专利名称：可同时测试多个待测芯片的测试装置以及单颗芯片测试机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测试装置，特别涉及一种可同时测试多个待测芯片的测试装置。
背景技术：
一般来说，制造完成的芯片(chip)还需经过测试以决定该芯片是否正常工作，而本领域的技术人员通常会利用测试机(tester)来对芯片进行测试，如果通过(PASS)测试机测试的芯片即可出售，没有通过(FAIL)测试的芯片则必须丢弃。测试机的种类繁多，如果以测试芯片的个数来区分，可分为单颗芯片测试机(single chip tester)和多颗芯片测试机(Multi-chip tester)。单颗芯片测试机一次最多可测试一颗芯片，而多颗芯片测试机一次则可测试多颗芯片(例如4颗或16颗)。举例来说，假设单颗芯片测试机和4颗芯片测试机测试一次所需的时间相同，则4颗芯片测试机可测的芯片个数为单颗芯片测试机的4倍。换句话说，当测试预定数量的芯片时，单颗芯片测试机所需的测试时间为多颗芯片测试机测试时间的4倍。至于成本方面，由于多颗芯片测试机的硬件较复杂，因此价格较单颗芯片测试机高，因此本领域的技术人员需考虑成本与效能以选择适当的测试机。以下仅说明如何利用单颗芯片测试机来测试芯片。
请参阅图1，图1显示已知的一测试装置100的示意图。测试装置100包括一单颗芯片测试机(single-chip tester)110、一测试头(test head)150以及一支持器(hander)170。单颗芯片测试机110包括多个装置功率供应器(device powersupply，DPS)111、112、113以及114、多个精确测量模块(Precision Measurement Unit，PMU)115、116、117以及118、一模式存储器(pattern memory)120、一计数器(counter)130以及一微处理器(micro-processor)140。测试头150包括一待测元件(device under test，DUT)151以及一接口控制电路(Interface Control Circuit)160。支持器170包括一待测芯片171以及一控制电路板(Interface Board)180。以下详述各个部分的作用。
首先，将待测芯片171置于支持器170后，通过外部总线与测试头150的待测元件151连接并利用接口控制电路160传送一开始信号(start signal)至单颗芯片测试机110以启动测试。一般来说，芯片测试的基本项目包括直流电压测试(DCvoltage test)、直流电流测试(DC current test)、频率测试(frequency test)、以及功能模式测试(function patterntest)，分别说明如下。
装置功率供应器111、112、113以及114是用来提供待测芯片171四组不同直流电压(例如3伏特、5伏特、6伏特以及12伏特)的电压源以进行直流电压测试。实际上，如果待测芯片171无需进行多组直流电压的测试，则仅需使用部分装置功率供应器即可。举例来说，假设仅需测试一组直流电压，则微处理器140控制装置功率供应器111提供待测芯片171电压源并且测量待测芯片171电源端和接地端之间的电压值后，接着判断待测芯片171是否通过直流电压测试，最后再将通过与否的结果暂存于微处理器140内部的暂存器(未显示)中。精确测量模块115、116、117以及118是用来提供待测芯片171四组不同直流电流的电流源以进行直流电流测试。同理，如果测试芯片171无需进行多组直流电流的测试，则仅需使用部分精确测量模块即可。举例来说，假设仅需测试一组直流电流，则微处理器140控制精确测量模块115提供待测芯片171电流源并且测量待测芯片171电源端和接地端之间的电流值后，接着判断待测芯片171是否通过直流电流测试，最后再将暂存于微处理器140内部的暂存器(未显示)中通过与否的结果更新。模式存储器120是用来对待测芯片171进行功能模式测试(function pattern test)以产生功能模式的测试结果，微处理器140控制上述功能模式测试的进行，并将暂存于其内部暂存器(未显示)中通过与否的结果再度更新。计数器130是用来对待测芯片171进行频率测试，待测试完成后更新暂存器(未显示)中通过与否的结果，其细节不再赘述。
当直流电压测试、直流电流测试、频率测试以及功能模式测试完成后，微处理器140即依据其内部暂存器(未显示)中最后所储存的更新结果来产生一接口控制信号(interfacecontrol signal)，其包括此次测试结果的信息，并通过总线来经由接口控制电路160将其传送到支持器170，最后再通过控制电路板180驱动(driving)接口控制信号，完成对待测芯片171的测试。
已知的单颗芯片测试机具有低成本的优势(相对于已知的多颗芯片测试机)，然而由于一次仅能测试一颗芯片，当待测芯片数量相当庞大时，将会耗费相当大量的时间进行测试。
发明内容
鉴于此，本实用新型提供一种可同时测试多个待测芯片的测试装置。该测试装置包括一单颗芯片测试机以及一支持器。单颗芯片测试机包括一模式存储器以及一微处理器。模式存储器包括多个模式子存储器，用来分别对该多个待测芯片进行功能模式测试以产生对应于该多个待测芯片的一测试结果；微处理器用来控制测试的进行并且依据测试结果来产生一接口控制信号。支持器耦接于测试机，用来启动微处理器进行测试，并且接收接口控制信号以完成多个待测芯片的测试，其中多个待测芯片置于支持器上。接口控制信号包括多个测试结束信号分别表示不同的待测芯片完成测试的、一测试成功信号以表示对应于测试结束信号所完成测试的待测芯片通过测试、以及一测试失败信号以表示对应于测试结束信号所完成测试的另一待测芯片未通过测试。
本实用新型所述的可同时测试多个待测芯片的测试装置，其中如果该测试机的脚位个数为M，且该多个待测芯片的个数为N，则每一待测芯片所对应的该模式子存储器的模式向量个数为M/N。
本实用新型所述的可同时测试多个待测芯片的测试装置，其中该支持器传送一开始信号以启动该单颗芯片测试机进行测试。
本实用新型所述的可同时测试多个待测芯片的测试装置，其中该测试机还包括多个装置功率供应器，用来分别在同一时间提供该多个待测芯片的电压源，以及测量该多个待测芯片的电源端和接地端之间的电压值以对该多个待测芯片同时进行直流电压测试；以及多个精确测量模块，用来分别在同一时间提供该多个待测芯片的电流源，以及测量该多个待测芯片的电源端和接地端之间的电流值以对该多个待测芯片同时进行直流电流测试。其中该微处理器控制该测试机在功能模式测试、电压测试、电流测试完成时产生对应于该多个待测芯片的该测试结果。
本实用新型所述的可同时测试多个待测芯片的测试装置，其中该测试机还包括一计数器，用来在不同时间切换至不同待测芯片以进行频率测试来完成对该多个待测芯片的频率测试。其中该微处理器控制该测试机在功能模式测试、电压测试、电流测试、频率测试完成时产生对应于该多个待测芯片的该测试结果。
本实用新型所述的可同时测试多个待测芯片的测试装置，其中该测试机还包括一暂存器，该暂存器用来储存该测试结果。
本实用新型还提供一种可同时测试多个待测芯片的单颗芯片测试机。该单颗芯片测试机包括一模式存储器以及一微处理器。模式存储器包括多个模式子存储器，用来分别对该多个待测芯片进行功能模式测试以产生对应于该多个待测芯片的一测试结果；微处理器是用来控制测试的进行并且依据测试结果来产生一接口控制信号以完成测试。接口控制信号包括多个测试结束信号分别表示不同的待测芯片完成测试、一测试成功信号以表示对应于测试结束信号所完成测试的待测芯片通过测试、以及一测试失败信号以表示对应于测试结束信号所完成测试的另一待测芯片未通过测试。
本实用新型所述的可同时测试多个待测芯片的单颗芯片测试机，其中如果该单颗芯片测试机的脚位个数为M，且该多个待测芯片的个数为N，则每一待测芯片所对应的该模式子存储器的模式向量个数为M/N。
本实用新型所述的可同时测试多个待测芯片的单颗芯片测试机，其中该单颗芯片测试机还包括多个装置功率供应器，用来分别在同一时间提供该多个待测芯片的电压源，以及测量该多个待测芯片的电源端和接地端之间的电压值以对该多个待测芯片同时进行直流电压测试；以及多个精确测量模块，用来分别在同一时间提供该多个待测芯片的电流源，以及测量该多个待测芯片的电源端和接地端之间的电流值以对该多个待测芯片同时进行直流电流测试。其中该微处理器控制该单颗芯片测试机在功能模式测试、电压测试、电流测试完成时产生对应于该多个待测芯片的该测试结果。
本实用新型所述的可同时测试多个待测芯片的单颗芯片测试机，其中该单颗芯片测试机还包括一计数器，用来在不同时间切换至不同待测芯片以进行频率测试来完成对该多个待测芯片的频率测试。其中该微处理器控制该测试机在功能模式测试、电压测试、电流测试、频率测试完成时产生对应于该多个待测芯片的该测试结果。
本实用新型所述的可同时测试多个待测芯片的单颗芯片测试机，其中该单颗芯片测试机还包括一暂存器，该暂存器用来储存该测试结果。
本实用新型提供的可同时测试多个待测芯片的测试装置以及单颗芯片测试机使用成本较低的单颗芯片测试机进行测试，并且一次可测试多颗芯片，因此可大幅减少已知的一次只能测试单颗芯片的单颗芯片测试机所需测试的时间，并且保持已知的单颗芯片测试机低成本的优点。
图1显示已知的测试装置的示意图。
图2显示本实用新型的测试装置的示意图。
图3显示接口控制电路的电路图。
图4显示控制电路板的电路图。
图5显示接口控制信号与时间的关系图。
具体实施方式
为了让本实用新型的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图示，作详细说明如下。
请参阅图2，图2显示本实用新型的测试装置200的示意图。测试装置200使用成本较低的单颗芯片测试机进行测试，并且一次可测试多颗芯片，因此可大幅减少已知的一次只能测试单颗芯片的单颗芯片测试机所需测试的时间并且保持已知的单颗芯片测试机低成本的优点，详述如下。
测试装置200包括一单颗芯片测试机(single chip tester)210、一测试头(test head)250、以及一支持器(hander)270。单颗芯片测试机210包括多个装置功率供应器(devicepower supply，DPS)211、212、213以及214、多个精确测量模块(Precision Measurement Unit，PMU)215、216、217以及218、一模式存储器(pattern memory)220、一计数器(counter)230以及一微处理器(micro-processor)240。模式存储器220还包括多个模式子存储器300、310、320以及330。测试头250包括多个待测元件(device under test，DUT)251、252、253以及254、以及一接口控制电路(Interface ControlCircuit)260。支持器270包括多个待测芯片271、272、273以及274、以及一控制电路板(Interface Board)280。以下详述测试流程。首先，将多个待测芯片271、272、273以及274置于支持器270后，通过外部总线分别与测试头250的待测元件251、252、253以及254连接，再利用接口控制电路260来传送一开始信号(start signal)至单颗芯片测试机210以启动单颗芯片测试机210开始进行测试。以下分别说明直流电压测试(DC voltage test)、直流电流测试(DC current test)、频率测试(frequency test)、以及功能模式测试(function patterntest)。
装置功率供应器211、212、213以及214是用来分别向待测芯片271、272、273以及274提供电压源(不同于已知的单颗芯片测试机，通常是4组完全相同的电压)以达到同时对多颗待测芯片进行直流电压测试的目的。此时微处理器240控制各个装置功率供应器向各个待测芯片提供电压源并且测量各个待测芯片的电源端和接地端之间的电压值后，再判断待测芯片271、272、273以及274是否通过直流电压测试，最后将各个测试结果暂存于微处理器240内部的暂存器(未显示)中。精确测量模块215、216、217以及218用来分别向待测芯片271、272、273以及274提供电流源(不同于已知的单颗芯片测试机，通常是4组完全相同的电流)以达到同时对多颗待测芯片进行直流电流测试的目的。此时微处理器240控制各个精确测量模块向各个待测芯片提供电流源并且测量各个待测芯片的电源端和接地端之间的电流值后，再判断待测芯片271、272、273以及274是否通过直流电流测试，最后再更新暂存于微处理器240内部暂存器中的各个测试结果。
模式存储器220内的多个模式子存储器300、310、320以及330是用来分别对待测芯片271、272、273以及274进行功能模式测试(function pattern test)以达到同时对多颗待测芯片进行功能模式测试的目的。微处理器240控制上述功能模式测试的进行，并更新通过与否的结果。与已知的单颗芯片测试机110相比，由于本实用新型的单颗芯片测试机210将模式存储器220分割成多个模式子存储器300、310、320以及330，因此对于一颗待测芯片来说，其对应的模式向量(patternvector)也随之减少。举例来说，如果已知的单颗芯片测试机110与本实用新型单颗芯片测试机210的脚位(pin)个数均为正整数M，则已知的单颗芯片测试机110的一待测芯片所对应的模式向量的个数即为M，然而由于本实用新型单颗芯片测试机210已将模式存储器220分割成和待测芯片个数相同的N个模式子存储器(在此为4)，因此每一待测芯片可用的脚位变为已知的单颗芯片测试机110的1/N倍，因此本实用新型的单颗芯片测试机210的待测芯片所对应的模式向量的个数为M/N。
一般来说，单颗芯片测试机210内仅有一组计数器230，因此无法和直流电压及电流测试时一样可利用多组对应测试硬件来同时对多颗测试芯片进行测试。在此可利用轮流的方式，在不同的时间切换至不同的测试芯片进行频率测试以达到在单颗芯片测试机的环境下一次对多颗待测芯片进行频率测试的目的。由上述说明可知，测试芯片的个数越多，频率测试所需的测试时间越长。
请同时参阅图3、图4以及图5，图3显示接口控制电路260的电路图，图4显示控制电路板280的电路图，图5显示接口控制信号(interface control signal)与时间的关系图。当上述直流电压测试、直流电流测试、频率测试以及功能模式测试都完成时，微处理器240即依据其内部暂存器(图未示)中最后所储存的结果来产生接口控制信号(如图5所示)，并通过总线来经由接口控制电路260将其传送到支持器270，最后再通过控制电路板280驱动(driving)接口控制信号后，即完成对待测芯片的测试。请同时参阅图3与图4，在一该实施例中，接口控制电路260与控制电路板280分别利用继电器(relay)与OP放大器来达到传送及驱动上述接口控制信号的目的，其电路运作方式为一般熟知电子电路者可轻易了解，不再赘述。接着请参阅图5，上述接口控制信号包括多个测试结束信号(end oftest signal，EOT signal)EOT1、EOT2、EOT3以及EOT4、一测试成功信号(pass signal)PAS S以及一测试失败信号(failsignal)FAIL。各个信号代表的意义说明如下测试结束信号EOT1、EOT2、EOT3以及EOT4分别表示不同的待测芯片271、272、273以及274完成测试，测试成功信号PAS S表示待测芯片通过测试，而测试失败信号FAIL表示待测芯片未通过测试。如图5所示，以开始信号START启动第一次测试为例，测试结束信号EOT1以及EOT3所对应待测芯片271、273的结果为通过，而测试结束信号EOT2以及EOT4所对应待测芯片272、274的结果为未通过。
与已知的技术相比，本实用新型测试装置利用对单颗芯片测试机以及相关外部电路的改进，使得本实用新型测试装置中的单颗芯片测试机也可和已知的多颗芯片测试机一样一次测试多颗芯片，因此本实用新型测试装置同时具有单颗芯片测试机低成本以及多颗芯片测试机较短测试时间的优势。
虽然本实用新型已通过较佳实施例说明如上，但该较佳实施例并非用以限定本发明。本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应有能力对该较佳实施例做出各种更改和补充，因此本发明的保护范围以权利要求书的范围为准。
附图中符号的简单说明如下测试装置100、200单颗芯片测试机110、210装置功率供应器111～114、211～214精确测量模块115～118、215～218模式存储器120、220计数器130、230微处理器140、240测试头150、250
待测元件151、251～254接口控制电路160、260支持器170、270待测芯片171、271～274控制电路板180、280模式子存储器300、310、320、330。
权利要求1.一种可同时测试多个待测芯片的测试装置，其特征在于，该测试装置包括一单颗芯片测试机，其包括一模式存储器，该模式存储器包括多个模式子存储器，用来分别对该多个待测芯片进行功能模式测试以产生对应于该多个待测芯片的一测试结果；以及一微处理器，用来控制测试的进行并且依据该测试结果来产生一接口控制信号；以及一支持器，耦接于测试机，用来启动该微处理器进行测试，并且接收该接口控制信号以完成该多个待测芯片的测试，其中该多个待测芯片置于该支持器上；其中该接口控制信号包括多个测试结束信号分别表示不同的待测芯片完成测试；一测试成功信号以表示对应于一测试结束信号所完成测试的一待测芯片通过测试；以及一测试失败信号以表示对应于一测试结束信号所完成测试的另一待测芯片未通过测试。
2.根据权利要求1所述的可同时测试多个待测芯片的测试装置，其特征在于如果该测试机的脚位个数为M，且该多个待测芯片的个数为N，则每一待测芯片所对应的该模式子存储器的模式向量个数为M/N。
3.根据权利要求1所述的可同时测试多个待测芯片的测试装置，其特征在于该支持器传送一开始信号以启动该单颗芯片测试机进行测试。
4.根据权利要求1所述的可同时测试多个待测芯片的测试装置，其特征在于该测试机还包括多个装置功率供应器，用来分别在同一时间提供该多个待测芯片的电压源，以及测量该多个待测芯片的电源端和接地端之间的电压值以对该多个待测芯片同时进行直流电压测试；以及多个精确测量模块，用来分别在同一时间提供该多个待测芯片的电流源，以及测量该多个待测芯片的电源端和接地端之间的电流值以对该多个待测芯片同时进行直流电流测试；其中该微处理器控制该测试机在功能模式测试、电压测试、电流测试完成时产生对应于该多个待测芯片的该测试结果。
5.根据权利要求4所述的可同时测试多个待测芯片的测试装置，其特征在于该测试机还包括一计数器，用来在不同时间切换至不同待测芯片以进行频率测试来完成对该多个待测芯片的频率测试；其中该微处理器控制该测试机在功能模式测试、电压测试、电流测试、频率测试完成时产生对应于该多个待测芯片的该测试结果。
6.根据权利要求5所述的可同时测试多个待测芯片的测试装置，其特征在于该测试机还包括一暂存器，该暂存器用来储存该测试结果。
7.一种可同时测试多个待测芯片的单颗芯片测试机，其特征在于，该单颗芯片测试机包括一模式存储器，其包括多个模式子存储器，用来分别对该多个待测芯片进行功能模式测试以产生对应于该多个待测芯片的一测试结果；以及一微处理器，用来控制测试的进行并且依据该测试结果来产生一接口控制信号以完成测试；其中，该接口控制信号包括多个测试结束信号分别表示不同的待测芯片完成测试；一测试成功信号以表示对应于一测试结束信号所完成测试的一待测芯片通过测试；以及一测试失败信号以表示对应于一测试结束信号所完成测试的另一待测芯片未通过测试。
8.根据权利要求7所述的可同时测试多个待测芯片的单颗芯片测试机，其特征在于如果该单颗芯片测试机的脚位个数为M，且该多个待测芯片的个数为N，则每一待测芯片所对应的该模式子存储器的模式向量个数为M/N。
9.根据权利要求7所述的可同时测试多个待测芯片的单颗芯片测试机，其特征在于该单颗芯片测试机还包括多个装置功率供应器，用来分别在同一时间提供该多个待测芯片的电压源，以及测量该多个待测芯片的电源端和接地端之间的电压值以对该多个待测芯片同时进行直流电压测试；以及多个精确测量模块，用来分别在同一时间提供该多个待测芯片的电流源，以及测量该多个待测芯片的电源端和接地端之间的电流值以对该多个待测芯片同时进行直流电流测试；其中该微处理器控制该单颗芯片测试机在功能模式测试、电压测试、电流测试完成时产生对应于该多个待测芯片的该测试结果。
10.根据权利要求9所述的可同时测试多个待测芯片的单颗芯片测试机，其特征在于该单颗芯片测试机还包括一计数器，用来在不同时间切换至不同待测芯片以进行频率测试来完成对该多个待测芯片的频率测试；其中该微处理器控制该测试机在功能模式测试、电压测试、电流测试、频率测试完成时产生对应于该多个待测芯片的该测试结果。
11.根据权利要求10所述的可同时测试多个待测芯片的单颗芯片测试机，其特征在于该单颗芯片测试机还包括一暂存器，该暂存器用来储存该测试结果。
专利摘要一种可同时测试多个待测芯片的测试装置以及单颗芯片测试机。该测试装置包括一单颗芯片测试机以及一支持器。该单颗芯片测试机包括一模式存储器以及一微处理器，该模式存储器包括多个模式子存储器，用来分别对该多个待测芯片进行功能模式测试以产生对应于该多个待测芯片的一测试结果；该微处理器用来控制测试的进行并且依据该测试结果产生一接口控制信号。该支持器耦接于该测试机，用来启动该微处理器进行测试，并且接收该接口控制信号以完成置于该支持器上的该多个待测芯片的测试。该测试装置同时具有单颗芯片测试机低成本及多颗芯片测试机较短测试时间的优势。
文档编号H01L21/66GK2872379SQ20052014189
公开日2007年2月21日 申请日期2005年11月25日 优先权日2005年11月25日
发明者滕贞勇, 许益彰, 许丽娇 申请人:普诚科技股份有限公司