT及主動式熱中介件裝置傳遞至感熱頭。舉例而言，感熱頭包含冷板，例如冷板130。在一個實施例中，感熱頭具有12個槽；各槽具有6個插口，因此可同時測試具有對應主動式熱中介件裝置之72個DUT。在測試之後，可再使用主動式熱中介件裝置以測試其他DUT。在感熱頭內含有冷板，該等冷板在測試期間與主動式熱中介件裝置接觸。
在本發明之實施例內，主動式熱中介件裝置被稱為或被稱作「獨立」裝置，因為其並不永久地附接至測試系統內之任何其他裝置，如同先前技術測試系統及環境一般。換言之，經定製設計用於DUT之主動式熱中介件裝置作為單獨部件經主動拾取及置放，且經插入至如上文所描述之插口中。因此，為了重新設計供與另一類型之DUT一起使用的測試系統，僅需要重新設計主動式熱中介件裝置、DUT及插口，同時可再使用測試系統之剩餘部分，包括冷板。
關於圖1D，第一取放臂171自DUT之托盤173擷取受測裝置(例如，圖1A之DUT 110)，且將其置放於測試板176上之插口(例如，插口105(圖1A))中。測試板176可對應於圖1C之測試板152。第二取放臂172自主動式熱中介件裝置之托盤174擷取主動式熱中介件裝置(例如，圖1A之主動式熱中介件裝置120)，且將主動式熱中介件裝置置放於已處於測試板176上之DUT的頂部上。在一些實施例中，取放臂171、172可經由任何適合之構件，包括例如藉由在側邊上及/或上方及下方抓取及/或經由真空抽吸來抓取DUT及/或主動式熱中介件裝置。
圖2繪示根據本發明之實施例的新穎主動式熱中介件裝置200之例示性方塊圖。主動式熱中介件裝置200包含框架205，其他元件可附接或裝設於該框架上。框架205可包含任何合適材料，例如熱塑性塑膠。框架205包含凸片235。凸片235經組配用於例如藉由自動抓取設備及/或取放設備來處置及/或 操縱主動式熱中介件裝置200。多個接觸墊240可位於凸片235上，以用於與主動式熱中介件裝置200進行電氣接觸。舉例而言，接觸墊240可經組配以機械方式及電氣方式與彈簧式頂針(未圖示)耦接以將電力及/或熱感測器信號耦接至主動式熱中介件裝置200/自該主動式熱中介件裝置200耦接電力及/或熱感測器信號。在一些實施例中，接觸墊240可包含具有不同大小及/或形狀之墊，例如以對應於不同電流容量。根據本發明之實施例，任何彈簧式頂針附近之環境大氣應保持高於露點以便最小化及/或減少冷凝，該冷凝可對接觸可靠性造成不利影響。根據本發明之實施例，主動式熱中介件裝置200可包含一或多個壓縮乾空氣(CDA)埠260，該壓縮乾空氣埠可耦接至乾空氣源，且用以將乾空氣注入至測試堆疊中以便防止冷凝。在一些實施例中，主動式熱中介件裝置200可包含絕緣罩蓋(未圖示)以幫助防止冷凝。
在一些實施例中，主動式熱中介件裝置200可包含鎖存器255。鎖存器255經組配以將受測裝置(未圖示)牢固地耦接至主動式熱中介件裝置200。舉例而言，鎖存器255可在受測裝置及/或其插口上方延伸，且將其鎖定於適當位置。在一些實施例中，主動式熱中介件裝置200可包含對準形貌體250。對準形貌體250可包含基準對準標記及/或插孔，例如微對準襯套(例如對準接腳插口251)，以輔助及/或確保主動式熱中介件裝置200對準測試堆疊，如關於圖1A所描述。
根據本發明之實施例，若不存在受測裝置，則插口(例如，圖1A之插口105)及/或主動式熱中介件裝置200包含用以防止主動式熱中介件裝置200與插口之電觸點形成非所要電氣接觸的形貌體。此類非所要接觸可導致來自經由插口耦接至測試設備之主動式熱中介件裝置200的有害電壓及/或電流及/或插口接觸之物理損壞。在一些實施例中，將接觸墊240定位於DUT之覆蓋區外部，例如插口外部可幫助防止此類非所要接觸。
在一些實施例中，主動式熱中介件裝置200可包含條碼245，例如，出於識別目的。根據本發明之實施例，條碼245可包含任何合適編碼，包括二維條碼。在一些實施例中，條碼245可唯一地識別特定主動式熱中介件裝置200。在一些實施例中，唯一地識別特定主動式熱中介件裝置200可允許自資料庫重試用於特定主動式熱中介件裝置200之校準資訊，且在藉由特定主動式熱中介件裝置200進行測試期間利用該校準資訊。在一些實施例中，條碼245可用以記錄及追蹤哪一特定主動式熱中介件裝置200用於藉由特定插口(例如，圖1A之插口105)進行測試，及/或用於測試特定受測裝置(例如，圖1A之DUT 110)。
在一些實施例中，條碼245可對與特定主動式熱中介件裝置200對應之(例如，用於熱感測器之)校準參數進行編碼。舉例而言，此類編碼可消除存取資料庫以擷取此類資訊之需要。條碼245可用以確保針對特定測試選擇、安裝及/或使用主動式熱中介件裝置200。舉例而言，條碼245可用以授權及/或鑑別特定主動式熱中介件裝置以用於特定設備及/或用於特定測試。當主動式熱中介件裝置(例如自儲存位置)經拾取以供置放時及/或當置放於測試堆疊中時，可讀取條碼245。在一些實施例中，可對在條碼245上經編碼之資訊進行加密。舉例而言，資訊可經加密且接著由標準條碼編碼進行編碼。
在一些實施例中，主動式熱中介件裝置200可包含多個主動式熱區域或區210、215、220、225、230。在一些實施例中，可存在單個熱區域。每一熱區域可對應於受測裝置之區域。舉例而言，主動式熱區域210可對應於多晶片模組之較大晶粒，該等主動式熱區域215、220、225及230對應於多晶片模組之其他及/或較小晶片。在一些實施例中，多個熱區域可對應於單個晶粒或晶片。
主動式熱區域215、220、225及230中之每一者經組配以選擇性 地將熱能施加至受測裝置，例如圖1A之DUT 110。主動式熱區域215、220、225及230亦經組配以自受測裝置選擇性地提取熱能。可經由至冷板(例如，圖1A之冷板130)之耦接件及/或經由主動式熱區域215、220、225及230內之帕耳帖裝置提取熱能。各主動式熱區域可獨立地控制至不同溫度。
圖3繪示根據本發明之實施例的新穎主動式熱中介件裝置300的例示性方塊圖橫截面圖。在圖3之實施例中，受測裝置110繪示於主動式熱中介件裝置300之頂部。受測裝置110經包括以用於說明，且並非主動式熱中介件裝置300之一部分。主動式熱中介件裝置300包含裝設至主動式熱中介件裝置基底305或裝設於該主動式熱中介件裝置基底上之加熱元件層350。加熱元件層350包含經組配以將熱能施加至受測裝置110之多個加熱元件。加熱元件可包含電阻跡線或其他合適類型之加熱器。在一些實施例中，主動式熱中介件裝置300亦可在加熱元件層350內包含冷卻元件，例如帕耳帖裝置。多個加熱及/或冷卻元件耦接至多個電氣信號355，以用於將受控電力提供至加熱及/或冷卻元件。在一些實施例中，加熱元件層350可包括例如自電氣信號355至實際加熱元件之低電阻跡線。加熱元件層350亦包含一或多個溫度量測裝置，例如熱電偶(未圖示)，該一或多個溫度量測裝置經由溫度多個感測信號352耦接至控制元件。
根據本發明之實施例，主動式熱中介件裝置300可包含新穎電磁干擾(EMI)屏蔽層320。層350中之多個加熱元件中之每一者可利用數十安培之電流，例如，以在測試DUT期間產生數百瓦特之熱量。根據利用切換此類電流以控制溫度(例如，脈寬調變)的本發明之實施例，此類切換可能誘發非所要電磁雜訊信號，該等信號不利於耦接至主動式熱中介件裝置300之積體電路(例如圖1A之受測裝置110)之操作及/或測試。在一些實施例中，EMI屏蔽層320包含導體之固體層，例如與加熱元件層350中使用之傳導跡線類似的傳導跡線。在一些實施例中，EMI屏蔽層320包含傳導元件之柵格。柵格可經大小設定以衰減 電磁干擾之所要波長。在一些實施例中，EMI屏蔽層320可具有例如至接地之電氣連接325。
現參看圖5，圖5繪示根據本發明之實施例的例示性加熱元件500之示意圖。加熱元件500非常適合用於主動式熱中介件裝置120(圖1A)。加熱元件500可藉由電壓/電流驅動信號供電，且包含二個電阻加熱元件510及520。在一些實施例中，加熱元件510及加熱元件520可包含陶瓷基體上之電阻跡線。加熱元件510及520包含大體上呈蛇形圖案之電阻跡線，但所繪示之筆直跡線並非必需的。在一些實施例中，跡線可具有實質上彎曲性質。加熱元件510及520併攏，例如如同用於技術之設計規則，包括載流量及絕緣分離要求所允許的那樣緊密。加熱元件510及520可在狀態顛倒時一起操作。舉例而言，在圖5之說明中，電流可在加熱元件510中自頂部流動至底部，且在加熱元件520中自底部流動至頂部。在此新穎配置中，由加熱元件510內之電流切換產生的電磁場可實質上由藉由加熱元件520內之電流切換產生的反向電磁場抵消，從而減少不利的電磁干擾。若加熱元件510及520之元件包含並聯元件，則電容耦接亦可為有益的，例如減小電阻加熱元件中之電感。
再次參考圖3，主動式熱中介件裝置300包含頂部熱層340。熱層340用於將熱能自加熱元件層350耦接至受測裝置，且用於將熱能自受測裝置耦接至加熱元件層。在一些實施例中，熱層340為非傳導性的。在一些實施例中，熱層340應具有高度共面性以便有助於至受測裝置之良好熱傳導。
主動式熱中介件裝置300應與積體電路測試設備之習知元件相容且互補。在一些實施例中，主動式熱中介件裝置300可包含排出管線透通埠370。排出管線透通埠370耦接至習知排出管線，本身通常用於在將受測裝置自測試系統移除之前打破密封或移除受測裝置。舉例而言，排出管線透通埠370與習知冷板(例如，圖1A之冷板130)之排出管線配合。在一些實施例中，在主動式 熱中介件裝置300之實例中可存在多個排出管線透通埠370，例如以等邊三角形配置之三個排出管線透通埠。排出管線透通埠370通常延伸穿過主動式熱中介件裝置300。
在一些實施例中，主動式熱中介件裝置300亦可或替代地包含受測裝置接腳提昇埠330。受測裝置接腳提昇埠330可與冷板(例如，圖1A之冷板130)中之類似埠或通道對準。受測裝置接腳提昇埠330使得受測裝置提昇接腳335能夠將受測裝置升高至主動式熱中介件裝置300之頂部上方。提昇接腳335通常自冷板(例如，圖1A之冷板130)延伸或延伸穿過冷板及/或自夾盤機構(未圖示)延伸。根據本發明之一些實施例，與習知提昇接腳相比，提昇接腳335可經延長以考慮主動式熱中介件裝置300之厚度。在一些實施例中，在主動式熱中介件裝置300之實例中可存在多個接腳提昇埠330，例如以等邊三角形配置之三個接腳提昇埠。接腳提昇埠330通常延伸穿過主動式熱中介件裝置300。
主動式熱中介件裝置300亦可或替代地包含受測裝置氣動移除裝置360。移除裝置360包含回應於經由壓縮乾空氣(CDA)埠366施加之壓力而選擇性地推動DUT 110之移除活塞364。主動式熱中介件裝置300亦可或替代地包含受測裝置彈簧負載移除裝置380。受測裝置彈簧負載移除裝置380包含彈簧382，該彈簧推動活塞384以推擠DUT 110。在一些實施例中，由彈簧382施加之力可受控制。舉例而言，在一些實施例中，彈簧382可由可釋放鎖存器機構約束。在其他實施例中，彈簧382可包含例如記憶體導線，其回應於所施加電壓而擴展。在一些實施例中，彈簧382可不受控制。舉例而言，彈簧382可始終對DUT 110施加力。舉例而言，當釋放固持鎖存器(例如圖2之鎖存器255)時，彈簧382可起作用，迫使活塞384抵靠DUT 110，從而提供充足力以自主動式熱中介件裝置300去除DUT 110。
應理解，多晶片模組通常包含具有不同高度或厚度之積體電路裝 置。圖4繪示根據本發明之實施例的新穎主動式熱中介件裝置400的例示性方塊圖橫截面圖。主動式熱中介件裝置400經組配以機械方式及熱方式耦接至包含不同高度或厚度之積體電路裝置之多晶片模組。圖4繪示多晶片模組受測裝置，其包含例如印刷線路板或陶瓷基體之基體410、封裝在球柵陣列(BGA)420中之積體電路及封裝在小體積封裝中之另一積體電路430，例如帶引線的塑膠晶片載體(PLCC)或「軟膠頂部(glop top)」保形塗層。封裝420為多晶片模組的最高結構。元件410、420及430經說明用於上下文，且並非主動式熱中介件裝置400之一部分。
元件305、350、320及340如先前關於圖3所描述，且可被描述為或被稱作測試堆疊及/或熱堆疊。舉例而言，元件350、320以及340可對應於圖2之熱區域210。元件350'、320'及340'具有對應於元件350、320及340之功能，且可被描述為或被稱作(不同)熱堆疊。舉例而言，元件350'、320'及340'可對應於圖2之熱區域230。一般而言，元件350'、320'及340'之厚度可與對應元件350、320和340相同，但並非必須如此。與元件350、320及340相比，元件350'、320'及340'裝設於按鈕440之頂部上。按鈕440包含多個彈簧式頂針460及任擇固持機構450。按鈕440經組配以升高(在圖4之組態中)元件350'、320'及340'，使得頂部熱層340'與積體電路封裝430進行良好熱接觸。
多個彈簧式頂針460將加熱元件層350'、EMI屏蔽層320'及頂部熱層340'向上推，使得頂部熱層340'與積體電路封裝430進行良好熱接觸。多個彈簧式頂針460亦將電氣信號耦接至加熱元件350'及EMI屏蔽層320'。舉例而言，當移除DUT時，任擇之固持機構450可防止元件350'、320'及340'上升過高。應瞭解，加熱元件層350'可包含接觸墊以與彈簧式頂針460耦接。在實施例中，加熱元件層350可包含類似墊，或可利用不同機構以與測試設備電氣耦接。根據本發明之實施例，單個主動式熱中介件裝置可包含處於不同高度之多個按 鈕上的多個熱堆疊。
圖6繪示根據本發明之實施例的用於測試積體電路半導體晶圓之電路的例示性電腦控制方法600。在一些實施例中，方法600可由如圖1D中所描述之測試系統170實踐。在610中，處置器裝置將受測裝置(例如，圖1A之DUT 110)置放於插口(例如，圖1A之插口105)中，且經由離位(out of position；OOP)感測器檢查DUT是否對準。在620中，處置器將主動式熱中介件裝置(例如，圖1A之主動式熱中介件裝置120)置放於DUT之頂部上。插口中及主動式熱中介件裝置上之對準形貌體(例如，圖2之250)輔助將主動式熱中介件裝置置放於DUT之頂部上。在630中，在置放主動式熱中介件裝置之後，執行第二次OOP檢查以確保主動式熱中介件裝置以平面方式置放且不傾斜或以其他方式不對準。
圖7係根據本發明之實施例的用於對多個受測裝置進行熱控制之控制系統700的例示性方塊圖。在一些實施例中，控制系統700之控制元件(例如，主動式熱中介件裝置加熱/冷卻控制件740及/或冷板控制件750)可對應於圖1A之熱控制器145。受測裝置(DUT)710可具有用於溫度控制之不同高度的多個區，例如區1 712、區2 714及區3 715。若可用，則存取晶片上及/或封裝內溫度量測718。在一些實施例中，可存取來自負載板上之一或多個溫度感測器的溫度量測。期望獲取對應於各區之晶片上、封裝內及/或負載板溫度量測。可利用任何合適的晶片上、封裝內及/或負載板溫度量測裝置，例如，帶隙、環形振盪器及/或熱電偶。
主動式熱中介件裝置720以熱方式耦接至受測裝置710。主動式熱中介件裝置720包含多個加熱及/或冷卻區以對應於受測裝置710之多個區。在一些實施例中，主動式熱中介件裝置720之一些加熱及/或冷卻區可裝設於按鈕上以考慮受測裝置710之多個區的不同高度，如先前關於圖4所描述。冷板 730之溫度量測及各主動式熱中介件裝置區之一或多個溫度量測可在738、728及/或718處存取。
主動式熱中介件裝置720例如經由熱介面材料732以熱方式耦接至冷板，例如圖1A之冷板130。存取由冷板溫度感測器731製成之冷板730的溫度量測738。
例如718、728、738之若干溫度量測係至主動式熱中介件裝置加熱/冷卻控制件740之輸入。控制件740針對主動式熱中介件裝置720之各區產生一或多個控制輸出，以達成此類區中之每一者所要溫度。控制件740亦產生輸入至冷板控制件750之輸出744。冷板控制件750經組配以達成冷板730之所要溫度。冷板控制件750輸出控制風扇速度及/或冷卻劑閥754之操作的控制信號752。
根據本發明之實施例，主動式熱中介件裝置加熱/冷卻控制件740及/或冷板控制件750中之一或二者可利用雙迴路成比例-積分-微分(PID)演算法，該等演算法經組配以利用加熱及冷卻元件二者來控制受測裝置710之每一區的所要溫度。舉例而言，第一控制迴路可控制冷板之風扇速度(用於空氣控制)及/或流體調節閥(用於液體/致冷劑控制)以控制如由冷板溫度感測器731所量測之冷板730的溫度。第二控制迴路可比第一控制迴路相對更快地操作以控制主動式熱中介件裝置720之每一區的溫度。如先前所呈現，在一些實施例中，主動式熱中介件裝置720之每一區可包含加熱及冷卻元件。
圖8繪示例示性電子系統800之方塊圖，該電子系統可用作用於實施本發明之實施例的平台及/或用作控制系統。在一些實施例中，電子系統800可為「伺服器」電腦系統。電子系統800包括用於傳達資訊之位址/資料匯流排850、功能上與匯流排耦接以用於處理資訊及指令之中央處理器複合體805。匯流排850可包含例如周邊組件互連高速(PCIe)電腦擴展匯流排、工業標準架構 (ISA)、擴充型ISA(EISA)、微通道、多匯流排、IEEE 796、IEEE 1196、IEEE 1496、PCI、電腦自動化量測及控制(CAMAC)、MBus、跑道匯流排、運算高速鏈路(CXL)及類似者。
在一些實施例中，中央處理器複合體805可包含單一處理器或多個處理器，例如多核處理器，或多個單獨處理器。中央處理器複合體805可包含呈任何組合之各種類型的熟知處理器，包括例如數字信號處理器(DSP)、圖形處理器(GPU)、複雜指令集(CISC)處理器、精簡指令集(RISC)處理器及/或超長字指令集(VLIW)處理器。電子系統800亦可包括與匯流排850耦接以用於儲存中央處理器複合體805之資訊及指令之依電性記憶體815(例如，隨機存取記憶體RAM)，以及與匯流排850耦接以用於儲存處理器複合體805之靜態資訊及指令之非依電性記憶體810(例如，唯讀記憶體ROM)。電子系統800亦任擇地包括可變非依電性記憶體820(例如，NOR快閃)，以用於儲存中央處理器複合體805之資訊及指令，該等資訊及指令可在系統800製造之後更新。在一些實施例中，可僅存在ROM 810或快閃820中之一者。
圖8之電子系統800中亦包括任擇的輸入裝置830。裝置830可將資訊及命令選擇傳達至中央處理器800。輸入裝置830可為用於將資訊及/或命令傳達至電子系統800之任何合適裝置。舉例而言，輸入裝置830可呈鍵盤、按鈕、操縱桿、軌球、音訊轉換器(例如，麥克風)、觸敏式數位轉化器板、眼球掃描儀及/或類似者之形式。
電子系統800可包含顯示單元825。顯示單元825可包含液晶顯示器(LCD)裝置、陰極射線管(CRT)、場發射裝置(FED，亦被稱為平板CRT)、發光二極體(LED)、電漿顯示器裝置、電致發光顯示器、電子紙、電子墨水(e-墨水)或其他適合於創建使用者可辨識之圖形影像及/或文數字字元之顯示裝置。在一些實施例中，顯示單元825可具有相關聯之照明裝置。
電子系統800亦任擇地包括與匯流排850耦接之擴充介面835。擴充介面835可實施許多熟知標準擴充介面，包括但不限於安全數位卡介面、通用串列匯流排(USB)介面、CF卡、個人電腦(PC)卡介面、CardBus、周邊組件互連(PCI)介面、周邊組件互連高速(PCI Express)、小型PCI介面、IEEE 8394、小型電腦系統介面(SCSI)、個人電腦記憶卡國際協會(PCMCIA)介面、行業標準架構(ISA)介面、RS-232介面及/或類似者。在本發明之一些實施例中，擴充介面835可包含與匯流排850之信號實質上相容之信號。
可經由匯流排850及/或擴充介面835將多種熟知裝置附接至電子系統800。此等裝置之實例包括但不限於旋轉磁性記憶體裝置、快閃記憶體裝置、數位攝影機、無線通訊模組、數位音訊播放器及全球定位系統(GPS)裝置。
系統800亦任擇地包括通訊埠840。通訊埠840可實施為擴充介面835之部分。當實施為單獨介面時，通訊埠840可通常用於經由通訊導向資料傳送協定與其他裝置交換資訊。通訊埠之實例包括但不限於RS-232埠、通用異步接收發射器(UART)、USB埠、紅外光收發器、乙太網路埠、IEEE 8394及同步埠。
系統800任擇地包括網路介面860，該網路介面可實施有線或無線網路介面。在一些實施例中，電子系統800可包含額外軟體及/或硬體形貌體(未圖示)。
系統800之各種模組可存取電腦可讀媒體，且該術語已知或理解為包括可移除式媒體，例如安全數位(「SD」)卡、CD及/或DVD ROM、磁片及類似者，以及非可移除式或固有媒體，例如硬碟機、固態磁碟機(SSD)、RAM、ROM、快閃及類似者。
根據本發明之實施例提供了用於主動式熱中介件裝置之系統及方法。此外，根據本發明之實施例提供了用於可經操作以將受測裝置之不同部分 控制至不同溫度的主動式熱中介件裝置之系統及方法。此外，根據本發明之實施例提供了用於可經操作以將處於不同高度之受測裝置之不同部分控制至不同溫度的主動式熱中介件裝置之系統及方法。再此外，根據本發明之實施例提供了用於與測試積體電路之現有系統及方法相容且互補的主動式熱中介件裝置之系統及方法。
儘管已關於某一或某些例示性實施例展示且描述本發明，但在閱讀並理解本說明書及隨附圖式之後，熟習此項技術者將想到等效更改及修改。特別就藉由上文所描述之組件(總成、裝置等)執行之各種功能而言，除非另外指示，否則用於描述此類組件之術語(包括對「構件」之參考)意欲對應於執行所描述組件之指定功能(例如，功能上等效)的任何組件，即使在結構上不等效於執行本文中本發明之例示性實施例所說明之功能的所揭示之結構亦如此。另外，雖然可能已關於若干實施例中之僅一者揭示本發明之特定形貌體，但若可能需要且對任何給定或特定應用有利，則此類形貌體可與其他實施例之一或多個形貌體組合。
因此描述本發明之各種實施例。雖然本發明已描述於特定實施例中，但應瞭解，本發明不應被視為受此等實施例限制，而是根據下文的申請專利範圍加以解釋。
100:自動化測試系統環境/測試系統
105:插口
110:受測裝置(DUT)
120:主動式熱中介件裝置/主動式熱中介件
121:溫度信號
122,124:熱介面材料
130:冷板/冷板裝置
132:閥
133,137:流動
134:溫度量測
135:冷卻器
136:返回/提取
140:電源
141:電力/電力信號
145:熱控制器
146,147:控制信號

Claims (18)

  1. 一種用於測試一系統級封裝受測裝置(DUT)之獨立主動式熱中介件裝置，該主動式熱中介件裝置包含： 一主體層，其包含一第一表面及一第二表面，其中該第一表面可經操作以鄰近於一冷板而安置；及 多個加熱區，其跨越該主體層之該第二表面而界定，該等多個加熱區可經操作以由一熱控制器控制以選擇性地加熱及維持其各別溫度，在該DUT之測試期間，該等多個加熱區可經操作以在該主體層之該第二表面鄰近於該DUT之一介面表面而安置時加熱該DUT之多個區域。
  2. 如請求項1之獨立主動式熱中介件裝置，其中該等多個加熱區中之每一加熱區包含電阻跡線，該等電阻跡線由該熱控制器所控制，用於回應於被施加至該等電阻跡線之一電壓/電流信號而提供熱量。
  3. 如請求項2之獨立主動式熱中介件裝置，其中該主體層進一步包含用於與一熱陣列之對應彈簧式頂針配合的多個彈簧式頂針機械/電氣介面，該等多個彈簧式頂針機械/電氣介面可經操作以輸入來自該熱陣列之電壓/電流信號以供應至該等多個加熱器區且亦可經操作以輸出對應於該等多個加熱器區之溫度感測器資料。
  4. 如請求項2之獨立主動式熱中介件裝置，其進一步包含安置於該主體層之該第二表面之頂部上及該等多個加熱區之頂部上的一接地屏蔽層，該接地屏蔽層可經操作以將該DUT與由該等多個加熱區中之若干加熱區通電引起的電磁干擾輻射隔離。
  5. 如請求項1之獨立主動式熱中介件裝置，其中該主體層進一步包含其上可視之一二維識別碼，且其中該二維識別碼可經操作以由機器讀取且提供以下各者中之一者： 該主動式熱中介件裝置之一電阻溫度偵測器的校準值； 用於識別該主動式熱中介件裝置之識別資訊；及 用於鑑別該主動式熱中介件裝置之安全性資訊。
  6. 如請求項1之獨立主動式熱中介件裝置，其中該主體層進一步包含安置於該第一表面上之對準形貌體，該等對準形貌體用於提供該主動式熱中介件裝置之電源接腳與該測試器系統之一感熱頭的墊之間的對準，且其中該感熱頭包含該冷板。
  7. 如請求項6之獨立主動式熱中介件裝置，其中該等對準形貌體包含微對準襯套。
  8. 如請求項1之獨立主動式熱中介件裝置，其進一步包含用於提供該DUT之該介面表面與該等多個加熱器區之間的機械順從性的多個機械按鈕，其中每一機械按鈕安置於該主體層與該等多個加熱器區中之一各別加熱器區之間，且此外，其中每一機械按鈕包含一彈簧負載彈簧式頂針陣列。
  9. 如請求項1之獨立主動式熱中介件裝置，其進一步包含安置於該主體層之該第二表面上之一移除機械按鈕，該移除機械按鈕包含一彈簧負載彈簧式頂針陣列且可經操作以在施加在該DUT之該介面表面與該主體層之該第二表面之間的一力消除時使該介面表面與該第二表面分離。
  10. 如請求項1之獨立主動式熱中介件裝置，其中該DUT包含一多晶片模組，且此外，其中該等多個加熱區可經操作以選擇性地通電以用於在該DUT之該測試期間選擇性地加熱及維持該多晶片模組之晶片的溫度。
  11. 如請求項1之獨立主動式熱中介件裝置，其進一步包含安置於該主體層之該第一表面上的一帕耳帖/TEC冷卻層。
  12. 如請求項11之獨立主動式熱中介件裝置，其中該主體層進一步包含多個彈簧式頂針機械介面，該等多個彈簧式頂針機械介面可經操作以輸入電壓/電流信號以供應至該等多個加熱器區，且亦可經操作以輸出對應於該等多個加熱器區之溫度感測器資料且亦可經操作以輸入信號來控制該帕耳帖/TEC冷卻層。
  13. 一種使用一自動化處置器系統及一測試器系統來測試一系統級封裝受測裝置(DUT)之方法，該方法包含： 使用該處置器，自動地自一托盤拾取該DUT且自動地將該DUT置放至一插口中； 使用一光學感測器來判定該DUT在該插口內之定向是否對準在一平面上； 使用該處置器，自動地拾取一主動式熱中介件裝置及自動地將該主動式熱中介件裝置置放於該插口內之該DUT的頂部上，其中自動地置放該主動式熱中介件裝置包含使用該主動式熱中介件裝置及該插口之對準形貌體以對準該主動式熱中介件裝置；及 使用該光學感測器來判定該主動式熱中介件裝置在該插口內之定向是否對準在一平面上，以及該主動式熱中介件裝置是否與該DUT平面對準。
  14. 如請求項13之方法，此外，其中自動地自一托盤拾取該DUT且自動地將該DUT置放至一插口中係藉由該處置器之一第一取放頭所執行，且此外，其中自動地拾取一主動式熱中介件裝置及自動地將該主動式熱中介件裝置置放於該插口內之該DUT的頂部上係藉由該處置器之一第二取放頭所執行。
  15. 如請求項13之方法，其中自動地拾取一主動式熱中介件裝置及自動地將該主動式熱中介件裝置置放於該插口內之該DUT的頂部上進一步包含使用一光學閱讀器來讀取被安置於該主動式熱中介件裝置上之一二維識別碼，其中該二維識別碼提供包括以下各者中之一者的資訊：該主動式熱中介件裝置之一識別；關於該主動式熱中介件裝置之熱校準資料；以及關於該主動式熱中介件裝置之鑑別資訊，且進一步包含將該資訊中繼轉發至該測試器系統。
  16. 一種使用一自動化處置器系統及一測試器系統來測試一系統級封裝受測裝置(DUT)之方法，該方法包含： 使用該處置器之一第一取放頭，自動地自一托盤拾取該DUT且自動地將該DUT置放至一插口中；及 使用該處置器之一第二取放頭，自動地拾取一主動式熱中介件裝置及自動地將該主動式熱中介件裝置置放於該插口內之該DUT的頂部上， 其中自動地置放該主動式熱中介件裝置包含使用該主動式熱中介件裝置及該插口之對準形貌體來對準該主動式熱中介件裝置。
  17. 如請求項16之方法，其中自動地拾取一主動式熱中介件裝置及自動地將該主動式熱中介件裝置置放於該插口內之該DUT的頂部上進一步包含使用一光學閱讀器來讀取被安置於該主動式熱中介件裝置上之一二維識別碼，其中該二維識別碼提供包括以下各者中之一者的資訊：該主動式熱中介件裝置之一識別；關於該主動式熱中介件裝置之熱校準資料；以及關於該主動式熱中介件裝置之鑑別資訊，且進一步包含將該資訊中繼轉發至該測試器系統。
  18. 一種使用一自動化處置器系統及一測試器系統來測試一系統級封裝受測裝置(DUT)之方法，該方法包含： 使用該處置器，自動地自一托盤拾取該DUT且自動地將該DUT置放至一插口中； 使用該處置器，自動地拾取一主動式熱中介件裝置及自動地將該主動式熱中介件裝置置放於該插口內之該DUT的頂部上，其中自動地置放該主動式熱中介件裝置包含使用該主動式熱中介件裝置及該插口之對準形貌體來對準該主動式熱中介件裝置，其中該主動式熱中介件裝置、該DUT及該插口各具有被安置於其上之一各別二維碼以用於識別、鑑別及/或校準目的；及 使用一光學閱讀器來讀取被安置於該主動式熱中介件裝置、該DUT及該插口上之該等二維碼。
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