DE19858589A1

DE19858589A1 - Verfahren und Steuermodul zur Steuerung einer Messanlage

Info

Publication number: DE19858589A1
Application number: DE1998158589
Authority: DE
Inventors: Stephan Hengartner
Original assignee: Asea Brown Boveri AG Switzerland; Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB Semiconductors Ltd
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1998-12-18
Publication date: 2000-06-21

Abstract

Eine Messanlage weist mindestens einen Messplatz (2) für mindestens einen Prüfling auf, wobei am Messplatz (2) mindestens ein Prüfgerät (21) vorhanden ist, mit welchem am Prüfling physikalische Prüfgrößen erfasst und protokolliert werden. Die Messanlage wird mittels eines Steuermoduls betrieben, welches Datenlisten aufweist, die eindeutig in prüflingsbezogene (3), messverfahrensbezogene (4) und prüfgerätbezogene (5) Datenlisten unterteilbar sind. Dadurch lässt sich die Messanlage auf einfache Art und Weise neuen Gegebenheiten anpassen, wie Änderung der Prüflingstypen, der Prüfanweisungen oder der Messgeräte.

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung einer Messanlage gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie einem Steuermodul zur Steuerung einer Messanlage gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 7.

Stand der Technik

Um Serien von Prüflingen, beispielsweise Halbleiterbauelemente wie GTO's oder IGBT's, auszumessen, werden vermehrt computer gesteuerte Messanlagen eingesetzt. Im allgemeinen ist eine in einem Steuermodul gespeicherte Prüfvorgabe vorhanden, in welcher zu bestimmende Prüfgrössen festgelegt sind. Mittels dieser Prüfvorgaben werden einzelne Prüf- und Messgeräte auto matisch aktiviert und die zu bestimmenden Prüfgrössen ge messen, worauf die erhaltenen Messwerte in einem Prüfprotokoll festgehalten werden.

Die bekannten Steuermodule sind auf einen spezifischen Prüf lingstyp zugeschnitten. Ihr Einsatz lohnt sich somit erst bei grossen Stückzahlen von Prüflingen. Werden am Prüflingstyp Einzelheiten geändert, so muss das Steuermodul angepasst werden, was im allgemeinen aufwendig und teilweise überhaupt nicht durchführbar ist. Dasselbe Problem stellt sich, wenn ein neues oder ein zusätzliches Mess- oder Prüfgerät eingesetzt werden soll.

Darstellung der Erfindung

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren sowie ein Steuermodul zur Steuerung einer Messanlage der eingangs genannten Art zu schaffen, welches flexibel ist und sich an neue Gegebenheiten anpassen lässt.

Diese Aufgabe löst ein Verfahren mit den Merkmalen des Patent anspruches 1 sowie ein Steuermodul mit den Merkmalen des Patentanspruches 7.

Erfindungsgemäss werden Datenlisten verwendet, welche eine eindeutige Trennung in prüflingsbezogene, messverfahrensbezo gene und prüfgerätbezogene Daten erlauben. Diese Datenlisten entsprechen Parameterlisten, welche miteinander über Schlüsselnummern logisch verknüpfbar sind. Dabei werden Prüf grössen, welche in allen drei Datenlistentypen auftauchen, mit denselben Schlüsselnummern versehen. Dadurch lassen sich Datenlisten auf einfache Art und Weise ändern oder neu erstel len, beispielsweise weil neue Prüfgeräte, neue Messkriterien oder neue Prüflingstypen vom Steuermodul berücksichtigt werden sollen. Das erfindungsgemässe Steuermodul ist zudem lernfähig, indem basierend auf bereits vorhandenen Datenlisten automa tisch neue generiert werden können und Prüfprotokolle ent sprechend angepasst werden.

Durch die konsequente Parametrisierung aller wichtigen Infor mationen bildet das erfindungsgemässe Steuermodul ein univer sell einsetzbares Werkzeug, welches unabhängig ist von spezi fischen Prüfgeräten oder von spezifischen Prüflingstypen. Das erfindungsgemässe Steuermodul nutzt bei der Erstellung der Datenlisten und Prüfprotokolle die Intelligenz der zur Verfü gung stehenden Prüfgeräte aus und bindet diese ein.

Vorteilhaft ist zudem, dass das erfindungsgemässe Verfahren und das erfindungsgemässe Steuermodul ermöglichen, auch Kleinstserien von Prüflingen automatisch und kostengünstig auszumessen. Somit lassen sich auch für Kleinstserien normge rechte Prüfprotokolle erstellen, welche sämtliche relevanten Messbedingungen und -resultate in unveränderbarer Form fest halten und eine reproduzierbare Messbarkeit erlauben.

Durch die Aufteilung in verschiedene Datenlistentypen lassen sich Arbeitsprozesse optimieren, da die prüflingsbezogenen und messverfahrensbezogenen Datenlisten getrennt von einem effek tiven Messplatz erstellbar sind. Die Entscheidung, an welchem Messplatz die Prüfung durchgeführt werden soll, muss erst kurz vor Beginn der Messung gefällt werden.

Weitere bevorzugte Varianten der Verfahrens und vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im folgenden wird das erfindungsgemässe Verfahren sowie das Steuermodul anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels er läutert, welches in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Messanlage mit einem erfindungsgemässen Steuermodul und

Fig. 2 eine schematische Darstellung von Datenlisten des erfindungsgemässen Steuermoduls;

Wege zur Ausführung der Erfindung

Fig. 1 zeigt eine Messanlage, welche sich mit dem erfindungs gemässen Verfahren betreiben lässt. Sie verfügt über einen Verwaltungsrechner 1 und mindestens einen Messplatz 2 mit einem Steuerrechner 20. Sind mehrere Messplätze vorhanden, lassen sie sich über einen gemeinsamen Verwaltungsrechner 1 bedienen.

Steuerrechner 20 und Verwaltungsrechner 1 sind konventionelle Datenverarbeitungsgeräte, insbesondere Computer. Sie müssen nicht physisch miteinander verbunden sein. Vorzugsweise sind sie vielmehr räumlich voneinander getrennt oder höchstens über Datenleitungen miteinander verbunden. Bei vollständiger Trennung der beiden Rechner erfolgt die Datenübermittlung mittels Disketten oder anderen bekannten Speichermedien.

Der Steuerrechner 20 ist über geeignete Schnittstellen, insbe sondere Busgeräte, mit mehreren Prüfgeräten 21 verbunden, so dass bidirektional Daten transferierbar sind. Vorzugsweise wird dabei die Intelligenz der Prüfgeräte ausgenutzt, beispielsweise die Aufbereitung von Messwerten oder einer Messdatenreihe im Prüfgerät mit Hilfe softwaremässig verfüg barer Funktionen oder Verfahren wie Mittelwertbildung, Inte grale, Transformationen oder Linearisierungen.

Anhand der Fig. 2 lässt sich nun das Verfahren und das Steuermodul erläutern, mit welchen die Messanlage gemäss Fig. 1 gesteuert wird. Das Steuermodul ist ein Funktionsmodul, welches sich im wesentlichen aus zwei Untermodulen zusammen setzt, einem Verwaltungs-Untermodul, welches im Verwaltungs rechner 1 angesiedelt ist, und einem Messplatz-Untermodul, welches sich im Steuerrechner 20 befindet. Das Steuermodul verwendet zur Steuerung der Messanlage Datenlisten, welche sich eindeutig in prüflingsbezogene 3, messverfahrensbezogene 4 und prüfgerätbezogene 5 Datenlisten unterteilen lassen. Dabei sind die prüflingsbezogenen und die messverfahrensbezo genen Datenlisten 3, 4 dem Verwaltungs-Untermodul zugeordnet und die prüfgerätbezogenen Datenlisten 5 dem Messplatz-Unter modul. Von jedem Typus ist mindestens eine Datenliste vorhan den. Die Datenlisten korrelieren über Schlüsselnummern mitein ander.

Die prüflingsbezogenen Datenlisten 3 enthalten Angaben zum Prüfling selber sowie eine Prüfanweisung, das heisst die Nennung der zu messenden physikalischen Werte, auch Prüf grössen genannt, sowie die Reihenfolge, in welcher die Prüf grössen zu erfassen sind. Diese Datenlisten werden nach Mass gabe mindestens einer Vorgabenliste 6 erstellt, welche Angaben zu allen für vorgesehene Prüfobjekte in Frage kommenden Prüf grössen beinhaltet, wobei in dieser Vorgabenliste jeder Prüf grösse eine Schlüsselnummer zugeordnet ist. Bei der Erstellung der individuellen prüflingbezogenen Datenliste 3 wird bei Übernahme der Prüfgrösse die Schlüsselnummer automatisch mitübernommen. Die Prüfanweisung lässt sich für jede prüf lingsbezogene Datenliste 3 individuell zusammenstellen, wobei der Verwaltungsrechner vorzugsweise eine Plausibilitätsprüfung durchführt, bevor die prüflingsbezogene Datenliste 3.zur Ver wendung freigegeben wird.

Die messverfahrensbezogenen Datenlisten 4 beinhalten theore tische Angaben über jeden zu messenden Wert. Sie legen unter anderem die theoretischen Messbedingungen fest und bestimmen Einheiten der Prüfgrössen sowie Einstellungen von Bildschirm formaten oder anderen Displays an den Messplätzen. Jeder Prüf grösse werden zudem eine oder mehrere Parametergrössen in Form der jeweiligen Schlüsselnummer sowie jeweilige Defaultwerte zugeordnet. Jeder Eintrag kann sowohl Prüfgrösse als auch Parametergrösse darstellen. Auch diese Angaben sind für jede Prüfgrösse mit einer Schlüsselnummer versehen, welche mit der entsprechenden Schlüsselnummer der Vorgabenliste 6 identisch ist.

Die prüflingsbezogenen sowie die messverfahrensbezogenen Datenlisten 3, 4 werden im Verwaltungsrechner 1 erstellt und zum Steuerrechner 20 portiert.

Die prüfgerätbezogenen Datenlisten 5 sind vom Messplatz 2 ab hängig und werden nicht portiert. Sie beinhalten beispiels weise Angaben zur Default-Einstellung der Prüfgeräte 21, Kali brierungs- und Skalierungsfaktoren, die Zuordnung der einzel nen Prüfgrössen an die einzelnen Prüfgeräte und praktische An gaben über den Messablauf. Auch diese Daten sind entsprechend der Prüfgrössen geordnet und mit der Schlüsselnummer versehen.

Vorzugsweise sind mehrere Prüfgrössen zu einer Messgruppe zusammengefasst, so dass sie sich in einem Messablauf mit einem zugeordneten Programmmodul gemeinsam erfassen und verar beiten lassen. Die prüfgerätbezogenen Datenlisten 5 lassen sich mindestens teilweise nach Massgabe von Defaulteinstellun gen automatisch generieren.

Wie in Fig. 2 ersichtlich ist, wird vor Beginn einer neuen Prüfreihe im Verwaltungsrechner 1 nach Massgabe der Vorgaben liste 6 mindestens eine prüflingsbezogene Datenliste 3 er stellt und gemeinsam mit einer messverfahrensbezogenen Liste 4 an den Steuerrechner 20 der Messanlage übergeben. Bevor die Messungen am Prüfling durchgeführt werden, ruft der Steuer rechner 20 die mindestens eine prüfgerätbezogene Datenliste 5 auf und verknüpft alle Angaben der Datenlisten 3, 4,5 anhand der Schlüsselnummern miteinander. Die Messungen werden nun an hand der Prüfanweisungen durchgeführt, wobei sich die Prüf geräte 21 automatisch steuern lassen. Die von den Prüfgeräten 21 erhaltenen Messwerte werden wiederum in ein Messprotokoll 7 abgelegt. Vorzugsweise enthält das Messprotokoll sämtliche An gaben aus den drei Typen der Datenlisten 3, 4,5, welche für die Reproduzierbarkeit der Messung und für eine allfällige Fehler suche notwendig sind. Hierfür werden die Datenlisten gesamt haft oder mindestens Teile davon in das Messprotokoll 7 kopiert. Ferner schreibt der Steuerrechner auch qualitative Angaben, wie Grenzwertüberschreitungen, Störungsmeldungen von Geräten und ähnliches in das Messprotokoll.

In einer bevorzugten Variante des Verfahrens werden die bei der Messung erhaltenen Angaben sowie die relevanten Angaben der übrigen Datenlisten in der prüflingsbezogenen Datenliste gespeichert, welche zusammen mit der messverfahrensbezogenen Datenliste 4 somit das Messprotokoll 7 bildet.

Wie eingangs erwähnt, weist das erfindungsgemässe Steuermodul einen hohen Flexibilitätsgrad auf. Dies wird im folgenden nä her erläutert:

Soll bei einem Prüflingstyp die Prüfanweisung geändert werden, beispielsweise eine zusätzliche Messung durchgeführt werden oder Prüfgrössen in einem anderen Intervall gemessen werden, so muss lediglich eine neue prüflingsbezogene Datenliste erstellt werden.

Bei Änderung des Prüflingstyps muss lediglich anhand der bestehenden Vorgabenliste eine neue prüflingsbezogene Daten liste erstellt werden.

Wird ein neues Prüfgerät oder ein gesamter neuer Messplatz eingeführt, so wird der Messplatz in einen Lern- und Reset modus versetzt und die aktuelle Einstellung der einzelnen Prüfgeräte in der prüfgerätbezogenen Datenliste gespeichert. In diesem Lern- und Resetmodus werden die Einstellungen aller Busgeräte oder anderen Schnittstellen von Steuerrechner zu Prüfgeräten reproduzierbar gespeichert beziehungsweise bereits gespeicherte Einstellungen wieder bezogen.

In diesem Modus hat ein Messtechniker die Möglichkeit, Ein fluss auf die prüfgerätbezogenen Datenlisten zu nehmen, sie sozusagen einem Lernprozess zu unterwerfen. Dies erfolgt ausgehend von einer prüfgerätbezogene Datenliste, welche anhand von Defaultwerten erstellt worden ist. Der Messtechniker stellt nun an einzelnen Messgeräten gewünschte Werte ein und lässt über einen einfachen Eingabebefehl den Steuerrechner diese Werte automatisch ablesen und die entsprechenden Defaultwerte in der prüfgerätbezogenen Datenliste nach Massgabe dieser neuen Werte überschreiben.

Anschliessend lassen sich in einem Inbetriebsetzungsmodus zu allen oder zumindest zu allen Prüfgrössen der entsprechenden Messgruppe die gerätespezifischen Eigenschaften abspeichern, wobei von einem Defaultwert ausgegangen wird. Auch hier kann der Messtechniker die Datenliste wie im oben beschriebenen Lern- und Resetmodus einem Lernprozess unterwerfen.

Bei der Initialisierung des automatischen Messmodus mit einer Prüfanweisung ist das Vorgehen ähnlich. Für jede verlangte Messgruppe wird, ausgehend von der Einstellung des Inbetriebssetzungsmodus eine modifizierte Geräteeinstellung abgespeichert. Die Identifikation dieser Einstellung erfolgt über die Schlüsselnummer beziehungsweise die Nummer der Prüfanweisung. Jeder weitere Auftrag unter dieser Nummer führt automatisch zu identischen und reproduzierbaren Prüfresultaten.

Soll eine neue Prüfgrösse aufgenommen werden, so wird ihr eine eigene Schlüsselnummer zugeordnet, es werden die theoretischen Angaben zur Prüfgrösse in der messverfahrensspezifischen Datenliste aufgenommen, die Prüfgrösse selber wird in die Vor gabenliste eingeführt und anhand des Reset- beziehungsweise Inbetriebssetzungsmodus wird die Prüfgrösse auch in der prüf gerätspezifischen Datenliste berücksichtigt.

Bezugszeichenliste

1

VWR: Verwaltungsrechner

2

MP: Messplatz

20

STR: Steuerrechner

21

MG1-5: Prüfgerät

3

PL-D prüflingsbezogene Datenliste

4

MV-D: messverfahrensbezogene Datenliste

5

PG-D: prüfgerätbezogene Datenliste

6

PA-L: Vorgabenliste

7

MP-L: Messprotokoll

Claims

1. Verfahren zur Steuerung einer Messanlage mit mindestens einem Messplatz (2) für mindestens einen Prüfling, wobei am Messplatz (2) mindestens ein Prüfgerät (21) vorhanden ist, mit welchem am Prüfling physikalische Prüfgrössen gemessen und protokolliert werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
Datenlisten verwendet werden, welche eindeutig in prüf lingsbezogene (3), messverfahrensbezogene (4) und prüf gerätbezogene (5) Datenlisten unterteilbar sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die prüflingsbezogenen (3) und die messverfahrensbezogenen (4) Datenlisten messplatzunabhängig erstellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die prüflingsbezogenen Datenlisten (3) nach Massgabe mindestens einer Vorgabenliste (6) erstellt werden, welche Angaben zu allen für vorgesehene Prüflinge in Frage kommenden Prüfgrössen beinhalten.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfgeräte (21) anhand der prüfgerätbezogenen Daten listen (5) individuell kalibriert und/oder skaliert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Daten der einzelnen Datenlisten mittels Schlüsselnummern datenlistenübergreifend verknüpft werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die prüfgerätbezogenen Datenlisten (5) mindestens teil weise nach Massgabe von Defaulteinstellungen automatisch generiert werden.

7. Steuermodul zur Steuerung einer Messanlage, mittels welcher mehrere physikalische Prüfgrössen mindestens eines Prüflings gemessen und protokolliert werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul Datenlisten aufweist, welche in prüfling bezogene (3), messverfahrensbezogene (4) und prüfgerät bezogene (5) unterteilbar sind.

8. Steuermodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Verwaltungs-Untermodul und einem Messplatz- Untermodul besteht, wobei im Verwaltungs-Untermodul die prüflingbezogenen und messverfahrensbezogenen Datenlisten vorhanden sind und/oder anhand Vorgabenlisten zusammen stellbar sind und im Messplatz-Untermodul die prüfgerät bezogenen Datenlisten vorhanden sind und wobei die zwei Untermodule zwei getrennten Rechnern zuordnungsbar sind.

9. Steuermodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die prüflingbezogenen Datenlisten mindestens Angaben zum Prüfling, eine Nennung der zu messenden Prüfgrössen und eine Reihenfolge, in welche die Werte zu erfassen sind, enthalten, wobei jede Prüfgrösse mit einer Schlüsselnummer verknüpft ist.

10. Steuermodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die messverfahrensbezogenen Datenlisten mindestens theore tische Angaben über jede Prüfgrösse enthalten, wobei jede Prüfgrösse mit einer Schlüsselnummer verknüpft ist.

11. Steuermodul nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die prüfgerätbezogenen Datenlisten mindestens Ängaben über Kalibrierung, Skalierung und Gerätezuordnung enthalten, welche prüfgrössenbezogen mit einer Schlüsselnummer ver knüpft sind.