專利名稱：用于提高電子器件測(cè)試系統(tǒng)的工作頻率的方法和裝置的制作方法
用于提高電子器件測(cè)試系統(tǒng)的工作頻率的方法和裝置
背景技術(shù)：
本發(fā)明一般可應(yīng)用于沿一個(gè)或多個(gè)通信信道向下驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的任何系統(tǒng)。這 種系統(tǒng)的一個(gè)示例是用于測(cè)試電子器件(比如半導(dǎo)體器件)的測(cè)試系統(tǒng)。

圖1
示出了用于測(cè)試電子器件的測(cè)試系統(tǒng)100的簡(jiǎn)化框圖。圖l所示的測(cè)試系統(tǒng)100
可以測(cè)試非單一半導(dǎo)體晶片構(gòu)成的芯片、單一芯片(封裝或未封裝的)或多芯
片模塊。這種系統(tǒng)ioo可以配置成測(cè)試其它類型的電子器件(比如印刷電路板)。
如圖所示，系統(tǒng)IOO包括測(cè)試機(jī)102、通信連接104 (例如，同軸電纜、光纖 鏈路、無線通信鏈路等)、探針頭107和探針卡108，探針卡108用于在測(cè)試 機(jī)102和待測(cè)的電子器件112("DUT")之間傳送測(cè)試信號(hào)。測(cè)試系統(tǒng)100還包括 外殼106，外殼106具有可移動(dòng)的卡盤114以便于支持并移動(dòng)DUT 112。探針 卡的探針I(yè)IO與DUT 112接觸，由此與DUT形成電連接。
測(cè)試機(jī)102產(chǎn)生測(cè)試數(shù)據(jù)，通過導(dǎo)電路徑(該路徑穿過通信連接104、探 針頭107和探針卡108)構(gòu)成的通信信道將測(cè)試數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)到DUT 112的輸入端 (圖l中未示出)。DUT 112所產(chǎn)生的響應(yīng)數(shù)據(jù)是通過DUT的輸出端輸出的 并且通過比較信道(也由導(dǎo)電路徑構(gòu)成，該路徑通過探針卡108、探針頭107 和104)傳遞給測(cè)試機(jī)102。通常，測(cè)試機(jī)102隨后將DUT 112所產(chǎn)生的響應(yīng) 數(shù)據(jù)與預(yù)期的響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較從而確定DUT 112是否良好。(這種測(cè)試可以 附加或者替代用于評(píng)定DUT的工作情況。)
圖2示出了典型的DUT 112，它具有兩個(gè)輸入端208和210、兩個(gè)輸出端 204和206、 一個(gè)電源端212和一個(gè)接地端202。(典型的DUT可能具有更多 的端子，但為了便于描述和討論，圖2只示出了6個(gè)端子。)如圖2所示，由 測(cè)試機(jī)102通過電源通道224向電源端212提供電源，電源通道224由通過通 信連接104、探針頭107和探針卡108的導(dǎo)電路徑構(gòu)成，探針卡108包括與電 源端212相接觸的探針110f。相類似的是，測(cè)試機(jī)102通過接地通道214提供 接地連接，該接地連接端接于探針110a中。測(cè)試機(jī)102中的驅(qū)動(dòng)器228和230
通過驅(qū)動(dòng)信道220和222 (它們分別端接于輸入端208和210中)將測(cè)試數(shù)據(jù) 驅(qū)動(dòng)到輸入端208和210。測(cè)試機(jī)102中的比較器232和234接收由DUT 112 產(chǎn)生且通過輸出端204和206輸出的響應(yīng)數(shù)據(jù)。(比較器232和234可以將該 響應(yīng)數(shù)據(jù)與預(yù)期的響應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。)控制模塊226控制測(cè)試機(jī)102的整體 操作，提供電源和接地，產(chǎn)生測(cè)試數(shù)據(jù)，獲取實(shí)際響應(yīng)數(shù)據(jù)和預(yù)期響應(yīng)數(shù)據(jù)的 比較結(jié)果，和/或產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)等。
圖3示出了測(cè)試機(jī)102的局部視圖，僅示出了驅(qū)動(dòng)信道222和220的驅(qū)動(dòng) 器228和230。在圖3中，電阻器308表示驅(qū)動(dòng)器(228或230)的輸出阻抗，而 電阻器310表示通信信道(220或222)的特性阻抗。在圖3中，假定DUT 112 是互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)器件。眾所周知，CMOS器件(比如112)的 輸入端(例如208或210)主要是電容性的。用于輸入端208和210的簡(jiǎn)化等 效電路在圖3中被顯示成電阻器302 (表示輸入端(例如208或210)的輸入 阻抗)與電容器304 (表示輸入端208和210的主要電容特征)的串聯(lián)。(306 表示接地。)
眾所周知，直到電容器304累積了足夠的電荷，輸入端208或210從低到 高的信號(hào)變化才寄存于DUT112。相似地，直到電容器304的電荷消失，輸入 端208或210從高到低的信號(hào)變化才寄存于DUT 112。為電容器304充電所需 的時(shí)間通常稱之為上升時(shí)間，而使電容器304放電所需的時(shí)間是下降時(shí)間。
眾所周知，串聯(lián)的電阻器和電容器的上升時(shí)間正比于阻抗和電容的乘積。
上升時(shí)間的時(shí)間常數(shù)(t)表達(dá)如下t=R* C (其中t是上升時(shí)間或下降時(shí)間
的時(shí)間常數(shù)，R是電阻器的阻抗，C是電容器的電容，并且*表示乘法)。電容 器304兩端的電壓表達(dá)如下vcO) = C*vd*(l-^/T)，其中
Ve(O是時(shí)間為？時(shí)電容器304兩端的電壓，
Vd是驅(qū)動(dòng)器228或230的輸出電壓，
^是從Vd的上升沿算起的時(shí)間(從低到高電壓電平)
t是時(shí)間常數(shù)，并且t二R承C
i 是各驅(qū)動(dòng)器228和230與各輸入端208和210的電容304之間的總阻 抗(因此，i 是驅(qū)動(dòng)器的輸出阻抗308、驅(qū)動(dòng)信道的特性阻抗310以及 DUT112的輸入端的輸入阻抗302這三者之和)，并且， C是電容器304的電容。
串聯(lián)的電阻器和電容器的下降時(shí)間還正比于阻抗和電容的乘積，并且可以 應(yīng)用相同的時(shí)間常數(shù)(T)。電容器304兩端的電壓表達(dá)如下veW = C*V。*f/T， 其中v。是電容器上的初始電荷，其它參數(shù)就像上文所定義的那樣。
很顯然，輸入端208和210的上升時(shí)間和下降時(shí)間會(huì)限制輸入到DUT 112 的信號(hào)切換頻率。很明顯，測(cè)試系統(tǒng)IOO會(huì)增加DUT 112的輸入端208和210 的上升時(shí)間和下降時(shí)間。這是因?yàn)?，?duì)于每個(gè)驅(qū)動(dòng)器228和230以及驅(qū)動(dòng)信道 220和222而言，驅(qū)動(dòng)器228和230的輸出阻抗308以及信道220和222的特 性阻抗310會(huì)有效地增加DUT 112的輸入端208和210的阻抗302。
對(duì)DUT 112的切換頻率的另一個(gè)潛在的限制源自信道220和222上的信號(hào) 反射。由驅(qū)動(dòng)器228或230通過信道222或220所驅(qū)動(dòng)的測(cè)試信號(hào)將(至少局 部地)發(fā)生反射偏離輸入端210或208，并且通過信道222或220返回至驅(qū)動(dòng) 器228或230。如果驅(qū)動(dòng)器輸出阻抗308與信道(222或220)的特性阻抗310 相匹配，則所反射的信號(hào)被驅(qū)動(dòng)器輸出阻抗308吸收并且不會(huì)再從信道(222 或220)反射到DUT 112。驅(qū)動(dòng)器(或者信號(hào)源)的輸出阻抗與信道的特性阻 抗相匹配這樣一種結(jié)構(gòu)常常被稱為"源端接"。即使圖3所示系統(tǒng)是源端接， 通過信道222和220所進(jìn)行的反射也有可能引起抖動(dòng)、噪聲、或符號(hào)間的干擾， 這些都會(huì)限制輸入端210和208的切換頻率。
在許多測(cè)試應(yīng)用中，提高DUT測(cè)試頻率都將是有利的。
發(fā)明簡(jiǎn)述
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，測(cè)試系統(tǒng)包括端接于探針中的通信信道。探 針接觸待測(cè)電子器件的輸入端，并且測(cè)試數(shù)據(jù)通過通信信道驅(qū)動(dòng)待測(cè)電子器 件。電阻器連接在探針附近的通信信道和接地之間。因此，該電阻器與輸入端 的輸入阻抗和電容并聯(lián)，該電阻器可減小該端的輸入阻抗，由此可減小該輸入 端的上升時(shí)間和下降時(shí)間。還可以調(diào)整電阻器的大小，以便于減少、最小化或 消除通過通信信道所返回的信號(hào)反射。
在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，測(cè)試系統(tǒng)包括分成多個(gè)路徑的通信信道，每
個(gè)路徑端接于探針中。探針接觸待測(cè)電子器件上的輸入端。各分支中都包括隔 離電阻器，從而防止一個(gè)輸入端處的故障傳播到其它輸入端。各分支中都設(shè)有 分流電阻器。分流電阻器從探針電連接著接地，從而進(jìn)一步減小該端的輸入阻 抗，由此減小輸入端的上升時(shí)間和下降時(shí)間。還可以調(diào)整分流電阻器的大小， 以便于減少、最小化或消除通過通信信道所返回的信號(hào)反射。
附圖簡(jiǎn)述
圖1示出了典型的現(xiàn)有技術(shù)測(cè)試系統(tǒng)。
圖2示出了圖1所示測(cè)試系統(tǒng)的一些元件的簡(jiǎn)化方框圖。
圖3示出了圖2所示測(cè)試系統(tǒng)的局部視圖。
圖4示出了本發(fā)明的第一典型實(shí)施方式，其中測(cè)試系統(tǒng)包括分流電阻器， 以便于提高測(cè)試系統(tǒng)的工作頻率。 圖5示出了典型的探針卡組件。
圖6A和6B示出了圖5所示探針板的俯視圖和底視圖。
圖7A和7B示出了圖5所示內(nèi)插器的俯視圖和底視圖。
圖8A和8B示出了圖5所示探針基板的俯視圖和底視圖。
圖9示出了本發(fā)明的第二實(shí)施方式，其中測(cè)試系統(tǒng)包括分流電阻器，以便
于提高測(cè)試系統(tǒng)的工作頻率。
圖10示出了多個(gè)分流電阻器在測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用，該測(cè)試系統(tǒng)將測(cè)試數(shù)
據(jù)扇出到多個(gè)待測(cè)器件。
圖IIA示出了針對(duì)圖IO所示測(cè)試系統(tǒng)所用的探針卡組件而構(gòu)成的探針基
板的俯視透視圖。
圖IIB示出了圖IIA的探針基板的底部透視圖。
圖12圖示說明了用于構(gòu)成圖IIA所示探針基板的兩個(gè)層之間的界面。 圖13A示出了探針基板的一部分的俯視透視截面圖。 圖13B示出了圖13A的探針基板的底視圖。
典型實(shí)施方式的詳細(xì)描述
盡管本說明書描述了本發(fā)明的典型實(shí)施方式和應(yīng)用，但是本發(fā)明并不限于
這些典型實(shí)施方式和應(yīng)用，或者并不限于這些典型實(shí)施方式操作方式或描述方 式。
圖4示出了本發(fā)明的第一實(shí)施方式，其中包括分流電阻器402和404，以 便于減小DUT 112的輸入端208和210的上升時(shí)間和下降時(shí)間。圖4示出了圖 2所示測(cè)試系統(tǒng)IOO中與圖3所示相同的局部視圖。即，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器228和230 驅(qū)動(dòng)兩個(gè)信道220和222，這兩個(gè)信道包括通過通信連接104、探針頭107和 探針卡組件108 (它包括探針110d和110e)的導(dǎo)電路徑。探針110d和110e 接觸DUT 112的輸入端208和210，由此與這兩個(gè)輸入端208和210電連接。
如圖4所示，在各個(gè)驅(qū)動(dòng)信道220和222的探針末端處或其附近都設(shè)置分 流電阻器402和404。分流電阻器402和404連接著接地408。(在圖4中， 分流電阻器402和404任選地通過開關(guān)406連接著接地408，這將在下文中進(jìn) 行討論。)存在于各個(gè)信道的分流電阻器402和404可改善輸入端208和210 的上升時(shí)間和下降時(shí)間。
很明顯，當(dāng)開關(guān)406關(guān)閉時(shí)，各個(gè)分流電阻器402和404通常是與各端208 和210的輸入阻抗302相并聯(lián)。眾所周知，并聯(lián)的兩個(gè)電阻器的總阻抗小于任 一阻抗自身的阻抗。(用于求并聯(lián)阻抗之和的公知公式是RT-(Ri *R2)/(Ri + R2)，其中RT是并聯(lián)電阻器I^和R2的總阻抗，而*表示相乘。)因此，分流電 阻器402和404可減小驅(qū)動(dòng)器228和230與輸入端210和208之間的總阻抗， 進(jìn)而減小時(shí)間常數(shù)T =R* C以及各輸入端208和210的上升時(shí)間和下降時(shí)間。 通過減小輸入端208和210的輸入阻抗302的有效電阻，分流電阻器402和404 可有效地減小或消除驅(qū)動(dòng)器輸出阻抗308和驅(qū)動(dòng)信道阻抗310的效應(yīng)，這兩種 阻抗都與端輸入阻抗302串聯(lián)，從而增加了輸入端的上升時(shí)間和下降時(shí)間。因 此，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整分流電阻器402和404的大小，以便于減小DUT112的輸 入端208和210的上升時(shí)間和下降時(shí)間，從而提高DUT 112的測(cè)試頻率。
通過調(diào)整分流電阻器402和404的大小，以便于減少、最小化或者消除信 號(hào)的反射，從而有可能進(jìn)一步提高像圖4所示系統(tǒng)那樣的系統(tǒng)工作頻率。通過 使信道222或220末端處的阻抗與信道阻抗310匹配或接近匹配，便可以減少、 最小化或者消除信道222或220的DUT末端處的反射。(假定驅(qū)動(dòng)器輸出阻 抗308和信道阻抗310匹配(即，它們具有相等或大約相等的值)。)這一點(diǎn)可以這樣來實(shí)現(xiàn)通過調(diào)整分流電阻器402或404的大小，從而使信道222或 220末端處所提供的DUT端輸入阻抗302的總阻抗等于或大約等于信道阻抗 310。注意到，分流電阻器402或404與DUT端輸入阻抗302并聯(lián)，眾所周知， 并聯(lián)電阻器的總阻抗是并聯(lián)電阻器的乘積除以并聯(lián)電阻器之和。因此，為了消 除反射，應(yīng)該調(diào)整分流電阻器402或404的大小，使得分流電阻器402或404 與DUT輸入端阻抗302的總阻抗等于信道阻抗310。通過使分流電阻器402或 404與并聯(lián)DUT輸入端阻抗302的總阻抗大約等于或至少更接近等于信道阻抗 310，便可以減少或者最小化這種反射。對(duì)于許多器件(比如CMOS器件)而 言，器件的輸入阻抗302充分地大于傳輸線阻抗310而使得后者可以忽略，因 此可以使分流電阻器402和404等于傳輸線阻抗310以便于適當(dāng)匹配。
應(yīng)該很明顯，對(duì)于各信道222和220而言，分流電阻器402或404形成具 有信道阻抗310的分壓器。在DUT輸入端210或208切換到高狀態(tài)并且電容 器304充滿電之后，相當(dāng)大的電流停止流入DUT輸入端210或208，而流過分 流電阻器402或404。驅(qū)動(dòng)器228或230所輸出的電壓應(yīng)該使得分流電阻器402 或404兩端的電壓足以使DUT輸入端210或208保持在高狀態(tài)中。因此，例 如，如果分流電阻器402或404與信道阻抗310大小相同，則驅(qū)動(dòng)器228或230 的輸出電壓(此處，驅(qū)動(dòng)器包括其輸出阻抗308并且驅(qū)動(dòng)器輸出電壓是驅(qū)動(dòng)信 道222或220的電壓)應(yīng)該是使DUT輸入端210或208保持在高狀態(tài)中所需 電壓的兩倍。(眾所周知，在電壓源以及串聯(lián)的第一和第二電阻器所構(gòu)成的分 壓器電路中，第二電阻器兩端的電壓是源電壓乘以第二電阻器的阻抗并且除以 第一和第二電阻器之和。)
開關(guān)406允許分流電阻器402和404在使用和不使用之間切換。當(dāng)開關(guān)406 關(guān)閉時(shí)，分流電阻器402和404連接著接地408并且減小輸入端208和210的 上升時(shí)間和下降時(shí)間。當(dāng)開關(guān)406打開時(shí)，便從圖4所示系統(tǒng)中有效地取出了 分流電阻器402和404。
像參數(shù)檢驗(yàn)等一些測(cè)試最好是在開關(guān)406打開時(shí)進(jìn)行。參數(shù)檢驗(yàn)包括許多 用于確定DUT 112的一個(gè)或多個(gè)端是否短接著接地或另一個(gè)端的測(cè)試以及用 于確定流過一個(gè)端的漏電流的測(cè)試。如上所述，在開關(guān)406關(guān)閉時(shí)，測(cè)試系統(tǒng) 已準(zhǔn)備好執(zhí)行高頻功能性測(cè)試。
圖5示出了典型的探針卡組件，可用于測(cè)試半導(dǎo)體晶片的芯片或其它電子 器件，其中包括但不限于單一芯片(封裝的或未封裝的)、多芯片電子模塊等。
圖5所示探針卡組件可以用在像圖l所示測(cè)試系統(tǒng)100那樣的測(cè)試系統(tǒng)中。圖 5所示的典型探針卡組件包括探針板502，探針板502在一邊上具有用于接觸 探針頭(例如，圖1的探針頭107)的端子505。通過探針板502的電連接510 將端子505連接著端子512。內(nèi)插器504用探針基板506電連接著探針板端子 512。內(nèi)插器504包括與端子512嚙合的電觸點(diǎn)514 (它們可以是伸長(zhǎng)的彈簧觸 件)。內(nèi)插器的電觸點(diǎn)514附著于內(nèi)插器504的一邊上的端子516，并且通過 連接器520電連接著內(nèi)插器504的另一邊上的端子515。電觸點(diǎn)522 (它們可 以與電觸點(diǎn)514相似)與探針基板506上的端子524嚙合。端子524通過連接 526穿過探針基板506而電連接著探針端子525，并且用于接觸DUT (圖5中 未示出)的探針530附著于探針端子525。因此，在探針板502上的端子505 與探針基板506上的探針530之間設(shè)置了電路徑。通過使用合適的手段，可以 將探針板502、內(nèi)插器504和探針基板506 —個(gè)接一個(gè)地固定起來。美國專利 5,974,662更詳細(xì)地描述了這種探針卡組件，該專利全文引用在此作為參考。
圖6A和6B分別示出了探針被502的俯視圖和底視圖。如圖6A所示，端 子505設(shè)置在探針板502的一邊上，而端子512設(shè)置在探針板502的另一邊。 相似的是，圖7A和7B分別示出了內(nèi)插器504的俯視圖和底視圖，其中端子 516在一邊而端子515在另一邊。內(nèi)插器504上的端子516排列成對(duì)應(yīng)于探針 板502上的端子512。圖8A和8B同樣分別示出了探針基板506的俯視圖和底 視圖，其中端子524設(shè)置在一邊而探針端子525位于另一邊。探針基板506上 的端子524排列成對(duì)應(yīng)于內(nèi)插器504上的端子515。探針端子525排列成對(duì)應(yīng) 于一個(gè)或多個(gè)DUT上的輸入端、輸出端、電源端和接地端等的位置，并且探 針530附著于探針端子525。
分流電阻器402和404最好置于圖5所示的探針卡組件上并盡可能接近探 針530。因此，分流電阻器402和404最好置于探針基板506上。然而，分流 電阻器402和404可以置于探針板502、內(nèi)插器504、或探針基板506中的任 一個(gè)或多個(gè)之上。此外，分流電阻器402和404可以置于探針板502、內(nèi)插器 504、或探針基板506的任一邊上。事實(shí)上，分流電阻器402和404可以置于探針板502、內(nèi)插器504、或探針基板506之內(nèi)(例如，在探針板502內(nèi)沿連 接510，在內(nèi)插器504內(nèi)沿連接520，或在探針基板506內(nèi)沿連接526)。開關(guān) 406可以同樣置于探針板502、內(nèi)插器504、或探針基板506上的任何位置。分 流電阻器402和404可以嵌入在探針板502、內(nèi)插器504、或探針基板506之 內(nèi)或之上的薄膜電阻器來實(shí)現(xiàn)，或者以附著于探針板502、內(nèi)插器504、或探 針基板506的分立電阻器電路元件來實(shí)現(xiàn)。
圖9示出了本發(fā)明的另一個(gè)典型實(shí)施方式。圖9示出了構(gòu)成用于驅(qū)動(dòng)信道 922的驅(qū)動(dòng)器928，該信道922通過三個(gè)探針920、924和926而連接著三個(gè)DUT 936、 938和940的輸入端30(e)、 32(e)和34(e)。驅(qū)動(dòng)器928和驅(qū)動(dòng)信道922可 以與圖2的驅(qū)動(dòng)器228和驅(qū)動(dòng)信道222相似，并且驅(qū)動(dòng)器928和驅(qū)動(dòng)信道922 可以是像圖2所示測(cè)試系統(tǒng)這樣的測(cè)試系統(tǒng)中許多這種驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)信道中的 一種。
如圖9所示，驅(qū)動(dòng)信道922包括三個(gè)分支902、 904和906，這三個(gè)分支通 過三個(gè)探針920、 924和926將驅(qū)動(dòng)器928連接著三個(gè)DUT936、 938和940的 三個(gè)輸入端30(e)、 32(e)和34(e)。這樣，在測(cè)試機(jī)102 (參照?qǐng)D1)處為一個(gè) DUT產(chǎn)生的測(cè)試數(shù)據(jù)可以用于測(cè)試三個(gè)DUT。當(dāng)然，驅(qū)動(dòng)信道可以扇出到少 于或多于三個(gè)端子，并且一些或全部端子可以位于同一 DUT上。還應(yīng)該很明 顯，可以使用附加的比較信道或復(fù)用方案，從而將多個(gè)DUT所產(chǎn)生的響應(yīng)數(shù) 據(jù)返回到測(cè)試機(jī)。
在圖9中，隔離電阻器980設(shè)置在每個(gè)分支902、 904和906上，以防止 一個(gè)端子(例如30(e))處的故障對(duì)另一個(gè)端子(例如32(e))造成不利影響。例如， 若沒有隔離電阻器980，則端子30(e)短接到接地這一故障將通過分支902、 904 和906將端子32(e)和34(e)短接到接地，從而使DUT 938和940因具有與 DUT936相同的故障而無法進(jìn)行正常測(cè)試。然而，隔離電阻器980將端子30(e) 處的故障與端子32(e)和34(e)隔離開。
附加電阻器(即隔離電阻器980)的存在可能對(duì)端子30(e)、 32(e)和34(e) 的上升時(shí)間和下降時(shí)間造成不利影響。(如上所述，附加阻抗可能會(huì)增加適用 于各輸入端30(e)、 32(e)和34(e)的方程T :R^C中的R的值，因此增大各輸 入端的上升時(shí)間和下降時(shí)間。)事實(shí)上，分支(例如，卯2、 904和卯6)數(shù)目
越多，對(duì)輸入端30(e)、 32(e)和34(e)的上升時(shí)間和下降時(shí)間的潛在影響就越大。 如圖9所示，接地的分流電阻器9卯設(shè)置在各分支902、 904和906中。如上 所述，分流電阻器990 (它們有效地與各端30(e)、 32(e)和34(e)的輸入阻抗并 聯(lián))將減小隔離電阻器980的效應(yīng)并且通常改善輸入端30(e)、 32(e)和34(e)的 上升時(shí)間和下降時(shí)間。
應(yīng)該很明顯，各分支902、 904和卯6中的分流電阻器990構(gòu)成了具有各 分支902、 904和906中的隔離電阻器980的分壓器電路。如上文參照?qǐng)D4所 討論的，應(yīng)該調(diào)整各分支902、 904和906中的分流電阻器9卯和隔離電阻器 980的大小，使得在驅(qū)動(dòng)器928輸出高信號(hào)的同時(shí)，在各探針920、 924和926 處保持足夠的電壓以使DUT 936、 938和940的各輸入端30(e)、 32(e)和34(e) 保持在高狀態(tài)中。應(yīng)該注意到，為了簡(jiǎn)化討論，圖9沒有示出輸出驅(qū)動(dòng)器928 的輸出阻抗，也沒有示出信道922的信道阻抗，但這種阻抗是存在的。如上文 參照?qǐng)D4所描述的那樣，可以調(diào)整分流電阻器990和隔離電阻器980的大小， 以便于減少、最小化或消除由驅(qū)動(dòng)器928通過信道922所返回的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的反 射。應(yīng)該注意到，圖9可以包括一個(gè)或多個(gè)像圖4所示開關(guān)406那樣的開關(guān)， 從而切換分流電阻器990使其與分支卯2、 904和906有效連接或斷開連接， 這可能有利于上文參照?qǐng)D4所討論的參數(shù)測(cè)試。
圖IO示出了分流電阻器和隔離電阻器一起使用的典型實(shí)現(xiàn)方式。圖10所 示典型的測(cè)試系統(tǒng)示出了圖9所示驅(qū)動(dòng)器928和驅(qū)動(dòng)信道922，用于在測(cè)試系 統(tǒng)中測(cè)試圖9所示的三個(gè)DUT936、 938和940。
如圖IO所示，兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器928和1030驅(qū)動(dòng)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)信道922和1020。通 過三個(gè)分支卯2、 904和906，將驅(qū)動(dòng)信道922扇出到各DUT 936、 938和940 上的三個(gè)輸入端30(e)、 32(e)和34(e)。各分支902、卯4和906包括隔離電阻器 980和接地的分流電阻器990。相似地，通過三個(gè)分支1002、 1004和1006，驅(qū) 動(dòng)信道1020扇出至lj各DUT 936、938和940上的三個(gè)輸入端30(d)、32(d)和34(d)， 并且各分支1002、1004和1006還包括隔離電阻器980和接地的分流電阻器990。 如圖IO所示，比較器1036、 1010、 1014、 1018、 1024和1032通過比較信道 1008、 1012、 1016、 1022、 1028和1034而連接著DUT 936、 938和940的輸 出端30(c)、 30(b)、 32(c)、 32(b)、 34(c)和34(b)。控制器(它與圖2所示控制器
226相似)控制測(cè)試數(shù)據(jù)輸入到驅(qū)動(dòng)器928和1030，并且接收來自比較器1036、 1010、 1014、 1018、 1024和1032的響應(yīng)數(shù)據(jù)?？刂破?026通過電源信道1038 將電源提供給DUT936、 938和940的電源端30(f)、 32(f)和34(f)，還通過接地 信道1040向DUT 936、 938和940的接地端30(a)、 32(a)和34(a)提供接地。這 樣，只夠用于測(cè)試一個(gè)DUT的驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)信道可用于測(cè)試三個(gè)DUT;提供 了隔離電阻器，可防止一個(gè)DUT的故障導(dǎo)致其它DUT無法進(jìn)行正常測(cè)試；并 且提供了分流電阻器，以改善DUT的輸入端的上升時(shí)間和下降時(shí)間。
圖9和10所示的隔離電阻器980和分流電阻器990可以在探針卡組件上 實(shí)現(xiàn)，比如圖5所示的典型探針卡組件。像圖4所示的分流電阻器402和404 那樣，隔離電阻器980和分流電阻器990可以置于像圖5所示那樣的探針卡組 件的探針板502、內(nèi)插器504、或探針基板506中的任一個(gè)或多個(gè)之上。此外， 隔離電阻器980和分流電阻器990可以置于探針板502、內(nèi)插器504、或探針 基板506的任一邊上。事實(shí)上，隔離電阻器502和分流電阻器900可以置于探 針板502、內(nèi)插器504、或探針基板506之內(nèi)(例如，在探針板502之內(nèi)沿連 接510，在內(nèi)插器504之內(nèi)沿連接520，或在探針基板506之內(nèi)沿連接526)。 隔離電阻器980和分流電阻器990可以薄膜電阻器來實(shí)現(xiàn)或者以分立的電阻器 電路元件來實(shí)現(xiàn)。
圖11A到13B示出了一些示例，其中隔離電阻器980和分流電阻器990 可替代圖5所示探針基板506的探針基板1102或1302上的薄膜電阻器來實(shí)現(xiàn)。 在圖11A到12B所示的示例中，隔離電阻器980和分流電阻器990可以位于構(gòu) 成探針基板1102的兩個(gè)層1108和lllO之間1170處的薄膜電阻器1280和1290 來實(shí)現(xiàn)。在圖13A和13B中，隔離電阻器980可以探針基板1302內(nèi)的薄膜電 阻器1340、 1342和1343以及分流電阻器990可以位于探針基板1302的底面 1306上的薄膜電阻器1362、 1364和1366來實(shí)現(xiàn)。
圖IIA和11B分別示出了典型探針基板1102 (它可以與圖5所示探針基 板506相似并用于替代探針基板506)的俯視圖和底視圖?？梢钥闯?，探針基 板1102可構(gòu)成實(shí)現(xiàn)圖IO所示的典型測(cè)試系統(tǒng)。探針基板1102的表面1104上 的端子lll、 1112、 1113、 1114、 1115、 1116、 1117、 1118、 1120、 1122、 1124、 1126、 1128、 1129、 1B0和1131可構(gòu)成接觸來自內(nèi)插器504 (參照?qǐng)D5)的連
接522，并且為了簡(jiǎn)便，將在下文中稱之為"內(nèi)插器-端子"。
在本示例中，內(nèi)插器-端子1112、 1113和1114通過圖5所示探針卡組件的 內(nèi)插器504和探針板502而有線連接著圖IO所示的電源信道1040。相似地， 內(nèi)插器-端子1128、 1130和1131通過內(nèi)插器504和探針板502而有線連接著接 地通道1038。內(nèi)插器-端子1118、 1120、 1122、 1124、 1126和1129同樣通過 內(nèi)插器504和探針板502而有線連接著比較信道1008、 1012、 1016、 1022、 1028 和1034，并且內(nèi)插器-端子1111和1115通過內(nèi)插器504和探針卡502而有線 連接著驅(qū)動(dòng)信道922和1020。(在本示例中沒有使用內(nèi)插器-端子1116和 1117)。
探針端子(探針附著于其上)設(shè)置在探針基板1102的底面1106上。探針 端子可組成三行1132、 1136和1140，每行有6個(gè)端子。各行1132、 1136和 1140對(duì)應(yīng)于一個(gè)DUT 936、 938和940，并且各行中的各端子對(duì)應(yīng)于一個(gè)DUT 上的一個(gè)端子。在本示例中(探針基板1102可構(gòu)成測(cè)試圖10所示DUT 936、 938和940)，附著于探針端子1132(f)、 1136(f)和1140(f)的探針是電源探針， 用于將電源提供給DUT 936、 938和940的電源端30(f)、 32(f)和34(f)。附著于 探針端子1132(a)、 1136(a)和1140(a)的探針是接地探針，用于向DUT 936、 938 和940的接地端30(a)、32(a)和34(a)提供接地。附著于探針端子1132(c)、 1132(b)、 1136(c)、 1136(b)、 1140(c)和1140(b)的探針可設(shè)置成接觸DUT 936、 938和940 的輸出端30(c)、30(b)、32(c)、32(b)、33(c)和34(b);并且附著于探針端子1132(e)、 1132(d)、 1136(e)、 1136(d)、 1140(e)和1140(d)的探針可設(shè)置成接觸DUT 936、 938和940的輸入端30(e)、 30(d)、 32(e)、 32(d)、 33(e)和34(d)。
圖IIA和IIB所示的探針基板可以是由多層構(gòu)成的。為了說明和討論，圖 IIA和IIB示出了探針基板1102具有兩層1108和1110，它們可以是彼此粘在 一起的兩個(gè)基板。借助于穿過第一層1108的通孔(圖IIA和11B中未示出)、 位于第一層1108和第二層lllO之間1170處的軌跡(圖IIA和IIB中未示出) 以及穿過第二層1110的通孔(圖IIA和11B中未示出)，便可以在表面1104 上設(shè)置內(nèi)插器-端子(例如1111)與表面1106上的探針端子(例如1140(f))之 間的電連接路徑。
圖12示出了用于探針基板1102的第一層1108和第二層1110之間的界面
1170的典型結(jié)構(gòu)。在圖12中，穿過第一層1108且電連接著表面1104上的內(nèi) 插器-端子(例如llll)的那些通孔都用暗圓圈(即元件1211、 1212、 1213、 1214、 1215、 1216、 1217、 1218、 1220、 1222、 1224、 1226、 1228、 1229、 1230 和1231)表示。穿過第二層1110且電連接著表面1106上的探針端子(例如 1140(f))的那些通孔由不暗的圓圈(即1232(a)-(f)、 1236(a)-(f)以及1240(a)-(f)) 表示。在圖12中，導(dǎo)電軌跡顯示成1250、 1252、 1254和1256，并且這種軌跡 可設(shè)置在層1108或1110的內(nèi)表面上，從而在層1104和1106像圖IIA和11B 所示那樣彼此粘合的同時(shí)將穿過層1108的通孔和穿過層1110的通孔連接起 來。
探針基板1102的表面U04上的那些內(nèi)插器-端子(例如，1111)可用于提 供電源、接地、或與比較信道的連接，它們按照一對(duì)一的方式連接著探針基板 1002的表面1106上的探針端子(例如1140(f))。在當(dāng)前的示例中(其中探針 基板1102構(gòu)成可用于圖IO所示的系統(tǒng)中)，內(nèi)插器-端子1112、 1113和1114 (如上所述，它們連接著圖IO所示的電源信道1140)通過下述如圖12所示的 通孔對(duì)而連接著電源探針端子1132(f)、 1136(f)和1140(f): 1214和1232(f); 1213 和1236(f);以及1212和1240(f)。(軌跡1250電連接上述各個(gè)通孔對(duì)，就像 圖12所示那樣。)相似的是，內(nèi)插器-端子1128、 1130和1131 (如上所述， 它們連接著圖IO所示的接地通道1138)通過下述如圖12所示的通孔對(duì)而連接 著接地探針端子1132(a)、 1136(a)和1140(a): 1228和1240(a); 1230和1236(a); 以及1231和1232(a)。(同樣，軌跡1250電連接上述各個(gè)通孔對(duì)，就像圖12 所示那樣。)按照相同的方式，內(nèi)插器-端子1118、 1120、 1122、 1124、 1126 和1129 (它們連接著圖IO所示的比較信道1008、 1012、 1016、 1022、 1028和 1034)通過下述如圖12所示的通孔對(duì)而連接著探針端子1132(b)、 1132(c)、 1136(b)、 1136(c)、 1140(b)和1140(c): 1218和1232(c); 1226和1232(b); 1222 和1236(c); 1224和1236(b); 1220和1240(c);以及1229和1240(b)。
另一方面，探針基板1102的表面1104上用于提供到驅(qū)動(dòng)信道的連接的各 個(gè)內(nèi)插器端子連接著探針基板1102的表面1106上的多個(gè)探針端子。在圖12 所示的示例中，內(nèi)插器-端子1111 (如上所述，它連接著驅(qū)動(dòng)信道922)通過通 孔1211而連接著軌跡1252，軌跡1252電連接著通孔1240(e)、 1236(e)和1232(e), 這些通孔轉(zhuǎn)而分別連接著探針端子1140(e)、 1136(e)和1132(e)。通孔121K軌 跡1252以及通孔1140(e)、 1136(e)和1132(e)由此將內(nèi)插器端子1111連接著三 個(gè)探針端子1140(e)、 1136(e)和1132(e)。相似的是，內(nèi)插器-端子1115 (如上 所述，它連接著驅(qū)動(dòng)信道1020)通過通孔1215連接著軌跡1256，該軌跡1256 電連接著通孔1240(d)、 1236(d)和1232(d)，這些通孔轉(zhuǎn)而分別連接著探針端子 1140(d)、 1136(d)和1132(d)。通孔1215、軌跡1256以及通孔1140(d)、 1136(d) 和1132(d)由此將內(nèi)插器端子1115連接著三個(gè)探針端子1140(d)、 1136(d)和 1132(d)。
如圖12所示，薄膜電阻器1280設(shè)置在軌跡1252與各個(gè)通孔1240(e)、 1236(e) 和1232(e)之間。薄膜電阻器1280還設(shè)置在軌跡1256與各個(gè)通孔1240(d)、1236(d) 和1232(d)之間。因此，薄膜電阻器1280實(shí)現(xiàn)了圖10中的隔離電阻器980。在 各個(gè)通孔1240(e)、 1236(e)、 1232(e)、 1240(d)、 1236(d)和1232(d)與接地的軌跡 1254之間還設(shè)置了薄膜電阻器12卯(例如，通孔1228通過內(nèi)插器-端子1128 連接著接地通道1040之一 (參照?qǐng)D10))。薄膜電阻器1290由此是圖10中 的分流電阻器990的實(shí)現(xiàn)方式。
如上所述，圖13A和13B示出了在探針基板1302上實(shí)現(xiàn)隔離電阻器980 和分流電阻器910的另一種典型方式。圖13A示出了與圖IIA和11B所示探 針基板1102大致相似的探針基板1302的局部透視剖面圖。圖13B示出了探針 基板1302的局部底視圖。
像探針基板1102那樣，探針基板1302(它可以替代圖5中的探針基板506) 包括兩個(gè)層1308和1310，并且具有位于第一表面1304上的內(nèi)插器端子(示出 了 1302、 1304和1306)以及位于第二表面1306上的探針端子(示出了 1308、 1310、 1312、 1314和1316)，探針(示出了 1318、 1320、 1322、 1324和1326) 連接著這些探針端子上。在圖13A中，內(nèi)插器端子1302構(gòu)成向DUT (圖13A 和13B中未示出)提供接地連接，并且通過通孔1330和1332而連接著探針端 子1308和接地探針1318。內(nèi)插器端子1306構(gòu)成連接著比較信道，由此將DUT (圖13A和13B中未示出)所產(chǎn)生的輸出數(shù)據(jù)傳遞到比較信道的末端處的比較 器。如圖13A所示，內(nèi)插器端子1306通過穿過層1308的通孔、設(shè)置在第二層 1310的表面1370上的軌跡1350以及穿過第二層1310的通孔1352，而連接著
探針端子1316 (輸出探針1326附著于該探針端子1316上)。
內(nèi)插器-端子1304構(gòu)成連接著驅(qū)動(dòng)信道，由此將測(cè)試數(shù)據(jù)提供給DUT (圖 13A和13B中未示出)。為了實(shí)現(xiàn)圖IO所示的測(cè)試結(jié)構(gòu)，內(nèi)插器-端子1304 連接著三個(gè)探針端子(1310、 1312和1314)，附著于這三個(gè)探針端子上的是 構(gòu)成與三個(gè)DUT (圖13A和13B中未示出)的輸入端子相接觸的三個(gè)輸入探 針1320、 1322和1324。如圖13A所示，通孔1334將內(nèi)插器-端子1304連接著 探針基板1302的第二層1301的表面1370上的軌跡1338。表面1370上的薄膜 電阻器1340、 1342和1343將軌跡1338連接著三個(gè)通孔1344、 1346和1348， 這三個(gè)通孔轉(zhuǎn)而連接著探針端子1310、 1312和1314。薄膜電阻器1340、 1342 和1343由此實(shí)現(xiàn)了圖9和10所示的隔離電阻器980。如圖13B所示，在探針 基板1302的第二表面1310上，薄膜電阻器1362、 1364和1366將各個(gè)探針端 子1310、 1312和1324電連接著來自接地端子1308的軌跡1360。薄膜電阻器 1362、 1364和1366由此實(shí)現(xiàn)了圖9和10所示的分流電阻器990。
盡管本文已經(jīng)描述了本發(fā)明的典型實(shí)施方式和應(yīng)用，但是本發(fā)明并不限于 這些典型的實(shí)施方式和應(yīng)用，或者并不限于這些典型實(shí)施方式和應(yīng)用的操作方 式和本文的描述方式。事實(shí)上，對(duì)典型實(shí)施方式所作的許多變形和修改都是可 能的。例如，上述實(shí)施方式可以在除圖5所示探針卡組件以外的裝置上實(shí)現(xiàn)。 例如，上述實(shí)施方式可以在用于測(cè)試單一芯片的負(fù)載板上來實(shí)現(xiàn)。作為另一個(gè) 示例，這些實(shí)施方式可以在不同類型的探針卡組件上來實(shí)現(xiàn)，比如其元件比圖 5所示典型探針卡組件要多一些或少一些的探針卡組件(例如，缺少內(nèi)插器或 缺少內(nèi)插器和探針基板的探針卡組件(在這種情況下，探針530將直接附著于 探針板502上))。
權(quán)利要求
1.一種在測(cè)試機(jī)與待測(cè)電子器件之間交互測(cè)試信號(hào)的裝置，所述裝置包括結(jié)構(gòu)；多個(gè)信道端子，所述信道端子設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)上并且被配置成與來自所述測(cè)試機(jī)的通信信道電連接；多個(gè)探針，所述探針設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)上并且被配置成接觸所述電子器件的測(cè)試特征；多個(gè)導(dǎo)電路徑，所述導(dǎo)電路徑將所述信道端子與所述探針一一連接起來；以及多個(gè)分流電阻器，所述分流電阻器設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)上，所述各個(gè)分流電阻器都電連接著所述導(dǎo)電路徑之一。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述分流電阻器是薄膜電阻器。
3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)包括第一基板且所述探 針設(shè)置在所述第一基板上。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述分流電阻器設(shè)置在所述第一 基板上。
5. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述分流電阻器是薄膜電阻器。
6. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述探針和所述分流電阻器都設(shè) 置在所述第一基板的第一表面上。
7. 如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述分流電阻器設(shè)置在所述第一 基板之內(nèi)。
8. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)進(jìn)一步包括第二基板且 所述信道端子設(shè)置在所述第二基板上。
9. 如權(quán)利要求1所述的裝置，還包括被配置成用于斷開所述分流電阻器的開關(guān)。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述開關(guān)設(shè)置在所述結(jié)構(gòu)上。
11. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述路徑包括多個(gè)分支，所述 路徑之一將所述信道端子之一與多個(gè)所述探針連接起來。
12. 如權(quán)利要求11所述的裝置，還包括多個(gè)設(shè)置于所述分支中的隔離電阻器， 所述各個(gè)隔離電阻器都被配置成將所述分支之一上的探針與所述分支中另一個(gè)分 支上的探針電隔離。
13. 如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述各個(gè)分流電阻器都提供一個(gè)從所述分支之一中的隔離電阻器和探針之間到接地的電阻性的電路徑。
14. 如權(quán)利要求ll所述的裝置，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)包括其上設(shè)置了所述 探針的第一基板。
15. 如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述分流電阻器設(shè)置在所述第 一基板上。
16. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述隔離電阻器設(shè)置在所述第 一基板上。
17. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述探針和所述分流電阻器設(shè) 置在所述第一基板上的第一表面上。
18. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述分流電阻器是薄膜電阻器， 并且所述隔離電阻器是設(shè)置在所述第一基板上的薄膜電阻器。
19. 如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述分流電阻器設(shè)置在所述第 一基板之內(nèi)。
20. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述各個(gè)分流電阻器都連接著 所述導(dǎo)電路徑之一，以便減小所述電子器件的所述測(cè)試特征之一的輸入阻抗。
21. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述各個(gè)分流電阻器都從所述 導(dǎo)電路徑之一連接著接地。
22. —種適用于測(cè)試電子器件的裝置，所述裝置包括多個(gè)電路徑，所述各個(gè)電路徑包括在測(cè)試機(jī)和所述電子器件之間的通信信道 的一部分，所述路徑包括用于接觸所述電子器件的輸入端的探針；以及，電阻性裝置，所述電阻性裝置連接著所述路徑，用于提高所述電子器件在所 述輸入端處的切換速度。
23. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，所述電阻性裝置減小所述輸入 端的上升時(shí)間。
24. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括適用于測(cè)試半導(dǎo) 體芯片的探針卡組件。
25. 如權(quán)利要求24所述的裝置，還包括所述探針附著于其上的基板，其中所述電阻性裝置設(shè)置在所述基板上。
26. —種適用于測(cè)試包括多個(gè)輸入端的電子器件的方法，用于包括多個(gè)端接于探針中的驅(qū)動(dòng)信道的測(cè)試系統(tǒng)中，所述方法包括使所述探針與所述輸入端接觸； 將所述分流電阻器連接著所述驅(qū)動(dòng)信道；以及， 通過所述驅(qū)動(dòng)信道對(duì)所述電子器件進(jìn)行功能測(cè)試。
27. 如權(quán)利要求26所述的方法，還包括 使所述分流電阻器從所述驅(qū)動(dòng)信道中斷開連接；以及 通過所述驅(qū)動(dòng)信道對(duì)所述電子器件進(jìn)行參數(shù)檢驗(yàn)。
28. 如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述分流電阻器被配置成提高 對(duì)所述電子器件進(jìn)行所述功能測(cè)試的工作頻率。
29. 如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述分流電阻器減小所述輸入 端的上升時(shí)間。
30. 如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，所述分流電阻器減小所述輸入 端的下降時(shí)間。
31. 如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，所述分流電阻器連接著所述驅(qū) 動(dòng)信道，所述各個(gè)分流電阻器都提供在所述驅(qū)動(dòng)信道之一與接地之間的電阻性電路 徑。
全文摘要
測(cè)試系統(tǒng)包括端接于探針中的通信信道，該探針接觸待測(cè)電子器件的輸入端。電阻器連接在探針附近的通信信道與接地之間。該電阻器可減小該端的輸入阻抗，由此可減小輸入端的上升時(shí)間和下降時(shí)間。信道可以端接在具有多個(gè)路徑的分支中，其中各個(gè)路徑是由用于接觸待測(cè)電子器件各端的探針來端接的。這些分支中包括隔離電阻器，用于防止一個(gè)輸入端的故障傳播到其它輸入端。各分支中都設(shè)有分流電阻器，用于減小該端的輸入阻抗，由此減小輸入端的上升時(shí)間和下降時(shí)間。還可以調(diào)整分流電阻器的大小，以減少、最小化或者消除通過該信道所返回的信號(hào)反射。
文檔編號(hào)G01R31/02GK101099085SQ200580046181
公開日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2005年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者C·A·米勒 申請(qǐng)人:佛姆法克特股份有限公司