-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Systeme zum Testen
von integrierten Schaltkreisen und insbesondere eine Vorrichtung
zur Verringerung von Stromversorgungsrauschen bei einem zu prüfenden,
integrierten Schaltkreis, was auf Zustandsübergänge der ihn implementierenden
Logik zurückzuführen ist.
-
Beschreibung des verwandten
Stands der Technik
-
Ein
Tester für
integrierte Schaltkreise (IC) kann gleichzeitig einen Satz von ICs
in Form eines Chips auf einem Halbleiterwafer testen. 1 ist
ein Blockdiagramm, das einen typischen IC-Tester 10 darstellt,
der durch eine Prüfkarte 12 mit
einem Satz von ähnlichen,
zu prüfenden
IC-Bauelementen (DUTs) 14 verbunden ist, die auf einem
Halbleiterwafer ausgebildet sein können. Der Tester 10 verwendet Pogo-Anschlüsse 15 oder
andere Mittel, um verschiedene Eingangs- und Ausgangsanschlüsse mit einem
Satz von Kontakten 16 auf der Prüfkarte 12 zu verbinden.
Die Prüfkarte 12 umfasst
einen Satz von Sonden 18 zum Kontaktieren von Eingangs-/Ausgangs-(I/O)-Kontaktstellen 19 auf
der Oberfläche
eines jeden DUT's 14 und
sieht leitende Wege 20 vor, die die Kontakte 16 mit
den Sonden 18 verbinden. Die Wege durch die Prüfkarte 12 ermöglichen,
dass der Tester 10 Testsignale an das DUT 14 überträgt und die
durch das DUT erzeugten Ausgangssignale überwacht. Da digitale, integrierte
Schaltkreise oft synchrone Logikgatter umfassen, die in Reaktion
auf Impulse eines periodischen Haupttaktsignals (CLOCK) getaktet
sind, sieht die Prüfkarte 12 auch
einen Weg 22 vor, über
den der Tester 10 jedem DUT 14 ein CLOCK-Signal
zuführen
kann. Das Testsystem umfasst auch eine Stromversorgung 24 zum
Zuführen von
Strom zu den DUTs 14, wenn sie getestet werden, und die
Prüfkarte 12 verbindet
durch die Sonden 18 die Stromversorgung 24 mit
einer Stromeingangskontaktstelle 26 eines jeden DUT's 14.
-
Jeder
Schalttransistor innerhalb eines DUT's 14 weist eine eigene Eingangskapazität auf, und
um den Transistor an- oder abzuschalten, muss der Treiber des Transistors
entweder die Eingangskapazität des
Transistors laden oder entladen. Wenn ein Treiber die Eingangskapazität eines
Transistors lädt,
entnimmt er Ladestrom aus der Stromversorgung 24. Ist die
Eingangskapazität
des Transistors vollständig
geladen, braucht dessen Treiber nur eine relativ kleine Stärke an Leckstrom
zuzuführen,
der benötigt
wird, um die Eingangskapazität
des Transistors geladen zu halten, so dass der Transistor an- oder
abgeschaltet bleibt. Bei DUTs, die synchrone Logik implementieren,
tritt das Schalten eines Transistors meist sofort nach einer Flanke
eines jeden CLOCK-Signal-Impulses
auf. Somit gibt es sofort nach jedem Impuls eines CLOCK-Signals
einen temporären
Anstieg beim Versorgungsstrom I1, der jedem DUT 14 zugeführt wird,
um den Ladestrom vorzusehen, der benötigt wird, um die Schaltzustände von
verschiedenen Transistoren innerhalb des DUT's zu ändern. Später innerhalb des CLOCK-Signal-Zyklus,
nachdem diese Transistoren den Zustand geändert haben, fällt der Bedarf
an Versorgungsstrom I1 auf einen „Ruhe"-Gleichgewichtspegel und bleibt dort,
bis der nächste
CLOCK-Signal-Zyklus beginnt.
-
Die
Signalwege 28, durch die die Prüfkarte 12 die Stromversorgung 24 mit
jedem DUT 14 verbindet, weisen eine Eigenimpedanz auf,
die in 1 durch einen Widerstand R1 dargestellt ist. Da
ein Spannungsabfall zwischen dem Ausgang der Stromversorgung 24 und
dem Stromeingang 26 des DUT's 14 vorhanden ist, ist der
Vorsorgungsspannungseingang VB zum DUT 14 etwas geringer
als die Ausgangsspannung VA der Stromversorgung 24, und, obwohl
VA gut geregelt sein kann, verändert
sich VB mit der Stärke
des Stroms I1. Nach dem Start eines jeden CLOCK-Signal-Zyklus erhöht der temporäre Anstieg
von I1, der benötigt
wird, um die Eingangskapazität
des Schalttransistors zu laden, den Spannungsabfall über R1 und
verringert dabei zeitweise VB. Da der Einbruch der Versorgungsspannung
VB, der nach jeder CLOCK-Signal-Impuls-Flanke auftritt, eine Form
von Rauschen ist, die die Leistung der DUTs 14 nachteilig
beeinflussen kann, ist es erstrebenswert, dessen Stärke und
Dauer zu beschränken. Wir
können
dieses Rauschen beschränken,
indem man die Recktanz der Wege 28 zwischen der Stromversorgung 24 und
den DUTs 14 reduziert, beispielsweise indem man die Leitergröße erhöht oder
die Länge
des Weges 28 minimiert. Es gibt jedoch praktische Beschränkungen
des Umfangs, mit dem man diese Recktanz reduzieren kann.
-
Wir
können
das Stromversorgungsrauschen auch verringern, indem man einen Kondensator
C1 auf der Prüfkarte 12 nahe
des Stromversorgungseingangs 26 eines jeden DUT's 14 anordnet. 2 stellt das
Verhalten der Versorgungsspannung VB und des Stroms I1 am Stromeingang 26 des
IC's 14 in
Reaktion auf einen Impuls des CLOCK-Signal-Eingangs zu IC 14 dar,
wenn der Kondensator C1 ungenügend groß ist. Man
beachte, dass der temporäre
Anstieg von I1 über
seinen Ruhepegel IQ im Anschluss an eine Flanke des CLOCK-Signals
zum Zeitpunkt T1 einen temporären
Anstieg des Spannungsabfalls über
R1 erzeugt, der wiederum einen temporären Einbruch der Versorgungsspannung
VC unter ihren Ruhepegel VQ erzeugt.
-
3 stellt
das Verhalten von VB und I1 dar, wenn der Kondensator C1 genügend groß ist. Zwischen
den CLOCK-Signal-Impulsen, wenn das DUT 14 ruhig ist, lädt der Kondensator
C1 auf den Ruhepegel VQ von VB. Im Anschluss an eine ansteigende
(oder abfallende) Flanke des CLOCK-Signals zum Zeitpunkt T1, wenn
ein DUT 14 temporär
mehr Strom erfordert, führt
der Kondensator C1 einiges von seiner gespeicherten Ladung dem DUT 14 zu
und verringert dabei die Stärke
an zusätzlichem
Strom, den die Stromversorgung 24 vorsehen muss, um dem
erhöhten
Bedarf nachzukommen. Wie man in 3 sehen
kann, verringert das Vorhandensein von C1 die Stärke des temporären Spannungsabfalls über R1 und
verringert daher die Stärke
des Einbruchs der Versorgungsspannung VB, die dem DUT 14 zugeführt wird.
-
Damit
der Kondensator C1 die Abweichung von VB angemessen beschränkt, muss
der Kondensator groß genug
sein, um dem DUT 14 die benötigte Ladung zuzuführen und
muss nahe dem DUT 14 positioniert sein, so dass die Wegimpedanz
zwischen C1 und DUT 14 sehr gering ist. Leider ist es nicht
immer geeignet oder möglich,
einen großen
Kondensator auf einer Prüfkarte 12 nahe
dem Stromversorgungseingangsanschluss 26 eines jeden DUT's 14 zu
montieren. 4 ist eine vereinfachte Draufsicht einer
typischen Prüfkarte 12.
Der IC-Tester 10 befindet sich über der Prüfkarte und der die DUTs 14 enthaltende
Wafer ist unter der Prüfkarte
gehalten. Da die I/O-Anschlüsse
des IC-Testers 10 von 1 im Vergleich
zum Oberflächenbereich
des getesteten Wafers über
einen relativ großen
Bereich verteilt sind, sieht die Prüfkarte 12 eine relativ
große
Oberfläche 25 zum
Halten der Kontakte 16 vor, auf die der Tester zugreift.
Andererseits sind die Sonden 18 (nicht gezeigt) auf der
Unterseite der Prüfkarte 12, die
die DUTs 14 auf dem Wafer kontaktieren, auf einem relativ
kleinen, zentralen Bereich 27 der Prüfkarte 12 konzentriert.
-
Die
Wegimpedanz zwischen den Kontakten 16 auf der Oberfläche 25 der
Karte 12 und den Sonden 18 unter dem Bereich 27 ist
eine Funktion des Abstands zwischen jedem Kontakt 16 und
seiner entsprechenden Sonde. Um den Abstand zwischen den Kondensatoren
C1 und den DUTs 14 zu minimieren, sollten die Kondensatoren
auf der Prüfkarte 12 nahe (oder über) dem
kleinen, zentralen Bereich 27 montiert sein. Wenn ein Wafer
jedoch eine große
Anzahl von zu prüfenden
ICs oder einen IC mit einer großen Anzahl
von dicht gedrängten
Anschlüssen
umfasst, gibt es nicht genügend
Platz, um die erforderliche Anzahl an ausreichend großen Kondensatoren
C1 genügend
nah am zentralen Bereich 27 zu montieren.
-
Die
WO 01/73929 A2 offenbart
ein Halbleiterbauelement-Testersystem, bei dem eine Vielzahl von
zu prüfenden
Bauelementen (DUT) über
eine Prüfkarte
geprüft
werden kann. Die Prüfkarte
verbindet die Vielzahl an DUTs mit einem IC-Tester für logisches
Testen. Eine Hauptstromversorgung führt den DUTs den Normalbetriebsstrom permanent über die Prüfkarte zu
und eine Hilfsstromversorgung sieht eine Ladung für Kondensatoren
auf der Prüfkarte
vor, um während
Perioden mit erhöhtem
Strombedarf der DUTs Zusatzstrom bereitzustellen. Unter der Steuerung
des IC-Testers bei Verwendung von Taktsignalimpulsen werden die
Schalter so geschaltet, dass die Ladungen von den Kondensatoren
zeitweise den DUTs zugeführt
werden. Dabei wird darauf abgezielt, Spannungsfluktuationen am Stromspannungseingang
der DUTs zu vermeiden durch Optimieren und entsprechendes Auswählen der
Ladung, die den Stromversorgungsanschlüssen der DUTs zugeführt wird,
die durch den Taktsignalimpuls getriggert sind. Der IC-Tester überwacht
eine Versorgungsspannung an einem Eingangsanschluss eines Referenz-DUT's, so dass das Ergebnis
des vorangegangenen Prognoseschritts geprüft werden kann und – falls
nötig – die Spannung
von der Hilfsstromversorgung, die zum Laden der Kondensatoren für die Erzeugung
des Kompensationsstromimpulses verwendet wird, entsprechend neu
angepasst wird, um Abweichungen zu minimieren.
-
Die
Erfindung ist in den Ansprüchen
1 bzw. 11 definiert.
-
Spezielle
Ausführungsbeispiele
sind in den abhängigen
Ansprüchen
dargelegt.
-
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Während eines
Tests eines zu prüfenden,
integrierten Schaltkreisbauelements (DUT), das synchrone Logik verwendet,
erfährt
das DUT nach jeder nachfolgenden Vorder- oder Abfallflanke eines Taktsignaleingangs
am DUT einen temporären
Anstieg seines Bedarfs an Versorgungsstrom. Das DUT benötigt den
Zusatzstrom, um die Eingangskapazität der die Logikbauelemente
ausbildenden Transistoren zu laden, da sie in Reaktion auf die Taktsignalflanken Zustandsübergänge durchlaufen.
Die Erfindung beschränkt
die Abweichung der Stromversorgungsspannung am Versorgungseingangsanschluss
eines DUT's, die
aus dem vorübergehenden
Anstieg des Versorgungsstroms in Reaktion auf jeden Taktsignalimpuls
resultiert. Die Erfindung verringert dabei das Stromversorgungsrauschen
am Versorgungseingangsanschluss des DUT's.
-
Gemäß der Erfindung,
wird nach jeder Taktsignalflanke dem Versorgungseingangsanschluss des
DUT's ein Ladestromimpuls
zugeführt,
um einen durch eine Hauptstromversorgung während des Test kontinuierlich
zugeführten
Strom zu ergänzen.
Der Ladestromimpuls, der geeigneterweise durch eine Hilfsstromversorgung
gespeist wird, verringert bei der Hauptstromversorgung die Notwendigkeit,
deren Ausgangsstrom zu erhöhen,
um dem erhöhten
Bedarf des DUT's
nachzukommen. Indem der Ausgangsstrom der Hauptstromversorgung trotz
des erhöhten
Strombedarfs des DUT's
im Wesentlichen konstant bleibt, bleibt der Spannungsabfall über die Wegimpedanz
zwischen der Hauptstromversorgung und dem DUT im Wesentlichen konstant.
Somit bleibt auch die Versorgungsspannung am Versorgungseingangsanschluss
des DUT's im Wesentlichen
konstant.
-
Die
Stärke
an zusätzlichem
Ladestrom, den ein DUT nach jeder Taktsignalflanke benötigt, schwankt
in Abhängigkeit
der Anzahl und Art der Zustandsübergänge, denen
dessen interne Logikbauelemente in Reaktion auf die Taktsignalflanke
unterliegen. Da ein Test eines IC's es erforderlich macht, dass der IC
eine vorbestimmte Sequenz von Zustandsänderungen ausführt, ist
das Verhalten des IC's
während
eines Tests, einschließlich
seines Bedarfs an Strom während
jeder Taktsignalflanke, prognostizierbar. Die Stärke des nach jeder Taktsignalflanke
zugeführten
Stromimpulses wird somit so eingestellt, dass sie mit einer prognostizierten
Stärke
an zusätzlichem
Ladestrom übereinstimmt,
die durch das DUT im Anschluss an jeden Taktsignalimpuls benötigt wird.
Die Prognose für
den Anstieg des Stroms, der durch ein DUT im Anschluss an jede Taktsignalflanke
entnommen wird, kann beispielsweise beruhen auf Messungen des Stroms,
der durch ein ähnliches
DUT unter ähnlichen
Testbedingungen entnommen wird, oder auf Simulationen des einem
analogen Test unterliegenden DUT's.
-
Obwohl
die Stärke
an Ladestrom, die ein IC eines speziellen Typs während jedem Testzyklus entnehmen
kann, mit einem ziemlich hohen Grad an Genauigkeit prognostizierbar
ist, kann die tatsächliche Stärke des
zusätzlichen
Ladestroms, der durch irgendein gegebenes DUT dieses Typs entnommen wird,
etwas höher
oder niedriger sein als die prognostizierte Stärke. Zufällige Prozessabweichungen bei der
Herstellung von ICs führen
dazu, dass alle ICs ein bisschen unterschiedlich reagieren, insbesondere
hinsichtlich der Stärke
an Ladestrom, die ihre Transistoren während Zustandsänderungen
benötigen. Um
derartige Unterschiede zwischen den DUTs auszugleichen, ist ein
Rückkopplungsschaltkreis
vorgesehen, um die Spannung am Versorgungseingangsanschluss des
DUT's zu überwachen
und um die prognostizierte Stärke
der Stromimpulse entsprechend zu skalieren, um Abweichungen bei
dieser Spannung zu minimieren.
-
Somit
ist die Stärke
des Stromimpulses, der dem Versorgungseingangsanschluss eines DUT's im Anschluss an
jeden Taktsignalzyklus zugeführt
wird, eine Funktion der prognostizierten Stärke des zusätzlichen Stroms, der durch
ein DUT von diesem Typ während
dieses Taktsignalzyklus entnommen wird, aber die prognostizierte
Impulsstärke
wird zum Anpassen der Prognose durch Rückkopplung skaliert, um die
Abweichung von Ladestromerfordernissen für jedes getestete, spezielle
DUT anzupassen.
-
Der
abschließende
Abschnitt dieser Beschreibung legt insbesondere den Gegenstand der vorliegenden
Erfindung dar und beansprucht ihn auf abgrenzende Weise. Fachleute
jedoch werden sowohl den Aufbau als auch das Verfahren bzgl. der Funktionsweise
der Erfindung zusammen mit deren weiteren Vorteilen und Aufgaben
durch Lesen der restlichen Abschnitte der Beschreibung hinsichtlich der
beigefügten
Zeichnung(en) bestens verstehen, wobei sich gleiche Bezugszeichen
auf gleiche Elemente beziehen.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHUNUNG(EN)
-
1 ist
ein Blockdiagramm, das ein typisches, herkömmliches Testsystem mit einem
Tester für
integrierte Schaltkreise darstellt, der durch eine Prüfkarte mit
einem Satz von zu prüfenden
Bauelementen (DUTs) für
integrierte Schaltkreise verbunden ist;
-
2 und 3 sind
Zeitdiagramme, die das Verhalten von Signalen innerhalb des herkömmlichen
Testsystems von 1 darstellen;
-
4 ist
eine vereinfachte Draufsicht der herkömmlichen Prüfkarte von 1;
-
5 ist
ein Blockdiagramm, das ein Testsystem darstellt, das ein System
zur Rauschreduzierung in den Stromversorgungseingängen eines
Satzes von DUTs ausführt;
-
6 ist
ein Zeitdiagramm, das das Verhalten von Signalen innerhalb des Testsystems
von 5 darstellt;
-
7 ist
ein Blockdiagramm, das den Betrieb des Testsystems von 5 während eines
Kalibrierungsverfahrens darstellt;
-
8 ist
eine vereinfachte Draufsicht der Prüfkarte von 6;
-
9 und 10 sind
Blockdiagramme, die Testsysteme darstellen;
-
11 ist
ein Zeitdiagramm, das das Verhalten von Signalen innerhalb des Testsystems
von 10 darstellt;
-
12 ist
ein Blockdiagramm, das ein Testsystem darstellt;
-
13 ist
ein Zeitdiagramm, das das Verhalten von Signalen innerhalb des Testsystems
von 12 darstellt;
-
14 ist
ein Blockdiagramm, das ein Testsystem darstellt;
-
15 ist
ein Blockdiagramm, das ein Testsystem darstellt;
-
16 ist
ein Blockdiagramm, das ein Testsystem darstellt; und
-
17 ist
ein Zeitdiagramm, das das Verhalten von Signalen innerhalb des Schaltkreises
von 16 darstellt;
-
18 ist
ein Blockdiagramm, das ein Testsystem darstellt;
-
19 ist
ein Blockdiagramm, das ein Testsystem darstellt;
-
20A stellt eine exemplarische Prüfkarte dar;
-
20B stellt eine weitere exemplarische Prüfkarte dar;
-
21 ist
ein Blockdiagramm, das ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung darstellt;
-
22 ist
ein Blockdiagramm, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel des Regelungsschaltkreises
von 21 darstellt;
-
23–25 sind
Blockdiagramme, die alternative, exemplarische Ausführungsbeispiele
des Stromimpulsgenerators von 21 darstellen;
und
-
26 ist
ein Blockdiagramm, das ein Testsystem darstellt.
-
BESCHREIBUNG DES(DER) BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS(E)
-
Systemaufbau
-
5 stellt
in Form eines Blockdiagramms einen integrierten Schaltkreis-(IC)-Tester 30 dar,
der durch eine Prüfkarte 32 mit
einem Satz von ähnlichen,
zu prüfenden
IC- Bauelementen
(DUTs) 34 in Form eines Chips auf einem Halbleiterwafer
verbunden ist. Die Prüfkarte 32 umfasst
einen Satz von Sonden 37 für den Zugriff auf Eingangs-/Ausgangs-Kontaktstellen 39 auf
den Oberflächen
der DUTs 34 und umfasst auch Signalwege 46, die
den Tester 30 mit den Sonden 37 verbinden, damit
der IC-Tester 30 ein Taktsignal (CLOCK) und andere Testsignale
an die DUTs 34 senden und DUT-Ausgangssignale zurück zum Tester 30 übertragen
kann, so dass der Tester das Verhalten der DUTs überwachen kann.
-
Die
Prüfkarte 32 verbindet
auch eine Hauptstromversorgung mit einem Versorgungseingangsanschluss 41 eines
jeden DUT's 34 über Leiter,
die durch die Prüfkarte
verlaufen, die zu Sonden 37 führen, die sich zu den Anschlüssen 41 erstrecken.
Die Stromversorgung 36 erzeugt eine geregelte Ausgangsspannung
VA und versorgt das DUT 34 kontinuierlich mit einem Strom
I2. Für
illustrative Zwecke stellt 5 die Eigenimpedanzen
der Wege 43 durch die Prüfkarte 32 zwischen
der Hauptstromversorgung 36 und jedem DUT 34 als
Widerstände
R1 dar. Aufgrund eines Spannungsabfalls über jedem Widerstand R1 ist
die Eingangsversorgungsspannung VB zu jedem DUT 34 immer
etwas geringer als VA.
-
Ein
erster Transistorschalter SW1, der auf der Prüfkarte 32 montiert
ist, verbindet eine Hilfsstromversorgung 38 mit einem Satz
von Kondensatoren C2, die in der Prüfkarte 32 montiert
sind. Ein Satz von zweiten Transistorschaltern SW2, die auch auf der
Prüfkarte 32 montiert
sind, verbinden jeden Kondensator C2 mit dem Versorgungseingangsanschluss
eines entsprechenden DUT's 34.
Ein in 5 gezeigter Widerstand R2 stellt die Eigenimpedanz
des Signalweges innerhalb der Prüfkarte 32 zwischen
jedem Kondensator C2 und dem Versorgungseingangsanschluss 41 eines
DUT's 34 dar, wenn
der Schalter SW2 geschlossen ist. Der IC-Tester 30 sieht
ein Ausgangssteuersignal CNT1 für
SW1, ein Steuersignal CNT2 zum Steuern der Schalter SW2 und Steuerdaten
CNT3 zum Steuern der Höhe der
Ausgangsspannung VC der Hilfsstromversorgung 38 vor. Wie
nachstehend detailliert erörtert,
wirken die Hilfsstromversorgung 38, die Schalter SW1 und
SW2 und die Kondensatoren C2 als eine Hilfsstromquelle, um bei Bedarf
einen Stromimpuls I3 in den Versorgungseingangsanschluss 41 eines
jeden zu prüfenden
DUT's unter der
Steuerung des IC-Testers 30 einzuspeisen, um jeglichen
voraussichtlichen Anstieg bzgl. des Bedarfs an Versorgungsstrom
im DUT zu erfüllen.
-
Stromversorgungsrauschen
-
Die
DUTs 34 implementieren eine synchrone Logik, bei der sich
Logikgatter ausbildende Schalttransistoren in Reaktion auf Impulse
des durch den Tester 20 vorgesehenen periodischen Haupt-CLOCK-Signals
an- und abschalten. Jeder Schalttransistor hat eine eigene Eingangskapazität, und,
um den Transistor an- oder abzuschalten, muss dessen Treiber die
Eingangskapazität
des Transistors entweder laden oder entladen. Wenn die Treiber innerhalb
der DUTs 34 die Eingangskapazität eines Transistors laden,
erhöhen
sie die Stärke
des Stroms I1, der dem Versorgungseingangsanschluss 41 eines
jeden DUT's zugeführt werden
muss. Wenn die Eingangskapazität
des Transistors vollständig
geladen ist, braucht dessen Treiber nur die relativ geringe Stärke an Leckstrom
zuzuführen,
die benötigt
wird, um die Eingangskapazität
des Transistors geladen zu halten, so dass der Transistor an- oder
abgeschaltet bleibt. Somit gibt es, sofort nach jedem Impuls des CLOCK-Signals,
einen temporären
Anstieg des Versorgungsstroms I1, der jedem DUT 34 zugeführt wird,
um den Ladestrom bereitzustellen, der benötigt wird, um die Schaltzustände verschiedener
Transistoren zu ändern.
Zu einem späteren
Zeitpunkt in einem CLOCK-Signal-Zyklus, nachdem diese Transistoren
den Zustand geändert
haben, sinkt der Bedarf an Versorgungsstrom auf einen "Ruhe"-Gleichgewichtspegel
und bleibt dort, bis der nächste
CLOCK-Signal-Zyklus beginnt. Da die Stärke an zusätzlichem Strom I1, die ein
DUT 34 beim Start eines jeden CLOCK-Signal-Zyklus benötigt, von
der Anzahl und der Art der Transistoren abhängt, die sich während diesem
speziellen CLOCK-Signal-Zyklus
an- und abschalten, kann der Bedarf an Ladestrom von Zyklus zu Zyklus
variieren.
-
Wenn
der Tester 30 die Schalter SW1 und SW2 immer offen hielte,
dann würde
die Hauptstromversorgung 36 jedem DUT 34 immer
die gesamte Stromeinspeisung I1 bereitstellen. In einem derartigen
Fall würde
der temporäre
Anstieg des Versorgungsstroms I1 aufgrund der erhöhten Schaltaktivität innerhalb
eines jeden DUT's 34 nach
jedem CLOCK-Signal-Impuls einen temporären Anstieg des Spannungsabfalls über die
Eigenimpedanz R1 des Signalweges 43 zwischen Hauptstromversorgung 36 und
DUT 34 verursachen. Dies würde wiederum einen temporären Abfall
der Spannung VB am Versorgungseingangsanschluss 41 des
DUT's verursachen. 2 stellt
das Verhalten von VB und I1 dar, wenn SW2 immer offen ist. Da der
Einbruch der Versorgungsspannung VB nach jeder CLOCK-Signal-Impuls-Flanke eine Form
von Rauschen ist, das die Leistung von DUTs 34 nachteilig
beeinflussen kann, ist es erstrebenswert, die Höhe des Spannungsabfalls zu
beschränken.
-
Prädiktive Stromkompensation
-
Ein
IC-Tester 30 steuert die Hilfsstromversorgung 38 und
die Zustände
der Schalter SW1 und SW2, so dass der Kondensator C2 dem DUT 34 beim Start
eines jeden Testzyklus zusätzlichen
Ladestrom I3 zuführt.
Der Ladestrom I3, der nur während
eines anfänglichen
Abschnitts eines jeden CLOCK-Signal-Zyklus fließt, vereinigt sich mit dem
Ausgangsstrom I2 der Hauptstromversorgung, um den Stromeingang I1
für das
DUT 34 vorzusehen. Wenn der Ladestrom I3 ungefähr die gleiche
Ladungsstärke
vorsieht, wie die Kapazität
der Schalttransistoren innerhalb des DUT's 34 im Anschluss an einen
CLOCK-Signal-Impuls annimmt, gibt es eine relativ geringe Änderung
beim Strom I2, der durch die Hauptstromversorgung 36 im
Anschluss an den CLOCK-Signal-Impuls
erzeugt wird, und somit eine sehr geringe Abweichung bei der Versorgungsspannung VB.
-
Daher
führt der
Tester 30 vor jeder CLOCK-Signal-Flanke die Daten CNT3
zur Hilfsstromversorgung 38, die eine gewünschte Höhe der Hilfsversorgungsspannung
VC angibt, und schließt
dann den Schalter SW1. Die Stromversorgung 38 lädt dann
alle Kondensatoren C2. Die Stärke
an Ladung, die die Kondensatoren C2 speichern, ist proportional
zur Höhe
von VC. Wenn die Kondensatoren C2 Zeit zum vollständigen Laden
hatten, öffnet
der Tester 30 den Schalter SW1. Danach, im Anschluss an
den Start des nächsten
CLOCK-Signal-Zyklus, schließt
der Tester 30 alle Schalter SW2, so dass die Ladung, die in
den Kondensatoren C2 gespeichert ist, als Ströme I3 in die DUTs 34 fließen kann.
Anschließend,
wenn kein Bedarf mehr an vorübergehendem
Ladestrom besteht, öffnet
der Tester 30 die Schalter SW2, so dass nur die Hauptstromversorgung 36 den
DUTs 34 Strom während
des restlichen Abschnitts des CLOCK-Signal-Zyklus zuführt. Dieser
Vorgang wiederholt sich während
jedem Zyklus des CLOCK-Signals, wobei der Tester 30 die
Höhe von
VC über
Steuerdaten CNT3 für
jeden Taktzyklus einstellt, um einen Stromimpuls IC vorzusehen,
der so bemessen ist, dass er dem erwarteten Bedarf an Ladestrom
während
diesem speziellen Taktsignalzyklus entspricht. Somit kann die Stärke des
IC-Stromimpulses von Zyklus zu Zyklus variieren.
-
6 stellt
das Verhalten der Versorgungsspannung und der Ströme I1, I2
und I3 während
eines anfänglichen
Abschnitts eines CLOCK-Signal-Zyklus dar. Der Strom I1 zeigt einen
starken, temporären
Anstieg über
seinen Ruhepegel IQ1 nach einer Flanke des CLOCK-Impulses zum Zeitpunkt
T1, um die Kapazität
innerhalb des DUT's 34 zu
laden. Der Strom I3 steigt schnell an, um im Wesentlichen den ganzen
zusätzlichen
Ladestrom bereitzustellen. Der Ausgangsstrom I2 der Hauptstromversorgung 38 zeigt
nur eine relativ geringe Störung
seines Ruhewert IQ2, was auf geringe Fehlanpassungen zwischen I3
und der transienten Komponente von I2 zurückzuführen ist. Da die Abweichung
bei I2 gering ist, ist die Abweichung bei VB gering. Daher beschränkt die
vorliegende Erfindung das Stromversorgungsrauschen aufgrund von
Schalttransienten bei den DUTs 34 beträchtlich.
-
Testerprogrammierung
-
Wie
oben erwähnt,
hängt die
Stärke
an zusätzlichem
Ladestrom, die jedes DUT 34 beim Start eines CLOCK-Signal-Zyklus
entnimmt, von der Anzahl der Transistoren ab, die sich während des
CLOCK-Signal-Zyklus an- und abschalten, und der Ladestrom variiert
von Zyklus zu Zyklus. Um eine geeignete Spannungsregelung am DUT-Anschluss 41 vorzusehen,
muss der Tester 30 prognostizieren, wie viel Ladung das DUT 34 im
Anschluss an jede CLOCK-Signal-Flanke speichern wird, weil er die
Höhe der
Hilfsstromversorgungsausgabe VC einstellen muss, so dass die Kondensatoren
C2 die geeignete Ladungsmenge vor jedem CLOCK-Signal-Zyklus speichern.
-
7 stellt
eine Testsystemanordnung dar, die ermöglicht, dass der Tester 30 experimentell
den Pegel festlegt, auf den er VC für jeden Testzyklus einstellen
soll. Ein Referenz-DUT 40, von dem man weiß, dass
es richtig funktioniert, und das den zu prüfenden ICs ähnelt, ist mit dem Tester 30 über die
Sonde 32 im Allgemeinen auf die gleiche Weise verbunden,
wie die DUTs 34 verbunden sein sollen, so dass der Tester 30 den
gleichen Test am Referenz-IC 40 durchführen kann. Die Prüfkarte 32 jedoch
verbindet den Stromversorgungsanschluss des Referenz-IC's 40 auch
mit einem Eingangsanschluss des Testers 30, so dass der
Tester 30 die Stromversorgungsspannung VB überwachen
kann. Der Tester 30 führt dann
während
der Beobachtung von VB unter Verwendung des minimalen Wertes für VC nur
den ersten CLOCK-Zyklus des Tests aus. Wenn VB während des CLOCK-Signal-Zyklus
unter einen gewünschten, niedrigeren
Grenzwert fällt,
wiederholt der Tester 38 den ersten CLOCK-Signal-Zyklus
des Tests unter Verwendung eines höheren Wertes von VC. Dieser Vorgang
wird schrittweise wiederholt, bis ein geeigneter Wert von VC für den ersten
CLOCK-Signal-Zyklus
festgelegt ist. Der Tester führt
dann schrittweise die ersten zwei CLOCK-Signal-Zyklen des Tests aus, während er
VB während
des zweiten CLOCK-Signal-Zyklus überwacht
und VC entsprechend einstellt. Dasselbe Verfahren wird verwendet,
um einen geeigneten Wert von VC für jeden nachfolgenden CLOCK-Signal-Zyklus
des Tests festzulegen. Diese Werte für VC können dann beim Testen der DUTs 34 verwendet
werden.
-
Designer
verwenden typischerweise Schaltkreissimulatoren, um die ICs zu simulieren,
bevor sie hergestellt werden. Wenn ein Schaltkreissimulator den
gleichen Test an simulierten ICs durchführt, wie ein IC-Tester an dessen
realem Gegenstück
durchführen
würde,
kann der Schaltkreissimulator auf analoge Weise verwendet werden,
um die Sequenz von VC-Werten zu bestimmen, die während eines Tests des realen
IC's verwendet werden.
-
Prüfkarte
-
4 stellt
eine typische, herkömmliche Prüfkarte 12 dar,
die spannungsregelnde Kondensatoren C1 mit den Stromeingangsanschlüssen der DUTs
verbindet, um Stromversorgungsrauschen zu begrenzen. Derartige Prüfkarten
müssen
den Abstand zwischen spannungsregelnden Kondensatoren und den DUTs
minimieren, um die Impedanz zwischen den Kondensatoren und den DUTs
zu minimieren. Daher sind die Kondensatoren vorzugsweise auf der
Prüfkarte
in oder nahe einem kleinen Bereich 27 über den auf die DUTs zugreifenden
Sonden montiert. Da es auf den Prüfkarten neben den Sonden wenig
Platz gibt, ist die Größe und Anzahl
der regelnden Kondensatoren C1, die auf der Prüfkarte 12 eingesetzt
werden können,
beschränkt.
Diese Beschränkung
für den
Kondensator-Montageraum kann die Anzahl der DUTs, die gleichzeitig
getestet werden können,
beschränken.
-
8 ist
eine vereinfachte Draufsicht der Prüfkarte 32 von 5.
Kontaktpunkte 45, auf die durch den IC-Tester 30 von 7 zugegriffen
wird, sind über
einen relativ großen
Bereich der Oberfläche 43 der
Prüfkarte 32 verteilt
angeordnet, während die
Sonden 37 (nicht gezeigt), die die DUTs 34 kontaktieren,
auf einem relativ kleinen, zentralen Bereich 47 der Prüfkarte konzentriert
angeordnet sind. Da die Spannung VC, auf die die Kondensatoren C2
geladen sind, eingestellt werden kann, um die signifikante Wegimpedanz
R2 (5) zwischen jedem Schalter SW2 und Anschluss 41 des
DUT's 34 anzupassen, können – im Vergleich
zu den Kondensatoren C1 von 4 – die Kondensatoren
C2 auf der Prüfkarte 32 mit
einem wesentlich größeren Abstand
zum zentralen Bereich 47 über den DUT-Sonden montiert
werden. Da die Kondensatoren C2 auch auf eine höhere Spannung als die Kondensatoren
C1 geladen sind, können
sie kleiner als die Kondensatoren C1 sein. Da die Kondensatoren
C2 der Prüfkarte 32 von 8 kleiner
und weiter vom Zentrum der Prüfkarte
entfernt sein können
als die Kondensatoren C1 der herkömmlichen Prüfkarte 12 von 4,
kann eine größere Anzahl
von Kondensatoren C2 auf der Prüfkarte 32 montiert
werden. Somit kann ein Testsystem, das eine Prüfkarte 32 verwendet,
gleichzeitig mehr DUTs testen, als ein Testsystem, das eine herkömmliche Prüfkarte 12 von 4 verwendet.
-
Prüfkarte mit eingebautem Mustergenerator
-
9 stellt
ein alternatives Testsystem mit einer Prüfkarte 50 dar, die
im Allgemeinen der Prüfkarte 32 von 7 ähnelt, außer dass
auf ihr ein "Stromsteuer-IC" 52 montiert
ist. Der Stromsteuer-IC 52 umfasst einen Mustergenerator 54,
der die Mustererzeugungsfunktion des IC-Testers 30 von 7 hinsichtlich
der Erzeugung der Steuersignale und -daten CNT1, CNT2 und CNT3 zum
Steuern der Schalter SW1 und SW2 und der Hilfsstromversorgung 38 ausführt. Der
Stromsteuer-IC 52 umfasst einen herkömmlichen Mustergenerator 54,
der vor dem Start eines Tests durch extern erzeugte Programmierdaten
programmiert wird, die aber einen herkömmlichen Computerbus 56 bereitgestellt
werden. Der Mustergenerator 54 beginnt mit der Erzeugung seines
Ausgangsdatenmusters in Reaktion auf ein START-Signal von einem
IC-Tester 58, das den Start eines Tests markiert, und erzeugt
sein Ausgangs-CNT1, CNT2, CNT3-Datenmuster
in Reaktion auf den gleichen Systemtakt (SYSCLK), der die Operationen
des Testers 58 taktet.
-
Wenn
die erforderliche Kapazität
C2 ausreichend klein ist, können
die Schalter SW1 und SW2 und die Kondensatoren C2 innerhalb des
Stromsteuer-IC's 52 implementiert
werden, wie in 9 gezeigt. Der IC 52 sollte
auf der Prüfkarte
so nah wie möglich
an den DUT-Sonden montiert sein. Das Zusammenfassen der Schalter
SW1 und SW2 und der Kondensatoren C2 und der Mustererzeugungsfunktion
des Testers 30 in einen einzigen IC 52 verringert die
Kosten und Komplexität
der Prüfkarte 32 und
verringert die erforderliche Anzahl der Ausgangskanäle des Testers 30.
Falls jedoch notwendig, können
die Kondensatoren C2 durch diskrete Komponenten außerhalb
des Stromsteuer-IC's 52 implementiert
werden.
-
Impulsbreitenmodulierter Ladungsfluss
-
10 stellt
ein Testsystem dar, das im Allgemeinen demjenigen von 5 ähnelt. Jedoch
wurde in 10 der Schalter SW1 von der
Prüfkarte 60 weggelassen,
so dass der VC-Ausgang der Hilfsstromversorgung 38 direkt
mit den Kondensatoren C2 verbunden ist. Auch die Ausgangsspannung
VC ist festgelegt und wird nicht durch den IC-Tester 30 eingestellt,
so dass sich C2 vor jedem CLOCK-Signal-Impuls auf den gleichen Wert
lädt. Bei
dieser Konfiguration steuert der IC-Tester 30 durch impulsbreitenmodulierte
Schalter SW2 über
das Steuersignal CNT2 die Ladungsmenge, die die Kondensatoren C2
an die DUTs 34 beim Start eines jeden CLOCK-Impulses abgeben.
Für die
Zeitdauer, die der Tester 30 die Schalter SW2 im Anschluss
an die Vorderflanke eines CLOCK-Signal-Impulses schließt, bestimmt
die Ladungsmenge, die die Kondensatoren C2 an die DUTs 34 abgeben.
Alternativ kann die Form des in 6 dargestellten
I3-Stromflusses genauer angenähert
werden, wenn der Tester 30 das Tastverhältnis des CNT2-Signals schnell
anhebt und dann senkt, wie 11 dargestellt.
-
Analog modulierter Ladungsfluss
-
12 stellt
ein Testsystem dar, das im Allgemeinen demjenigen von 10 ähnelt. In 12 jedoch
sind die Transistorschalter SW2 durch Transistoren Q2 ersetzt, die
in ihren aktiven Bereichen betrieben werden, wenn die DUTs 34 Zustandsänderungen
unterliegen und zusätzlichen
Strom I3 benötigen.
Bei dieser Konfiguration ist der CNT2-Ausgang des IC-Testers 30 eine
Datensequenz, die als Eingang an einen Digital-Analog-(DAC)-Wandler 63 angelegt
wird, der an der Prüfkarte 61 montiert
ist. Die Datensequenz CNT2 stellt während jedes CLOCK-Signal-Zyklus
einen voraussichtlichen Bedarf an Ladestrom I3 dar. Der DAC-Wandler 63 reagiert
auf die CNT2-Datensequenz, indem er einen analoges Signal CNT4 erzeugt,
das den Basen der Transistoren Q2 zugeführt wird, was während jedes
CLOCK-Signal-Zyklus variiert, wie in 13 dargestellt. Das
analoge Signal CNT4 steuert die Stärke des Stroms I3, die jeder
Transistor Q2 aus einem Kondensator C2 strömen lässt, so dass es im Wesentlichen
mit der durch das DUT 34 benötigten, prognostizierten, transienten
Komponente des Stroms I1 übereinstimmt.
Der DAC-Wandler 63 kann, anstatt dass er auf der Prüfkarte 61 montiert
ist, innerhalb des IC-Testers 30 implementiert sein.
-
Ladungsprognose unter Verwendung eines
Referenz-DUT's
-
14 stellt
ein Testsystem dar, bei dem ein Referenz-DUT 60, das den
DUTs 34 ähnelt,
auf eine ähnliche
Weise getestet wird, außer
dass der Tester 30 das Referenz-DUT 60 etwas im Voraus zu den
anderen DUTs testet, indem die dem Referenz-DUT 60 zugeführten CLOCK-
und andere Eingangssignale vorgestellt werden. Eine Hauptstromversorgung 62 speist
alle DUTs 34, während
eine Hilfsstromversorgung 64 das Referenz-DUT 60 speist.
Ein Kondensator C4, der auf der Prüfkarte 66 nahe dem
Referenz-DUT 60 montiert ist, regelt auf herkömmliche Weise
die Spannung VREF an dessen Versorgungseingangsanschluss 68,
so dass sie innerhalb ihres erlaubten Betriebsbereiches bleibt.
Ein Kondensator C5 verbindet VREF mit einem Satz von Verstärkern A1,
und ein Kondensator C6 verbindet den Ausgang eines jeden Verstärkers A1
mit dem Versorgungseingangsanschluss 70 eines jeden DUT's 34.
-
Obwohl
die Versorgungsspannung VREF am Eingangsanschluss 68 des
Referenz-DUT's 60 geregelt
ist, fällt
sie im Anschluss an den Start eines jeden CLOCK-Signal-Zyklus aufgrund des
Bedarfs des Referenz-DUT's
an transientem Ladestrom um einen geringen Wert unter ihren Ruhepegel.
Die Stärke
des Spannungsabfalls bei VREF ist proportional zur Stärke des
transienten Ladestroms, der durch das Referenz-DUT 60 entnommen
wird. Da das Referenz-DUT 60 den DUTs 34 ähnelt und
etwas im Voraus zu den DUTs 34 getestet wird, prognostiziert
ein Abfall bei VREF die Stärke
des transienten Ladestroms jedes DUT's 34 kurze Zeit später.
-
Die
Verstärker
A1, die über
die Kondensatoren C5 und C6 arbeiten, verstärken die AC-Komponente von VREF, um Ausgangsströme I3 zu
erzeugen, die die Stromausgaben I2 der Hauptstromversorgung 62 verstärken, um
für jedes
DUT 34 die Stromeingabe I1 vorzusehen. Die Zeitdauer, um
die der Tester 30 den Test des Referenz-DUT's 60 vorstellt,
wird so eingestellt, dass sie gleich der Verzögerung zwischen den Abweichungen
bei der Referenzspannung VREF und den entsprechenden Abweichungen
bei den Strömen
I3 ist. Indem die (negative) Verstärkung eines jeden Verstärkers A1
durch ein extern erzeugtes Signal (GAIN) passend eingestellt wird, werden
die Ströme
I3 im Wesentlichen mit den durch die DUTs 34 erforderten,
transienten Ladeströmen übereinstimmen.
-
Ladungsprognose in Nicht-Testumgebungen
-
Zusätzlich dazu,
dass sie bei der Verringerung des Stromversorgungsrauschens beim
Testen integrierter Schaltkreise nützlich sind, können Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung auch verwendet werden, um das Stromversorgungsrauschen
bei Anwendungen zu verringern, bei denen ein integrierter Schaltkreis
eine prognostizierbare Folge von Zuständen durchläuft.
-
15 stellt
ein Testsystem dar, bei dem in Reaktion auf Flanken eines extern
erzeugten CLOCK-Signals, das als Eingabe an einen integrierten Schaltkreis
dazu zugeführt
wird, ein integrierter Schaltkreis 80 eine prognostizierbare
Folge von Zuständen
durchläuft.
Der IC 80 empfängt
Leistung von einer Hauptstromversorgung 82. Eine Hilfsstromversorgung 84 lädt einen
Kondensator C2 über
einen Schalter SW1, wenn der Schalter SW1 geschlossen ist. Der Kondensator
C2 führt
seine Ladung als zusätzliche
Stromeingabe dem IC 80 zu, wenn ein Schalter SW2 geschlossen
ist. Ein "Ladungsprognose"-Schaltkreis 86 reagiert
auf das CLOCK-Signal durch Aktivieren eines Signals CNT1, um den
Schalter SW1 zu schließen,
und durch Deaktivieren eines Steuersignals CNT2, um den Schalter
SW2 während eines
Abschnitt eines jeden CLOCK-Signal-Zyklus, in dem der IC 80 den
Zustand nicht ändert,
zu öffnen. Dies
ermöglicht,
dass die Hilfsstromversorgung 84 den Kondensator C2 zwischen
Zustandsänderungen lädt. Der
Ladungsprognose-Schaltkreis 86 aktiviert das Steuersignal
CNT2, um den Schalter SW2 zu schließen, und deaktiviert das Steuersignal
CNT1, um den Schalter SW1 während
eines Abschnitts eines jeden CLOCK-Signal-Zyklus, bei dem der IC 80 den
Zustand ändert,
zu öffnen,
und ermöglicht
dadurch, dass der Kondensator C2 Strom zum Stromeingang des IC's 80 liefert,
um dessen transienten Strombedarf zu versorgen. Der Ladungsprädiktor 86 liefert
auch der Hilfsstromversorgung 84 Steuerdaten CNT2, um deren
Ausgangsspannung VC einzustellen, so dass sie den Kondensator C2
auf einen Pegel lädt,
der in Abhängigkeit
einer Stromstärke
festgelegt wird, von der man annimmt, dass der IC 80 diese
während
der nächsten
Zustandsänderung entnimmt.
Der Ladungsprädiktor 86 wird
geeigneterweise implementiert durch einen herkömmlichen Mustergenerator oder
durch irgendeine andere Vorrichtung, die Ausgangsdatensequenzen
CNT1, CNT2 und CNT3 erzeugen kann, die für transiente Stromerfordernisse
des IC's 80 für dessen
erwartete Folge von Zuständen
geeignet sind. Die Schalter SW1 und SW2 und/oder der Kondensator
C2 können/kann
entweder außerhalb
des IC's 80 implementiert
sein, wie in 15 dargestellt, oder können/kann
innerhalb des IC's 80 implementiert
sein.
-
Ladungsmittelwertbestimmung
-
16 stellt
eine einfache Version eines Testsystems dar, das für die Verwendung
bei Anwendungen geeignet ist, bei denen die Stärke an Ladestrom, die voraussichtlich
von einem IC 80 beim Start eines CLOCK-Signal-Zyklus entnommen
wird, innerhalb eines relativ beschränkten, prognostizierbaren Bereichs
liegt. Wie in 16 gezeigt, invertiert ein Invertierer 90 das
CLOCK-Signal, um für
einen Schalter SW1, der eine Hauptstromversorgung mit einem Kondensator
C2 koppelt, die CNT1-Steuersignaleingabe
vorzusehen. Das CLOCK-Signal sieht eine CNT2-Steuersignaleingabe direkt für den Schalter SW2
vor, der den Kondensator C2 mit einem Stromeingang des IC's 80 verbindet,
der nomalerweise durch eine Hauptstromversorgung 82 betrieben wird.
Wie in 17 dargestellt, treibt das CLOCK-Signal das CNT2-Signal
hoch, um den Schalter SW2 während
der ersten Hälfte
eines jeden CLOCK-Signal-Zyklus zu schließen, und treibt CNT1 hoch,
um den Schalter SW1 während
der zweiten Hälfte
eines jeden CLOCK-Signal-Zyklus zu schließen.
-
Die
Ausgangsspannung VC der Hilfsstromversorgung 84 wird auf
einen konstanten Wert festgesetzt, so dass sie den Kondensator C2
vor dem Start eines jeden CLOCK-Signal-Zyklus
auf den gleichen Pegel lädt.
Der Pegel von VC wird so festgesetzt, dass er den Bereich entsprechend
einstellt, über
den die Stromversorgungseingangsspannung VB schwingt, wenn der IC 80 zusätzlichen
Ladesstrom beim Start eines jeden CLOCK- Signal-Zyklus entnimmt. Wollen wir beispielsweise,
dass der Ruhewert von VB in der Mittle ihres Bereich liegt, können wir
VC so einstellen, dass der Kondensator C2 eine solche Ladestromstärke zuführt, die
im mittleren Bereich der Ladeströme
liegt, die der IC 80 voraussichtlich entnimmt. Wenn wir
andererseits verhindern wollen, dass VB weit unter ihren Ruhewert
sinkt, aber willens sind, zu erlauben, dass VB über ihren Ruhewert steigt,
können
wir VC so einstellen, dass der Kondensator C2 die maximale Ladestromstärke zuführt, die
der IC 80 voraussichtlich entnimmt. Während der Kondensator C2 zu
wenig Ladestrom während
einiger CLOCK-Signal-Zyklen und zu viel Ladestrom während anderer
CLOCK-Signal-Zyklen zuführen
kann, kann bei vielen Anwendungen das in 16 dargestellte
System nichtsdestotrotz die Schwankungen bei VB innerhalb akzeptabler
Grenzen halten, wenn VC geeignet eingestellt ist. Man beachte, dass
die Systeme von 5, 9, 14 und 15 so
programmiert werden können,
dass sie auf eine ähnliche
Weise arbeiten, indem Steuerdaten CNT3 auf den gleichen Wert für jeden
CLOCK-Signal-Zyklus festgesetzt werden.
-
Adaptive Stromkompensation
-
18 stellt
ein weiteres Testsystem dar. Wie in 18 gezeigt
liefert eine Stromversorgung 36 Leistung durch eine Prüfkarte 50 an
einen Versorgungseingangsanschluss 1806 auf einem zu prüfenden Halbleiterbauelement
(DUT) 34. Eine Darstellung der Eigenimpedanz durch die
Stromleitung 1812 auf der Prüfkarte 50 ist in 18 als
R1 dargestellt. Wie ebenso in 18 gezeigt,
liefert ein IC-Tester 58 dem DUT 34 Taktsignale
und andere Signale durch die Prüfkarte 50.
Ein Takteingangsanschluss auf dem exemplarischen DUT 34 ist
als Anschluss 1808 dargestellt. Der IC-Tester 58 empfängt auch
Signale durch die Prüfkarte 50 vom
DUT 34. Ein Eingangs-/Ausgangs-(I/O)-Anschluss 1810 ist
auf dem DUT 34 in 18 gezeigt.
Das DUT 34 kann jedoch zusätzliche I/O-Anschlüsse 1810 aufweisen,
oder kann Anschlüsse
aufweisen, denen nur Eingaben zugeordnet sind, und andere, denen
nur Ausgaben zugeordnet sind, oder eine Kombination von Anschlüssen, die
nur Eingaben oder Ausgaben zugeordnet sind, und andere Anschlüsse, die
sowohl als Eingangs- als auch als Ausgangsanschluss dienen. Es sollte
klar sein, dass die Prüfkarte 50 Verbindungen zu
einem DUT, wie in 18 gezeigt, oder zu einer Vielzahl
von DUTs, wie beispielsweise in 14 gezeigt,
schaffen kann.
-
Wie
in 18 gezeigt, erfasst eine Stromerfassungsvorrichtung 1804 (z.
B. ein Stromerfassungskoppler oder ein Stromwandler) Strom über den
Bypasskondensator C1. Der Verstärker 1802, der
vorzugsweise ein invertierender Verstärker ist (z. B. weist der Verstärker eine
Verstärkung
von minus eins auf), liefert Strom über den Kondensator C7 in die Übertragungsleitung 1812.
Eine Hilfsstromversorgung 38 liefert dem Verstärker 1802 Leistung.
Natürlich
kann die Leistung dem Verstärker 1802 durch
andere Mittel zugeführt
werden, wie einschließlich
eine Stromversorgung 36, ein IC-Tester 58, eine auf der Prüfkarte 50 angeordnete
Stromversorgung, oder eine anders als die Stromversorgung 36,
der IC-Tester 58 oder die Prüfkarte 50 angeordnete
Stromversorgung.
-
Bei
Betrieb entnimmt der Stromanschluss 1806 typischerweise
wenig Strom, wie vorstehend beschrieben (unter der Annahme, dass
das DUT 34 hauptsächlich
Feldeffekttransistoren umfasst). Nur unter bestimmten Umständen entnimmt
der Stromanschluss 1806 eine erhebliche Stromstärke. Wie vorstehend
erörtert,
tritt der häufigste
Umstand dann auf, wenn zumindest ein Transistor im DUT 34 den Zustand ändert, was
typischerweise in Entsprechung zu einer steigenden oder fallenden
Flanke des Takts am Taktanschluss 1808 auftritt.
-
Während das
DUT 34 die Zustände
nicht ändert,
führt die
geringe Stärke
des am Stromanschluss 1806 entnommenen Stroms typischerweise
nur zu einem geringen, überwiegend
statischen Gleichstrom-(DC)-Fluss oder zu keinem Stromfluss durch den
Bypasskondensator C1. Dies resultiert in einem geringen bis keinem
durch die Stromerfassungsvorrichtung 1804 erfassten Strom,
und damit in einem geringen bis keinem Strom vom invertierenden
Verstärker 1802.
-
Während das
DUT 34 die Zustände ändert, entnimmt
jedoch der Stromanschluss 1806 zeitweise eine beträchtliche
Stromstärke,
wie vorstehend beschrieben. Dies führt zu einem zeitweise beträchtlichen
und wechselnden Fluss des Stroms durch den Bypasskondensator C1,
wie vorstehend beschrieben. Dieser Strom wird durch die Stromerfassungsvorrichtung 1804 erfasst
und durch den invertierenden Verstärker 1802 invertiert
und verstärkt
und letztlich über
den Trennkondensator C7 in die Stromleitung 1812 geführt. Wie
vorstehend beschrieben, vermindert dieser Zusatzstrom, der auf der
Stromleitung 1812 durch den Verstärker 1802 vorgesehen
wird, Abweichungen bei der Spannung am Stromanschluss 1806.
-
19 stellt
eine Variation des in 18 gezeigten, exemplarischen
Testsystems dar. Wie gezeigt, ähnelt 19 im
Allgemeinen 18 und umfasst auch ein Stromerfassungselement 1804 und
einen invertierenden Verstärker 1802,
der so gestaltet ist, dass er für
die Stromleitung 1812 auf der Prüfkarte 50 Strom vorsieht.
In 19 jedoch erfasst das Stromerfassungselement 1804 den
Stromfluss durch die Stromleitung 1812 anstatt über den
Bypasskondensator C1.
-
Das
Testsystem von 19 arbeitet ähnlich wie das von 18.
Während
das DUT 34 die Zustände
nicht ändert,
wird wenig von dem typischerweise geringen, überwiegend statischen Gleichstrom (DC),
der am Stromanschluss 1806 über die Leitung 1804 entnommen
wird, durch die Stromerfassungsvorrichtung 1804 erfasst.
Somit wird nur ein geringer oder kein Ladestrom durch den invertierenden
Verstärker 1802 vorgesehen.
Während
das DUT 34 jedoch die Zustände ändert, erfasst die Stromerfassungsvorrichtung 1804 die
merkliche Abweichung des am Stromanschluss 1806 durch die
Stromleitung 1804 entnommenen Stroms. Der invertierende
Verstärker 1802 verstärkt und
invertiert den erfassten Strom, um zusätzlichen Ladestrom über den
Trennkondensator C7 in die Stromleitung 1812 zuzuführen. Wie
vorstehend beschrieben, verringert der zusätzliche Ladestrom die Abweichung
der Spannung am Stromanschluss 1806.
-
Verbindungssysteme
-
Die
Prüfkarte,
die in jedem der vorstehend beschriebenen Testsysteme zum Vorsehen
von Signalwegen zwischen einem Tester für integrierte Schaltkreise, Stromversorgungen
und DUTs dargestellt sind, sind beispielhaft. Die Erfindung kann
zusammen mit den Verbindungssystemen angewandt werden, die eine
Vielfalt von anderen Ausgestaltungen aufweisen können. Beispielsweise stellt 20A eine relativ einfache Prüfkarte dar, die ein Substrat 2002 mit
Anschlüssen 2004 zum
Verbinden mit einem IC-Tester (nicht in 20A gezeigt)
und Prüfelementen 2008 zum
Ausbilden elektrischer Verbindungen zu einem DUT (nicht in 20A gezeigt) aufweist. Wie gezeigt, sind die Anschlüsse 2004 mit den
Prüfelementen 2008 durch
die Verbindungselemente 2006 verbunden.
-
Das
Substrat
2002 kann beispielsweise eine ein- oder mehrschichtige
Leiterplatte oder Keramik oder ein anderes Material sein. Es sollte
klar sein, dass die Materialzusammensetzung des Substrats für die Erfindung
nicht entscheidend ist. Die Prüfelemente
2008 können irgendeine
Art von Sonde sein, die elektrische Verbindungen zu einem DUT ausbilden
kann, einschließlich
und ohne Einschränkung Nadelsonden,
COBRA-artige Sonden, Bondhügel, Kontaktbolzen,
Pfosten, Federkontakte etc.. Nicht beschränkende Beispiele von geeigneten
Federkontakten sind offenbart im
U.S.-Patent
Nr. 5,476,211 , in der am 18. Februar 1997 eingereichten
U.S.-Patentanmeldung
Nr. 08/802,054, die der PCT-Veröffentlichung
WO 97/44676 entspricht,
im
U.S.-Patent Nr. 6,268,015
B1 und in der am 30. Juli 1999 eingereichten U.S.-Patentanmeldung
Nr. 09/364,855, die der PCT-Veröffentlichung
WO 01/09952 entspricht.
Derartige Federkontakte können
behandelt werden, wie im
U.S.-Patent
Nr. 6,150,186 oder in der am 21. Dezember 2001 eingereichten
U.S.-Patentanmeldung Nr. 10/027,476 beschrieben. Alternativ können die "Sonden" Kontaktstellen oder
Anschlüsse
zum Ausbilden eines Kontakts mit erhöhten Elementen auf dem DUT
sein, wie z. B. auf dem DUT ausgebildetete Federkontakte. Nicht
beschränkende
Beispiele der Verbindungswege
2006 umfassen Durchkontaktierungen
und/oder eine Kombination von Durchkontaktierungen und Leiterbahnen,
die auf einer Oberfläche des
Substrates
2002 oder innerhalb des Substrates
2002 angeordnet
sind.
-
20B stellt ein weiteres, nicht beschränkendes
Beispiel einer Prüfkarte
dar, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann. Wie
gezeigt, umfasst die in 20B gezeigte,
exemplarische Prüfkarte
ein Substrat 2018, ein Zwischenelement 2012 und
einen Prüfkopf 2032.
Die Anschlüsse 2022 bilden
Kontakte zu einem IC-Tester (nicht in 20B gezeigt)
aus, und die Prüfelemente 2034, die
den vorstehend erörterten
Prüfelementen 2008 ähneln können, bilden
einen Kontakt zu einem DUT (nicht in 20B gezeigt)
aus. Die Verbindungswege 2020, die elastischen Verbindungselemente 2016, die
Verbindungswege 2014, die elastischen Verbindungselemente 2010 und
die Verbindungswege 2036 sehen elektrisch leitende Wege
von den Anschlüssen 2022 zu
den Prüfelementen 2034 vor.
-
Das
Substrat
2018, das Zwischenelement
2012 und der
Prüfkopf
2032 können aus
Materialien hergestellt sein, die den vorstehend hinsichtlich
2002 beschriebenen ähneln. In
der Tat ist die Materialzusammensetzung des Substrates
2018,
des Zwischenelements
2012 und des Prüfkopfes
2032 nicht entscheidend
für die
Erfindung, und jede Zusammensetzung kann verwendet werden. Die Verbindungswege
2020,
2014,
2036 können den
vorstehend beschriebenen Verbindungswegen
2006 ähneln. Die elastischen
Verbindungselemente
2016 und
2010 sind vorzugsweise
längliche,
elastische Elemente. Nicht beschränkende Beispiele derartiger
Elemente sind dargestellt im
U.S.-Patent
Nr. 5,476,211 ; in der am 18. Februar 1997 eingereichten
U.S.-Patentanmeldung Nr. 08/802,054, die der PCT-Veröffentlichung
WO 97/44676 entspricht;
im
U.S.-Patent Nr. 6,268,015
B1 ; und in der am 30. Juli 1999 eingereichten U.S.-Patentanmeldung
Nr. 09/364,855, die der PCT-Veröffentlichung
WO 01/09952 entspricht.
Eine detailliertere Erörterung
einer exemplarischen Prüfkarte,
die eine Vielzahl von Substraten aufweist, wie z. B. die in
20B gezeigten, findet man im
U.S.-Patent Nr. 5,974,662 . Viele Variationen
der in
20B gezeigten, exemplarischen
Ausgestaltung sind möglich.
Nur als ein Beispiel kann der Verbindungsweg
2014 ersetzt
werden durch ein Loch und ein oder mehrere elastische Elemente
2016 und/oder
2010,
die innerhalb des Lochs befestigt sind und aus dem Loch herausragen,
um Kontakt zu dem Substrat
2018 und dem Prüfkopf
2032 auszubilden.
-
Es
sollte jedoch klar sein, dass der Aufbau oder die Ausgestaltung
des Verbindungssystems für die
Erfindung nicht entscheidend ist und dass irgendein Aufbau oder
irgendeine Ausgestaltung verwendet werden kann. Wie bei den hierin
beschriebenen Ausführungsbeispielen
gezeigt, ist eine Schaltung zur Verringerung von Spannungsabweichungen am
Stromanschluss von einem DUT vorzugsweise auf der Prüfkarte angeordnet.
Wenn eine Mehrfach-Substrat-Prüfkarte
verwendet wird, wie z. B. die in 20 gezeigte,
exemplarische Sonde, kann die Schaltung auf irgendeinem der Substrate
angeordnet sein und kann auf zwei oder mehrere der Substrate verteilt
sein. Somit kann die Schaltung beispielsweise auf einem des in 20B dargestellten Prüfkopfes 2032, Zwischenelementes 2012 oder
Substrates 2018 angeordnet sein, oder die Schaltung kann
aus einer Kombination von zwei oder mehreren der Elemente Prüfkopf, Zwischenelement
und/oder Substrat angeordnet sein. Es sollte klar sein, dass die
Schaltung ganz aus verbundenen, diskreten Schaltkreiselementen ausgebildet
sein kann, ganz auf einem integrierten Schaltkreis ausgebildet sein
kann, oder teilweise aus diskreten Schaltkreiselementen und teilweise
aus auf einem integrierten Schaltkreis ausgebildeten Elementen bestehen
kann.
-
Prädiktive/Adaptive
Stromkompensation
-
Wie
vorstehend erörtert,
prognostiziert ein prädiktives
System zum Steuern der Abweichung bei Versorgungsspannungen an einem
Stromeinganganschluss eines DUT's
die Stärke
an Ladestrom, die das DUT während
eines jeden Taktsignalzyklus benötigen
wird und bemisst während
diesem Taktsignalzyklus in Übereinstimmung
mit der Prognose den zusätzlichen
Stromimpuls, der an den Versorgungseingangsanschluss des DUT's angelegt wird.
Andererseits überwacht
ein adaptives System das an den Anschluss des DUT's angelegte Stromsignal
und verwendet für
die Einstellung der Stärke
des zusätzlichen
Stromimpulses eine Rückkopplung,
um die Versorgungssignalspannung konstant zu halten.
-
21 stellt
ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dar, bei dem durch eine Kombination aus Prognose und
Anpassung die Stärke
des zusätzlichen
Ladestroms festgelegt wird, der am Versorgungseingangsanschluss 26 des
DUT's 34 benötigt wird.
Die Hilfsstromversorgung 38 führt einem Stromimpulsgenerator 2102,
der einem Versorgungseingangsanschluss 26 des DUT's bei Bedarf einen
Stromimpuls I3 zuführt,
Strom zu, um den normalen Versorgungsstrom von der Hauptstromversorgung 36 zu erhöhen. Beim
Start eines jeden Testzyklus führt
der IC-Tester 58 dem Stromimpulsgenerator 2102 ein
Signal CNT5 zu, das eine prognostizierte Stärke des Stromimpulses angibt,
und während
eines jeden Testzyklus aktiviert der IC-Tester 58 ein Steuersignal CNT6,
um dem Stromimpulsgenerator 2102 mitzuteilen, wann der
Stromimpuls erzeugt werden soll.
-
Der
IC-Tester 58 ist zum Testen eines speziellen Typs des DUT's 34 programmiert
und die Prognosen, die er hinsichtlich der Stärke und Dauer des während jedes
Testzyklus benötigten
Stromimpulses I3 macht, können,
wie vorstehend erörtert,
entweder auf Messungen des Stroms beruhen, der durch ein DUT dieses
Typs entnommen wurde, oder auf einer Simulation des DUT-Verhaltens.
Aufgrund von Prozessabweichungen bei der Herstellung von DUTs und
anderer Faktoren jedoch kann die Stärke des zusätzlichen Ladestroms, die jedes
DUT dieses Typs während
jedes Testzyklus benötigen
kann, vom prognostizierten Ladestrom abweichen. Für jedes
gegebene DUT tendiert das Verhältnis
von tatsächlich
entnommenem Ladestrom zu prognostiziertem Ladestrom dazu, dass es
auf einer zyklusweisen Basis relativ einheitlich ist. Beispielsweise
könnte
ein DUT während
jedes Testzyklus durchweg 5% mehr Ladestrom als den prognostizierten
Ladestrom entnehmen, während
ein anderes DUT von der gleichen Zeit während jedes Testzyklus durchwegs
5% weniger als den prognostizierten Ladestrom entnehmen könnte.
-
Ein
Rückkopplungsregler 2104 gleicht
eine derartige Abweichung bei Ladestromerfordernissen von den prognostizierten
Werten aus durch Zuführen eines
adaptiven Verstärkungs-(oder "Anpassungs-")-Signals G an den
Stromimpulsgenerator 2102, der die Stärke des Stromimpulses I3 zur
Anpassung des Stromimpulses auf geeignete Weise erhöht oder
senkt, so dass er zu den Erfordernissen des speziellen, gegenwärtig zu
prüfenden
DUT's 34 passt.
Somit stellt das Prognosesignal CNT5 die prognostizierte Stärke des
Ladestroms dar, der durch die DUTs des unter Test stehenden Typs
erfordert wird, wohingegen die Verstärkungs-("Anpassungs-")-Signal-Größe den Prognosefehler für den speziellen
Fall des unter Test stehenden DUT's darstellt.
-
Vor
dem Testen des DUT's 34 führt der IC-Tester 58 ein
Vortest-Verfahren durch, das dem auszuführenden Test darin ähneln kann,
dass er Test- und CLOCK-Signalimpulse an das DUT 34 sendet
und bewirkt, dass es sich allgemein auf die gleiche Weise verhält, wie
es das DUT während
des Tests täte.
Während
des Vortest-Verfahrens überwacht
der Rückkopplungsregler 2104 die
Spannung VB am Versorgungseingangsanschluss 26 des DUT's und stellt die
Größe des Verstärkungssignals G
ein, um bei VB Abweichungen zu minimieren, die auftreten, wenn die
Stärke
von I3 zu groß oder
zu klein ist. Das Vortest-Verfahren ermöglicht, dass der Rückkopplungsregler 2104 Zeit
zum Einstellen der Größe des Verstärkungssignals
G hat, um den Ladestrombedarf des speziellen, zu prüfenden DUT's 34 anzupassen.
Anschließend
während
des Tests fährt der
Rückkopplungsregler 2104 fort,
VB zu überwachen
und das Verstärkungssignal
einzustellen, aber die Einstellungen, die er macht, sind gering.
Während die
Stärke
des während
jedem Testzyklus zugeführten
Ladestromimpulses I3 hauptsächlich
eine Funktion des prognostizierten Ladestrombedarfs des DUT's ist, stellt daher
die durch den Regler 2104 vorgesehene Verstärkungsregelungsrückkopplung
die Stromimpulsstärke
genau ein, um bezüglich
des tatsächlichen
Ladestrombedarfs des DUT's
jeglicher konsistenten Neigung entgegenzukommen, dass er vom prognostizierten
Bedarf abweicht.
-
Fachleute
werden verstehen, dass der Rückkopplungsregler 2104 von 21 irgendeine
aus einer Vielfalt von Ausgestaltungen sein kann, die in der Lage
ist, ein Ausgangsverstärkungssignal
G zu erzeugen, das Abweichungen bei VB minimiert. Fachleute werden
ebenso verstehen, dass der Stromimpulsgenerator irgendeine aus einer
Vielfalt von Ausgestaltungen sein kann, die einen Stromimpuls I3
erzeugen kann, wobei die Zeitsteuerung von I3 durch ein Eingangssignal
CNT6 gesteuert wird und wobei die Stärke von I3 eine Funktion der
durch das Steuersignal CNT5 dargestellten Stromimpulsstärke und der
Größe eines
adaptiven Verstärkungssignals
G ist.
-
22 stellt
ein nicht beschränkendes
Beispiel des Rückkopplungsreglers 2104 dar,
der die AC-Komponente von VB integriert, um das Verstärkungsregelungssignal
G zu erzeugen. Ein DC-Sperrkondensator C10 leitet durch die AC-Komponente von
VB zu einem Integrierer 2106 durch, der durch einen Operationsverstärker A1
ausgebildet ist, der zu einem Kondensator C8 und einem Widerstand
R5 parallel geschaltet ist und einen mit seinem Eingang in Reihe
geschalteten Widerstand R4 aufweist.
-
23 stellt
ein nicht beschränkendes
Beispiel des Stromimpulsgenerators 2102 von 21 dar.
Bei diesem Beispiel überträgt das Steuersignal CNT5
Daten, die die prognostizierte Stärke des benötigten Stromimpulses I3 repräsentieren.
Ein Digital-Analog-Wandler
(DAC) 2108 wandelt die Prognosedaten für den Stromtestzyklus in ein
analoges Signal P mit einer zum Prognosesignal proportionalen Größe um. Wenn
der IC-Tester 58 das CNT6-Signal aktiviert, um anzuzeigen,
wann der Stromimpuls I3 erzeugt werden soll, schließt ein Schalter 2110,
um das Signal P an einen Eingang eines Verstärkers 2112 mit variabler
Verstärkung
anzulegen, der durch die VC-Ausgabe der Hilfsstromversorgung 38 von 21 gespeist
wird. Die Verstärkungsregelungssignalausgabe
des Rückkopplungsreglers 2104 von 21 steuert
die Verstärkung
des Verstärkers 2112.
Der Verstärker 2112 erzeugt
einen Ausgangsstromimpuls I3 mit einer Stärke, die proportional zum Produkt
von P und G ist. Ein Kondensator C7 leitet den I3-Signalimpuls zum
Signalweg 2114 innerhalb der Prüfkarte 50 von 21,
der dem DUT 34 Leistung zuführt.
-
24 stellt
ein weiteres, nicht beschränkendes
Beispiel des Stromimpulsgenerators 2102 von 21 dar.
Bei diesem Beispiel ist die Zeitdauer, in der der IC-Tester 58 von 21 das
Steuersignal CNT5 aktiviert, proportional zur prognostizierten Stärke des
Stromimpulses I3, der während
eines nächsten
CLOCK-Signal-Zyklus benötigt
wird. Nachdem der Stromimpulsgenerator 2102 jeden Impuls des
I3-Signal erzeugt, aktiviert der IC-Tester 58 das CNT5-Signal,
um einen Schalter 2116 zu schließen, der das Hilfsversorgungsausgangssignal
VC mit einem Kondensator C8 über
einen Widerstand R5 verbindet. Der IC-Tester 58 fährt fort,
das CNT5-Signal für
eine Zeitdauer zu aktivieren, die mit der prognostizierten Stärke des
nächsten
I3-Signalimpulses zunimmt. Somit lädt die Hilfsstromversorgung 38 von 21 den
Kondensator C8 auf eine Spannung, die proportional zur prognostizierten
Stärke
des nächsten
I3-Signalimpulses ist. Anschließend,
wenn der IC-Tester 58 das CNT6-Signal aktiviert, um anzuzeigen,
dass der nächste
I3-Signalimpuls erzeugt werden soll, verbindet ein Schalter 2117 den
Kondensator C8 mit dem Eingang eines Verstärkers 2118, der eine
Verstärkung aufweist,
die durch den Verstärkungsregelungssignalausgang
G des Rückkopplungsreglers 2104 von 21 gesteuert
wird. Ein Kopplungskondensator C9 gibt das resultierende I3-Signal
an den Prüfkartenleiter 2114 ab,
der Strom an das DUT 35 von 21 abgibt.
Das Steuersignal CNT6 öffnet
den Schalter 2117, nachdem der Kondensator C8 Zeit hatte,
sich im Wesentlichen zu entladen. Da die Stärke des I3-Stromimpulses schnell ansteigt und dann
abfällt,
wenn sich C8 entlädt,
neigt das zeitlich variierende Verhalten des I3-Impulses dazu, den
zeitlich variierenden Ladestrombedarf des DUT's zu mimen.
-
25 stellt
ein weiteres Beispiel eines nicht beschränkenden Beispiels des Stromimpulsgenerators 2106 von 21 dar,
wobei die durch das CNT5-Signal übertragenen
Daten die prognostizierte Stärke
des I3-Signalimpulses repräsentieren.
Das Verstärkungsregelungssignal
G wirkt als Referenzspannung für
einen DAC 2120, der die durch das CNT5-Signal übertragenen
Daten in ein analoges Signal P umwandelt. Die Spannung der Skalen
des Verstärkungsregelungssignals
G definiert den Bereich des DAC-Ausgangssignals P, so dass P proportional
zu einem Produkt von G und CNT5 ist. Ein Schalter 2122 gibt
zeitweise das P-Signal an einen Verstärker 2124 in Reaktion
auf einen Impuls des Steuersignals CNT6 aus und bewirkt dadurch,
dass der Verstärker 2125 einen
I3-Signalimpuls an den Stromleiter 2114 über einen
Kopplungskondensator C10 sendet. Die IC-Signalimpulsgröße ist proportional
zum Produkt der Größen von
G und P.
-
26 stellt
ein weiteres Beispiel eines prädiktiven/adaptiven
Systems dar, wobei die Hilfsstromversorgung 38 einem Verstärker 2126 mit
variabler Verstärkung
Strom zuführt,
und der IC-Tester 58 dem Verstärker 2126 einen Stromsignalimpuls CNT6
immer dann zuführt,
wenn er prognostiziert, dass zusätzlicher
Ladestrom am Versorgungseingangsanschluss 26 des DUT's 34 benötigt wird.
Ein Kondensator C11 gibt den I3-Signalimpuls an den Stromsignalweg 2114 innerhalb
der Prüfkarte 50 ab, die
die Hauptstromversorgung 36 mit dem Versorgungseingangsanschluss 26 des
DUT's verbindet. Der
Regelungsschaltkreis 2104 überwacht die Spannung VB, die
am Anschluss 26 auftritt, und stellt die Verstärkung des
Verstärkers 2126 ein,
um die Abweichung bei VB zu minimieren. Der IC-Tester 58 führt der
Hilfsstromversorgung 38 beim Start eines jeden CLOCK-Zyklus
das Steuersignal CNT5 als Eingangssignal zu, um dessen Ausgangsspannung
VC gemäß der Größe der durch
das CNT5-Steuersignal übertragenen
Daten festzulegen. Die Stärke
von I3 ist daher eine Funktion des Produkts der Größen des Verstärkungsregelungssignals
G und der Hilfsversorgungsspannung VC.
-
Somit
stellen 21–26 verschiedene Beispiele
eines prädiktiven,
adaptiven Steuersystems zum Regeln der Spannung eines Versorgungssignals
VB, das an das DUT 34 angelegt ist, indem nach jeder Flanke
des CLOCK-Signals zusätzlicher Ladestrom
zum Versorgungseingangsanschluss 26 des DUT's geliefert wird,
um, von der CLOCK-Signal-Flanke veranlasst, einem temporären Anstieg des
Strombedarfs nachzukommen. Das Steuersystem ist deswegen "prädiktiv", weil es die Stärke an zusätzlichem
Strom prognostiziert, die das DUT während eines jeden Zyklus des
Tests benötigen
wird. Das System ist auch deswegen "adaptiv", weil es eine Rückkopplung verwendet, um die
Stromimpulse, die es in Reaktion auf die Prognose erzeugt, zu skalieren,
um beobachtete Abweichungen bei der Stärke des Stroms anzupassen,
der tatsächlich durch
die einzelnen, zu prüfenden
DUTs entnommen wird.
-
Während die
Erfindung hierin so dargestellt ist, dass das Rauschen bei einem
System nur unter Verwendung einer einzigen Hauptstromversorgung reduziert
wird, sollte es klar sein, dass die Erfindung in Umgebungen verwendet
werden kann, in denen mehr als eine Hauptstromversorgung den DUTs Strom
liefern.
-
Während die
Erfindung so dargestellt ist, dass sie zusammen mit DUTs arbeitet,
die einen einzigen Stromeingang aufweisen, sollte es klar sein, dass
die Vorrichtung angepasst werden kann, so dass sie zusammen mit
DUTs arbeitet, die mehrere Stromeingänge aufweisen.
-
Während die
Erfindung so beschrieben ist, dass sie zusätzlichen Ladestrom im Anschluss
an eine Vorderflanke eines CLOCK-Signal-Impulses vorsieht, kann
sie auf einfache Weise angepasst werden, damit sie zusätzlichen
Ladestrom im Anschluss an eine Abfallflanke des CLOCK-Signal-Impulses
für die
Verwendung mit DUTs vorsieht, die auf abfallende CLOCK-Signal-Flanken
schalten.
-
Während verschiedene
Versionen der Erfindung beschrieben wurden für die Verwendung in Verbindung
mit einem IC-Tester des Typs, der eine Prüfkarte verwendet, um auf Anschlüsse von
auf Halbleiterwafern ausgebildeten ICs zuzugreifen, werden Fachleute
verstehen, dass die Erfindung in Verbindung mit IC-Testern verwendet
werden kann, die andere Typen von Schnittstellenvorrichtungen verwenden,
die Zugriff auf DUT-Anschlüsse
von ICs vorsehen, die noch in Waferform vorliegen können oder
die vom Wafer, auf dem sie ausgebildet wurden, getrennt wurden,
und die zu dem Zeitpunkt, wo sie geprüft werden, in Gehäuse eingeschlossen
sein können oder
nicht. Derartige Schnittstellenvorrichtungen umfassen, sind jedoch
nicht beschränkt
auf, Ladeplatinen, Burn-In-Platinen und Endtestplatinen. Die Erfindung
soll in ihrem weitesten Sinn nicht auf Anwendungen beschränkt werden,
die irgendeinen speziellen IC-Tester-Typ, irgendeinen speziellen
Typ für
Tester-DUT-Verbindungssysteme oder irgendeinen speziellen IC-DUT-Typ
umfassen. Es sollte für
Fachleute ebenso klar sein, dass, während die Erfindung vorstehend
so beschrieben ist, dass sie in Verbindung mit dem Testen von integrierten
Schaltkreisen verwendet wird, sie auch verwendet werden kann, wenn irgendeine
Art von elektronischer Vorrichtung getestet wird, einschließlich beispielsweise
Flip-Chip-Anordnungen, Leiterplatten und ähnliches, wann immer eine präzise Regelung
der Spannung an den Stromeingangsanschlüssen der Vorrichtung während des
Tests gewünscht
ist.
-
Während die
vorstehende Ausführung
(ein) bevorzugte(s) Ausführungsbeispiel(e)
der vorliegenden Erfindung beschrieben hat, kann daher ein Fachmann
viele Modifikationen am bevorzugten Ausführungsbeispiel vornehmen, ohne
von der Erfindung in ihrem weiteren Sinne abzuweichen. Die beiliegenden Ansprüche sollen
deshalb alle derartigen Modifikationen abdecken, die innerhalb des
Schutzumfangs der Erfindung liegen.