高性能射频遥控自动化测试装置的制作方法

本实用新型涉及测试技术领域，尤其涉及一种高性能射频遥控自动化测试装置。

背景技术：

现行技术的测试一般采用全部用测试机或全部使用单片机模组测试的方式来实现。全部使用测试机在对芯片进入模式的处理上相对繁琐复杂，而且在调试的时候很难去确认每个阶段的问题。如果单独使用测试模组来实现，模组在测试电压电流的模拟量上精度会比较差，另外在处理和探针台的联机通讯问题时可能会有一些不稳定。

因此现有的测试方式无法满足市场的需求。

技术实现要素：

针对上述技术中存在的不足之处，本实用新型提供一种测试精度高、连接稳定的高性能射频遥控自动化测试装置，通过该装置，可将待测晶圆上良品和不良品的分布位置区分开。

为实现上述目的，本实用新型提供一种高性能射频遥控自动化测试装置，包括测试机、测试模组、探针卡和探针台；所述测试机的数字通道及电源和测试模组均连接在探针卡上，所述探针卡可与待测晶圆连接，且其与待测晶圆连接后，测试机、测试模组和待测晶圆三者电气连接；所述测试机与探针台通讯连接，并可将测试结果发送给探针台，并在该探针台上生成测试MAP图；且所述测试机通过电源给待测晶圆和测试模组提供5V电源。

其中，所述测试机包括提供固定输出电源及可编程电源的电源模块，所述电源模块包括27个继电器控制位信号引脚和两路可编程的电源引脚，该电源引脚输出的电压在0-15V之间；所述27个继电器控制位信号引脚与继电器电连接并对继电器进行控制；5V固定电源电压通过针卡板上的模组电源的接口给测试板供电，其中一个电源引脚通过探针卡连接到待测晶圆的电源脚。

其中，所述测试机还包括数字通道模块，该数字通道模块的第一至第七引脚连接测试机和测试模组且用于实现两者之间的通讯；其中第一至第五引脚为测试机发送给测试模组的命令信号引脚，第六和第七引脚为测试模组反馈给测试机的信号引脚；第八至第三十五引脚为测试机直接连接到待测晶圆引脚的信号引脚。

其中，所述测试模组包括型号为STM32的主控芯片，该主控芯片设置在测试板接口上，且该测试板接口具有40个引脚，5V固定电源电压连接至测试板接口的第一和第二引脚并为该测试模组供电；所述测试板接口的第五、六、七、八、九、十一和十三引脚连接测试机；所述测试板接口的第三、四、三十七、三十八、三十九和四十引脚接地，所述测试板接口的剩余引脚均连接至待测晶圆的对应引脚。

其中，所述测试机的电源模块接口、数字通道模块和测试模组的接口均设置在探测卡上，且测试机、测试模组和待测晶圆之间的相互连接均在探针卡上实现。

其中，所述探针台上设置有用于固定探测卡的固定区域和用于放置待测晶圆的托盘，所述托盘位于固定区域的正下方。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型提供的高性能射频遥控自动化测试装置，该装置及该方法利用到的是测试机、测试模组、探针卡和探针台，测试机、测试模组和待测晶圆三者电气连接，且测试机与探针台通讯连接，并可将测试结果发送给探针台，并在该探针台上生成测试MAP图，且该测试MAP图反映出一片待测晶圆上良品和不良品的分布位置；上述的改进，测试机加测试模组相结合的方式可以有效利用测试机本身具有的稳定通讯和高精度的模拟量测量，利用测试模组设置测试模式的简洁性，简化测试程序，实现量产测试的高效性和稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的高性能射频遥控自动化测试装置的方框图；

图2为本实用新型中测试机电源模块的接口电路图；

图3为本实用新型中测试机数字通道模块的接口电路图；

图4为本实用新型中测试板接口的电路图。

主要元件符号说明如下：

10、测试机 11、测试模组

12、探针卡 13、探针台

14、待测晶圆。

具体实施方式

为了更清楚地表述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述。

请参阅图1，本实用新型的高性能射频遥控自动化测试装置，包括测试机10、测试模组11、探针卡12和探针台13；测试机10的数字通道及电源和测试模组11均连接在探针卡12上，探针卡12可与待测晶圆13连接，且其与待测晶圆13连接后，测试机11、测试模组12和待测晶圆13三者电气连接；测试机10与探针台13通讯连接，并可将测试结果发送给探针台13，并在该探针台上生成测试MAP图；

测试机通过数字通道发送命令给测试模组，并通过电源给待测晶圆和测试模组提供5V电源；测试模组根据命令使待测晶圆进入相应的测试模式，并将待测晶圆是否进入测试模式的状态反馈给测试机；测试模组和/测试机进行相应测试，并将测试结果以状态信号传递给测试机；测试机根据反馈的测试结果判定待测晶圆的好坏，将不良品有效筛选出来；测试机将测试结果发送给探针台；测试台根据测试结果生成测试MAP图，测试MAP图反映出一片待测晶圆上良品和不良品的分布位置。本技术主要用于2.4GHZ射频遥控自动化测试。

相较于现有技术的情况，本实用新型提供的高性能射频遥控自动化测试装置，该装置利用到的是测试机、测试模组、探针卡和探针台，测试机、测试模组和待测晶圆三者电气连接，且测试机与探针台通讯连接，并可将测试结果发送给探针台，并在该探针台上生成测试MAP图，且该测试MAP图反映出一片待测晶圆上良品和不良品的分布位置；上述的改进，测试机加测试模组相结合的方式可以有效利用测试机本身具有的稳定通讯和高精度的模拟量测量，利用测试模组设置测试模式的简洁性，简化测试程序，实现量产测试的高效性和稳定性。

请进一步参阅图2，为电源模块的接口图，测试机10包括测试板和提供固定输出电源及可编程电源的电源模块，电源模块包括27个继电器控制位信号引脚和两路可编程的电源引脚，该电源引脚输出的电压在0-15V之间；27个继电器控制位信号引脚与继电器电连接并对继电器进行控制；5V固定电源电压通过针卡板上的模组电源的接口给测试板供电，其中一个电源引脚通过探针卡连接到待测晶圆的电源脚。该电源模块可以提供固定输出的电源，如下接口图中的+5V,+15V,-15V,+19V，这几个引脚在测试机上电后就可以一直输出对应数值的电压，数值不可调节。第一引脚至第二十七引脚是继电器控制位信号引脚，可以对用户继电器进行控制。该电源模块还可以实现提供可编程的电源，下图中的DPS1，DPS2是2路可编程的电源，可以实现0-15V之间的任意电压输出，并可以在同时测量该电源的输出电流，这种功能需要在运行测试程序的时候才会有相应的电压输出。本测试装置中用到1个+5V的固定电源和DPS1这个可编程的电源，+5V的电源通过针卡板上的模组电源的接口给测试板供电，保证测试板在测试过程中不断电，另外1个可编程电源通过探针卡连接到待测晶圆的电源脚，实现对IC的供电和处于不同状态模式下的IC电源电流的精确测量。

请进一步参阅图3，为数字通道模块的接口电路图，测试机还包括用于发送命令给测试模组并接收测试模组反馈信号的数字通道模块，该数字通道模块的第一至第七引脚连接测试机和测试模组且用于实现两者之间的通讯；其中第一至第五引脚为测试机发送给测试模组的命令信号引脚，第六和第七引脚为测试模组反馈给测试机的信号引脚；第八至第三十五引脚为测试机直接连接到待测晶圆引脚的信号引脚。数字通道模块主要实现发送命令给测试模组，接收测试模组反馈的信号，量测对应引脚的电接口图如下图2，数字通道模块的接口有32个通道信号引脚，标示为CH1-32，CH33-64的引脚，其中本测试装置使用到的信号引脚为CH1-35，CH1-7连接测试机和测试模组，用于两者之间的通讯。其中CH1-CH5（对应标示为TEST_CMD4- TEST_CMD0）为测试机发送给测试模组的命令信号,从高到低共5位，每位代表1个2进制的0或1，可以实现16进制数0x00-0x1F的命令，CH6-7（对应标示为TEST-RESULT1，TEST-RESULT0）为测试模组反馈给测试机的信号，从高到低共2位。返回的状态一般为01或10。返回01代表芯片进入对应的测试模式或者模组测试的项目是通过的，返回10代表芯片没有进入对应的测试模式或者模组测试的项目是失败的。CH8-CH35是测试机直接连接到芯片引脚的通道，用于待测晶圆对应引脚的电压。

请进一步参阅图4，测试模组11包括型号为STM32的主控芯片，该主控芯片设置在测试板接口上，测试板主要是由主控芯片和一些外围辅助电路形成的，且该测试板接口具有40个引脚，5V固定电源电压连接至测试板接口的第一和第二引脚并为该测试模组供电；所述测试板接口的第五、六、七、八、九、十一和十三引脚连接测试机；测试板接口的第三、四、三十七、三十八、三十九和四十引脚接地，测试板接口的剩余引脚均连接至待测晶圆的对应引脚。该接口图中第五引脚为TEST-CMD4-0，第六引脚为TEST_RES1-0，这两个引脚与测试机连接进行通讯，其余引脚连接到待测芯片的对应引脚，对待测芯片的相关引脚进行操作后设置相关寄存器，使待测晶圆进入对应的状态，然后反馈准备的状态或者测试结果给测试机，之后测试机将良品和不良品分开。

在本实施例中，测试机的电源模块接口、数字通道模块和测试模组的接口均设置在探测卡上，且测试机、测试模组和待测晶圆之间的相互连接均在探针卡上实现。探针卡是起电气连接作用的，它将待测晶圆的引脚与测试模组和测试机的对应引脚相连，使测试机和测试模组对待测芯片的相关引脚进行设定和测量。以上测试机的电源通道接口，数字通道接口，测试模组的接口都是做在探针卡上，相互之间的连接都在探针卡上实现。

在本实施例中，探针台上设置有用于固定探测卡的固定区域和用于放置待测晶圆的托盘，托盘位于固定区域的正下方。该探针台可以对待测晶圆实现X,Y,Z三维方向的移动，移动精度可设置到uM级。通过Z轴方向的移动可以实现待测晶圆与探针卡的连接和断开。X,Y轴的移动可以实现转换到下一颗晶圆测试。在和测试机联机通讯后，实现不同晶圆的连续测试，同时在显示屏上显示出每个晶圆的测试结果，反映出一片晶圆上良品和不良品的分布区域。

在本实施例中，测试模组和/测试机进行相应测试具体为：对于个别需要测试模组自己测试的命令项目，由测试模组完成测试并将测试项是否通过的结果传递给测试机，测试机根据测试模组反馈的状态执行相应的动作，该测试项由测试模组和测试机配合完成；对于需要测试直流参数的项目由测试机进行测试，并将测试流参数后判定的结果直接发送给其自身；对于由测试模组单独完成的测试项目，测试模组完成后直接测试结果以状态信号传递给测试机。

测试机进行测试的具体项目有：发送命令给测试模组，测试模组使待测晶圆进入电源测试模式，测试机测试芯片对应引脚的电压并判断结果是否正常；测试机发送命令给测试模组，测试模组使待测晶圆进入寄存器保持模式，测试机测试对应引脚的电压和电源脚的电流并判断结果是否正常；测试机发送命令给测试模组，测试模组使待测晶圆进入深睡眠模式，测试机测试对应引脚的电压和电源脚的电流并判断结果是否正常；测试机发送命令给测试模组，测试模组使待测晶圆进入PRX模式，测试机测试对应引脚的电压和电源脚的电流并判断结果是否正常；测试机发送命令给测试模组，测试模组使待测晶圆进入RF通讯模式，测试机接收模组返回的结果并判断是否正常；测试机发送命令给测试模组，测试模组使待测晶圆进入MBIST模式，测试机接收模组返回的结果并判断是否正常；测试机发送命令给测试模组，测试模组使待测晶圆进入OTP烧写模式，测试机接收模组返回的结果并判断是否正常；测试机发送命令给测试模组，测试模组使待测晶圆进入校验模式，测试机接收模组返回的结果并判断是否正常。上述具体的测试项目都通过的情况下，该待测晶圆被判定为良品，否则被判定为不良品。

以上公开的仅为本实用新型的几个具体实施例，但是本实用新型并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本实用新型的保护范围。