DE102011054147A1

DE102011054147A1 - Testvorrichtung und Testverfahren

Info

Publication number: DE102011054147A1
Application number: DE102011054147A
Authority: DE
Inventors: Seiji Amanuma
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2010-10-05
Filing date: 2011-10-04
Publication date: 2012-04-05
Anticipated expiration: 2031-10-05
Also published as: TW201229536A; TWI467191B; US9222966B2; US20120217985A1; JP2012078287A; JP5580709B2; DE102011054147B4; CN102445646A; CN102445646B

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Testvorrichtung bereitgestellt, die dazu geeignet ist, einem zu testenden Bauelement einen Strom zuzuführen, der innerhalb einer kurzen Zeitdauer ansteigt. Eine Testvorrichtung zum Testen eines zu testenden Bauelements weist auf: eine Stromquelle, die dem zu testenden Bauelement einen Strom zuführt, eine Ersatzlast, die eine elektrische Kenngröße aufweist, die einer elektrischen Kenngröße des zu testenden Bauelements entspricht, und einen Schaltabschnitt, der schaltet, ob die Stromquelle mit der Ersatzlast oder mit dem zu testenden Bauelement verbunden ist. Hierbei unterbricht, nachdem die Stromquelle mit der Ersatzlast verbunden ist, der Schaltabschnitt die Verbindung zwischen der Stromquelle und der Ersatzlast und verbindet die Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement, wenn eine der Ersatzlast zugeführte Spannung einen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegenden Spannungswert erreicht. (1)

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Testvorrichtung und ein Testverfahren.
Hintergrundtechnik
Zum Testen elektrischer Kenngrößen eines Halbleiterbauelements, z. B. eines Bipolartransistors mit isolierter Gate-Elektrode (IGBT), eines Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistors (MOSFET) und einer Diode, durch Zuführen eines Stroms zum Halbleiterbauelement, wird der Strom herkömmlich dem Halbleiterbauelement zugeführt, während das zu testende Bauelement mit einer Hochgeschwindigkeits-Stromquelle verbunden ist, wie beispielsweise in der japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-241503 beschrieben ist.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Es ist wird jedoch immer schwieriger, eine Hochgeschwindigkeits-Stromquelle zu implementieren, wenn der Stromwert zunimmt. Eine herkömmliche Testvorrichtung verwendet eine spezielle Leistungsquelle, die mit einer hohen Geschwindigkeit ansprechen und einen hohen Strom zuführen kann, eine solche spezielle Leistungsquelle ist allerdings teuer.
Außerdem erfordert selbst eine derartige spezielle Leistungsquelle eine bestimmte Zeitdauer, bis der Strom einen ausreichenden Teststrompegel erreicht. Einige Ströme können in das zu testende Bauelement fließen, bevor der Strom der Stromquelle einen ausreichenden Teststrompegel erreicht hat, was zu einem Temperaturanstieg des zu testenden Bauelements (Device Under Test (DUT)) führt. Wenn die Temperatur des zu testenden Bauelements (DUT) eine Testbedingung überschreitet, kann die Zuverlässigkeit der gemessenen Werte beeinträchtigt werden. Daher ist es erforderlich, eine kostengünstige Testvorrichtung zu realisieren, die mit einer höheren Geschwindigkeit ansprechen und einem zu testenden Bauelement einen hohen Strom zuführen kann.
Mittel zum Lösen der Probleme
Um die vorstehend beschriebenen Probleme zu lösen, wird gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung eine Testvorrichtung zum Testen eines zu testenden Bauelements bereitgestellt, mit: einer Stromquelle, die dem zu testenden Bauelement einen Strom zuführt, einer Ersatzlast (Dummy Load), die eine elektrische Kenngröße aufweist, die einer elektrischen Kenngröße des zu testenden Bauelements entspricht, und einem Schaltabschnitt, der schaltet, ob die Stromquelle mit der Ersatzlast oder mit dem zu testenden Bauelement verbunden ist. Hierbei unterbricht, nachdem die Stromquelle mit der Ersatzlast verbunden ist, der Schaltabschnitt die Verbindung zwischen der Stromquelle und der Ersatzlast und verbindet die Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement, wenn eine der Ersatzlast zugeführte Spannung einen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegenden Spannungswert erreicht.
Beispielsweise unterbricht der Schaltabschnitt die Verbindung zwischen der Stromquelle und der Ersatzlast, nachdem die Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement verbunden wurde. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit, die verstrichen ist, seitdem die Stromquelle begonnen hat, eine Spannung auszugeben, kann der Schaltabschnitt die Verbindung zwischen der Stromquelle und der Ersatzlast unterbrechen und die Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement verbinden. Die Ersatzlast kann einen Widerstandswert aufweisen, der einem Widerstandswert des zu testenden Bauelements entspricht.
Die Testvorrichtung kann ferner einen Spannungsmessabschnitt aufweisen, der die der Ersatzlast zugeführte Spannung misst. Der Spannungsmessabschnitt kann die der Ersatzlast zugeführte Spannung in Intervallen einer vorgegebenen Messzeit messen, wobei, wenn die der Ersatzlast zugeführte Spannung, die durch den Spannungsmessabschnitt gemessen wird, sich mit einer Rate ändert, die kleiner ist als eine vorgegebene Rate, der Schaltabschnitt die Verbindung zwischen der Stromquelle und der Ersatzlast unterbrechen und die Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement verbinden kann.
Die Testvorrichtung kann ferner einen Speicherabschnitt, in dem in Zuordnung zueinander (i) Zeitablaufinformation, die eine im voraus gemessene Zeit anzeigt, die verstrichen ist, seitdem die Stromquelle begonnen hat eine Spannung auszugeben, während sie mit der Ersatzlast verbunden ist, und (ii) Ausgangswertinformation gespeichert sind, die einen der verstrichenen Zeit entsprechenden, im Voraus gemessenen Ausgangsstrom der Stromquelle anzeigt, und einen Steuerabschnitt aufweisen, der Zeitablaufinformation vom Speicherabschnitt ausliest, die der Ausgangswertinformation zugeordnet ist, die einen Ausgangsstrom anzeigt, der der innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegenden Spannung entspricht, und, wenn die durch die ausgelesene Zeitablaufinformation angezeigte Zeit abgelaufen ist, den Schaltabschnitt steuert, um die Verbindung zwischen der Stromquelle und der Ersatzlast zu unterbrechen und die Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement zu verbinden.
Die Testvorrichtung kann mehrere Stromquellen aufweisen. Hierbei kann der Schaltabschnitt schalten, ob die einzelnen Stromquellen mit der Ersatzlast oder mit dem zu prüfenden Bauelement verbunden sind, und, nachdem in Abhängigkeit von einem Strom, der dem zu testenden Bauelement zugeführt werden soll, eine bestimmte der Stromquellen mit der Ersatzlast verbunden wurde, die Verbindung der bestimmten Stromquelle mit der Ersatzlast unterbrechen und die bestimmte Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement verbinden, wenn die der Ersatzlast zugeführte Spannung einen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegenden Spannungswert erreicht hat.
Nachdem zwei oder mehr ausgewählte Stromquellen mit der Ersatzlast verbunden wurden, kann der Schaltabschnitt die Verbindung der zwei oder mehr ausgewählten Stromquellen mit der Ersatzlast unterbrechen und die zwei oder mehr ausgewählten Stromquellen mit dem zu testenden Bauelement verbinden, wenn die der Ersatzlast zugeführte Spannung einen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegenden Spannungswert erreicht hat.
Die Testvorrichtung kann mehrere Ersatzlasten aufweisen, die den mehreren Stromquellen eineindeutig zugeordnet sind. Hierbei kann der Schaltabschnitt mehrere Schalter aufweisen, die den mehreren Stromquellen eineindeutig zugeordnet sind, und jeder Schalter kann schalten, ob eine entsprechende der Stromquellen mit einer entsprechenden der Ersatzlasten oder mit dem zu testenden Bauelement verbunden ist.
Beispielsweise verbindet nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit, die verstrichen ist, seitdem eine erste Stromquelle der Stromquellen mit dem zu testenden Bauelement verbunden wurde, der Schaltabschnitt eine zweite Stromquelle der Stromquellen mit dem zu testenden Bauelement und unterbricht die Verbindung zwischen der ersten Stromquelle und dem zu testenden Bauelement. Wenn eine Spannung zwischen der zweiten Stromquelle und einer der zweiten Stromquelle zugeordneten Ersatzlast einen vorgegebenen Spannungswert erreicht, kann der Schaltabschnitt die zweite Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement verbinden und die Verbindung zwischen der ersten Stromquelle und dem zu testenden Bauelement unterbrechen.
Die Testvorrichtung kann ferner einen Speicherabschnitt, der für jede der Stromquellen in Zuordnung zueinander (i) Zeitablaufinformation, die eine im voraus gemessene Zeit anzeigt, die verstrichen ist, seitdem die Stromquelle begonnen hat eine Spannung auszugeben, während sie mit der entsprechenden der Ersatzlasten verbunden ist, und (ii) Ausgangswertinformation speichert, die einen der verstrichenen Zeit entsprechenden Ausgangsstrom der Stromquelle anzeigt, und einen Steuerabschnitt aufweisen, der die Schalter steuert. Hierbei kann der Steuerabschnitt eine Anstiegsänderungsrate eines Stroms erhalten, der dem zu testenden Bauelement zugeführt werden soll, vom Speicherabschnitt die Zeitablaufinformation und die Ausgangswertinformation erhalten, die jeder der Stromquellen zugeordnet sind, und basierend auf der erhaltenen Anstiegsänderungsrate, der erhaltenen Zeitablaufinformation und der erhaltenen Ausgangswertinformation schalten, ob die Schalter mit den Ersatzlasten oder mit dem zu testenden Bauelement verbunden werden. Beispielsweise gibt die erste Stromquelle einen kleineren Strom aus als die zweite Stromquelle.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird ein Testverfahren zum Testen eines zu testenden Bauelements bereitgestellt, mit den Schritten: Zuführen eines Stroms von einer Stromquelle zu einer Ersatzlast, die eine elektrische Kenngröße aufweist, die einer elektrischen Kenngröße des zu testenden Bauelements entspricht, und Unterbrechen der Verbindung zwischen der Stromquelle und der Ersatzlast und Verbinden der Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement, wenn eine der Ersatzlast von der Stromquelle zugeführte Spannung einen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegenden Spannungswert erreicht.
In den vorstehenden Abschnitten sind nicht unbedingt alle erforderlichen Merkmale der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann auch durch eine Teil-Kombination der vorstehend beschriebenen Merkmale implementiert werden. Die vorstehenden und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt die Konfiguration einer mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Beziehung stehenden Testvorrichtung 100;
2 zeigt eine andere exemplarische Konfiguration der mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Beziehung stehenden Testvorrichtung 100;
3A zeigt die Ausgangsspannung einer Stromquelle 110 als Funktion der Zeit, die verstrichen ist, seitdem die Stromquelle 110 begonnen hat eine Spannung auszugeben;
3B zeigt die einem zu testenden Bauelement 200 zugeführte Spannung als Funktion der Zeit, die verstrichen ist, seitdem die Stromquelle 110 begonnen hat eine Spannung auszugeben;
4A zeigt die Konfiguration der Testvorrichtung 100, die mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Beziehung steht;
4B zeigt die Konfiguration der Testvorrichtung 100, die mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Beziehung steht;
5 zeigt die Konfiguration der Testvorrichtung 100, die mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Beziehung steht;
6 zeigt die Konfiguration der Testvorrichtung 100, die mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Beziehung steht;
7 zeigt die Konfiguration der Testvorrichtung 100, die mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Beziehung steht;
8 zeigt die Konfiguration der Testvorrichtung 100, die mit einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Beziehung steht;
9A zeigt den Ausgangsspannungswert als Funktion der Zeit, die verstrichen ist, seitdem Stromquellen 110-1 bis 110-4 begonnen haben Strom auszugeben;
9B zeigt, wie die dem zu testenden Bauelement 200 zugeführte Spannung sich ändert, wenn eine mit dem zu testenden Bauelement 200 verbundene Stromquelle 110-m geschaltet wird; und
9C zeigt, wie die dem zu testenden Bauelement 200 zugeführte Spannung sich ändert, wenn die mit dem zu testenden Bauelement 200 verbundene Stromquelle 110-m geschaltet wird.
Beste Technik zum Implementieren der Erfindung
Nachstehend werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Ausführungsformen sollen die durch die Ansprüche definierte Erfindung nicht einschränken, und es sind nicht unbedingt alle Kombinationen der in Verbindung mit den Ausführungsformen beschriebenen Merkmale wesentlich, um Aspekte der vorliegenden Erfindung zu realisieren.
1 zeigt die Konfiguration einer mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Beziehung stehenden Testvorrichtung 100. Die Testvorrichtung 100 ist dafür konfiguriert, die elektrischen Kenngrößen eines zu testenden Bauelements 200 zu testen. Das zu testende Bauelement 200 ist beispielsweise ein IGBT, ein MOSFET oder eine Diode. Die Testvorrichtung 100 weist eine Stromquelle 110, einen Schaltabschnitt 120 und eine Ersatzlast 130 auf. Die Stromquelle 110 empfängt beispielsweise Leistung von einer externen Spannungsquelle 300. Die Spannungsquelle 300 kann alternativ in der Testvorrichtung 100 integriert sein.
Die Stromquelle 110 empfängt Leistung von der Spannungsquelle 300 und führt der Ersatzlast 130 oder dem zu testenden Bauelement 200 einen konstanten Strom zu. Wenn die Impedanz der Ersatzlast 130 oder des zu testenden Bauelements 200 sich ändert, gibt die Stromquelle 110 durch Ändern der Ausgangsspannung weiterhin einen konstanten Strom aus. Die Stromquelle 110 weist beispielsweise einen Bipolartransistor oder einen MOSFET auf. Die Stromquelle 110 kann einen Operationsverstärker und einen mit der Ausgangsstufe des Operationsverstärkers verbundenen Leistungstransistor aufweisen.
Der Schaltabschnitt 120 schaltet, ob die Stromquelle 110 mit der Ersatzlast 130 oder mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden ist. Beispielsweise weist der Schaltabschnitt 120 einen Schalter zum Verbinden der Stromquelle mit der Ersatzlast 130 oder mit dem zu testenden Bauelement 200 auf. Der Schaltabschnitt 120 kann alternativ einen ersten Schalter, der schaltet, ob die Stromquelle 110 mit der Ersatzlast 130 verbunden ist oder nicht, und einen zweiten Schalter aufweisen, der schaltet, ob die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden ist oder nicht. Der Schaltabschnitt 120 kann einen beliebigen Schaltertyp aufweisen, wie beispielsweise einen Halbleiterschalter oder einen mechanischen Schalter.
Der Schaltabschnitt 120 kann mehrere Schaltertypen aufweisen und in Abhängigkeit von den elektrischen Kenngrößen der Ersatzlast 130 und des zu testenden Bauelements 200 einen Schalter zum Einrichten einer Verbindung mit der Ersatzlast 130 und dem zu testenden Bauelement 200 auswählen. Wenn beispielsweise der durch den Schaltabschnitt 120 fließende Strom kleiner ist als ein vorgegebener Stromwert und der Schaltabschnitt 120 den Schaltvorgang innerhalb einer vorgegebenen Zeitdauer abschließen muss, wählt der Schaltabschnitt 120 einen MOSFET als einen Halbleiterschalter aus. Wenn dagegen der durch den Schaltabschnitt 120 fließende Strom größer ist als der vorgegebene Stromwert und der Schaltabschnitt 120 den Schaltvorgang nicht innerhalb der vorgegebenen Zeitdauer abschließen muss, kann der Schaltabschnitt 120 einen IGBT oder einen Thyristor als einen Halbleiterschalter auswählen.
Die Ersatzlast 130 weist elektrische Kenngrößen auf, die den elektrischen Kenngrößen des zu testenden Bauelements 200 entsprechen. Beispielsweise hat die Ersatzlast 130 einen Widerstand, der dem Widerstand des zu testenden Bauelements 200 entspricht. Die Ersatzlast 130 kann einen Widerstand haben, der dem Einschalt- oder Durchlasswiderstand des zu testenden Bauelements 200 im Wesentlichen gleicht. D. h., der Widerstand der Ersatzlast 130 ist nicht kleiner als 50% und nicht größer als 150% des Einschalt- oder Durchlasswiderstands des zu testenden Bauelements 200. Noch bevorzugter ist der Widerstand der Ersatzlast 130 nicht kleiner als 90% und nicht größer als 110% des Einschalt- oder Durchlasswiderstands des zu testenden Bauelements 200.
Die Ersatzlast 130 kann im Wesentlichen die gleiche Eingangsimpedanz haben wie das zu testende Bauelement 200. Die Ersatzlast 130 kann eine vom Eingangswiderstand oder der Eingangsimpedanz verschiedene, mit dem zu testenden Bauelement 200 gemeinsame elektrische Kenngröße aufweisen. Beispielsweise ist die Ersatzlast 130 vom gleichen Bauelementtyp wie das zu testende Bauelement 200. D. h., wenn das zu testende Bauelement 200 ein IGBT ist, kann die Ersatzlast 130 ein IGBT mit dem gleichen Einschaltwiderstand, dem gleichen Konstantstrom, der gleichen Spannungsfestigkeit und der gleichen Eingangsimpedanz sein wie das zu testende Bauelement 200. Die Ersatzlast 130 kann eine elektronische Last sein. Die elektronische Last kann eine Regenerationsfähigkeit aufweisen. Außerdem kann die durch die Regenerationsfähigkeit erzeugte Leistung zum Versorgen der Spannungsquelle 300 mit Leistung verwendet werden.
Nachdem die Stromquelle 110 mit der Ersatzlast 130 verbunden ist, unterbricht der Schaltabschnitt 120 die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 und verbindet die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200, wenn die der Ersatzlast 130 zugeführte Spannung einen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegenden Spannungswert erreicht. Der Schaltabschnitt 120 kann die Unterbrechung der Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 und die Herstellung der Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und dem zu testenden Bauelement 200 gleichzeitig ausführen. Beispielsweise hält der Schaltabschnitt 120 die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 während des Anfangszustands der Testvorrichtung 100 aufrecht, während dem die Testvorrichtung 100 eingeschaltet werden kann. Nachdem die Testvorrichtung 100 eingeschaltet ist, wird der Stromquelle 110 Leistung zugeführt, so dass die Ausgangsspannung der Stromquelle 110 beginnt anzusteigen.
Nachdem der Schaltabschnitt 120 die Stromquelle 110 mit der Ersatzlast 130 verbunden hat, kann er die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 unterbrechen und die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbinden, wenn die Ausgangsspannung der Stromquelle 110 mindestens über eine vorgegebene Zeitdauer innerhalb eines vorgegebenen Spannungsbereichs bleibt. Beispielsweise unterbricht der Schaltabschnitt 120 die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 und verbindet die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200, wenn die Ausgangsspannung über eine Zeitdauer, die der Periode der dem Ausgangstrom der Stromquelle 110 überlagerten AC-Signalkomponente gleicht oder länger ist, innerhalb eines Spannungsbereichs bleibt, der einem Bereich zulässiger Ströme entspricht, die dem zu testenden Bauelement 200 zugeführt werden dürfen.
Die Testvorrichtung 100 kann in Antwort auf ein Triggersignal, das am Schaltabschnitt 120 empfangen wird, der schaltet, ob die Stromquelle 110 mit der Ersatzlast 130 oder mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden ist, schalten, ob die Stromquelle 110 mit der Ersatzlast 130 oder mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden wird. Die Testvorrichtung 100 kann das Triggersignal von außen empfangen.
Beispielsweise verbindet der Schaltabschnitt 120 die Stromquelle 110 mit der Ersatzlast 130, wenn die Spannung des Triggersignals nicht kleiner ist als eine Schwellenspannung, und verbindet die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200, wenn die Spannung des Triggersignals kleiner ist als die Schwellenspannung. Der Schaltabschnitt 120 kann jedesmal, wenn er ein pulsförmiges Triggersignal empfängt, schalten, ob die Stromquelle 110 mit der Ersatzlast 130 oder mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden wird. D. h., die Testvorrichtung 100 kann dem zu testenden Bauelement 200 durch Schalten, ob die Stromquelle 110 mit der Ersatzlast 130 oder mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden wird, auf die folgende Weise einen Strompuls mit einer gewünschten Breite zuführen.
Zunächst wird die Spannungsquelle 300 aktiviert, während sie mit der Testvorrichtung 100 verbunden ist (Schritt 1). Die Testvorrichtung 100 wartet, bis die Spannung, die der Stromquelle 110 von der Spannungsquelle 300 zugeführt wird, stabil ist (Schritt 2). Anschließend steuert die Testvorrichtung 100 den Schaltabschnitt 120 synchron mit einem von außen erhaltenen ersten Triggersignal, um die Stromquelle 110 mit der Ersatzlast 130 zu verbinden (Schritt 3).
Daraufhin wartet die Testvorrichtung 100, bis die Ausgangsspannung der Stromquelle 110 stabil wird (Schritt 4). Die Testvorrichtung 100 wartet beispielsweise etwa 1 μs bis 10 μs. Nachdem die Ausgangsspannung der Stromquelle 110 stabil geworden ist, steuert die Testvorrichtung 100 den Schaltabschnitt 120 synchron mit einem von außen erhaltenen zweiten Triggersignal, um die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 zu unterbrechen und die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 zu verbinden (Schritt 5). Anschließend steuert die Testvorrichtung 100 den Schaltabschnitt 120 synchron mit einem von außen erhaltenen dritten Triggersignal, um die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und dem zu testenden Bauelement 200 zu unterbrechen und die Stromquelle 110 mit der Ersatzlast 130 zu verbinden (Schritt 6).
Auf die vorstehend beschriebene Weise kann die Testvorrichtung 100 dem zu testenden Bauelement 200 einen Strompuls mit einer Breite zuführen, die einer Differenz zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das zweite Triggersignal erhalten wird, und dem Zeitpunkt entspricht, zu dem das dritte Triggersignal erhalten wird. Wenn die Spannungsquelle 300 bereits aktiviert worden ist, kann die Testvorrichtung 100 Schritt 4 nach Schritt 6 ausführen. Die Testvorrichtung kann dem zu testenden Bauelement 200 durch wiederholtes Ausführen der Schritte 4, 5 und 6 aufeinanderfolgend Strompulse zuführen. Die Wartezeit in Schritt 4 ist ausreichend kürzer als die Breite des Stromimpulses, die dem zu testenden Bauelement 200 zugeführt werden soll. Daher kann die Testvorrichtung 100 dem zu testenden Bauelement 200 einen Strompuls mit im Wesentlichen jeder Breite zuführen.
Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann die Testvorrichtung 100 dem zu testenden Bauelement 200 einen Teststrom zuführen, der augenblicklich ansteigt, auch wenn die Stromquelle 110 eine lange Zeitdauer benötigt, bis sie bereit ist, den Teststrom auszugeben. Dadurch kann die Testvorrichtung 100 die elektrischen Kenngrößen des zu testenden Bauelements 200 testen, die in Antwort auf die Zufuhr eines Stroms beobachtet werden, ohne dass die Temperatur des zu testenden Bauelements 200 ansteigt. Die Testvorrichtung 100 erfordert keine spezielle Spannungsquelle 300, sondern kann eine kostengünstige Leistungsquelle für die Spannungsquelle 300 verwenden.
2 zeigt eine andere exemplarische Konfiguration der Testvorrichtung 100, die mit der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Beziehung steht. 2 zeigt das zu testende Bauelement 200 und die Spannungsquelle 300, die mit der Testvorrichtung 100 verbunden sind. Der in 2 dargestellte Schaltabschnitt 120 weist einen Schalter 122 und einen Schalter 124 auf. Der Schalter 122 schaltet, ob die Stromquelle 110 mit der Ersatzlast 130 verbunden ist oder nicht. Der Schalter 124 schaltet, ob die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden ist oder nicht.
Auf diese Weise kann der Schaltabschnitt 120 die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 unterbrechen, nachdem er die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden hat. Wenn der Schaltabschnitt 120 die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 unterbricht, nachdem er die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden hat, kann ein Spannungsstoß unterdrückt werden, weil nur eine kleine Impedanzänderung auftritt, während die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 unterbrochen und die Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden wird.
D. h., der Schaltabschnitt 120 schaltet den Schalter 124 ein, um die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 zu verbinden, während er den Schalter 122 eingeschaltet lässt, um die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 aufrechtzuerhalten. Daraufhin schaltet der Schaltabschnitt 120 den Schalter 122 aus, um die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 zu unterbrechen. Hierin bedeutet ”einen Schalter einschalten”, dass zwischen den Anschlüssen des Schalters Strom fließen kann, und ”einen Schalter ausschalten”, bedeutet, dass der Stromfluss zwischen den Anschlüssen des Schalters unterbrochen ist.
Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit, die verstrichen ist, seitdem die Stromquelle 110 begonnen hat, eine Spannung auszugeben, kann der Schaltabschnitt 120 die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 unterbrechen und die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbinden. D. h., der Schaltabschnitt 120 kann die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 unterbrechen und die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbinden, wenn die Ausgangsspannung der mit der Ersatzlast 130 verbundenen Stromquelle 110 einen Spannungswert erreicht, der innerhalb eines Bereichs von Spannungen liegt, die dem zu testenden Bauelement 200 zugeführt werden sollen.
Der Schaltabschnitt 120 kann die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 unterbrechen und die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbinden, wenn eine Zeit, die ausreichend länger ist als die Zeit, die der Schaltabschnitt 120 benötigt, um den Schaltvorgang abzuschließen, verstrichen ist, seitdem die Stromquelle 110 begonnen hat eine Spannung auszugeben. Beispielsweise kann der Schaltabschnitt 120, nachdem die Stromquelle 110 begonnen hat eine Spannung auszugeben und der Schaltabschnitt 120 die Stromquelle 110 mit der Ersatzlast verbunden hat, die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 nach Ablauf einer Zeitdauer verbinden, die 100 bis 1000 Mal so lang ist wie die Zeitdauer, die der Schaltabschnitt 120 benötigt, um den Schaltvorgang abzuschließen, so dass der Ausgangsstrom der Stromquelle 110 stabil wird.
Der Schaltabschnitt 120 kann die Stromquelle 110 mit der Ersatzlast 130 verbinden, nachdem eine erste Zeitdauer verstrichen ist, seitdem die Stromquelle 110 begonnen hat, eine Spannung auszugeben, und die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 unterbrechen und die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbinden, nachdem eine zweite Zeitdauer verstrichen ist. Beispielsweise verbindet der Schaltabschnitt 120 die Stromquelle 110 mit der Ersatzlast 130, nachdem die Ausgangsspannung der Stromquelle 110 einen Spannungswert erreicht hat, der innerhalb eines Bereichs von Spannungen liegt, die dem zu testenden Bauelement 200 zugeführt werden sollen.
Der Schaltabschnitt 120 kann die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 unterbrechen und die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbinden, wenn die Ausgangsspannung der Stromquelle 110 innerhalb eines Bereichs von Spannungen liegt, die dem zu testenden Bauelement 200 zugeführt werden sollen, nachdem die kurze Ansprechzeitzeit für die Stoßspannung abgelaufen ist, die durch die Herstellung der Verbindung der Stromquelle 110 mit der Ersatzlast 130 verursacht wird. Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration kann die Testvorrichtung 100 die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbinden, nachdem der Ausgangsstrom der Stromquelle 110 stabil geworden ist.
3A zeigt die Ausgangsspannung der Stromquelle 110 als eine Funktion der Zeit, die verstrichen ist, seitdem die Stromquelle 110 begonnen hat eine Spannung auszugeben. Die von der Stromquelle 110 ausgegebene Spannung steigt an, nachdem die Stromquelle 110 begonnen hat Leistung beispielsweise von der Spannungsquelle 300 zu empfangen. Beispielsweise gilt, wenn der Ausgangswiderstand der Stromquelle 110 ausreichend kleiner ist als der Widerstand der Ersatzlast 130: V = I × R, wobei V die von der Stromquelle 110 ausgegebene Spannung, I den von der Stromquelle 110 ausgegebenen Strom und R den Widerstand der Ersatzlast 130 bezeichnen. Daher wird vorausgesetzt, dass, wenn die von der Stromquelle 110 ausgegebene Spannung konstant wird, die Stromquelle 110 einen konstanten Strom ausgibt.
Wenn der Wert des zum Testen des zu testenden Bauelements 200 verwendeten Stroms so definiert ist, dass er innerhalb eines Bereichs von nicht weniger als I_min und nicht mehr als I_max fallen soll, kann der Schaltabschnitt 120 die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbinden, wenn die von der Stromquelle 110 ausgegebene Spannung innerhalb eines Bereichs von nicht weniger als V_min = I_max × R und nicht mehr als V_max = I_max × R liegt. Der Schaltabschnitt 120 kann die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbinden und die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 unterbrechen, wenn eine Zeitdauer T1 verstrichen ist, die erforderlich ist, um die von der Stromquelle 110 ausgegebene Spannung bis zu einer Zwischenspannung V_mid zwischen V_min und V_max zu erhöhen.
3B zeigt die dem zu testenden Bauelement 200 zugeführte Spannung als eine Funktion der Zeit, die verstrichen ist, seitdem die Stromquelle 110 begonnen hat eine Spannung auszugeben. Nachdem der Schaltabschnitt 120 die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 unterbrochen hat und die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden hat, nimmt die dem zu testenden Bauelement 200 zugeführte Spannung unverzüglich zu und erreicht den Wert V_mid, wenn eine Zeit T2 verstrichen ist. Die Zeit (T2 – T1), die erforderlich ist, um die Eingangsspannung auf V_mid zu erhöhen, nachdem die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden wurde, ist kürzer als die Zeit T1, die erforderlich ist, um die Ausgangsspannung auf V_mid zu erhöhen, nachdem die Stromquelle 110 begonnen hat eine Spannung auszugeben. Hierin beinhaltet die Zeit (T2 – T1) die Ansprechzeit des Schaltabschnitts 120. Beispielsweise ist die Zeit (T2 – T1) nicht länger als 1/1000 und nicht kürzer als 1/10000 der Zeit T1.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Schaltabschnitt 120 die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbindet, kann aufgrund der Impedanzänderung der mit der Stromquelle 110 verbundenen Last eine Stoßspannung auftreten, wie in 3B dargestellt ist. Die Testvorrichtung 100 kann eine Stoßspannungsdämpfungseinrichtung zum Dämpfen einer Stoßspannung zwischen dem Schaltabschnitt 120 und dem zu testenden Bauelement 200 aufweisen.
4A zeigt die Konfiguration der Testvorrichtung 100, die mit einer anderen Ausführungsform in Beziehung steht. 4A zeigt außerdem das zu testende Bauelement 200 und die Spannungsquelle 300, die mit der Testvorrichtung 100 verbunden sind. Die Testvorrichtung 100 in 4A weist im Vergleich zur in 1 dargestellten Testvorrichtung 100 zusätzlich einen Spannungsmessabschnitt 140 auf. Der Spannungsmessabschnitt 140 misst die der Ersatzlast 130 zugeführte Spannung. Der Spannungsmessabschnitt 140 misst die der Ersatzlast 130 zugeführte Spannung durch Messen der Ausgangsspannung der Stromquelle 110 zwischen der Stromquelle 110 und dem Schaltabschnitt 120.
4B zeigt die Konfiguration der Testvorrichtung 100, die mit einer anderen Ausführungsform in Beziehung steht. 4B zeigt außerdem das zu testende Bauelement 200 und die Spannungsquelle 300, die mit der Testvorrichtung 100 verbunden sind. Bei der in 4B dargestellten Testvorrichtung 100 ist, anders als in der in 4A dargestellten Testvorrichtung 100, der Spannungsmessabschnitt 140 zwischen dem Schaltabschnitt 120 und der Ersatzlast 130 angeordnet.
Der Spannungsmessabschnitt 140 misst die der Ersatzlast 130 zugeführte Spannung beispielsweise in Intervallen einer vorgegebenen Messzeit. Der Spannungsmessabschnitt 140 kann basierend auf der Toleranz des Teststroms für das zu testende Bauelement 200 und der Änderungsrate der von der Stromquelle 110 ausgegebenen Spannung wählen, wie häufig die der Ersatzlast 130 zugeführte Spannung gemessen wird. Beispielsweise misst der Spannungsmessabschnitt 140 die der Ersatzlast 130 zugeführte Spannung in Intervallen, die ausreichend kürzer sind als die Zeit, die erforderlich ist, um die der Ersatzlast 130 zugeführte Spannung um ein der Toleranz des zugeführten Stroms entsprechendes Maß zu ändern.
Der Schaltabschnitt 120 kann die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 unterbrechen und die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbinden, wenn die Änderungsrate der der Ersatzlast 130 zugeführten Spannung, die durch den Spannungsmessabschnitt 140 gemessen wird, kleiner ist als eine vorgegebene Rate. Wenn die Änderungsrate der der Ersatzlast 130 zugeführten Spannung klein ist, wird angenommen, dass die von der Stromquelle 110 ausgegebene Spannung einen Sollwert erreicht hat. Daher kann der Schaltabschnitt 120 die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 unterbrechen und die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbinden, wenn die Werte der der Ersatzlast 130 zugeführten Spannung, die durch den Spannungsmessabschnitt 140 aufeinanderfolgend gemessen werden, innerhalb eines Bereichs von Spannungen liegen, die zum Testen des zu testenden Bauelements 200 erforderlich sind.
5 zeigt die Konfiguration der Testvorrichtung 100, die mit einer anderen Ausführungsform in Beziehung steht. 5 zeigt außerdem das zu testende Bauelement 200 und die Spannungsquelle 300, die mit der Testvorrichtung 100 verbunden sind. Die in 5 dargestellte Testvorrichtung weist im Vergleich zu der in 4A dargestellten Testvorrichtung 100 zusätzlich einen Speicherabschnitt 150 und einen Steuerabschnitt 160 auf.
Der Speicherabschnitt 150 speichert in Zuordnung zueinander (i) Zeitablaufinformation, die eine im Voraus gemessene Zeit anzeigt, die verstrichen ist, seitdem die Stromquelle 110 begonnen hat, eine Spannung auszugeben, während sie mit der Ersatzlast 130 verbunden ist, und (ii) Ausgangswertinformation, die einen der verstrichenen Zeit entsprechenden, im Voraus gemessenen Ausgangsstrom der Stromquelle 110 anzeigt. Beispielsweise speichert der Speicherabschnitt 150 Ausgangswertinformation, die einen Spannungswert anzeigt, der von der Stromquelle 110 an die Ersatzlast 130 ausgegeben wird und der in Intervallen einer vorgegebenen Zeit k gemessen wird, seitdem die Stromquelle 110 begonnen hat, die Spannung auszugeben, in Zuordnung zu der Zeit, die verstrichen ist, seitdem die Stromquelle 110 begonnen hat die Spannung auszugeben. Der Speicherabschnitt 150 kann als die Ausgangswertinformation den Wert des Stroms speichern, der von der Stromquelle 110 an die Ersatzlast 130 ausgegeben wird.
D. h., der Speicherabschnitt 150 speichert den Ausgangsspannungswert der Stromquelle 110, der gemessen wird, wenn eine durch k × n (wobei n eine natürliche Zahl ist) dargestellte Zeit verstrichen ist, in Zuordnung zum Wert k × n, der ein Beispiel der Zeitablaufinformation ist. Der Speicherabschnitt 150 ist beispielsweise ein nichtflüchtiger Speicher. Beispielsweise ist der Speicherabschnitt 150 ein nichtflüchtiger Speicher, in den Zeitablaufinformation und die Ausgangswertinformation vor der Herstellung der Testvorrichtung 100 geschrieben worden sind.
Der Speicherabschnitt 150 kann Ausgangsspannungswerte speichern, die in Intervallen gemessen werden, die gemäß der Änderungsrate der von der Stromquelle 110 ausgegeben Spannung bestimmt sind. Beispielsweise speichert der Speicherabschnitt 150, wenn die Änderungsrate der von der Stromquelle 110 ausgegebenen Spannung relativ hoch ist, Ausgangsspannungswerte, die in Intervallen gemessen werden, die kürzer sind als in dem Fall, in dem die Änderungsrate der von der Stromquelle 110 ausgegebenen Spannung relativ niedrig ist.
Der Steuerabschnitt 160 erhält von Speicherabschnitt 150 Zeitablaufinformation, die Ausgangswertinformation zugeordnet ist, die eine innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegende Spannung anzeigt. Der Steuerabschnitt 160 steuert den Schaltabschnitt 120, um die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 zu unterbrechen und die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 zu verbinden, wenn die durch die Zeitablaufinformation angezeigte Zeit verstrichen ist. Beispielsweise erhält der Steuerabschnitt 160 vom Speicherabschnitt 150 die verstrichene Zeit, die die Stromquelle 110 veranlassen kann, eine Spannung auszugeben, die dem dem zu testenden Bauelement 200 zuzuführenden Strom entspricht. Der Steuerabschnitt 160 steuert den Schaltabschnitt 120, um die Verbindung zwischen der Stromquelle 110 und der Ersatzlast 130 zu unterbrechen und die Stromquelle 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 zu verbinden, wenn die erhaltene Zeit verstrichen ist, nachdem die Stromquelle 110 begonnen hat, die Spannung auszugeben.
6 zeigt die Konfiguration der Testvorrichtung 100, die mit einer anderen Ausführungsform in Beziehung steht. 6 zeigt außerdem das zu testende Bauelement 200 und die Spannungsquelle 300, die mit der Testvorrichtung 100 verbunden sind. Die in 6 dargestellte Testvorrichtung unterscheidet sich von der in 5 dargestellten Testvorrichtung 100 darin, dass mehrere Ersatzlasten 130 (130-1, 130-2 und 130-3) bereitgestellt werden. Die Ersatzlasten 130 haben jeweils verschiedene Widerstände. Die Ersatzlasten 130 können jeweils verschiedene Bauelementtypen sein.
Der Schaltabschnitt 120 kann in Abhängigkeit vom Typ oder von den elektrischen Kenngrößen des zu testenden Bauelements 200 eine der Ersatzlasten 130 auswählen, mit der die Stromquelle 110 verbunden werden soll. Beispielsweise verbindet der Schaltabschnitt 120 die Stromquelle 110 mit einer der Ersatzlasten 130, die im Wesentlichen den gleichen Widerstand hat wie das zu testende Bauelement 200.
Der Speicherabschnitt 150 kann für jede der Ersatzlasten 130 in Zuordnung zueinander (i) Zeitablaufinformation, die eine Zeit anzeigt, die verstrichen ist, seitdem die Stromquelle 110 begonnen hat, eine Spannung auszugeben, und (ii) Ausgangswertinformation speichern, die einen Strom anzeigt, der von der Stromquelle 110 an die Ersatzlast 130 zu dem Zeitpunkt ausgegeben wird, zu dem die Zeit verstrichen ist. Der Steuerabschnitt 160 kann vom Speicherabschnitt 150 Zeitablaufinformation und Ausgangswertinformation erhalten, die einer beliebigen der Ersatzlasten 130 zugeordnet sind, und den Schaltabschnitt 120 basierend auf der erhaltenen Information steuern.
7 zeigt die Konfiguration der Testvorrichtung 100, die mit einer anderen Ausführungsform in Beziehung steht. 7 zeigt außerdem das zu testende Bauelement 200 und die Spannungsquelle 300, die mit der Testvorrichtung 100 verbunden sind. Die in 7 dargestellte Testvorrichtung unterscheidet sich von der in 5 dargestellten Testvorrichtung 100 darin, dass mehrere Stromquellen 110-m (m = 1, 2, 3 oder 4) und mehrere Schaltabschnitte 120-m einander eineindeutig zugeordnet bereitgestellt werden. Jeder der Schaltabschnitte 120-m weist einen Schalter 122-m und einen Schalter 124-m auf. Die Stromquellen 110-m können den gleichen Strom oder verschiedene Ströme ausgeben.
Die Eingangsstufe jeder Stromquelle 110-m ist mit der Spannungsquelle 300 verbunden. Die Ausgangsstufe jeder Stromquelle 110-m ist mit einem entsprechenden Schalter 122-m und einem entsprechenden Schalter 124-m verbunden. Der Anschluss jedes Schalters 122-m, der nicht mit einer entsprechenden Stromquelle 110-m verbunden ist, ist mit der Ersatzlast 130 verbunden. Der Anschluss jedes Schalters 124-m, der nicht mit einer entsprechenden Stromquelle 110-m verbunden ist, ist mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden.
Der Schaltabschnitt 120 schaltet, ob die einzelnen Stromquellen 120-m mit einer entsprechenden Ersatzlast 130 oder mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden sind. Der Schaltabschnitt 120 verbindet eine der Stromquellen 120-m mit der Ersatzlast 130 in Abhängigkeit von dem dem zu testenden Bauelement 200 zuzuführenden Strom. Beispielsweise wird vorausgesetzt, dass die Stromquellen 110-1, 110-2, 110-3 und 110-4 einen Strom von 100 A, 200 A, 300 A bzw. 400 A ausgeben. Wenn dem zu testenden Bauelement 200 ein Strom von 200 A zugeführt werden soll, verbindet der Schaltabschnitt 120 die Stromquelle 110-2 mit der Ersatzlast 130.
Wenn die der Ersatzlast 130 zugeführte Spannung einen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegenden Spannungswert erreicht, unterbricht der Schaltabschnitt 120 die Verbindung zwischen der Stromquelle 110-2 und der Ersatzlast 130 und verbindet die Stromquelle 110-2 mit dem zu testenden Bauelement 200. D. h., wenn die der Ersatzlast 130 zugeführte Spannung einen Spannungswert erreicht, die dem Strom entspricht, der dem zu testenden Bauelement 200 zugeführt werden soll, verbindet der Schaltabschnitt 120 die Stromquelle 110-2 mit dem zu testenden Bauelement 200.
Der Schaltabschnitt 120 kann zwei oder mehr ausgewählte der Stromquellen 110 mit der Ersatzlast 130 verbinden. Wenn die der Ersatzlast 130 zugeführte Spannung einen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegenden Spannungswert erreicht, kann der Schaltabschnitt 120 die Verbindung zwischen den zwei oder mehr ausgewählten Stromquellen 110 und der Ersatzlast 130 unterbrechen und die zwei oder mehr ausgewählten Stromquellen 110 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbinden.
Wenn beispielsweise dem zu testenden Bauelement 200 ein Strom von 600 A zugeführt werden soll, ist keine der Stromquellen 110-1 bis 110-4 allein in der Lage, einen zum Testen des zu testenden Bauelements 200 erforderlichen Strom auszugeben. Daher kann der Schaltabschnitt 120 zunächst die Stromquellen 110-2 und 110-4 mit der Ersatzlast 130 verbinden und dann die Stromquellen 110-2 und 110-4 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbinden.
8 zeigt die Konfiguration der Testvorrichtung 100, die mit einer anderen Ausführungsform in Beziehung steht. 8 zeigt außerdem das zu testende Bauelement 200 und die Spannungsquelle 300, die mit der Testvorrichtung 100 verbunden sind. Die in 8 dargestellte Testvorrichtung unterscheidet sich von der in 7 dargestellten Testvorrichtung 100 darin, dass mehrere Ersatzlasten 130-m bereitgestellt werden, die den Stromquellen 110-m eineindeutig zugeordnet sind. Außerdem weist die Testvorrichtung 100 einen Spannungsmessabschnitt 142, einen Speicherabschnitt 152 und einen Steuerabschnitt 162 auf Der Schaltabschnitt 120 weist mehrere Schalter 122-m und mehrere Schalter 124-m auf, die den Stromquellen 110 zugeordnet sind. Der Schaltabschnitt 120 schaltet, ob die einzelnen Stromquellen 110 mit einer entsprechenden der Ersatzlasten 130-1 bis 130-4 oder mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden sind. D. h., der Schalter 122-m schaltet, ob die Stromquelle 110-m mit der Ersatzlast 130-m verbunden ist oder nicht. Der Schalter 124-m schaltet, ob die Stromquelle 110-m mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden ist oder nicht.
Die Testvorrichtung 200 steuert die Folge der Öffnungs- und Schließvorgänge der Schalter 122-m und der Schalter 124-m, um die Anstiegsänderungsrate (Anstiegsrate (Slew Rate)) des dem zu testenden Bauelement 200 zugeführten Stroms zu ändern. Hierin bezeichnet die Anstiegsänderungsrate den Anstieg des Stroms pro Zeiteinheit.
Der Schaltabschnitt 120 schaltet zunächst alle Schalter 122-m ein, um die Stromquellen 110-m mit den Ersatzlasten 130-m zu verbinden. Daraufhin schaltet der Schaltabschnitt 120 den Schalter 124-1 ein, um die erste Stromquelle 110-1 der Stromquellen 100 mit dem zu testenden Bauelement 200 zu verbinden. Anschließend schaltet der Schaltabschnitt 120 nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit den Schalter 124-2 ein, um die zweite Stromquelle 110-2 mit dem zu testenden Bauelement 200 zu verbinden, und schaltet den Schalter 124-1 aus, um die Verbindung zwischen der ersten Stromquelle 110-1 und dem zu testenden Bauelement 200 zu unterbrechen.
Wenn die Spannung zwischen der zweiten Stromquelle 110-2 und der entsprechenden Ersatzlast 130-2 einen vorgegebenen Spannungswert erreicht, kann der Schaltabschnitt 120 die zweite Stromquelle 110-2 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbinden und die Verbindung zwischen der ersten Stromquelle 110-1 und dem zu testenden Bauelement 200 unterbrechen.
Der Schaltabschnitt 120 kann basierend auf der Anstiegsänderungsrate des Stroms, der dem zu testenden Bauelement 200 zugeführt werden soll, bestimmen, wann die Stromquelle 110-2 mit dem zu testenden Bauelement 200 verbunden werden soll. Beispielsweise wird vorausgesetzt, dass der Ausgangsstrom der Stromquelle 110 innerhalb von 50 μs seitdem die Stromquelle 110 begonnen hat die Spannung auszugeben, auf 100 A und dann innerhalb von 100 μs auf 200 A ansteigen soll. In diesem Fall verbindet der Schaltabschnitt 120 die Stromquelle 110-2, die 100 A ausgibt, nach Ablauf von 50 μs mit der Testvorrichtung 100, und verbindet die Stromquelle 110-3, die 200 A ausgibt, mit der Testvorrichtung 100, nachdem weitere 50 μs verstrichen sind.
Der Steuerabschnitt 162 kann die Schalter 122-m und die Schalter 124-m steuern. Der Speicherabschnitt 152 kann für jede der Stromquellen 100 (i) Zeitablaufinformation, die eine im voraus gemessene Zeit anzeigt, die verstrichen ist, seitdem die Stromquelle 110 begonnen hat, eine Spannung auszugeben, während sie mit der entsprechenden Ersatzlast 130 verbunden ist, und (ii) Ausgangswertinformation speichern, die den im Voraus gemessenen Ausgangsstrom der Stromquelle 110 zu dem Zeitpunkt anzeigt, zu dem die Zeit abgelaufen ist. Der Steuerabschnitt 160 kann die Anstiegsänderungsrate eines Stroms erhalten, der dem zu testenden Bauelement 200 zugeführt werden soll, vom Speicherabschnitt 150 die Zeitablaufinformation und die Ausgangswertinformation erhalten, die jeder der Stromquellen zugeordnet sind, und basierend auf der erhaltenen Anstiegsänderungsrate, der erhaltenen Zeitablaufinformation und der erhaltenen Ausgangswertinformation schalten, ob die Schalter ein- oder ausgeschaltet sind.
Beispielsweise speichert der Speicherabschnitt 152 für die Stromquelle 110-1 Ausgangswertinformation, die 50 A, 120 A und 150 A anzeigt, in Zuordnung zu Zeitablaufinformation, die 50 μs, 100 μs und 150 μs anzeigt. Der Speicherabschnitt 152 speichert für die Stromquelle 110-2 Ausgangswertinformation, die 100 A, 250 A und 300 A anzeigt, in Zuordnung zu Zeitablaufinformation, die 50 μs, 100 μs und 150 μs anzeigt. Der Speicherabschnitt 152 speichert für die Stromquelle 110-3 Ausgangswertinformation, die 150 A, 200 A und 300 A anzeigt, in Zuordnung zu Zeitablaufinformation, die 50 μs, 100 μs und 150 μs anzeigt.
Es wird angenommen, dass der Steuerabschnitt 162 von außen eine Anstiegsänderungsrate erhält, gemäß der der Ausgangsstrom der Stromquelle 110 innerhalb von 50 μs seitdem die Stromquelle 110 begonnen hat die Spannung auszugeben, auf 100 A, und innerhalb von 100 μs auf 200 A ansteigt. In diesem Fall liest der Steuerabschnitt 162 die Kombinationen der Zeitablaufinformation und der Ausgangswertinformation vom Speicherabschnitt 152, wählt die Stromquelle 110-2, die einer Kombination aus Zeitablaufinformation, die 50 μs anzeigt, und Ausgangswertinformation entspricht, die 100 A anzeigt, und verbindet die Stromquelle 100-2 mit dem zu testenden Bauelement 200, wenn 50 μs verstrichen sind, seitdem die Stromquelle 110 begonnen hat, die Spannung auszugeben. Außerdem liest der Steuerabschnitt 162 die Kombinationen der Zeitablaufinformation und der Ausgangswertinformation vom Speicherabschnitt 152 aus, wählt die Stromquelle 110-3, die einer Kombination aus Zeitablaufinformation, die 100 μs anzeigt, und Ausgangswertinformation entspricht, die 200 A anzeigt, und verbindet die Stromquelle 100-3 mit dem zu testenden Bauelement 200, wenn 100 μs verstrichen sind.
9A zeigt den Ausgangsspannungswert als eine Funktion der Zeit, die verstrichen ist, seitdem die Stromquellen 110-1 bis 110-4 begonnen haben Ströme auszugeben. Die Spannungen der Stromquellen 110-1, 110-2, 110-3 und 110-4 steigen an, nachdem sie begonnen haben, die Spannung auszugeben, und erreichen Spannungswerte, die durch ihre jeweiligen Ausgangsströme und den Einschaltwiderstand des zu testenden Bauelements 200 bestimmt sind.
Beispielsweise erreichen, wenn die Ausgangsströme der Stromquellen 110-1, 110-2, 110-3 und 110-4 100 A, 200 A, 300 A bzw. 400 A betragen, und der Einschaltwiderstand des zu testenden Bauelements 200 10 mΩ beträgt, die von den Stromquellen 110-1, 110-2, 110-3 und 110-4 ausgegebenen Spannungen die Werte 1 V, 2 V, 3 V bzw. 4 V.
9B zeigt die dem zu testenden Bauelement 200 zugeführte Spannung, wenn die mit dem zu testenden Bauelement 200 verbundene Stromquelle 110-m zwischen den Stromquellen 110-1 bis 110-4 geschaltet wird. Der Schaltabschnitt 120 schaltet die mit dem zu testenden Bauelement 200 verbundene Stromquelle 110-m zwischen den Stromquellen 110-1 bis 110-4, wenn die Zeiten T1, T2, T3 bzw. T4 verstrichen sind, seitdem die Stromquellen 110 begonnen haben, die Spannungen auszugeben.
Im in 9B dargestellten Beispiel beginnen die Stromquellen 110-1 bis 110-4 Spannungen auszugeben, während sie mit den Ersatzlasten 130-1 bis 130-4 verbunden sind. Die Schalter 122-1, 122-2, 122-3 und 122-4 bleiben eingeschaltet. Andererseits bleiben die Schalter 124-1, 124-2, 124-3 und 124-4 ausgeschaltet.
Der Schaltabschnitt 120 unterbricht die Verbindung zwischen der Stromquelle 100-1 und der Ersatzlast 130-1 und verbindet die Stromquelle 100-1 mit dem zu testenden Bauelement 200, wenn die Zeit T1 verstrichen ist. D. h., der Schaltabschnitt 120 schaltet den Schalter 124-1 ein und den Schalter 122-1 aus. Wenn die Zeit T2 verstrichen ist, verbindet der Schaltabschnitt 120 die Stromquelle 110-2 mit dem zu testenden Bauelement 200 und unterbricht die Verbindung zwischen der Stromquelle 110-1 und dem zu testenden Bauelement 200. Außerdem unterbricht der Schaltabschnitt 120 die Verbindung zwischen der Stromquelle 110-2 und der Ersatzlast 130-2. D. h., der Schaltabschnitt 120 schaltet den Schalter 124-2 ein und die Schalter 124-1 und 122-2 aus.
Auf die gleiche Weise schaltet der Schaltabschnitt 120 den Schalter 124-3 ein und die Schalter 124-2 und 122-3 aus, wenn die Zeit T3 verstrichen ist. Der Schaltabschnitt 120 schaltet den Schalter 124-4 ein und die Schalter 124-3 und 122-4 aus, wenn die Zeit T4 verstrichen ist. Der Schaltabschnitt 120 schaltet die Schalter 122-m und 124-m in der vorstehend beschriebenen Folge ein und aus. Auf diese Weise kann die Testvorrichtung 100 die dem zu testenden Bauelement 200 zugeführte Spannung auf die durch die fett gezeichnete Linie in 9B dargestellte Weise erhöhen.
9C zeigt die Spannung, die dem zu testenden Bauelement 200 zugeführt wird, wenn die mit dem zu testenden Bauelement 200 verbundene Stromquelle 110-m zwischen den Stromquellen 110-1 bis 110-4 geschaltet wird. In 9C schaltet der Schaltabschnitt 120 die Schalter 122-m und 124-m ein/aus, wenn Zeiten T1', T2', T3' und T4' verstrichen sind, die sich von den in 9B dargestellten verstrichenen Zeiten unterscheiden. Die Testvorrichtung 100 kann basierend auf der Anstiegsänderungsrate des Stroms, der dem zu testenden Bauelement 200 zugeführt werden soll, bestimmen, wann der Schaltabschnitt 120 gesteuert werden soll.
Die Testvorrichtung 100 kann einen Strom mit einer erwarteten Anstiegsänderungsrate durch Steuern der Zeitpunkte des Ein-/Ausschaltvorgangs der Schalter ausgeben. Beispielsweise nimmt, weil die in 9C dargestellten verstrichenen Zeiten T1', T2', T3' und T4' jeweils länger sind als die in 9B dargestellten verstrichenen Zeiten T1, T2, T3 und T4, die dem zu testenden Bauelement 200 zugeführte Spannung im in 9C dargestellten Beispiel mäßiger zu als im in 9B dargestellten Beispiel.
Wie anhand des vorstehend dargestellten Sachverhalts ersichtlich ist, kann die Testvorrichtung 100, die mit jeder Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Beziehung steht, kostengünstig hergestellt werden, aber trotzdem dem zu testenden Bauelement 200 einen großen Strom mit einem Hochgeschwindigkeits-Ansprechverhalten zuführen. Die Testvorrichtung 100 kann leicht gewartet werden, weil sie keine spezielle Spannungsquelle erfordert. Wenn die Testvorrichtung 100 zum Testen des zu testenden Bauelements 200 verwendet wird, können die Kenngrößen des zu testenden Bauelements 200 erhalten werden, ohne dass dessen Temperaturcharakteristiken beeinflusst werden, und kann eine präzisere Messung durchgeführt werden.
Obwohl vorstehend spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben worden sind, ist der technische Umfang der Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Für Fachleute ist ersichtlich, dass bezüglich den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verschiedene Änderungen und Verbesserungen vorgenommen werden können. Anhand der Patentansprüche ist außerdem klar, dass die Ausführungsformen, in denen derartige Änderungen oder Verbesserungen vorgenommen wurden, innerhalb des technischen Umfangs der Erfindung eingeschlossen sein können.
Die Operationen, Prozeduren, Schritte und Stufen jeder Verarbeitung und jedes Prozesses, die durch eine Vorrichtung, ein System, ein Programm oder ein Verfahren ausgeführt werden, die in den Patentansprüchen, in Verbindung mit den Ausführungsformen oder in Diagrammen dargestellt sind, können in einer beliebigen Folge ausgeführt werden, insofern die Folge nicht durch ”bevor”, ”zuvor” oder ähnliche Ausdrücke festgelegt ist, und insofern das Ergebnis einer vorangehenden Verarbeitung nicht in einer späteren Verarbeitung verwendet wird. Auch wenn der Verarbeitungs- oder Prozessablauf in den Ansprüchen, in Verbindung mit der Beschreibung oder in den Diagrammen unter Verwendung von Phrasen wie ”zuerst”, ”danach” bzw. ”dann” beschrieben ist, bedeutet dies nicht unbedingt, dass die Verarbeitung oder der Prozess in dieser Folge ausgeführt werden muss.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2000-241503 [0002]

Claims

Testvorrichtung zum Testen eines zu testenden Bauelements, mit: einer Stromquelle, die dem zu testenden Bauelement einen Strom zuführt; einer Ersatzlast, die eine elektrische Kenngröße aufweist, die einer elektrischen Kenngröße des zu testenden Bauelements entspricht; und einem Schaltabschnitt, der schaltet, ob die Stromquelle mit der Ersatzlast oder mit dem zu testenden Bauelement verbunden ist, wobei nachdem die Stromquelle mit der Ersatzlast verbunden ist, der Schaltabschnitt die Verbindung zwischen der Stromquelle und der Ersatzlast unterbricht und die Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement verbindet, wenn eine der Ersatzlast zugeführte Spannung einen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegenden Spannungswert erreicht hat.
Testvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Schaltabschnitt die Verbindung zwischen der Stromquelle und der Ersatzlast unterbricht, nachdem die Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement verbunden wurde.
Testvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schaltabschnitt nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit, die verstrichen ist, seitdem die Stromquelle begonnen hat, eine Spannung auszugeben, die Verbindung zwischen der Stromquelle und der Ersatzlast unterbricht und die Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement verbinden.
Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ersatzlast einen Widerstandswert aufweist, der einem Widerstandswert des zu testenden Bauelements entspricht.
Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner mit einem Spannungsmessabschnitt, der die der Ersatzlast zugeführte Spannung misst.
Testvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Spannungsmessabschnitt die der Ersatzlast zugeführte Spannung in Intervallen einer vorgegebenen Messzeit misst, und wenn die der Ersatzlast zugeführte Spannung, die durch den Spannungsmessabschnitt gemessen wird, sich mit einer Rate ändert, die kleiner ist als eine vorgegebene Rate, der Schaltabschnitt die Verbindung zwischen der Stromquelle und der Ersatzlast unterbricht und die Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement verbindet.
Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner mit einem Speicherabschnitt, in dem in Zuordnung zueinander (i) Zeitablaufinformation, die eine im voraus gemessene Zeit anzeigt, die verstrichen ist, seitdem die Stromquelle begonnen hat eine Spannung auszugeben, während sie mit der Ersatzlast verbunden ist, und (ii) Ausgangswertinformation gespeichert sind, die einen der verstrichenen Zeit entsprechenden, im Voraus gemessenen Ausgangsstrom der Stromquelle anzeigt; und einem Steuerabschnitt, der Zeitablaufinformation vom Speicherabschnitt ausliest, die Ausgangswertinformation zugeordnet ist, die einen Ausgangsstrom anzeigt, der der innerhalb des vorgegebenen Bereichs liegenden Spannung entspricht, und, wenn die durch die ausgelesene Zeitablaufinformation angezeigte Zeit abgelaufen ist, den Schaltabschnitt steuert, um die Verbindung zwischen der Stromquelle und der Ersatzlast zu unterbrechen und die Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement zu verbinden.
Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit mehreren Stromquellen, wobei der Schaltabschnitt: schaltet, ob die einzelnen Stromquellen mit der Ersatzlast oder mit dem zu testenden Bauelement verbunden sind, und nachdem in Abhängigkeit von einem Strom, der dem zu testenden Bauelement zugeführt werden soll, eine bestimmte der Stromquellen mit der Ersatzlast verbunden wurde, die Verbindung zwischen der bestimmten Stromquelle und der Ersatzlast unterbricht und die bestimmte Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement verbindet, wenn die der Ersatzlast zugeführte Spannung einen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegenden Spannungswert erreicht hat.
Testvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Stromquellen voneinander verschiedene Ströme ausgeben.
Testvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei nachdem zwei oder mehr ausgewählte Stromquellen mit der Ersatzlast verbunden wurden, der Schaltabschnitt die Verbindung zwischen den zwei oder mehr ausgewählten Stromquellen und der Ersatzlast unterbricht und die zwei oder mehr Stromquellen mit dem zu testenden Bauelement verbindet, wenn die der Ersatzlast zugeführte Spannung einen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegenden Spannungswert erreicht hat.
Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, mit mehreren Ersatzlasten, die den mehreren Stromquellen eineindeutig zugeordnet sind, wobei der Schaltabschnitt mehrere Schalter aufweist, die den mehreren Stromquellen eineindeutig zugeordnet sind, und wobei jeder Schalter schaltet, ob eine entsprechende der Stromquellen mit einer entsprechenden der Ersatzlasten oder mit dem zu testenden Bauelement verbunden ist.
Testvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Schaltabschnitt nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit, die verstrichen ist, seitdem eine erste Stromquelle unter den Stromquellen mit dem zu testenden Bauelement verbunden wurde, eine zweite Stromquelle unter den Stromquellen mit dem zu testenden Bauelement verbindet und die Verbindung zwischen der ersten Stromquelle und dem zu testenden Bauelement unterbricht.
Testvorrichtung nach Anspruch 12, wobei wenn eine Spannung zwischen der zweiten Stromquelle und einer der zweiten Stromquelle zugeordneten Ersatzlast einen vorgegebenen Spannungswert erreicht hat, der Schaltabschnitt die zweite Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement verbindet und die Verbindung zwischen der ersten Stromquelle und dem zu testenden Bauelement unterbricht.
Testvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die erste Stromquelle einen kleineren Strom ausgibt als die zweite Stromquelle.
Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, ferner mit: einem Speicherabschnitt, der für jede der Stromquellen in Zuordnung zueinander (i) Zeitablaufinformation, die eine im voraus gemessene Zeit anzeigt, die verstrichen ist, seitdem die Stromquelle begonnen hat eine Spannung auszugeben, während sie mit einer entsprechenden der Ersatzlasten verbunden ist, und (ii) Ausgangswertinformation speichert, die einen der verstrichenen Zeit entsprechenden, im Voraus gemessenen Ausgangsstrom der Stromquelle anzeigt; und einem Steuerabschnitt, der die Schalter steuert, wobei der Steuerabschnitt eine Anstiegsänderungsrate eines Stroms erhält, der dem zu testenden Bauelement zugeführt werden soll, vom Speicherabschnitt die Zeitablaufinformation und die Ausgangswertinformation erhält, die jeder der Stromquellen zugeordnet sind, und basierend auf der erhaltenen Anstiegsänderungsrate, der erhaltenen Zeitablaufinformation und der erhaltenen Ausgangswertinformation schaltet, ob die Schalter mit den Ersatzlasten oder mit dem zu testenden Bauelement verbunden sind.
Testverfahren zum Testen eines zu testenden Bauelements, mit den Schritten: Zuführen eines Stroms von einer Stromquelle zu einer Ersatzlast, die eine elektrische Kenngröße aufweist, die einer elektrischen Kenngröße des zu testenden Bauelements entspricht; und wenn eine der Ersatzlast von der Stromquelle zugeführte Spannung einen innerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegenden Spannungswert erreicht: Unterbrechen der Verbindung zwischen der Stromquelle und der Ersatzlast und Verbinden der Stromquelle mit dem zu testenden Bauelement.