[发明专利]使用智能电流感测开关来保护探针的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2012年8月27日、代理人案号为ATST-U0093.A的美国临时申请NO.61/693,692的优先权，该申请被转让给本发明的受让人并且其全部内容通过引用被结合于此。

技术领域

根据本发明的实施例总地涉及自动测试装备，更具体地涉及自动测试装备中使用的电流监控技术。

背景技术

自动测试装备(ATE)可以是在被测器件(DUT)上执行测试的任意测试装配，其中，被测器件可以是半导体晶片上的集成电路(IC)或芯片、或诸如固态硬盘之类的器件。ATE装配可以被用来执行这样的自动测试，该自动测试可快速执行测量并生成随后可被分析的测试结果。ATE装配可以是被耦合到测试仪和复杂的自动测试装配的计算机系统中的任意组件，该复杂的自动测试装配可包括定制的专用计算机控制系统和许多能够自动测试电子部分和/或能够进行半导体晶片测试(比如，片上系统(SOC)测试或集成电路测试)的不同测试仪器。ATE系统既能减少花费在测试器件上的时间以确保器件的设计功能，又能充当诊断工具来在给定器件到达客户之前确定其中是否存在故障部分。

在一般的自动测试中，探针卡被用来探测晶片上的半导体芯片。探针卡通常具有相对于芯片上的结合区放置的几个探针以执行功能测试。在一般的测试中，探针被用于电刺激芯片上的电路并进行测量，以确定电路是否在正确地工作。探针卡上的一些探针将电能从器件电源(DPS)运送到芯片。根据芯片所需的电量，许多或所有的探针将会从相同的DPS吸取电能。在某些实例中，如果DUT是有缺陷的并且被短路，或如果由于其他原因从DPS吸取了过多电流，则用于将电能从DPS传输到DUT的探针尖端会被烧坏。在这种实例中，探针尖端会熔化或是随着时间的过去会在探针尖端上累积非导电残留物和沉积物，这些残留物和沉积物会阻碍探针尖端正确地工作。探针卡极其昂贵，更换探针卡上损坏的探针尖端是耗费时间并且成本过高的过程。此外，如果在没有发现探针尖端被损坏的情况下运行测试，连接到损坏的探针尖端的IC芯片会被错误地标记为不合格。

在传统系统中，可以采用至少两种技术来防止用于提供来自DPS的电能的探针被烧毁。已经采用的防止探针尖端损坏的第一种典型技术从确定DPS处在0伏(V)开始，并且在接触DUT之前要对探针卡上的任意电容完全放电。这需要等待一段时间并在探针卡上进行残余电压的测量，以确保其达到0V。然而，本技术是耗时的。

第二种典型技术需要将DPS设置到低电压，并在探针尖端接触到DUT之后设置低电流钳。随后电流钳的有效电流测量被确定，以查看DUT是否被短路。如果测量指示DUT被短路，则用户会被警告不要给DUT上电。本技术同样是耗时的，因为用户需要首先给DUT上低电压并设置电流钳来进行测量，以确定系统是否准备好以供使用。

在某些实例中，上文讨论的第二种技术也可能是无效的。例如，在一些情况中，在DUT上有几个以相同电压操作但具有未互相连接的独立电源连接的独立电路组。由于测试器的配置，对于所有这些电压轨将探针连接到共同的高电流电源是有益的。第二种技术在这些配置中不太实用，因为通过一个电压轨上的短路以低电压吸取的额外电流会被在其他电压轨上吸取的正常电流所掩盖。当应用全部电能时，连接到被短路的电压轨的探针会被烧毁。此外，如果有许多探针被并行连接，那么识别被短路的电压轨是很困难的。而且，如果在这种情况下应用全部电能，那么会在连接到短路轨的探针烧毁后引起其中的级联效应，通过连接到该电压轨的剩余探针的升高后的电流同样会使探针烧毁。

因此，预先避免过度电流损坏探针的传统方法是耗时的，因为在系统中没有内置的用于在电流超过可接受的阈值时切断通过探针尖端的电流的智能组成部分。此外，在某些难以识别被短路的电压轨的测试器配置中这些方法是无效的。

发明内容

因此，需要一种可以解决上述系统存在的问题的测试系统和/或方法。需要更快、更有效的机制来保护探针卡上的探针尖端(probe tip)免受吸取的过多电流的损害，并且使在所有测试器配置的情况下更容易地识别被短路的连接。

不考虑所述系统的各个局限性，而使用它们的有利方面，本发明的实施例提供了新颖的解决方案来应对在器件测试过程中保护用于从DPS提供电能的探针免受过流的损害的内在挑战。