DE19633711A1 - Verfahren zum Testen von Halbleiterbauelementen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen von Halbleiterbauelementen und eine Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens.

Es sind Vorrichtungen zum Testen von Halbleiterbauelementen bekannt, die im wesentlichen aus einer Abtasteinrichtung und einer Testeinrichtung bestehen. Das zu testende Bauelement wird der Abtasteinrichtung zugeführt, welche das Bauelement mechanisch fixiert und eine elektrische Verbindung zwischen den zu kontaktierenden Kontakten des Bauelements und der Testeinrichtung herstellt. Die Testeinrichtung ermittelt dann mittels einer vorgegebenen Testbedingung die charakteristi­ schen Eigenschaften des zu testenden Bauelements. Auf diese Weise wird überprüft, ob das Bauelement den durch die Daten­ spezifikation vorgegebenen Rahmenbedingungen entspricht.

Nachteil dieses Testverfahrens ist, daß eine Testeinheit meistens jeweils nur in der Lage ist, einen spezifischen Pa­ rameter zu ermitteln. Um alle zu testenden Eigenschaften ei­ nes Bauelements zu überprüfen, sind mehrere derartige Vor­ richtungen notwendig. Dementsprechend muß das zu testende Bauelement den jeweiligen Testvorrichtungen einzeln zugeführt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Testen eines Halbleiterbauelements anzugeben, welches einen geringeren Aufwand erfordert, und damit effektiver arbeitet.

Diese Aufgabe wird durch den kennzeichnenden Teil des An­ spruchs 1 bzw. 2 gelöst.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das zu testende Bauelement nur ein einziges Mal einer Abtasteinheit zuge­ führt, welche das Bauelement mechanisch fixiert und die ent­ sprechenden elektrischen Verbindungen herstellt. Über eine durch einen Mikrocomputer gesteuerte Multiplexereinheit kön­ nen dann eine Vielzahl von Testeinrichtungen mit dem zu testenden Bauelement verbunden werden. Vorteil dieses Ver­ fahrens ist es, daß nur ein einziges Mal kontaktiert wird, wodurch Kontaktierungsfehler vermieden werden können.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Testvorgänge schneller abgearbeitet werden können, da der zeitraubende Vorgang des Positionierens und Kontaktierens eines zu testen­ den Bauelements für die zweite bis n-te Testeinheit entfällt.

Ein weiterer Vorteil des empfindungsgemäßen Verfahrens be­ steht darin, daß nur eine einzige Halte- und Abtasteinheit zum mechanischen Fixieren und zur Herstellung der elektri­ schen Verbindungen notwendig ist.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Bauelement wäh­ rend der vollständigen Testdauer den selben Bedingungen ins­ besondere der selben Testtemperatur ausgesetzt ist.

Noch ein Vorteil besteht darin, daß verschiedene Tester an­ schließbar sind und nur diejenigen Tester ausgewählt werden, die zum Test eines Bauelements notwendig sind. Auf diese Weise können der gesamten Vorrichtung verschiedene Bauele­ mente zugeführt werden.

In einer Weiterbildung kann die Vorrichtung mit einer ent­ sprechenden Temperaturregelungseinrichtung versehen sein, welche das Bauelement unter vorgegebenen klimatischen Bedin­ gungen testet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer einzigen Figur näher erläutert.

In der Figur ist mit 1 das zu testende Bauelement darge­ stellt, im vorliegenden Ball ein Transistor. Dieses Bauele­ ment kann manuell oder automatisch einer Halte- und Ab­ tasteinheit 2 zugeführt werden. Die Halte- und Abtasteinheit 2 weist eine Vorrichtung zum mechanischen Fixieren des Bau­ elements und eine Kontaktierungseinheit 3 auf, welche zur Herstellung der elektrischen Verbindung dient. Im darge­ stellten Ausführungsbeispiel weist das Bauelement 1 drei An­ schlüsse auf. Bei einem MOSFET können dies Source-, Drain- und Gateanschluß sein. Diese drei Anschlüsse werden über ent­ sprechende Verbindungsleitungen 9 einem steuerbaren Multiple­ xer 4 zugeführt. Entsprechend der Anzahl von Testeinheiten, die in der Figur mit 5a, 5b . . . 5n dargestellt sind, sind n Verbindungsbusleitungen 10a, 10b . . . 10n vorgesehen, die jeweils drei Verbindungsleitungen beinhalten. Mit 6 ist eine Steuer­ einheit bezeichnet, welche eine Steuerausgangsleitung 8 zur Steuerung des Multiplexers 4 aufweist. Des weiteren ist ein Steuerleitungsbus 7 vorgesehen, welcher zur Steuerung der Halte- und Abtasteinheit 2 dient. Die Halte- und Abtastein­ heit 2 kann eine Temperaturregelungseinrichtung aufweisen, welche zur Einhaltung einer vorgegebenen Umgebungstemperatur dient. Die Halte- und Abtasteinheit 2 kann des weiteren Mit­ tel aufweisen, die der Steuereinheit 6 mitteilen, daß das zu testende Bauelement 1 korrekt kontaktiert wurde und somit be­ reit ist, getestet zu werden. Des weiteren sind Steuerlei­ tungsbusleitungen 11a, 11b . . . 11n vorgesehen, die zur Steue­ rung der Testeinheiten 5a, 5b . . . 5n dienen. Die Halte- und Ab­ tasteinrichtung 2 kann zudem mit einer Markierungseinrichtung 13 ausgerüstet sein, die das zu testende Bauelement 1 mit ei­ ner Markierung versehen kann.

Nachfolgend wird das Testen anhand der zuvor beschriebenen Vorrichtung näher erläutert. Eine automatische oder manuelle Zuführvorrichtung (nicht dargestellt) führt das zu testende Bauelement 1 der Halte- und Abtasteinheit 2 zu, wo es mecha­ nisch fixiert und über die Kontaktiereinheit 3 elektrisch mit dem Multiplexer 4 verbunden wird. Die Steuereinheit 6 gibt über die Steuerleitung 7 hierzu einen entsprechenden Befehl an die Halte- und Abtasteinheit 2. Des weiteren kann ein ent­ sprechender Befehl über die Leitung 7 zur Einhaltung eines vorbestimmten Temperaturbereichs an die Halte- und Abtastein­ heit 2 gegeben werden. Dadurch wird die Temperaturregelungs­ einheit 12 in der Halte- und Abtasteinheit 2 aktiviert. Die Halte- und Abtasteinheit 2 wiederum übermittelt an die Steu­ ereinheit 6 über die Leitung 7, ob das Bauelement erfolgreich kontaktiert wurde und der vorgegebene Temperaturbereich eingehalten wird. Das Herstellen der elektrischen Verbindung über die Kontaktiereinheit 3 erfolgt wie bei herkömmlichen Testvorrichtungen in bekannter Weise. Die Steuereinheit 6 wählt nun über die Steuerbusleitungen 11a, 11b . . . 11n die je­ weilige Testeinheit 5a, 5b . . . 5n aus. Außerdem wird über die Steuerleitung 8 der Multiplexer 4 derart gesteuert, daß er die Verbindungsleitungen 9 zwischen Halte- und Abtasteinheit 2 und Multiplexer 4 mit der jeweiligen Testeinheit 5a, 5b . . . 5n über die jeweiligen Verbindungsleitungen 10a, 10b . . . 10n verbindet.

Für einen vollständigen Test wird z. B. zuerst die Testeinheit 5a aktiviert und der Multiplexer 4 derart angesteuert, daß er die Leitungen 9 mit den Leitungen 10a verbindet. Daraufhin wird die Testeinheit 5a über die Steuerleitung 11a von der Steuereinheit 6 dazu veranlaßt, den jeweiligen Test durchzuführen. Im Falle eines MOSFET kann dies z. B. ein sta­ tischer Test, ein dynamischer Test oder ein Test der Kennli­ nien, ein Avalanchetest, in Verbindung mit der Temperaturre­ gelungseinheit 12 ein Temperaturtest usw. sein. Üblicherweise ist jede Testeinheit 5a, 5b . . . 5n für einen spezifischen oder mehrere Testparameter zuständig. Die Testdaten der Testeinheiten 5a, 5b . . . 5n werden über die Busleitungen 11a, 11b . . . 11n an die Steuereinheit 6 übertragen, wo sie z. B. gespeichert und/oder ausgewertet werden. Ist der Test durch die Testeinheit 5a abgeschlossen, so wird durch einen ent­ sprechenden Befehl der Multiplexer 4 derart gesteuert, daß er die Leitungen 9 mit den Leitungen 10b verbindet und durch einen entsprechenden Befehl wird nun die Testeinheit 5b akti­ viert und führt ihre jeweiligen Testabläufe durch.

Auf diese Weise können n verschiedene Testeinheiten nachein­ ander mit dem zu testenden Bauelement 1 verbunden werden, ohne daß das Bauelement erneut kontaktiert werden muß.

Auf diese Weise kann der vollständige Testdurchlauf eines Bauelements verkürzt werden, da die zeitaufwendigen Kontak­ tierungsvorgänge und mechanischen Plazierungsvorgänge nur einmal durchgeführt werden müssen.

Durch die Verbindung der einzelnen Testeinheiten 5a, 5b . . . 5n mit der Steuereinheit 6 kann z. B. mittels einer einzigen Software der komplette Testvorgang auf einfache Weise beo­ bachtet und ausgewertet werden. Eine Vielzahl von Testein­ heiten 5a, 5b . . . 5n kann vorgesehen werden, wobei diese für eine Vielzahl von verschiedenen Bauelementen, z. B. verschie­ dene Transistoren, vorgesehen sein kann. Die Steuereinheit 6 wählt die jeweils für einen bestimmten Bauteiletyp notwendi­ gen Testeinheiten aus. Ist ein vollständiger Testdurchlauf durchgeführt worden, so gibt die Testeinheit 6 über die Lei­ tung 7 ein Signal an die Halte- und Abtasteinheit 2, wodurch die Kontaktierungseinheit 3 das Bauelement 1 freigibt und die Testvorrichtung bereit ist, das nächste zu prüfende Bauele­ ment für einen Testdurchlauf aufzunehmen.

Die Halte- und Abtasteinheit 2 kann des weiteren mit einer Markierungseinheit 13 versehen werden, die durch die Steuer­ einheit 6 angesteuert wird. Tritt ein Fehler während des Testvorgangs auf, d. h. daß das Bauelement nicht den vorge­ gebenen Rahmenbedingungen entspricht, so kann diese Markie­ rungseinheit das Bauelement markieren und den Test abbrechen, wodurch ein beschleunigter Testvorgang ermöglicht wird.

Die beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung und das Ver­ fahren können für alle elektronischen Bauelemente verwendet werden, bei denen eine Vielzahl von Testvorgängen durchge­ führt werden muß. Des weiteren ist eine derartige Vorrichtung und das entsprechende Verfahren auch, bei einer Vielzahl von Bauelementetypen anwendbar, bei denen einzelne Bauelemen­ tetypen verschiedenen Testverfahren unterworfen werden müssen. Insbesondere eignet sich das Verfahren besonders für ober­ flächenmontierbare Bauelemente.

Claims (4)

1. Verfahren zum Testen eines elektrisch kontaktierbaren Bau­ elements mit den Schritten:

• a) Zuführen eines zu testenden Bauelements an eine Halte- und Abtasteinheit (2),
• b) Herstellen einer elektrischen Verbindung mittels der Ab­ tasteinheit (3),
• c) Auswählen einer Testeinheit (5a, 5b . . . 5n),
• d) Herstellen der elektrischen Verbindungen zwischen der Halte- und Abtasteinheit und der jeweiligen Testeinheit,
• e) Durchführen des jeweiligen Tests,
• f) Wiederholen der Schritte c) bis e).

2. Vorrichtung zum Testen von elektrisch kontaktierbaren Bau­ elementen nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
eine Halte- und Abtasteinheit (2, 3) zum Herstellen einer elek­ trischen Verbindung zwischen dem zu testenden Bauelement und einer Testeinheit vorgesehen ist,
eine Vielzahl von Testeinheiten (5a, 5b . . . 5n) vorgesehen ist,
eine Steuereinheit (6) vorgesehen ist, die die jeweilige Testeinheit (5a, 5b . . . 5n) auswählt und steuert,
eine Multiplexeinheit (4) vorgesehen ist, die durch die Steu­ ereinheit (6) gesteuert wird und die jeweiligen Anschlüsse des zu testenden Bauelements (1) mit den jeweiligen Anschlüs­ sen der ausgewählten Testeinheit (5a, 5b . . . 5n) verbindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte- und Abtasteinheit (2) eine Temperaturregelungseinheit (12) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte- und Abtasteinheit (2) eine Markierungsvorrichtung (13) zum Markieren defekter Bauelemente (1) aufweist.