[发明专利]用于将测试头与外围设备对接的方法与设备

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求于2013年9月30日提交的标题为“用于将测试头与外围设备对接的方 法与设备”的美国临时申请No.61/884,345的优先权，该美国临时申请的内容被通过参引全 部结合到本文中。

技术领域

本发明涉及测试集成电路或电子装置，并且更为具体地涉及将测试头与外围设备 对接。

背景技术

在集成电路(IC)及其它电子装置的制造中，在整个过程中一个或多个阶段用自动 测试装置(ATE)来执行测试。使用将待测试的装置放置在用于测试的位置中的特定处理设 备。在一些情况下，该特定处理设备也可使待测试装置达到适当温度和/或在待测试装置正 被测试时使其维持于该适当温度。该特定处理设备具有多种类型，这多种类型包括例如用 于测试晶圆上的未封装的装置的“探测器”和用于测试已封装零件的“装置处理器”；本文 中，术语“处理设备”或“外围设备”将用于指代所有类型的这种设备。电子测试本身由包括 测试头的大型且昂贵的ATE系统提供，该测试头需要连接到该处理设备且与该处理设备对 接。该受测装置(DUT)需要用于有效测试的精密的高速信号；因此，ATE内的用于测试DUT的 “测试电子设备”通常位于该测试头中，该测试头必须以尽可能接近DUT的方式定位。随着电 连接的数目增加，DUT正持续地变得日益复杂。此外，对于测试系统生产量的经济需求已导 致并行地测试多个装置的系统。

这些要求已使测试头和外围设备之间的电连接的数目达到数千并且测试头的尺 寸和重量已相应地增长。目前，测试头的重量可从数百磅到高达两千或三千磅。该测试头通 常被借助于缆线连接到ATE的固定主机，该缆线提供了用于信号、接地、和电力的传导路径。 另外，测试头会需要借助于柔性管向其供应的液态冷却剂，该柔性管经常被捆束在该缆线 内。另外，某些现代测试头由通过柔性导管吹入的空气或由液态冷却剂和空气的组合进行 冷却。在过去，测试系统通常包括容置供电仪器、控制计算机等的主机。电缆线将主机电子 设备联接到被包含在测试头中的“引脚电子元器件”。主机和测试头之间的布线增加了将测 试头精确且可重复地操控到预期位置的难度。几种现代系统现在实际上将所有的电子设备 均放置在可移动测试头中，而主机可仍被用于容置冷却设备、电源等。由此，待配合的电触 点的增加的数目和空间密度与该测试头及其缆线的增大的尺寸和重量相结合使得更难以 相对于外围设备准确且可重复地定位测试头。

在单独地或多个并行地测试复杂装置时，必须在该测试头与一个或多个DUT之间 建立数百或数千个电连接。这些连接通常用精密的密集间隔开的触点来实现。在测试晶圆 上的未封装装置时，通常用安装在探测器卡上的针状探测器来实现到一个或多个DUT的实 际连接。在测试已封装装置时，通常使用安装在“DUT插座板”上的一个或多个测试插座。在 本文中，术语“DUT适配器”将用于指代保持住与一个或多个DUT进行实际电连接的一个或多 个零件的单元。该DUT适配器必须被相对于外围设备精确且可重复地定位，以便可将多个 DUT中的每一个依次放置到用于测试的适当位置中。

可根据如何保持住该DUT适配器对测试系统进行分类。目前，在许多系统中，该DUT 适配器被适当地固定到处理设备，该处理设备通常包括用于帮助准确地定位该DUT适配器 的基准特征。在本文中，这些系统将被称之为“外围设备安装式DUT适配器”系统。在其它系 统中，该DUT适配器被附接到该测试头并且被通过适当地定位(即，对接)该测试头来相对于 该处理设备定位。这些后面的系统将被称之为“测试头安装式DUT适配器”系统。存在两个可 能子类别的测试头安装式DUT适配器系统。在第一子类别中，在定位或对接该测试头之前定 位一个或多个DUT。由此，定位该测试头的动作使该连接元件与DUT电接触。该布置可适用于 晶圆级测试，其中，该外围设备首先定位晶圆并且随后相对于该晶圆定位该测试头和DUT适 配器(这里为被构造成探测晶圆上的许多或全部装置的探测器卡)，使得针状探测器接触 DUT。在第二子类别中，首先定位或对接该测试头和DUT适配器，并且随后在将DUT适配器保 持在适当位置中的同时，该外围设备将DUT依次移动到用于测试的适当位置中。