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CN114093793A - 芯片自动测试装置及方法 - Google Patents

芯片自动测试装置及方法 Download PDF

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CN114093793A
CN114093793A CN202111562543.9A CN202111562543A CN114093793A CN 114093793 A CN114093793 A CN 114093793A CN 202111562543 A CN202111562543 A CN 202111562543A CN 114093793 A CN114093793 A CN 114093793A
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CN
China
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chip
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tested
testing
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姜骥
刘翔
黄兢兢
姜利军
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Zhejiang Dali Technology Co ltd
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Zhejiang Dali Technology Co ltd
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Publication date
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Abstract

本发明提供了一种芯片自动测试装置及方法，所述芯片自动测试装置包括：移载模块，所述移载模块包括：视觉机构，所述视觉机构获得待测芯片的位置信息；移动机构，与所述视觉机构连接，接收所述视觉机构发送的位置信息，并根据所述位置信息将所述待测芯片移动到测试工位；测试模块，与所述移载模块连接，对在测试工位上的所述待测芯片进行测试。上述技术方案，通过提供一具有视觉机构和移动机构的移载模块，获得待测芯片的位置信息，并根据所述位置信息将所述待测芯片移动到测试工位，加快对待测芯片的移载速度，提高检测效率。通过提供一测试模块实现全自动的芯片测试，提高芯片测试效率。

Description

芯片自动测试装置及方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及芯片自动测试装置及方法。
背景技术
随着半导体集成电路广泛的运用，芯片的集成度越来越高，芯片制造的工艺复杂程度不断在增加。由于芯片在制造过程中不可避免的存在缺陷，因此，需要对芯片进行测试以辨别并剔除不合格的芯片。在部分特定的工艺情况下，芯片必须在划片后封装前仍进行测试。
但是，目前芯片采用手工上片，需要经过探针和芯片管脚对针、测试、及分类等步骤，测试效率较低，无法满足大批量自动化测试需求。
因此，提供自动化的芯片测试装置及方法以提高芯片测试效率是需要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种芯片自动测试装置及方法，以提高芯片测试效率。
为了解决上述问题，本发明提供了一种芯片自动测试装置，包括：移载模块，所述移载模块包括：视觉机构，所述视觉机构获得待测芯片的位置信息；移动机构，与所述视觉机构连接，接收所述视觉机构发送的位置信息，并根据所述位置信息将所述待测芯片移动到测试工位；测试模块，与所述移载模块连接，对在测试工位上的所述待测芯片进行测试。
在一些实施例中，所述芯片自动测试装置还包括：装载模块，与所述移载模块连接，所述装载模块具有编码信息。
在一些实施例中，所述装载模块包括：托盘，所述托盘具有多个芯片工位，所述芯片工位用于放置所述待测芯片。
在一些实施例中，所述装载模块还包括：提篮，所述提篮具有多个卡槽，所述卡槽用于固定所述托盘。
在一些实施例中，所述芯片自动测试装置还包括：存储模块，与所述测试模块及所述装载模块连接，将所述测试模块获得的测试结果与所述装载模块的编码信息进行关联存储以形成关联记录。
在一些实施例中，所述芯片自动测试装置还包括：分拣模块，所述分拣模块连接至所述存储模块，根据所述关联记录对所述待测芯片进行分拣。
在一些实施例中，所述芯片自动测试装置还包括：识别模块，所述识别模块连接至所述装载模块，对所述装载模块上的编码信息进行识别。
在一些实施例中，所述测试模块包括：测试板卡，所述测试板卡驱动芯片工作并采集所述芯片的输出信号。
在一些实施例中，所述测试模块还包括：探针及探针到位检测机构，所述探针到位检测机构连接至所述测试板卡，当所述探针到位检测机构检测到所述探针与所述芯片的管脚接触时，所述探针到位检测机构输出一信号使所述测试板卡驱动芯片工作。
本发明还提供了一种芯片自动测试方法，包括：提供一移载模块，所述移载模块包括：视觉机构，所述视觉机构获得待测芯片的位置信息；移动机构，与所述视觉机构连接，接收所述视觉机构发送的位置信息，并根据所述位置信息将所述待测芯片移动到测试工位；提供一测试模块，与所述移载模块连接，对在测试工位上的所述待测芯片进行测试。
上述技术方案，通过提供一具有视觉机构和移动机构的移载模块，获得待测芯片的位置信息，并根据所述位置信息将所述待测芯片移动到测试工位，加快对待测芯片的移载速度，并完成自动对准，提高检测效率。通过提供一测试模块实现全自动的芯片测试，提高芯片测试效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中的芯片自动测试装置的示意图。
图2是本发明一实施例中的抓取机构的示意图。
图3是本发明一实施例中的托盘的示意图。
图4是本发明一实施例中的提篮的示意图。
图5是本发明一实施例中的移动机构的示意图。
图6是本发明一实施例中的测试模块的示意图。
图7是本发明一实施例中的辐射源移载机构的示意图。
图8是本发明一实施例中的芯片自动测试方法的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的芯片自动测试装置及方法的具体实施方式做详细说明。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。也就是说，本领域的技术人员将会理解，它们仅仅说明可以用来实施的示例性方式，而不是穷尽的方式。此外，除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置不限制本发明的范围。
图1是本发明一实施例中的芯片自动测试装置的示意图。下面请参阅图1，所述芯片自动测试装置包括：移载模块M2，所述移载模块M2包括：视觉机构23(请参阅图2)，所述视觉机构获得待测芯片的位置信息；移动机构5(请参阅图5)，与所述视觉机构连接，接收所述视觉机构发送的位置信息，并根据所述位置信息将所述待测芯片移动到测试工位；测试模块M3，与所述移载模块M2连接，对在测试工位上的所述待测芯片进行测试。
在一些实施例中，所述移载模块M2还包括抓取机构56(请参阅图5)。图2是本发明一实施例中的抓取机构的示意图。所述抓取机构56包括：4轴机器人21及末端执行器22。在本实施例中，将所述视觉机构23安装在所述末端执行器22上，所述视觉机构23为视觉相机，所述视觉相机用于对芯片表面拍照。所述末端执行器22上安装吸嘴，所述吸嘴表面有真空孔，用于吸取芯片，所述吸嘴接触芯片的空白区域，以避免损坏芯片。为了提供效率，可以同时安装多个吸嘴，减少抓取机构移动的次数。
在本实施例中，所述芯片自动测试装置还包括：装载模块M1，与所述移载模块M2连接，所述装载模块具有编码信息。图3是本发明一实施例中的托盘的示意图。下面请参阅图3，所述装载模块包括：托盘，所述托盘具有多个芯片工位31，所述芯片工位31用于放置所述待测芯片。在本实施例中，芯片工位31的行间距和列间距位置固定，使得移动机构在将第一个所述待测芯片移动到测试工位后，可以按照第一个所述待测芯片的移动距离与芯片之间的列间距之和对第一个所述待测芯片所在行的其他芯片进行快速移载，加快对待测芯片的移载速度，提高检测效率。如图3所示托盘有5行5列芯片工位，可放置25个芯片，在对第一行第一列的待测芯片进行移载后，所述移动机构对第一行第二列的待测芯片的移载距离为第一行第一列的待测芯片的移载距离与列间距之和。在一些实施例中，所述托盘的底部具有二维码，所述托盘的二维码为所述编码信息，用于记录所述托盘的编号信息。在另一些实施例中，可以用具有识别功能的图标记录托盘编号信息，所述图标显示在托盘上未被遮盖的区域。
图4是本发明一实施例中的提篮的示意图。下面请参阅图4，所述装载模块还包括：提篮，所述提篮具有多个卡槽42，所述卡槽42用于固定所述托盘。在本实施例中，在所述提篮的侧面设置二维码，所述二维码为所述编码信息，用于记录所述提篮的编号信息。在本实施例中，所述编码信息包括提篮的二维码及托盘的二维码。所述提篮的每个卡槽中可放入一块托盘，且所述卡槽的间距固定，使移动机构能够准确快速的对下一托盘进行操作。
在一些实施例中，所述移载模块M2还包括：托盘夹取机构、托盘定位机构、托盘传送机构。用于将提篮里的托盘夹取出来，通过传送带将托盘传送到取料位置，然后通过气缸控制托盘夹取机构下压，固定托盘。
下面请参阅图1，所述芯片自动测试装置还包括：识别模块M6，所述识别模块连接至所述装载模块M1，对所述装载模块M1上的编码信息进行识别。
在本实施例中，所述识别模块M6包括扫码枪，用于对提篮和/或托盘上的编码信息进行扫码识别。
下面请继续参阅图1，所述芯片自动测试装置还包括：存储模块M4，所述存储模块M4与所述测试模块M3及所述装载模块M1连接，将所述测试模块获得的测试结果与所述装载模块的编码信息进行关联存储以形成关联记录。在本实施例中，所述芯片自动测试装置还包括：分拣模块M5，所述分拣模块M5连接至所述存储模块M4，所述分拣模块M5根据所述关联记录对所述待测芯片进行分拣，将一批次中的所有芯片检测完成后再进行统一分拣，提高分拣效率。
图5是本发明一实施例中的移动机构的示意图。下面请参阅图5，所述移动机构包括：水平移载机构51、导轨机构52、垂直升降机构53、及料仓54。所述料仓54用于放置所述托盘。在本实施例中，将所述识别模块M6的扫码枪55与所述移动机构连接对所述托盘的底部进行扫码获取所述托盘的编码信息。在一些实施例中，将所述抓取机构56设置在所述移动机构上，实现对所述芯片的抓取，并通过所述移动机构中所述水平移载机构51、导轨机构52、垂直升降机构53的配合将所述待测芯片移动到测试工位。
图6是本发明一实施例中的测试模块的示意图。下面请参阅图6，所述测试模块包括：测试板卡61，所述测试板卡61驱动芯片工作并采集所述芯片的输出信号。在本实施例中，所述测试板卡61包括：直流源、时序编辑器、及数据采集卡，通过所述直流源及时序编辑器将直流电压和时序加载到芯片上，驱动芯片工作，并通过所述数据采集卡采集芯片的输出信号，以实现对芯片的测试。
在一些实施例中，所述测试模块还包括：探针及探针到位检测机构，所述探针到位检测机构连接至所述测试板卡，当所述探针到位检测机构检测到所述探针与所述芯片的管脚接触时，所述探针到位检测机构输出一信号使所述测试板卡驱动芯片工作。所述测试模块还包括：计算机构，当所述探针到位检测机构检测到所述探针与所述芯片的管脚未接触时，向所述移载模块输出一信号，使视觉相机移到芯片上方，对光电芯片表面拍照，并通过计算机构计算光电芯片表面管脚位置和管脚所对应的探针之间的位置偏差，通过4轴机器人21及末端执行器22调整芯片位置，使芯片管脚和探针对准。
在另一些实施例中，所述测试模块还包括：X轴调整机构62、Y轴调整机构63、Z轴调整机构64、及旋转调整机构65，通过上述机构实现对所述待测芯片在所述测试工位上的位置调整。所述测试模块还包括：真空平台66，可用于在真空条件下检测待测芯片。
在一些实施例中，所述测试模块还包括：辐射源移载机构。图7是本发明一实施例中的辐射源移载机构的示意图。所述辐射源移载机构包括：水平移载系统71、视觉系统72、垂直移载系统73、及测试辐射源74。所述测试辐射源作为所述芯片在光学测试中的激励光源，所述辐射源移载机构在芯片需要进行光学测试时，通过水平移载系统71、垂直移载系统73将所述测试辐射源移动到所述芯片的上方，并通过视觉系统72确认所述芯片的位置。在一些实施例中，可以设置多个测试辐射源，分别作为所述芯片在不同光学条件中的激励光源，以更全面的检测所述光学芯片的光学性能。例如将第一测试辐射源的温度设置为20℃，第二测试辐射源的温度设置为35℃。
上述技术方案，通过设置具有编码信息的装载模块M1及识别模块M6，实现对待测芯片的准确识别，通过具有视觉机构和移动机构的移载模块M2，加快对待测芯片的移载速度，提高检测效率。通过所述测试模块M3的探针及探针到位检测机构，实现芯片管脚和探针对准，并通过所述测试模块M3的测试板卡驱动芯片工作并采集所述芯片的输出信号，实现对所述芯片的测试。通过存储模块M4，将所述测试模块获得的测试结果与所述装载模块的编码信息进行关联存储以形成关联记录，便于分拣模块M5根据所述关联记录对所述待测芯片进行分拣，提高分拣效率。实现全自动的芯片测试，提高芯片测试效率。
图8是本发明一实施例中的芯片自动测试方法的示意图。所述芯片自动测试方法包括：步骤S101，提供一移载模块，所述移载模块包括：视觉机构，所述视觉机构获得待测芯片的位置信息；移动机构，与所述视觉机构连接，接收所述视觉机构发送的位置信息，并根据所述位置信息将所述待测芯片移动到测试工位；步骤S102，提供一测试模块，与所述移载模块连接，对在测试工位上的所述待测芯片进行测试。
图1是本发明一实施例中的芯片自动测试装置的示意图。下面请参阅图1，所述芯片自动测试装置包括：移载模块M2，所述移载模块M2包括：视觉机构(未示出)，所述视觉机构获得待测芯片的位置信息；移动机构(未示出)，与所述视觉机构连接，接收所述视觉机构发送的位置信息，并根据所述位置信息将所述待测芯片移动到测试工位；测试模块M3，与所述移载模块M2连接，对在测试工位上的所述待测芯片进行测试。
在一些实施例中，所述移载模块M2还包括抓取机构。图2是本发明一实施例中的抓取机构的示意图。所述抓取机构包括：4轴机器人21及末端执行器22。在本实施例中，将所述视觉机构23安装在所述末端执行器22上，所述视觉机构23为视觉相机，所述视觉相机用于对芯片表面拍照。所述末端执行器22上安装吸嘴，所述吸嘴表面有真空孔，用于吸取芯片，所述吸嘴接触芯片的空白区域，以避免损坏芯片。
在本实施例中，所述芯片自动测试装置还包括：装载模块M1，与所述移载模块M2连接，所述装载模块具有编码信息。图3是本发明一实施例中的托盘的示意图。下面请参阅图3，所述装载模块包括：托盘，所述托盘具有多个芯片工位31，所述芯片工位31用于放置所述待测芯片。在本实施例中，芯片工位31的行间距和列间距位置固定，使得移动机构在将第一个所述待测芯片移动到测试工位后，可以按照第一个所述待测芯片的移动距离与芯片之间的列间距之和对第一个所述待测芯片所在行的其他芯片进行快速移载，加快对待测芯片的移载速度，提高检测效率。如图3所示托盘有5行5列芯片工位，可放置25个芯片，在对第一行第一列的待测芯片进行移载后，所述移动机构对第一行第二列的待测芯片的移载距离为第一行第一列的待测芯片的移载距离与列间距之和。在一些实施例中，所述托盘的底部具有二维码，用于记录所述托盘的编号信息。在另一些实施例中，可以用具有识别功能的图标记录托盘编号信息，所述图标显示在托盘上未被遮盖的区域。
图4是本发明一实施例中的提篮的示意图。下面请参阅图4，所述装载模块还包括：提篮，所述提篮具有多个卡槽42，所述卡槽42用于固定所述托盘。在本实施例中，在所述提篮的侧面设置二维码，用于记录所述提篮的编号信息。所述提篮的每个卡槽中可放入一块托盘，且所述卡槽的间距固定，使移动机构能够准确快速的对下一托盘进行操作。
在一些实施例中，所述移载模块M2还包括：包括托盘夹取机构、托盘定位机构、托盘传送机构。用于将提篮里的托盘夹取出来，通过传送带将托盘传送到取料位置，然后通过气缸控制托盘夹取机构下压，固定托盘。
下面请参阅图1，所述芯片自动测试装置还包括：识别模块M6，所述识别模块连接至所述装载模块M1，对所述装载模块M1上的编码信息进行识别。
在本实施例中，所述识别模块M6包括扫码枪，用于对提篮和/或托盘上的编码信息进行扫码识别。
下面请继续参阅图1，所述芯片自动测试装置还包括：存储模块M4，所述存储模块M4与所述测试模块M3及所述装载模块M1连接，将所述测试模块获得的测试结果与所述装载模块的编码信息进行关联存储以形成关联记录。在本实施例中，所述芯片自动测试装置还包括：分拣模块M5，所述分拣模块M5连接至所述存储模块M4，所述分拣模块M5根据所述关联记录对所述待测芯片进行分拣，将一批次中的所有芯片检测完成后再进行统一分拣，提高分拣效率。
图5是本发明一实施例中的移动机构的示意图。下面请参阅图5，所述移动机构包括：水平移载机构51、导轨机构52、垂直升降机构53、及料仓54。所述料仓54用于放置所述托盘。在本实施例中，将所述识别模块M6的扫码枪55与所述移动机构连接对所述托盘的底部进行扫码获取所述托盘的编码信息。在一些实施例中，将所述抓取机构56设置在所述移动机构上，实现对所述芯片的抓取，并通过所述移动机构中所述水平移载机构51、导轨机构52、垂直升降机构53的配合将所述待测芯片移动到测试工位。
图6是本发明一实施例中的测试模块的示意图。下面请参阅图6，所述测试模块包括：测试板卡61，所述测试板卡驱动芯片工作并采集所述芯片的输出信号。在本实施例中，所述测试板卡包括：直流源、时序编辑器、及数据采集卡，通过所述直流源及时序编辑器将直流电压和时序加载到芯片上，驱动芯片工作，并通过所述数据采集卡采集芯片的输出信号，以实现对芯片的测试。
在一些实施例中，所述测试模块还包括：探针及探针到位检测机构，所述探针到位检测机构连接至所述测试板卡，当所述探针到位检测机构检测到所述探针与所述芯片的管脚接触时，所述探针到位检测机构输出一信号使所述测试板卡驱动芯片工作。所述测试模块还包括：计算机构，当所述探针到位检测机构检测到所述探针与所述芯片的管脚未接触时，向所述移载模块输出一信号，使视觉相机移到芯片上方，对光电芯片表面拍照，并通过计算机构计算光电芯片表面管脚位置和管脚所对应的探针之间的位置偏差，通过4轴机器人21及末端执行器22调整芯片位置，使芯片管脚和探针对准。
在另一些实施例中，所述测试模块还包括：X轴调整机构62，Y轴调整机构63、Z轴调整机构64、及旋转调整机构65，通过上述机构实现对所述待测芯片在所述测试工位上的位置调整。所述测试模块还包括：真空平台66，可用于在真空条件下检测待测芯片。
在一些实施例中，所述测试模块还包括：辐射源移载机构。图7是本发明一实施例中的辐射源移载机构的示意图。所述辐射源移载机构包括：水平移载系统71、视觉系统72、垂直移载系统73、及测试辐射源74。所述测试辐射源74作为所述芯片在光学测试中的激励光源，所述辐射源移载机构在芯片需要进行光学测试时，通过水平移载系统71、垂直移载系统73将所述测试辐射源74移动到所述芯片的上方，并通过视觉系统72确认所述芯片的位置。在一些实施里中，可以设置多个测试辐射源，分别作为所述芯片在不同光学条件中的激励光源，以提高测试效率和更全面的检测所述光学芯片的光学性能。例如将第一测试辐射源的温度设置为20℃，第二测试辐射源的温度设置为35℃。
上述技术方案，通过提供一具有视觉机构和移动机构的移载模块，获得待测芯片的位置信息，并根据所述位置信息将所述待测芯片移动到测试工位，加快对待测芯片的移载速度。通过设置具有编码信息的装载模块M1及识别模块M6，实现对待测芯片的准确识别，通过具有视觉机构和移动机构的移载模块M2，加快对待测芯片的移载速度，提高检测效率。通过所述测试模块M3的探针及探针到位检测机构，实现芯片管脚和探针对准，并通过所述测试模块M3的测试板卡驱动芯片工作并采集所述芯片的输出信号，实现对所述芯片的测试。通过存储模块M4，将所述测试模块获得的测试结果与所述装载模块的编码信息进行关联存储以形成关联记录，便于分拣模块M5根据所述关联记录对所述待测芯片进行分拣，提高分拣效率。实现全自动的芯片测试，提高芯片测试效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种芯片自动测试装置，其特征在于，包括：
移载模块，所述移载模块包括：
视觉机构，所述视觉机构获得待测芯片的位置信息；
移动机构，与所述视觉机构连接，接收所述视觉机构发送的位置信息，并根据所述位置信息将所述待测芯片移动到测试工位；
测试模块，与所述移载模块连接，对在测试工位上的所述待测芯片进行测试。
2.根据权利要求1所述的芯片自动测试装置，其特征在于，还包括：
装载模块，与所述移载模块连接，所述装载模块具有编码信息。
3.根据权利要求2所述的芯片自动测试装置，其特征在于，所述装载模块包括：
托盘，所述托盘具有多个芯片工位，所述芯片工位用于放置所述待测芯片。
4.根据权利要求3所述的芯片自动测试装置，其特征在于，所述装载模块还包括：
提篮，所述提篮具有多个卡槽，所述卡槽用于固定所述托盘。
5.根据权利要求2所述的芯片自动测试装置，其特征在于，还包括：
存储模块，与所述测试模块及所述装载模块连接，将所述测试模块获得的测试结果与所述装载模块的编码信息进行关联存储以形成关联记录。
6.根据权利要求5所述的芯片自动测试装置，其特征在于，还包括：分拣模块，所述分拣模块连接至所述存储模块，根据所述关联记录对所述待测芯片进行分拣。
7.根据权利要求2所述的芯片自动测试装置，其特征在于，还包括：识别模块，所述识别模块连接至所述装载模块，对所述装载模块上的编码信息进行识别。
8.根据权利要求1所述的芯片自动测试装置，其特征在于，所述测试模块包括：测试板卡，所述测试板卡驱动芯片工作并采集所述芯片的输出信号。
9.根据权利要求8所述的芯片自动测试装置，其特征在于，所述测试模块还包括：探针及探针到位检测机构，所述探针到位检测机构连接至所述测试板卡，当所述探针到位检测机构检测到所述探针与所述芯片的管脚接触时，所述探针到位检测机构输出一信号使所述测试板卡驱动芯片工作。
10.一种芯片自动测试方法，其特征在于，包括：
提供一移载模块，所述移载模块包括：
视觉机构，所述视觉机构获得待测芯片的位置信息；
移动机构，与所述视觉机构连接，接收所述视觉机构发送的位置信息，并根据所述位置信息将所述待测芯片移动到测试工位；
提供一测试模块，与所述移载模块连接，对在测试工位上的所述待测芯片进行测试。
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WO2023216568A1 (zh) * 2022-05-12 2023-11-16 中兴通讯股份有限公司 一种测试设备和测试方法

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