用于清洁接触器装置的系统和方法

专利名称：用于清洁接触器装置的系统和方法
技术领域：
提供以下对本发明背景技术的描述只是为了帮助理解本发明，而不承认其描述或构 成本发明的现有技术。
本发明大体上涉及半导体装置测试的领域。具体地说，本发明涉及用于清洁自动化 测试设备("ATE")中的半导体装置接触器的系统和方法。
背景技术：
ATE在半导体行业中用于测试半导体装置。 一般来说，自动化测试设备经配置以接 纳一批或"堆"用-"T测试的半导体装置。ATE基于预定设置来实行测试，所述预定设置 取决于输入到ATE中以供测试的每一装置的特性。在实际测试期间，将经配置以操纵输 入装置的操作条件的各种测试系统应用于输入装置并记录结果。
一般来说，为了进行测试，首先将输入装置连接到接触器。用于测试的接触器的特 性会影响测试的再现性以及测试产量。不良的接触器可能会造成无效故障或测试错误对 比，这又可能导致不应有的机器停机时间、无法解释的产量问题乃至客户退货。
接触器包括一组引脚。这些引脚在电学测试期间接触输入装置的引线或焊球。接触 元件通常由表面镀金的铍铜基金属构成。接触元件的轮廓对于接触完整性和寿命延长来 说至关重要。
在测试期间，必须将每一装置插入到接触器中以电连接到测试器。在测试每一装置 的整个过程中，接触器上的引脚会聚集碎屑和其它外来物质。外来物质或碎屑致使接触 器在欠佳条件下执行任务。这可能会产生欠准确的测试结果。因此，必须定期清洁接触 器引脚。当前，在大多数ATE中，使设备处理整体暂停来清洁接触器引脚。这种方法延 长了处理和测试一堆或批半导体装置所需的时间。因此，需要一种有效地清洁ATE屮的 接触器以便可高效地处理--'堆半导体装置的系统和方法。 发明内容本发明的一个实施例涉及一种用于清洁接触器装置的系统，其包括自动化测试处理 机。所述处理机进一步包含接触器，其具有多个引脚以用于建立与一个或一个以上输入 装置的电连接。所述处理机经配置以容置一个或一个以上输入装置和一个或一个以上代 用清洁装置，其中所述代用清洁装置经配置以清洁接触器的引脚。拾取和放置机构定位 在处理机中且经配置以将输入装置和代用清洁装置两者输送到接触器。所述系统还包括 处理机控制器以用于控制处理机的操作并促进用户与处理机的交互。
根据本发明的另一实施例， 一种用于清洁处理机中的接触器装置的方法包括提供 容置在处理机中的一个或一个以上代用清洁装置i;在处理机中提供一个或一个以上输 入装置；以及确定接触器是否需要清洁。如果接触器需要清洁，那么所述方法执行自动 清洁循环。如果接触器不需要清洁，那么所述方法执行装置处理循环。
根据本发明的又一实施例，自动清洁循环的执行包括以下步骤确定代用清洁装置 是否可用于清洁接触器，并将代用清洁装置插入到接触器中以便清洁接触器。
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通过以下描述、所附权利要求书和附图中所展示的附随示范性实施例将容易明白本 发明的这些和其它特征、方面及优点，下文简要描述所述附图。
图1是根据本发明的一个实施例的用于清洁接触器装置的系统的方框图。 图2是根据本发明的一个实施例的用于清洁接触器装置的系统的图形用户界面的截屏。
图3是根据本发明的一个实施例的自动化测试设备处理机的方框图。 图4是根据本发明的一个实施例的代用清洁装置的图。
图5是说明根据本发明的一个实施例的用于清洁接触器装置的方法的初始化序列的 流程图。
图6是说明根据本发明的一个实施例的用于清洁接触器装置的方法的加载序列的流 程图。
图7是说明根据本发明的一个实施例的用于清洁接触器装置的方法的自动清洁循环 序列的流程图。
图8是根据本发明的一个实施例的用于接触器的弹簧引脚在清洁之前的照片。 图9是根据本发明的一个实施例的用于接触器的弹簧引脚在清洁之后的照片。图IO是说明根据本发明的一个实施例的后清洁序列的流程图。
具体实施例方式
下文将参看附图来描述本发明实施例。应了解，以下描述内容意图描述本发明的示 范性实施例，而非限制本发明。
图l展示根据本发明的一个实施例的装置清洁系统。所述装置清洁系统包括处理机 (ATE) 10和控制器20。根据本发明的一个实施例，控制器20是以可操作方式连接到处 理机10的个人计算机、工作站或服务器。在本发明的另一实施例中，控制器20可集成 到处理机10中。控制器20包括处理器和存储器，其经配置以运行软件以供操作装置清 洁系统。控制器20还允许用户30输入命令以供处理机IO执行。另外，控制器20向用 户30提供输出。根据本发明的一个实施例，用户30可通过使用由控制器20实施的图 形用户界面40来输入命令和査看输出。
图2中展示图形用户界面的示范性实施例。用户30可使用GUI40来输入命令并建 立和改变装置清洁系统的设置。本文将论述用户30可使用GUI40来建立的命令和设置 的实例。这些命令和设置可直接影响处理机IO的操作和总体清洁系统性能。
图3中展示处理机10的方框图。处理机30包括至少一个接触器50、具有梭65的 拾取和放置机构60以及箱仓70，所述箱仓70可填充有一个或一个以上JEDEC托盘80。 所述JEDEC托盘包括用于测试的输入装置90。另外，代用清洁装置(SCD) 100容置 在标准JEDEC托盘110中。优选地，唯一箱仓70还由装置清洁系统识别以用于容置SCD JEDEC托盘110。箱仓位置存储在控制器20的存储器中以有利于装置清洁系统软件。
输入装置90放置与接触器50物理接触以进行测试。接触器50建立与输入装置90 的电连接以便测试输入装置90的所需特性。 一般来说，接触器50的配置取决于输入装 置90。接触器50的配置影响包括测试产量在内的测试结果以及再现测试结果的能力。
接触器50具有一组称为弹簧引脚的触点55。触点55还可称为接触指和/或接触元 件。弹簧引脚55是附接到接触器以接触输入装置90的一类钉子。 一般来说，弹簧引脚 55和类似元件由表面镀金的基于铍铜的金属构成。图8和图9中展示弹簧引脚55的放 大视图。弹簧引脚55优选相对较干净(没有碎屑)以便确保装置清洁系统的高质量操 作。装置清洁系统使用SCD100确保了弹簧引脚55的干净度，且因此确保了处理机IO 的高效操作。通常，对于每一群组的接触器50来说，存在若干倍所述量的用以清洁接 触器50的不同SCD 100。
如图4所示，根据本发明的一个实施例，SCD由若干层构成。根据本发明的一个实
6施例，SCD 100大约为450lam厚。优选地，SCD 100在输入装置卯的尺寸的+/-0.010"
内。 一般来说，形成SCD 100的层由碎屑俘获材料构成。举例来说，基层包含粘附剂 101。 PET膜102放置在粘附剂101之上。聚氨酯泡沫103搁置在PET膜102之上。聚 氨酯泡沫103含有树脂105和研磨物质104。这些物质能够清洁接触器50，尤其是弹簧 引脚55。
现在将描述所述系统的操作。图5是展示根据本发明的一个实施例的用于装置测试 系统的通电/启动序列的流程图。首先，将处理机10通电(步骤IOOO)。控制器20开始 处理机IO的初始化序列(步骤1010)。根据本发明的一个实施例，在初始化序列期间执 行的一个操作检测处理机10中当前存在哪些装置并可能检测那些装置的当前状态。举 例来说，处理机能够确定是否正在使用新的接触器50配置(步骤1020)。如果接触器 50配置是新的(意味着上次将处理机IO通电时没有使用所述接触器)，那么复位接触器 50的清洁循环计数(步骤1030)。
清洁循环计数指示接触器50己用于测试输入装置90的次数。在同一接触器50巳 经测试了特定数目的装置90之后，系统确定应当清洁接触器50以维持有效的处理操作。 在装置清洁软件中将清洁循环计数预设为默认数量。然而，用户30可经由GUI界面40 改变清洁循环计数。复位接触器50的清洁循环计数指示使用巾的当前接触器50是干净 的且尚未用于测试任何输入装置50。在替代方案中，如果处理机10确定接触器50配置 不是新的，那么从系统存储器中检索接触器清洁循环计数(步骤1040)。
另外，在通电序列期间，处理机确定SCD 100当前是否存在(步骤1050)。如果在 通电期间处理机10中存在SCD 100，那么提示用户30移除SCD 100 (步骤1060)。系 统之所以要求移除SCD 100，是因为无法知道多少SCD 100已使用(例如，已经用于清 洁零件)和多少SCD IOO是新的。优选地，由于SCD 100的物理成分，SCD100仅用于 清洁接触器50 —次。在一次使用之后，SCD 100在清洁第二接触器50时的有效性降低。 在替代方案中，如果未在处理机中检测到SCD 100,那么装置测试系统前进到其加载程 序(步骤1070)。
现在将参考图6描述用于装置测试系统的加载和处理程序。如上文陈述，优选使用 指定箱仓70来容置SCD JEDEC托盘110。在加载之前，用户30可选择一箱仓来容置 SCD JEDEC托盘110。根据本发明的一个实施例，SCD JEDEC托盘110是楔形的/有凹 口的，使得只有SCDJEDEC 110能放置到指定箱仓中。 一般来说，如图6所示，在通电 和初始化之后，将SCD 100加载到处理机10中(步骤2000)。然而，根据本发明的另 一实施例，可依据所使用的输入装置60的数目而在批量处理中间加载SCD 100。如图6中进一步展示，可同时将SCD100和输入装置90加载到处理机10中(步骤 2000、 2010)。可将全部或部分SCDJEDEC托盘110加载在指定箱仓70中。 一般来说， 在加载完成后，关闭处理机10的门。在关闭处理机门(未图示)后，系统运行自测试。 举例来说，根据本发明的一个实施例，装置清洁系统进行检验以查看在关闭处理机门之 后SCD 100是否可用(步骤2012)。如果SCD 100可用，那么装置清洁系统前进到步骤 2020，如图6所示。如果装置清洁系统确定处理机10中不存在SCD 100，那么向用户 30显示警告消息(步骤2014)。 一旦将SCD 100和输入装置90放置在处理机10中，装 置清洁系统便记录SCD 100和输入装置90的数目(步骤2020)。在接收到输入装置90 准备好进行处理的指示后，装置清洁系统确定填充处理机10的接触器50是否需要清洁 (步骤2030)。接触器50是否需要清洁取决于接触器50的清洁循环计数，这在上文中已 描述。如果接触器50需要清洁，那么起始自动清洁循环。如果接触器50不需要清洁， 那么起始装置处理2040。
在装置处理2040中，使用填充处理机10的接触器50来领!j试输入装置90。在此过 程期间，装置清洁系统记录每一接触器50用于测试输入装置的次数，因此产生接触器 50清洁循环计数(步骤2050)。如图6所示，在计算了接触器清洁循环计数之后，装置 清洁系统再次确定接触器50是否需要清洁(步骤2060)。如果清洁装置系统确定接触器 50需要清洁，那么起始自动清洁循环3000。如果接触器不需要清洁，那么继续输入装 置处理2030。根据本发明的一个实施例，在替代方案中，用户30可输入清洁接触器命 令2070。 一旦接收到清洁接触器命令2070，便起始自动清洁循环(步骤3000)。
图7说明根据本发明的一个实施例的自动清洁循环的一方面。 一般来说，当接触器 清洁循环计数己达到测试阈值时实施自动清洁循环。在替代方案中，自动清洁循环可由 用户30起始。举例来说，用户30可执行清洁接触器命令以起始自动清洁循环(歩骤 3000)。在初始化清洁循环之后，装置清洁系统确定SCD IOO是否可用于实行清洁(步 骤3010)。如果SCD IOO不可用，那么暂停自动清洁循环操作(步骤3020)。如果处理 机10中有SCD 100可用，那么自动清洁循环前进而不暂停。首先，装置清洁系统激活 拾取和放置处理机60以便将至少一个SCD 100从SCD JEDEC托盘110处移除(步骤 3030)。 一旦移除，便将SCD IOO放置到梭65中(步骤3040)。 SCD100在梭中的定向 和放置取决于接触器50在处理机中的测试场地处的配置。举例来说，如果测试场地配 置成2x2式样，那么SCD 100在梭65中的定向也必须为2x2。
梭65将SCD 100输送到接触器50附近的测试场地(步骤3050)。接下来，经由拾 取和放置处理机60将SCD 100从梭处移除。如果拾取和放置装置60不能够拾取SCD 100
8(步骤3060)，那么系统实施清洗(步骤3070)。如果在任何点处，处理机10不能够从 梭65处拾取SCD 100，或者如果当机构移动时丢落SCD 100，那么整批装置必须重新运 行，因为SPC出现故障。在可通过用户30输入重试命令来拾取SCD IOO的情况下，不 发生清洗操作。根据本发明的另一实施例，处理机10包括用于确定系统是否难以拾取 SCD 100或输入零件90的机构。
然而，如果拾取和放置机构能够拾取SCD 100，那么将每一 SCD IOO投入接触器中 以便清洁接触器50的弹簧引脚55 (步骤3080)。根据替代实施例，SCD 100定位在测 试场地附近，且因此不需要经由梭输送到测试场地。根据本发明的一个实施例，同时清 洁所有启用的接触器50。 一般来说，将SCD IOO插入到接触器中，且接着装置清洁系 统等待预定的用户定义的时间周期(例如，100ms)后才缩回SCDIOO。此插入步骤可 重复达基于装置测试设置的次数。举例来说，将SCD 100插入到接触器50中的次数取 决于由用户30设置的标题为"每清洁循环的插入"的变量。用户可使用GU140来设置 此变量。在清洁期间，系统向用户30显示指示接触器清洁正在进行的消息。 一旦已将 SCD IOO插入到接触器50中达预定次数，便使SCD 100返回到JEDEC托盘。
SCD 100有效地清洁接触器50的弹簧引脚55并从其移除碎屑。图8展示接触器50 的覆盖有碎屑的弹簧引脚55的多张照片。所述照片是在清洁之前拍摄的。碎屑可能会 严重影响接触器50的性能且因此影响多个输入装置卯的处理。图9展示在如上所述通 过插入SCD IOO进行清洁之后的图8所示的相同弹簧引脚55的多张照片。如图9所示， 弹簧引脚5 5上不再存在碎屑。以此方式移除碎屑维持了接触器5 0在测试操作期间的性 能。
如上文陈述， 一旦已将SCD IOO插入到接触器50达预定次数，便使SCD100返回 到JEDEC托盘(步骤4000)。另外，SCD 100在JEDEC托盘中的物理位置在其已返回 后便记录并存储在控制器存储器中(步骤4010)。在SCD100返回后，将SCD100插入 到接触器50中的次数记录并存储在控制器存储器中(步骤4020)。基于SCD 100的插 入计数，装置清洁系统确定所述装置是否可继续使用SCD 100 (步骤4030)。 SCD插入 计数是用户定义的l'萄值。如果SCD IOO插入计数大于阈值，那么系统递减用于跟踪SCD 损耗前剩余单元("URSD")的数目的变量的值(步骤4040)。在替代方案中，如果SCD IOO插入计数小于阈值量，那么URSD数目保持不变(步骤4050)。在步骤4040或4050 之后，向用户30显示URSD的值(步骤4060)。另外，在确定URSD值之后，系统确 定所述值是否小于处理机中剩余的未测试的输入装置90的数目(步骤4070)。换句话说， 系统确定是否存在足够的SCD 100来测试剩余的输入装置90。如果不存在，那么暂停处理机的操作并向用户30显示消息(步骤4080)。如果系统检测到存在足够的SCD来 测试剩余的输入装置90，那么系统操作正常继续进行(步骤4090)。
如上文揭示的实施例中陈述，实现了本发明的若干优点。举例来说，本发明有利于 在进行输入装置处理操作(例如测试)的同时清洁接触器装置。在接触器已用于测试设 定数目的输入装置之后，系统清洁所述接触器。取决于输入装置的特性和测试的性质， 可调节此数目以使得接触器以最佳水平进行操作。此外，所述系统和方法允许在不显著 打断输入装置处理的情况下清洁接触器。因此，所述系统和方法允许对半导体装置进行 高效且高质量的测试。
已出于说明和描述目的而呈现了对本发明优选实施例的以上描述。不希望这是详尽 的或将本发明限于所揭示的精确形式，且可鉴于以上教示而进行多种修改和改变，或可 通过实践本发明而获得多种修改和改变。选择并描述所述实施例是为了解释本发明的原 理，并作为实际应用以使得所属领域的技术人员能够在各种实施例中利用本发明且加以 适合于所预期的特定使用的各种修改。希望本发明的范围由所附权利要求书和其等效物 界定。
权利要求
1. 一种用于清洁接触器装置的系统，其包含自动化测试处理机，其中所述处理机进一步包含接触器，其具有多个引脚以用于建立与一个或一个以上输入装置的电连接；一个或一个以上输入装置；一个或一个以上清洁装置，其中所述清洁装置经配置以清洁所述接触器的所述引脚；拾取和放置机构，其经配置以将所述输入装置和所述清洁装置两者输送到所述接触器；以及处理机控制器，其用于控制所述处理机的操作并促进用户与所述处理机的交互。
2. 根据权利要求1所述的系统，其中所述处理机控制器是以可操作方式连接到所述处理机的个人计算机。
3. 根据权利要求l所述的系统，其中所述处理机控制器集成到所述处理机的外壳中。
4. 根据权利要求l所述的系统，其中所述处理机控制器允许用户经由图形用户界面向所述处理机输入信息和命令。
5. 根据权利要求1所述的系统，其中所述拾取和放置机构进一步包含梭，所述梭经配置以在物理上将输入装置或清洁装置从托盘处移除并将所述输入装置或清洁装置放置在所述接触器上。
6. 根据权利要求1所述的系统，其中所述托盘是标准的JEDEC托盘。
7. —种用于清洁处理机中的接触器装置的方法，其包含以下步骤在所述处理机中提供一个或一个以上清洁装置；在所述处理机中提供一个或一个以上输入装置；确定所述接触器是否需要清洁；如果所述接触器需要清洁，则使用所述清洁装置中的一者或一者以上来执行清洁循环；以及如果所述接触器不需要清洁，则执行装置处理循环。
8. 根据权利要求7所述的用于清洁处理机中的接触器装置的方法，其中所述确定所述接触器是否需要清洁步骤进一步包含-确定所述接触器装置己测试了多少输入装置以获得接触器清洁循环计数；以及确定所述接触器清洁循环计数是否大于测试阈值。
9. 根据权利要求7所述的用于清洁处理机中的接触器装置的方法，其中所述执行装置处理循环步骤进一步包含使用所述接触器对所述输入装置实行测试；记录已用所述接触器测试了多少输入装置；确定所述接触器是否需要清洁；以及如果所述接触器需要清洁，则执行所述自动清洁循环。
10. 根据权利要求7所述的用于清洁处理机中的接触器装置的方法，其中所述执行自动清洁循环步骤进一步包含确定清洁装置是否可用于清洁所述接触器从第一托盘处移除所述清洁装置以及将所述清洁装置插入到所述接触器中。
11.根据权利要求IO所述的用于清洁处理机中的接触器装置的方法，其中在预定次数过去之后，将所述清洁装置从所述接触器处縮回。
12.根据权利要求IO所述的用于清洁处理机中的接触器装置的方法，其中所述执行自动清洁循环步骤进一步包含在清洁所述接触器之后，使所述接触器装置返回到托盘；记录所述清洁装置在所述托盘中的确切位置；记录已将所述清洁装置插入到所述接触器中的次数；确定所述清洁装置是否仍可用于清洁所述接触器；以及确定直到所述清洁装置耗尽前剩余的单元。
13. 根据权利要求IO所述的用于清洁处理机中的接触器装置的方法，其中所述移除步骤进一步包含将清洁装置放置在拾取和放置装置的梭中；确定所述梭是否不能够拾取所述清洁装置；以及如果所述梭不能够拾取所述清洁装置，则执行清洗操作。
14. 根据权利要求10所述的用于清洁处理机中的接触器装置的方法，其中如果所述清洁装置不可用，则起始暂停操作。
全文摘要
本发明提出一种用于清洁接触器装置的系统和方法。所述清洁系统包括自动化测试处理机和处理机控制器，所述处理机控制器用于控制所述处理机的操作并促进用户与所述处理机的交互。所述处理机进一步包括接触器，所述接触器具有多个引脚以用于建立与一个或一个以上输入装置的电连接。所述处理机经配置以容置一个或一个以上输入装置和一个或一个以上代用清洁装置。所述代用清洁装置经配置以清洁所述接触器的所述引脚。定位在所述处理机中的拾取和放置机构经配置以将所述输入装置和所述代用清洁装置两者输送到所述接触器。
文档编号G01R31/28GK101484817SQ200780024953
公开日2009年7月15日 申请日期2007年3月7日 优先权日2006年6月30日
发明者克雷格·加德, 恩佐·贝尔塔吉亚, 詹姆斯·麦克法兰 申请人:三角设计公司