DE8427884U1 - Einrichtung für die Funktionsprüfung integrierter Schaltkreise - Google Patents

Description

Siemens Aktiengesellschaft Unser Zeichen Berlin und München VPA W/ 3 3 8 H QE

Einrichtung für die Funktionsprüfung integrierter Schaltkreise - ■-frl

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Funktionsprüfung integrierter Schaltkreise oder anderer elektronischer Prüflinge mit einer Vielzahl externer \ Anschlüsse, mit mindestens einem oder mit mindestens zwei an einen Hauptrechner koppelbaren Testköpfen, an deren Anschlußfelder über Adapter mit elektrisch leitfähigen Kontakten Je Testkopf eiti Prüfling mit testkopfabhängiger Maximalanzahl von Prüflingsanschlüssen anschließbar ist und über die an den Prüflingsanschlüssen rechnergesteuert elektrische Signale anlegbar und abfragbar sind. e- J , I

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Solche Einrichtung' sind beispielsweise bekannt aus dem j Firmenprospekt Fairchild Product Description 5/81 Nr. 57148901 (LSI Test System).

Bei integrierten Schaltkreisen besteht sowohl auf der Hersteller- als auch auf der Anwenderebene das Bedürfnis, durch systematische Funktionsprüfungen defekte Produkte zu erkennen: Der Hersteller muß zum einen aus Gründen der Konkurrenzfähigkeit einen hohen Qualitätsstandard seiner Lieferungen sicherstellen und benötigt zum anderen für seinen betriebsinternen Produktionsprozeß Rückmeldedaten; der Anwender will nur einwandfreie Ware bezahlen, die Zuverlässigkeit verschiedener Lieferanten beurteilen können und Störungen in der eigenen Produktion· als Folge fehlerhafter Zulieferteile vermeiden.

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Die erreichte und weiterhin zunehmende Komplexität integrierter Schaltkreise - immer mehr Funktionen werden auf einem Halbleiterchip zusammengefaßt - erfordert aus technischen und Tiirtschaftlichen Gründen eine Automatisierung des Prüfablaufs. In erster Linie ist hierzu der Einsatz von Elektronenrechnern zu zählen,unter derenKcntrOlLe Prüfprogramme, z.B. bei digital arbeitenden Prüflingen definierte Folgen von Bitmustern, am Prüfling ablaufen. In mechanischer Hinsicht ist die manuelle Zuführung des Prüflings zum Prüfplatz durch Beschickungseinrichtungen,

auch Handhabungsautomaten, ersetzbar. |

Mit der Komplexität der integrierten Schaltkreise hängt ein weiteres, praktisches Problem direkt zusammen: Die große Zahl externer Anschlüsse (Pins), die für den Zugriff zu den hochintegrierten Funktionen erforderlich sind, wirft Anordnungs- und Kontaktierungsschwierigkeiten auf.

Speziell bei einer Prüfeinrichtung für integrierte Schaltkreise steltl sich hierbei das Problem, daß sie einerseits hinsichtlich der Zahl der aufzunehmenden Prüflingsanschlüsse maximal dimensioniert sein muß, um auch f ) die anschlußreichsten Prüflinge testen zu können, daß sie andererseits dann aber beim Testen von Prüflingen mit relativ geringer Zahl externer Anschlüsse unwirtschaftlich arbeitet. Letzterem Nachteil kann auch nicht dadurch begegnet werden, daß am Testplatz eine Vielzahl abgestuft dimensionierter Testköpfe zur Verfügung gehalten werden, da die Mehrzahl dieser kostspieligen Systemkomponenten dauernd brachliegen würde.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so flexibel und wirtschaftlich zu gestalten, daß Prüflinge unterschied-

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lichster Anschlußzahl unter größtmöglicher Auslastung αεί? vorhandenen Prüf kapazität, nämlich der Zahl der von den Testköpfen aufnehmbaren PrüfIingsanschlüs3e, prüfbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs$ gelöst. Ausgestaltungen dieser Lösungen a| sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösungen besteht in der Flexibilität der Prüfeinrichtung hinsichtlich der Prüfung von Prüflingen unterschiedlichster Anschlußzahl und der damit einhergehenden wirtschaftlichen Nutzbarkeit der Prüfkapazität der Testköpfe. Dabei weist die Lösung nach Anspruch 1 - bei vorgegebener Prüfkapazität - als immanenten Vorteil noch die Option auf, bei Bedarf mehrere räumlich getrennte Testplätze einzurichten. Besonders effiziente Prüfeinrichtungen ergibt die wahlweise Anwendung der Lösungsprinzipien.

Die Ausgestaltung der Testköpfe nach Anspruch 2, nämlich die außermittige Anordnung ihrer Anschlußfelder, hat den

2f) Vorteil, daß diese bei nebeneinander stehenden Testköpfen 3O nahe wie möglich beieinander liegen, wodurch der zugehörige Sonderadapter kleinere Abmessungen aufweist und der Anschlußweg zwischen Prüfling und Testköpfen minimal wird, was für hohe Prüftaktfrequenzen eine notwendige Forderung darstellt.

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Der Vorteil der Kühlluftstfomlenkung nach Anspruch J< 3 liegt in der Vermeidung von Wärmekurzschlüssen nebeneinander aufgesteller Testköpfe.

vorteilhafte Prüfablauforganisationen. Der Verfahren nach Anspruch 9, 10 bestehtdarirTT daß die Prüflinge nicht gleichzeitigdeA-Prüfplatz zugeführt werden müssen, sonderij^eterßein Prüfling bereits geprüft werdenkaarrT^wenn der nächste Prüfling noch nicht oder noeh^nicht vollständig im Sonderadapter plaziert

Anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Form eine Testeinrichtung mit zwei an einen Hauptrechner gekoppelten Testköpfen,
Fig. 2 einen Testkopf in Einzelbetrieb,

Fig. 3 zwei Testköpfe in Tandem-Konfiguration zur Prüfung eines anschlußreichen Prüflings, Fig. 4 ein Schnittbild der Anordnung aus Fig. 3, Fig. 5 einen Testkopf bei der Prüfung zweier vergleichsweise anschlußarmer Prüflinge.

Die Testeinrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem Hauptrechner H und den Testköpfen T₁, T₂. Der Hauptrechner H speichert Prüfprogramme, delegiert sie an die Testköpfe, überwacht die Prüfablaufe, erstellt Prüfprotokolle und -Statistiken, steuert etwaige Beschickungseinrichtungen usw. Die Testköpfe T₁, T₂ sind hier baugleich angenommen, was sich aus wirtschaftlichen Gründen empfiehlt, und besitzen die Gestalt gemäß Fig. 2. Auf der Oberseite des beispielhaft gezeigten Testkopfes T₁ ist

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dessin dezentrales Anschlußfeld F₁ angedeutet, das Z.B. in einem 8mal 8-Raster angeordnete federnde Kontaktnadeln N (in einem Schnitt dargestellt in Fig. 4). bilden. Die Kontaktnadeln N stellen die elektrische Verbindung zum Adapter A₁ her, der in einer Steckfassung den Prüfling IC₁ trägt. Im Inneren des Testkopfes T₁ befindet sich die periphere Hardware zur Ansteuerung der Prüflingsanschlüsse (Pin-Elektronik), da für schnelle Prüfvorgänge, d.h. für hohe Prüf taktfrequenzen, möglichst kurze Signalwege zwischen Ansteuerelektronik und Prüfer lingsanschlüssen notwendig sind. Gleichzeitig sollen die Signalwege zu den einzelnen Prüflingsanschlüssen möglichst gleich lang sein, damit es beim Anlegen der Prüfsignale nicht zu Laufzeitunterschieden (skew) mit der Folge irregulärer Testergebnisse kommt.

Die Pin-Elektronik weist in schnellen Testeinrichtungen einen erheblichen Umfang auf, z.B. pro Prüflingsanschluß einen Datenprozessor zuzüglich Daten- und Programmspeichern. Daraus leitet sich aus Wirtschaftlichkeitsgründen die Forderung nach maximaler Nutzung der Prüfkapazität, d.h. der von einem Testkopf aufnehmbaren Prüflingsanschlüsse, ab. Zugleich besteht aber das Be- ( dürfnis, in einer vorhandenen Testeinrichtung Prüflinge mit unterschiedlichster Zahl von Anschlüssen prüfen zu können. Diese gegensätzlichen Forderungen werden von einer flexiblen Testeinrichtung erfüllt, deren zwei Testköpfe T₁, T₂ jeweils eine mittlere Prüfkapazität aufweisen (nach heutigen Maßstäben z.B. 64 Prüflingsanschlüsse aufnehmen können) und bei Bedarf zur Prüfung eines anschlußreicheren Prüflings IC (mit bis zu 128 externen Anschlüssen im genannten Beispiel) zusammenarbeiten (siehe Fig. 3, 4). Für diesen Zweck ist die aussei'mittige Anordnung der Anschlußfelder F₁, F₂ (siehe Fig. 2, 3, 4) von großem Vorteil ₉ v/eil die Testköpfe

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T., T₂ dadurch mit einander zugewandten Anschlußfeldern F₁, Fg nebeneinander aufstellbar sind, wodurch sich kurze Anschlußwege zum Prüfling IC ergeben. Dieser wird in der Steckfassung X des Sonderadapters S plaziert, dessen Platte P beide Anschlußfelder F., Fp der nebeneinander stehenden Testköpfe T., T₂ überdeckt, über Zentrierstifte Y an den Testköpfen T., T₂ fixiert ist und über im Raster der Anschlußfelder F., Fp angeordnete Anschlußkontakte K mit den federnden Kontaktnadeln N der Pin-Elektronik beider Testköpfe T,, T₂ elektrisch verbunden ist.

Der Hauptrechner H gibt den Testköpfen T₁, T₂ die Prüfprogrammteile vor, die zusammen das Prüfprogramm für den anschlußreichen Prüfling IC realisieren. Ein Testkopf T₁ übernimmt die Führung des Prüfablaufs und synchronisiert den Testkopf T₂-

Die umfangreiche Elektronik in den Testköpfen T₁, T₂ bedarf u.U. der Zufuhr von Kühlluft durch Gebläse. Damit bei der Tandem-Aufstellung der Testköpfe T₁, T₂ gemäß Fig. 3 ein Wärmekurzschluß ausgeschlossen ist, ist der in Fig. 2 wiedergegebene Weg des Kühlluftstroms L₁ für den Testkopf T₁ vorgesehen; der Testkopf T„ wird analog belüftet. Durch eine derjenigen Seitenflächen jedes Testkopfgehäuses, die dem beigeordneten anderen Testkopf T₂, T₁ abgewandt sind, werden die Kühlluftströme \ L₁ bzw. L₂ in die Testköpfe T₁, T₂ hinein- und jeweils [ durch die Bodenfläche der Testkopfgehäuse wieder heraus- ;

geführt. Die Orientierung der Kühlluftströme L₁ , L₂ !

ist dabei von untergeordneter Bedeutung, sie muß nur für beide Testköpfe T₁, T₂ die gleiche sein, da sonst j ein Testkopf die Abluft des anderen Testkopfes ansaugt. ! Jedenfalls lassen sich auf diese Weise zweckmäßig Testköpfe T₁, T₂ einsetzen, die auch hinsichtlich ihres

Kühlsystems baugleich sind. §

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Ebenfalls eine flexible Testeinrichtung ergibt eine Anordnung aus einem Hauptrechner und mindestens einem Testkopf T relativ hoher Prüfkapazität (z.B. 128 aufnehmbaren Prüflingsanschlussen), wenn über einen Sonderadapter S¹ auch zwei (oder mehr) Prüflinge IC, IC" an das Anschlußfeld F des Testkopfes T anschließbar und prüfbar sind (Fig. 5).

Der Sonderadapter S^! wird analog zum beschriebenen Ϊ 10 Soaderadapter S an den Testkopf T angeschlossen, mit

dem Unterschied, daß er über (mindestens) zwei Steck- \ ^{! ]} Fassungen für die Prüflinge IC, IC" verfügt. Nach dem Plazieren der Prüflinge IC, IC" in die Steckfassungen des Sonderadapters S¹ läuft die Funktionsprüfung für beide (alle) Prüflinge IC, IC" ab. Bei gleichen Prüflingen IC, IC" geschieht dies zweckmäßig unter einem gemeinsamen Prüfprogramm, bei verschiedenen Prüflingen IC, IC" zerfällt das Prüfprogramm in (mindestens) zwei selbständige parallele PrüfProzeduren.

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Verfügt der Testkopf T über anschlußindividuelle Ansteuerungshardware (Pin-Elektronik), so daß Gruppen von Testkopfanschlüssen unabhängig voneinander für Testabläufe organisierbar sind, so können die Prüflinge IC, IC" auch zeitlich unabhängig voneinander den Steckfassungen des Sonderadapters S¹ zugeführt und geprüft werden. Auch ein betriebstechnisch notwendiger oder vorteilhafter, z.B. alternierender, Rhythmus der Beschickung der Steckfassungen des Sonderadapters S¹ läßt sich auf diese Weise realisieren. Bei Vorhandensein nur einer Beschickungseinrichtung oder -person kann etwa eine Steckfassung des Sonderadapters S¹ geräumt und mit einem Prüfling IC" besetzt werden, während ein anderer Prüfling IC getestet wird.

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Besonders flexibel und wirtschaftlich auslastbar sind schließlich Prüfeinrichtungen, die die wahlweise Anwen dung der zwei beschriebenen Flexibilisierungskonzepte in sich vereinigen. Mit zwei Testköpfen mittlerer Prüf kapazität z.B. lassen sich dann auch Prüflinge mit hoher Zahl von Prüflingsanschlüssen testen, während bei Prüflingen kleiner Anschlußzahl die vorhandene Prüfkapazität zu einer wesentlichen Steigerung des Durchsatzes nutzbar ist.

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1. Einrichtung für die Funktionsprüfung integrierter j Schaltkreise oder anderer elektronischer Prüflinge mit

einer Vielzahl externer Anschlüsse, mit mindestens zwei an einen Hauptrechner koppelbaren Testköpfen, an deren Anschlußfelder über Adapter mit elektrisch leitfähigen Kontakten je Testkopf ein Prüfling mit testkopfabhängiger Maximalanzahl von Pruflingsanschlüssen anschließbar ist und über die an den Prüflingsanschlüssen rechnergesteuert elektrische Signale anlegbar und abfragbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Testköpfe (T-^T₂) nebeneinander aufgestellt sind und daß die Anschlußfelder (F,,F₂) dieser Testköpfe (T,,T₂) von einem in Form einer Platte (P) ausgebildeten Sonderadapter (S) überdeckt sind, dessen Unterseite m t im Rastermaß der Anschlußfelder (^,F₂) angeordneten A^schlußkontakten (K) und dessen Oberseite mit einer dem Anschlußbild des Prüflings (IC) entsprechenden Steckfassung (X) versehen ist.,

2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Anschlußfeld (F₁) mindestens eines Testkopfs (T₁) außerhalb der Mitte, insbesondere am Rand, einer Fläche des Testkopfgehäuses angeordnet ist und daß die Anschlußfelder (F,,F₂) der nebeneinander aufgestellten Testköpfe (T, ,T₂)' einander zugewandt sind. _f

3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Öffnung für den Kühlluftstrom (L₁ bzw. L₂) jedes Testkopfes (TpT₂) ^{sicn in einer} derjenigen Seitenflächen jedes Testkopfgehäuses befindet, die dem mindestens

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einen beigeordneten anderen Testkopf (T^,T₂) abgewandt sind, und daß eine weitere Öffnung für den Kühlluftstrom (L, bzw. L₂) jedes Testkopfes (T-,,T₂) in der Bodenfläche jedes Testkopfgehäuses liegt_v
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4. Einrichtung für die Funktionsprüfung integrierter Schaltkreise oder anderer elektronischer Prüflinge mit einer Vielzahl externer Anschlüsse, mit mindestens einem an einen Hauptrechner koppelbaren Testkopf, an dessen Anschlußfeld über einen Adapter ein Prüfling mit testkopfabhangiger Maximalanzahl von Prüflingsanschlüssen anschließbar ist und über den an den Prüflingsanschlüssen rechnergesteuert elektrische Signale anlegbar und abfragbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußfeld (F) des Testkopfes (T) von einem plattenförmigen Sonderadapter (S') überdeckt ist, dessen Unterseite mit im Rastermaß des Anschlußfeldes (F) angeordneten Anschlußkontakten und dessen Oberseite mit mindestens zwei den Anschlußbildern mindestens zweier Prüflinge (IC,IC¹¹) entsprechenden Steckfassungen versehen ist. ₍