專利名稱：用于消除自動測試設(shè)備轉(zhuǎn)位時(shí)間的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用自動測試設(shè)備用來對電子線路進(jìn)行測試的裝置、系統(tǒng)和方法，更具體地說，涉及用于對片上系統(tǒng)(SOC)或其他集成電路進(jìn)行測試的裝置、系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
制造商通常對SOC集成電路(IC)進(jìn)行測試以便保證其具有正確的功能以及可靠性。一種常用于測試SOC IC的系統(tǒng)是Agilent 93000 SOC測試器，它支持共時(shí)(concurrent)測試。授權(quán)給Hirschmann的題為“Measuring and Calibrating a Test Head”的美國專利No.6,756,778、授權(quán)給Botka等人的題為“Blind Mate Connector for an Electronic CircuitTester”的美國專利No.5,558,541以及授權(quán)給Veteran等人的題為“Docking System for an Electronic Circuit Tester”的美國專利No.5,552,701中對Agilent 93000 SOC測試器的若干部分進(jìn)行了說明。
圖1示出了Agilent 93000測試器100，它包括帶有被測器件(DUT)接口120的測試頭110；用于對測試頭100進(jìn)行定位的操縱器130；插入下方的DUT接口120的DUT板150；用于為測試頭100提供電能、水冷和壓縮空氣(這些內(nèi)容未示出)的支持架140以及作為到測試器100的用戶界面的計(jì)算機(jī)工作站(未示出)。測試頭110包括測試器的電子器件和附加的模擬模塊。采用目前的技術(shù)，測試頭110可以設(shè)有512根針腳或1024根針腳，但是今后很可能會增加。512針的測試頭支持4個(gè)卡盒，而1024針的測試頭支持8個(gè)卡盒。每個(gè)卡盒可以分別含有8塊數(shù)字板或8個(gè)模擬模塊。一塊板有16根針腳，從而每個(gè)卡盒有128根針腳。這樣，4卡盒的測試頭含有512根針腳，8卡盒的測試頭有1024根針腳。在測試期間，DUT安裝到DUT板150上的接觸器(未示出)上，該接觸器通過DUT接口120連接到I/O通道。DUT接口120可以包括高性能同軸電纜以及彈性接觸針或彈簧針，它們與DUT板120建立了電連接。
DUT接口120提供與裝卸裝置或晶片探測器的對接能力。對接機(jī)構(gòu)由壓縮空氣(未示出)控制，如果需要，也可以人工操作。測試頭110通常是水冷系統(tǒng)，它從支持架140接收其冷卻水供應(yīng)，該支持架140接著由兩條柔性軟管連接到冷卻單元(未示出)。操縱器130支撐測試頭110并對其定位，并在測試頭110以及裝卸裝置或晶片探測器之間提供6自由度的精密可重復(fù)連接。
支持架140連到操縱器130并作為測試頭110與交流電源、冷卻水源和壓縮空氣源之間的接口。測試器100也可以包括另外的支持架，例如用于安裝附加的模擬儀器的模擬支持架。
可以用HP-UX工作站(未示出)作為用戶與測試器100之間的界面。目前，Agilent 93000 SOC系列SmarTest軟件運(yùn)行于HP-UX工作站的HP-UX操作系統(tǒng)下，但是當(dāng)然也可以采用其他適當(dāng)?shù)牟僮飨到y(tǒng)例如Linux或者其他的工作站。SmarTest使設(shè)置和測試數(shù)據(jù)可以下載到測試系統(tǒng)中，還允許編輯這些信息。所有的測試都是在測試系統(tǒng)中進(jìn)行的。測試結(jié)果由工作站讀回并顯示在監(jiān)視器上。在測試程序執(zhí)行期間，通常不需要上載和下載，因?yàn)橐坏y試程序開始運(yùn)行，測試處理器的活動就獨(dú)立于工作站。
在工作站上，可以運(yùn)行診斷程序以對系統(tǒng)進(jìn)行周期性檢查或?qū)栴}的來源進(jìn)行識別。測試器100的設(shè)置包括將數(shù)字通道板、電源和模擬儀器分配給測試頭的具體通道，并提供測試頭外部的相關(guān)主機(jī)元件(例如后備主時(shí)鐘(alternate master clock，AMC))。測試頭的電子元件向各個(gè)DUT提供電源并進(jìn)行測試。測試頭的一些功能和關(guān)鍵元素有1)所供電壓的轉(zhuǎn)換和分配；2)通過光纜與工作站連接；3)通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線進(jìn)行內(nèi)部通信；4)通信時(shí)鐘的產(chǎn)生和分配；5)主時(shí)鐘的產(chǎn)生和分配；6)高精度參量測量單元(HP PMU)；7)與外部時(shí)鐘連接；8)向DUT供電；以及9)進(jìn)行通道測量，等等。
平臺中的每根針腳提供周期、定時(shí)、電平、模式和定序，使每根測試器針腳可以在任意數(shù)目的不同模式下獨(dú)立操作。不是共享測試資源，而是每根針腳都支持一整套測試器模式，包括時(shí)鐘、SCAN、BIST控制、功能測試、APG和數(shù)字源以及捕獲。測試器100的這種靈活性可以將針腳即時(shí)(on-the-fly)分組成為虛擬端口以測試若干目標(biāo)IP塊。結(jié)果，該平臺可以對多個(gè)塊進(jìn)行共時(shí)測試。一旦測試完成，可以立刻對測試器針腳進(jìn)行重新設(shè)置并組裝成新的端口構(gòu)造，以進(jìn)行一組完全不同的測試。
測試器100的結(jié)構(gòu)為對可能多達(dá)幾十個(gè)具有不同定序和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)率的端口進(jìn)行共時(shí)測試提供了支持。測試器100這種“每針-測試-處理器”(Test-Processor-per-pin)的結(jié)構(gòu)使其可以用作可升級平臺。測試器100支持包括RF、模擬、數(shù)字以及混合信號的測試技術(shù)，每一種都完全可以共時(shí)使用。圖2圖示的是將DUT 160置于組合零件的DUT板150上，并將DUT板150設(shè)在測試頭110上方。
圖3圖示了DUT接口120頂上的晶片探測器DUT板155。然后，將幾個(gè)另外的元件堆疊到晶片探測器DUT板155的頂上彈簧針?biāo)?pogotower)165、探測卡180和待測晶片190。DUT板155、加強(qiáng)組件170和彈簧針?biāo)?65共同形成晶片探測器接口(WPI)，它有兩種尺寸9.5英寸WPI和12英寸WPI。WPI DUT板(小的和大的分別對應(yīng)于512針和1024針)將測試頭電子器件的彈簧針連接到彈簧針?biāo)?65的彈簧針。它還將測試頭的矩形彈簧針布局映射到彈簧針?biāo)綔y卡的圓形觸點(diǎn)布局。Agilent提供的標(biāo)準(zhǔn)DUT板含有能識別板的EEPROM。定制的WPI DUT板可以帶有不同的針腳映射、連接一些針腳、或者提供中繼和濾波電路。
圖6示出了帶有16個(gè)器件位置210的DUT負(fù)載板200。測試器100上的待測片上系統(tǒng)IC一個(gè)接一個(gè)地裝載到測試頭110的DUT負(fù)載板200上。然后對每個(gè)SOC IC進(jìn)行電子測試，并在電子測試完成之后將SOC IC一個(gè)接一個(gè)地從插入測試頭110的DUT負(fù)載板200卸載。
圖4示出了現(xiàn)有的對DUT板200進(jìn)行測試的概念性時(shí)間線。具體而言，在將器件或DUT裝載到DUT負(fù)載板200的測試位置210時(shí)(300、310)，以及將器件或DUT從DUT負(fù)載板200的測試位置210卸載時(shí)(320、330)，不對器件進(jìn)行電子測試。由時(shí)間線350可見，卸載已經(jīng)測試的一組器件然后將待測的第二組器件裝載到測試頭110所花的時(shí)間是死時(shí)間(dead time)，這段時(shí)間內(nèi)不進(jìn)行測試。器件或DUT的裝載(300、310)和卸載(320、330)所用的死時(shí)間稱為轉(zhuǎn)位時(shí)間(index time)。在測試時(shí)間線350上，概念性地將測試時(shí)間表示為340和345。目前，大多數(shù)SOC IC測試器的轉(zhuǎn)位時(shí)間多達(dá)測試時(shí)間的約10％。
IC測試昂貴且耗時(shí)，所以易于理解減少轉(zhuǎn)位時(shí)間并從而減少總體測試時(shí)間是有益的。減少將DUT裝載到測試頭和從測試頭卸載所消耗的時(shí)間量將減少測試IC所需的時(shí)間，從而減少測試IC所需的成本。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種SOC測試器系統(tǒng)，它包括測試頭、DUT負(fù)載板和裝卸裝置。所述DUT負(fù)載板具有第一組DUT測試位置和第二組DUT測試位置，所述DUT負(fù)載板安裝到所述測試頭上并與其電連接。在所述測試頭對所述第一組DUT測試位置中的第一組DUT進(jìn)行測試時(shí)，所述裝卸裝置從所述第二組DUT測試位置卸載DUT并向所述第二組DUT測試位置中插入DUT。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種SOC測試器DUT負(fù)載板，它包括第一組SOC DUT測試位置、第二組SOC DUT測試位置和開關(guān)，所述開關(guān)用于在所述第一組測試位置與所述第二組測試位置之間進(jìn)行切換。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種對SOC測試器中的器件進(jìn)行測試的方法，包括下列步驟將第一組器件裝載到DUT負(fù)載板上的第一組DUT測試位置中，所述DUT負(fù)載板安裝在測試頭上；對所述第一組器件進(jìn)行測試，同時(shí)將第二組器件裝載到所述DUT負(fù)載板上的第二組DUT測試位置中，所述DUT負(fù)載板安裝在所述測試頭上；切換并對所述第二組器件進(jìn)行測試，同時(shí)卸載所述第一組器件并將第三組器件裝載到所述DUT負(fù)載板上的所述第一組DUT測試位置中，所述DUT負(fù)載板安裝在所述測試頭上。
在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種對SOC測試器中的器件進(jìn)行測試的方法，包括下列步驟對第一組DUT測試位置中的第一組器件進(jìn)行測試，所述第一組DUT測試位置位于安裝在測試頭上的DUT負(fù)載板上，同時(shí)將第二組器件裝載到第二組DUT測試位置中，所述第二組DUT測試位置位于安裝在所述測試頭上的所述DUT負(fù)載板上；將測試位置在所述第一組DUT測試位置與所述第二組DUT測試位置之間進(jìn)行切換；對所述第二組DUT測試位置中的所述第二組器件進(jìn)行測試，所述第二組測試位置位于安裝在所述測試頭上的所述DUT負(fù)載板上，同時(shí)將所述第一組器件從所述DUT負(fù)載板上的所述第一組DUT測試位置卸載，并將第三組器件裝載到所述DUT負(fù)載板上的所述第一組DUT測試位置中。


根據(jù)下面的詳細(xì)說明，結(jié)合附圖，可以獲得對本發(fā)明的了解。
圖1示出了Agilent 93000 SOC測試器。
圖2示出了DUT和DUT板連接到通常的SOC測試器的測試頭的截面圖。
圖3示出了晶片、探測卡和DUT接口連接到通常的SOC測試器的測試頭的截面圖。
圖4圖示了現(xiàn)有SOC測試器通常的時(shí)間線。
圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的時(shí)間線。
圖6圖示了對于16個(gè)器件，通常的DUT負(fù)載板。
圖7圖示了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的DUT負(fù)載板，它有兩個(gè)組，每個(gè)組容納16個(gè)器件。
圖8圖示了測試器接口位置。
圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明，對“A”組DUT位置進(jìn)行測試的測試器接口位置。
圖10圖示了根據(jù)本發(fā)明，對“B”組DUT位置進(jìn)行測試的測試器接口位置。
具體實(shí)施例方式
測試時(shí)間是SOC開發(fā)者的關(guān)鍵成本。物料裝卸會使測試過程減緩，是一種只要可能都需要減少甚至消除的損失。在封裝測試期間，物料裝卸總是一種不能進(jìn)行測試的“死時(shí)間”。DUT負(fù)載板200會是靜止的，裝載和卸載用于測試的DUT。卸載測試過的零件并插入待測試的新零件的時(shí)間稱為“轉(zhuǎn)位時(shí)間”。本發(fā)明消除了轉(zhuǎn)位時(shí)間，或者至少使其減少到在兩組待測DUT之間由電子開關(guān)進(jìn)行切換或進(jìn)行機(jī)械換檔所需的延時(shí)。
具體來說，圖7圖示了DUT負(fù)載板400，它帶有第一“A”組410和第二“B”組位置?！癆”組的位置410和“B”組的位置420用于測試16個(gè)器件或DUT。圖8示出了DUT負(fù)載板到測試器的接口板450，它帶有測試器接口位置460。測試器接口位置460與“A”組位置410和“B”組位置420相對應(yīng)。
圖9圖示了疊加到DUT負(fù)載板400之上的測試器接口板450，其中測試器接口位置460與“A”組位置410相對應(yīng)，“B”組位置420空著或者未匹配。圖10圖示了疊加到DUT負(fù)載板400之上的測試器接口板450，其中測試器接口位置460與“B”組位置420相對應(yīng)，“A”組位置410空著或者未匹配。
DUT負(fù)載板400可以在DUT插槽的“A”組與“B”組之間以機(jī)械或電氣方式切換。切換可以是對DUT負(fù)載板400進(jìn)行的機(jī)械切換，也可以是電氣切換，這時(shí)不需要機(jī)械改變，所以快得多，并減少了機(jī)械維護(hù)。DUT的“B”組可以在DUT的“A”組進(jìn)行測試時(shí)進(jìn)行卸載或重新裝載，然后DUT負(fù)載板400可以切換到DUT的“B”組，DUT的“A”組可以進(jìn)行卸載或重新裝載待測試的DUT。這樣，可以覆蓋轉(zhuǎn)位時(shí)間，并由于轉(zhuǎn)位時(shí)間的原因而使總的測試時(shí)間減少。
新的DUT負(fù)載板400可能需要兩倍于目前數(shù)目的插槽或DUT測試位置410和420。可以將它們概念性地分組為第一組測試位置和第二組測試位置。當(dāng)一個(gè)組(從DUT負(fù)載板400的下面一側(cè))電連接到測試器并進(jìn)行測試時(shí)，另一個(gè)組的電連接斷開，卸載并重新裝載待測DUT器件。機(jī)械切換可能需要帶有另外機(jī)構(gòu)的更復(fù)雜的DUT負(fù)載板來使板物理地運(yùn)動，以使測試器針腳與“A”組和“B”組的連接盤之間的對準(zhǔn)關(guān)系改變。電氣切換可以帶有通到兩個(gè)組的兩副電連接，以及用于在兩個(gè)組之間進(jìn)行切換的撥動開關(guān)或類似裝置。
如果使用用來插入和卸載DUT的探測器裝卸裝置(未示出)，則可以對其進(jìn)行編程以辨別出兩個(gè)輪流的組位置而不是通常的單組布局。這可能要看采用了機(jī)械切換還是電氣切換，但是電氣切換仍然可能使探測器裝卸裝置的編程和對準(zhǔn)問題更簡單。本發(fā)明主要是使卸載測試過的器件和重新裝載待測試的器件可以與運(yùn)行測試同時(shí)進(jìn)行，所以基本上將從DUT負(fù)載板裝載和卸載器件從測試時(shí)間線中消除，而以前器件是隨著測試順序進(jìn)行機(jī)械裝卸的，增加了約10％的測試時(shí)間。
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明，用兩組測試位置進(jìn)行測試的概念性時(shí)間線500。時(shí)間線示出了將器件裝載到“A”組中的時(shí)間510；對“A”組中的器件進(jìn)行測試的時(shí)間575；將器件裝載到“B”組中的時(shí)間530；將測試從“A”組切換到“B”組的時(shí)間525；當(dāng)“B”組正在測試時(shí)585，在“A”組中進(jìn)行卸載的時(shí)間520和裝載待測器件的時(shí)間540；將測試從“B”組切換回“A”組的時(shí)間535；在“A”組正在測試時(shí)595，在“B”組中進(jìn)行卸載的時(shí)間550和裝載器件的時(shí)間(未示出)。
通過在測試第二組器件的同時(shí)裝卸器件，比在單一的組中順序?qū)ζ骷M(jìn)行測試和裝卸節(jié)省的時(shí)間如圖5中時(shí)間線500上的560所示。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易理解，在不脫離本發(fā)明的思想的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)其他的設(shè)計(jì)和實(shí)施方式。例如，DUT裝載板上也可以采用除了16以外其他數(shù)目的待測器件。同樣，第一組和第二組也可以采用其他的布局。盡管附示了兩個(gè)組具有基本相同的布局彼此重疊，但這并非必需的，也可以使用其他形式和布局。同樣，盡管時(shí)間線概念性地圖示了對一個(gè)組的測試開始時(shí)卸載另一個(gè)組，并在測試接近結(jié)束時(shí)重新裝載，但這也不是必需的。本發(fā)明的基本思想是至少兩組器件，一組的機(jī)械裝卸(裝載和卸載)與第二組器件的測試同時(shí)發(fā)生，在兩個(gè)組以及兩種行為之間進(jìn)行機(jī)械切換或電切換。所示出器件的任何數(shù)目或物理位置都是為了對本發(fā)明進(jìn)行說明，不應(yīng)理解成限制為示出的數(shù)目或圖樣。
權(quán)利要求
1.一種SOC測試器系統(tǒng)，包括測試頭；DUT負(fù)載板，所述DUT負(fù)載板具有第一組DUT測試位置和第二組DUT測試位置，所述DUT負(fù)載板安裝到所述測試頭上并與其電連接；和裝卸裝置，其中，在所述測試頭對所述第一組DUT測試位置中的第一組DUT進(jìn)行測試時(shí)，所述裝卸裝置從所述第二組DUT測試位置卸載DUT并向所述第二組DUT測試位置中插入DUT。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SOC測試器系統(tǒng)，還包括開關(guān)，所述開關(guān)在測試所述第一組DUT測試位置與測試所述第二組DUT測試位置之間進(jìn)行切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的SOC測試器系統(tǒng)，還包括開關(guān)，所述開關(guān)使所述裝卸裝置在對所述第一組DUT測試位置中的所述第一組DUT進(jìn)行裝卸與對所述第二組DUT測試位置中的所述第二組DUT進(jìn)行裝卸之間進(jìn)行切換。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的SOC測試器系統(tǒng)，其中，所述開關(guān)是機(jī)械開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的SOC測試器系統(tǒng)，其中，所述開關(guān)是電開關(guān)。
6.一種SOC測試器DUT負(fù)載板，包括第一組SOC DUT測試位置；第二組SOC DUT測試位置；和開關(guān)，所述開關(guān)用于在所述第一組測試位置與所述第二組測試位置之間進(jìn)行切換。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的SOC測試器DUT負(fù)載板，其中，所述開關(guān)是機(jī)械開關(guān)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的SOC測試器DUT負(fù)載板，其中，所述開關(guān)是電開關(guān)。
9.一種對SOC測試器中的器件進(jìn)行測試的方法，包括下列步驟將第一組器件裝載到DUT負(fù)載板上的第一組DUT測試位置中，所述DUT負(fù)載板安裝在測試頭上；對所述第一組器件進(jìn)行測試，同時(shí)將第二組器件裝載到安裝于所述測試頭的所述DUT負(fù)載板上的第二組DUT測試位置中；切換并對所述第二組器件進(jìn)行測試，同時(shí)卸載所述第一組器件并將第三組器件裝載到安裝于所述測試頭的所述DUT負(fù)載板上的所述第一組DUT測試位置中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的對SOC測試器中的器件進(jìn)行測試的方法，其中，所述切換是機(jī)械的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的對SOC測試器中的器件進(jìn)行測試的方法，其中，所述切換是電的。
12.一種對SOC測試器中的器件進(jìn)行測試的方法，包括下列步驟對第一組DUT測試位置中的第一組器件進(jìn)行測試，所述第一組DUT測試位置位于安裝在測試頭上的DUT負(fù)載板上，同時(shí)將第二組器件裝載到第二組DUT測試位置中，所述第二組DUT測試位置位于安裝在所述測試頭上的所述DUT負(fù)載板上；將測試位置在所述第一組DUT測試位置與所述第二組DUT測試位置之間進(jìn)行切換；對位于安裝在所述測試頭上的所述DUT負(fù)載板上的所述第二組DUT測試位置中的所述第二組器件進(jìn)行測試，同時(shí)將所述第一組器件從所述DUT負(fù)載板上的所述第一組DUT測試位置卸載，并將第三組器件裝載到所述DUT負(fù)載板上的所述第一組DUT測試位置中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的對SOC測試器中的器件進(jìn)行測試的方法，其中，所述切換是用機(jī)械方式實(shí)現(xiàn)的。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的對SOC測試器中的器件進(jìn)行測試的方法，其中，所述切換是用電的方式實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種SOC測試器系統(tǒng)和方法，對第一組器件進(jìn)行測試的同時(shí)，將第二組器件裝載到第二組DUT測試位置中，從而消除了SOC測試器的轉(zhuǎn)位時(shí)間，或者至少使其減少到在兩組待測DUT之間由電子開關(guān)進(jìn)行切換或進(jìn)行機(jī)械式換檔所需的延時(shí)。所述兩組待測DUT位于安裝在測試頭上的DUT負(fù)載板上。
文檔編號G01R31/28GK1955751SQ20061010333
公開日2007年5月2日 申請日期2006年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月28日
發(fā)明者羅伯特·斯坦利·科洛曼 申請人:安捷倫科技有限公司