[发明专利]一种半导体组件测试夹具、测试系统及测试方法

说明书

本发明提供了一种半导体组件测试夹具、测试系统及测试方法，本发明通过设计一种新型的测试夹具，在测试时，半导体组件可自动加载到测试夹具中，当组件在夹具中时执行测试。当所有测试完成之后，可自动从测试夹具上卸载半导体组件。由于其可自动加载并卸载半导体组件，从而无需永久焊接。且测试夹具可便捷安装在应用主板中，其可快速设计和生产，开发成本在5K美元范围内，适用于小批量生产的新产品，而无需像现有技术中那样投资昂贵的处理器或测试工具。应用主板上的测试环境更加真实的模拟真实应用，具有与真实工作时相同的噪声、负载和速度，从而实现更好的产品质量以及更低的产量损失。

技术领域

本发明涉及半导体测试技术领域，特别是一种半导体组件测试夹具、测试系统及测试方法。

背景技术

DRAM技术已经有多年的历史，随着时间变化，基础工艺基本保持不变，接口随着时间的变化而变化，例如快速页面模式(FPM)、扩展数据输出(EDO)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率1-4(DDR1、DDR2、DDR3、DDR4)等。在一些应用中，DRAM组件被焊接到PCB基板上形成一个模块，例如DIMM模块被插入计算机系统的主板。

传统上，封装内存组件的测试分几步和多次插入完成。

通常，封装的DRAM组件首先提交到老化测试。该测试在老化系统中以高并行性执行，每个测试系统的成本为500K-1M美元。由于测试和接触的部件数量较多，该系统在5-20MHz左右的低频下运行，这远低于这种半导体的正常工作频率1GHz。为了减少对信号的需要，大多数方法使用芯片内部测试电路将所有数据信号压缩到单个外部数据pin上，例如将16DQ压缩到单个DQ上，并使用其他测试模式修改内部电压，以获得更有效的内存组件应力。老化测试的目的是使半导体在几个小时的压力下老化，以避免在客户处出现初期故障。相关的压力测试通常在升高的电压和高达125摄氏度的温度下进行，通常在单个老化测试系统中并行测试数千个组件。

老化测试成功后，将组件提交到弱单元或核心测试中。这些测试应该识别弱DRAM存储器单元，由于存储器单元保留不良或其他缺陷，这些存储器单元可能在客户处出故障。测试是在自动测试设备上进行的，通常成本为1M-3M美元，工作频率为200-500MHz，并行测试200-1000个组件。由于提供了大量信号，一些信号如地址/命令符将在多个组件之间共享，芯片供应商提供数据压缩的测试模式，因此需要连续减少量的DQ，例如只有4个数据信号而不是通过数据压缩(读取)和复制(写入)方法获得完整的16个信号。这种测试可以在不同的温度下进行，可以测试一些组件，例如在95摄氏度下，从系统中拆卸，稍后在不同的测试系统上在零下40摄氏度下进行测试。拆卸是必要的，因为测试处理程序不能在没有其他不利影响的情况下如此快速地改变温度。

弱单元测试成功后，将提交组件进行速度测试。在此测试期间，组件的所有电信号都需要连接到测试仪，以确保所有信号和电路完全正常工作。具有16DQ的DRAM必须连接到16个独立的DQ信号而无需压缩模式。因此，这种测试系统的并行性在50-200个组件的较低范围内。此外，部件必须在1GHz的全系统速度下运行。因此，这种系统非常昂贵，通常为3M-5M美元，并且也可能需要在不同的温度下进行测试，例如90摄氏度和之后的零下40摄氏度，以确保满足客户对全功能部件的规格要求。

综上所述，先进半导体的测试流程昂贵且复杂，例如DRAM封装组件，提交给至少3个不同的测试系统，用于老化、弱单元和速度测试。一些测试步骤可能需要在不同的温度下进行，需要提交多达5次的测试。这意味着如果需要重复测试，组件将被处理5次或更多，而这将导致触电的处理损坏，例如FBGA组件的触点球，且在目前的测试方法中是无法避免的。此外，需要非常昂贵的工具在测试处理程序中提供和处理DRAM组件，并将其电连接到测试头。这些工具是特定于产品的，必须为每个DRAM提供，9x11mm的FPGA 78包和7x10mm的FBGA96包需要完全不同的工具和Hifix，而一个产品的一套工具可轻松超过25万美元。

发明内容