DE60025247T2 - Schaltung und verfahren zum testen und kalibrieren - Google Patents

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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/317Testing of digital circuits
    • G01R31/3181Functional testing
    • G01R31/319Tester hardware, i.e. output processing circuits
    • G01R31/31903Tester hardware, i.e. output processing circuits tester configuration
    • G01R31/31908Tester set-up, e.g. configuring the tester to the device under test [DUT], down loading test patterns
    • G01R31/3191Calibration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass

Description

  • TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Automatische Prüfeinrichtungen oder ATE werden zum Prüfen von Halbleiterbauelementen oder anderen Bauelementtypen in verschiedenen Fertigungsstufen eingesetzt. Ein ATE-Prüfgerät erzeugt Signale, legt die Signale an ein zu prüfendes Bauelement bzw. einen Prüfling an und überwacht die Reaktionen auf diese Signale, um die Tauglichkeit des Prüflings zu beurteilen. Zu diesen Signalen gehören Gleichstromsignale und zeitvariable Signale, wie z. B. Wechselstrom-, Impuls- oder andere periodische Signale.
  • Um diese Signale mit Präzision bereitzustellen, verwenden Prüfgeräte Gleichstromschaltungen und zeitvariable Signalschaltungen, die manchmal als Pinelektronikschaltungen bezeichnet werden. Es werden getrennte Schaltungen verwendet, weil die Schaltungen, die Gleichstromsignale liefern und messen können, keine Präzisionshochfrequenzsignale liefern und messen können. Ebenso können Schaltungen für zeitvariable Präzisionssignale keine Präzisionsgleichstromsignale liefern und messen. Daher muß das Prüfgerät bei der Prüfung eines zu prüfenden Bauelements zwischen diesen beiden Schaltungen umschalten können.
  • Ferner müssen zur Aufrechterhaltung präziser Eigenschaften von zeitvariablen Signalen Prüfgeräte eine Selbsteichung ausführen können. Die Selbsteichung schließt eine Signalpegeleichung sowie eine Signaltakteichung ein. Daher muß das Prüfgerät auch diese Umschaltung zur Eichung bereitstellen.
  • 1 zeigt einen "T"-Schaltkreis, der gewöhnlich in ATE-Prüfgeräten nach dem Stand der Technik eingesetzt wird, um diese Umschaltung auszuführen. Typischerweise werden Relais benutzt, um für die Umschaltung zu sorgen. Relaisschalter erleichtern die Präzisionsprüfung, indem sie im geschlossenen Zustand einen niedrigen Widerstand und im geöffneten Zustand eine niedrige Kapazität bieten. Dies ermöglicht die genaue Übertragung und Messung von Signaltakten und Signalpegeln über eine große Bandbreite und einen Bereich von Signalpegeln. Mit einer geeigneten Relaisumschaltung ist daher der "T"-Schaltkreis in der Lage, Übertragungswege mit niedrigem Widerstand und niedriger Kapazität zwischen der zeitvariablen Signalschaltung 10 und dem zu prüfenden Bauelement 30, zwischen der Gleichstromprüfschaltung/Eichschaltung für zeitvariable Signale 20 und dem zu prüfenden Bauelement 30 sowie zwischen der Schaltung für zeitvariable Signale 10 und der Gleichstromprüfschaltung/Eichschaltung für zeitvariable Signale 20 bereitzustellen.
  • Relais haben jedoch einen wesentlichen Nachteil. Relais weisen im Vergleich zu anderen Prüfgerätkomponenten eine relativ kurze mittlere Zeit bis zum Ausfall (MTBF) auf. Eine Ursache für die kurze MTBF von Relais ist der Polymeraufbau an der Oberfläche der Relaiskontakte. Kontakte sind empfindlich gegen Polymeraufbau, wenn sie trocken geschaltet werden, statt unter einem angelegten Strom oder einer angelegten Spannung. Ein solcher Polymeraufbau erhöht den Kontaktwiderstand. Darüberhinaus variiert der durch Polymeraufbau verursachte Widerstand bei jedem Schließen der Kontakte. Dies gilt besonders bei Relais, die für Anwendungen mit hoher Bandbreite ausgelegt sind. Bei derartigen Anwendungen weisen Relais mit kleinen Kontakten, um entlang den Hochfrequenzübetragungsleitungen eine niedrigere Kapazität zu bieten, auch eine geringere Federkraft auf, wodurch Widerstandsschwankungen in polymerisierten Kontakten erleichtert werden. In Prüfgeräten, die für die Prüfung von Bauelementen mit 125 MHz–500 MHz oder mehr ausgelegt sind, können Relais, die normalerweise einen Widerstand von einem Bruchteil eines Ohms aufweisen, einen Widerstand von mehreren Ohm entwickeln. Daraus ergibt sich, daß jedes Schließen des Relais zu einem anderen Widerstandswert führt, wodurch die Meßgenauigkeit und folglich die Zuverlässigkeit des Prüfgeräts beeinflußt wird. Im Grunde genommen tragen Relais zur Stillstandszeit von Prüfgeräten bei, verlangsamen die Produktion und verringern Produktspielräume. Um auf Märkten für Halbleiter und andere elektronische Bauelemente zu konkurrieren, fordern Hersteller zuverlässigere Prüfeinrichtungen.
  • Halbleiterschalter weisen andererseits um Größenordnungen längere mittlere Zeiten bis zum Ausfall (MTBF) auf. Halbleiterschalter können jedoch nicht den gleichen niedrigen Widerstand und die gleiche niedrige Kapazität wie Relais bieten. 2 zeigt einen Vergleich von Widerstands-Kapazitäts-Charakteristiken von Halbleiterschaltern und Relais. Während das Produkt aus dem Widerstand im geschlossenen Zustand und der Kapazität im geöffneten Zustand eines Hochfrequenzrelais in der Größenordnung von 0,07 pF-Ohm liegen kann, bieten die besten im Handel erhältlichen Halbleiterbauelemente nur etwa 15–40 pF-Ohm.
  • Obwohl der Austausch von RELAIS1, RELAIS2 und RELAIS3 von 1 durch einen Halbleiterschalter an sich die mittlere Zeit bis zum Ausfall verbessern könnte, beeinträchtigt er auch auf unzulässige Weise die Fähigkeiten des Prüfgeräts. Dies gilt besonders bei Hochfrequenzanwendungen, wo die Bandbreite des zeitvariablen Signals durch die Kapazität des zeitvariablen Übertragungskanals begrenzt wird. Ferner begrenzt ein erhöhter Widerstand die Genauigkeit der Gleichstromsignalmessung und der Eichung von zeitvariablen Signalen.
  • JP-A-09 2881188 offenbart die Eichung eines Prüfgeräts durch Einsetzen eines Schalters zwischen dem Prüfgerät und einer Leistungsleiterplatte, um die Leistungsleiterplatte elektrisch von dem Prüfgerät zu trennen, so daß das Prüfgerät geeicht werden kann, ohne die Leistungsleiterplatte von einem Prüfkopf abzunehmen.
  • US-A-5200696 offenbart eine Vorrichtung zur Prüfung einer elektronischen Schaltung, die einen Verbindungsweg aufweist, dessen eines Ende mit der zu prüfenden elektronischen Schaltung und dessen anderes Ende mit einem Komparator gekoppelt ist, wobei der Komparator zum Vergleich eines Signals von der elektronischen Schaltung mit einer Bezugsspannung dient. Die Vorrichtung weist außerdem eine Takteichschaltung und eine Gleichstromparametermeßschaltung auf, die jeweils über Schalter mit dem Verbindungsweg gekoppelt werden.
  • Nach einem Aspekt bietet die vorliegende Erfindung eine Schaltung zum Prüfen und Eichen an automatischen Prüfplätzen, die aufweist: a) einen Kanal, der für die Übertragung von zeitvariablen Signalen konfiguriert ist, mit einem Ende, das für den Anschluß an eine Schaltung für zeitvariable Signale konfiguriert ist, und einem Ende, das für den Anschluß an ein zu prüfendes Bauelement konfiguriert ist, wobei der Kanal für zeitvariable Signale einen in Reihe geschalteten Halbleiterschalter aufweist; b) einen Gleichstromprüfkanal, der zwischen dem in Reihe geschalteten Halbleiterschalter und dem Ende für das zu prüfende Bauelement an den Kanal für zeitvariable Signale angeschlossen ist, wobei der Gleichstromprüfkanal mindestens einen entlang dem Gleichstromprüfkanal zwischengeschalteten Halbleiterschalter aufweist, um eine schaltbare Kopplung zwischen einer Gleichstromparameterschaltungsseite des Gleichstromprüfkanals und dem Kanal für zeitvariable Signale bereitzustellen; und i) einen Signalpegeleichkanal, der zwischen dem in Reihe geschalteten Halbleiterschalter und dem Ende für die Schaltung für zeitvariable Signale an den Kanal für zeitvariable Signale angeschlossen ist, wobei der Signalpegeleichkanal mindestens einen entlang dem Signalpegeleichkanal zwischengeschalteten Halbleiterschalter aufweist, um eine schaltbare Kopplung zwischen der Seite einer Gleichstromparameterschaltung des Signalpegeleichkanals und dem Kanal für zeitvariable Signale bereitzustellen.
  • Nach einem anderen Aspekt bietet die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Prüfen und Eichen in automatischen Prüfeinrichtungen, das aufweist: a) Steuerung der Kopplung zwischen einer Schaltung für zeitvariable Signale und einem zu prüfenden Bauelement mit Hilfe eines in Reihe geschalteten Halbleiterschalters; b) Steuerung der Kopplung zwischen einer Gleichstromparameterschaltung und dem zu prüfenden Bauelement mit Hilfe mindestens eines Halbleiterschalters, der die Gleichstromparameterschaltung unabhängig von dem in Reihe geschalteten Halbleiterschalter mit dem zu prüfenden Bauelement koppelt; und c) Steuerung der Kopplung zwischen der Gleichstromparameterschaltung und der Schaltung für zeitvariable Signale mit Hilfe mindestens eines Halbleiterschalters, der die Gleichstromparameterschaltung unabhängig von dem in Reihe geschalteten Halbleiterschalter mit der Schaltung für zeitvariable Signale koppelt.
  • In stärker bevorzugten Ausführungsformen können der Gleichstromprüfkanal, der Signalpegeleichkanal oder beide einen Zwangssignalzweig und einen Meßsignalzweig aufweisen wobei der Zwangssignalzweig und der Meßsignalzweig jeweils einen Halbleiterschalter aufweisen. In bestimmten Ausführungsformen weist der Kanal für zeitvariable Signale einen Halbleiterschaltertyp mit niedrigem Widerstand auf, während der Gleichstromprüfkanal, der Signalpegeleichkanal oder beide Halbleiterschalter mit niedriger Kapazität aufweisen. Außerdem weisen in bestimmten Ausführungsformen einige oder alle von dem Kanal für zeitvariable Signale, dem Gleichstromprüfkanal und dem Signalpegeleichkanal vorzugsweise optisch gekoppelte Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET-Transistoren) auf.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt einen Prüf- und Eichrelaisschaltkreis nach dem Stand der Technik.
  • 2 veranschaulicht einen Vergleich von Widerstands- und Kapazitätscharakteristiken eines Relais und eine Halbleiterschalters.
  • 3 zeigt eine mögliche Implementierung unter Verwendung von Halbleiterschaltern
  • 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer verbesserten ATE-Prüf- und Eichschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 5 zeigt eine bevorzugte Ausfuhrungsform einer verbesserten ATE-Prüf- und Eichschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 3 zeigt eine mögliche Implementierung zur Verbesserung des Halbleiterschaltvorgangs. In dieser Implementierung werden zwei Typen von Halbleiterschaltern eingesetzt. Ein Halbleiterschalter vom Typ A weist einen niedrigen Widerstand im geschlossenen Zustand und eine hohe Kapazität im geöffneten Zustand auf, und ein Halbleiterschalter vom Typ B wiest eine niedrige Kapazität im geöffneten Zustand und einen hohen Widerstand im geschlossenen Zustand auf. Schalter vom Typ A, SSSW1T und SSSW3T, koppeln die Schaltung für zeitvariable Signale 10 und das zu prüfende Bauelement (DUT) 30, um einen Kanal für zeitvariable Signale zu bilden. Ein Schalter vom Typ B, SSSW2T, koppelt die Gleichstromprüfschaltung und die Eichschaltung für zeitvariable Signale mit dem Kanal für zeitvariable Signale.
  • In dieser Implementierung werden durch Verwendung unterschiedlicher Halbleiterschaltertypen, von denen einer so angepaßt ist, daß er einen niedrigen Widerstand bietet, und einer so angepaßt ist, daß er eine niedrige Kapazität bietet, einige der Nachteile des Halbleiterschaltvorgangs gemildert. Während der Prüfung von zeitvariablen Signalen, wird der Widerstand des Übertragungswegs des Kanals für zeitvariable Signale durch die Schalter SSSW1 und SSSW3 vom Typ A mit niedrigem Widerstand gebildet, während der geöffnete Schalter vom Typ B, SSSW2T auf dem Übertragungsweg für zeitvariable Signale eine niedrige Kapazität bietet.
  • Bei dieser Implementierung wird jedoch die Gleichstromsignalprüfung des zu prüfenden Bauelements (DUT) 30 mittels eines Schalters SSSW2T vom Typ B mit hohem Widerstand ausgeführt. Dadurch vermindert sich die Genauigkeit der Gleichstromsignalprüfung des zu prüfenden Bauelements 30. Ferner tritt dies auch während der Eichung der Schaltung 10 für zeitvariable Signale auf, da die Schaltung 10 für zeitvariable Signale über den Schalter SSSW2T vom Typ B mit hohem Widerstand mit der Eichschaltung 20 gekoppelt ist.
  • 4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform verbindet ein Kanal 1030 für zeitvariable Signale die Schaltung 10 für zeitvariable Signale mit dem zu prüfenden Bauelement 30. Der Kanal 1030 für zeitvariable Signale weist einen in Reihe geschalteten Halbleiterschalter SSSW1 auf, der die Schaltung 10 für zeitvariable Signale umschaltbar mit dem zu prüfenden Bauelement 30 koppeln kann.
  • Ein Gleichstromprüfkanal 2530 ist mit dem Kanal 1030 für zeitvariable Signale verbunden, um die Gleichstromparameterschaltung 25 mit dem zu prüfenden Bauelement 30 zu koppeln. Der Gleichstromprüfkanal 2530 ist zwischen dem Halbleiterschalter SSSW1 und einem DUT-Ende des Kanals 1030 für zeitvariable Signale mit dem Kanal 1030 für zeitvariable Signale verbunden. Mindestens einer von den Halbleiterschaltern SSSW3 uns SSSW5 ist entlang dem Gleichstromprüfkanal 2530 eingefügt, um für eine umschaltbare Kopplung der Gleichstromparameterschaltung 25 mit dem zu prüfenden Bauelement (DUT) 30 zu sorgen. In der Ausführungsform von 4 sind vorzugsweise zwei Halbleiterschalter vorgesehen, SSSW3 und SSSW5, um eine umschaltbare Kopplung zwischen der Gleichstromparameterschaltung 25 und dem zu prüfenden Bauelement 30 herzustellen, wie weiter unten diskutiert wird. Daher koppeln die Halbleiterschalter SSSW3 und SSSW5 die Gleichstromparameterschaltung 25 mit dem zu prüfenden Bauelement 30 unabhängig von dem in Reihe geschalteten Schalter SSSW1 und nicht mit diesem in Reihe geschaltet.
  • Ein Signalpegeleichkanal 1025 ist mit dem Kanal 1030 für zeitvariable Signale verbunden, um die Gleichstromparameterschaltung 25 mit der Schaltung 10 für zeitvariable Signale zu koppeln. Mindestens einer der Halbleiterschalter SSSW2 und SSSW4 wird entlang dem Signalpegeleichkanal 1025 zwischengeschaltet, um für eine umschaltbare Kopplung der Gleichstromparameterschaltung 25 mit der Schaltung 10 für zeitvariable Signale zu sorgen. In der Ausführungsform von 4 werden vorzugsweise zwei Halbleiterschalter SSSW2 und SSSW4 bereitgestellt, um für eine umschaltbare Kopplung zwischen der Gleichstromparameterschaltung 25 und der Schaltung 10 für zeitvariable Signale zu sorgen, wie weiter unten diskutiert wird. Daher koppeln die Halbleiterschalter SSSW2 und SSSW4 die Gleichstromparameterschaltung 25 mit der Schaltung 10 für zeitvariable Signale unabhängig von dem in Reihe geschalteten Schalter SSSW1 und nicht mit diesem in Reihe geschaltet.
  • Die Konfiguration von 4 ermöglicht die Prüfung von zeitvariablen und Gleichstromsignalen des zu prüfenden Bauelements 30, die Selbsteichung der Pegel von zeitvariablen Signalen sowie die Abtrennung der Schaltung 10 für zeitvariable Signale von dem Kanal 1030 für zeitvariable Signale zur Fehlerdiagnose. Die Prüfung von zu prüfenden Bauelementen unter Verwendung von zeitvariablen Signalen wird mittels des Kanals 1030 für zeitvariable Signale bei geschlossenem Schalter SSSW1 und geöffneten Schaltern SSSW2–SSSW5 durchgeführt. Die Gleichstromsignalprüfung des zu prüfenden Bauelements 30 wird mittels des Gleichstromprüfkanals 2530 bei geschlossenen Schaltern SSSW3 und SSSW5 und geöffneten Schaltern SSSW1, SSSW2 und SSSW4 durchgeführt. Die Pegeleichung von zeitvariablen Signalen wird mittels des Signalpegeleichkanals 1025 mit geschlossenen Schaltern SSSW2 und SSSW4 und geöffneten Schaltern SSSW1, SSSW3 und SSSW5 durchgeführt.
  • Gleichfalls mit dieser Konfiguration kann eine Fehlerdiagnose des Kanals 1030 für zeitvariable Signale auf seiner DUT-Seite zwischen SSSW1 und dem zu prüfenden Bauelement (DUT) durch Schließen des Schalters SSSW1 durchgeführt werden. Diese Trennung ermöglicht z. B. eine Überprüfung der Funktionstüchtigkeit der Anschlüsse, die zur Herstellung eines Kontakts zwischen dem Kanal 1030 für zeitvariable Signale und dem zu prüfenden Bauelement (DUT) 30 benutzt werden. Mit dieser Ausführungsform könnten Fehler isoliert werden, wie z. B. der Kurzschluß von Anschlüssen. Diese Fähigkeit ist besonders wünschenswert bei automatischen Prüfeinrichtungen (ATE), die zur Prüfung von Bauelementen mit hoher Anschlußzahl verwendet werden. Zum Beispiel ist in automatischen Prüfeinrichtungen (ATE), die für die Prüfung von 12000 oder mehr Anschlußstiften eingerichtet sind, die Abtrennung der DUT-Seite des Kanals 1030 für zeitvariable Signale wesentlich.
  • In der Ausführungsform von 4 werden vorzugsweise Halbleiterschalter vom Typ A mit niedrigem Widerstand und vom Typ B mit niedriger Kapazität verwendet, um bei Verwendung von Halbleiterschaltern verbesserte Kanaleigenschaften bereitzustellen. Ein Halbleiterschalter vom Typ A mit niedrigem Widerstand im geschlossenen Zustand wird in dem Kanal 1030 für zeitvariable Signale in Reihe geschaltet. Halbleiterschalter vom Typ B mit niedriger Kapazität im geöffneten Zustand werden entlang dem Gleichstromprüfkanal 2530 und dem Signalpegeleichkanal 1025 zwischengeschaltet, um für eine umschaltbare Kopplung zwischen der Gleichstromparameterschaltung 25 und dem Kanal 1030 für zeitvariable Signale zu sorgen.
  • Auf diese Weise passiert während der Prüfung von zeitvariablen Signalen das zeitvariable Signal einen Schalter SSSW1 mit niedrigem Widerstand. Ferner bieten die Schalter SSSW2–SSSW5 während der Prüfung von zeitvariablen Signalen eine niedrige Kapazität im geöffneten Zustand. Als Ergebnis bietet die Ausführungsform von 4 einen Kanal 1030 für zeitvariable Signale von hoher Bandbreite und ermöglicht auf diese Weise eine Hochfrequenzsignalübertragung durch den Kanal 1030 für zeitvariable Signale.
  • In einigen Ausführungsformen wird der Halbleiterschalter SSSW1 vorzugsweise in der Nähe der Schaltung 10 für zeitvariable Signale angeordnet, um die Signalübertragung auf dem Kanal 1030 für zeitvariable Signale zu erleichtern. An sich scheint die Summe der Ausgangsimpedanz der Schaltung 10 für zeitvariable Signale und des geschlossenen Schalters SSSW1 die Ausgangsimpedanz zu sein, die an die charakteristische Impedanz der DUT-Seite des Kanals 1030 für zeitvariable Signale angepaßt wird. Zum Beispiel wird in einer Ausführungsform ein optisch gekoppelter MOSFET- oder optisch gekoppelter Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistorschalter mit einem Widerstand von 2 bis 3 Ohm im geschlossenen Zustand verwendet. In einer solchen Ausführungsform wird der Schalter SSSW1 in einem Abstand von etwa 1–2 cm von der Prüfschaltung 10 für zeitvariable Signale angeordnet.
  • Bei dieser Implementierung erfolgt die Gleichstromprüfung des zu prüfenden Bauelements (DUT) 30 und die Signalpegeleichung des zeitvariablen Signals über Schalter vom Typ B mit hohem Widerstand. In Prüfgeräten von automatischen Prüfeinrichtungen (ATE) der oberen Leistungsklasse kann die Gleichstromprüfung und Signalpegeleichung über Schaltertypen mit hohem Widerstand die Meßgenauigkeit auf nichtakzeptierbare Weise verringern. Um dies zu überwinden, weisen in der Ausfuhrungsform von 4 einer oder beide von diesen Kanälen 2530 und 1025 einen Zwangssignalweg oder -zweig und einen Meßsignalweg oder -zweig auf. In der Ausführungsform von 4 ist der Schalter SSSW3 im Zwangszweig des Gleichstromprüfkanals 2530 vorgesehen, während der Schalter SSSW5 im Meßzweig des Gleichstromprüfkanals 2530 vorgesehen ist. Der Meßzweig des Gleichstromprüfkanals 2530 liefert eine Rückkopplung zur Steuerung des Gleichstroms oder der Gleichspannung am Meßzweiganschluß zum Kanal 1030 für zeitvariable Signale. Ferner ist in der Ausführungsform von 4 der Schalter SSSW2 im Zwangszweig des Signalpegeleichkanals 1025 vorgesehen, während der Schalter SSSW4 im Meßzweig des Signalpegeleichkanals 1025 vorgesehen ist. An sich liefert der Meßzweig des Signalpegeleichkanals 1025 eine Rückkopplung zur Steuerung des Gleichstroms oder der Gleichspannung am Meßzweiganschluß zu dem Kanal 1030 für zeitvariable Signale.
  • Wie aus 5 erkennbar, kann in dieser Ausführungsform die Gleichstromparameterschaltung 25 Signalpegel unter Verwendung von Operationsverstärkern 22 und 26 erzeugen und auswerten. In dieser Ausführungsform wird eine Zwangsspannung an den nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 22 angelegt. Im Rückkopplungsweg wird ein hoher Widerstand bereitgestellt, wie z. B. 10 kOhm. Auf diese Weise bewirkt der Operationsverstärker 22 bei der Prüfung des zu prüfenden Bauelements (DUT) eine Zwangsanpassung der Spannung im Punkt A' an die Spannung im Punkt A, oder er bewirkt bei der Durchführung der Signalpegeleichung der Schaltung 10 für zeitvariable Signale eine Zwangsanpassung der Spannung im Punkt A'' an die Spannung im Punkt A. Ein anderer Operationsverstärker 24 erfaßt den Stromfluß durch den Widerstand 27 und übermittelt ein Ausgangssignal zu einem A/D-Wandler zur Auswertung durch eine Digitalschaltung oder einen Computer (nicht dargestellt).
  • Obwohl der Widerstand irgendwo im Rückkopplungsweg zum Operationsverstärker 22 angeordnet werden kann, sind in dieser Ausführungsform die Widerstände 23' und 23'' in den Meßzweigen der Gleichstromprüf- und Signalpegeleichkanäle 2530 bzw. 1025 vorgesehen. An sich enthalten in dieser Ausführungsform die Meßzweige jeweils einen Rückkopplungswiderstand. Ferner werden in bestimmten Ausführungsformen die Widerstände vorzugsweise innerhalb der Meßzweige in der Nähe des Kanals 1030 für zeitvariable Signale angeordnet, um die Kapazität entlang dem Kanal 1030 für zeitvariable Signale zu verringern und seine Hochfrequenzleistung zu verbessern.
  • Im Grunde genommen kann eine Präzisions-Gleichspannung im Punkt A' zur Auswertung der Gleichstromleistung des zu prüfenden Bauelements (DUT) 30 und im Punkt A'' zur Eichung des Spannungspegels des zeitvariablen Signals erzeugt werden. Da die Schalter SSSW3 und SSSW5 in den Zwangssignal- und Meßsignalzweigen des Gleichstromprüfkanals 2530 angeordnet sind, beeinflußt der hohe Widerstand dieser Schalter nicht den Gleichstromsignalpegel in A'. Ebenso beeinflussen die Schalter SSSW2 und SSSW4 mit hohem Widerstand, die in den Zwangssignal- und Meßsignalzweigen des Signalpegeleichkanals 1025 für zeitvariable Signale angeordnet sind, nicht den Signalpegel in A''. Daher wird die Spannung in A' und A'' unabhängig von Schalterwiderstand im Gleichstromprüfkanal und im Signalpegeleichkanal für zeitvariable Signale 1030 und 1025 erzeugt. Obwohl die obige Ausführungsform unter Bezugnahme auf zwangsweise Festlegung der Spannung und Messung des Stroms beschrieben wird, wird der Fachmann erkennen, daß alternativ eine zwangsweise Festlegung des Stroms und Messung der Spannung möglich ist.
  • Bei der Ausführungsform von 5 wird die Gleichstromparameterschaltung 25 für die Eichung des zeitvariablen Signalpegels genutzt. In dieser Ausführungsform wird vorzugsweise eine separate Takteichschaltung 40 zur Eichung der Takteigenschaften der Schaltung 10 für zeitvariable Signale bereitgestellt. Die Takteichschaltung kann über den Schalter SW6, wie z. B. ein Relais oder einen Halbleiterschalter, mit dem Kanal 1030 für zeitvariable Signale gekoppelt werden. Änderungen des Signalpegels in der Takteichschaltung 40 sind nicht kritisch für die Takteichung, wie dies bei er Signadlpegeleichung der Fall ist. Daher ist ein (Polymer-)Aufbau an einem Relaiskontakt nicht kritisch, da der zeitvariable Signalpegel getrennt durch die Gleichstromparameterschaltung 25 über den Signalpegeleichkanal 1025 geeicht wird. In einigen Ausführungsformen kann die Takteichschaltung 40 ein Zeitbereichsreflektometer oder TDR enthalten, um die Weglänge des Kanals 1030 für zeitvariable Signale zur Verwendung bei der Takteichung zu bestimmen.
  • Wie in 5 dargestellt, werden in einer Ausführungsform die zeitvariablen Signale durch Struktur- und Taktschaltungen 18 und 16 einem Ausgangspuffer 12 zur Übertragung auf dem Kanal 1030 für zeitvariable Signale übermittelt. Das zeitvariable Signal kann ein A/C-, ein Impulssignal oder dergleichen sein. Ein Eingangspuffer 14 empfängt Signale von dem Kanal 1030 für zeitvariable Signale und übermittelt sie zu den Takt- und Strukturschaltungen 16 und 18 zur Auswertung.
  • Bei der vorliegenden Erfindung können für SSSW1–SSSW5 Halbleiterschalter jeder Art verwendet werden, die sich für die gewünschte Prüfsignalfrequenz und die gewünschten Prüfsignalpegel eignen. Ferner können die Halbleiterschalter sämtlich eine einzige Schalterart sein, oder in verschiedenen Positionen können unterschiedliche Arten benutzt werden. Zum Beispiel können alle optisch gekoppelten Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistorschalter, Stiftdiodenschalter oder dergleichen benutzt werden. Als weiteres, nicht ausschließendes Beispiel kann eine Art von Halbleiterschalter, der als Schaltertyp mit niedriger Kapazität gefertigt wird, in den Gleichstromprüf- und Signalpegeleichkanälen 2530 und 1025 verwendet werden, während eine andere Art von Halbleiterschalter, der als Schaltertyp mit niedrigem Widerstand gefertigt wird, in dem Kanal 1030 für zeitvariable Signale benutzt werden kann. Zum Beispiel könnten optisch gekoppelte Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistorschalter für SSSW2–SSSW5 verwendet werden, während eine Stiftdiode für SSSW1 verwendet werden könnte.

Claims (10)

  1. Schaltung zum Prüfen und Eichen an automatischen Prüfplätzen, die aufweist: a) einen Kanal (1030), der für die Übertragung von zeitvariablen Signalen konfiguriert ist, mit einem Ende, das für den Anschluss an eine Schaltung (10) für zeitvariable Signale konfiguriert ist, und einem Ende, das für den Anschluss an ein zu prüfendes Bauelement (30) konfiguriert ist, wobei der Kanal (1030) für zeitvariable Signale einen in Reihe geschalteten Halbleiterschalter (SSSW1) aufweist; b) einen Gleichstromprüfkanal (2530), der zwischen dem in Reihe geschalteten Halbleiterschalter (SSSW1) und dem Ende für das zu prüfende Bauelement an den Kanal (1030) für zeitvariable Signale angeschlossen ist, wobei der Gleichstromprüfkanal (2530) mindestens einen entlang dem Gleichstromprütkanal zwischengeschalteten Halbleiterschalter (SSSW3, SSSW5) aufweist, um eine schaltbare Kopplung zwischen einer Gleichstromparameterschaltungsseite (25) des Gleichstromprüfkanals und dem Kanal(1030) für zeitvariable Signale bereitzustellen; und c) einen Signalpegeleichkanal (1025), der zwischen dem in Reihe geschalteten Halbleiterschalter (SSSW1) und dem Ende für die Schaltung für zeitvariable Signale an den Kanal (1030) für zeitvariable Signale angeschlossen ist, wobei der Signalpegeleichkanal mindestens einen entlang dem Signalpegeleichkanal (1025) zwischengeschalteten Halbleiterschalter (SSSW2, SSSW4) aufweist, um eine schaltbare Kopplung zwischen der Seite einer Gleichstromparameterschaltung (25) des Signalpegeleichkanals und dem Kanal (1030) für zeitvariable Signale bereitzustellen.
  2. Schaltung nach Anspruch 1, wobei von dem Gleichstromprüfkanal (2530) und dem Signalpegeleichkanal (1025) mindestens ein Kanal einen Zwangssignalzweig und einen Messsignalzweig aufweist wobei der Zwangssignalzweig und der Messsignalzweig jeweils einen Halbleiterschalter aufweisen.
  3. Schaltung nach Anspruch 2, wobei der Gleichstromprüfkanal einen Zwangssignalzweig und einen Messsignalzweig mit je einem Halbleiterschalter aufweist, und wobei der Signalpegeleichkanal einen Zwangssignalzweig und einen Messsignalzweig mit je einem Halbleiterschalter aufweist.
  4. Schaltung nach Anspruch 3, wobei der Kanal für zeitvariable Signale einen niederohmigen Halbleiterschalter mit niedrigem Widerstand im geschlossenen Zustand und hoher Kapazität im geöffneten Zustand aufweist, und wobei der Gleichstromprüfkanal und der Signalpegeleichkanal kapazitätsarme Halbleiterschalter mit niedriger Kapazität im geöffneten Zustand und hohem Widerstand im geschlossenen Zustand aufweisen.
  5. Schaltung nach Anspruch 1 oder 4, die ferner einen Signaltakteichkanal (40) aufweist, der schaltbar mit dem Kanal für zeitvariable Signale gekoppelt (1030) ist.
  6. Schaltung nach Anspruch 4, wobei von dem Kanal für zeitvariable Signale, dem Gleichstromprüfkanal und dem Signalpegeleichkanal mindestens ein Kanal optisch gekoppelte Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET-Transistoren) aufweist.
  7. Schaltung nach Anspruch 6, wobei alle Halbleiterschalter optisch gekoppelte Metalloxid-Halbleiter-Feldeffekttransistoren (MOSFET-Transistoren) aufweisen.
  8. Schaltung nach Anspruch 1, wobei der Kanal für zeitvariable Signale einen niederohmigen Halbleiterschalter mit niedrigem Widerstand im geschlossenen Zustand und hoher Kapazität im geöffneten Zustand aufweist, und wobei von dem Gleichstromprüfkanal und dem Signalpegeleichkanal mindestens ein Kanal mindestens einen kapazitätsarmen Halbleiterschalter mit niedriger Kapazität im geöffneten Zustand und hohem Widerstand im geschlossenen Zustand aufweist.
  9. Schaltung nach Anspruch 8, wobei sowohl der Gleichstromprüfkanal als auch der Signalpegeleichkanal die kapazitätsarmen Halbleiterschalter aufweisen.
  10. Verfahren zum Prüfen und Eichen an automatischen Prüfplätzen, das aufweist: a) Steuerung der Kopplung zwischen einer Schaltung (10) für zeitvariable Signale und einem zu prüfenden Bauelement (30) mit Hilfe eines in Reihe geschalteten Halbleiterschalters (SSSW1); b) Steuerung der Kopplung zwischen einer Gleichstromparameterschaltung (25) und dem zu prüfenden Bauelement (30) mit Hilfe mindestens eines Halbleiterschalters (SSSW3, SSSW5), der die Gleichstromparameterschaltung (25) unabhängig von dem in Reihe geschalteten Halbleiterschalter (SSSW1) mit dem zu prüfenden Bauelement koppelt; und c) Steuerung der Kopplung zwischen der Gleichstromparameterschaltung (25) und der Schaltung (10) für zeitvariable Signale mit Hilfe mindestens eines Halbleiterschalters (SSSW2, SSSW4), der die Gleichstromparameterschaltung (25) unabhängig von dem in Reihe geschalteten Halbleiterschalter (SSSW1) mit der Schaltung (10) für zeitvariable Signale koppelt.
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