用于減少半導(dǎo)體測試轉(zhuǎn)位時間的模塊化復(fù)用接口組件的制作方法
【專利摘要】提供了一種用于在使用機器人處理機的自動化半導(dǎo)體測試設(shè)備中縮短半導(dǎo)體測試轉(zhuǎn)位時間的模塊化復(fù)用接口組件和相應(yīng)的方法。該模塊化復(fù)用接口組件包括：模塊化印制電路復(fù)用主板，該模塊化印制電路復(fù)用主板附接至所述自動化半導(dǎo)體測試設(shè)備；和多個模塊化負(fù)載板，每個模塊化負(fù)載板都可拆卸地電連接和機械連接至機器人處理機。該模塊化復(fù)用接口組件還包括多個電纜束，每個電纜束都將印制電路主板與多個模塊化負(fù)載板中的一個模塊化負(fù)載板相連接，其中針對指定數(shù)字信號對所述多個電纜束進(jìn)行走線長度匹配。
【專利說明】
用于減少半導(dǎo)體測試轉(zhuǎn)位時間的模塊化復(fù)用接口組件
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求2014年2月4日提交的申請?zhí)枮?1/935,517、名稱為"Multiplexing Module For Index Time Reduction(用于轉(zhuǎn)位時間減少的復(fù)用模塊)"的美國臨時專利申 請的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用在此全文并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開設(shè)及自動測試設(shè)備和機器人處理機。特別是，本發(fā)明設(shè)及一種用于復(fù)用多 于一個的測試位點并減少或消除自動測試設(shè)備中的轉(zhuǎn)位時間（index time)的平臺系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0004] 制造和生產(chǎn)行業(yè)使用自動測試設(shè)備(ATE)在生產(chǎn)的各個階段對所制造的產(chǎn)品的完 整性和可操作性進(jìn)行分析和評估。在測試過程中ATE通常采用機械臂來操縱工件和產(chǎn)品與 ATE的連接和斷開。被測器件(DUT)被機械臂送至ATE的測試位點，由ATE進(jìn)行測試，然后根據(jù) 測試結(jié)果由機械臂進(jìn)行分組并裝箱（或根據(jù)適用方案）。因為ATE要測試許多不同類型的 DUT，并且DUT可能在生產(chǎn)的不同階段被測試(例如，最終測試，工件探針等），所WATE的設(shè)計 要根據(jù)測試的特定目的、器件和/或產(chǎn)品來改變。同樣地，機械臂根據(jù)應(yīng)用和對ATE的兼容性 也不同。
[0005] 雖然多種多樣，但是ATE和機械臂(或機器人操縱裝置)通常都包括幾種典型的操 作單元。例如，在電子產(chǎn)品如模擬和數(shù)字元件、電路和器件(包括半導(dǎo)體、集成電路、微處理 器等）的生產(chǎn)中，ATE和機械臂被廣泛使用。正因為如此盛行，下面對ATE和機械臂針對此類 產(chǎn)品的典型操作單元進(jìn)行說明。
[0006] ATE包括系統(tǒng)控制器，該系統(tǒng)控制器控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的移進(jìn)和移出系統(tǒng)。ATE還包 括測試數(shù)據(jù)和測試程序存儲器、模式存儲器、系統(tǒng)電源、直流基準(zhǔn)電源單元、模擬電流基準(zhǔn) 電源單元、系統(tǒng)時鐘和校準(zhǔn)電路、定時和時間設(shè)置存儲器和精確測量單元（其可W包括數(shù) 字、模擬或混合信號測試資源電路）。此外，ATE的測試頭包括為DUT的引腳電子測試提供引 腳電路（如比較器、電流負(fù)載和其它測試資源）的引腳電子驅(qū)動器卡。器件接口板(DIB)(也 稱為"負(fù)載板"借接到測試頭并提供用于DUT或多個DUT的連接插座，如適用的話。ATE還包 括用于連接到用于測試器件的機械臂（稱為"處理機"或"器件處理機")的外部接口 W及與 計算機、網(wǎng)絡(luò)和/或其它儀器、裝置或部件的接口。
[0007] 機械臂即處理機包括機械系統(tǒng)和控制器。機械系統(tǒng)將待呈現(xiàn)的DUT物理遞送到與 ATE的測試頭相連接的DIB的插座上，在測試過程中將DUT置于插座中，測試后將DUT從插座 中取出，并根據(jù)測試后各自的測試結(jié)果對DUT進(jìn)行分類。控制器指示處理機的機械系統(tǒng)的操 作，并與ATE進(jìn)行通信。如果需要，根據(jù)應(yīng)用和測試環(huán)境，處理機可W包括額外的存儲器功能 和特定的單元。
[000引在由ATE對器件進(jìn)行傳統(tǒng)測試和由處理機進(jìn)行器件的機械操縱中，ATE在每個設(shè)備 被處理機置于與測試頭相連的DIB的插座中時對該器件進(jìn)行測試。完成測試后，處理機必須 將測試被測器件從插座上移開并將下一個器件傳送到插座進(jìn)行測試。ATE進(jìn)行測試之間的 時間延遲(在該期間，將器件從插座上移開并運送下一個器件至插座并將其置于插座中）被 稱為測試操作的"轉(zhuǎn)位時間或索引時間"。另外，在由ATE對器件進(jìn)行的常規(guī)測試中，一旦被 置于插座中測試每個器件所需要的時間被稱為測試操作的"測試時間"。在測試一批次器件 時，進(jìn)行測試操作所需的總時間是所有器件的轉(zhuǎn)位時間加測試機時間的總和。每個器件(或 每個器件組，如果多于一個的器件可W在DIB的可用插座中由ATE進(jìn)行并發(fā)測試的話）需要 針對該器件的測試的轉(zhuǎn)位時間加上測試時間的總和。雖然測試操作還可能需要額外的時 間，例如，由于設(shè)備停機時間、故障，或者對于連續(xù)測試序列的其它阻礙，運些是不一定可控 的不規(guī)則且不確定的事件。
[0009] 因此，希望能夠減少總的測試時間（轉(zhuǎn)位時間加上測試機時間）。測試操作可能需 要特別大量的時間、精力和費用，如人力、ATE和處理機設(shè)備。ATE通常是很昂貴的，因為它們 是由復(fù)雜的電子設(shè)備組成的。處理機一般比ATE更便宜，因為機械件是由不太復(fù)雜的電子器 件來控制的。為了努力收到對ATE和處理機的投資的更大回報，操作運些設(shè)備的公司希望運 種設(shè)備的空閑時間（沒有測試的時間段)受到限制。因此，對于ATE和處理機，減少總測試時 間(轉(zhuǎn)位時間加上測試機時間）可W提供顯著的優(yōu)勢。例如，如果總測試時間減少，則任何時 間內(nèi)每臺設(shè)備和每個檢驗人員可W進(jìn)行更多的測試，從而得到更大的投資回報率。
[0010] 處理機研發(fā)的一個主要焦點一直是增大機械結(jié)構(gòu)，如手臂、夾頭、引導(dǎo)件、凸輪和 類似結(jié)構(gòu)的速度，W獲得更短的轉(zhuǎn)位時間。因為處理機通常比ATE便宜，所W舊的處理機型 號被替換成新的、更快的型號。舊的處理機變成閑置并廢棄。處理機的機械故障是測試停機 時間的主要來源。因此，通常作為備用設(shè)備要提供多余的處理機，但它們在不用于ATE進(jìn)行 測試操作的時段內(nèi)處于閑置狀態(tài)。人們希望通過對ATE和可用處理機的更有效和高效地使 用，來減少總的測試時間。
[0011] 因此，通過縮短處理機/機械臂操作的轉(zhuǎn)位時間來縮短測試的總測試時間將會非 常有利。高效率地使用ATE資源和可用處理機來將閑置設(shè)備投入使用、最大限度地利用設(shè)備 能力、利用可用的能力(包括來自現(xiàn)有的較舊的設(shè)備的能力），W由此提供更好的投資回報 率，也將會非常有利。因此，通過縮短處理機轉(zhuǎn)位時間和有效地利用自動測試設(shè)備資源來縮 短總測試時間的平臺系統(tǒng)，將是本領(lǐng)域和技術(shù)中的一個顯著改善。
[0012] 一種用于最小化轉(zhuǎn)位時間的系統(tǒng)和方法已在受讓人的已有專利中描述，包括美國 專利號7，183,78582、美國專利號7,508，19182、美國專利號7,619,43282和美國專利號8， 400,180B2,其中，測試機資源W交替的方式在兩個或更多個處理機之間被復(fù)用，W將轉(zhuǎn)位 時間縮短至無關(guān)緊要。為了使運一策略有效，需要將測試機連接到多個處理機的復(fù)用電路 板(主板）。此主板通常被設(shè)計為單個的集成組件。運種方案的一個缺點是，當(dāng)任何一個復(fù)用 部件發(fā)生故障時，整個組件就會變得無用，除非進(jìn)行修復(fù)。有利的是將復(fù)用部件放置在一個 可拆卸的模塊或子卡上，W便在一個部件出現(xiàn)故障的情況下，能夠只更換有缺陷的模塊而 使復(fù)用主板能夠立即恢復(fù)服務(wù)。此外，因為必須對任何有缺陷的復(fù)用部件進(jìn)行測試，所W就 便于測試而言，模塊化架構(gòu)將是有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明提供了一種在半導(dǎo)體測試單元中使用可快速更換的復(fù)用負(fù)載模塊來復(fù)用 機器人處理機的新穎的模塊化復(fù)用接口組件和相關(guān)方法。所公開的設(shè)計構(gòu)造和相關(guān)的特征 描述了一組減少印制電路板(PCB)面積、配合互連的引腳數(shù)和制造成本的控制電路和布局。
[0014] 為了支持用于半導(dǎo)體測試的復(fù)用接口硬件的設(shè)計而描述電路和PCB部件，該電路 和PCB部件被設(shè)計成縮短或消除測試過程中的轉(zhuǎn)位時間。所公開的實施方式包含了可作為 一個或更多個子卡被附裝到主板接口 PCB上的模塊化復(fù)用部件的創(chuàng)新的設(shè)計元素。主板是 一個印制電路板組件，該印制電路板組件附裝到作為測試機和一個或更多個被測器件之間 的電氣和機械接口的半導(dǎo)體測試機。所公開的實施方式簡化了復(fù)用硬件的設(shè)計，并且包含 了支持具有縮短的或可忽略的轉(zhuǎn)位時間的半導(dǎo)體測試所必需的所有元件。
[0015] 在一個實施方式中，提供了一種用于縮短在使用機器人處理機的自動化半導(dǎo)體測 試設(shè)備中的半導(dǎo)體測試轉(zhuǎn)位時間的模塊化復(fù)用接口組件。該模塊化復(fù)用接口組件包括:附 接到所述自動化半導(dǎo)體測試設(shè)備的印制電路復(fù)用主板;和多個模塊化負(fù)載板，每個模塊化 負(fù)載板都可拆卸地電連接和機械連接至機器人處理機。該模塊化復(fù)用接口組件還包括多個 電纜束，每個電纜束都將印制電路主板電連接至所述多個模塊化負(fù)載板中的一個模塊化負(fù) 載板，其中針對指定數(shù)字信號對所述多個電纜束進(jìn)行走線長度匹配。
[0016] 在另一個實施方式中，所述多個電纜束的走線長度匹配于一公差，給定所述印制 電路復(fù)用主板的電介質(zhì)，該公差等于或大于所述指定數(shù)字信號的傳播速度乘W所述指定數(shù) 字信號的上升時間的大約1/6。
[0017] 在進(jìn)一步的實施方式中，所述多個電纜束的走線長度匹配于一公差，給定所述印 制電路復(fù)用主板的電介質(zhì)，該公差等于或大于所述指定數(shù)字信號的傳播速度乘W所述指定 數(shù)字信號的下降時間的大約1/6。
[0018] 在一個實施方式中，所述多個電纜束的走線長度匹配于一公差，給定所述印制電 路復(fù)用主板的電介質(zhì)，該公差等于或大于所述指定數(shù)字信號的傳播速度乘W所述指定數(shù)字 信號的上升時間和下降時間中的最短時間的大約1/6。
[0019] 在另一個實施方式中，該模塊化復(fù)用接口組件還包括分配給指定機器人處理機的 安全電路，該安全電路防止用于該指定機器人處理機的復(fù)用繼電器在與該指定機器人處理 機相關(guān)聯(lián)的電纜束從所述印制電路復(fù)用主板斷開時致動。
[0020] 在進(jìn)一步的實施方式中，分配給所述指定機器人處理機的所述安全電路位于將所 述自動化半導(dǎo)體測試設(shè)備與所述指定機器人處理機連接起來的互鎖電路中。所述互鎖電路 防止所述自動化測試設(shè)備對利用超過預(yù)定電壓闊值的電信號的半導(dǎo)體測試機資源上電。
[0021] 在一個實施方式中，所述安全電路包括專用電路。該專用電路與用于每個機器人 處理機的指定互鎖電路進(jìn)行接口連接，并防止被斷開的機器人處理機上電，而使每個被連 接的機器人處理機能夠繼續(xù)進(jìn)行測試操作。
[0022] 在另一個實施方式中，所述模塊化復(fù)用接口組件進(jìn)一步包括防止電路，該防止電 路防止多于一個的機器人處理機同時被連接到所述自動化半導(dǎo)體測試設(shè)備的半導(dǎo)體測試 機。
[0023] 在進(jìn)一步的實施方式中，所述防止電路包括常閉的防止繼電器，該防止繼電器打 開而將與被意外地同時連接到同一個半導(dǎo)體測試機的機器人處理機相關(guān)聯(lián)的繼電器的電 力斷開。
[0024] 在一個實施方式中，當(dāng)常閉防止繼電器打開時，啟動警報。
[0025] 在另一實施方式中，該模塊化復(fù)用接口組件進(jìn)一步包括位于所述印制電路復(fù)用主 板中的密度電路，該密度電路允許對所述印制電路復(fù)用主板的復(fù)用部件進(jìn)行復(fù)用密度配 置。
[0026] 在進(jìn)一步的實施方式中，所述密度電路使四引腳器件能夠共用=個過孔并占據(jù)所 述印制電路復(fù)用主板的相對側(cè)的相同區(qū)域。
[0027] 在一個實施方式中，該模塊化復(fù)用接口組件包括位于所述印制電路復(fù)用主板中的 復(fù)用電路，該復(fù)用電路切換所述印制電路復(fù)用主板的兩個平面W交替地將每個機器人處理 機連接到所述自動化半導(dǎo)體測試設(shè)備中的半導(dǎo)體測試機。
[0028] 在另一個實施方式中，該模塊化復(fù)用接口組件進(jìn)一步包括位于所述印制電路復(fù)用 主板中的復(fù)用電路，該復(fù)用電路配置有位于數(shù)字信號路徑的復(fù)用路徑之間的共用接地引 腳，所述共用接地路徑絕不會在相同的時間被共用。
[0029] 在進(jìn)一步的實施方式中，在配置有所述共用接地引腳的所述復(fù)用電路中，數(shù)字信 號路徑的數(shù)量為所述共用接地引腳的兩倍。
[0030] 在一個實施方式中，設(shè)有位于所述印制電路復(fù)用主板中的復(fù)用電路，該復(fù)用電路 被配置為針對高電流的開關(guān)部件進(jìn)行雙倍密度路由。
[0031] 在另一個實施方式中，固態(tài)繼電器被配對到所述印制電路復(fù)用主板的頂層和底 層，并且它們的一些引腳在公共過孔上被配對和共用。
[0032] 在進(jìn)一步的實施方式中，設(shè)置有兩個模塊化負(fù)載板。
[0033] 在一個實施方式中，設(shè)置有多于兩個的模塊化負(fù)載板。
[0034] 在另一個實施方式中，提供了一種使用模塊化復(fù)用接口組件來縮短在使用機器人 處理機的自動化半導(dǎo)體測試設(shè)備中的半導(dǎo)體測試轉(zhuǎn)位時間的方法。該方法包括:將印制電 路復(fù)用主板附接到所述自動化半導(dǎo)體測試設(shè)備;和將模塊化負(fù)載板附接到多個機器人處理 機中的每個機器人處理機，每個模塊化負(fù)載板都可拆卸地電連接和機械連接至機器人處理 機。該方法還包括提供多個電纜束，每個電纜束都將印制電路主板電連接至模塊化負(fù)載板， 其中針對指定數(shù)字信號對所述多個電纜束進(jìn)行走線長度匹配。
【附圖說明】
[0035] 圖1提供了復(fù)用的處理機測試單元的圖示；
[0036] 圖2提供了雙處理機互鎖安全電路的圖示；
[0037] 圖3示出了防止與半導(dǎo)體測試機的重疊處理機連接的電路；
[0038] 圖4提供了復(fù)用部件的雙倍密度部件放置的圖示；
[0039] 圖5示出了使用全通過孔(full Vias)來復(fù)用機器人處理機；
[0040] 圖6示出了使用局部過孔(partial Vias)和減少控制部件數(shù)量來復(fù)用機器人處理 機；
[0041 ]圖7示出了對于高電流開關(guān)部件的雙倍密度路由；和
[0042] 圖8示出了可W在運里所描述的半導(dǎo)體測試過程中使用的計算機的例子。
【具體實施方式】
[0043] 因此，鑒于上述情況，本公開旨在通過它的一個或一個W上的各個方面，實施方式 和/或特定的特征或子部件帶來如下面所具體指出的一個或更多個優(yōu)點。本公開描述了一 種用于配置模塊化復(fù)用接口組件的先進(jìn)方法，該方法縮短或消除了配備有機器人處理機的 自動化半導(dǎo)體測試設(shè)備的轉(zhuǎn)位時間。
[0044] 圖1示出了使用復(fù)用主板101的復(fù)用處理機測試單元100。復(fù)用主板101被配置為可 W容易地附裝至半導(dǎo)體測試機102和從半導(dǎo)體測試機102拆下的可拆卸模塊。復(fù)用主板101 利用電纜束105、106與子負(fù)載板103、104進(jìn)行電連通。子負(fù)載板103、104分別附裝至機器人 "處理機r 107和機器人"處理機2" 108。子負(fù)載板103、104也被配置為可W容易地分別附裝 至機器人"處理機r 107和機器人"處理機2" 108和分別從機器人"處理機r 107和機器人"處 理機2" 108拆下的可拆卸模塊。復(fù)用處理機測試單元100還包括計算機109,該計算機109經(jīng) 由通信電纜112與測試機102電連通。計算機109還經(jīng)由通信電纜110和111與機器人"處理機 r 107和機器人"處理機2" 108電連通。
[0045] 復(fù)用主板101和相關(guān)的子載板103、104是本文中所描述的本發(fā)明的要點。通常情況 下，復(fù)用主板完全復(fù)用全部測試機資源，使得一個設(shè)計將適用于所有應(yīng)用。然而，每個應(yīng)用 通常都需要一個獨特的處理機負(fù)載板。再次參照圖1，對于復(fù)用主機板必須要滿足一定的設(shè) 計要求，W便該設(shè)計能夠在最寬范圍的測試機配置和結(jié)構(gòu)上有效且高效地運作。
[0046] 運些設(shè)計要求包括但不限于W下考慮因素。第一個設(shè)計要求是信號走線針對每個 數(shù)字信號的走線長度匹配。走線長度匹配對于只具有針對該應(yīng)用而設(shè)置的一個定時校準(zhǔn)的 測試機而言是需要的。運通常被稱為時域反射(TDR)定時校準(zhǔn)。如果只有一個校準(zhǔn)數(shù)據(jù)集可 用，那么運兩個處理機1和處理機2的走線長度必須匹配，使得單個TDR數(shù)據(jù)集在到達(dá)處理機 的兩個路徑上相同地作用。該方法被描述為走線長度匹配于一公差，該公差等于或大于給 定PCB電介質(zhì)的信號傳播速度乘W信號上升或下降時間（W較短者為準(zhǔn)）的1/6。例如，如果 FR4電介質(zhì)具有大約1英寸/ieOps的傳播速度，W及上升和下降時間均為1ns，那么走線長度 匹配應(yīng)小于或等于：
[0047] 1 英寸/176ps*l/6*1000ps = 0.95 英寸。
[0048] 第二個設(shè)計要求是提供安全電路，該安全電路防止用于某個處理機的復(fù)用繼電器 在用于該處理機的電纜被斷開時被致動。該安全電路通常與被統(tǒng)稱為互鎖電路的電路關(guān) 聯(lián)?；ユi電路將測試機與處理機連接起來。如果該電路斷路或中斷，則測試機無法加電可能 攜帶危險電壓的測試機資源。當(dāng)有兩個處理機時，提供了一種專用電路，其在兩個處理機的 互鎖電路之間進(jìn)行區(qū)分。如果到一個處理機的電纜斷開，則防止運個斷開的處理機通電，而 被連接的另一個處理機繼續(xù)正常工作。
[0049] 圖2示出了雙處理機互鎖安全電路200的實施方式。INTERL0CK_0UT_H1是一信號， 當(dāng)該信號終止于接地連接（該接地連接在同一電纜上返回到安裝至測試機的復(fù)用板上的 地)時該信號經(jīng)由連接到安裝在處理機1上的器件接口板(DIB)的電纜傳送。如果電纜斷開 連接，則電路被斷路，繼電器化Y10_l被去致動，并采取如圖2所示的配置。當(dāng)電纜連接時， INTE化0CK_0UT_H1被拉到地且化Y10_l被致動。在運種致動配置中，CBIT41被傳遞給BANK_ A_EN，用于處理機1的復(fù)用繼電器如通常一樣由CBIT41來控制。剛剛給出的同樣描述也適用 于INTE化0CK_0UT_H2和處理機2。運些電路一起在繼電器化Y10_3處構(gòu)成一個邏輯與運算， 其在去致動時將斷開危險的測試機資源的供電。如果一個處理機斷開連接，則該電路僅僅 禁止向該處理機供電，而允許所連接的處理機保持工作。如果兩個處理機都斷開連接，貝U RLY10_3被去致動，所有危險電源都被禁止，任何一個處理機都不允許連接。運是因為，為了 使INTE化OCK-INT邸LOCK_RET(RETURN)電路接通(或完整），必須致動RLY10_3。該電路由測 試機監(jiān)測并且在斷路時會導(dǎo)致測試機將危險資源斷電。
[0050]下面提供的表1示出了由圖2的電路實現(xiàn)的邏輯。 「AAC 4 1
[0化2] 表1.雙處理機互鎖安全電路的邏輯
[0053] 第=個設(shè)計要求是提供防止兩個機器人處理機同時連接到半導(dǎo)體測試機的電路。 雖然用戶絕不會有意造成兩個機器人處理機同時都連接到半導(dǎo)體測試機的情況，但是運種 情況可能會意外地發(fā)生。
[0054] 運種電路的一個實施方式在圖3中示出，圖3示出了電路300的一個實施方式，該電 路300用于防止到半導(dǎo)體測試機的重疊處理機連接。如果復(fù)用部件的兩邊(both banks)同 時被使能，則繼電器K2和K3被同時致動。運又來將Kl致動。當(dāng)Kl被致動時，常閉繼電器打開 并斷開來自復(fù)用繼電器的電力。由于繼電器常開(關(guān)斷），所W哪個處理機也不能連接。也可 W使用CBIT1和CBIT2來實施BANK_EN_A和BANK_EN_B?？蒞設(shè)想，復(fù)用繼電器的兩邊在同一 時間被使能的狀況將導(dǎo)致提醒用戶該問題的警報狀況。運個事件可W例如通過在Kl的引腳 2處監(jiān)視該節(jié)點而被檢測。當(dāng)出現(xiàn)警報狀況時，該節(jié)點將從繼電器電力下降到近地電勢。
[0055] 除了上面列舉的設(shè)計要求W外，還有其它有益的設(shè)計特點。第一個附加的設(shè)計特 征是提供一種允許對復(fù)用部件進(jìn)行雙倍密度配置的電路。運種方法允許四引腳器件共用= 個過孔并占用PCB的相對側(cè)的同一區(qū)域。例如，圖4提供了復(fù)用部件的雙倍密度部件放置即 部件是如何放置在PCB基板的相對側(cè)的圖示400。
[0056] 第二個附加的設(shè)計特征是，提供一個復(fù)用電路，其在固定電源和地之間切換PCB的 兩個平面W交替地將處理機1和處理機2連接至測試機。該方法允許在兩個開關(guān)(switch)之 間共用=個過孔。例如，圖5提供了使用全通過孔來復(fù)用機器人處理機的圖示500。在應(yīng)用 中，在PCB的頂部和底部可能存在多個配對的開關(guān)部件。該設(shè)計允許配對開關(guān)上的四個引腳 中的=個被共用。運將同時實現(xiàn)成本縮減和面積節(jié)省。根據(jù)需要，每個開關(guān)的第四引腳都可 W被路由至其中第四過孔可W路由第四信號的位置。運樣就不再需要局部過孔，后者需要 更昂貴的制造工藝。如圖5所示，四對復(fù)用部件在信號BANK_A_EN(使能)和BANK_B_EN的控制 下交替地致動。圖3的安全電路防止同時致動兩個信號。運防止了使電源、繼電器電源直接 接地短路的情況?？蒞想到，保險絲提供了第二層級的電源保護(hù)。
[0057] 為了比較，圖6示出了類似的電路，但控制方案僅支持一個共用過孔。更具體地，圖 6提供了使用局部過孔和減少的控制部件數(shù)量來復(fù)用機器人處理機的圖示600。在運種情況 下，控制部件的數(shù)量得W減少。在其它=個引腳上不允許局部全通過孔，因為它們的功能是 不同的。
[0058] 第=個附加的設(shè)計特征是，包括減少針對每個信號引腳所需的接地引腳數(shù)量的數(shù) 字信號引腳分配策略。最佳的設(shè)計實踐規(guī)定了針對多針電連接器上的每個數(shù)字信號引腳， 必須有一個與每個信號引腳相應(yīng)配對的接地引腳。進(jìn)一步應(yīng)該理解的是，每個接地引腳都 應(yīng)該鄰近其相應(yīng)的信號引腳。運設(shè)及使電感最小化的原因。電感會而且通常的確降低信號 完整性。在設(shè)計到本文所描述的復(fù)用模塊的互連時，首要設(shè)計規(guī)則是為每個信號引腳提供 接地引腳。然而，由于如圖3的電路所確保的那樣，復(fù)用信號路徑永遠(yuǎn)都不會同時有效，所W 有機會在數(shù)字信號路徑的復(fù)用路徑之間共用接地引腳。雖然接地引腳可W被視為共用的， 但是它們絕對不會被同時共用。運提供了一個顯著降低復(fù)用模塊與附裝至測試機的主板之 間的配合連接器的引腳數(shù)的機會。
[0059] 使用圖6所示的例子，在下面提供的表2和表3中例示了首要設(shè)計。 「00601
[0063]
[0064] 表 3
[0065] 表2示出了一個實際的連接器引腳分配(8個接地）。表3示出了一個優(yōu)選的連接器 引腳分配(4個接地）。通過比較表2與表3可W看出，有可能將復(fù)用信號路徑的接地引腳減少 50%。表3的分配還避免了兩個有效信號彼此相鄰。當(dāng)任何信號有效時，在它與任何其它有 效信號引腳之間總有對應(yīng)的返回接地。對于高引腳數(shù)互連，運種所需接地引腳數(shù)量的減少 代表了成本和PCB面積二者的顯著節(jié)省。
[0066] 在另一設(shè)計構(gòu)造中，復(fù)用模塊可W包括用于高電流切換部件的雙倍密度路由。在 此構(gòu)造中，關(guān)鍵創(chuàng)新是固態(tài)繼電器(SSR)被配對到頂部和底部層PCB部件，并且它們的引腳 的一部分但不是全部在公共過孔上被配對和共用。
[0067] 運些電路可W被設(shè)計成在布局上支持高電流、低阻抗模擬路徑W及高電流受控阻 抗數(shù)字信號路徑。
[0068] 圖7提供了包括在用于高電流切換部件的雙倍密度路由中提供安全電力的實施方 式的圖示700。在圖7中，對于繼電器對K1_A和K1_B，信號CHl在兩個信號路徑CHlA和CHlB之 間切換。運種切換是W交替的方式由A_PWR_B_GND和B_PWR_A_GND致動的。運些控制信號使 二極管在成對開關(guān)的引腳1和2(由"A"或"B"表示)之間偏置。僅允許W下狀態(tài):兩個二極管 都截止;K_1A上的二極管導(dǎo)通，K_1B上的二極管截止;或1(_18上的二極管導(dǎo)通，K_1A上的二 極管截止。兩個二極管同時導(dǎo)通的狀態(tài)由于(未示出）的電路而永遠(yuǎn)不被允許，當(dāng)BANK_A_EN 和BANK_B_EN被同時使能時，該電路關(guān)閉安全電源。在圖7中，4個通道的區(qū)塊被重復(fù)12次，W 便有48個工作通道。
[0069] 圖8示出了計算機1200的實施例，在利用自動化半導(dǎo)體測試設(shè)備和機器人處理機 的半導(dǎo)體測試過程中可W使用該計算機。計算機1200包括一組或多組計算機編程指令，運 些計算機編程指令存儲在存儲器1202中，并且能夠由計算機1200中的處理器1201執(zhí)行W實 現(xiàn)W上描述的過程。當(dāng)利用特定測試軟件適當(dāng)編程時計算機1200成為了被構(gòu)造成用于?？?一組測試操作和功能的專用用途計算機。
[0070] 在半導(dǎo)體測試系統(tǒng)中利用的計算機可W W許多物理構(gòu)造中的一個構(gòu)造來呈現(xiàn)，包 括被構(gòu)造成服務(wù)器或客戶終端。計算機也可W與各種設(shè)備相關(guān)聯(lián)，諸如臺式計算機、膝上型 計算機、個人數(shù)字助理、移動設(shè)備、電子平板、智能電話等等。
[0071] 如圖8所示，計算機1200包括處理器1201和存儲器1202,存儲器1202是可W由計算 機1200使用的一種或多種各式存儲器的代表。運些存儲器可W包括一種或多種隨機訪問存 儲器、只讀存儲器和可編程只讀存儲器等等。計算機1200還包括至少一個顯示器1203,該至 少一個顯示器1203可W W任何形式提供，包括陰極射線管、L邸顯示器、LCD顯示器和等離子 顯示器等。該顯示器可W包括用于諸如通過觸敏顯示屏進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入的設(shè)置。附加輸出裝 置可W包括音頻輸出設(shè)備，諸如揚聲器1209。
[0072] 計算機1200進(jìn)一步包括一個或多個輸入裝置。輸入裝置可W包括如下裝置中的一 個或多個:字母數(shù)字輸入裝置1204,諸如鍵盤;光標(biāo)控制器1205,諸如鼠標(biāo)、觸摸墊或操縱 桿;和麥克風(fēng)1210。計算機1200還使得處理器1201能夠通過計算機1200外部的網(wǎng)絡(luò)1207與 一個或多個遠(yuǎn)程裝置1206通信。計算機1200內(nèi)部的通信主要使用總線1208。
[0073] 在另選實施方式中，可W將諸如專用應(yīng)用集成電路、可編程邏輯陣列或其它硬件 器件之類的專用硬件實現(xiàn)構(gòu)造成來實現(xiàn)運里描述的一個或多個方法。可能包括各種實施方 式的設(shè)備和系統(tǒng)的應(yīng)用可廣泛地包括各種電子和計算機系統(tǒng)。運里描述的一個或多個實施 方式可W使用兩個或更多個具體互連的硬件模塊或裝置實現(xiàn)功能，該硬件模塊或裝置具有 能夠在模塊之間通過模塊傳送的相關(guān)控制和數(shù)據(jù)信號，或者作為專用應(yīng)用集成電路的一部 分。因而，本發(fā)明的系統(tǒng)涵蓋軟件、固件和硬件實現(xiàn)。
[0074] 根據(jù)本公開的各種實施方式，運里描述的方法可W通過可由計算機系統(tǒng)執(zhí)行的軟 件程序?qū)崿F(xiàn)。另外，在一個示例性非限制性實施方式中，實現(xiàn)可W包括分布式處理、組件/對 象分布式處理和并行處理。另選地，可W將虛擬計算機系統(tǒng)處理構(gòu)造成實現(xiàn)運里描述的一 個或多個方法或功能。
[0075] 盡管已經(jīng)參照若干個示例性實施方式描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，已經(jīng)使用的措辭 是描述和示例性措辭，而不是限制性措辭。在不脫離本發(fā)明的在其方面中的精神和范圍的 情況下，可W在當(dāng)前陳述和修改的所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)作出改變。盡管已經(jīng)參照具體手 段、材料和實施方式描述了本發(fā)明，但并不是為了將本發(fā)明限制于所公開的具體細(xì)節(jié)；相 反，本發(fā)明延及到如在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有在功能上等價的結(jié)構(gòu)、方法和用途。
[0076] 盡管可W將非暫時性計算機可讀介質(zhì)示出為單個介質(zhì)，但是術(shù)語"計算機可讀介 質(zhì)"包括單個介質(zhì)或多重介質(zhì)，諸如集中式或分布式數(shù)據(jù)庫和/或存儲一組或多組指令的相 關(guān)超高速緩沖存儲器和服務(wù)器。術(shù)語"非暫時性計算機可讀介質(zhì)"應(yīng)該還包括能夠存儲、編 碼或承載由處理器執(zhí)行的一組指令或致使計算機系統(tǒng)執(zhí)行運里公開的任何一個或多個方 法或操作的任何介質(zhì)。
[0077] 在一具體非限制性的示例性實施方式中，計算機可讀介質(zhì)可W包括諸如存儲卡之 類的固態(tài)存儲器或容納一個或多個非易失性只讀存儲器的其它封裝。另外，該計算機可讀 介質(zhì)可W是隨機存取存儲器或其它易失性可再寫存儲器。此外，該計算機可讀介質(zhì)可W包 括諸如磁盤或磁帶之類的磁光或光學(xué)介質(zhì)或捕獲諸如通過傳輸介質(zhì)傳送的信號之類的載 波信號的其它存儲器件。因而，所述公開被認(rèn)為包括任何計算機可讀介質(zhì)或其中可存儲數(shù) 據(jù)或指令的其它等同物或后續(xù)媒體。
[0078] 盡管本說明書描述了可W參照具體標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議在【具體實施方式】中實現(xiàn)的組件和 功能，但是本公開不限于運些標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。例如，用于互聯(lián)網(wǎng)和其它分組交換網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臉?biāo) 準(zhǔn)代表現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的示例。運些標(biāo)準(zhǔn)被具有基本相同功能的更快或更高效的等同物周期 性地取代。因而，具有相同或類似功能的替換標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議被認(rèn)為是其等同物。
[0079] 運里描述的實施方式的圖示是為了提供各種實施方式的結(jié)構(gòu)的一般理解。運些圖 示不是為了用作利用運里描述的結(jié)構(gòu)或方法的設(shè)備和系統(tǒng)的所有元素和特征的完整描述。 在閱讀所述公開之后許多其它實施方式對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。從所述公開可利 用和推導(dǎo)出其它實施方式，使得在不脫離該公開的范圍的情況下可進(jìn)行結(jié)構(gòu)和邏輯替換和 改變。另外，運些圖示僅僅是代表性的，并且可能不是按照比例繪制的。圖示中的一些比例 可能被夸大，而其它比例可能被最小化。因而，所述公開和附圖應(yīng)被認(rèn)為是示例性而非限制 性的。
[0080] 所述公開的一個或多個實施方式在運里可W被單獨地和/或共同地稱為術(shù)語"發(fā) 明"，運僅僅是為了方便而不是為了特意將該申請的范圍限制于任何具體發(fā)明或發(fā)明構(gòu)思。 此外，盡管運里已經(jīng)圖示并描述了【具體實施方式】，應(yīng)該認(rèn)識到，被設(shè)計成實現(xiàn)相同或類似目 的的任何隨后布置可W取代所示的【具體實施方式】。該公開旨在覆蓋各種實施方式的任何和 所有隨后的改變和修改。通過閱讀說明書，上述實施方式的組合W及運里沒有明確描述的 其它實施方式對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。
[0081] 該公開的摘要是在該摘要不會用來解釋或限制權(quán)利要求的范圍或含義運個認(rèn)識 下提交的。另外，在上述【具體實施方式】中，為了使得該公開流楊易懂，將各種特征一起編組 或在單個實施方式中描述。并不是要將該公開解釋為反映了所要求保護(hù)的實施方式需要比 在每個權(quán)利要求中明確闡述的更多的特征運種意愿。相反，如W下權(quán)利要求反映的，發(fā)明主 題內(nèi)容可能設(shè)及少于任何一個公開實施方式的所有特征的特征。因而，W下權(quán)利要求結(jié)合 在【具體實施方式】中，且每個權(quán)利要求獨立地存在，單獨地限定所要求保護(hù)的主題內(nèi)容。
[0082] W上公開的主題內(nèi)容應(yīng)被認(rèn)為是說明性而非限制性的，并且所附權(quán)利要求旨在覆 蓋落入本公開的真實精神和范圍內(nèi)的所有運種修改、改進(jìn)和其它實施方式。因而，在由法律 允許的最大范圍內(nèi)，本公開的范圍應(yīng)由如下權(quán)利要求及其等同物可允許的最寬泛解釋來確 定，并且不應(yīng)該受到W上詳細(xì)描述的制約或限制。
【主權(quán)項】
1. 一種模塊化復(fù)用接口組件，該模塊化復(fù)用接口組件用于縮短使用機器人處理機的自 動化半導(dǎo)體測試設(shè)備中的半導(dǎo)體測試轉(zhuǎn)位時間，該模塊化復(fù)用接口組件包括： 附接到所述自動化半導(dǎo)體測試設(shè)備的印制電路復(fù)用主板； 多個模塊化負(fù)載板，每個模塊化負(fù)載板都可拆卸地電連接和機械連接至機器人處理 機；以及 多個電纜束，每個電纜束都將印制電路主板電連接至所述多個模塊化負(fù)載板中的一個 模塊化負(fù)載板， 其中針對指定數(shù)字信號對所述多個電纜束進(jìn)行走線長度匹配。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化復(fù)用接口組件， 其中所述多個電纜束的走線長度匹配于一公差，給定所述印制電路復(fù)用主板的電介 質(zhì)，該公差等于或大于所述指定數(shù)字信號的傳播速度乘以所述指定數(shù)字信號的上升時間的 大約1/6。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化復(fù)用接口組件， 其中所述多個電纜束的走線長度匹配于一公差，給定所述印制電路復(fù)用主板的電介 質(zhì)，該公差等于或大于所述指定數(shù)字信號的傳播速度乘以所述指定數(shù)字信號的下降時間的 大約1/6。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化復(fù)用接口組件， 其中所述多個電纜束的走線長度匹配于一公差，給定所述印制電路復(fù)用主板的電介 質(zhì)，該公差等于或大于所述指定數(shù)字信號的傳播速度乘以所述指定數(shù)字信號的上升時間和 下降時間中的最短時間的大約1/6。5. 根據(jù)如權(quán)利要求1所述的模塊化復(fù)用接口組件，該模塊化復(fù)用接口組件進(jìn)一步包括： 分配給指定機器人處理機的安全電路，該安全電路防止用于該指定機器人處理機的復(fù) 用繼電器在與該指定機器人處理機相關(guān)聯(lián)的電纜束從所述印制電路復(fù)用主板斷開時致動。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的模塊化復(fù)用接口組件， 其中分配給所述指定機器人處理機的所述安全電路位于將所述自動化半導(dǎo)體測試設(shè) 備與所述指定機器人處理機連接起來的互鎖電路中，并且所述互鎖電路防止所述自動化測 試設(shè)備對利用超過預(yù)定電壓閾值的電信號的半導(dǎo)體測試機資源上電。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的模塊化復(fù)用接口組件， 其中所述安全電路包括專用電路，該專用電路與用于每個機器人處理機的指定互鎖電 路進(jìn)行接口連接，并防止被斷開的機器人處理機上電，而使每個被連接的機器人處理機能 夠繼續(xù)進(jìn)行測試操作。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化復(fù)用接口組件，該模塊化復(fù)用接口組件進(jìn)一步包括： 防止電路，該防止電路防止多于一個的機器人處理機同時被連接到所述自動化半導(dǎo)體 測試設(shè)備的半導(dǎo)體測試機。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的模塊化復(fù)用接口組件， 其中所述防止電路包括常閉的防止繼電器，該防止繼電器打開而將與被意外地同時連 接到同一個半導(dǎo)體測試機的機器人處理機相關(guān)聯(lián)的繼電器的電力斷開。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的模塊化復(fù)用接口組件， 其中當(dāng)所述常閉的防止繼電器打開時，啟動警報。11. 根據(jù)如權(quán)利要求1所述的模塊化復(fù)用接口組件，該模塊化復(fù)用接口組件進(jìn)一步包 括： 位于所述印制電路復(fù)用主板中的密度電路，該密度電路允許對所述印制電路復(fù)用主板 的復(fù)用部件進(jìn)行復(fù)用密度配置。12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的模塊化復(fù)用接口組件， 其中所述密度電路使四引腳器件能夠共用三個過孔并占據(jù)所述印制電路復(fù)用主板的 相對側(cè)的相同區(qū)域。13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化復(fù)用接口組件，該模塊化復(fù)用接口組件進(jìn)一步包括： 位于所述印制電路復(fù)用主板中的復(fù)用電路，該復(fù)用電路切換所述印制電路復(fù)用主板的 兩個平面以交替地將每個機器人處理機連接到所述自動化半導(dǎo)體測試設(shè)備中的半導(dǎo)體測 試機。14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化復(fù)用接口組件，該模塊化復(fù)用接口組件進(jìn)一步包括： 位于所述印制電路復(fù)用主板中的復(fù)用電路，該復(fù)用電路配置有位于數(shù)字信號路徑的復(fù) 用路徑之間的共用接地引腳，所述共用接地路徑絕不會在相同的時間被共用。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的模塊化復(fù)用接口組件， 其中在配置有所述共用接地引腳的所述復(fù)用電路中，數(shù)字信號路徑的數(shù)量為所述共用 接地引腳的兩倍。16. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化復(fù)用接口組件，該模塊化復(fù)用接口組件進(jìn)一步包括： 位于所述印制電路復(fù)用主板中的復(fù)用電路，該復(fù)用電路被配置為針對高電流的開關(guān)部 件進(jìn)行雙倍密度路由。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的模塊化復(fù)用接口組件， 其中固態(tài)繼電器被配對到所述印制電路復(fù)用主板的頂層和底層，并且它們的一些引腳 在公共過孔上被配對和共用。18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化復(fù)用接口組件， 其中設(shè)置有兩個模塊化負(fù)載板。19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化復(fù)用接口組件， 其中設(shè)置有多于兩個的模塊化負(fù)載板。20. -種使用模塊化復(fù)用接口組件來縮短在使用機器人處理機的自動化半導(dǎo)體測試設(shè) 備中的半導(dǎo)體測試轉(zhuǎn)位時間的方法，該方法包括： 將模塊化印制電路復(fù)用主板附接到所述自動化半導(dǎo)體測試設(shè)備； 將模塊化負(fù)載板附接到機器人處理機，每個模塊化負(fù)載板都可拆卸地電連接和機械連 接至多個機器人處理機中的一個機器人處理機；以及 提供多個電纜束，每個電纜束都將印制電路主板電連接至模塊化負(fù)載板， 其中針對指定數(shù)字信號對所述多個電纜束進(jìn)行走線長度匹配。
【文檔編號】G01R31/00GK105960594SQ201580007287
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2015年2月3日
【發(fā)明人】霍華德·H·小羅伯茨
【申請人】塞勒林特有限責(zé)任公司