CN101063704A - 处理测试器与多个被测器件间的信号的装置、系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于处理测试器和多个被测器件之间的信号的装置(100)。在一个实施例中，该装置(100)包括至少一个多芯片模块(102)。每个多芯片模块(102)具有位于到测试器的第一组连接器(106)和到被测器件的第二组连接器(108)之间的多个微机电开关(104)。至少一个驱动器(110)被提供，以操作每个微机电开关(104)。本发明还公开了一种用于处理测试器和多个被测器件之间的信号的方法。在一个实施例中，该方法(800)包括利用至少一个多芯片模块连接(802)测试器和多个被测器件。其中所述至少一个多芯片模块中的每一个具有位于到测试器的一组连接器和到被测器件的一组连接器之间的多个微机电开关。所述方法(800)还包括操作(804)所述多个微机电开关中的每一个。其他实施例也被公开。

Description

处理测试器与多个被测器件间的信号的装置、系统和方法
技术领域
本发明涉及用于在高温下利用探针阵列的单触地(touchdown)处理测试器与多个被测器件之间的信号的装置、系统和方法。
背景技术
其他人已经开发出针对包含很多NAND裸片(例如432个NAND裸片)的300mm晶片的双触地测试的解决方案，其中每个NAND裸片具有16个测试点，从而432个NAND裸片总共具有6912个测试点。一般而言，这种测试利用安装在自动测试装备(ATE)系统的被测器件(DUT)接口中的机械继电器。这些继电器通常在电气上远离被测器件(DUT)。当从设备读回时，该距离可能导致大阻抗失配。另外，用于测试设备的最大数据速率可能被限制到仅20MHz。
机械继电器还非常昂贵。例如，典型的机械继电器每个大约花费$8.00。这可能限制了用户的投资回报(ROI)。机械继电器一般被评估为可使用大约1百万到1千万个测试周期。随着时间流逝，这可能对用户造成可靠性问题。此外，机械继电器被评估为仅工作在最高85℃。这允许在85℃或低于85℃的温度上利用机械继电器对NAND设备进行测试。
其它解决方案通过在探针卡上安装多个子板来复用大量测试器引脚电子装置(PE)。这仅允许NAND裸片的300mm晶片的双触地测试。这种子卡方法在温度和密度方面存在局限。连接器限制了可以放在子卡上的开关的密度，并且在使用标准级别集成芯片时，活性硅开关具有85℃的温度限制。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种用于处理测试器和多个被测器件之间的信号的装置，该装置包括至少一个多芯片模块，所述至少一个多芯片模块中的每一个包括：位于到所述测试器的第一组连接器和到所述多个被测器件的第二组连接器之间的多个微机电开关；以及至少一个驱动器，用于有选择地操作所述多个微机电开关中的每一个。
在另一实施例中，提供了一种用于测试多个被测器件的系统，该系统包括：一组测试器电子装置，用于生成将应用到多个被测器件的信号，并接收由多个被测器件生成的信号；上面安装有至少一个多芯片模块的探针卡，其中所述至少一个多芯片模块中的每一个包括位于到所述一组测试器电子装置的第一组连接器和到所述多个被测器件的第二组连接器之间的多个微机电开关，以及用于有选择地操作所述多个微机电开关中的每一个的驱动器；以及探针阵列，用于在探针卡的所述至少一个多芯片模块和多个被测器件之间传送信号。
在又一实施例中，提供了一种用于处理测试器和多个被测器件之间的信号的装置，该装置包括直接安装在探针卡上并且工作在至少125℃的温度下的至少一个多芯片模块，并且所述至少一个多芯片模块中的每一个具有位于到所述测试器的第一组连接器和到所述多个被测器件的第二组连接器之间的多个微机电开关。
在又一实施例中，提供了一种用于处理测试器和多个被测器件之间的信号的方法，该方法包括：利用至少一个多芯片模块连接测试器和多个被测器件，其中所述至少一个多芯片模块中的每一个具有位于到所述测试器的第一组连接器和到所述多个被测器件的第二组连接器之间的多个微机电开关；以及有选择地操作所述多个微机电开关中的每一个。
其他实施例也被公开。
附图说明
在附图中示出了本发明的示例性实施例，在附图中：
图1-3示出用于处理测试器和多个被测器件之间的信号的多芯片模块的一个示例性实施例；
图4示出具有探针卡的系统，所示探针卡具有多个用于处理测试器和多个被测器件之间的信号的多芯片模块；
图5-7示出用于处理测试器和多个被测器件之间的信号的多芯片模块的另一示例性实施例；以及
图8是示出用于处理测试器和多个被测器件之间的信号的方法的流程图。
具体实施方式
参考图1-7，其中示出了用于处理测试器和多个被测器件之间的信号的装置100。在一个实施例中，装置100可以包括多种多芯片模块102，其也被称为MCM 102。图1-3示出多芯片模块102的一个示例性实施例。图4-7示出多芯片模块102的另一示例性实施例。
多芯片模块102的顶盖102A在图1和5中示出。多芯片模块102的横截面图102B在图2和6中示出。底部102C在图3和7中示出。
参考图2和5，每个多芯片模块102可以包括多个微机电开关104(它们也被称为MEM 104)，这些MEM 104位于到测试器的第一组连接器106和到多个被测器件的第二组连接器108之间。每个多芯片模块可以包括至少一个驱动器110，用于有选择地操作多个微机电开关104中的每一个。
参看图4，在一个实施例中，用于处理信号的装置100可以包括这样的配置，其中每个多芯片模块102被直接安装在探针卡112上。由于多芯片模块102邻近探针卡112和被测器件(未示出)，因此一个或多个多芯片模块102可以工作在至少100MHz的速度上。在另一实施例中，一个或多个多芯片模块102可以工作在大于20MHz到大约100MHz的速度上。
在一个实施例中，一个或多个多芯片模块102可以工作在从大约一40℃到大约125℃的温度范围内。在另一实施例中，一个或多个多芯片模块102可以工作在从大约85℃到大约125℃的温度范围内。
在一个实施例中，一个或多个多芯片模块102可被评估为可使用至少10亿个测试周期。多芯片模块102可能被评估为可使用100亿或更多个测试周期。这至少部分由于微机电开关104可被使用以取代其它类型的开关。
参考图2和6，在一个实施例中，多个微机电开关104可被容宿在单独的MEM裸片114中。在一个实施例中，每个单独的MEM裸片114可以包括8个单刀三掷开关(图2)。在另一实施例中，每个单独的MEM裸片114可以包括8个单刀双掷开关(图6)。
参看图1-3和5-7，附接组件116可被提供以紧固一个或多个多芯片模块102。在一个实施例中，附接组件116将多芯片模块102安装在探针卡112(图4)上。附接组件116可以包括用于一组螺丝120的通过多芯片模块102的通孔118，用于将多芯片模块安装到探针卡112(图4)。
由于MEM MCM 102以通过使用螺丝120或其他紧固件被附接到探针卡112，因此无需从ATE系统的供应商那里购买新的测试器。用户可以简单地设计探针卡并将这些MEM MCM附接到探针卡，并将该新探针卡组件安装到现有的ATE系统上。
一般而言，MCM 102可能非常薄，以允许探针卡112与MCM 102一起装入探测器的自动加载器中。很多螺丝120或其他紧固件可被用于将MCM 102附接到探针卡112以防止弯曲。
在一个实施例中，一个或多个驱动器110可被设计成提供静电电势，以有选择地激活与多个微机电开关104中的一个或多个相关联的MEM栅极(gate)。一个或多个驱动器110可以是真空荧光显示驱动裸片110。在一个实施例中，四个驱动器110(图2)充当算法样式生成系统(APGS)并彼此独立地提供静电电势到四个单独的DUT。在另一实施例中，一个驱动器110(图6)充当算法样式生成系统(APGS)并向DUT提供静电电势。
在一个实施例中，多芯片模块102的第二组连接器附接到探针阵列122。该探针阵列122可以具有至少6000个探测尖针，以便在探针阵列122的单触地期间测试多个被测器件的至少6000个测试点。例如，每个多芯片模块102可以测试12个DUT，可以有36个多芯片模块附接到探测卡112，从而总共可测试432个DUT，并且在每个DUT上可以有16个测试点，从而总共可测试6912个测试点，这进而需要6912个探测尖针。
参考图4，在一个实施例中，示出用于测试多个被测器件的系统124。系统124可以包括一组测试器电子装置126，用于生成将应用到多个被测器件的信号，并用于接收由多个被测器件所生成的信号。系统124可以包括探针卡112，该探针卡112上直接安装有至少一个多芯片模块102。该至少一个多芯片模块102中的每一个可以包括多个微机电开关104，这些微机电开关104位于到所述一组测试器电子装置126的第一组连接器和到多个被测器件的第二组连接器之间。系统可以包括一个或多个驱动器110，用于有选择地操作多个微机电开关104中的每一个。系统124还可以包括探针阵列122，用于在探针卡112的多芯片模块102和多个被测器件之间传送信号。
在一个实施例中，探针卡112上可以安装36个多芯片模块102。每个多芯片模块102可以具有多个MEM裸片114。此外，所述多个MEM裸片114中的每一个可以包含多个开关104。在一个实施例中，开关104可以包括单刀三掷开关。在另一实施例中，开关104可以包括单刀双掷开关。
参看图1，在一个实施例中，每个多芯片模块102可以具有9个MEM裸片114。在一个实施例中，9个MEM裸片114中的每一个可以具有8个MEM开关104。参考图4，在另一实施例中，每个多芯片模块102可以具有16个MEM裸片114。在一个实施例中，16个MEM裸片114中的每一个可以具有8个MEM开关104。
参见图3和7，在一个实施例中，每个多芯片模块102可被容宿在具有780个引脚的标准封装配置中，所述标准封装配置可被配置在底部102C上。780个引脚中的一部分构成第一组连接器106，其可以提供到测试器电子装置的电连接。780个引脚中的另一部分构成第二组连接器108，其可以提供到被测器件的电连接。
探针卡112可以具有440毫米的最大直径。探针卡112可以形成用于探针针列122的开口128。在一个实施例中，开口128具有330毫米的最小直径。探针卡112上至少可以安装36个多芯片模块102。
在一个实施例中，探针阵列112可以具有至少6000个探测尖针，以便在探针阵列112的单触地期间测试多个被测器件的至少6000个测试点。
在一个实施例中，系统124通过安装非常靠近DUT的微机电多芯片模块102而使得包含NAND设备的300mm晶片的单触地测试以最高100MHz被测试。这种单触地测试无法通过使用机械继电器或安装在子板上的活性硅器件来实现。安装在探针上的子板由于连接器所需的空间而无法实现开关的所需密度。安装得远离DUT的机械继电器一般被限制在20MHz并且无法实现接近100MHz的数据速率。
例如，参看图1-3，为了实现大约20MHz到大约100MHz的所需数据速率，可以将72个单刀三掷(SPTT)MEM开关104和4个真空荧光显示驱动裸片(VFD)110集成到一个780引脚的多芯片模块(MCM)102中。该MCM 102可以测量26mm×55mm×34mm×55mm(参见图1)。
在一个实施例中，参看图5-7，为了实现大约20MHz到大约100MHz的所需数据速率，可以将128个单刀双掷(SPDT)MEM开关104和1个具有32个输出的真空荧光显示驱动裸片(VFD)110集成到一个780引脚的多芯片模块(MCM)102中。该MCM 102可以测量26mm×55mm×34mm×55mm(参见图5)。
MEM MCM 102制造起来非常便宜。例如，每个仅具有780个引脚的包含128个SPDT开关的MCM封装大约花费$300。这大大提高了用户的投资回报(ROI)。
如上所述，机械继电器一般被评估为最大测试温度85℃，这是由于继电器外壳内的移动部件所决定的。利用活性硅器件的实现方式通常也被评估为用于最大测试温度85℃。使用其中任意一种，即机械继电器或带有活性硅的子板，NAND器件都只能在最高85℃的温度下被测试。但是，使用系统100，可以利用一个或多个MEM MCM 102在范围从-40℃到125℃的温度下对NAND器件进行测试。
MEM MCM 102一般被安装得非常靠近DUT，以便将用于测试NAND器件的最大数据速率从20MHz增大到100MHz，并且还使得能够利用单触地测试整个300mm晶片。
利用MEM MCM 102取代机械继电器还非常划算且非常可靠。典型的机械继电器被评估为使用1百万～1千万个周期。典型的MEM MCM102可被评估为使用十亿～一百亿个周期。使用子板由于连接器所需的空间而限制了可以安装在探针卡上的开关的密度。
多芯片模块102一般能够具有比子卡更高的密度。将多芯片模块102安装在探针卡112上使得用户能够在测试NAND器件时使测试系统的引脚数加倍，并且无需购买新的ATE系统。
使用Agilent的V5400测试系统，可以测试16个每个具有36个测试点的NAND器件。每个MEM裸片可以具有8个SPDT开关。激活MEM栅极所需的静电电势将由位于MCM封装102内的真空荧光显示驱动裸片110来提供。MCM衬底102B可以是由NELCO 4000-13Si制成的盲埋孔衬底(blind and buried via substrate)，这是一种典型的MCM衬底。连接器106和连接器108可以包括(但不局限于)引脚。封装的这些引脚可以包括通过银环氧(silver epoxy)附接到NELCO 4000-13Si衬底的Be-Cu弹性件。MEM 104和单VFD 110可以位于MCM 102内并且可以线接或焊接到衬底。
在一个实施例中，MCM 102可被重复使用。当探针卡被损坏或者仅仅由于裸片尺寸或晶片布局的变化而变得过时时，MCM 102可以从一个探针卡转移到另一探针卡。
可以提供对齐引脚130以使得MCM 102与探针卡112对齐。
现在参看图8，在一个实施例中，提供了处理测试器和多个被测器件之间的信号的方法800。方法800可以包括利用至少一个多芯片模块连接(802)测试器和多个被测器件，其中至少一个多芯片模块中的每一个具有多个位于到测试器的第一组连接器和到多个被测器件的第二组连接器之间的微机电开关。方法800可以包括有选择地操作(804)多个微机电开关中的每一个。
在一个实施例中，方法800可以包括以至少100MHz的速度操作(806)至少一个多芯片模块。在一个实施例中，方法800可以包括在从-40℃到125℃的温度下操作(808)多芯片模块。
方法800可以包括将所述至少一个多芯片模块中的每一个直接安装(810)在探针卡上。

Claims (10)

1.一种用于处理测试器和多个被测器件之间的信号的装置(100)，该装置(100)包括：
至少一个多芯片模块(102)，所述至少一个多芯片模块(102)中的每一个包括：
位于到所述测试器的第一组连接器(106)和到所述多个被测器
件的第二组连接器(108)之间的多个微机电开关(104)；以及
至少一个驱动器(110)，用于有选择地操作所述多个微机电开关(104)中的每一个。
2.如权利要求1所述的装置(100)，还包括探针卡(1 12)，所述至少一个多芯片模块(102)中的每一个被直接安装在所述探针卡(112)上。
3.如权利要求2所述的装置(100)，其中所述探针卡(112)的最大直径为440毫米。
4.如权利要求3所述的装置(100)，其中所述探针卡(112)上形成有用于探针阵列(122)的开口(128)，并且该开口(128)的最小直径为330毫米。
5.如权利要求1所述的装置(100)，还包括多个MEM裸片(114)，所述多个微机电开关(104)被形成在所述MEM裸片(114)上。
6.如权利要求1所述的装置(100)，其中所述驱动器(110)被设计成提供静电电势，以激活与所述多个微机电开关(104)中的每一个相关联的MEM栅极。
7.如权利要求1所述的装置(100)，其中所述至少一个驱动器(110)包括真空荧光显示驱动裸片(110)。
8.如权利要求1所述的装置(100)，还包括探针阵列(122)，用于在所述探针卡(112)的所述至少一个多芯片模块(102)和所述多个被测器件之间传送信号，其中所述探针阵列(122)具有至少6000个探测尖针，以便在所述探针阵列(122)的单触地期间测试所述多个被测器件的至少6000个测试点。
9.一种用于处理测试器和多个被测器件之间的信号的方法(800)，该方法(800)包括：
利用至少一个多芯片模块连接(802)所述测试器和所述多个被测器件，其中所述至少一个多芯片模块中的每一个具有位于到所述测试器的第一组连接器和到所述多个被测器件的第二组连接器之间的多个微机电开关；以及
有选择地操作(804)所述多个微机电开关中的每一个。
10.如权利要求9所述的方法(800)，还包括将所述至少一个多芯片模块中的每一个直接安装(810)在所述探针卡上，在至少125℃的温度下操作(806)所述多芯片模块，以及以至少100MHz的速度操作(808)所述至少一个多芯片模块。
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