專利名稱：處理測試器與多個被測器件間的信號的裝置、系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在高溫下利用探針陣列的單觸地(touchdown)處理測試器與多個被測器件之間的信號的裝置、系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
其他人已經(jīng)開發(fā)出針對包含很多NAND裸片(例如432個NAND裸片)的300mm晶片的雙觸地測試的解決方案，其中每個NAND裸片具有16個測試點，從而432個NAND裸片總共具有6912個測試點。一般而言，這種測試利用安裝在自動測試裝備(ATE)系統(tǒng)的被測器件(DUT)接口中的機械繼電器。這些繼電器通常在電氣上遠離被測器件(DUT)。當從設(shè)備讀回時，該距離可能導致大阻抗失配。另外，用于測試設(shè)備的最大數(shù)據(jù)速率可能被限制到僅20MHz。
機械繼電器還非常昂貴。例如，典型的機械繼電器每個大約花費$8.00。這可能限制了用戶的投資回報(ROI)。機械繼電器一般被評估為可使用大約1百萬到1千萬個測試周期。隨著時間流逝，這可能對用戶造成可靠性問題。此外，機械繼電器被評估為僅工作在最高85℃。這允許在85℃或低于85℃的溫度上利用機械繼電器對NAND設(shè)備進行測試。
其它解決方案通過在探針卡上安裝多個子板來復用大量測試器引腳電子裝置(PE)。這僅允許NAND裸片的300mm晶片的雙觸地測試。這種子卡方法在溫度和密度方面存在局限。連接器限制了可以放在子卡上的開關(guān)的密度，并且在使用標準級別集成芯片時，活性硅開關(guān)具有85℃的溫度限制。

發(fā)明內(nèi)容
在一個實施例中，提供了一種用于處理測試器和多個被測器件之間的信號的裝置，該裝置包括至少一個多芯片模塊，所述至少一個多芯片模塊中的每一個包括位于到所述測試器的第一組連接器和到所述多個被測器件的第二組連接器之間的多個微機電開關(guān)；以及至少一個驅(qū)動器，用于有選擇地操作所述多個微機電開關(guān)中的每一個。
在另一實施例中，提供了一種用于測試多個被測器件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一組測試器電子裝置，用于生成將應用到多個被測器件的信號，并接收由多個被測器件生成的信號；上面安裝有至少一個多芯片模塊的探針卡，其中所述至少一個多芯片模塊中的每一個包括位于到所述一組測試器電子裝置的第一組連接器和到所述多個被測器件的第二組連接器之間的多個微機電開關(guān)，以及用于有選擇地操作所述多個微機電開關(guān)中的每一個的驅(qū)動器；以及探針陣列，用于在探針卡的所述至少一個多芯片模塊和多個被測器件之間傳送信號。
在又一實施例中，提供了一種用于處理測試器和多個被測器件之間的信號的裝置，該裝置包括直接安裝在探針卡上并且工作在至少125℃的溫度下的至少一個多芯片模塊，并且所述至少一個多芯片模塊中的每一個具有位于到所述測試器的第一組連接器和到所述多個被測器件的第二組連接器之間的多個微機電開關(guān)。
在又一實施例中，提供了一種用于處理測試器和多個被測器件之間的信號的方法，該方法包括利用至少一個多芯片模塊連接測試器和多個被測器件，其中所述至少一個多芯片模塊中的每一個具有位于到所述測試器的第一組連接器和到所述多個被測器件的第二組連接器之間的多個微機電開關(guān)；以及有選擇地操作所述多個微機電開關(guān)中的每一個。
其他實施例也被公開。


在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施例，在附圖中圖1-3示出用于處理測試器和多個被測器件之間的信號的多芯片模塊的一個示例性實施例；圖4示出具有探針卡的系統(tǒng)，所示探針卡具有多個用于處理測試器和多個被測器件之間的信號的多芯片模塊；圖5-7示出用于處理測試器和多個被測器件之間的信號的多芯片模塊的另一示例性實施例；以及圖8是示出用于處理測試器和多個被測器件之間的信號的方法的流程圖。
具體實施例方式
參考圖1-7，其中示出了用于處理測試器和多個被測器件之間的信號的裝置100。在一個實施例中，裝置100可以包括多種多芯片模塊102，其也被稱為MCM 102。圖1-3示出多芯片模塊102的一個示例性實施例。圖4-7示出多芯片模塊102的另一示例性實施例。
多芯片模塊102的頂蓋102A在圖1和5中示出。多芯片模塊102的橫截面圖102B在圖2和6中示出。底部102C在圖3和7中示出。
參考圖2和5，每個多芯片模塊102可以包括多個微機電開關(guān)104(它們也被稱為MEM 104)，這些MEM 104位于到測試器的第一組連接器106和到多個被測器件的第二組連接器108之間。每個多芯片模塊可以包括至少一個驅(qū)動器110，用于有選擇地操作多個微機電開關(guān)104中的每一個。
參看圖4，在一個實施例中，用于處理信號的裝置100可以包括這樣的配置，其中每個多芯片模塊102被直接安裝在探針卡112上。由于多芯片模塊102鄰近探針卡112和被測器件(未示出)，因此一個或多個多芯片模塊102可以工作在至少100MHz的速度上。在另一實施例中，一個或多個多芯片模塊102可以工作在大于20MHz到大約100MHz的速度上。
在一個實施例中，一個或多個多芯片模塊102可以工作在從大約一40℃到大約125℃的溫度范圍內(nèi)。在另一實施例中，一個或多個多芯片模塊102可以工作在從大約85℃到大約125℃的溫度范圍內(nèi)。
在一個實施例中，一個或多個多芯片模塊102可被評估為可使用至少10億個測試周期。多芯片模塊102可能被評估為可使用100億或更多個測試周期。這至少部分由于微機電開關(guān)104可被使用以取代其它類型的開關(guān)。
參考圖2和6，在一個實施例中，多個微機電開關(guān)104可被容宿在單獨的MEM裸片114中。在一個實施例中，每個單獨的MEM裸片114可以包括8個單刀三擲開關(guān)(圖2)。在另一實施例中，每個單獨的MEM裸片114可以包括8個單刀雙擲開關(guān)(圖6)。
參看圖1-3和5-7，附接組件116可被提供以緊固一個或多個多芯片模塊102。在一個實施例中，附接組件116將多芯片模塊102安裝在探針卡112(圖4)上。附接組件116可以包括用于一組螺絲120的通過多芯片模塊102的通孔118，用于將多芯片模塊安裝到探針卡112(圖4)。
由于MEM MCM 102以通過使用螺絲120或其他緊固件被附接到探針卡112，因此無需從ATE系統(tǒng)的供應商那里購買新的測試器。用戶可以簡單地設(shè)計探針卡并將這些MEM MCM附接到探針卡，并將該新探針卡組件安裝到現(xiàn)有的ATE系統(tǒng)上。
一般而言，MCM 102可能非常薄，以允許探針卡112與MCM 102一起裝入探測器的自動加載器中。很多螺絲120或其他緊固件可被用于將MCM 102附接到探針卡112以防止彎曲。
在一個實施例中，一個或多個驅(qū)動器110可被設(shè)計成提供靜電電勢，以有選擇地激活與多個微機電開關(guān)104中的一個或多個相關(guān)聯(lián)的MEM柵極(gate)。一個或多個驅(qū)動器110可以是真空熒光顯示驅(qū)動裸片110。在一個實施例中，四個驅(qū)動器110(圖2)充當算法樣式生成系統(tǒng)(APGS)并彼此獨立地提供靜電電勢到四個單獨的DUT。在另一實施例中，一個驅(qū)動器110(圖6)充當算法樣式生成系統(tǒng)(APGS)并向DUT提供靜電電勢。
在一個實施例中，多芯片模塊102的第二組連接器附接到探針陣列122。該探針陣列122可以具有至少6000個探測尖針，以便在探針陣列122的單觸地期間測試多個被測器件的至少6000個測試點。例如，每個多芯片模塊102可以測試12個DUT，可以有36個多芯片模塊附接到探測卡112，從而總共可測試432個DUT，并且在每個DUT上可以有16個測試點，從而總共可測試6912個測試點，這進而需要6912個探測尖針。
參考圖4，在一個實施例中，示出用于測試多個被測器件的系統(tǒng)124。系統(tǒng)124可以包括一組測試器電子裝置126，用于生成將應用到多個被測器件的信號，并用于接收由多個被測器件所生成的信號。系統(tǒng)124可以包括探針卡112，該探針卡112上直接安裝有至少一個多芯片模塊102。該至少一個多芯片模塊102中的每一個可以包括多個微機電開關(guān)104，這些微機電開關(guān)104位于到所述一組測試器電子裝置126的第一組連接器和到多個被測器件的第二組連接器之間。系統(tǒng)可以包括一個或多個驅(qū)動器110，用于有選擇地操作多個微機電開關(guān)104中的每一個。系統(tǒng)124還可以包括探針陣列122，用于在探針卡112的多芯片模塊102和多個被測器件之間傳送信號。
在一個實施例中，探針卡112上可以安裝36個多芯片模塊102。每個多芯片模塊102可以具有多個MEM裸片114。此外，所述多個MEM裸片114中的每一個可以包含多個開關(guān)104。在一個實施例中，開關(guān)104可以包括單刀三擲開關(guān)。在另一實施例中，開關(guān)104可以包括單刀雙擲開關(guān)。
參看圖1，在一個實施例中，每個多芯片模塊102可以具有9個MEM裸片114。在一個實施例中，9個MEM裸片114中的每一個可以具有8個MEM開關(guān)104。參考圖4，在另一實施例中，每個多芯片模塊102可以具有16個MEM裸片114。在一個實施例中，16個MEM裸片114中的每一個可以具有8個MEM開關(guān)104。
參見圖3和7，在一個實施例中，每個多芯片模塊102可被容宿在具有780個引腳的標準封裝配置中，所述標準封裝配置可被配置在底部102C上。780個引腳中的一部分構(gòu)成第一組連接器106，其可以提供到測試器電子裝置的電連接。780個引腳中的另一部分構(gòu)成第二組連接器108，其可以提供到被測器件的電連接。
探針卡112可以具有440毫米的最大直徑。探針卡112可以形成用于探針針列122的開口128。在一個實施例中，開口128具有330毫米的最小直徑。探針卡112上至少可以安裝36個多芯片模塊102。
在一個實施例中，探針陣列112可以具有至少6000個探測尖針，以便在探針陣列112的單觸地期間測試多個被測器件的至少6000個測試點。
在一個實施例中，系統(tǒng)124通過安裝非常靠近DUT的微機電多芯片模塊102而使得包含NAND設(shè)備的300mm晶片的單觸地測試以最高100MHz被測試。這種單觸地測試無法通過使用機械繼電器或安裝在子板上的活性硅器件來實現(xiàn)。安裝在探針上的子板由于連接器所需的空間而無法實現(xiàn)開關(guān)的所需密度。安裝得遠離DUT的機械繼電器一般被限制在20MHz并且無法實現(xiàn)接近100MHz的數(shù)據(jù)速率。
例如，參看圖1-3，為了實現(xiàn)大約20MHz到大約100MHz的所需數(shù)據(jù)速率，可以將72個單刀三擲(SPTT)MEM開關(guān)104和4個真空熒光顯示驅(qū)動裸片(VFD)110集成到一個780引腳的多芯片模塊(MCM)102中。該MCM 102可以測量26mm×55mm×34mm×55mm(參見圖1)。
在一個實施例中，參看圖5-7，為了實現(xiàn)大約20MHz到大約100MHz的所需數(shù)據(jù)速率，可以將128個單刀雙擲(SPDT)MEM開關(guān)104和1個具有32個輸出的真空熒光顯示驅(qū)動裸片(VFD)110集成到一個780引腳的多芯片模塊(MCM)102中。該MCM 102可以測量26mm×55mm×34mm×55mm(參見圖5)。
MEM MCM 102制造起來非常便宜。例如，每個僅具有780個引腳的包含128個SPDT開關(guān)的MCM封裝大約花費$300。這大大提高了用戶的投資回報(ROI)。
如上所述，機械繼電器一般被評估為最大測試溫度85℃，這是由于繼電器外殼內(nèi)的移動部件所決定的。利用活性硅器件的實現(xiàn)方式通常也被評估為用于最大測試溫度85℃。使用其中任意一種，即機械繼電器或帶有活性硅的子板，NAND器件都只能在最高85℃的溫度下被測試。但是，使用系統(tǒng)100，可以利用一個或多個MEM MCM 102在范圍從-40℃到125℃的溫度下對NAND器件進行測試。
MEM MCM 102一般被安裝得非?？拷麯UT，以便將用于測試NAND器件的最大數(shù)據(jù)速率從20MHz增大到100MHz，并且還使得能夠利用單觸地測試整個300mm晶片。
利用MEM MCM 102取代機械繼電器還非常劃算且非?？煽?。典型的機械繼電器被評估為使用1百萬～1千萬個周期。典型的MEM MCM102可被評估為使用十億～一百億個周期。使用子板由于連接器所需的空間而限制了可以安裝在探針卡上的開關(guān)的密度。
多芯片模塊102一般能夠具有比子卡更高的密度。將多芯片模塊102安裝在探針卡112上使得用戶能夠在測試NAND器件時使測試系統(tǒng)的引腳數(shù)加倍，并且無需購買新的ATE系統(tǒng)。
使用Agilent的V5400測試系統(tǒng)，可以測試16個每個具有36個測試點的NAND器件。每個MEM裸片可以具有8個SPDT開關(guān)。激活MEM柵極所需的靜電電勢將由位于MCM封裝102內(nèi)的真空熒光顯示驅(qū)動裸片110來提供。MCM襯底102B可以是由NELCO 4000-13Si制成的盲埋孔襯底(blind and buried via substrate)，這是一種典型的MCM襯底。連接器106和連接器108可以包括(但不局限于)引腳。封裝的這些引腳可以包括通過銀環(huán)氧(silver epoxy)附接到NELCO 4000-13Si襯底的Be-Cu彈性件。MEM 104和單VFD 110可以位于MCM 102內(nèi)并且可以線接或焊接到襯底。
在一個實施例中，MCM 102可被重復使用。當探針卡被損壞或者僅僅由于裸片尺寸或晶片布局的變化而變得過時時，MCM 102可以從一個探針卡轉(zhuǎn)移到另一探針卡。
可以提供對齊引腳130以使得MCM 102與探針卡112對齊。
現(xiàn)在參看圖8，在一個實施例中，提供了處理測試器和多個被測器件之間的信號的方法800。方法800可以包括利用至少一個多芯片模塊連接(802)測試器和多個被測器件，其中至少一個多芯片模塊中的每一個具有多個位于到測試器的第一組連接器和到多個被測器件的第二組連接器之間的微機電開關(guān)。方法800可以包括有選擇地操作(804)多個微機電開關(guān)中的每一個。
在一個實施例中，方法800可以包括以至少100MHz的速度操作(806)至少一個多芯片模塊。在一個實施例中，方法800可以包括在從-40℃到125℃的溫度下操作(808)多芯片模塊。
方法800可以包括將所述至少一個多芯片模塊中的每一個直接安裝(810)在探針卡上。
權(quán)利要求
1.一種用于處理測試器和多個被測器件之間的信號的裝置(100)，該裝置(100)包括至少一個多芯片模塊(102)，所述至少一個多芯片模塊(102)中的每一個包括位于到所述測試器的第一組連接器(106)和到所述多個被測器件的第二組連接器(108)之間的多個微機電開關(guān)(104)；以及至少一個驅(qū)動器(110)，用于有選擇地操作所述多個微機電開關(guān)(104)中的每一個。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置(100)，還包括探針卡(1 12)，所述至少一個多芯片模塊(102)中的每一個被直接安裝在所述探針卡(112)上。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置(100)，其中所述探針卡(112)的最大直徑為440毫米。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置(100)，其中所述探針卡(112)上形成有用于探針陣列(122)的開口(128)，并且該開口(128)的最小直徑為330毫米。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置(100)，還包括多個MEM裸片(114)，所述多個微機電開關(guān)(104)被形成在所述MEM裸片(114)上。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置(100)，其中所述驅(qū)動器(110)被設(shè)計成提供靜電電勢，以激活與所述多個微機電開關(guān)(104)中的每一個相關(guān)聯(lián)的MEM柵極。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置(100)，其中所述至少一個驅(qū)動器(110)包括真空熒光顯示驅(qū)動裸片(110)。
8.如權(quán)利要求1所述的裝置(100)，還包括探針陣列(122)，用于在所述探針卡(112)的所述至少一個多芯片模塊(102)和所述多個被測器件之間傳送信號，其中所述探針陣列(122)具有至少6000個探測尖針，以便在所述探針陣列(122)的單觸地期間測試所述多個被測器件的至少6000個測試點。
9.一種用于處理測試器和多個被測器件之間的信號的方法(800)，該方法(800)包括利用至少一個多芯片模塊連接(802)所述測試器和所述多個被測器件，其中所述至少一個多芯片模塊中的每一個具有位于到所述測試器的第一組連接器和到所述多個被測器件的第二組連接器之間的多個微機電開關(guān)；以及有選擇地操作(804)所述多個微機電開關(guān)中的每一個。
10.如權(quán)利要求9所述的方法(800)，還包括將所述至少一個多芯片模塊中的每一個直接安裝(810)在所述探針卡上，在至少125℃的溫度下操作(806)所述多芯片模塊，以及以至少100MHz的速度操作(808)所述至少一個多芯片模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于處理測試器和多個被測器件之間的信號的裝置(100)。在一個實施例中，該裝置(100)包括至少一個多芯片模塊(102)。每個多芯片模塊(102)具有位于到測試器的第一組連接器(106)和到被測器件的第二組連接器(108)之間的多個微機電開關(guān)(104)。至少一個驅(qū)動器(110)被提供，以操作每個微機電開關(guān)(104)。本發(fā)明還公開了一種用于處理測試器和多個被測器件之間的信號的方法。在一個實施例中，該方法(800)包括利用至少一個多芯片模塊連接(802)測試器和多個被測器件。其中所述至少一個多芯片模塊中的每一個具有位于到測試器的一組連接器和到被測器件的一組連接器之間的多個微機電開關(guān)。所述方法(800)還包括操作(804)所述多個微機電開關(guān)中的每一個。其他實施例也被公開。
文檔編號G01R31/26GK101063704SQ20071010171
公開日2007年10月31日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月24日
發(fā)明者羅米·梅德, 帕姆·斯德馬什, 愛德馬度·德拉·帕恩特, 約翰·安德勃格 申請人:韋瑞吉(新加坡)私人有限公司