一种半导体组件测试夹具、测试系统及测试方法与流程

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fpga78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。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种半导体组件测试夹具、测试系统及测试方法，旨在解决现有技术中半导体测试流程复杂且造价成本高，实现以低成本完成半导体组件测试，且测试方便。

为达到上述技术目的，本发明提供了一种半导体组件测试夹具，所述测试夹具包括：

插槽，用于电连接半导体组件的至少x个有源电信号；

平面元件，为pcb或具有至少两个安装在该平面元件上的插座和至少一个连机器元件的元件；

所述半导体组件的至少x个有源电信号从所述插座连接到所述平面元件，并通过所述平面元件路由到所述连接器元件。

优选地，所述测试夹具用于执行老化、弱单元以及速度测试。

本发明还提供了一种利用所述测试夹具进行测试的半导体组件测试系统，所述测试系统包括：

半导体组件测试夹具、应用程序测试板以及用于执行被测设备测试操作的软件；

所述半导体组件测试夹具用于非永久性的加载半导体组件；

所述应用程序测试板具有一个或多个测试夹具，这些具有连接器的测试夹具，其中至少有一个连接器信号将电连接到应用程序测试板；

所述用于执行被测设备测试操作的软件存在于应用测试板上或在测试夹具上被测试的半导体组件上，其中软件在应用程序测试板上执行被测设备的功能测试。

优选地，所述半导体组件为dram组件，且dram组件的测试夹具的数量不超过36个。

优选地，所述测试操作包括老化、弱单元以及速度测试。

优选地，所述测试夹具的被测设备在至少两次未在相同温度下进行的测试之间没有被卸载。

优选地，所述应用程序测试板包括至少一个基于intel的处理器，或应用程序测试板包括至少一个基于amd的处理器。

优选地，所述测试夹具被封闭在一个温度室中，但是所述应用程序测试板未封入此温度室；

所述温度室可实现冷热试验温度，低温试验是指零下5摄氏度或以下的温度，高温试验是指温度为80摄氏度及以上。

本发明还提供了一种基于所述半导体组件测试系统的半导体组件测试方法，所述方法包括以下操作：

通过使用自动设备将半导体元件装载到所述半导体组件测试系统中的测试夹具上；

利用所述半导体组件测试系统进行功能测试；

通过使用自动设备将半导体组件从所述半导体组件测试系统中的测试夹具上卸载。

优选地，在两种或两种以上不同的温度下进行测试的被测设备只在测试夹具上装载一次，或在两种或两种以上不同的温度下进行测试的被测设备只从测试夹具上卸载一次。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

与现有技术相比，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。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的一种测试夹具连接示意图。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

下面对本发明实施例所提供的一种半导体组件测试夹具、测试系统及测试方法进行详细说明。

本发明实施例公开了一种半导体组件测试夹具，所述测试夹具包括：

插槽，用于电连接半导体组件的至少x个有源电信号；

平面元件如pcb或其他具有至少两个安装在该平面元件上的插座和至少一个连机器元件的元件；

所述半导体组件的至少x个有源电信号从所述插座连接到所述平面元件，并通过所述平面元件路由到所述连接器元件。

本发明实施例以dram为例，对所述方法进行详细描述。

在背景技术中，已经描述了最先进的内存组件测试方法，此外，一些成品和焊接的内存模块在主板上进行测试，称之为应用测试或简称apt测试。在进行这种测试时，有两个原因：因为焊接过程中会降低某些内存单元的性能，而且dram在应用程序中执行的性能与在没有信号噪声或共享信号的组件测试环境中不同。

因此，本发明实施例在应用程序中执行所有组件测试，包括老化、弱单元以及速度测试。为此，需要将组件自动加载到测试夹具中，当组件在夹具中时，将执行测试。所有测试完成之后，可以自动从夹具上卸载组件，由于无需永久焊接，因此可以轻松的装载和卸载。

所述半导体元件测试夹具用于临时保持和接触一个以上的半导体元件，所述半导体元件暂时固定在插槽或者其他设备中，无需焊接或使用其他永久连接方式。

在测试夹具中设置插槽，用于电连接半导体组件的至少x个有源电信号，还设置有平面元件如pcb或其他具有至少两个安装在该平面元件上的插座和至少一个连机器元件的元件。所述半导体组件的至少x个有源电信号从所述插座连接到所述平面元件，并通过所述平面元件路由到所述连接器元件。

通过测试夹具对其上的半导体元件进行大部分的元件测试，包括老化、弱单元以及速度测试，至少50％的功能测试都是在本测试系统中进行。

优选地，所述测试夹具只有一个连接器元件，该连接器元件遵循dram模块的任何jedec标准。

本发明实施例还公开了一种半导体组件测试系统，所述系统包括：

上文所述的半导体组件测试夹具、应用程序测试板以及用于执行被测设备的测试操作的软件。

所述半导体组件测试夹具用于非永久性的加载半导体元件，这些半导体元件成为被测设备(dut)；

所述应用程序测试板具有一个或多个测试夹具，这些具有连接器的测试夹具，其中至少有一个连接器信号将电连接到应用程序测试板；

所述用于执行被测设备的测试操作的软件存在于应用测试板上或在测试夹具上的被测试的半导体组件上，其中软件在应用程序测试板上执行dut的功能测试。

所述测试夹具上至少有一个dut为dram组件，所述dram组件的测试夹具的数量不超过36个。

所述测试夹具上的dut在至少两次未在相同温度下进行的试验之间没有被卸载。

所述应用程序测试板包括至少一个基于intel的处理器或基于amd的处理器。

在测试过程中，所述测试夹具被封闭在一个温度室中，但是所述应用程序测试板未封入此温度室。所述温度室可实现冷热试验温度，低温试验是指零下5摄氏度或以下的温度，高温试验是指温度为80摄氏度及以上。

在测试序列中，dut保持加载在同一夹具上，至少有两个不同的应用程序测试板来用于测试，从而无需将dut从夹具装载或卸载。

对于测试夹具的识别，可通过印刷或者附着在该夹具上的标签进行唯一识别，例如可采用条形码的形式来进行识别；或者采用通过应用程序测试板读出安装在夹具上的另一个半导体组件，例如可利用spdeprom：spd＝串行状态检测，从而唯一地识别。

本发明实施例还公开了一种半导体组件测试方法，所述方法利用前文所述的一种半导体半导体器件测试系统来进行测试。

在测试前，通过使用自动设备将半导体元件装载到测试夹具上，例如老化装载机或者工业机器人；在测试后，同样通过使用自动设备将半导体组件从测试夹具上卸载，例如老化卸载机或工业机器人。

测试过程中，使用前文所述测试夹具，当dut仍安装在夹具上时，对dut进行激光打标。在进行老化测试时，在两种或两种以上不同的温度下进行测试的dut只在测试夹具上装载一次，或在两种或两种以上不同的温度下进行测试的dut只从测试夹具上卸载一次。

本发明实施例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，如图1所示，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。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。