DE19782246B4

DE19782246B4 - IC-Testgerät

Info

Publication number: DE19782246B4
Application number: DE19782246A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Urawa Hashimoto
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 1997-11-20
Filing date: 1997-11-20
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2017-11-21
Also published as: CN1171092C; CN1244923A; WO1999027375A1; DE19782246T1; US6323668B1; JP3139553B2; GB2338311B; TW356527B; GB9916835D0; GB2338311A

Abstract

IC-Testgerät umfassend:
eine Stromversorgungsschaltung (12) zur Lieferung einer Speisespannung an einen zu testenden IC (11),
einen Strommeßwiderstand (R_i1, R_i2) zwischen dem Masseanschluß (11B) des ICs und einem gemeinsamen Massepotentialpunkt (COM),
einen parallel zu dem Strommeßwiderstand (R_i1, R_i2) geschalteten Kurzschlußschalter (14₁-14_n),
eine Steuereinrichtung (15),
– durch die der Kurzschlußschalter nach Maßgabe eines Meßsteuersignal (S_MES) zur Messung des Ruhestroms des ICs ausschaltbar und nach der Ruhestrommessung wieder einschaltbar ist, wobei der Ruhestrom bei ausgeschaltetem Kurzschlußschalter in Form einer Meßspannung über dem Strommeßwiderstand meßbar ist,
– die die Meßspannung überwacht, und
– durch die der Kurzschlußschalter (14₁-14n) einschaltbar ist, wenn in seinem Ausschaltzustand die Meßspannung auf oder über einen vorbestimmten Wert ansteigt; und
eine Verzögerungssteuereinrichtung (16) zum Verzögern des Ausschaltens des Kurzschlußschalters (14₁-14_n) aufgrund des Meßsteuersignals (S_MES) derart, daß der Kurzschlußschalter (14₁-14_n) allmählich aus seinem eingeschalteten Zustand in den ausgeschalteten Zustand überführt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein IC-Testgerät, das den von einer Energiequelle zu einem integrierten, durch einen Schaltkreis des MOS-Typs gebildeten Halbleiterschaltungselement fließenden Strom mißt, um hierdurch zu ermitteln, ob das Element einen Defekt aufweist oder nicht.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein Schaltkreis des MOS-Typs weist das Merkmal auf, das er lediglich dann Strom aufnimmt, wenn ein in ihm enthaltenes aktives Element seinen Zustand wechselt. Demgegenüber fließt lediglich ein infinitesimaler Strom wie etwa ein durch einen Isolationswiderstand oder dergleichen fließender Strom, wenn sich alle aktiven Elemente in ihrem Ruhezustand befinden.
Aus der JP-Y-6-11510 ist bereits ein Testverfahren bekannt, das die Schritte des Messens eines Energieversorgungsstroms, der durch ein in seinem Ruhezustand befindliches integriertes Halbleiterschaltungselement fließt, das durch einen Schaltkreis des MOS-Typs gebildet ist, und des Ermittelns des Vorhandenseins eines Kurzschlußfehlers oder eines einem offenen Stromkreis entsprechenden Fehlers in dem integrierten Halbleiterschaltungselement abhängig davon umfaßt, ob der gemessene Wert des Energieversorgungsstroms größer ist als ein vorgegebener Wert oder nicht. Hierdurch wird ermittelt, ob das integrierte Halbleiterschaltungselement einen Defekt aufweist oder nicht.
4 zeigt ein Beispiel für das herkömmliche Testverfahren. Ein im Test befindlicher IC 11 weist einen Spannungsversorgungsanschluß 11A auf, der mit einer Energie- bzw. Spannungsversorgungsschaltung 12 verbunden ist, die ihrerseits eine für den im Test befindlichen IC 11 vorgegebene Versorgungsspannung Vdd an den Spannungsversorgungsanschluß 11A anlegt. Weiterhin umfaßt der im Test befindliche IC 11 einen Spannungsversorgungsanschluß 11B, durch den ein Strom aus dem im Test befindlichen IC 11 herausfließt und der mit einem gemeinsamen Potentialpunkt COM verbunden ist.
Die Spannungsversorgungsschaltung 12 umfaßt einen Operationsverstärker 12A und einen Digital/Analog-Wandler (D/A-Wandler) 12B, und ist derart ausgelegt, daß sie einen Strom I_p (siehe 5) liefern kann, der von dem im Test befindlichen IC 11 in einer impulsförmigen Weise ohne jegliche Verzögerung aufgenommen wird.
Genauer gesagt, wird von dem D/A-Wandler 12B an den nicht invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 12A eine Spannung angelegt, die gleich groß ist wie die Spannung Vdd, die an den Spannungsversorgungsanschluß 11A des im Test befindlichen ICs 11 anzulegen ist. Ein Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 12A ist über eine Strommeßeinrichtung 13 mit einem Erfassungspunkt SEN verbunden, wobei hierdurch die Versorgungsspannung Vdd an den Spannungsversorgungsanschluß 11A des im Test befindlichen ICs 11 über den Erfassungspunkt SEN angelegt wird und weiterhin die an dem Erfassungspunkt SEN auftretende Spannung zu dem invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 12A rückgekoppelt wird.
Bei dem vorstehend erläuterten Schaltungsaufbau der Spannungsversorgungsschaltung 12, bei dem die Versorgungsspannung Vdd für den im Test befindlichen IC 11 von dem D/A-Wandler 12B erzeugt wird und hiermit die Spannung Vdd an den nicht invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 12A angelegt wird, führt der Operationsverstärker 12A einen derartigen Rückkopplungsbetrieb aus, daß die an dem Erfassungspunkt SEN auftretende Spannung V1 mit der Spannung Vdd übereinstimmt, die an den nicht invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 12A angelegt ist. Dieser Rückkopplungsbetrieb dauert bei dem Anlegen der Spannung Vdd an den Spannungsversorgungsanschluß 11A des im Test befindlichen ICs 11 an.
Ein Stromerfassungswiderstand Ri ist zwischen den Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 12A und den Erfassungspunkt SEN geschaltet, und es wird die an dem Stromerfassungswiderstand Ri abfallende Spannung gemessen, wodurch ein durch den im Test befindlichen IC 11 fließender Strom Idd gemessen wird. Bei diesem Beispiel wird nun die Messung des Stroms Idd (siehe 5) für den Fall beschrieben, daß sich der im Test befindliche IC 11 in seinem Ruhezustand befindet. Da der Strom Idd, der in dem Ruhezustand fließt, in der Größenordnung von mehreren Mikroampere (μA) bis zu mehreren zehn μA liegt, ist der Widerstandswert des Stromerfassungswiderstands Ri hoch und kann in der Größenordnung von 100 Kiloohm (kΩ) liegen. Demgemäß sind zwei Dioden D1 und D2 parallel zu dem Stromerfassungswiderstand Ri geschaltet, so daß ein Umgehungspfad für den Strom I_P bereitgestellt wird, der dann fließt, wenn der im Test befindliche IC 11 so angesteuert wird, daß er aktiv wird.
Die Spannung, die durch den durch den Stromerfassungswiderstand Ri fließenden Strom Idd erzeugt wird, liegt höchstens in der Größenordnung von mehreren 10 Millivolt (mV). Demgemäß bleiben die Dioden D1 und D2 in ihrem ausgeschalteten bzw. stromsperrenden Zustand innerhalb des Spannungsbereichs, der durch den zu messenden Strom Idd erzeugt wird. Die an dem Stromerfassungswiderstand Ri auftretende Spannung wird durch eine Subtrahierschaltung 13A abgegriffen und an einen Ausgangsanschluß 13B angelegt. Die an den Ausgangsanschluß 13B abgegebene Spannung V_M wird z.B. in einem A/D-Wandler einer Analog/Digital-Umwandlung (ND-Umwandlung) unterzogen und es wird der Strom Idd anhand des Werts der Spannung V_M berechnet oder ermittelt. Falls der berechnete Strom Idd größer ist als ein vorgegebener Wert, wird der IC als ein defektes (fehlerhaftes) oder nicht auslegungskonformes Bauelement eingestuft. Die Messung des Stroms Idd wird ausgeführt, indem ein Testmustersignal an die Eingangsanschlüsse 11C des im Test befindlichen ICs 11 angelegt wird und die im Innern des ICs befindlichen Komponenten in unterschiedliche Ruhezustände versetzt werden, wobei dann, wenn die gemessenen Werte des Stroms Idd bei allen Ruhezuständen kleiner sind als der vorgegebene Wert, der IC als auslegungskonformes oder akzeptables Bauelement eingestuft wird.
Wie angegeben, nimmt die Spannungsversorgungsschaltung 12 den Strom I in einer impulsförmigen Weise auf, wenn der im Test befindliche IC 11 in den operativen Zustand gebracht wird. Obwohl der Strom I_p von der den Operationsverstärker 12A enthaltenden Spannungsversorgungsschaltung 12 bereitgestellt wird, wird eine Verzögerung oder Nacheilung bei der Reaktion des Operationsverstärkers 12A hervorgerufen, da durch den Operationsverstärker 12A vorübergehend ein großer Strom (mehrere mA bis mehrere zehn mA) fließt. Aus diesem Grund ist eine Technik oder Prozedur eingesetzt worden, gemäß der ein Glättungskondensator C1 mit einem relativ großen Kapazitätswert an die Ausgangsseite der Spannungsversorgungsschaltung 12 angeschlossen wird, um hierdurch die Verringerung der/des Spannung/Stroms zu kompensieren, die durch die Reaktionsverzögerung der Spannungsversorgungsschaltung 12 verursacht ist.
Wie vorstehend erläutert, führt die Notwendigkeit des Anschlusses des Glättungskondensators C1 mit einem großen Kapazitätswert dazu, daß dann, wenn irgendwelche geringfügigen Störungen an dem Erfassungspunkt SEN auftreten, ein Störungsstrom bzw. Rauschstrom I_c1 durch den Glättungskondensator C1 fließt. Da der Störungsstrom I_c1 von der Strommeßeinrichtung 13 zugeführt wird, kann er die Messung des Stroms Idd stören.
Demzufolge besteht der jüngste Trend in dem Einsatz einer Technik oder einer Vorgehensweise, wie sie in 6 gezeigt ist, gemäß der ein Stromerfassungswiderstand Ri zwischen den Spannungsversorgungsanschluß 11B des im Test befindlichen ICs 11, über den jeglicher Stromfluß aus dem im Test befindlichen IC 11 herausgeführt wird, und einen auf dem gemeinsamen Potential (COM) liegenden Punkt geschaltet ist, wobei die an diesem Stromerfassungswiderstand Ri abfallende Spannung gemessen wird, um hierdurch den Strom Idd zu berechnen oder ermitteln.
Hierbei ist ein Kurzschlußschalter 14 parallel zu dem Stromerfassungswiderstand Ri geschaltet. Dieser Kurzschlußschalter 14 wird so gesteuert, daß er bei einem invertierenden Betrieb des im Test befindlichen ICs 11 eingeschaltet wird, so daß ein zu diesem Zeitpunkt auftretender großer Strom I_p durch den Kurzschlußschalter 14 abgeleitet wird. Zu diesem Zweck wird ein als DMOS bezeichneter Transistor oder dergleichen als der Kurzschlußschalter 14 benutzt, wobei der Transistor imstande ist, mit hoher Geschwindigkeit zu arbeiten und dennoch einen niedrigen Widerstandswert in seinem Einschaltzustand aufzuweisen.
Bei dem in 6 dargestellten Schaltungsaufbau ändert sich der Ruhestrom Idd (der im Ruhezustand des im Test befindlichen ICs fließende Strom) kaum, selbst wenn eine gewisse Schwankung der Versorgungsspannung vorliegen sollte, vorausgesetzt, daß die Spannung der Spannungsversorgungsschaltung 12 bei einer Spannung bleibt, die gleich groß wie oder höher als ein festgelegter Wert ist. Anders ausgedrückt, wird der Vorteil erhalten, daß der Ruhestrom Idd in einem stabilen Zustand gemessen werden kann, ohne daß er durch den Störungsstrom beeinflußt wird, der durch den Glättungskondensator C1 fließt.
Wenn jedoch andererseits ein relativ großer Strom durch den Stromerfassungswiderstand Ri fließen sollte, weil der Kurzschlußschalter 14 zu einem zu frühen Zeitpunkt abgeschaltet hat oder in dem im Test befindlichen IC 11 ein Kurzschlußfehler oder ähnliches aufgetreten ist, und hierdurch ein Strom Idd erzeugt wird, der größer ist als der vorgegebene Wert, oder andere Gründe vorliegen, wird eine hohe Spannung an dem Stromerfassungswiderstand Ri hervorgerufen, wodurch die Spannung an dem Spannungsversorgungsanschluß 11B angehoben wird, durch den jeglicher Stromfluß aus dem IC 11 herausgeleitet wird. Dies führt zu dem Ergebnis, daß die Möglichkeit des Auftretens einer Fehlfunktion des im Test befindlichen ICs 11 besteht. Wenn ferner die Verdrahtung, die zur Verbindung des Kurzschlußschalters 14 eingesetzt wird, eine induktive Komponente aufweist, besteht die Möglichkeit, daß das Fließen eines impulsförmigen, eine beträchtliche Größe aufweisenden Stroms durch die induktive Komponente eine Störspitze (Spike-Störung) hervorrufen kann, was wiederum zu einer Beschädigung des im Test befindlichen ICs 11 führt. Aus diesem Grund ist die Ausgestaltung derart getroffen, daß eine Diode D3 parallel zu dem Stromerfassungwiderstand Ri geschaltet ist, um hierdurch zu verhindern, daß die Spannung an dem Spannungsversorgungsanschluß 11B einen abnormalen Anstieg aufgrund der Störspitze oder aus ähnlichen Gründen zeigt.
Wenn die Diode D3 in dieser Weise angeschlossen wird, tritt ferner der Nachteil auf, daß aufgrund der Tatsache, daß eine Diode generell eine Ausschalt-Kapazitätskomponente (bzw. eine Kapazitätskomponente im Ausschaltzustand) aufgrund ihres pn Übergangs aufweist (eine Kapazität, wenn sich die Diode in dem ausgeschalteten Zustand befindet) und diese Ausschalt-Kapazität der Diode D3 durch einen spikeförmigen Strom aufgrund einer Störspannung oder dergleichen in dem ausgeschalteten Zustand des Kurzschlußschalters 14 geladen wird, eine Entladestrecke für die Ausschalt-Kapazität der Diode D3 lediglich durch den Stromerfassungswiderstand Ri gebildet ist. Dies führt dazu, daß für die Diode D3 eine lange Entladezeitdauer benötigt wird. Anders ausgedrückt, muß die Messung des Stroms Idd ausgeführt werden, nachdem die Entladung der Diode D3 abgeschlossen ist, was zu dem Nachteil führt, daß eine lange Zeitdauer zur Messung des Stroms Idd benötigt wird.
Die DE 196 11 520 A1 beschreibt ein Steuergerät, beispielweise eines Antiblockiersystems, das einen Mikroprozessor (μP) und eine Testeinrichtung für diesen enthält. Die Testeinrichtung ermittelt den Ruhestrom des μP. Zu diesem Zweck ist bei einer Ausführungsform die Masseklemme des μP über einen Meßwiderstand mit der Masseklemme der Stromversorgung verbunden. Der Meßwiderstand ist mittels eines Kurzschlußschalters überbrückbar. Der Kurzschlußschalter ist im Normalfall eingeschaltet und zum Zwecke der Ruhestrommessung vorübergehend ausschaltbar. Bei ausgeschaltetem Kurzschlußschalter wird die Spannung über dem Strommeßwiderstand als Maß des Ruhestroms gemessen.
Eine Einrichtung zur Messung des Ruhestroms, die ähnlich aufgebaut ist und arbeitet wie die oben anhand von 4 erläuterte Schaltung, ist aus der DE 690 04 T2 bekannt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein IC-Testgerät zu schaffen, das imstande ist, die vorstehend erläuterten Nachteile zu beseitigen und einen Ruhestrom Idd, der durch einen im Test befindlichen IC in dessen Ruhezustand fließt, sicher und mit hoher Geschwindigkeit zu messen, um hierdurch zu ermitteln, ob der IC ein auslegungskonformes (akzeptables) oder nicht auslegungskonformes (fehlerhaftes) Bauelement ist. Dabei soll eine Beschädigung des ICs durch die Messung bei zu hohem Ruhestrom vermieden werden.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Diese Aufgabe wird durch ein IC-Testgerät gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Bei diesem IC-Testgerät ist ein Strommeßwiderstand (nachfolgend auch als Stromerfassungswiderstand bezeichnet) zwischen einen Spannungsversorgungsanschluß eines im Test befindlichen ICs, durch den jeglicher Stromfluß herausgeleitet wird, und einen auf gemeinsamem Potential liegenden Punkt geschaltet; und ein Kurzschlußschalter ist parallel zu dem Strommeßwiderstand geschaltet. In einem Zustand, bei dem ein großer Strom von dem im Test befindlichen IC aufgenommen wird, wird dieser große Strom durch den Kurzschlußschalter als Bypasspfad geleitet, wohingegen dann, wenn der Kurzschlußschalter ausgeschaltet ist, die an dem Strommeßwiderstand auftretende Spannung gemessen wird und ein Strom des im Test befindlichen ICs während dessen Ruhezustands auf der Grundlage der gemessenen Spannung gemessen wird, um hierdurch in Abhängigkeit davon, ob der Wert des gemessenen Ruhestroms gleich groß wie oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, zu ermitteln, ob der IC ein auslegungskonformes oder nicht auslegungskonformes Bauelement ist. Das IC-Testgerät umfaßt eine Steuereinrichtung, die dazu ausgelegt ist, in einer Steuerbetriebsart, bei der der Kurzschlußschalter in seinen Ausschaltzustand gesteuert ist, das Ansteigen der an dem Strommeßwiderstand abfallenden Spannung auf oder über einen vorbestimmten Wert zu erfassen, um hierbei eine Steuerung auszuführen, bei der der Kurzschlußschalter in seinen eingeschalteten Zustand zurückgebracht wird; und eine Verzögerungssteuereinrichtung, die in einer Steuerschaltung, die den Kurzschlußschalter aus seinem Einschaltzustand in seinen Ausschaltzustand steuert, vorgesehen ist und zum Verzögern der Umschaltung des Kurzschlußschalters aus seinem Einschaltzustand in den Ausschaltzustand dient, um hierdurch den Kurzschlußschalter zu veranlassen, allmählich in seinen Ausschaltzustand zurück zu kehren.
Bei dem IC-Testgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung ist es aufgrund des Vorsehens der Steuereinrichtung, die den Kurzschlußschalter jedesmal dann in seinen Einschaltzustand zurückbringt, wenn erfaßt wird, daß die an dem Strommeßwiderstand auftretende Spannung auf oder über einen vorbestimmten Wert ansteigt, während der Kurzschlußschalter in den Ausschaltzustand gesteuert ist, möglich, das Auftreten einer großen Spannung an dem Strommeßwiderstand zu verhindern, indem der Kurzschlußschalter in seinen Einschaltzustand zurückgebracht wird. Dies ist dann der Fall, wenn der im Test befindliche IC einen internen Fehler enthält, durch den ein Kurzschlußfehler bei einem in den im Test befindlichen IC eingespeisten Signalzustand hervorgerufen wird, durch den ein Versorgungsstrom mit einem Wert hervorgerufen würde, der oberhalb eines vorbestimmten Werts liegt, wobei der Ausschaltzustand des Kurzschlußschalters einen Anstieg der Spannung an dem Strommeßwiderstand auf einen abnormalen Wert hervorrufen würde.
Demzufolge kann das Auftreten einer Fehlfunktion oder irgendeiner Beschädigung des im Test befindlichen ICs verhindert werden. Da ferner die Verzögerungssteuereinrichtung vorgesehen ist, die eine allmähliche Verzögerung bei der Betätigung des in den Ausschaltzustand zu steuernden Kurzschlußschalters bei dessen Ausschaltsteuerung hervorruft, kann der Betrieb der Steuereinrichtung, die den Kurzschlußschalter in seinen Einschaltzustand dann zurückbringt, wenn die an dem Strommeßwiderstand auftretende Spannung einen vorgegebenen Wert überschreitet, während der Kurzschlußschalter in den Ausschaltzustand gesteuert ist, mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden. Als Folge hiervon wird eine weitere Sicherung gegenüber dem Auftreten einer Situation bereitgestellt, bei der die an dem Strommeßwiderstand auftretende Spannung in starkem Maße schwanken kann. Damit wird der Vorteil erzielt, daß das Auftreten von Unglücksfällen wie etwa einer Fehlfunktion, einer Zerstörung oder dergleichen des im Test befindlichen ICs in zweifacher Weise verhindert werden kann.
Wenn eine Beurteilungstechnik eingesetzt wird, bei der die Entscheidung, ob der im Test befindliche IC ein auslegungskonformes oder nicht auslegungskonformes Bauelement ist, dadurch getroffen wird, daß beobachtet wird, ob die an dem Strommeßwiderstand erzeugte Spannung einen vorgegebenen Wert überschreitet oder nicht, muß Zeit für diese Beobachtung vorgesehen werden. Dies benötigt Zeit bis zu der Ausgabe des Entscheidungsergebnisses, was zu dem Nachteil führt, daß für den Test eine erhöhte Zeitdauer benötigt wird. Im Unterschied hierzu ist gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß eine Abweichung des Werts der an dem Strommeßwiderstand auftretenden Spannung über mehrere Abtastwerte ermittelt wird. Falls die Abweichung des jeweiligen Abtastwerts gleich groß wie oder kleiner als ein vorgegebener Wert ist, bedeutet dies, daß die Anstiegsrate niedrig ist, was angibt, daß ein abschließender Wert niedrig sein wird. Hierdurch wird der Vorteil geboten, daß die Einstufung als auslegungskonformes oder nicht auslegungskonformes Bauelement innerhalb eines relativ kurzen Zeitintervalls getroffen werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Schaltbild, das ein Ausführungsbeispiel des IC-Testgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
2 zeigt ein Wellenformdiagramm, das die Arbeitsweise des IC-Testgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
3 zeigt eine Draufsicht, die die Auslegung (Layout) von Kurzschlußschaltern veranschaulicht, wobei eine Mehrzahl von Kurzschlußschaltern vorgesehen ist, wie dies in 1 gezeigt ist;
4 zeigt ein Schaltbild, das einen Stand der Technik veranschaulicht;
5 zeigt ein Wellenformdiagramm, das die Arbeitsweise der Schaltung gemäß 4 veranschaulicht; und
6 zeigt ein Schaltbild einer weiteren Ausführungsform des Standes der Technik.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden IC-Testgeräts. In 1 gezeigte Teile oder Abschnitte, die den in den 4 und 6 gezeigten Teilen oder Abschnitten entsprechen, sind mit den gleichen, zu ihnen hinzugefügten Bezugszeichen versehen. Bei der vorliegenden Erfindung zeichnet sich das IC-Testgerät, bei dem ein Stromerfassungswiderstand R_i und ein Kurzschlußschalter 14 parallel zueinander zwischen einen Stromversorgungsanschluß 11B eines im Test befindlichen ICs 11, über den jeglicher Stromfluß herausgeleitet wird, und einen auf gemeinsamem Potential COM liegenden Punkt geschaltet sind, und bei dem der Kurzschlußschalter in einem Zustand, bei dem ein großer Strom von dem im Test befindlichen IC 11 verbraucht wird, in seinen eingeschalteten Zustand gesteuert wird, während der Kurzschlußschalter 14 in einem Ruhezustand des im Test befindlichen ICs so gesteuert wird, daß er sich in seinem ausgeschalteten Zustand befindet, um hierbei eine an dem Stromerfassungswiderstand R_i auftretende Spannung zu messen und einen durch den im Test befindlichen IC fließenden Strom Idd auf der Grundlage des Spannungswerts zu berechnen, um hierdurch in Abhängigkeit von dem Stromwert zu ermitteln, ob der im Test befindliche IC ein auslegungskonformes oder nicht auslegungskonformes Bauelement ist, durch das Vorsehen
einer Steuereinrichtung 15, die das Ansteigen der an dem Stromerfassungswiderstand R_i auftretenden Spannung auf oder über einen vorgegebenen Wert während eines Betriebszustands, bei dem der Kurzschlußschalter 14 in seinen ausgeschalteten Zustand gesteuert ist, erfaßt und hierbei eine Steuerung ausführt, durch die der Kurzschlußschalter 14 in seinen eingeschalteten Zustand zurückgebracht wird; und
einer Verzögerungssteuereinrichtung 16 aus, die ein sich langsam änderndes Spannungssignal ausgibt, durch das der Betrieb der Umschaltung des Kurzschlußschalters in den Ausschaltzustand gesteuert wird, wobei diese Ausschaltung durch eine Steuerschaltung vorgegeben wird, die den Kurzschlußschalter 14 aus seinem eingeschalteten Zustand in seinen ausgeschalteten Zustand steuert.
Die Steuereinrichtung 15 kann einen Operationsverstärker 15A, eine Spannungsquelle 15B, die eine Vergleichsspannung V_R erzeugt, eine Zwischenspeicherschaltung 15c und eine Torschaltung 15D umfassen. Der Operationsverstärker 15A weist einen invertierenden Eingangsanschluß, an den eine Spannung V_SS angelegt ist, die an einem Spannungsversorgungsanschluß 11B eines im Test befindlichen ICs 11 erzeugt wird, und einen nicht invertierenden Eingangsanschluß auf, an den die von der Spannungsquelle 15B erzeugte Vergleichsspannung V_R angelegt ist. Die Vergleichsspannung V_R ist so gewählt, daß sie beispielsweise in der Größenordnung von mehreren mV unterhalb einer Spannung liegt, bei der der im Test befindliche IC mit Fehlfunktionen beginnt, wenn die von dem Spannungsversorgungsanschluß 11B des im Test befindlichen ICs 11 abgegebene Spannung V_SS anwächst. Hierbei erzeugt der Operationsverstärker 15A normalerweise kontinuierlich ein Signal mit dem hohen logischen Pegel H, wenn sich der Kurzschlußschalter 14 entweder im ausgeschalteten oder im eingeschalteten Zustand befindet. Wenn jedoch eine Abnormalität auftritt, wächst die an dem Spannungsversorgungsanschluß 11B auftretende Spannung V_SS demgegenüber auf einen höheren Wert als die Vergleichsspannung V_R an, so daß der logische Wert des von dem Operationsverstärker 15A abgegebenen Ausgangssignals auf den niedrigen logischen Pegel L abfällt.
Jedesmal, wenn ein Meßsignal S_MES (2C), das über einen Anschluß T_X1 eingegeben wird, ansteigt, liest die Zwischenspeicherschaltung 15C den Ausgangsstatus oder logisch H von dem Operationsverstärker 15A. Demgemäß gibt die Zwischenspeicherschaltung 15C an ihrem Ausgangsanschluß Q ein Signal mit hohem logischen Pegel H ab, so daß ein Signal mit hohem logischen Pegel H an einen Eingangsanschluß der Torschaltung 15D angelegt wird. Das Meßsignal S_MES wird an den anderen Eingangsanschluß der Torschaltung 15D angelegt, die damit ein Signal mit hohem logischen Pegel H ausgibt, solange das Meßsignal S_MES bei seinem hohen logischen Pegel H bleibt. Jedesmal, wenn das Meßsignal S_MES auf seinen niedrigen logischen Pegel L abfällt, gibt die Torschaltung 15D jedoch ein Signal mit niedrigem logischen Pegel L ab.
Das von der Steuereinrichtung 15 abgegebene Signal wird an die Verzögerungssteuereinrichtung 16 angelegt, die einen Invertierer 16A, eine Zeitkonstantenschaltung 16B und eine Diode 16C umfaßt, die einen Stromfluß in Gegenrichtung sperrt. In einem Zustand, bei dem ein großer Strom durch den im Test befindlichen IC 11 fließt, wird das Meßsignal S_MES bei seinem niedrigen logischen Pegel L gehalten. Demgemäß wird dieses Signal mit niedrigem logischen Pegel L hinsichtlich seiner Polarität bzw. seines Pegels auf den hohen logischen Pegel H in der Verzögerungssteuereinrichtung 16 invertiert, bevor es an das Gate des Kurzschlußschalters 14 angelegt wird, so daß dieser eingeschaltet gehalten bleibt. Demgemäß fließt der große Strom, der durch den im Test befindlichen IC 11 fließt, in diesem Zustand über den Kurzschlußschalter 14 zu dem auf gemeinsamen Potential liegenden Punkt COM.
Die Beschreibung wird nun im Hinblick auf die Steuereinrichtung 15 und die Verzögerungssteuereinrichtung 16 fortgesetzt. Unter der Bedingung, daß die Steuereinrichtung 15 ein Signal mit hohem logischen Pegel H abgibt, ist oder wird der Kurzschlußschalter 14 in seinen ausgeschalteten Zustand gesteuert. Wenn das Meßsignal S_MES bei diesem Zustand auf den niedrigen logischen Pegel L invertiert wird, fällt das von der Steuereinrichtung 15 abgegebene Ausgangssignal V_CON1 auf seinen niedrigen logischen Pegel L ab. Die Verzögerungssteuereinrichtung 16 invertiert die Polarität bzw. den Pegel des niedrigen logischen Pegel L aufweisenden Signals, so daß das Eingangspotential für die Zeitkonstantenschaltung 16B auf den hohen logischen Pegel H angehoben wird. Hierdurch wird die einen Strom in Gegenrichtung blockierende Diode 16C durch diese den hohen logischen Pegel H aufweisende Spannung in den leitenden Zustand gebracht, wodurch eine Kapazität, die die Zeitkonstantenschaltung 16B bildet, rasch geladen wird und von der Verzögerungssteuereinrichtung 16 ein Ausgangssignal erzeugt wird, das ohne zeitliche Nacheilung zum gleichen Zeitpunkt, zu dem das Meßsignal S_MES auf seinen niedrigen logischen Pegel L abfällt, zur Erzielung einer Invertierung auf den hohen logischen Pegel H ansteigt.
Wenn jedoch im Gegensatz hierzu das Meßsignal S_MES auf seinen hohen logischen Pegel H ansteigt, wächst das von der Steuereinrichtung 15 abgegebene Ausgangssignal auf den hohen logischen Pegel H an. Demgemäß fällt das von dem Invertierer 16A, der einen Bestandteil der Verzögerungssteuereinrichtung 16 bildet, abgegebene Ausgangssignal auf den niedrigen logischen Pegel L ab. Jedoch wird nun durch die Diode 16C zu diesem Zeitpunkt verhindert, daß die positive Ladung, die in der Kapazität in der Zeitkonstantenschaltung 16B geladen ist, in den Invertierer 16A abgeleitet wird. Demgegenüber wird diese Ladung allmählich über einen Widerstand entladen, der einen Bestandteil der Zeitkonstantenschaltung 16B darstellt. Demgemäß ist es durch Auswahl eines hohen Widerstandswerts möglich, zu erreichen, daß die Verringerung der Spannung V_CON2, die die Kapazität geladen hat bzw. durch die Ladung der Kapazität bestimmt ist, in einer sich nur langsam ändernden Weise erfolgt, wie dies in 2G dargestellt ist.
In dieser Weise findet somit bei einem Modus, bei dem die an die Gateelektrode des Kurzschlußschalters 14 angelegte Steuerspannung V_CON2 so gesteuert wird, daß der Kurzschlußschalter 14 abgeschaltet wird, eine verzögerte Steuerung statt, so daß die Spannung V_CON2 nur allmählich auf Null zurückgeführt wird. Dies ermöglicht eine Umschaltung aus dem Zustand, bei dem ein großer Strom als der Versorgungsstrom Idd durch den im Test befindlichen IC 11 fließt, auf einen Zustand, bei dem der Kurzschlußschalter 14 abgeschaltet wird, nachdem eine Stabilisierung in dem Ruhemodus erfolgt ist. Als Folge hiervon kann der Kurzschlußschalter 14 in seinen ausgeschalteten Zustand gesteuert werden, wobei das Auftreten einer hohen Spannung an dem Stromerfassungswiderstand R_i unterdrückt wird. Dies ermöglicht es, die Steuereinrichtung 15 in stabiler Weise zu betreiben.
Zusätzlich wird mit der vorliegenden Erfindung das Vorsehen einer Mehrzahl von Kurzschlußschaltern 14₁ bis 14_n vorgeschlagen, die den Kurzschlußschalter 14 bilden. Wenn die Mehrzahl von Kurzschlußschaltern 14₁ bis 14_n vorgesehen ist, kann eine Induktivitätskomponente, die in der Verdrahtung, die die Verbindung zwischen dem Versorgungsspannungsanschluß 11B des im Test befindlichen ICs 11 und den Kurzschlußschaltern 14₁ bis 14n herstellt, auftritt, verringert werden. Wenn die Anzahl von Kurzschlußschaltern 14₁ bis 14_n gleich N ist, kann die Induktivitätskomponente im Vergleich mit dem Einsatz nur eines einzigen Kurzschlußschalters um den Faktor N verringert werden. Durch die Ermöglichung der Verringerung der Induktivitätskomponente in der angegebenen Weise kann das Auftreten beispielsweise von spikeförmigen Störungen, die durch die Induktivitätskomponente hervorgerufen werden können, wenn ein relativ großer Strom durch die Kurzschlußschalter 14₁ bis 14_n bei einem Betrieb des im Test befindlichen ICs fließt, unterdrückt werden, wodurch der Vorteil der Vermeidung eines Unglücks in Form der Zerstörung eines im Test befindlichen ICs 11 erzielt wird.
3 zeigt einen Aufbau für die Auslegung bzw. Anordnung der Kurzschlußschalter 14₁ bis 14_n . Bei diesem Beispiel ist die Mehrzahl von Kurzschlußschaltern 14₁ bis 14_n um einen IC-Sockel 18 herum angebracht, an dem der im Test befindliche IC angeordnet ist. Hierdurch wird die Länge der Verdrahtung für die jeweiligen Kurzschlußschalter 14₁ bis 14_n auf den kleinstmöglichen Wert gebracht.
Bei dem in 1 gezeigten Beispiel ist ein Aufbau dargestellt, bei dem zwei Stromerfassungswiderstände R_i1 und R_i2 vorgesehen sind, die mit dem auf gemeinsamen Potential COM liegenden Punkt selektiv über Bereichsumschalter 22A und 22B verbunden sind. Ein Bereichssignal 1 und ein Bereichssignal 2 werden von Anschlüssen T_X2 und T_X3 an die Gates der Bereichsumschalter 22A und 22B angelegt, um diese derart zu steuern, daß jeweils einer dieser Bereichsumschalter eingeschaltet ist. Hierdurch werden die Stromerfassungswiderstände R_i1 und R_i2 selektiv zwischen den Spannungsversorgungsanschluß 11B und den auf gemeinsamem Potential COM liegenden Punkt eingefügt.
Mit dem Bezugszeichen 23 ist eine Code- bzw. Signalumwandlungseinrichtung bezeichnet, die das Bereichssignal 1 und das Bereichssignal 2 in ein Signal umwandelt, das für die Zuführung zu den Bereichsumschaltern 22A und 22B geeignet ist. Das Bereichssignal 1 und das Bereichssignal 2 werden an Eingangsanschlüsse D_Y und D_Z eines Speichers 13C angelegt, der in der Strommeßeinrichtung 13 vorgesehen ist. Dies ermöglicht es, den ausgewählten Bereichszustand (Bereich) in dem Speicher 13C zu speichern. Mit dem Bezugszeichen 24 ist eine Pegelumwandlungseinrichtung bezeichnet, die die von der Verzögerungssteuereinrichtung 16 abgegebene Steuerspannung V_CON2 in ein Signal umsetzt, das in den Speicher 13C in der Strommeßeinrichtung 13 eingeschrieben wird.
Bei dem vorliegenden Beispiel kann die Strommeßeinrichtung 13 einen Analog/Digital-Wandler 13B aufweisen, der eine Analog/Digital-Umwandlung der an dem Stromerfassungswiderstand R_i1 und R_i2 auftretenden Spannung bewirkt. Die Strommeßeinrichtung 13 kann weiterhin den Speicher 13C, der den Spannungswert empfängt und speichert, der durch die in dem Analog/Digital-Wandler 13B durchgeführte Analog/Digital-Umwandlung erhalten worden ist, und eine Steuereinrichtung 13D umfassen, die den Speicher 13C und den Analog/Digital-Wandler 13B steuert. Wie in 2 gezeigt ist, wird eine Mehrzahl von Startsignalen S₁, S₂ und S₃ an die Steuereinrichtung 13D für die Ausführung eines Betriebs angelegt, durch den eine an dem Stromerfassungswiderstand R_i1 oder R_i2 erzeugte Spannung mehrmals analog/digital-umgewandelt und aufgenommen wird.
Abtastdaten, die durch den Speicher 13C gespeichert werden, werden in eine Entscheidungseinrichtung 25 eingelesen, die die Unterschiede zwischen jeweiligen Abtastwerten berechnet. Falls der Unterschiedswert gleich groß wie oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, wird entschieden, daß der Wert des durch den Stromerfassungswiderstand R_i1 oder R_i2 fließenden Stroms hoch ist, so daß eine Einstufung als fehlerhaftes Produkt ausgegeben wird. Falls die Werte der Differenz zwischen jeweiligen Abtastwerten kleiner sind als ein vorgegebener Wert, wird entschieden, daß der Wert des durch den Stromerfassungswiderstand R_i1 oder R_i2 fließenden Stroms klein ist, so daß eine Einstufung als akzeptables Bauelement getroffen wird. Diese Entscheidung wird bei jedem Ruhemodus ausgeführt, indem eine Vielzahl von Mustersignalen an den im Test befindlichen IC 11 angelegt wird, wie dies in 2 dargestellt ist.
In dem Ruhemodus, der die in 2 gezeigte Testperiode T₁ besitzt, ist die an dem Anschluß 11B erzeugte Spannung V_SS niedrig, und es wird folglich eine Einstufung als akzeptables Bauelement getroffen.
Während der Testperiode T₂, während der die Kurzschlußschalter 14₁ bis 14_n in ihren ausgeschalteten Zustand zurückkehren, ist der durch den im Test befindlichen IC 11 fließende Strom Idd größer als der Stromwert bei dem Ruhemodus, und es steigt demzufolge die Spannung V_SS rasch an. Der Anstieg der Spannung V_SS wird durch die Steuereinrichtung 15 erfaßt, so daß diese ein Signal mit niedrigem logischen Pegel L ausgibt (2F), durch das die Kurzschlußschalter 14₁ bis 14_n wieder in ihren eingeschalteten Zustand zurückgebracht werden. Hierdurch wird der Anstieg der Spannung V_SS unterdrückt. In diesem Fall wird in den Eingangsanschluß D_X des Speichers 13C ein Signal ERR (21) eingeschrieben, das einen hohen logischen Pegel H besitzt, und es wird demgemäß die Testperiode, für die der Wert ERR ausgelesen wird, als fehlerhaft bzw. fehlerbehaftet eingestuft.
Während der Testperiode T₃ ist die Rate des Anstiegs der Spannung V_SS an dem Spannungsversorgungsanschluß 11B höher als ein vorgegebener Wert, so daß eine Entscheidung getroffen wird, daß der abschließende Stromwert (auf dem sich der Strom Idd nach einer verlängerten Zeitdauer stabilisieren wird) höher sein wird als der vorgegebene Wert.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie vorstehend erläutert, wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch das Vorsehen der Steuereinrichtung 15 und der Verzögerungssteuereinrichtung 16 sowie der Bereitstellung einer Mehrzahl von Kurzschlußschaltern eine Messung eines Stromwerts in einem Ruhemodus in einer sicheren Weise ermöglicht, ohne daß irgendein Unglücksfall verursacht wird, der zu einer Zerstörung eines im Test befindlichen ICs führen würde.
Zusätzlich ermöglicht es die Technik der Bereitstellung einer A/D-Umwandlung und einer mehrfachen Aufnahme bzw. Ermittlung einer Zunahme des Stroms während des Ruhemodus und der Ermittlung jedes Inkrements als Differenz zwischen den Abtastwerten für die Vorhersage eines abschließenden Werts, die Entscheidung, ob es sich um ein auslegungskonformes oder nicht auslegungskonformes Bauelement handelt, innerhalb einer kurzen Zeitdauer ab dem Zeitpunkt zu treffen, zu dem der Kurzschlußschalter in seinen ausgeschalteten Zustand zurückkehrt. Demgemäß wird der Vorteil erzielt, daß große Mengen von ICs in einem kurzen Zeitintervall getestet werden können, wobei dieser Effekt erheblich ist, wenn die Erfindung in einem IC-Herstellungsbetrieb eingesetzt wird.

Claims

IC-Testgerät umfassend: eine Stromversorgungsschaltung (12) zur Lieferung einer Speisespannung an einen zu testenden IC (11), einen Strommeßwiderstand (R_i1, R_i2) zwischen dem Masseanschluß (11B) des ICs und einem gemeinsamen Massepotentialpunkt (COM), einen parallel zu dem Strommeßwiderstand (R_i1, R_i2) geschalteten Kurzschlußschalter (14₁ -14_n ), eine Steuereinrichtung (15), – durch die der Kurzschlußschalter nach Maßgabe eines Meßsteuersignal (S_MES) zur Messung des Ruhestroms des ICs ausschaltbar und nach der Ruhestrommessung wieder einschaltbar ist, wobei der Ruhestrom bei ausgeschaltetem Kurzschlußschalter in Form einer Meßspannung über dem Strommeßwiderstand meßbar ist, – die die Meßspannung überwacht, und – durch die der Kurzschlußschalter (14₁ -14n) einschaltbar ist, wenn in seinem Ausschaltzustand die Meßspannung auf oder über einen vorbestimmten Wert ansteigt; und eine Verzögerungssteuereinrichtung (16) zum Verzögern des Ausschaltens des Kurzschlußschalters (14₁ -14_n ) aufgrund des Meßsteuersignals (S_MES) derart, daß der Kurzschlußschalter (14₁ -14_n ) allmählich aus seinem eingeschalteten Zustand in den ausgeschalteten Zustand überführt wird.
IC-Testgerät nach Anspruch 1, bei dem eine Mehrzahl von Kurzschlußschaltern (14₁ -14_n ) vorgesehen ist, die parallel zueinander geschaltet sind.
IC-Testgerät nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem eine Mehrzahl von Strommeßwiderständen (R_i1, R_i2) mit jeweils unterschiedlichen Widerstandswerten vorgesehen ist, die in Reihe mit einem jeweiligen Bereichsumschalter (22A, 22B) geschaltet sind, wobei die Reihenschaltungen aus jeweils einem Strommeßwiderstand und dem zugehörigen Bereichsumschalter zueinander parallel geschaltet sind, und die Bereichsumschalter selektiv ein- bzw. ausschaltbar sind, um den Ruhestrommeßbereich zu ändern.
IC-Testgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das weiterhin umfaßt: eine Entscheidungseinrichtung (25) zum periodischen Abtasten der Meßspannung während der Kurzschlußschalter (14₁ -14_n ) ausgeschaltet ist, zum Einstufen des ICs (11) als nicht auslegungskonformes Bauelement, wenn die Größe der Änderung der abgetasteten Werte gleich groß wie oder größer als ein vorbestimmter Wert ist, und zum Einstufen des ICs als auslegungskonformes Bauelement, wenn die Größe der Änderung kleiner als der vorbestimmte Wert ist, ausgelegt ist.