测试电子元件的设备、系统和方法

专利名称：测试电子元件的设备、系统和方法
测试电子元件的设备、系统和方法技术领域通常，本发明涉及测试电子元件，尤其涉及一种使用多个探针测 试电子元件例如半导体装置的设备和系统，以及一种将多个电子元件 分入多个接收器的方法。
背景技术：
一般而言，电子元件例如半导体装置在封装的各个阶段之前会经历测试。图1是一般电子元件100例如二极管的简化框图，该电子元 件包括芯片形式(典型的，硅)的有源元件102，掺杂有少量硼、砷、 磷、锌、锗或者其它元素。有源元件102与终端区域104接触。尽管 有可能存在额外的终端区域，但是示出了两个终端区域104。在与引线 框(未示出)连接之前，终端区域104可以采用金属例如铝、金或钛 的薄层的形式。在与引线框连接以后，终端区域104可以采用金或钛 导线的形式。在封装电子元件100的各个阶段之前，例如在将引线框与其连接 之前，和/或在用玻璃、塑料或金属的外壳封闭电子元件100之前，希 望利用探针和测试电路，使用终端区域104来测量电子元件100的某 些电特性，然后可以将具有良好电特性的类似装置与具有不良电特性 的装置分离开来。探针是与电子元件ioo的终端区域104接触的导电元件，并且提 供到测试电路的至少一部分电路径。如图1所示，探针105具有与电 子元件100的一个终端区域104接触的上电极106，并且具有与另一个 终端区域104接触的下电极108，尽管可以将电子元件IOO的两个以上 的终端区域104与探针接触。 .所测量的二极管电特性的实例包括二极管的反向电流、二极管的 正向电压、以及二极管的反向击穿电压，但不限于此。适于测试二极管反向电流(IR)的测试电路200的示意框图如图2所示，适于测试 二极管正向电压(VF)的测试电路300的示意框图如图3所示。在一种传统测试技术中，测试半导体装置，并且逐一将其单独分 类，这些装置被机械地往返传送于测试台上，在那里，它们与探针和 测试电路电连接。另一种已知的测试技术涉及在测试台中在单个周期内测试几个 (通常少于十个)装置。在后一种技术中，使用线缆将探针与开关连 接，开关响应测试电路。通常，开关和测试电路集成到开关板上。降低半导体装置制造和/或组装操作的效率的一个因素是，这些装 置在往返传送于测试台上所花费的时间量。在测试过程中减少装置传 送时间的一种方法是，增加每个周期中所测试的装置的数量。但是， 相应的测试硬件和控制的复杂度通常会与每个周期所测试的装置数量 成比例地增加。尤其是，(1)增加了将探针与开关板连接到一起的线 缆的数量和复杂度，这会使得测试硬件难以维护或者改装，以及(2) 使得进行测试后分类操作，包括测试结果的管理，变得较为困难。而 且，当在同一周期中测试具有不同形状、尺寸和电特性的装置时，会 进一步加剧维护、改装以及结果管理的困难。因此需要用于测试电子元件的设备、系统和方法，以便增加测试 过程的效率，同时提高测试硬件的适用性和可配置性。发明内容根据本发明的一个方面， 一种使用多个探针的电子元件测试设备 (例如，100)解决了前述要求。每个探针具有下电极和上电极。该设备包括第一平板，具有第一侧面和第二侧面，第一侧面可以是例如 母板的印刷电路板，其具有设置在其周围的下电极区域的阵列，每个 下电极区域被构造成接收探针的下电极；和多个信号导体区域，紧接 下电极区域阵列设置，每个信号导体区域配置成提供在下电极区域和 开关电路之间的非电缆电通路。当下电极设置在至少一些下电极区域 上时，当每个下电极接触电子元件的第一终端区域时，当与每个下电 极互补的上电极接触电子元件的第二终端区域时，以及当每个信号导 体区域提供在下电极区域和开关电路之间的非电缆电通路时，开关电 路可操作来顺序将每个电子元件通过上和下电极连接到测试电路。每个上电极适于拾起例如二极管的电子元件，并且紧接下电极放 置电子元件。上电极可以固定到上探针板上，其基本上与第一平板平 行，第一平板和上探针板中的一个可相对于另一个移动，以便将上电 极和下电极与设置在其间的电子元件电接触。开关电路，可以为舌簧继电器(reed relay)，其设置在第二平板 上，第二平板构造成用于通过多个信号导体区域与第一平板电通信。 第二平板和第一平板是可连接的以形成便携式的开关设备。测试电路可通过开关电路可切换地连接到多个下电极区域，该测试电路可以配 置成确定电子元件的电特性。根据本发明的另一个方面， 一种使用多个探针测试多个电子元件 的系统，每个探针具有下电极和上电极，该系统包括测试设备。该测 试设备包括第一平板，具有第一侧面和第二侧面，第一侧面具有设 置在其周围的下电极区域的阵列，每个下电极区域被构造来接收探针 的下电极；和多个信号导体区域，紧接下电极区域阵列设置，每个信 号导体区域配置成在下电极区域和幵关电路之间提供非电缆电通路。 该系统还包括计算机可读存储介质；以及处理器，响应测试设备， 响应计算机可读存储介质，并且响应计算机程序。当该计算机程序在 加载到处理器中时，其可操作为当下电极设置在至少一些下电极区域上时，当每个下电极接触电子元件的第一终端区域时，当响应互补下 电极的上电极接触电子元件的第二终端区域时，以及当每个信号导体 区域在下电极区域和开关电路之间提供非电缆电通路时，通过使开关 电路顺序将每个电子元件通过探针的上和下电极连接到测试电路来控 制测试设备初始测试结果，以及控制在计算机可读存储介质中测试结 果的存储。计算机可读存储介质可以是具有多个存储区的存储器映射，每个 存储区对应测试结果的预定范围，每个存储区具有与电子元件的数量 对应的多个测试结果区域。根据测试结果，计算机程序可操作来控制 特定的测试结果存储在存储器映射的特定的存储区中和测试结果区域 中。可以布置与存储区的数量对应数量的分类接收器，以从测试设备 接收电子元件。计算机程序进一步可操作为根据特定的存储区的测试 结果区域的内容几乎同时将电子元件放置在特定的与特定的存储区相 关的分类接收器中。根据本发明的又一个方面，提供一种使用测试设备和多个每个都 具有下电极和上电极的探针将多个电子元件分入多个分类接收器的方 法。该测试设备包括第一平板，具有第一侧面和第二侧面，第一侧 面具有设置在其周围的下电极区域的阵列，每个下电极区域被构造来接收探针的下电极；和多个信号导体区域，紧接下电极区域的阵列设 置，每个信号导体区域配置成在下电极区域和开关电路之间提供非电 缆电通路。该方法包括当下电极设置在至少一些下电极区域上时， 安排在每个下电极和电子元件的第一终端区域之间建立电接触；安排 在多个上电极中的一个和电子元件的第二终端区域之间建立电接触，每个上电极与一个下电极互补；安排在每个下电极和开关电路之间建 立非电缆电通路；通过使开关电路顺序将每一电子元件通过上和下电 极连接到测试电路来测试电子元件，测试电路产生一组测试结果；安排在存储器中存储该组测试结果；以及根据该组测试结果，安排几乎 同时将每个归入到第一分类接收器的电子元件放置在第一分类接收器中；以及在将归入到第一分类接收器的每一电子元件放置在第一分类 接收器的步骤之后，根据该组测试结果，安排几乎同时将归入到第二 分类接收器的每一电子元件放置在第二分类接收器中。安排在存储器中存储该组测试结果的步骤还包括在存储器中设 置多个存储区(与分类接收器的数量对应)，每个存储区对应测试结 果的预定范围并且具有与电子元件的数量对应的多个测试结果区域， 存储区和测试结果区域共同包括存储器映射；以及安排在存储器映射 中存储该组测试结果中的特定测试结果。安排在存储器映射中存储该组测试结果中的特定测试结果的步骤 可以包括在测试特定的电子元件之后，安排在每个存储区的特定测 试结果区域中存储测试结果，并且安排在每个存储区的特定测试结果 区域中存储测试结果的步骤包括设置或清除每个存储区的特定测试结 果区域中的标记-当在一个存储区的特定测试区域中设置标记时，在另 一存储区的对应测试结果区中标记被清楚。安排几乎同时将每个归入到第一分类接收器的电子元件放置在第 一分类接收器中的步骤可以还包括识别对应于第一分类接收器的特 定存储区；对于所识别的存储区的每个测试结果区域，确定在每个测 试结果区域中的标记是否指示与该测试结果区域相关的电子元件归入 到第一分类接收器；以及当在与电子元件相关的测试结果区域中的标记指示该电子元件归入到第一分类接收器时，安排几乎同时将每个电 子元件放置在第一分类接收器中。根据本发明的又一个方面， 一种编码有计算机程序的计算机可读 存储介质，当该计算机程序加载到处理器中时执行前述方法。


图1是可以使用本发明的不同方面对其进行处理的电子元件的简化图；图2是用于测试如图1所示的电子元件的反向电流的电路的示意图；图3是用于测试如图1所示的电子元件的正向电压的电路的示意图；图4是用于使用本发明的不同方面处理图1所示的电子元件的第 一系统的正视图；图5是图4所示的系统的侧视图；图6是图4所示的摇动装载台的顶视框图；图7是位于图4所示的测试台上的开关箱的顶视图；图8是图7所示的开关箱的第一内部侧视图；图9是图8所示的开关箱的部分放大视图；图IO是图7所示的开关箱的穿透(pass through)顶视图；图11是图7所示的开关箱的第二内部侧视图；图12是图11所示的部分的放大视图；图13是图4所示的传送板的部分侧视图；图14是图4所示的分类台的顶视图；图15以部分侧面示出了在图4所示的测试台正常工作期间图13 所示的传送板的侧视图；图16是当测试台如图15所示那样正常工作时图7所示的幵关箱的特定电路的高电平示意图；图17是示出了图4所示的系统进行的特定操作的顺序的时序图； 图18是图16所示的控制系统的简化框图，和示出了当测试台如图15所示那样正常工作时测试台中特定电路的控制的高电平示意图； 图19是图18所示的存储器映射的图；图20是用于使用本发明的不同方面处理图l所示的电子元件的第 二系统的正视图；图21是图20所示的系统的侧视图；图22是图20所示的位于测试台上的开关箱的第一外部侧视图；图23是图22所示的开关箱的第二外部侧视图； 图24是当如图20所的测试台正常工作时图22所示的开关箱的特定电路的高电平示意图；图25是示出了图20所示的系统进行的特定操作的序列的时序图； 图26是图24所示的控制系统的简化框图，和示出了当测试台正常工作时在如图20所示的测试台上特定电路的控制的高电平示意图； 图 27 是 图 26 所 示 的 存 储 器 映射 的 图 ；图28是根据本发明的特定方面用于使用如4禾P/或图20所示的系 统对许多例如图1所示的那些电子元件进行分类的方法的流程图。
具体实施方式
现在转到附图，这里相同的附图标记代表相同的组件，图4是系 统400的正视图，该系统使用本发明的不同方面处理大量(至少约五 十个)电子元件IOO (如图l所示)，优选芯片形式的二极管，连同测 量这些元件的电特性并且根据所测量的电特性对这些元件进行分类。 系统400包括供给器402、摇动装载台404、传送板406、传送臂408、 测试台410、以及具有多个接收器的分类台412。如图5的侧视图所示， 系统400包括至少一些冗余部分。供给器402以与商用和机械加工的零件(细节未示出)，例如给 料箱、线性供给器以及支架，相结合的公知方式构造。摇动装载台404可以包括由机械零件构成的摇动装载机601 (以 下结合附图6进一步讨论)、以及具有机械零件、气缸和马达的摇动 装置(未示出)。摇动装载台404以现有技术中公知的方式构造和操 作。如图6的顶视图所示，摇动装载机601操作来以阵列602的形式 对齐电子元件IOO，阵列602可以是任意期望的大小，但是优选设置成 可以接收至少一百个电子元件100。再次参考图4，测试台410，如图7所详细示出的，其中包括开关 箱702和测试机703。开关箱702 (如顶视图所示)响应测试机703， 该测试机优选包括一个或多个测试电路200 (如图2所示)和/或测试 电路300 (如图3所示)，分别适于测试二极管反向电流(IR)和二极 管正向电压(VF)。图8是开关箱702的第一内部侧视图；图9是图S所示的区域802 的放大图；图10是开关箱702的穿透顶视图；图11是开关箱702的 第二内部侧视图；以及图12是图11所示的区域1102的放大图。开关箱702其中包括具有两个侧面顶侧面706 (如图7首先示出) 和底侧面708 (图8首先示出)的平板704，以及一个或多个开关板820 (图8中可看到一个)。母板卯6 (图9所示，以下进一步讨论)安装 在底侧面708上。开关板820优选为其上设置有多个开关电路840例如舌簧继电器 的印刷电路板。如图10所示，可能希望在开关箱702内放置多个开关 板820。例如，板820可以固定到背板1002上，并且位于平板704之 下并且与平板704垂直(尽管可以理解，互相相关的平板704和开关 板820的其它定位是可能的)。再次参考图7、 8和9，平板704可以是任何适合的表面。优选将 母板906 (如图9所示)附着到底侧708。在顶侧706附近设置下电极 区域710的阵列，其可以是在平板704禾[]/或母板906中的孔或槽，或 者其可以是焊接到母板906的探针接收器，接触探针插入其中。如图 所示，顶侧706包括100个下电极区域710。从图9可以进一步看出， 每个下电极区域710构造成接收探针的下电极801，或者其一部分(例 如，考虑到探针的简单构造，探针接收器可以焊接到母板906，并且接 触插入这些探针接收器中的探针)。信号导体区域803，优选由导电材 料例如铜制成，设置在下电极区域710阵列的附近。每个信号导体区域803在下电极区域710和开关板820上的一个或多个开关电路840 之间提供至少一部分非电缆的电通路。信号导体区域803其中可以包 括涂覆金属的贯穿母板906的通孔。开关板820的边缘连接器902 (更 具体的，其引脚)也可以通过母板906和/或平板704设置，并且焊接 在母板906和/或平板704的底侧上。结合图9，图11 (开关箱702的第二内部视图)和图12 (图11 所示的区域1102的放大图)示出了如何设置下电极801和开关板或多 个开关板820以用于电通信。信号导体区域803 (如图12所示)可以 (至少部分地)是边缘连接器卯2的引脚，或者可以与边缘连接器902 的引脚接触(如图9和12所示)，以使得下电极801或其部分(当它 们设置在所选择的下电极区域701中时)处于与开关板820上的开关 电路840电通信状态下，而没有使用通常表征探针和开关盘之间的连 接的大体积的电缆式电线其。如图9中的箭头910所示，当探针和边 缘连接器焊接到母板906上时，测试信号将会通过开关板820、边缘连 接器/引脚卯2、信号导体区域803 (例如涂覆金属的通孔)、以及下电 极801到达电子元件100。因此，开关箱702提供了便携式的平台用于 测试大量电子元件，与传统的测试台硬件相比，其更易于改装并且更 易于维修。图13是传送板406 (图4所示)的部分侧视图，该传送板优选为 金属，但也可以是其它合适的材料。吸引头1302，其优选为铜，以与 矩阵710互补的矩阵图案设置在传送板406上(如图7所示)。图14是分类台412 (如图4所示)的顶视图。如图所示，分类台 412包括三个接收器1402、 1404和1406，优选为料箱。但是，有可能 是更多或更少个接收器，并且可以使用接收器和/或封装，而不是料箱。再次参考图4，在系统400的正常工作中，使用两个测试台410， 每个测试台具有开关箱702 (如图7所示)，该开关箱具有一百个下电极SOI (如图8所示)，以及一个或多个适于测试二极管反向电流(IR) 的测试机703 (也如图7所示)，例如包括测试电路200的测试机(如 图2所示)。电子元件100到达供给器402，该供给器以公知方式工作以便将 电子元件100引入摇动装载台404。传送臂408将传送板406定位在与 传送板406大体平行的区域，例如在摇动装载台404、测试台410、或 者分类台412之上。可以通过一个或多个空气气缸(未示出)垂直移 动吸引头1302 (如图13所示)，并且通过一个或多个致动器(未示出) 以公知方式水平移动该吸引头，以便将电子元件100从一个位置拾起 并将电子元件IOO放置到另一个位置。例如，如图15所示，当从摇动装载台404拾起电子元件100并将 其放置在测试台410上时，传送臂408将传送板406定位以便吸引头 1302与电子元件100的终端区域104接触，并且互补的下电极801与 电子元件100的相应终端区域104接触。图16是当电子元件IOO设置在图15所示的测试台410上时一个 开关箱工作的电路示意图。解码器1602响应控制系统1604 (下面将结 合附图18进一步讨论)，以便独立操作开关电路840，例如舌簧继电 器，以及触发测试机703，继而测试所选择的电子元件100。在探针的 每个上电极1302和每个下电极801之间的导电通路1606将探针连接 到开关电路840和/或测试机703。图17是示出了在电子元件已经设置在图15所示的测试台410之 后，使用系统400 (如图4所示)进行的特定操作的顺序的时序图。可 以看出，通过使用两个开关箱702和两个测试机703，在测试台410上 测试第一组一百个电子元件，然后在测试台410上测试第二组一百个 电子元件，同时在分类台412上传送和/或分类第一组一百个电子元件。图18是控制系统1604 (如图16所示)的简单方图，示出了当电 子元件设置在如图15所示的测试台410上时如何控制幵关箱702和测 试机703。控制系统1604具有这样的包括多项的配置，例如计算机可 读存储介质1802、处理器1804、计算机程序1806、扫描器/解码器1808、 自动控制器(robot controller) 1810、以及控制面板1812。控制系统1604 还可以包括其它元件(未示出)，例如，物理存储器；额外存储设备； 盘控制器；以及人或设备适配器或界面。处理器1804响应计算机可读存储介质1802和计算机程序1806。 计算机程序1806通常组织成功能组件，这些功能组件从属于系统400 (如图4所示)的电子元件的测试和分类。计算机程序1806可以是存 储在计算机可读存储器例如计算机可读介质1802中的软件，也可以是 硬件或者固件，或者它们的组合。计算机可读介质1802其中存储有存储器映射1820，其如图19所 示包括存储区1 1901、存储区2 l卯2、以及存储区3 1903。存储区的 数量优选与分类台412 (如图4所示)中的分类接收器的数量(三个料 箱1402、 1404和1406 (如图14所示))相对应。测试机703 (在图7 中首次示出)的测试结果值的范围可以与特定的存储区/料箱相关(例 如，可以建立一些料箱用于两种具有测试通过结果值的二极管，并且 可以建立一个料箱用于具有故障测试结果值的二极管)。每个存储区 的大小优选为存储区域1902的数量，例如多位，其对应于与开关箱相 关的探针的数量。在图18所示的开关箱702具有与其相关的一百个探 针的情况下，每个存储区具有一百个存储区域1902。当测试一组一百 个电子元件时， 一个测试机将会测试元件1-50，而同时另一个会测试 元件51-100。每个存储区域存储标记，例如位，其可以设置成值一， 或者清除为值零。可操作为指向一个存储区域的指针1910，与每个存 储区相关。存储器映射也可以由扫描器/解码器1808产生和/或存储。 在操作中，当该系统开始测试一组一百个电子元件(假设开关箱1 702) 时，开关选择电路705 (图15所示)会选择箱1 (所有箱1的开关转向ON)，然后在开关箱1 702上的探针1和探针51的开关被迫转向 ON。同时，在每个存储区中，指针1901指向相应的存储区域(指向区 1 l卯l、区2 1902、以及区3 1903的位1 (对于测试机1)和位51 (对 于测试机2))。存储区的数量优选对应于分类台412上的分类接收器 的数量，(如图4所示)这种情况下的三个料箱1402、 1404和1406 (如图4所示)。(例如，可以建立用于两种具有测试通过结果值的 二极管的料箱，并且可以建立一个料箱用于具有故障测试结果值的二 极管)。然后，触发测试机1和测试机2 703以便同时测试在探针1和 探针51上的电子元件。根据测试机的设置，会将该电子元件分类到三 个料箱中的一个。每个存储区的所指地址存储了标记，例如位，其可 以设置为值一或者清除为值零。例如，测试机现在测试在开关箱410 上的第一到第五十一个电子元件，并且指针1910指向存储器映射的每 个区的第一到第五十一位(如图19所示)，电子元件l被分类到料箱 2，并且电子元件51被分类为失败一一料箱3，区2 1902的第一位和 区3 1903的第五H"—位被存储为一，区1和区3的第一位和区1和区 2的第五H"—位被清零。图20和21分别为第二系统2000的正视图和 侧视图，该系统使用本发明的不同方面来处理大量电子元件100 (如图 l所示)，优选芯片形状的二极管，连同测量这些元件的电特性并且根 据所测量的电特性来分类这些元件。系统2000包括供给器2002、摇动 装载台2004、传送板2006、传送臂2008、测试台2010、以及分类台 2012。供给器2002以与商业和加工的零件(细节未示出)例如料箱、线 性供给器以及支架相结合的公知方式构造。摇动装载台2004如结合图6所讨论地构造，并且包括摇动装载机 和摇动装置。而且如结合图6所讨论的，摇动装载台2004操作成以阵 列形式对齐电子元件，阵列可以是任意大小，但是优选设置成可以接 收至少一百二十个电子元件。分类台2012包括进料斗，在其下可以设置多个接收器(不可见)， 例如料箱。如图22和23所详细示出的测试台2010其中包括开关箱2202和 一个或多个测试机2203 (例如，可以使用两个测试机， 一个用于测试 电子元件1至60,第二个用于测试电子元件61至120)。开关箱2202 响应测试机2203，该测试机优选包括一个或多个测试电路200 (如图2 所示)和/或测试电路300 (如图3所示)，分别适于测试二极管反向 电流(IR)、和二极管正向电压(VF)。在内部，开关箱2202包括与开关箱702的元件类似的元件(未示出，参考图7、 8和9)，其中包括具有两个侧面---个顶侧706和一个底侧708——的平板704以及一个或多个开关板820。母板906(图 9首次所示)为与底侧70S连接的印刷电路板，探针的下电极801可以 设置为穿过并且焊接到母板906上。边缘连接器902的引脚也可以设 置为穿过并且焊接在母板906的底侧上。在顶侧706附近设置下电极 区域710的阵列，其可以是在平板704中的孔或槽。从图8和9中可 以看出，每个下电极区域被配置来接收探针的下电极801，或者其一部 分。信号导体区域803，优选由导电材料例如铜制成，其设置在下电极 区域710阵列的附近。每个信号导体区域803在下电极区域710和开 关板820上的一个或多个开关电路840之间提供至少一部分非电缆的 电通路，以使得下电极801 (当它们设置在所选择的下电极区域710中 时)处于与开关板或多个开关板820上的开关电路840电通信状态， 而没有使用大体积的电缆式电线，其通常表征探针和开关盘之间的连 接。如图9中的箭头910所示，当探针和边缘连接器焊接到母板906 上时，测试信号将会通过开关板820、边缘连接器/引脚902、信号导体 区域803 (例如涂覆金属的通孔)、以及下电极801到达电子元件100。 因此，开关箱2202提供了用于测试大量电子元件(至少一百二十个) 的便携式平台，与传统的测试台硬件相比，其更易于改装或者更易于 维修。再次参考图22和23,在外部，开关箱2202与凸轮装置2204侧 接，该凸轮装置操作为以水平和垂直方向定位与平板704 (如图7首次 所示)下电极801 (如图8首次所示；当它们设置在所选择的下电极区 域710上时)的互补阵列邻近的上电极2208的阵列。上电极2208的 阵列优选位于大体与平板704平行的杆上。两条电线(未示出)直接 从上电极2208连接到母板906。再次参考图20和21，两个传送板2006使用以阵列形式设置在其 上的橡胶吸引头来拾起并设置电子元件。它们中的一个用于从摇动装 载台2004上拾起电子元件，并且将那些电子元件放置在测试台2010 上用于测试，另一个用于从测试台2010上拾起电子元件，将它们移动 到分类台2012，然后将电子元件分类到分类箱中。在系统2000的正常工作期间，电子元件IOO (在图l中示出)到 达摇动装载台2004。传送臂2008将传送板2006定位在与传送板2006 大体平行的区域上，例如在摇动装载台2004、测试台2010、或者分类 台2012之上。可以通过一个或多个空气气缸(未示出)垂直移动传送 板2006上的橡胶吸引头，并且通过一个或多个致动器(未示出)以公 知方式水平移动该吸引头，以便将电子元件100从一个位置拾起并将 电子元件IOO放置到另一个位置。例如，当使传送台2006从摇动装载台2004将电子元件拾起，并 将电子元件放置在测试台2010上，以便下电极801和电子元件的所选 择的终端区域相接触时，凸轮装置2204可操作来定位上电极2208的 互补阵列，以便上电极与电子元件的所选择的区域相接触。凸轮装置 2204允许将阵列2208重新定位在同一电子元件的不同终端区域上，从 而可以使用一个或多个测试电路测试每个电子元件。图24是当电子元件设置在测试台2010 (图20所示)上时开关箱2202工作时的电路示意图。解码器2402响应控制系统2404 (下面将 结合图26讨论)，以便单独操作开关电路840，例如舌簧继电器，并 且触发测试机2203，继而测试所选择的电子元件。在探针的每个上电 极2208和每个下电极801之间的导电通路2406将探针连接到开关电 路840和/或测试机2203。两个测试机(如图26所示)用来同时测试 探针(在每个上电极2208和每个下电极801之间)开关箱2202上的 两个电子元件以便将测试时间减半。 一个测试机测试探针1至60上的 电子元件，另一个测试机测试探针61至120上的电子元件。图25是示出了在电子元件已经设置测试台2010之后，使用系统 2000 (如图20所示)进行的特定操作的顺序的时序图。可以看出，通 过使用开关箱2202和两个测试机2203，可以在测试台2010上测试一 百二十个电子元件，然后在分类台2012上对其进行传送和/或分类。图26是控制系统2404 (如图24所示)的简化方框图，示出了当 电子元件设置在测试台2010上时如何控制开关箱2202和测试机2203。 控制系统2404具有包括多项的配置，例如计算机可读存储介质2602、 处理器2604、计算机程序2606、扫描器/解码器2608、自动控制器2610、 以及控制面板2612。控制系统2404还可以包括其它元件(未示出)， 例如，物理存储器；额外的存储设备；盘控制器；以及人或设备适配 器或界面。处理器2604响应计算机可读存储介质2602和计算机程序2606。 计算机程序2606通常组织成功能组件，这些功能组件通过系统2000 归入到电子元件的测试和分类。计算机程序2606可以是存储在计算机 可读存储器例如计算机可读介质2602中的软件，也可以是硬件或者固 件，或者它们的组合。计算机可读介质2602其中存储有存储器映射2620，如图27所示， 其包括存储区1 2701、存储区2 2702、存储区3 2703、存储区4 2704、存储区5 2705、存储区6 2706、存储区7 2707、以及存储区8 2708。 存储区的数量与分类台(如图20所示)上的分类接收器的数量(未示 出，优选八个)相对应。测试机2203 (如图22首次示出)的测试结果 值的范围可以与特定的存储区/料箱相关(例如，可以建立用于多种具 有测试通过结果值的二极管的料箱，并且可以建立一个料箱用于具有 故障测试结果值的二极管)。每个存储区的大小优选为对应于与开关 箱相关的探针的数量的存储区域2702的数量，例如多位。在图26所 示的开关箱2202其具有与其相关的一百二十个探针的情况下，每个存 储区具有一百二十个存储区域2702。每个存储区域存储了标记例如位， 其可以设置成值一，或者清除为值零。可操作为指向一个存储区域的 指针2710 (存在有两个指针2710，可操作为同时指向两个存储区/地 址)，与每个存储区相关。存储器映射也可以由扫描器/解码器2608产 生和/或存储。继续参考图1-27，根据本发明的某些方面，图28是用于使用系统 例如系统400 (如图4所示)和/或系统2000 (如图20所示)对许多电 子元件例如电子元件100 (如图1所示)进行分类的方法的流程图。电 子元件被分入多个分类接收器中，例如分类料箱1402、 1404和1406， 或者与分类台2012 (如图20所示)相关的分类料箱。在分类处理中， 使用多个探针和测试装置。每个探针具有下电极，例如下电极801 (如 图8首次所示)，和上电极，例如上电极1302 (如图13首次所示)或 上电极2208 (如图22所示)。测试设备包括平板，例如平板704 (如图7首次所示)，其具有 两个侧面。 一个侧面可以是印刷电路板，例如母板906，其具有下电极 区域的阵列，例如设置在其附近的区域710 (也如图7首次所示)，并 且每个下电极区域被配置来接收探针的下电极。测试设备还包括多个 信号导体区域，例如设置成邻近下电极区域的阵列的信号导体区域803 (如图8所示)。每个信号导体区域配置成在下电极区域和开关电路 例如开关板820上的舌簧继电器840之间提供非电缆电通路。该方法从椭圆框2800开始，在方框2802中继续，这里，当在这 些下电极区域的至少一些中设置下电极时，可以配置成在每个下电极 和电子元件的第一终端区域，例如电子元件100 (如图1所示)的一个 终端区域104之间，建立电接触。在方框2804中，配置成在多个与下 电极互补的上电极中的每一个和电子元件的第二终端区域之间建立电 接触。结合系统400 (如图4所示)的操作，传送板406上的吸引头1302 可以由传送臂408操纵，以便从摇动装载台404拾起电子元件，并且 以起上电极作用的吸入接头1302与电子元件的所选择的终端区域相接 触且互补的下电极801与电子元件的相应终端区域接触的方式，将电 子元件放置在测试台410上。系统2000 (如图20所示)可以操作来使传送板2006上的橡胶吸 引头从摇动装载台2004上拾起电子元件，并且以下电极801 (如图8 首次所示)与电子元件的所选择的终端区域相接触的方式，将电子元 件放置在测试台2010上。凸轮装置2204 (如图22和23所示)可以操 作为定位上电极2208的阵列(如图22所示)，以便上电极与电子元 件相应的终端区域接触。例如，当传送板2006从摇动装载台2004拾 起电子元件，并且将电子元件放置在测试台2010以便下电极801与电 子元件的所选择的终端区域相接触时，凸轮装置2204可以操作为定位 和/或重新定位上电极2208的互补阵列，以与电子元件的其它选择的终 端区域接触。安排在每个下电极和开关电路之间建立非电缆电通路的步骤在方 框2806中示出。使用母板906将探针801和开关板820集成在一起， 可以在每个下电极区域710(如图7首次所示)和一个或多个开关电路， 例如开关板820 (如图8首次所示)和/或舌簧继电器(如图8所示) 之间提供至少一部分非电缆电通路。非电缆电通路的其它部分可以包括边缘连接器卯2 (如图12所示)和/或平板704 (如图7首次所示) 上的其它元件或开关板820 (如图8首次所示)。
在方框2808中，通过使开关电路顺序将每个电子元件通过上和下 电极连接到测试电路，测试电子元件，并且产生一组测试结果。
在系统400 (如图4所示)中，例如，如图16所示，解码器1602 响应控制系统1604以单独操作开关电路840 (如图8所示)，并且触 发测试机703 (如图7首次所示)以顺序测试所选择的电子元件。在探 针的每个上电极1302 (如图13所示)和每个下电极801 (如图8首次 所示)之间的导电通路1606将探针与开关电路840和/或测试机703相 连接。
同样，如图24所示，在系统2000 (如图20所示)中，解码器2402 响应控制系统2404以单独操作开关电路840 (如图8所示)，并且触 发测试机2203 (如图22首次所示)以顺序测试所选择的电子元件。在 探针的每个上电极2208 (如图22所示)和每个下电极801 (如图8首 次所示)之间的导电通路2406将探针连接到开关电路840和/或测试机 2203。与电子元件和探针相关的舌簧继电器840连接到测试电路，并 且产生测试结果。
在方框2810中，安排在存储器中存储该组测试结果。存储器映射 1820和2620 (分别如图118和26所示)，分别位于计算机可读存储 介质1820和2620 (分别如图18和26所示)中，其可以包括和/或存 储该组测试结果。
参考图19和27，在使用特定探针测试特定电子元件的时候，在 每个存储区中，指针1910和2710指向相应的存储区域——相对于图 19，例如，与存储区1 1901相关的指针1910指向在存储区1 1901内 的第一存储区域1920，与存储区2 1902相关的指针1910指向在存储区2 1902内的第一存储区域1920，并且与存储区3 1903相关的指针 1910指向在存储区3 1903内的第一存储区域1920。在已经使用特定探 针通过测试电路测试完电子元件之后，通过在与电子元件所归入的料 箱对应的存储区的存储区域中设置标记(例如通过将位设置为值一)， 可以存储测试结果。可以清除在与其它料箱对应的存储区的存储区域 中的标记(例如，通过将为设置为值零)。测试结果值的范围与特定 存储区相关。再次参考图19，如果例如测试结果值显示所测试的电子 元件归入到料箱1，那么可以将值一存储在存储区1 1901内的第一存 储区域1920中，并且可以将零存储在存储区2 1902和存储区3 1903 内的第一存储区域1920中。当重复该过程以便以便依次测试所有电子 元件时，将会借助指针1910设置或清除在每个存储区的所有存储区域 内的标记。接下来，在方框2812中，根据该组测试结果，归入到第一分类接 收器的每个电子元件被安排基本同时放入第一分类接收器中，并且在 方框2814中，在方框2812的步骤完成之后，归入到第二分类接收器 的每个电子元件被安排基本同时放入第二分类接收器中。在系统400的操作(如图4所示)中，例如，可以通过一个或多 个气缸(未示出)垂直移动传送板406上的吸引头1302(如图13所示)， 并且通过一个或多个致动器(未示出)水平移动该吸引头，以便从测 试台410拾起电子元件100并且将电子元件放在分类台412上。类似 地，对于系统2000 (如图20所示)，可以通过一个或多个气缸(未示 出)垂直移动传送板2006上的橡胶吸引头，并且通过一个或多个致动 器(未示出)水平移动该吸引头，以便从测试台2010上拾起电子元件 并且将电子元件100放置在分类台2012上的料箱(未示出)中。存储区1 1901 (如图19所示)和2701 (如图27所示)，分别对 应系统400和2000的第一分类料箱(分别如图4和20所示)，可以 考虑存储区1 1901和2701来确定哪个电子元件释放到第一分类料箱中。例如，可以将分别在与存储区1 1901和2701的存储区域1920和 2720对应的吸引头的位置中的电子元件，其具有设置为值一的标记， 释放到第一分类料箱。同样，分别设置在存储区2 1902和2702的存储 区域1920和2720中的标记标识应该被释放到第二分类料箱的电子元 件，等等。可以通过软件、固件、硬件或者它们的组合来实现前述方法。例 如， 一个或多个计算机程序，例如计算机程序1806 (如图18所示)或 2606 (如图26所示)，其可以分别编码在一个或多个计算机可读介质 例如存储介质1802或2602中，并且当分别加载到处理器例如处理器 1804或2604中时，其可以执行该方法。这种计算机程序可以根据公知 的软件工程实践来实现。但是，可以理解，本发明的方面不限于计算 机软件或信号处理方法的任何特定实施例。例如，整体或单独封装的 一个或多个处理器可以以不同方式实现这里所述的功能。也可以理解， 计算机程序1806和2606可以是任何存储的指令，其以一个或多个部 分电控制这里所述的功能。尽管这里己经描述了特定的功能元件及其配置，但是本发明构思 这里的系统、设备和方法可以以各种方式来实现。功能元件可以整体 或者单独封装，或者可以由更少、更多或者不同的设备来实现。当一 个元件被示为响应另一个元件时，这些元件可以直接或间接耦接。这 里所描述的连接实际上是逻辑上或物理上的，以便实现在这些元件之 间的耦接或者通信接口。可以作为软件过程之中的过程间通信来实现 连接。可以进一步明了，在不脱离所附权利要求及其等同物的精神和范 围的情况下，可以演绎本发明的其它和另外形式以及除了上述具体实 施例以外的实施例，因此，本发明的范围仅由所附权利要求及其等同 物所涵盖。
权利要求
1.一种使用多个探针的电子元件测试设备，每个探针具有下电极和上电极，该设备包括第一平板，具有第一侧面和第二侧面，第一侧面具有设置在其附近的下电极区域的阵列，每个下电极区域被配置来接收探针的下电极；和多个信号导体区域，邻近下电极区域的阵列设置，每个信号导体区域配置来在下电极区域和开关电路之间提供非电缆电通路，其中当下电极设置在所述下电极区域的至少一些上时，当每个下电极接触电子元件的第一终端区域时，当与每个下电极互补的上电极接触电子元件的第二终端区域时，以及当每个信号导体区域在下电极区域和开关电路之间提供非电缆电通路时，所述开关电路可操作来顺序将每个电子元件通过上和下电极连接到测试电路。
2. 如权利要求1所述的设备，其中探针的数量包括至少约五十个。
3. 如权利要求l所述的设备，其中所述下电极区域包括在第一平 板中的开口。
4. 如权利要求l所述的设备，其中上和下电极包括铜。
5. 如权利要求4所述的设备，其中每个上电极适于拾取电子元件 并且邻近下电极放置该电子元件。
6. 如权利要求4所述的设备，其中所述上电极固定到基本上与第 一平板平行的上探针板上，第一平板和上探针板中一个可相对于另一 个移动，以便使上电极和下电极与设置在其间的电子元件电接触。
7. 如权利要求l所述的设备，其中所述第一平板包括电路板。
8. 如权利要求7所述的设备，其中所述开关电路设置在第二平板 上，第二平板被配置用于通过所述多个信号导体区域与第一平板电通 信。
9. 如权利要求8所述的设备，其中所述第二平板和第一平板是可 连接的，以形成便携式的开关设备。
10. 如权利要求l所述的设备，还包括多个开关电路，每个开关电路被配置用于与信号导体区域电通信。
11. 如权利要求IO所述的设备，其中所述开关电路包括舌簧继电器。
12. 如权利要求IO所述的设备，还包括测试电路，其通过开关电路可切换地连接到所述多个下电极区域， 并且配置来确定电子元件的电特性。
13. 如权利要求12所述的设备，其中所述电子元件包括二极管。
14. 如权利要求13所述的设备，其中所述电特性包括二极管的反 向电流。
15. 如权利要求13所述的设备，其中所述电特性包括二极管的正 向电压和二极管的反向击穿电压中的一个。
16. —种使用多个探针测试多个电子元件的系统，每个探针具有 下电极和上电极，该系统包括测试设备，包括第一平板，具有第一侧面和第二侧面，第一侧面具有设置在其附近的下电极区域的阵列，每个下电极区域被配置来接收探针的下电极； 禾口多个信号导体区域，邻近下电极区域的阵列设置，每个信号导体 区域配置来在下电极区域和开关电路之间提供非电缆电通路； 计算机可读存储介质；以及处理器，响应所述测试设备，响应所述计算机可读存储介质，并 且响应计算机程序，该计算机程序在加载到所述处理器中时可操作来当下电极设置在所述下电极区域的至少一些上时，当每个下电极 接触电子元件的第一终端区域时，当响应互补下电极的上电极接触电 子元件的第二终端区域时，以及当每个信号导体区域在下电极区域和 开关电路之间提供非电缆电通路时，通过使所述开关电路顺序将每个 电子元件通过探针的上和下电极连接到测试电路，来控制所述测试设 备产生测试结果，以及控制所述测试结果在所述计算机可读存储介质中的存储。
17. 如权利要求16所述的系统，其中所述计算机可读存储介质包 括存储器映射，该存储器映射具有多个存储区，每个存储区对应测试 结果的预定范围，每个存储区具有与电子元件的数量对应的多个测试 结果区域，所述计算机程序可操作来根据测试结果控制特定的测试结 果在存储器映射的特定存储区和测试结果区域中的存储。
18. 如权利要求17所述的系统，还包括多个分类接收器，配置成从所述测试设备接收电子元件，分类接 收器的数量对应于存储区的数量，所述计算机程序进一步可操作为根 据特定存储区的测试结果区域的内容基本同时地将电子元件放置到与 该特定存储区相关的特定分类接收器中。
19. 一种使用测试设备和多个探针将多个电子元件分入多个分类 接收器的方法，每个探针具有下电极和上电极，该设备包括第一平板，具有第一侧面和第二侧面，第一侧面具有设置在其附权利要求书第4/5页近的下电极区域的阵列，每个下电极区域被配置来接收探针的下电极； 禾口多个信号导体区域，邻近下电极区域的阵列设置，每个信号导体 区域配置来在下电极区域和开关电路之间提供非电缆电通路， 该方法包括当下电极设置在所述下电极区域的至少一些上时，安排在每个下 电极和电子元件的第一终端区域之间建立电接触；安排在多个上电极中的每一个和电子元件的第二终端区域之间建 立电接触，每个上电极与下电极互补；安排在每个下电极和开关电路之间建立非电缆电通路；通过使开关电路顺序将每一电子元件通过上和下电极连接到测试 电路来测试电子元件，所述测试电路产生一组测试结果；安排在存储器中存储该组测试结果；以及根据该组测试结果，安排基本同时地将每个归入到第一分类接收 器的电子元件放置到第一分类接收器中；以及在将每个归入到第一分类接收器的电子元件放置到第一分类接收 器中的步骤之后，根据该组测试结果，安排基本同时地将每个归入到 第二分类接收器的电子元件放置到第二分类接收器中。
20. 如权利要求19所述的方法，其中安排在存储器中存储该组测 试结果的步骤还包括在存储器中定位多个存储区，每个存储区对应于测试结果的预定 范围并且具有与电子元件的数量对应的多个测试结果区域，存储区和 测试结果区域共同包括存储器映射；以及安排在存储器映射中存储该组测试结果中的特定测试结果。
21. 如权利要求20所述的方法，其中安排在存储器映射中存储该 组测试结果中的特定测试结果的步骤包括在测试特定的电子元件之后，安排在每个存储区的特定测试结果 区域中存储测试结果。
22. 权利要求21所述的方法，其中安排在每个存储区的特定测试 结果区域中存储测试结果的步骤包括设置和清除每个存储区的特定测 试结果区域中的标记中的一种操作。
23. 如权利要求22所述的方法，其中当在一个存储区的特定测试 结果区域中设置标记时，在另一个存储区的相应测试结果区域中清除 标记。
24. 如权利要求22所述的方法，其中分类接收器的数量对应于存 储区的数量。
25. 如权利要求24所述的方法，其中安排基本同时地将每个归入 到第一分类接收器的电子元件放置到第一分类接收器中的步骤还包 括识别对应于第一分类接收器的特定存储区；对于所识别的存储区的每个测试结果区域，确定在每个测试结果 区域中的标记是否表示与该测试结果区域相关的电子元件归入到第一 分类接收器；以及当在与电子元件相关的测试结果区域中的标记表示电子元件归入 到第一分类接收器时，安排基本同时地将每个电子元件放置在第一分 类接收器中。
26. —种编码有计算机程序的计算机可读存储介质，当其加载到 处理器中时，执行权利要求19的方法。
全文摘要
一种使用多个探针的电子元件测试设备。每个探针具有下电极和上电极。该设备包括第一平板，其具有第一侧面和第二侧面，第一侧面具有设置在其附近的下电极区域的阵列，每个下电极区域被配置来接收探针的下电极；和多个信号导体区域，邻近下电极区域设置，每个信号导体区域配置成在下电极区域和开关电路之间提供非电缆电通路。开关电路可操作成顺序将每个电子元件通过上和下电极连接到测试电路。
文档编号G01R31/02GK101223449SQ200680016962
公开日2008年7月16日 申请日期2006年3月24日 优先权日2005年3月25日
发明者吴贤一, 李光荣, 林易立, 许金成 申请人:威世通用半导体公司