[发明专利]用于大容量以及大电流的电迁移测试器

说明书

背景技术

越来越多的电迁移测试针对大电流应用，其中被测器件(DUT：Device Under Test)具有非常低的电阻。最典型的例子是用在半导体芯片的各种封装中的焊料凸块接触部(“焊料凸块(solder-bump)”)。在这样的测试中，通常需要高达2.0安培的应力电流(stress current)。

一旦DUT承受由于电迁移所引起的显著损害，它的电阻和耗散功率可能显著地增加到热损害可能是灾难性的点。初看这不应是问题，因为DUT已经通过了测试；然而，这样的热损害可能使测试后失效分析实际上不可能。

常见的方法是一旦达到必需的退化水平就将加力电流(stressingcurrent)与DUT断开。不幸地，电迁移测试器通常不能在这样的措施被采取之前足够快地行动以防止对DUT的灾难性损害。另一个构想是将加力电流源的顺从电压(compliance voltage)限制到跨DUT的电压降被限制的点。例如，所述限制可以被设定为足够低以不使必需的测试后失效分析模糊不清，但足够高以承受充分的退化的电平。尽管原理上有效，但是考虑到跨受力的(stressed)焊料凸起的电压降通常为0.1伏或更小，这个构想可能不是非常可行。并且，具有非常低的电压和高输出电流的电源两者都是罕见并且难以制造的。

在本专利申请中，我们描述了处理并且解决此问题的新颖的方法，其对所有其他测试参数和特征的负面影响最小或者没有负面影响。另外，其提供了提高DUT容量的新的选择，即使有额外的约束也是非常少的。

发明内容

进行对电子被测器件(DUT)的电磁测试的方法包括将所述DUT引入电路，所述电路具有与所述DUT并联连接的电压限制器。所述电路包括受控电流源，该受控电流源具有与所述DUT串联连接的输出电流。所述电压限制器的特征在于，当所述输出电流使得在没有所述电压限制器就位的情况下跨所述DUT的电压(Vdut)将超过特定的最大电压Vmax时，所述输出电流中的至少一部分流过所述电压限制器，以将Vdut限制为小于或等于Vmax。当所述输出电流使得Vdut将小于或者等于Vmax时，电流不流过所述电压限制器。

所述电路可以包括多个DUT，每个DUT与受控电流源的输出电流串联连接，其中电压限制器与每个DUT并联连接。

附图说明

图1是用于被测器件(DUT)的典型的电迁移设置的概念上的示意性描述。

图2是电迁移设置的示意性描述，其中与所述DUT并联的电压限制器(VL)被提供。

图3是用于多个DUT的电迁移设置的示意性描述，其中与每个DUT并联的VL被提供。

图4是可用作VL的功率P-N结(二极管)的电流对电压特性(I-V)的图表，其中还用图表表示了“理想”限制器的特性用于参考。

图5是用于多个DUT的电迁移设置的示意性描述，其中与每个DUT并联的二极管VL被提供。

具体实施方式

图1示出了典型的电迁移设置的概念上的示意性描述。电流源102由用户指定的输入104驱动，该用户指定的输入104设定所需要的电流，而来自被感测的电流的直接反馈106确保连续、稳定及精确的电流流动。由此产生的跨DUT的电压(Vdut)通常受电流源的电力供应(power-supply)限制。所以，电源(power supply)的选择一般地将取决于DUT以及将被使用的电流的范围，以使在由用户定义的最极端的条件下--由此产生的跨DUT的电压降(Vdut)将不被钳位到不足的电平。然而，如果所期望的钳位电压不能超过0.1伏，则这样低的电源可能难以找到。选择之一是提供简单但有效的电压限制器--主要适合于低的顺从电压电平。

例如，假定受控电流源(CCS)102通过5伏电源供电，并且顺从电压不应超过大约1.0伏。根据图2中所示意的方面，电压限制器(VL)可以被加入图1的电路，比如带有以下特征的电压限制器：

(1)对于Vdut＝IdutRdut≤Vmax    I_L＝＞0

(2)对于I_L＞0                   V_L＝Vdut＝Vmax

此配置的例子在图2中被示出。图2的电路包括电压限制器202，其允许将是器件电流(Idut)的电流中的一部分通过电压限制器202。