DE10131712B4

DE10131712B4 - Elektronisches Bauelement, Testereinrichtung und Verfahren zur Kalibrierung einer Testereinrichtung

Info

Publication number: DE10131712B4
Application number: DE10131712A
Authority: DE
Inventors: Thomas Grebner; Erwin Thalmann
Original assignee: Qimonda AG
Current assignee: Polaris Innovations Ltd
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2009-04-09
Anticipated expiration: 2021-06-30
Also published as: DE10131712A1; US20030020488A1; US6882139B2

Abstract

Elektronisches Kalibrier-Bauelement zur Kalibrierung einer Testereinrichtung (20) mit einem Signaleingang (E), der an einer Zuführungsleitung an die Testereinrichtung (20) anschließbar ist, mit einer Phasendifferenzschaltung (1), die an den Signaleingang (E) anschließbar ist und mit einem Referenztaktsignal verbunden ist, um eine Phasendifferenz-Information zwischen einem an dem Signaleingang (E) anliegenden periodischen Kalibriersignal und dem Referenztaktsignal zu bestimmen, und einer Ausgabeeinrichtung (A), um die Phasendifferenz-Information an die Testereinrichtung (20) auszugeben, wobei die Bauform des Kalibrier-Bauelementes der Bauform des zu testenden funktionalen Bauelementes entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Testereinrichtung, ein elektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Kalibrieren einer Testereinrichtung.
Üblicherweise besteht bei automatischen Testereinrichtungen die Notwendigkeit, die Pegel und Timing der von der Testereinrichtung erzeugten Testsignale zu kalibrieren. Die Signallaufzeiten der Signale, die zum Testen eines Bauelementes notwendig sind, weichen aufgrund von baulichen Unterschieden innerhalb der Testereinrichtung und aufgrund unterschiedlicher Signalpfade von der Endstufe der Testereinrichtung bis zum zu testenden Bauelement regelmäßig erheblich voneinander ab. So führen z. B. voneinander abweichende Kabellängen im so genannten Hi Fix, dem Bindeglied zwischen Testkopf und Bauelementsockel, zu Laufzeitunterschieden. Zudem müssen auch die Signallaufzeiten der vom zu testenden Bauelement ausgehenden Signale zurück in die Testereinrichtung berücksichtigt werden.
Die Abweichungen liegen in einem Zeitbereich, dessen Größenordnung im Bereich der Periodendauer des Arbeitstaktes der zu testenden Bauelemente liegt. Deshalb ist eine Kalibration der Testereinrichtung dringend notwendig, um die Bauelemente korrekt zu testen. In der Testereinrichtung sind dazu üblicherweise variable Verzögerungselemente eingebaut, die so eingestellt werden können, um die unterschiedlichen Signallaufzeiten auszugleichen. Die Verzögerungselemente werden gemäß zur Verfügung gestellter Kalibrationsverfahren eingestellt. Da die Kalibration durch vielfältige Einflüsse (Temperatur, Tausch von Testerbestandteilen usw.) verloren geht, muss sie in bestimmten Abständen immer wieder erneut durchgeführt wer den und stellt daher einen Personal-, Zeit- und Kostenaufwand dar.
Beispielsweise werden von dem Testerhersteller ADVANTEST zwei Kalibrationsverfahren, AUTOCAL und HICAL zur Verfügung gestellt. Das Verfahren AUTOCAL bietet den Nachteil, dass es den Signalpfad von der Testerendstufe durch das Hi Fix bis zum Sockel für das zu testende Bauelement nicht in den Kalibriervorgang einbezieht. Dies ist insbesondere dann ein erheblicher Nachteil, wenn auf älteren Testersystemen neue Speicherproduktgenerationen mit höheren Geschwindigkeitsanforderungen getestet werden sollen.
Das Kalibrationsverfahren HICAL berücksichtigt die Signallaufzeitunterschiede über den Signalpfad. Es ermöglicht somit zwar ein sehr gutes Kalibrierergebnis, es ist jedoch nicht als Routinekalibrationsverfahren geeignet, da eine zusätzliche Einrichtung erforderlich ist. Die zusätzliche Einrichtung muss jeweils in die Testereinrichtung eingebaut werden, so dass der regelmäßige Testbetrieb unterbrochen wird. Dazu muss auf dem Testkopf ein so genannter Kalibrierroboter montiert werden. Diese Methode ist sehr zeitintensiv und nicht automatisch, da Einbau und Kontrolle durch einen Benutzer erfolgen muss.
Aus Feldman, R. K. „A novel instrument for accurate time measurement in automatic calibration of test systems", Int. Test Conferecne, 1993, Proceedings, International, 1993, SEiten 544 bis 551 ist ein analoger Phasendetektor bekannt, der als Referenzinstrument für eine automatische Kalibrierung von Testsystemen dient. Der Phasendetektor kann dabei auf einer Platte ausgeführt sein, um die Eingangs- und Ausgangszeiten eines zu testenden Bauelements in speziellen Applikationen zu messen.
Aus der US 5,703,489 A ist eine Testeinrichtung mit einem Testerkanal bekannt, auf den ein periodisches Kalibriersignal anlegbar ist. Die Testeinrichtung weist weiter eine Empfangseinrichtung auf, um die Phasendifferenzinformation vor dem Anschluss eines zu testenden elektronischen Bauelements zu empfangen. Die Rückkopplungsschleife dient zur Kalibrierung indem der Einfluss der Signalverzögerung auf den Testerkanal durch eine Verzögerungseinrichtung kompensiert wird.
Aus der DE 199 22 907 A1 ist eine Testeinrichtung bekannt, bei der Signalverzögerungen auf Zufuhrleitungen in zu testenden Bauelementen kalibriert werden. Die Testeinrichtung weist hierzu eine Phasendifferenzschaltung auf, die mit der Zufuhrleitung und mit einem Referenztaktsignal verbunden ist. Die Phasendifferenzschaltung wird so geregelt, dass die resultierende Phasendifferenz am Ausgang der Phasendifferenzschaltung auf 0 eingestellt wird.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache, genaue und Zeit sparende Kalibration einer Testereinrichtung vorzusehen.
Diese Aufgabe wird durch ein elektronisches Bauelement nach Anspruch 1, eine Testervorrichtung nach Anspruch 17 und durch das Kalibrierverfahren nach Anspruch 22 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektronisches Kalibrier-Bauelement zur Kalibrierung einer Testereinrichtung vorgesehen. Das elektronische Kalibrier-Bauelement weist einen Signaleingang auf, der mit einer Zuführungsleitung an die Testereinrichtung anschließbar ist. Es ist weiterhin eine Phasendifferenzschaltung vorgesehen, die an den Signaleingang anschließbar ist und die mit einem Referenztaktsignal verbunden ist. Die Phasendifferenzschaltung ermittelt eine Phasendifferenzinformation zwischen einem an den Signaleingang anliegenden periodischen Kalibriersignal und dem Referenztaktsignal. Das elektronische Kalibrier-Bauelement weist ferner eine Ausgabeeinrichtung auf, um die Phasendifferenzinformation an die Testereinrichtung auszugeben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Testervorrichtung vorgesehen, mit der ein Testvorgang für ein erfindungsgemäßes elektronisches Bauelement betrieben werden kann. Die Testervorrichtung weist einen Testerkanal auf, auf den ein periodisches Kalibriersignal anlegbar ist. Der Testerkanal kann an das elektronische Bauelement angeschlossen werden. Die Testervorrichtung weist eine Empfangseinrichtung auf, um die Phasendifferenzinformation bezüglich der Phasendifferenz zwischen dem periodischen Kalibriersignal und dem Referenztaktsignal zu bestimmen. Die Testervorrichtung weist eine Verzögerungseinrichtung auf, die mit dem Testerkanal verbunden ist, um auf dem Testerkanal zu sendende Signale abhängig von der Phasendifferenzinformation zu verzögern.
Im regelmäßigen Produktionsbetrieb testet eine Testereinrichtung elektronische Bauelemente nacheinander oder in Losen zu einer bestimmten Anzahl von Bauelementen.
Das erfindungsgemäße elektronische Kalibrier-Bauelement wird in den bestehenden Testablauf eingebunden, wodurch das Kalibrieren der Testereinrichtung vollautomatisch durchgeführt wird. Dazu wird das elektronische Kalibrier-Bauelement z. B. in ein Los zu testender Bauelemente eingefügt, so dass eine Kalibration dann durchgeführt wird, sobald die Testereinrichtung über einen der Testerkanäle mit dem erfindungsgemäßen Kalibrier-Bauelement verbunden wird. Auf diese Weise kann zu beliebigen Zeitpunkten und mit durch die Anzahl der verwendeten Kalibrier-Bauelemente wählbaren Häufigkeiten während des Testens von zu testenden Bauelementen die Testereinrichtung kalibriert werden. Es ist sogar möglich, mehrere Kalibrier-Bauelemente in ein Los einzufügen. Dies ist insbesondere dann besonders einfach möglich, wenn die Bauform des erfindungsgemäßen Kalibrier-Bauelementes der Bauform der zu testenden Bauelemente entspricht, so dass das Kalibrier-Bauelement an jede für ein zu testendes Bauelement vorgesehene Position auf einem Bauelementträger angeordnet werden kann.
Das erfindungsgemäße elektronische Kalibrierbauelement misst eine Phasendifferenz zwischen einem an einem Signaleingang anliegenden periodischen Kalibriersignal und einem Referenztaktsignal. Die Phasenverschiebung zwischen den beiden Signalen kann als Maß für die Signallaufzeit von der Testereinrichtung zu dem elektronischen Bauelement angesehen werden.
Damit die Testereinrichtung die Verzögerungseinrichtung entsprechend der bestimmten Phasenverschiebung einstellt, muss das elektronische Kalibrier-Bauelement eine Phasendifferenzinformation an die Testereinrichtung ausgeben. Dadurch kann die Testereinrichtung die Einstellung in der Verzögerungseinrichtung entsprechend der Signallaufzeit anpassen.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen elektronischen Kalibrier-Bauelementes liegt darin, dass ein kontinuierlicher Testvorgang ermöglicht wird, bei dem das erfindungsgemäße Kalibrier-Bauelement zu einer Anzahl zu testender Bauelemente eingefügt wird, die kontinuierlich nacheinander oder in Losen zum parallelen Testen einer Testereinrichtung zugeführt werden. Sobald die Testereinrichtung ein angeschlossenes elektronisches Kalibrier-Bauelement erkennt, wird eine Kalibrierung durchgeführt. Dies spart Zeit und ein Eingreifen eines Benutzers ist nicht erforderlich.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass das Kalibrier-Bauelement eine sehr exakte Messung der Signallaufzeiten vornimmt, indem es eine Phasendifferenz zwischen einem Signal, das von einer Testereinrichtung zu dem elektronischen Bauelement über die Zuführungsleitung gesendet wurde, und einem Referenzsignal misst. Da eine manuelle Bedienung der Testereinrichtung zum Kalibrieren nicht länger notwendig ist, sind die Bedingungen, unter denen kalibriert wird, sehr ähnlich den Bedingungen, unter denen die zu testenden Bauelemente getestet werden.
Es kann vorgesehen sein, dass das elektronische Kalibrier-Bauelement eine Referenztaktsignal-Erzeugungseinrichtung aufweist, die das Referenztaktsignal erzeugt, zu dem die Phasendifferenz zu dem Kalibriersignal ermittelt wird. Die Phase des Differenztaktsignals muss dann jedoch exakt bestimmt oder zu den am Signaleingang anliegenden periodischen Signalen angepasst werden, bevor das Kalibrieren beginnt, um eine absolute Phasendifferenzinformation zu erhalten. Besonders vorteilhaft ist jedoch, wenn die an das elektronische Kalibrier-Bauelement angeschlossene Testereinrichtung dem Kalibrier-Bauelement das Referenztaktsignal über einen Referenztaktsignaleingang zur Verfügung stellt. Auf diese Weise ist der zeitliche Bezug der Phasen von Referenztaktsignal und periodischem Signal durch die Testereinrichtung bestimmt.
Vorzugsweise weist das Kalibrier-Bauelement einen Datenspeicher auf, um die Phasendifferenzinformation zu speichern. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn mehrere Testerkanäle an das Kalibrier-Bauelement angeschlossen sind, wobei zunächst für jeden Testerkanal eine Phasendifferenzinformation ermittelt und gespeichert wird, bevor diese Informationen zu einer Testereinrichtung übertragen werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Kalibrier-Bauelement eine Referenzsignal-Schalteinrichtung aufweist, um den Signaleingang mit dem Referenztakt-Signaleingang zu verbinden. Auf diese Weise ist es möglich, den Skew zwischen den Signalpfaden, auf denen beim späteren Bauelement Testsignale vom zu testenden Bauelement zur Testereinrichtung laufen, zu bestimmen. Die Testereinrichtung kann für jeden Testerkanal die Abweichung zum Sollwert bezüglich des Eintreffens der Signalflanke des über den Signaleingang empfangenen Referenztaktes bestimmen und die jeweiligen Verzögerungseinrichtungen dementsprechend anpassen.
Um mehrere Testerkanäle zu kalibrieren, weist das Kalibrier-Bauelement mehrere Signaleingänge auf, die jeweils mit einer Phasendifferenzschaltung verbunden sind. Die Messung der Phasendifferenz kann damit gleichzeitig auf mehreren Testerkanälen durchgeführt werden, wodurch Zeit zum Kalibrieren eingespart werden kann. Als weitere Möglichkeit können die mehreren Testerkanäle kalibriert werden, indem mit Hilfe einer Schaltvorrichtung jeder der Testerkanäle mit der Phasendifferenzschaltung verbunden wird, um die Phasendifferenzinformation zu ermitteln. Die Phasendifferenz-Information für jeden Testerkanal wird dann vorzugsweise in einem Datenspeicher abgelegt, bis alle Phasendifferenzinformationen ermittelt wurden. Die zweite Möglichkeit hat den Vorteil, dass die elektronische Kalibrierschaltung, die auf dem Kalibrier-Bauelement vorgesehen sein muss, einfach gehalten werden kann, so dass Substratfläche bei einer integrierten Aufbauweise eingespart werden kann.
Um das Eingangsverhalten des Kalibrier-Bauelementes an das zu testende Bauelement anzupassen, können Abstimmeinrichtungen an den Signaleingängen vorgesehen sein, wodurch Impedanz, Schaltverzögerung oder Ähnliches an die entsprechenden Parameter des zu testenden Bauelements angepasst werden können. Eine solche Abstimmeinrichtung kann ein Verzögerungselement, Kapazitätsbauelement oder anderes enthalten.
Die Phasendifferenzinformation kann eine Information über Betrag und Vorzeichen der Phasendifferenz umfassen, die seriell über einen Signaleingang oder parallel über mehrere Signaleingänge an die Testereinrichtung übertragen wird. Dort werden die entsprechenden Verzögerungseinrichtungen gemäß der übertragenen Phasendifferenzinformation eingestellt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass lediglich das Vorzeichen der Phasendifferenz als Phasendifferenzinformation übertragen wird, so dass inkrementelles durch Anpassen der Verzögerungseinrichtung in der Testereinrichtung die Verzögerungseinrichtung die zeitliche Verzögerung iterativ einstellen kann. Dies wird durchgeführt, indem die Verzögerung in der Verzögerungseinrichtung so lange in einem bestimmten Betrag erhöht bzw. erniedrigt wird, bis sie die gewünschte Verzögerung aufweist.
Das Kalibrier-Bauelement gemäß der Erfindung weist vorzugsweise eine Steuereinheit auf, um das elektronische Bauelement in einem ersten Modus oder in einem zweiten Modus zu betreiben. Im ersten Modus ist vorgesehen, Daten über den Testerkanal zu empfangen und/oder zu senden, wie z. B. die Phasendifferenzinformation. Beim zweiten Modus ist vorgesehen, dass über den Testerkanal und über den Signaleingang das Kalibriersignal angelegt wird und die Phasendifferenz bestimmt wird. Bei diesem Modus werden keine Daten übertragen, sondern lediglich Kalibriersignale angelegt. Dies ist deswegen vorteilhaft, da alle Testerkanäle für eine Kalibrierung zugänglich sein müssen, so dass das jeweilige Kalibriersignal an jedem der Signaleingänge des Kalibrier-Bauelements bzw. unter Umständen sogar an dem Referenztakt-Signaleingang zeitweise anliegt. Liegt das Kalibriersignal an einem Testerkanal an, so können über diesen Testerkanal keine Daten übertragen werden. Das Umschalten zwischen dem ersten Modus und dem zweiten Modus wird mit Hilfe der Steuereinrichtung durchgeführt. Erhält die Steuereinrichtung eine Aufforderung von der Testereinrichtung, die Kalibrierung jetzt zu starten, so wird für eine vorbestimmte Zeitdauer die Phasendifferenzmessung durchgeführt, indem an alle Testerkanäle periodische Kalibriersignale angelegt werden, bevor Daten von und zu dem Tester übertragen werden können.
Die erfindungsgemäße Testervorrichtung ist in der Lage, eine externe Phasendifferenzinformation zu erhalten und die Verzögerungseinrichtung an dem Testerkanal demgemäss einzustellen. Eine solche Testervorrichtung hat den Vorteil, dass sie die Signallaufzeit eines Testerkanals nicht selbst bestimmen muss, wobei Signalverzögerungen, die in dem zu testenden Bauelement hervorgerufen werden, nicht berücksichtigt werden könnten.
Die Testereinrichtung kann so vorgesehen sein, dass sie einen weiteren Testerkanal dazu benutzt, um ein Referenztaktsignal zu übertragen. Dies erleichtert es, aus der Phasendifferenzinformation die exakte zeitliche Verzögerung zu ermitteln, die in der Verzögerungseinrichtung eingestellt werden soll. Es kann in diesem Fall nämlich darauf verzichtet werden, eine Phase eines im Kalibrier-Bauelement generierten Referenztaktsignals vor dem Beginn des Kalibrierens festzulegen.
Erfindungsgemäß kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Testereinrichtung eine Phasendifferenzschaltung aufweist, um zwischen einem auf dem Testerkanal empfangenen Signal und dem auf dem weiteren Testerkanal angelegten Referenztaktsignal eine weitere Phasendifferenz zu bestimmen. Auf diese Weise kann die Testereinrichtung auch den Skew zwischen den Signalpfaden, auf denen beim späteren Bauelementtest Signale vom zu testenden Bauelement zur Testereinrichtung laufen, zu minimieren. Über ein in der Testervorrichtung ablaufendes Kalibrierprogramm kann die Abweichung zum Sollwert des Eintreffens der Signalflanke über das Kalibrier-Bauelement laufende Referenztaktsignal bestimmt werden und dann die entsprechende Verzögerungseinrichtung angepasst werden.
Damit das zum Kalibrieren vorgesehene elektronische Bauelement erkannt werden kann, ist die Testereinrichtung so vorgesehen, dass sie ein Anfragesignal aussendet, worauf das Kalibrier-Bauelement ein Erkennungssignal ausgibt, wodurch das Kalibrierverfahren gestartet werden kann. Zu testende Bauelemente werden dann auf das Anfragesignal nicht oder auf unterschiedliche Weise antworten, so dass die Testervorrichtung mit dem Testvorgang für die zu testenden elektronischen Bauelemente beginnen kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen der bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines Kalibrier-Bauelementes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
2 ein Blockdiagramm einer Testereinrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Kalibrier-Bauelementes gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Ein solches Kalibrier-Bauelement ist vorgesehen, um eine Testereinrichtung, die bestimmte Bauelemente testen soll, zu kalibrieren. Das Kalibrieren soll auf einfache Weise ermöglicht sein, was dadurch erreicht wird, dass das Kalibrier-Bauelement unter die zu testenden Bauelemente eingefügt wird. Jedes Mal, wenn im Zuge des Testvorgangs an die Testereinrichtung ein Kalibrier-Bauelement angeschlossen wird, wird ein Kalibriervorgang durchgeführt. Auf diese Weise ist es möglich, ohne einen kontinuierlichen Testablauf zu unterbrechen, ein Kalibrieren einer Testereinrichtung durchzuführen.
Dazu ist das Kalibrier-Bauelement vom äußeren Aufbau her den zu testenden Bauelementen angepasst. Das Kalibrier-Bauelement weist die gleiche Bauform auf, wie die zu testenden Bauelemente, wobei ebenfalls auf die Pinbelegung der zu testenden Bauelemente Rücksicht genommen wird. D. h. an den Pinpositionen des zu testenden Bauelementes, die als Signal eingänge verwendet werden, werden zum Kalibrieren von eingehenden Signalen, die Ausgangspins werden zum Testen von Ausgangssignalen verwendet.
Das erfindungsgemäße Kalibrier-Bauelement weist als wesentliche Bestandteile eine Phasendifferenzeinheit 1 und eine Steuereinheit 6 auf. An einem ersten Eingang 2 der Phasendifferenzeinheit 1 wird ein Eingangssignal, das über einen zu testenden Testerkanal E empfangen wird, über eine Pinauswahlschaltung 4 angelegt. An einem zweiten Eingang 3 der Phasendifferenzeinheit 1 liegt ein Referenztaktsignal an, das über den Takteingangspin CLK des Kalibrier-Bauelementes von einer angeschlossenen Testereinrichtung (siehe 2) empfangen wird.
Die Phasendifferenzeinheit 1 kann so gestaltet sein, dass sie die Phasendifferenz quantifiziert und als Zahlenwert zur Verfügung stellt oder es kann eine Schaltung sein, die lediglich angibt, ob das jeweils anliegende Kalibriersignal gegenüber dem Referenztaktsignal vorauseilt oder zurückbleibt. Der entsprechende Messwert der Phasendifferenz wird in einem dafür vorgesehenen Phasendifferenzregister 5 abgespeichert.
Das Phasendifferenzregister 5 weist vorzugsweise eine Anzahl von Speicherplätzen auf, die der Anzahl von zu testenden Testerkanälen E entspricht. Das Phasendifferenzregister 5 ist durch die Steuereinheit 6 auslesbar.
Die PIN-Auswahlschaltung 4 wird über die Steuereinheit 6 so gesteuert, dass nacheinander jeder zu testende Testerkanal E an die Phasendifferenzeinheit 1 angelegt wird und deren Phasendifferenz bezüglich des Referenztaktsignals bestimmt wird.
Sind alle Phasendifferenzwerte für alle Signaleingänge bestimmt, so werden diese ebenfalls gesteuert von einer Steuereinheit 6 an die angeschlossene Testereinrichtung (siehe 2) gesendet.
Für den Fall, dass die Phasendifferenzeinheit 2 nicht einen Zahlenwert ermittelt, sondern lediglich, ob das Kalibriersignal dem Referenztaktsignal vorauseilt oder zurückbleibt, so wird der oben beschriebene Vorgang mehrfach wiederholt, und so die entsprechenden Verzögerungseinrichtungen in der Testervorrichtung iterativ eingestellt.
Auf diese Weise können alle systematischen zeitlichen Abweichungen zwischen Signalpfaden, auf denen beim späteren Bauelementtest Signale von der Testervorrichtung zum zu testenden Bauelement laufen, minimiert werden.
Eine zweite Eigenschaft des Kalibrier-Bauelementes ermöglicht es der Testereinrichtung, die systematische zeitliche Abweichung zwischen Signalpfaden, auf denen beim späteren Bauelementetest Signale vom zu testenden Bauelement zur Testereinrichtung gesendet werden, zu minimieren. Hierzu ist vorgesehen, dass die Steuereinheit 6 der Reihe nach jeden relevanten Signalausgang A des Kalibrier-Bauelements mit dem Referenztaktsignal CLK verbindet.
Dies wird mit Hilfe einer Referenztaktsignalschalteinrichtung 7 durchgeführt. Die Referenztaktsignalschalteinrichtung 7 ist mit der Steuereinheit 6 verbunden, wodurch diese gesteuert wird. Die Referenztaktsignalschalteinrichtung 7 legt gesteuert durch die Steuereinheit 6 das Referenztaktsignal auf die Signalausgänge A. Die Testereinrichtung kann dann die Abweichung zwischen dem zum Sollwert des Eintreffens der Signalflanke des durchgeschalteten Referenztaktsignals bestimmen und eine entsprechende Verzögerungseinrichtung in der Testervorrichtung entsprechend anpassen.
Die Testereinrichtung weist für jeden Testerkanal ein Verzögerungsglied auf. Das Verzögerungsglied ist variabel einstellbar, so dass es ein Signal, das auf den Testerkanal ausgegeben wird, entsprechend einem einstellbaren Wert ver zögert. Nachdem die Testereinrichtung für jeden Signaleingang E den entsprechenden Verzögerungswert empfangen hat, werden die Verzögerungseinrichtungen entsprechend eingestellt.
Um beim Testen verwendet zu werden, sollte das Kalibrier-Bauelement dieselbe Bauform wie die zu testenden Bauelemente, d. h. gleiche Gehäuse oder gleiche Anschlussbelegung, aufweisen. Das Kalibrier-Bauelement kann dann in entsprechende Bauelementhalterungen o. ä. auf die gleiche Weise eingesetzt und kontaktiert werden wie die zu testenden Bauelemente. Ebenso ist es in diesem Fall möglich, dass für verschiedene zu testende Bauelemente mit gleicher Bauform diesselben Kalibrierbauelemente verwendet werden können. Somit ist zum Kalibrieren einer Testereinrichtung beim Testen von Bauelementen nur jeweils ein Typ von Kalibrier-Bauelementen für unterschiedliche Bauformen erforderlich, so dass nicht für jeden Bauelementtyp gleicher Bauform neue Kalibrier-Bauelemente entwickelt werden müssen.
Eine Ausführungsform einer möglichen Testervorrichtung ist in 2 gezeigt. Eine Testervorrichtung 20 weist eine Testablaufsteuerungseinheit 21 auf, die den Vorgang des Testens eines zu testenden Bauelements steuert. Die Ein- und Ausgänge der Testablaufsteuerungseinheit 21 sind über Verzögerungseinrichtungen 22 mit den Testerkanälen 23 verbunden. Es ist weiterhin eine Kalibriersteuereinrichtung 24 vorgesehen, die ebenfalls über die Verzögerungseinrichtung 22 mit den Testerkanälen 23 verbunden ist.
Soll eine Kalibrierung durchgeführt werden, wird der Testvorgang durch die Testablaufsteuerungseinheit 21 unterbrochen und die Kalibrierungssteuereinheit 24 übernimmt das Kalibrieren der Testerkanäle 23. Nach dem Kalibriervorgang wird die Steuerung des Testvorgangs an die Testablaufsteuerungseinheit 21 zurückgegeben.
Damit die Testereinrichtung feststellen kann, ob ein zu testendes Bauelement oder ein Kalibrier-Bauelement an den Testerkanälen 23 angeschlossen ist, ist vorgesehen, dass nachdem ein neues zu testendes Bauelement bzw. ein Kalibrier-Bauelement an die Testerkanäle 23 angeschlossen wurde, zunächst ein vorbestimmtes Anfragesignal über einen oder mehrere der Testerkanäle 23 gesendet wird. Ist an den Testerkanälen 23 ein Kalibrier-Bauelement angeschlossen, so kann dieses über ein Erkennungssignal der Testervorrichtung 20 mitteilen, dass im Folgenden eine Kalibrierung durchgeführt werden soll. In diesem Fall übergibt die Testablaufsteuerungseinheit 21 die Steuerung des Kalibriervorgangs an die Kalibriersteuerungseinheit 24.
Das Erkennungssignal wird in dem Kalibrierbauelement durch die Steuereinheit 6 generiert und über die Signaleingänge bzw. -ausgänge an die Testereinrichtung übertragen.
Die Kalibriersteuerungseinheit 24 teilt dem angeschlossenen Kalibrier-Bauelement mit, dass im Folgenden eine Kalibrierung durchgeführt wird. Anschließend legt es auf alle Testerkanäle 23, die mit Signaleingängen E der zu testenden Bauelemente verbunden sind, ein Kalibrierungssignal und auf den Testerkanal 23, der mit dem Takteingang CLK der zu testenden Bauelemente verbunden ist, ein Referenztaktsignal an. Wie zuvor beschrieben, ermittelt nun das angeschlossene Kalibrier-Bauelement eine Phasendifferenzinformation für jeden der Testerkanäle B, die im regelmäßigen Testbetrieb mit einem Signaleingang E des zu testenden Bauelements verbunden sind. Das Kalibriersignal wird für eine vorbestimmte Zeitdauer von der Testereinrichtung zur Verfügung gestellt. Nach Ablauf der Phasendifferenzmessungen für jeden Signalausgang E empfängt die Kalibriersteuerungseinheit 24 über einen oder mehrere der Testerkanäle 23 Phasendifferenzinformationen für jeden der vermessenen Testerkanäle 23. Die Verzögerungseinrichtungen 22 der Testerkanäle 23, an denen sich die Signaleingänge E des zu testenden Bauelements befinden, werden entsprechend der empfangenen Phasendifferenzinformation eingestellt, so dass zu sendende Daten, die entweder von der Testablaufsteuerungseinheit 21 oder von der Kalibriersteuerungseinheit 24 gesendet werden, gemäß der eingestellten Verzögerungszeit verzögert werden.
Zum Testen der Testerkanäle 23, die im regelmäßigen Testbetrieb mit den Signalausgängen bzw. mit den bidirektionalen Anschlüssen der zu testenden Bauelemente verbunden sind, wird anschließend gesteuert durch die Steuereinheit 6 im Kalibrier-Bauelement das Referenztaktsignal über das Kalibrier-Bauelement mit den Signalausgängen A verbunden und liegt somit auf den Testerkanälen 23 an. Auf diese Weise kann die systematische zeitliche Abweichung zwischen den Signalpfaden auf den beim späteren Bauelementetest Signale vom zu testenden Bauelement zur Testervorrichtung laufen, bestimmt werden. Das Kalibrier-Bauelement wird dazu so gesteuert, dass nacheinander oder gleichzeitig jeder Signalausgangsanschluss A mit dem Referenztaktsignal CLK verbunden wird. Die Verzögerungseinrichtungen 22, die mit denjenigen Testerkanälen 23 verbunden sind, die mit den Signalausgängen A des Kalibrier-Bauelements verbunden sind, werden abhängig von der gemessenen systematischen zeitlichen Abweichung der jeweiligen Testerkanäle 23 eingestellt.
Die Testereinrichtung 20 wird so gesteuert, dass sie beim Kalibriervorgang in einem ersten Modus Kalibriersignale auf den jeweiligen Testerkanal 23 legt und in einem zweiten Modus die entsprechenden Phasendifferenzinformationen über einen oder mehrere der Testerkanäle 23 empfängt. Dies ist notwendig, da eine Übertragung von Daten auf einem Testerkanal 23, auf dem ein Kalibriersignal anliegt, nicht möglich ist. Nach dem Einstellen aller relevanten Verzögerungseinrichtungen 22 wird der Kalibriervorgang beendet und an die Testerkanäle 23 das nächste zu testende Bauelement angeschlossen. Stellt die Testereinrichtung 20 fest, dass dieses neu angeschlossene Bauelement kein Kalibrier-Bauelement ist, so wird ein von der Testablaufsteuerungsvorrichtung 21 vorgegebener Testvorgang durchgeführt.
Der innere Aufbau des Kalibrier-Bauelementes ist so gewählt, dass keine wesentlichen Verfälschungen der Signallaufzeiten durch das Kalibrier-Bauelement auftreten können. Dazu werden diverse Trimm-Elemente vorgesehen und diese entsprechend der Gegebenheiten, die in den zu testenden Bauelementen vorliegen, abgestimmt, wobei interne Signalpfadlängen berücksichtigt werden. Trimm-Elemente können beispielsweise Eingangskapazitäten und Verzögerungselemente sein. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Verhalten der Signaleingänge und Signalausgänge des Kalibrier-Bauelements mit dem Verhalten der Signaleingänge und Signalausgänge der zu testenden Bauelemente im wesentlichen übereinstimmt.
Anstelle der Pinauswahleinrichtung 4, die gesteuert durch die Steuereinheit 6 im Kalibrier-Bauelement jeweils den entsprechenden Signaleingang E mit der Phasendifferenzeinheit 1 verbindet, kann auch vorgesehen sein, für jeden der Signaleingänge E eine eigene Phasendifferenzeinheit 1 bereit zu stellen. Dadurch kann der Vorgang des Messens der Phasendifferenzen der Signaleingänge parallelisiert und somit beschleunigt werden.
Das Referenztaktsignal kann durch eine Taktgeneratorschaltung, die sich integriert auf dem Kalibrierbauelement befindet, erzeugt werden. Es ist lediglich notwendig, vor dem Messen der Phasendifferenzen des Referenztaktsignals mit den an den Signaleingängen E anliegenden Kalibriersignalen einen Abgleich des intern erzeugten Referenztaktes vorzunehmen.
Die Erfindung bietet eine genaue und zugleich im Produktsprozess einfach zu integrierende Kalibriermethode, die es ermöglicht, auch altere Testereinrichtungen für neue Produktgenerationen verfügbar zu halten. Das Kalibrieren der Testereinrichtung erfolgt durch das Zusammenwirken des Kalibrier bausteins mit der entsprechend modifizierten Testereinrichtung und einem speziellen auf der Testereinrichtung ablaufenden Kalibrierprogramm.

1: Phasendifferenzeinheit
2: erster Eingang der Phasendifferenzeinheit
3: zweiter Eingang der Phasendifferenzeinheit
4: Pinauswahleinrichtung
5: Phasendifferenzregister
6: Steuereinheit
7: Referenztaktsignal-Schaltereinrichtung
20: Testereinrichtung
21: Testablaufsteuerungseinheit
22: Verzögerungseinrichtung
23: Testerkanal
24: Kalibriersteuereinheit
A: Signalausgänge
CLK: Referenztaktsignaleingang
E: Signaleingänge

Claims

Elektronisches Kalibrier-Bauelement zur Kalibrierung einer Testereinrichtung (20) mit einem Signaleingang (E), der an einer Zuführungsleitung an die Testereinrichtung (20) anschließbar ist, mit einer Phasendifferenzschaltung (1), die an den Signaleingang (E) anschließbar ist und mit einem Referenztaktsignal verbunden ist, um eine Phasendifferenz-Information zwischen einem an dem Signaleingang (E) anliegenden periodischen Kalibriersignal und dem Referenztaktsignal zu bestimmen, und einer Ausgabeeinrichtung (A), um die Phasendifferenz-Information an die Testereinrichtung (20) auszugeben, wobei die Bauform des Kalibrier-Bauelementes der Bauform des zu testenden funktionalen Bauelementes entspricht.
Kalibrier-Bauelement nach Anspruch 1, wobei die Ausgabeeinrichtung so ausgeführt ist, um die Phasendifferenzinformation über den Signaleingang auszugeben.
Kalibrier-Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, mit einem Referenztakt-Signaleingang (CLK), um das Referenztaktsignal zu empfangen.
Kalibrier-Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Referenztaktsignal-Erzeugungseinrichtung, um das Referenztaktsignal zu erzeugen.
Kalibrier-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Datenspeicher, um die Phasendifferenz-Information zu speichern.
Kalibrier-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Referenztaktsignal-Schalteinrichtung, um den Signaleingang (E) mit dem Referenztakt-Signaleingang (CLK) zu verbinden.
Kalibrier-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit mehreren Signaleingängen (6), die mit mehreren Zuführungsleitungen (23) an die Testereinrichtung (20) anschließbar sind, die jeweils mit einer Phasendifferenzschaltung verbunden sind.
Kalibrier-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit mehreren Signaleingängen (E), die mit mehreren Zuführungsleitungen (23) an die Testereinrichtung (20) anschließbar sind, wobei eine Schaltvorrichtung (4) vorgesehen ist, um zum Kalibrieren einer der mehreren Zuführungsleitungen (23) den jeweiligen Signaleingang mit der Phasendifferenzschaltung (1) zu verbinden.
Kalibrier-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Kalibrier-Bauelement in einem Gehäuse angeordnet ist.
Kalibrier-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einer Abstimmeinrichtung, die mit dem Signaleingang verbunden ist.
Kalibrier-Bauelement nach Anspruch 10, wobei die Abstimmeinrichtung ein Verzögerungselement umfasst.
Kalibrier-Bauelement nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Abstimmeinrichtung ein Kapazitätsbauelement umfasst.
Kalibrier-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Phasendifferenz-Information einen Betrag der Phasendifferenz umfasst.
Kalibrier-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Phasendifferenz-Information ein Vorzeichen der Phasendifferenz umfasst.
Kalibrier-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14 mit einer Steuereinheit, die so gestaltet ist, um das elektronische Kalibrier-Bauelement in einem ersten Modus oder in einem zweiten Modus zu betreiben, wobei bei dem ersten Modus vorgesehen ist, Daten über die Zuführungsleitung (23) zu empfangen und/oder zu senden, und wobei bei dem zweiten Modus vorgesehen ist, die Phasendifferenzschaltung (1) an den Signaleingang (E) anzuschließen, um die Phasendifferenz-Information zu bestimmen.
Testereinrichtung (20) zum Betreiben eines Testvorgangs mit einem elektronischen Kalibrier-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Testereinrichtung (20) eine Zuführungsleitung (23) aufweist, auf den ein periodisches Kalibriersignal anlegbar ist, wobei die Zuführungsleitung an das elektronische Bauelement anschließbar ist, wobei die Testereinrichtung eine Empfangseinrichtung aufweist, um die Phasendifferenzinformation von dem Kalibrier-Bauelement zu empfangen, wobei die Testereinrichtung (20) eine Verzögerungseinrichtung (23) aufweist, die mit der Zuführungsleitung verbunden ist, um der Zuführungsleitung zu sendende Signale abhängig von der Phasendifferenzinformation zu verzögern.
Testereinrichtung (20) nach Anspruch 16, wobei die Testervorrichtung eine weitere Zuführungsleitung umfasst, an die ein Referenztaktsignal anlegbar ist.
Testereinrichtung (20) nach Anspruch 17, wobei die Testereinrichtung (20) eine Phasendifferenzschaltung aufweist, um zwischen einem auf der Zuführungsleitung (23) empfangenen Signal und an der weiteren Zuführungsleitung (23) angelegten Referenztaktsignal eine weitere Phasendifferenz zu bestimmen.
Testereinrichtung (20) nach Anspruch 16 bis 18, wobei die Verzögerungseinrichtung (22) geeignet ist, um das Senden von Signalen über eine der Zuführungsleitungen (23) abhängig von der weiteren Phasendifferenz zu verzögern.
Testereinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 16 bis 19, wobei mehrere Zuführungsleitungen (23) mit jeweiligen Verzögerungseinrichtungen (22) vorgesehen sind, wobei die Empfangseinrichtung so ausgeführt ist, um für jede der Zuführungsleitungen (23) eine jeweilige Phasendifferenzinformation zu empfangen, wobei jede der Verzögerungseinrichtungen (22) geeignet ist, das Senden von Signalen abhängig von jeder der Phasendifferenzinformationen zu verzögern.
Verfahren zum Kalibrieren einer Testereinrichtung (20) zum Testen von funktionalen Bauelementen, wobei die Testereinrichtung eine Zuführungsleitung umfasst, die an einen Signaleingang (E) eines elektronischen Kalibrier-Bauelementes anschließbar ist, wobei das elektronische Kalibrier-Bauelement eine Phasendifferenzschaltung (1), die an den Signaleingang (E) anschließbar ist und mit einem Referenztaktsignal verbunden ist, aufweist, und wobei die Bauform des Kalibrier-Bauelementes der Bauform der zu testenden funktionalen Bauelemente entspricht, wobei dem Kalibrier-Bauelement ein periodisches Kalibriersignal auf der Zuführungsleitung und ein Referenztaktsignal zur Verfügung gestellt wird, wobei von der Phasendifferenzschaltung (1) des Kalibrier-Bauelementes eine Phasendifferenzinformation aus einer Phasendifferenz zwischen dem Referenztaktsignal und dem periodischen Kalibriersignal bestimmt wird, und wobei eine Signalverzögerung für die Zuführungsleitung so eingestellt wird, dass das periodische Kalibriersignal abhängig von der Phasendifferenzinformation verzögert wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Referenztaktsignal an einer weiteren Zuführungsleitung (23) zur Verfügung gestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, wobei die Testereinrichtung vor Beginn des Testens eines funktionalen Bauelementes über eine der Zuführungsleitungen (23) eine Erkennungsinformation aussendet, wobei das Verfahren gestartet wird, wenn eine Antwort auf die Erkennungsinformation anzeigt, dass ein elektronisches Kalibrier-Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15 an der Zuführungsleitung (22) angeschlossen ist.