專利名稱：組合式半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及電子器件的測(cè)試系統(tǒng)，特別是涉及用于測(cè)試電子器件的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)，特別是用于同時(shí)測(cè)試一塊板上的多個(gè)電子器件的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)。
在常用的老化烘箱中，多塊板上的多個(gè)電子器件在單個(gè)烘箱內(nèi)腔中一起同時(shí)測(cè)試。DUTs(待測(cè)試器件)和板與熱源的距離不同，用內(nèi)腔中的風(fēng)扇使空氣流動(dòng)，以使熱量均勻分布，向DUTs的熱傳導(dǎo)主要是依靠對(duì)流。這樣就產(chǎn)生幾個(gè)問題。首先，流動(dòng)的空氣在內(nèi)腔中引起高壓區(qū)，迫使熱空氣流出腔外，又在內(nèi)腔中引起低壓區(qū)，使環(huán)境空氣被吸進(jìn)，從而取代熱空氣，使其泄出。這就使熱傳導(dǎo)率不均勻，降低了工作效率。其次，在使用過程中，由于破損和磨耗，風(fēng)扇的工作狀態(tài)有所變化。因此，盡管在出廠時(shí)設(shè)計(jì)和調(diào)整到最佳工作狀態(tài)，但最佳工作狀態(tài)并不能持續(xù)下去，不一定能在這方面常用的烘箱使用壽命期間一直保持。另外，由于空氣的不斷涌進(jìn)，外部環(huán)境氣的溫度會(huì)造成工作困難。當(dāng)濕度成為一個(gè)問題時(shí)，常用的烘箱被充以干燥的氮?dú)庖匀〈諝?，因而增加了工作成本?br> 還有，當(dāng)多塊板處于同一烘腔中時(shí)，如果要對(duì)內(nèi)腔中的這些板中的一塊板，進(jìn)行更換或修改，內(nèi)腔的門被打開，會(huì)使熱空氣泄出，環(huán)境空氣進(jìn)入內(nèi)腔。這種空氣交換顯然會(huì)對(duì)內(nèi)腔里面的條件產(chǎn)生影響，特別是對(duì)留著的仍在測(cè)試中的板產(chǎn)生影響。如果門的開關(guān)很快，這種影響可以減小，但顯然絕不會(huì)減小到零。這種空氣交換也會(huì)引起較高的工作成本。
進(jìn)一步說，一般都是整塊板和其他的板一起放進(jìn)內(nèi)腔，并且在內(nèi)腔里的板上有電氣的連接。顯然，除了DUTs以外與板相連的電氣連接部分在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，每次也都被加熱。板上的電氣連接部分受熱。使電氣連接部分處于熱應(yīng)力之下，結(jié)果使壽命縮短，這是板子失效的主要原因。這同樣使工作成本較高。此外，如果要從內(nèi)腔取出一塊板，就常常需要用高溫夾鉗到內(nèi)腔里面夾住其中的板子。
傳統(tǒng)的烘箱在內(nèi)腔內(nèi)有一個(gè)溫度傳感器，溫度標(biāo)定裝置設(shè)在內(nèi)腔外面。溫度傳感器和標(biāo)定裝置一起被標(biāo)定。溫度傳感器一般是裝設(shè)在內(nèi)腔的中心位置而不是靠近DUTs，所測(cè)的溫度是內(nèi)腔里面大量的流動(dòng)空氣的溫度，而不是靠近DUTs的空氣溫度。所以，溫度的測(cè)量是不準(zhǔn)確的，這會(huì)影響測(cè)試的結(jié)果。由于溫度測(cè)量不準(zhǔn)確，兩個(gè)具有相同的溫度測(cè)試設(shè)置的烘箱，不一定具有同樣的溫度，因此，對(duì)在不同的烘箱中以相同的條件測(cè)試相同的DUTs所得的結(jié)果進(jìn)行比較，會(huì)有困難。另外，在溫度傳感器和/或標(biāo)定裝置損壞或者說不能標(biāo)定的情況下，不可能替換任何已損壞的零件或在現(xiàn)場(chǎng)重新標(biāo)定，只能將烘箱送回工廠或類似場(chǎng)所重新標(biāo)定。
因此，需要一種系統(tǒng)能同時(shí)測(cè)試一些板上的多個(gè)電子器件，這種系統(tǒng)能克服現(xiàn)有的老化和半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)的缺點(diǎn)。
本發(fā)明能解決這種場(chǎng)合的需要和其他問題，提供半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)和方法，在最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，烘箱有一個(gè)內(nèi)腔可拆卸地容納插接板，板上的備用位置上裝有可拆卸的DUTs，烘箱包括具有高熱質(zhì)的熱傳導(dǎo)部件和一個(gè)與插接板進(jìn)入烘箱以后備用位置區(qū)域相適用的區(qū)域，熱傳導(dǎo)部件與進(jìn)入烘箱以后的插接板之間有均勻的間距，并緊靠插接板上安置的DUTs。
本發(fā)明的另一個(gè)特點(diǎn)是，插接板的成型材料具有低的熱傳導(dǎo)率，插接板包括烘箱區(qū)域和外部區(qū)域。只有烘箱區(qū)域有備用位置以接插DUTs，并被容納在烘箱的內(nèi)腔中，而外部區(qū)域處于烘箱的外部，所以不被烘箱加熱。在優(yōu)選實(shí)施例中，系統(tǒng)的溫度傳感器裝在插接板上的烘箱區(qū)域，溫度標(biāo)定裝置裝在插接板上的外部區(qū)域。
在本發(fā)明的另一些特點(diǎn)中，插接板的成形材料具有低的熱傳導(dǎo)率，插接板包括烘箱區(qū)域和連接區(qū)域，連接區(qū)域有用來與電插接件進(jìn)行電連接的接觸部分。只有烘箱區(qū)域有備用位置以容置DUTs，當(dāng)接觸部分與電插接件進(jìn)行電連接時(shí)，烘箱區(qū)域被容納在烘箱的內(nèi)腔中，接觸部分和電插接件處于外部，不被供箱加熱。
在本發(fā)明的大多數(shù)推薦的特點(diǎn)中，插接板的烘箱區(qū)域處于外部和連接區(qū)域之間，插接板滑動(dòng)地進(jìn)入烘箱的內(nèi)腔，當(dāng)烘箱區(qū)域被烘箱的內(nèi)腔容納時(shí)，連接區(qū)域滑動(dòng)進(jìn)入并經(jīng)過烘箱的內(nèi)腔。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供新穎的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的又一目的是，提供新穎的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)和方法，它們不是利用流動(dòng)的空氣來使熱量均勻分布。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是，提供新穎的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)和方法，其中，所有的DUTs與熱源有均等的間距。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是，提供新穎的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)和方法，其中，所有的DUTs都緊靠熱源。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是，提供新穎的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)和方法，其中，每塊插接板都處在它自己的內(nèi)腔中。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是，提供新穎的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)和方法，其中，與插接板的電連接部分都不被加熱。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是，提供新穎的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)和方法，其中，插接板有一個(gè)冷的外部，便于從烘箱內(nèi)腔移出插接板并在烘箱內(nèi)腔的外面進(jìn)行處理。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是，提供新穎的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)和方法，其中，溫度傳感器定位于緊靠DUTs的位置。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是，提供新穎的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)和方法，其中，溫度傳感器和標(biāo)定裝置與同一個(gè)部件進(jìn)行物理連接，并可以從烘箱拆卸。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是，提供一種新穎的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)和方法，其中，傳感器和標(biāo)定裝置裝設(shè)在DUTs所在的插接板上。
本發(fā)明的這些目的和其他的目的和優(yōu)點(diǎn)，從下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的示例性的實(shí)施例所作的詳細(xì)描述中，將變得更為清晰。
參看附圖可以最好地說明示例性的實(shí)施例，其中

圖1表示根據(jù)本發(fā)明的最加實(shí)施例的組合式半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)的剖開的透視圖，在部分剖視圖中，表示其結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。
圖2表示圖1半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)烘箱的局部剖開的透視圖，在部分剖視圖中表示其結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)。
圖3表示圖1半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)烘箱的局部放大的截面面。
所有這些附圖僅是為了容易說明本發(fā)明的基本示例，在讀完并了解說明之后，有關(guān)組成優(yōu)選實(shí)施例的部件的數(shù)量，位置，相對(duì)關(guān)系和輪廓尺寸上的變化，都在本發(fā)明的技術(shù)范圍之內(nèi)。另外，在了解了本發(fā)明之后，與具體的受力，重量，強(qiáng)度和類似的要求相符合的精確尺寸和尺寸比例，同樣是在技術(shù)范圍之內(nèi)。
在不同附圖中，使用相同的數(shù)碼表示相同的部件或類似的部件。另外，當(dāng)“頂部”，“底部”，“第一”，“第二”，“前面”，“上面”，“下面”，“寬度”，“長(zhǎng)度”，“端部”，“側(cè)面”和類似的術(shù)語(yǔ)使用在這里的時(shí)候，必須了解，這些術(shù)語(yǔ)僅僅涉及給人閱看的附圖中所表示的結(jié)構(gòu)利用這些詞，僅是為了更容易說明所示的實(shí)施例。
組合式半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)被表示在附圖中，一般標(biāo)志為10。在最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，為了市場(chǎng)的需要，將單個(gè)組件組合在一起構(gòu)成多個(gè)系統(tǒng)10，如圖1所示的最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，用單個(gè)組件組合在一起構(gòu)成四個(gè)系統(tǒng)10。在最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，這些組件被設(shè)計(jì)為相互鄰近和/或疊加而組合起來。
每一系統(tǒng)10包括一塊通常是矩形的平面結(jié)構(gòu)的DUT(待測(cè)試器件)的插接板12。插件板12包括冷的連接區(qū)域14，烘箱區(qū)域16和冷的外部區(qū)域18，烘箱區(qū)域1 6在連接區(qū)域14和外部區(qū)域18的中間。接頭20通過任意合適的方法，適配地固定到插接板12上，把區(qū)域16和18互連起來。把手22適當(dāng)?shù)毓潭ǖ絽^(qū)域18的自由端。環(huán)形熱封圈24可滑動(dòng)地安裝在插件板12上，與把手22反面上的接頭20緊密相接。
為了可拆卸地安置多個(gè)待測(cè)試電子器件(DUT)28，多個(gè)備用位置陣列26被配置在插件板12的第一面上，獨(dú)占地處于區(qū)域16中。備用位置陣列26包括四行和四列，因此區(qū)域16能夠安置多至16個(gè)DUTs 28。安置在備用位置26中的DUTs 28在插接板12的第一面上向外延伸到相同的邊界。在最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，DUTs 28僅是可拆卸地安置在插接板12的第一面上，更明確地說，不是安置在與第一面相對(duì)的插接板12的第二面上。
區(qū)域16還包括一般位于備用位置陣列26中心的溫度傳感器30，優(yōu)選結(jié)構(gòu)中的傳感器30是電阻性的溫度器件(RTD)。溫度標(biāo)定裝置32固定在區(qū)域18內(nèi)的板12上，具體地說是在接頭20和手把22之間，在優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，裝置32是可電擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)。應(yīng)當(dāng)注意，傳感器30和器件32實(shí)際上被連接到同一部件，即優(yōu)選結(jié)構(gòu)中的插接板12。區(qū)域14的自由邊部包括多個(gè)連接點(diǎn)34。從備用位置26的每個(gè)引腳位置，從傳感器30以及裝置32，到區(qū)域14中相應(yīng)的各個(gè)觸點(diǎn)34，進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾姎膺B接。
每個(gè)系統(tǒng)10進(jìn)一步包括烘箱36，用來滑動(dòng)地容納單個(gè)插件板12。烘箱36是一般的距形結(jié)構(gòu)，其軸向長(zhǎng)度小于插件板12的長(zhǎng)度，一般等于區(qū)域16的長(zhǎng)度。烘箱36一般包括熱傳導(dǎo)部件38，它是用高導(dǎo)熱材料例如鋁制成的，并且有相對(duì)大的熱質(zhì)量。在優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，部件38一般包括一塊平板40，它有平行的第一和第二側(cè)邊42，并從相對(duì)側(cè)面的邊沿垂直伸展。第一和第二平面肋條44從平面40成一體地互相平行延伸，其位置相向，對(duì)應(yīng)于插接板12上的備用位置26的每一行，在優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，提供四對(duì)肋條44。肋條44和側(cè)邊42與板40之間的延伸距離和均勻度相同。
烘箱36進(jìn)一步包括平行于板40的平面檔板46，夾住第一和第二定位件48，使其對(duì)著側(cè)邊42的自由邊。定位件48在平行于板40的方向上的尺寸，大于側(cè)邊42在平行于板40的方向上的尺寸。每個(gè)定位件48的靠近側(cè)邊42的表面上，有一個(gè)槽50，從那里的內(nèi)側(cè)邊緣延伸。槽50的深度一般等于插接板12的厚度?？梢岳斫猓嫦湫纬梢粋€(gè)內(nèi)腔，這個(gè)內(nèi)腔在軸向上有端部開口，內(nèi)腔的范圍由熱傳導(dǎo)部件38，定位件48和板46界定。插接板12可移動(dòng)地安置，在最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，是可滑動(dòng)地放進(jìn)烘箱36的內(nèi)腔，插接板12有第二表面(鄰近板46)，其上下邊緣緊靠近槽50中的定位件48，還有它的第一表面(鄰近部件38)，緊靠備用位置26的行中央的肋條44的邊緣。具體地說，肋條44的自由邊緣和槽50內(nèi)的定位件的表面緊靠插件板12的表面。
適當(dāng)?shù)墓?yīng)件例如加熱元件52向熱傳導(dǎo)部件38傳輸熱量。在最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，加熱元件52被夾在板54和板40的外表面之間。適當(dāng)?shù)慕^緣部件56被提供用來包圍板46和54，側(cè)邊42和定位件48。適當(dāng)?shù)慕^熱部件58進(jìn)一步被提供用來覆蓋烘箱36的內(nèi)部軸向端，并且有一個(gè)狹縫，其高度和厚度與插接板12的特定區(qū)域14相適應(yīng)，以便較緊密地可滑動(dòng)地容納插接板12的特定區(qū)域14。適當(dāng)?shù)慕^熱部件60也被提供用來覆蓋烘箱36的外部軸向端，并且有一個(gè)狹縫，用來可滑動(dòng)地容納插接板12和固定在其上的DUTs 28，以及特定區(qū)域14和16。絕熱部件56,58和60應(yīng)能充分地保持烘箱36內(nèi)部的熱量。最希望的是所采用的特定的絕熱部件56,58和60厚度最小，以減小總體尺寸和系統(tǒng)10的尺度。
每個(gè)系統(tǒng)10還包括驅(qū)動(dòng)插接板62，它包括連接區(qū)域62和硬件區(qū)域66。在插接板62的對(duì)著區(qū)域64的一端，裝配有在審美和外觀上與把手22相同的把手68。在區(qū)域66設(shè)有適當(dāng)?shù)挠布?，用來測(cè)試烘箱36中的插接板12上的需要作可靠性測(cè)試的DUTs，包括對(duì)DUTs 28加力和進(jìn)行全部試驗(yàn)測(cè)量。另外，這類硬件包括與傳感器30和裝置32相連的烘箱控制器。插接板62可滑動(dòng)地被容納在系統(tǒng)10中，可以理解，可提供多個(gè)插接板62，它們所具有的硬件用于不同的可靠性測(cè)試。在最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，所提供的多個(gè)驅(qū)動(dòng)插接板62，每塊插接板的硬件用于一種類型的可靠性測(cè)試，特別是不用來進(jìn)行所有類型的可靠性測(cè)試，這樣，對(duì)各類可靠性測(cè)試，可實(shí)現(xiàn)硬性最佳化。因此，帶有配置一種類型硬件的插接板62的系統(tǒng)10，可用來完成一種類型的可靠性測(cè)試，以后，系統(tǒng)10還可用來完成另一種類型的可靠性測(cè)試，只要簡(jiǎn)單地用具有完成那種可靠性測(cè)試的必要硬件的另一塊插接板62，替換現(xiàn)在的插接板62。
每個(gè)系統(tǒng)10進(jìn)一步包括后板70。后板70包括第一組凹形連接器72，用于每個(gè)系統(tǒng)10與插接板12的接觸部分34之間的可拆卸的電連接。連接器72定位在插接板12的滑動(dòng)方向，對(duì)著被絕熱部件58覆蓋的烘箱36的軸向端面。后板70進(jìn)一步包括第二組凹形連接器74，用于每個(gè)系統(tǒng)10與插接板62的接觸部分之間的可拆卸的電連接。連接器72和74適當(dāng)?shù)仉娺B接在一起，因而插接板12上的DUTs 28，傳感器30和裝置32電連接至插接板62上的硬件。后板70進(jìn)一步包括第三組凹形連接器76，用于每個(gè)系統(tǒng)10與插接板62的接觸部分之間的可拆卸的電連接。連接器76適當(dāng)?shù)仉娺B接至未示的PC控制器的用戶接口，如優(yōu)選結(jié)構(gòu)中的Windows NT-based Pentium，和測(cè)試控制單元，如嵌入式DOS-based Pentium。測(cè)試控制單元的功能是監(jiān)管測(cè)試和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。
應(yīng)該理解，熱傳導(dǎo)部件38是被傳感器30和溫度標(biāo)定裝置32控制的。具體說，傳感器30監(jiān)測(cè)緊靠DUTs 28的烘箱36的內(nèi)部溫度，插接板62上的硬件讀取傳感器30的溫度數(shù)據(jù)。并結(jié)合溫度標(biāo)定裝置32的標(biāo)定數(shù)據(jù)，精確地調(diào)節(jié)烘箱36的內(nèi)部溫度，使其與溫度設(shè)定值的差異在1°以內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選示例的系統(tǒng)10的基本結(jié)構(gòu)已經(jīng)被提出，其描述了系統(tǒng)10的操作，并突出了其優(yōu)點(diǎn)。為了描述的目的，假定為了進(jìn)行所需要的可靠性測(cè)試，包括硬件的插接板62是在系統(tǒng)10中，并與連接器74和76電氣連接。又假定插接板12從系統(tǒng)10被拆卸，需要經(jīng)受可靠性測(cè)試的DUTs 28被固定到備用位置26。應(yīng)當(dāng)了解，在插接板12上DUTs 28的個(gè)數(shù)可以是從1到備用位置26的總數(shù)的范圍，在優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，插接板12的備用座26的總數(shù)為16。這時(shí)，插接板12中區(qū)域14的自由邊可對(duì)準(zhǔn)烘箱36的絕熱部件60上的狹縫，一旦這樣對(duì)準(zhǔn)，插接板12能夠在平行于備用位置26陣列的行方向上滑動(dòng)，熱傳導(dǎo)部件38的肋條44插進(jìn)烘箱36，由此，區(qū)域14的自由邊通過絕熱部件60上的狹縫，在定位件48的凹槽50的表面和肋條44自由邊之間，通過絕緣部分58中的狹縫插進(jìn)連接器72。利用插接件12的區(qū)域14的自由邊，完成接觸部分34和連接器72之間的電氣連接，插接板12進(jìn)入它的測(cè)試位置。應(yīng)當(dāng)注意，區(qū)域14的自由邊安插在連接器72中，并對(duì)著絕板部件60夾入熱封圈24，防止插接板12進(jìn)一步滑動(dòng)進(jìn)入烘箱36，特別是防止區(qū)域18滑動(dòng)進(jìn)入烘箱36的內(nèi)腔。當(dāng)插接板12被容納在烘箱36的內(nèi)腔中時(shí)，肋條44在平行于備用位置26陣列的行的中間延伸到緊靠安置在插板12上的DUTs 28引腿邊沿的地方。
由于插接板12是在它的測(cè)試位置，熱封圈24應(yīng)當(dāng)被夾在接頭20和絕熱部件60之間。應(yīng)當(dāng)了解，可提供適當(dāng)?shù)谋Ｕ洗胧缤ㄟ^把手22攜帶的螺釘旋進(jìn)系統(tǒng)10的框架，以便拖拉插接板12并保持它進(jìn)入測(cè)試位置。除此之外，在測(cè)試位置時(shí)，絕熱部件58應(yīng)當(dāng)緊緊與插接板12接觸。因此，區(qū)域16與烘箱36的內(nèi)腔嚴(yán)格絕熱。
當(dāng)插接板12是在測(cè)試位置時(shí)，烘箱36的內(nèi)腔內(nèi)部能夠加熱到所需要的溫度，DUTs 28在插接板62的硬件控制下，長(zhǎng)時(shí)間地保持進(jìn)行所需要的可靠性測(cè)試。應(yīng)當(dāng)了解，構(gòu)成插接板12的材料具有低的熱傳導(dǎo)率。由于絕熱部件56,58和60，雖然位于烘箱36中的區(qū)域16經(jīng)受著很高的溫度，但是位于烘箱36外部環(huán)境溫度的區(qū)域14和18，不經(jīng)受來自烘箱36的加熱。另外，由于插接板12的低熱傳導(dǎo)率，插接板區(qū)域16的加熱不引起插接板12的區(qū)域14和18的溫度顯著增加。這得到許多的優(yōu)點(diǎn)。第一，接觸部分34和連接器72被定位在環(huán)境溫度上，明確地說不是被定位在烘箱36的里面經(jīng)受加熱。現(xiàn)有技術(shù)的板12電氣連接部分受熱是它失敗的主要原因。另外，由于電氣連接部分不在受熱狀態(tài)，所以測(cè)量精度得到改善。
第二，因?yàn)閰^(qū)域18定位在烘箱36的外面，不被烘箱36加熱，溫度不易顯著增加，所提供的插接板12能夠配置保持冷的把手22。因此，把手22能夠被抓住，在烘箱36運(yùn)轉(zhuǎn)且區(qū)域16已被加熱時(shí)，插接板12能夠容易而安全地被卸出。
由于區(qū)域18不會(huì)有溫度的顯著增加，所以，不希望經(jīng)受高溫度的裝置32，可以和傳感器30一起裝設(shè)在插接板12上，而不是作為烘箱36的一部分。雖然傳感器30和裝置32的標(biāo)定一般不能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，但在傳感器30和裝置32中的一個(gè)或另一個(gè)損壞，即不能標(biāo)定的情況下，也沒有必要將烘箱36送到工廠或類似場(chǎng)所返修。另外，由于測(cè)試板12將要求周期性地更換，每當(dāng)插接板12被更換時(shí)，傳感器30和裝置32也總是被更換，就不容易因老化而損壞。應(yīng)當(dāng)了解，每一對(duì)傳感器30和裝置32，不同于其他的一對(duì)，所以，即使被標(biāo)定為相同，烘箱36還是會(huì)有微小的溫度偏差。微小的溫度偏差在那些例如實(shí)驗(yàn)室測(cè)試場(chǎng)合是有意義的，同一塊插接板12可被用于不同時(shí)間和/或不同的烘箱36，由于這種插接板12有同一傳感器30和裝置32，在每次測(cè)試時(shí)，烘箱36的溫度將會(huì)是相同的。應(yīng)當(dāng)理解，將現(xiàn)有技術(shù)的烘箱改變?yōu)椴煌奈锢砼渲?，使其能夠承?dān)以同一對(duì)傳感器30和裝置32進(jìn)行DUTs 28的測(cè)試工作，是不現(xiàn)實(shí)的。
應(yīng)當(dāng)注意，由于插接板12和62被連接到同一后板70，所以插接板12上的DUTs 28到插接板62上的硬件的距離是極短的，這進(jìn)一步提高了測(cè)試的精確度。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選示例的烘箱36，可拆卸地并滑動(dòng)地容納插接板，而且僅僅對(duì)單一的插接板12加熱，這與傳統(tǒng)的烘箱容納多塊板是不同的。在優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，多個(gè)系統(tǒng)10組合在一起成為一個(gè)組合件，與系統(tǒng)10的數(shù)量相應(yīng)的若干插接板12可以被同時(shí)測(cè)試，這些插接板12經(jīng)受相同的或不同的測(cè)試?？梢岳斫猓粔K插接板12能從它的相應(yīng)的烘箱36中被移出和/或更換，而絕不會(huì)影響剩留的插接板12和它們的相應(yīng)烘箱36。同樣，只有與待測(cè)試的插接板12的數(shù)量相應(yīng)的烘箱36才需要工作，而組合件中組合在一起的其余烘箱36并不需要工作。因此，根據(jù)本發(fā)明的示例的系統(tǒng)10提供了很大的靈活性和剩余度。
除此以外，由于在每個(gè)烘箱36中只有單一的插接板12被加熱，而在優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，熱傳導(dǎo)部件36有一個(gè)區(qū)域與區(qū)域16中的備用位置26是對(duì)應(yīng)的，所以插接板12上所有的DUTs 28與熱源之間的距離是均等的。由于熱傳導(dǎo)部件36具有高的熱傳導(dǎo)率和相對(duì)大的熱質(zhì)量，對(duì)所有的DUTs 28來說，熱傳導(dǎo)的速率是均等的，而不管它們?cè)诓謇?2上的位置如何。另外，熱傳導(dǎo)部件38緊靠DUTs 28，并且在優(yōu)選的結(jié)結(jié)中，在DUTs 28的三個(gè)側(cè)面方向上的距離為十分之一英寸(2.5mm)，因此，在最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中，DUTs 28大體上是被輻射加熱。關(guān)于這一點(diǎn)，板40緊靠DUTs 28的項(xiàng)面，可保證熱的傳導(dǎo)，肋條44緊靠DUTs 28的引腳邊沿，可保持烘箱36中的熱通道，減少烘箱36內(nèi)部的熱流動(dòng)。應(yīng)該了解，根據(jù)本發(fā)明的示例的系統(tǒng)10，用在DUTs 28方面有專門的應(yīng)用，包括專門的具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的測(cè)試部件用作熱傳導(dǎo)部件38，特定的肋條48也可以根據(jù)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸作標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。
應(yīng)該了解，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選示例的烘箱36，不是依靠流動(dòng)的空氣使到達(dá)DUTs 28的熱量均勻分布。因此，不需要利用風(fēng)扇或類似的運(yùn)動(dòng)部件使空氣流動(dòng)。因?yàn)楹嫦?6的腔內(nèi)的空氣大體上是靜止的，烘箱36的內(nèi)腔不會(huì)形成高壓區(qū)或低壓區(qū)，因此，烘箱36不易發(fā)生空氣的進(jìn)出泄漏。事實(shí)上，由于熱傳關(guān)部件38緊密均勻地靠近DUTs 28和插接板12，只有相對(duì)小量的空氣在烘箱36的內(nèi)腔中存在，對(duì)熱傳導(dǎo)的影響極小。事實(shí)上，由于熱傳導(dǎo)件38和DUTs和板12的緊密和均勻的靠近，雜一烘箱36的腔體內(nèi)只存在很小量的空氣，對(duì)熱傳導(dǎo)的影響較小。因此，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選示例的烘箱36設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，要求制造時(shí)不用風(fēng)扇，電子電路或移動(dòng)部件。這樣，根據(jù)本發(fā)明的烘箱36比傳統(tǒng)的多板單腔型的烘箱有明顯的成本優(yōu)點(diǎn)。所以，盡管系統(tǒng)10已具有更大的靈活性，剩余度，并使生產(chǎn)成本降低，系統(tǒng)10采用根據(jù)本發(fā)明的示例的烘箱36，比起采用一般的老化烘箱來說更有成本競(jìng)爭(zhēng)性。
對(duì)本發(fā)明的基本內(nèi)容已作了解釋，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人來說，顯然可以有許多擴(kuò)充和變化。例如，雖然系統(tǒng)10在最優(yōu)選的結(jié)構(gòu)中包含幾個(gè)獨(dú)特的特點(diǎn)，并被認(rèn)為能產(chǎn)生結(jié)合的效果，但半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)10，可以根據(jù)本發(fā)明單獨(dú)地或以其他方法聯(lián)合地利用這些特點(diǎn)來構(gòu)成。作為一個(gè)例子，根據(jù)本發(fā)明的示例，插接板12有一個(gè)冷的連接區(qū)域14，它是處于烘箱36的內(nèi)腔外部，可以根據(jù)本發(fā)明的示例，按照常規(guī)作法來構(gòu)成。
因?yàn)檫@里所披露的發(fā)明，在不偏離其精神或一般特征的情況下，可以用其他結(jié)構(gòu)來配置實(shí)現(xiàn)，其中有些結(jié)構(gòu)已被表示出來，這里所描述實(shí)施例是被認(rèn)為在所有方面都是說明性的而不是限制性的。發(fā)明的范圍是由所附權(quán)利要求來表示的，而不是以上面的敘述表示，在權(quán)利要求的等效意義和范圍內(nèi)的所有變化，都包含在權(quán)利要求之中。
權(quán)利要求
1．用于測(cè)試多個(gè)DUTs(待測(cè)試器件)的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于包括一般為平面結(jié)構(gòu)的插接板，板有第一表面，插接板有多個(gè)用于可拆卸地安置DUTs的備用位置，DUTs從表面向外延伸到邊界，那些備用位置處于插接板表面的一個(gè)區(qū)域之內(nèi)；和具有內(nèi)腔的烘箱，用于可拆卸地容納裝有DUTs的插接板，烘箱包括具有大的熱質(zhì)量的熱傳導(dǎo)部件，當(dāng)插接板被容納在內(nèi)腔中時(shí)，烘箱有一個(gè)區(qū)域與那些備用位置的區(qū)域相對(duì)應(yīng)，當(dāng)插接板被容納在內(nèi)腔中時(shí)，熱傳導(dǎo)部件與那些備用位置之間的距離是均等的，并緊密而均勻地靠近裝在插板上的DUTs的邊界。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，其中那些備用位置排列成有行和列的陣列，當(dāng)插接板被容納在內(nèi)腔中時(shí)，熱傳導(dǎo)部件所包括的肋條平行地延伸到備用位置的各行中間，當(dāng)插接板被容納在內(nèi)腔中時(shí)，熱傳導(dǎo)部件緊密而均勻地靠近裝在插接板上的DUTs，肋條具有自由邊緣，鄰近插接板的表面。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，其中內(nèi)腔在平行于備用位置的行的滑動(dòng)方向上，可滑動(dòng)地容納插接板。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，其中內(nèi)腔只滑動(dòng)地容納單個(gè)插接板。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，其中插接板有與第一表面相對(duì)的第二表面，DUTs只在第一表面可拆卸地安置。
6．根據(jù)權(quán)利要求3的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，其中烘箱包括第一軸向端部，這個(gè)端部有一個(gè)狹縫，用于滑動(dòng)地接納裝有DUTs的插接板；其中，插接板包括一個(gè)烘箱區(qū)域和一個(gè)外部區(qū)域，備用位置獨(dú)占地處于烘箱區(qū)域，只有烘箱區(qū)域可以納入內(nèi)腔，外部區(qū)域側(cè)被阻止滑動(dòng)進(jìn)入內(nèi)腔，插接板的成形材料具有低的傳導(dǎo)率，所以外部區(qū)域不被烘箱加熱。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于包含裝設(shè)在插接板烘箱區(qū)域中的溫度傳感器；和用于傳感器并裝設(shè)在插接板外部區(qū)域中的溫度標(biāo)定裝置，熱傳導(dǎo)部件被傳感器和溫度標(biāo)定裝置控制。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，其中烘箱包括第二軸向端部，這個(gè)端部有一個(gè)狹縫，用于滑動(dòng)地接納插接板；其中，插接板進(jìn)一步包括一個(gè)連接區(qū)域，烘箱區(qū)域處于外部區(qū)域和連接區(qū)域的中間；其中，老化系統(tǒng)(burn-in)進(jìn)一步包括在連接區(qū)域形成的接觸部分，使溫度傳感器，溫度標(biāo)定裝置和裝在插板上的DUTs連接起來；和設(shè)置在烘箱外部并在從第二軸向端部滑動(dòng)方向上的電插接件，當(dāng)烘箱區(qū)域被容納于內(nèi)腔中時(shí)，可滑動(dòng)地容納插接板的連接區(qū)域，并與可拆卸的接觸部分電連接；當(dāng)烘箱區(qū)域被容納于內(nèi)腔中時(shí)，連接區(qū)域和電插接件不被烘箱加熱。
9．用于測(cè)試多個(gè)DUTs的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于包括一般為平面結(jié)構(gòu)的插接板，這個(gè)插接板包括一個(gè)烘箱區(qū)域和一個(gè)外部區(qū)域，烘箱區(qū)域有多個(gè)備用位置，用于可拆卸地安置DUTs，備用位置獨(dú)占地處于烘箱區(qū)域；烘箱有一個(gè)內(nèi)腔，用于可拆卸地容納裝有DUTs的插接板，而插接板的外部區(qū)域處于內(nèi)腔的外部，插接板的成形材料具有低的熱傳導(dǎo)率，所以外部區(qū)域不被烘箱加熱。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，其中內(nèi)腔在滑動(dòng)方向上可滑動(dòng)地容納插接板；其中，烘箱包括第一軸向端部，這個(gè)端部有一個(gè)狹縫，可滑動(dòng)地接納裝有DUTs的插接板；其中，插接板的外部區(qū)域被阻止滑動(dòng)進(jìn)入內(nèi)腔。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包括裝設(shè)在插接板烘區(qū)域中的溫度傳感器；和用于傳感器并裝設(shè)在插接板外部區(qū)域中的溫度標(biāo)定裝置，熱傳導(dǎo)部件被傳感器和溫度標(biāo)定裝置控制。
12．根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，其中烘箱包括第二軸向端部，這個(gè)端部有一個(gè)狹縫，用于滑動(dòng)地接納插接板；其中，插接板進(jìn)一步包括一個(gè)連接區(qū)域，烘箱區(qū)域處于外部區(qū)域和連接區(qū)域的中間；其中，半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)一步包括在連接區(qū)域形成的接觸部分，使溫度傳感器，溫度標(biāo)定裝置和裝在插板上的DUTs連接起來；和設(shè)置在烘箱外部并當(dāng)烘箱區(qū)域被容納于內(nèi)腔中時(shí)在滑動(dòng)方向上從第二軸向端滑動(dòng)的容納板的連接區(qū)域的電連接器，并與可拆卸的接觸部分電連接；當(dāng)烘箱區(qū)域被容納于內(nèi)腔中時(shí)，連接區(qū)域和電連接器不被烘箱加熱。
13．用于測(cè)試多個(gè)DUTs的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)包括一般為平面結(jié)構(gòu)的插接板，這個(gè)插接板包括一個(gè)烘箱區(qū)域和一個(gè)外部區(qū)域，烘箱區(qū)域有多個(gè)備用位置，用于可拆卸地安置DUTs，備用位置獨(dú)占地處于烘箱區(qū)域；烘箱有一個(gè)內(nèi)腔，用于可拆卸地容納裝有DUTs的插接板，而插接板的連接區(qū)域處于內(nèi)腔的外部；在連接區(qū)域形成的接觸部分，與插接板上安置的DUTs電連接；和設(shè)置在烘箱外部的電連接器，當(dāng)烘箱區(qū)域被容納于腔中時(shí)，電插接件與可插卸的接觸部分電連接，插接板的成形材料具有低的熱傳導(dǎo)率，所以，當(dāng)烘箱區(qū)域被容納于內(nèi)腔中時(shí)，連接區(qū)域和電連接器不被烘箱加熱。
14．根據(jù)權(quán)利要求13的半導(dǎo)體可靠性測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，其中內(nèi)腔可滑動(dòng)地在滑動(dòng)方向上容納插接板；其中，烘箱包括第一個(gè)軸向端部，這個(gè)端部有一個(gè)狹縫，可滑動(dòng)地接納插接板；其中電連接器位于軸向端的滑動(dòng)方向上，當(dāng)烘箱區(qū)域被容納在內(nèi)腔中時(shí)，可滑動(dòng)地容納連接區(qū)域。
全文摘要
所披露的用于半導(dǎo)體可靠性測(cè)試的系統(tǒng)(10)包括烘箱(36),有開口的軸向端部,可滑動(dòng)地接納插接板(12)。插接板(12)包括烘箱區(qū)域(16),這個(gè)區(qū)域可滑動(dòng)地被容納在烘箱(36)中,并處于定位在烘箱(36)軸向的外部的連接區(qū)域和外部區(qū)域(14,18)的中間。溫度傳感器(30)定位在烘箱區(qū)域(16),它的標(biāo)定裝置(32)定位在外部區(qū)(18)。連接區(qū)域(14)的軸向自由邊部的接觸部分(34)可滑動(dòng)地插入電插接件(72)。插接板(12)由熱導(dǎo)率低的材料制成,因此,連接區(qū)域和外部區(qū)域(14,18)以及電插接件(72)不被供箱(36)加熱,插接板(12)在軸向自由邊部或外部區(qū)域(18)有一個(gè)把手(22)。供箱(36)的熱傳導(dǎo)部件(38)具有大的熱質(zhì)量,并緊密而均勻地靠近安置在插接板(12)上的DUTs(28)。
文檔編號(hào)G01R31/28GK1232546SQ97198612
公開日1999年10月20日 申請(qǐng)日期1997年10月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月7日
發(fā)明者韋尼·圖拉帕蒂, 布瑞特·哈里, 蒂莫西·麥克馬倫, 理查德·本杰明 申請(qǐng)人:埃楚姆公司