TW201616147A - 半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法，此半導體電路測試裝置具有測試卡，該測試卡上具有開關元件用以電性連接待測半導體電路。偵測開關元件是否由斷開狀態切換為導通狀態。於偵測到開關元件由斷開狀態切換為導通狀態時，測試卡對待測半導體電路提供電流路徑，其中電流路徑包括開關元件與高阻抗元件。依據電流路徑，偵測待測半導體電路的電壓位準，並據以產生警告訊號，其中警告訊號用以指示開關元件發生熱切換。

Description

半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法

本發明有關於一種偵測方法，且特別是有關於一種半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法。

隨著科技的進步，半導體電路的功能也同樣日新月異，且搭載的功能越來越多樣化。傳統上，半導體電路在出廠前，往往會經過一連串的測試程序，以確定半導體電路中的各項功能均正常。所述一連串的測試程序通常可經透過一台或多台的半導體電路測試裝置執行，而所述測試裝置可用來批次地測量待測半導體電路。一般來說，半導體電路測試裝置會外接一台電腦或者其他適於使用者輸入指令的設備，由使用者設定測試的項目、測試的參數或者其他測試程序的細節。傳統上，測試裝置中會具有複數個測試卡(test card)，每個測試卡可以執行預設好的測試程序，半導體電路測試裝置藉著啟動對應的測試卡以測試半導體電路的功能是否正常。

在待測半導體電路的測試過程中，由於測試卡係 藉由其測試程序來控制電性連接待測半導體電路的繼電器的工作狀態(即導通狀態或斷開狀態)，來對待測半導體電路執行測試程序。在待測半導體電路還未進行測試的情況下，待測半導體電路尚未被施加電壓，而未儲存有電壓位準。因此，當測試卡欲對待測半導體電路執行測試程序而透過其測試程序控制繼電器由斷開狀態切換為導通狀態時，繼電器將發生冷切換。

在待測半導體電路已被施加電壓而儲存有電壓位準的情況下，當測試卡欲對待測半導體電路執行測試程序而透過其測試程序控制繼電器由斷開狀態切換為導通狀態的瞬間時，繼電器將會因為待測半導體電路所輸出的反饋電流而發生熱切換。然而，繼電器在發生熱切換時，有時會發生繼電器沾黏的現象，因而造成對應的測試卡或半導體電路測試裝置損毀的情況，而一旦對應的測試卡或半導體電路測試裝置發生毀損，用於量產的半導體電路測試裝置將無法繼續運作，並且需要額外提供人力來進行維修，造成量產的效能降低。

有鑒於以上的問題，本揭露提出一種半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法，此方法透過測試卡執行其電表模式來偵測待測半導體電路的電壓位準，並據以判斷測試卡中的開關元件是否發生熱切換。

根據本揭露一實施例中的一種半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法，此半導體電路測試裝置具有測試卡，該測試卡上具有開關元件用以電性連接待測半導體電路。所述的偵測方法的步驟流程依序如下所述。首先，偵測開關元件是否由斷開狀態切換為導通狀態。接著，於偵測到開關元件由斷開狀態切換為導通狀態時，測試卡對待測半導體電路提供電流路徑。其中，此電流路徑包括開關元件與高阻抗元件，而高阻抗元件電性連接開關元件的另一端。最後，依據電流路徑，偵測待測半導體電路的電壓位準，並據以產生警告訊號，其中警告訊號用以指示開關元件發生熱切換。

綜合以上所述，本揭露提供一種半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法，此偵測方法主要係於測試卡偵測到其開關元件由斷開狀態切換為導通狀態時，測試卡將會自動地運作於電表模式，以對電性連接開關元件的待測半導體電路提供一個依序流經開關元件與高阻抗元件的電流路徑，並透過此電流路徑偵測出待測半導體電路的電壓位準，進而判斷出測試卡的開關元件於瞬間導通時是否發生熱切換。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

1‧‧‧測試卡

10‧‧‧檢流計

SW1、SW2‧‧‧開關元件

R‧‧‧高阻抗元件

V‧‧‧工作電壓

a、b‧‧‧SW2的切換節點

2‧‧‧待測半導體電路

3‧‧‧半導體電路測試裝置

30‧‧‧底板

I1‧‧‧第一電流路徑

I2‧‧‧第二電流路徑

S400~S404、S500~S510、S600~S612‧‧‧步驟流程

第1圖係為根據本揭露一實施例之半導體電路測試系統的功能方塊圖。

第2圖係為根據第1圖之測試卡的電路示意圖。

第3A圖係為根據第2圖之測試卡進行測試程序時的電路操作模式示意圖。

第3B圖係為根據第3A圖之測試卡於停止測試程序時的電路操作模式示意圖。

第3C圖係為根據第3B圖之測試卡中的開關元件發生熱切換時的電路操作模式示意圖。

第4圖係為根據本揭露一實施例之半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法的步驟流程圖。

第5圖係為根據本揭露另一實施例之半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法的步驟流程圖。

第6圖係為根據本揭露再一實施例之半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法的步驟流程圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

需注意的是，本發明所附圖式均為簡化之示意圖，僅以示意方式說明本發明之基本結構與方法。因此，電路圖中所顯示之元件並非以實際實施時之數目加以繪製，其實際實施時之規格尺寸實為一種選擇性之設計，且其元件佈局形態可能更為複雜，先予敘明。

請參照第1圖，第1圖係為根據本揭露一實施例之半導體電路測試系統的功能方塊圖。如第1圖所示，半導體電路測試系統主要包括複數個測試卡1、待測半導體電路2以及半導體電路測試裝置3。所述多個測試卡1的一端可插拔地電性連接在半導體電路測試裝置3的底板(backplane board)30上，而所述多個測試卡1的另一端電性連接待測半導體電路2，使得半導體電路測試裝置3具有所述多個測試卡1。於實務上，測試卡1儲存有至少一個測試程序，因此當測試卡1受到半導體電路測試裝置3驅動而啟動時，測試卡1會開始對待測半導體電路2進行測試程序，以判斷待測半導體電路2的功能是否正常。

此外，所述多個測試卡1與待測半導體電路2之間更可設置有一個載板(未繪示於圖式)，更詳細來說，所述多個測試卡1的另一端電性連接至載板，而待測半導體電路2可拆卸地設置於載板上。藉此，當待測半導體電路2測試完畢之後，使用者或自動化設備可在載板上更換一個新的待測半導體電路2，以進行批次的測試。本發明在此不加以限制半 導體電路測試系統中的待測半導體電路2之數量以及所述多個測試卡1之數量。

請參照第2圖，第2圖係為根據第1圖之測試卡的電路示意圖。如第2圖所示，測試卡1主要包括有開關元件SW1、開關元件SW2、高阻抗元件R、檢流計(galvanometer)10以及工作電壓V，其中開關元件SW2具有一個切換節點a、一個切換節點b以及一個共同節點(未標示符號之節點)。開關元件SW1的一端用以電性連接待測半導體電路2，開關元件SW1的另一端用以電性連接開關元件SW2的共同節點。開關元件SW2的切換節點a電性連接工作電壓V，開關元件SW2的切換節點b電性連接高阻抗元件R的一端，而高阻抗元件R的另一端電性連接檢流計10。

開關元件SW1用以選擇是否輸出測試卡1的訊號給待測半導體電路2，開關元件SW2用以選擇性地導通第一電流路徑與第二電流路徑，更詳細來說，當測試卡1欲對待測半導體電路2執行測試程序時，測試卡1會導通第一電流路徑，開關元件SW2的共同節點會受到測試卡1的控制而連接切換節點a，而當測試卡1欲執行用於量測待測半導體電路2的電壓位準的電表模式時，測試卡1會導通第二電流路徑，開關元件SW2的共同節點會受到測試卡1的控制而連接切換節點b。

於本發明實施例中，開關元件SW1係為一種繼 電器(relay，亦稱電驛)，工作電壓V係為用以驅動測試卡1進行測試程序的電壓，檢流計10用以量測流經高阻抗元件R的微弱電流。實務上，開關元件SW2可以為一種金氧半場效電晶體(metal oxide semiconductor field effect transistor，MOSFET)或是雙極性電晶體(bipolar junction transistor，BJT)，但不以上述為限。於實務上，互相串接的高阻抗元件R與檢流計10係為一種電壓偵測器，此電壓偵測器與待測半導體電路2並聯，並且用以依據流經高阻抗元件R的電流大小與高阻抗元件R的阻抗值來計算出待測半導體電路2的電壓位準。

此外，本發明之半導體電路測試系統更包括有偵測模組(未繪示於圖式)與控制模組(未繪示於圖式)，偵測模組用以偵測開關元件SW1是處於導通狀態或斷開狀態，控制模組用以控制開關元件SW1的工作狀態(即導通狀態或斷開狀態)與開關元件SW2的工作狀態(即共同節點連接至切換節點a或切換節點b)以及產生一個警告訊號。其中，此警告訊號用以提示測試人員開關元件SW1發生熱切換。於實務上，警告訊號可以以影像或是光線之形式提示測試人員開關元件SW1發生熱切換，或是以聲音之形式提示測試人員開關元件SW1發生熱切換，本發明在此不加以限制。此外，警告訊號亦可以提示測試人員是測試程序中的哪段程式碼導致開關元件SW1發生熱切換，進而可以作為測試人員欲避免開關元件SW1發生熱切換而修改程式碼的依據。

〔半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法之一實施例〕

為了更清楚說明本發明的半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法，請一併參照第3A圖~第3C圖與第4圖，第3A圖係為根據第2圖之測試卡進行測試程序時的電路操作模式示意圖；第3B圖係為根據第3A圖之測試卡於停止測試程序時的電路操作模式示意圖；第3C圖係為根據第3B圖之測試卡中的開關元件發生熱切換時的電路操作模式示意圖；第4圖係為根據本揭露一實施例之半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法的步驟流程圖。

如第3A圖所示，當測試卡1欲開始對待測半導體電路2進行測試程序時，測試卡1會控制開關元件SW1處於導通狀態，並控制開關元件SW2的共同節點電性連接切換節點a，進而形成第一電流路徑I1，以對待測半導體電路2進行測試程序。此時，由於測試卡1與待測半導體電路2形成迴路的關係，待測半導體電路2除了可被測試卡1的測試程序進行測試外，更會接收由工作電壓V所提供的電壓位準，並將其儲存至待測半導體電路2的儲能元件(例如電容、電感)中。如第3B圖所示，當測試卡1停止第3A圖所進行的測試程序時，測試卡1會控制開關元件SW1切換為斷開狀態，此時，待測半導體電路2的儲能元件係暫時儲存有一電壓位準。

如第3C圖所示，當測試卡1欲重新對待測半導 體電路2進行測試程序時，測試卡1會控制開關元件SW1由斷開狀態切換為導通狀態，此時，測試卡1會偵測到開關元件SW1由斷開狀態切換為導通狀態，使得測試卡1會控制開關元件SW2的共同節點電性連接至切換節點b，據以使得測試卡1對待測半導體電路2提供第二電流路徑I2。接著，待測半導體電路2得以經由第二電流路徑I2而輸出對應於待測半導體電路2之電壓位準的反饋電流至測試卡1，此時，待測半導體電路2所輸出的反饋電流會依序經由開關元件SW1、開關元件SW2以及高阻抗元件R，使得檢流計10得以量測流經高阻抗元件R之反饋電流的電流大小，此反饋電流由於高阻抗元件R的高阻抗值的關係，而會被限制在極小的安培數。

承接上述，測試卡1可以透過高阻抗元件R的阻抗值以及檢流計10所量測出的反饋電流的電流大小計算出待測半導體電路2所暫存的電壓位準，換句話說，測試卡可依據流經第二電流路徑I2的電流大小與高阻抗元件R的阻抗值來計算出待測半導體電路2的電壓位準。藉此，測試卡1可以依據第3C圖所量測出的待測半導體電路2的電壓位準，判斷開關元件SW1於瞬間導通時是否發生熱切換，並於開關元件SW1發生熱切換時，產生警告訊號。

如第4圖所示，在步驟S400中，測試卡1會偵測開關元件SW1是否由斷開狀態切換為導通狀態。接著，在步驟S402中，當測試卡1偵測到開關元件SW1由斷開狀態 切換為導通狀態時(例如由第3B圖的電路操作模式轉換為第3C圖的電路操作模式)，測試卡1會對待測半導體電路2提供第3C圖所示的第二電流路徑I2，換句話說，測試卡1係透過執行電表模式來對待測半導體電路2提供第二電流路徑I2。最後，在步驟S404中，測試卡1會依據上述的第二電流路徑I2，偵測待測半導體電路2的電壓位準，並據以產生警告訊號。

〔半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法之另一實施例〕

請參照第5圖，第5圖係為根據本揭露另一實施例之半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法的步驟流程圖。如第5圖所示，在步驟S500中，測試卡1會偵測開關元件SW1是否由斷開狀態切換為導通狀態。在步驟S502中，當測試卡1偵測到開關元件SW1由斷開狀態切換為導通狀態時(例如由第3B圖的電路操作模式轉換為第3C圖的電路操作模式)，測試卡1會對待測半導體電路2提供第3C圖所示的第二電流路徑I2。在步驟S504中，測試卡1會依據上述的第二電流路徑I2，偵測待測半導體電路2的電壓位準。

在步驟S506中，測試卡1會判斷其所量測到的待測半導體電路2的電壓位準是否等於一個由測試人員所設定的預設電壓位準，據以決定是否繼續對待測半導體電路2執行測試卡1的測試程序。若測試卡1判斷出待測半導體電路2的電壓位準不等於預設電壓位準，則執行步驟S508；若測試卡1判斷出待測半導體電路2的電壓位準等於預設電壓 位準，則執行步驟S510。其中，預設電壓位準相關於測試卡1欲對待測半導體電路2執行測試程序時，待測半導體電路2所需具備的必要參數。

在步驟S508中，由於測試卡1判斷出待測半導體電路2的電壓位準不為測試卡1欲執行測試程序時的必要參數，故測試卡1會停止對待測半導體電路2執行測試程序，並控制開關元件SW1由導通狀態切換為斷開狀態，並產生警告訊號。在步驟S510中，由於測試卡1判斷出待測半導體電路2的電壓位準係為測試卡1欲執行測試程序時的必要參數，故測試卡1會繼續對待測半導體電路執行測試程序。

〔半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法之再一實施例〕

請參照第6圖，第6圖係為根據本揭露再一實施例之半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法的步驟流程圖。如第6圖所示，在步驟S600中，測試卡1會偵測開關元件SW1是否由斷開狀態切換為導通狀態。在步驟S602中，當測試卡1偵測到開關元件SW1由斷開狀態切換為導通狀態時(例如由第3B圖的電路操作模式轉換為第3C圖的電路操作模式)，測試卡1會對待測半導體電路2提供第3C圖所示的第二電流路徑I2。在步驟S604中，測試卡1會依據上述的第二電流路徑I2，偵測待測半導體電路2的電壓位準。

在步驟S606中，測試卡1會控制開關元件SW1由導通狀態切換為斷開狀態。在步驟S608中，測試卡1會判 斷其所量測到的待測半導體電路2的電壓位準是否等於一個由測試人員所設定的預設電壓位準，據以決定是否繼續對待測半導體電路2執行測試卡1的測試程序。若測試卡1判斷出待測半導體電路2的電壓位準不等於預設電壓位準，則執行步驟S610；若測試卡1判斷出待測半導體電路2的電壓位準等於預設電壓位準，則執行步驟S612。其中，預設電壓位準相關於測試卡1欲對待測半導體電路2執行測試程序時，待測半導體電路2所需具備的必要參數。

在步驟S610中，由於測試卡1判斷出待測半導體電路2的電壓位準不為測試卡1欲執行測試程序時的必要參數，故測試卡1會停止對待測半導體電路2執行測試程序，並產生警告訊號。在步驟S612中，由於測試卡1判斷出待測半導體電路2的電壓位準係為測試卡1欲執行測試程序時的必要參數，故測試卡1會控制開關元件SW1由斷開狀態切換為導通狀態，並繼續對待測半導體電路2執行測試程序。

〔實施例的可能功效〕

綜合以上所述，本發明實施例提供一種半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法，此偵測方法主要係於測試卡偵測到其開關元件由斷開狀態切換為導通狀態時，測試卡將會自動地運作於電表模式，以對電性連接開關元件的待測半導體電路提供一個依序流經開關元件與高阻抗元件的電流路徑，並透過此電流路徑偵測出待測半導體電路的電壓位準， 進而判斷出測試卡的開關元件於瞬間導通時是否發生熱切換。

藉此，本發明實施例之半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法可即時地偵測開關元件是否發生熱切換，以有效地避免開關元件發生熱切換時所可能產生的沾黏現象，進而有效地避免開關元件發生沾黏時所造成的測試卡損壞的情況，使得測試人員不需要透過示波器量測即可得知開關元件是否發生熱切換。此外，本發明實施例之半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法可以透過即時偵測開關元件是否發生熱切換的機制，來作為改善測試程序中的程式碼的依據，進而可以提升開關元件的使用壽命，同時有效地減少半導體電路測試裝置的維修發生率與維修人力需求，提高了半導體電路之產品的生產效能，十分具有實用性。

雖然本發明以上述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

Claims (10)

1. 一種半導體電路測試裝置偵測熱切換之方法，該半導體電路測試裝置具有一測試卡，該測試卡上具有一開關元件用以電性連接一待測半導體電路，該方法包括：偵測該開關元件是否由斷開狀態切換為導通狀態；於偵測到該開關元件由斷開狀態切換為導通狀態時，該測試卡對該待測半導體電路提供一電流路徑，該電流路徑包括該開關元件與一高阻抗元件；以及依據該電流路徑，偵測該待測半導體電路的一電壓位準，並據以產生一警告訊號，其中該警告訊號用以指示該開關元件發生熱切換。
2. 如請求項1所述之方法，其中於偵測出該待測半導體電路的該電壓位準後，更包括判斷該電壓位準是否等於一預設電壓位準，據以決定是否繼續對該待測半導體電路執行該測試卡的一測試程序。
3. 如請求項2所述之方法，其中於判斷出該電壓位準不等於該預設電壓位準時，該測試卡停止對該待測半導體電路執行該測試程序，並控制該開關元件由導通狀態切換為斷開狀態，並產生該警告訊號。
4. 如請求項2所述之方法，其中於判斷出該電壓位準等於該預設電壓位準時，該測試卡繼續對該待測半導體電路執行該測試程序。
5. 如請求項1所述之方法，其中於偵測出該待測半導體電路的該電壓位準後，更包括控制該開關元件由導通狀態切換為斷開狀態。
6. 如請求項5所述之方法，其中於控制該開關元件由導通狀態切換為斷開狀態後，更包括判斷該電壓位準是否等於一預設電壓位準，據以決定是否繼續對該待測半導體電路執行該測試卡的一測試程序。
7. 如請求項6所述之方法，其中於判斷出該電壓位準不等於該預設電壓位準時，該測試卡停止對該待測半導體電路執行該測試程序，並產生該警告訊號。
8. 如請求項6所述之方法，其中於判斷出該電壓位準等於該預設電壓位準時，該測試卡控制該開關元件由斷開狀態切換為導通狀態，並繼續對該待測半導體電路執行該測試程序。
9. 如請求項1所述之方法，其中該測試卡係依據流經該電流路徑的電流大小與該高阻抗元件的阻抗值來計算出該待測半導體電路的該電壓位準。
10. 如請求項1所述之方法，其中該測試卡係透過執行一電表模式來對該待測半導體電路提供該電流路徑。