[发明专利]驳接测试头与外围设备的方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及测试集成电路或电子设备，尤其涉及驳接测试头与外围设备。

背景技术

在制造集成电路(integrated circuits；IC)及其他电子设备时，在整个程序的一或多个阶段处藉由自动测试装备(automatic test equipment；ATE)执行测试。使用将待测试设备置放于适当位置以供测试的特定处置装置。在一些状况下，特定处置装置亦可使待测试设备达到恰当温度及/或在待测试设备正在测试时将其维持于恰当温度下。特定处置装置具有各种类型，包含(例如)用于测试晶圆上的未封装设备的“探针仪”及用于测试已封装零件的“设备处置器”；本文中，术语“处置装置”或“外围设备”将用以指代所有类型的此等装置。电子测试本身由包含测试头的大且昂贵的ATE系统提供，测试头需要连接至处置装置且与处置装置驳接。测试中设备(Device Under Test；DUT)需要用于有效测试的精密高速信号；因此，ATE内的用以测试DUT的“测试电子设备”通常位于测试头中，测试头必须定位成尽可能接近DUT。随着电连接的数目增加，DUT持续变得日益复杂。此外，对于测试系统生产率的经济需求已导致需要并列地测试数个设备的系统。

此等要求已使测试头与外围设备之间的电连接的数目达到数千个且测试头的大小及重量相应地增长。目前，测试头重量可自几百镑至多达两千或三千镑。测试头通常藉由缆线连接至ATE的固定大型计算机，缆线提供用于信号、接地及电力的导电路径。另外，测试头可能需要藉由可挠性管将液体冷却剂供应至其，可挠性管常捆绑于缆线内。另外，某些现今的测试头藉由经由可挠性导管吹入的空气或藉由液体冷却剂及空气的组合冷却。在过去，测试系统通常包含电源供应装置、控制计算机及其类似者的大型计算机。电缆线将大型计算机电子设备耦接至测试头中含有的“销电子设备”。大型计算机与测试头之间的缆线布设增加精确且可重复地操控测试头至所要位置的难度。若干现今的系统现在实际上将所有电子设备置放于可移动测试头中，而大型计算机仍可用以容纳冷却装置、电源供应器及其类似者。因此，待配合的电接点的增加的数目及空间密度与测试头及其缆线的增加的大小及重量使得更难以准确且可重复地相对于外围设备定位测试头。

在个别地测试复杂设备或并列测试许多复杂设备时，必须在测试头与一或多个DUT之间建立几百或几千个电连接。此等连接通常藉由易损、密集间隔的接点实现。在测试晶圆上的未封装设备时，通常藉由安装于探针卡上的针状探针达成至一或多个DUT的实际连接。在测试已封装设备时，通常使用安装于“DUT插座板”上的一或多个测试插座。本文中，术语“DUT配接器”将用以指代固持与一或多个DUT进行实际电连接的一或多个零件的单元。DUT配接器必须精确且可重复地相对于外围设备定位以便使数个DUT中的每一者可依次置放于适当位置以供测试。

可依据容纳DUT配接器的方式对测试系统分类。目前，在许多系统中，DUT配接器适当地固定至处置装置，处置装置通常包含有助于准确地定位DUT配接器的参考特征。本文中，此等系统将称作“外围设备安装式DUT配接器”系统。在其他系统中，DUT配接器附接至测试头且藉由适当地定位(亦即，驳接)测试头来相对于处置装置定位DUT配接器。此等后面的系统将称作“测试头安装式DUT配接器”系统。存在测试头安装式DUT配接器系统的两个可能的子类别。在第一子类别中，在定位或驳接测试头之前定位一或多个DUT。因此，定位测试头的动作使连接组件与DUT进行电接触。此配置可适用于晶圆级测试，其中外围设备首先定位晶圆且接着相对于晶圆定位测试头及DUT配接器(此处为经组态以探测晶圆上的许多或全部设备的探针卡)以使得针状探针接触DUT。在第二子类别中，首先定位或驳接测试头及DUT配接器，且随后在DUT配接器保持于适当位置时外围设备将DUT依次移动至适当位置以供测试。