JP2006250788A - 電源供給システム - Google Patents

Abstract

【課題】 デバイス評価装置においては、ソケットへＤＵＴを逆挿しするミスがあり、逆挿しにより過大な電流がＤＵＴに流れ，ＢＧＡパッケージのハンダボールが溶け、ＤＵＴを破損させ、またデバイス評価装置を損傷させるという問題がある。
【解決手段】 ＤＵＴに印加される電源電圧をモニターすることで過負荷状態を判定する判定回路を設ける。ＤＵＴ電源投入直後の過負荷をデバイスの逆挿しとして検知し、ＤＵＴ電源の立ち上がり時間にほぼ等しい短時間でＤＵＴへの電源を遮断することができる電源供給システムを提供することである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電源供給システムに係り、特に過負荷を検知したときに電源電圧供給を遮断する電源供給システムに関する。

半導体デバイスの評価装置においては、評価対象デバイス（ＤＵＴ）をソケットに挿入し、デバイス評価装置からの電源電圧及び試験信号により評価される。ソケットへＤＵＴを挿入、抜き取りする入れ替え作業は頻繁に行われ、入れ替えに伴う人為的ミスによって挿入方向を誤る逆挿し事故が発生しやすい。従来は、逆挿しによるデバイス評価装置の損傷やＤＵＴの破壊を防ぐために過電流で溶断するヒューズや可逆性ヒューズが多く用いられてきた。しかし、これらの方式では電源の切断に至るまでに数ミリ秒から数秒を要すために、最近のＤＵＴに多いＢＧＡパッケージでは、その間にハンダボールが溶けてデバイス評価装置とＤＵＴが損傷するという問題がある。したがって、もっと短時間で逆挿しを検知して確実に電源を切断する電源供給システムが望まれている。

これらのソケットへの逆挿しを検出する電源供給システムとして下記の特許文献がある。特許文献１には、ＰＲＯＭライタにおいて、ＰＲＯＭがソケットに挿入されると、最初に規定の電源電圧よりも低い電圧を印加する。低い電源電圧においてＰＲＯＭに流れる電流と、検出用の基準電流とを比較し、ＰＲＯＭが正常に挿入されたかどうかを判定する。ＰＲＯＭが逆方向に挿入された場合にはアラームを出し、オペレータに注意を喚起することで、逆挿しによるＰＲＯＭの破壊を防止している。

しかし、上記特許文献では、デバイスの逆挿し検出のために低電圧を印加して逆挿しを検出する試験が追加されている。そのために試験項目が増え、試験時間が増えるという問題がある。したがって、試験時間が増えることなく、通常の評価試験として、高速に逆挿しを検出する方法の開発が望まれている。

特開平０１−２６４６９５号公報

上記したように、デバイス評価装置においては、ソケットへのＤＵＴを逆挿しするミスがあり、逆挿しにより過大な電流がＤＵＴに流れ，ＢＧＡパッケージのハンダボールが溶け、デバイス評価装置を損傷させるという問題がある。

本願の目的は、上記した問題に鑑み、デバイスの逆挿し検出のために試験時間の増加がなく、高速に逆挿しを検出し、検出時には電源供給を遮断する電源供給システム、及び電源供給システムを備えたデバイス評価装置を提供することである。

本願の電源供給システムは、ＤＵＴに電源電圧を供給する際、電源供給開始時の電源電圧の立ち上がり時点から継続的に前記電源電圧をモニターすることを特徴とする。

本願の電源供給システムにおいては、前記電源電圧が設定時間内に設定電圧に到達しない場合には前記電源電圧の供給を遮断することを特徴とする。

本願の電源供給システムは、ＤＵＴに電源電圧を供給する電源と、設定時間をカウントアップするタイマー回路と、前記ＤＵＴに供給される電源電圧が設定電圧以上であることを検出する過負荷検出回路とを備え、前記設定時間以降に、前記過負荷検出回路において前記ＤＵＴに供給される電源電圧が前記設定電圧以下であることを検出した場合には前記電源電圧の供給を遮断することを特徴とする。

本願の電源供給システムにおいては、論理回路と、リモートオン／オフ回路とをさらに備え、前記論理回路は前記過負荷検出回路の出力と、前記タイマー回路との出力と、を論理演算した出力制御信号を出力し、前記リモートオン／オフ回路は前記出力制御信号により、前記電源電圧の供給を制御することを特徴とする。

本願の電源供給システムにおいては、前記ＤＵＴと前記電源との間に、カウンタスイッチをさらに備え、前記カウンタスイッチにより前記ＤＵＴと前記電源との間の接続を順次切換えることを特徴とする。

本願のデバイス評価装置は、ＤＵＴが挿入されるＤＵＴソケットと、前記ＤＵＴに電源電圧を供給するＤＵＴ電源と、前記ＤＵＴに供給されている電源電圧が設定値以上であるかを判定する判定回路と、を備え、前記判定回路は前記ＤＵＴに供給されている電源電圧が設定値以下の場合には、前記ＤＵＴへの電源電圧の供給を停止する電源供給システムを有することを特徴とする。

本願のデバイス評価装置においては、前記判定回路は前記ＤＵＴに対し供給開始時刻からの設定時間をカウントするタイマー回路を備え、前記ＤＵＴに供給される電源電圧が前記設定時間内に前記設定値に到達しなかった場合には、前記ＤＵＴが逆挿しされたと判断し、前記ＤＵＴへの電源電圧の供給を停止する電源供給システムを有することを特徴とする。

本願のデバイス評価装置においては、前記ＤＵＴ電源は、前記ＤＵＴへの電源供給を制御するリモートオン／オフ回路を備え、前記リモートオン／オフ回路は前記判定回路からの出力制御信号により前記ＤＵＴへの電源電圧の供給を停止する電源供給システムを有することを特徴とする。

本願のデバイス評価装置においては、前記ＤＵＴソケットと前記ＤＵＴ電源との間に、カウンタスイッチをさらに備え、前記カウンタスイッチにより前記ＤＵＴソケットと前記ＤＵＴ電源との間の接続を順次切換えることができる電源供給システムを有することを特徴とする。

本発明は、判定回路を設け、判定回路でＤＵＴ電源投入直後の過負荷をデバイスの逆挿しとして検知し、ＤＵＴ電源の立ち上がり時間にほぼ等しい短時間でＤＵＴへの電源を遮断することができる。これらの構成とすることで、逆挿しによるデバイス評価装置の損傷やＤＵＴの破壊を防ぐ効果がある。

本発明について、図面を参照して以下詳細に説明する。

実施例１として、図１〜図３を用いて説明する。図１に構成ブロック図、図２に正常動作時の論理動作図、図３に逆挿し時の論理動作図を示す。

図１の電源供給システムはデバイス評価装置に使用された例である。電源供給システムは、デバイス評価装置を制御するＣＰＵ（不図示）との信号伝達を行うシステムバスに接続された判定回路１と、ＤＵＴ電源２と、複数のＤＵＴソケット３とから構成され、ＤＵＴ電源２からＤＵＴソケット３に挿入されたＤＵＴに電源電圧ＶＤＤを供給する。判定回路１はタイマー１１、Ｒ／Ｗコントロラー１２、ＡＮＤ回路１３、Ｆ／Ｆ回路１４を備えている。タイマー１１はシステムバスからの書き込み命令によりカウントを開始し、設定時刻までカウントし、カウントアップ信号ＣＹを出力する。設定時刻はＤＵＴに印加される電源電圧の立ち上がり速度、ＰＧ信号の発生時間にしたがって決定される。例えば、電源投入からＰＧ信号アサートまでには約１００μ秒かかる場合には、タイマーは２００μ秒に設定し、２００μ秒後にカウントアップ信号ＣＹを出力させる。

Ｒ／Ｗコントロラー１２は、システムバスからの書き込み命令でＤＵＴ電源の投入と遮断を制御でき、読み込み命令でＤＵＴ電源２の状態をシステムバス側に知らせることができる。Ｒ／Ｗコントロラー１２からの信号はＦ／Ｆ回路１４に送られる。ＡＮＤ回路１３は、タイマー１１からのカウントアップ信号ＣＹと、ＤＵＴ電源２からのＰＧ信号が入力され、リッセット信号ＲをＦ／Ｆ回路１４に出力する。カウントアップ信号ＣＹが有効になってから、ＰＧ信号の値が判定されることになる。Ｆ／Ｆ回路１４は、Ｒ／Ｗコントロラー１２からの信号を入力信号、ＡＮＤ回路１３からの信号Ｒをリセット信号として出力制御信号をＤＵＴ電源２に出力する。

ＤＵＴ電源２は、過負荷検出回路２１と、リモートオン／オフ回路２２とを備えている。リモートオン／オフ回路２２は判定回路１からの出力制御信号により、ＤＵＴソケット３への電源電圧ＶＤＤの供給を制御する。過負荷検出回路２１は出力された電源電圧ＶＤＤをモニターし、その電圧値が設定値以上であるかを検出し、電源電圧としてのＰＧ（Ｐｏｗｅｒ Ｇｏｏｄ）信号を判定回路１に出力する。例えば、ＤＵＴソケットへの逆挿し、電源に過負荷がかかった場合に、電源電圧ＶＤＤは設定値以下となる。電源電圧ＶＤＤが設定値以下の場合には、ＰＧ信号はネゲート状態にされる。

本実施例の電源供給システムは、判定回路１と、ＤＵＴ電源２とを備え、ＤＵＴ電源２の運転中に生じた過負荷と、逆挿しによるＤＵＴ電源投入直後の過負荷時に出力を遮断する機能を有する。ＤＵＴ電源２が備える過負荷検知回路２１とリモートオン／オフ２２を利用して、ＤＵＴ電源２の運転中に生じた過負荷と、逆挿しによるＤＵＴ電源投入直後の過負荷時に出力を遮断する。

ＤＵＴソケット３に逆挿しが発生した際に検知し判定回路１でＤＵＴ電源投入直後の過負荷時に出力を遮断する。ここでタイマー１１の設定時刻を２００μ秒とすることで、逆挿しの場合でもＤＵＴに印加される電源は２００μ秒程度の短期間となり、ＤＵＴが破壊されることを防止できる。システムバス側からＤＵＴ電源の投入を行い、続けてＤＵＴ電源の状態を読み出す。この結果ＤＵＴ電源がＯＮ状態であればＤＵＴは正常に装着されているが、遮断されている場合はＤＵＴの逆挿しが発生していると判断できる。ＤＵＴ電源の遮断は判定回路のハードウェアで行われているためシステムバス側からの電源の遮断を指示する必要はない。

これらの動作を図２、図３を用いて説明する。図２は正常動作時、図３は逆挿し時の動作図である。図２の正常動作時には、リモートオン／オフ回路２２からの信号がハイレベルとなり、電源電圧がＤＵＴに印加され、電源電圧が立ち上がる。ここでは、仮に過負荷検出回路２１の設定値を電源電圧の８０％に設定しているものとする。電源電圧が設定値を上回ると、ＰＧ信号をアサ―トする。タイマー回路１１は設定時刻２００μ秒でカウントアップ信号ＣＹをハイレベルとする。Ｆ／Ｆ回路１４のリセット信号はロウレベルのままで、電源電圧はＤＵＴに印加された状態を維持する。リモートオン／オフ回路２２からの信号がロウレベルとなり、電源電圧の供給が停止され、ＰＧ信号はハイレベルに、カウントアップ信号ＣＹはリセットされる。その結果、Ｆ／Ｆ回路１４のリセット信号はロウレベルのままである。

図３の逆挿し時には、リモートオン／オフ回路２２からの信号がハイレベルとなり、電源電圧がＤＵＴに印加され、電源電圧が立ち上がる。ここでも、同様に過負荷検出回路２１の設定値を電源電圧の８０％に設定しているものとする。しかし、ＤＵＴが逆挿しされていることから、電源電圧は上昇できずに設定値（破線で示す）に到達しないため、ＰＧ信号はアサ―トされずにハイレベルのままである。タイマー回路１１は設定時刻２００μ秒でカウントアップ信号ＣＹをハイレベルとする。Ｆ／Ｆ回路のリセット信号がハイレベルに変化することで、Ｆ／Ｆ回路１４はリセットされる。リモートオン／オフ回路２２からの信号がロウレベルとなり、電源電圧はＤＵＴへの電源供給を停止する。ＰＧ信号はハイレベルのままに、カウントアップ信号ＣＹと、Ｆ／Ｆ回路１４のリセット信号はロウレベルに変化する。

本発明の電源供給システムはＤＵＴ電源投入直後の過負荷をデバイスの逆挿しとして検知し、ＤＵＴ電源の立ち上がり時間にほぼ等しい短時間でＤＵＴへの電源を遮断することができる。ＤＵＴ電源は出力電圧が設定の８０％に達したときＰＧ信号をアサートする。通常では電源投入からＰＧ信号アサートまでには約数百μ秒程度であるが、ＤＵＴの逆挿しがある場合はＤＵＴ内部で電源とＧＮＤの短絡が発生するため、過電流による電圧降下で出力電圧が設定値の８０％に満たない状態が続く。即ち電源投入から通常時の電源立ち上がり時間（数百μ秒）以上ＰＧ信号がアサートされなければ、逆挿しが発生していることが検知できる。

このため判定回路１はタイマー１１を内蔵し、ＤＵＴ電源２の出力電圧が設定値の８０％以上に到達するまでの時間、ＤＵＴ電源２からのＰＧ信号をマスクする。タイマー時間経過後にマスクが解除され、この時点でＰＧ信号がネゲート状態なら逆指しと判断し、ＤＵＴ電源２の出力を遮断する。ＤＵＴが逆挿しされた場合には、ＤＵＴ電源の立ち上がり時間に等しい時間に電源の供給を遮断できる。したがって逆挿しされた場合には短時間しか電源が供給されないことから、ＤＵＴの破壊及びデバイス評価装置の損傷は発生しない。また、ＤＵＴ電源２の運転中に生じた過負荷の場合も、通常通り瞬時にＤＵＴ電源を遮断する。

ここでは、タイマー回路１１の設定時間は全てのＤＵＴソケット３にＤＵＴがセットされていることを前提としている。この場合には電源投入からＰＧ信号アサートまでに約１００μ秒かかることから、タイマーは２００μ秒後にタイムアップしてその時点でのＰＧの値が判定されるように設定している。つまりＤＵＴ電源２からみたときにＤＵＴソケット３の負荷が最も重いケースである。しかし、ＤＵＴソケット３へセットされているＤＵＴの個数によって負荷がかわってくることを考慮するとタイマー時間をさらに短くタイムアップさせることができ、逆挿しの場合にＤＵＴに印加される電源の時間をさらに短くさせることができる。このようにタイマー回路１１の設定値は必要に応じて設定できることは言うまでもない。また同様に、過負荷検出回路２１の設定値も所定電圧の８０％を設定値としたが、必要に応じて設定できることは言うまでもない。

本発明の電源供給システムは、判定回路１と、過負荷検知回路２１と、リモートオン／オフ回路２２を備え、判定回路１によって電源投入直後に過負荷を検知したとき、自動的に電源を切断する。本来、電源装置が備える過負荷検知は、主に電源の運転中に生じた過負荷を検知するための機構であるが、本発明の判定回路と組み合わせることによりデバイス評価装置における高速な逆挿し検知機構を備えた電源供給システムを実現した。

実施例２として、図４を用いて説明する。図４に構成ブロック図を示す。実施例２は実施例１の構成に加えて、ＤＵＴ電源２とＤＵＴソケット３との間にカウンタＳＷ４が挿入している。カウンタＳＷ４はＤＵＴ電源２から複数のＤＵＴソケットへの接続をスイッチにより切換え、ＤＵＴ電源２からの電源供給を１個ずつのＤＵＴに対して行うことができる。カウンタＳＷ４によりそれぞれのＤＵＴに対して過負荷検出を行う実施例である。実施例１と同じ構成要素は同一符号としその説明は省略する。

図４のカウンタＳＷ４はスイッチ４１と、カウンタ４２を備えている。カウンタ４２は１ずつカウントアップし、対応するスイッチ４２−１〜４１−ｎを順次切り替えて複数のＤＵＴソケット３のそれぞれに対し、過負荷検出の判定を行うものである。個別の過負荷検出の機構、手段は実施例１と同様であり、これらをカウンタＳＷ４により順次切換え、複数のＤＵＴソケット３を自動的に連続判定する。

システムバス側からＤＵＴ電源２の投入を行い、続けてカウンタＳＷ４に接続されたＤＵＴソケット３に対して順次ＤＵＴソケットの数だけ電源の状態を読み出していく。この結果ＤＵＴ電源がＯＮ状態であればＤＵＴは正常に装着されているが、遮断されている場合はＤＵＴの逆挿しが発生していると判断できる。また、カウンタでソケット順の判定を行っているため、どのＤＵＴで逆挿しが起こっているかの情報も容易に得ることができる。

本実施例においては、さらにカウンタＳＷ４を設け、カウンタＳＷ４により自動的にそれぞれのＤＵＴソケット３への接続を切換える構成とする。こられの構成とすることで、それぞれのＤＵＴソケットに対して過負荷検出を行い、逆挿しの場合には電源の供給を遮断する。それぞれのＤＵＴソケットに対して個別に過負荷検出を行うことができる電源供給システムが得られる。

以上本願発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本願発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

本発明の実施例１における構成ブロック図である。 正常動作時の論理動作図である。 逆挿し時の論理動作図である。 本発明の実施例２における構成ブロック図である。

符号の説明

１ 判定回路
２ ＤＵＴ電源
３ ＤＵＴソケット
４ カウンタＳＷ
１１ タイマー回路
１２ Ｒ／Ｗコントロラー
１３ ＡＮＤ回路
１４ Ｆ／Ｆ回路
２１ 過負荷検出回路
２２ リモートオン／オフ回路
４１−１、４１−２、４１−ｎ スイッチ
４２ カウンタ

Claims (9)

1. 電源供給システムにおいて、ＤＵＴに電源電圧を供給する際、電源供給開始時の電源電圧の立ち上がり時点から継続的に前記電源電圧をモニターすることを特徴とする電源供給システム。
2. 前記電源電圧が設定時間内に設定電圧に到達しない場合には前記電源電圧の供給を遮断することを特徴とする請求項１に記載の電源供給システム。
3. 電源供給システムにおいて、ＤＵＴに電源電圧を供給する電源と、設定時間をカウントアップするタイマー回路と、前記ＤＵＴに供給される電源電圧が設定電圧以上であることを検出する過負荷検出回路とを備え、前記設定時間以降に、前記過負荷検出回路において前記ＤＵＴに供給される電源電圧が前記設定電圧以下であることを検出した場合には前記電源電圧の供給を遮断することを特徴とする電源供給システム。
4. 論理回路と、リモートオン／オフ回路とをさらに備え、前記論理回路は前記過負荷検出回路の出力と、前記タイマー回路との出力と、を論理演算した出力制御信号を出力し、前記リモートオン／オフ回路は前記出力制御信号により、前記電源電圧の供給を制御することを特徴とする請求項３に記載の電源供給システム。
5. 前記ＤＵＴと前記電源との間に、カウンタスイッチをさらに備え、前記カウンタスイッチにより前記ＤＵＴと前記電源との間の接続を順次切換えることを特徴とする請求項３、または請求項４に記載の電源供給システム。
6. デバイス評価装置において、ＤＵＴが挿入されるＤＵＴソケットと、前記ＤＵＴに電源電圧を供給するＤＵＴ電源と、前記ＤＵＴに供給されている電源電圧が設定値以上であるかを判定する判定回路と、を備え、前記判定回路は前記ＤＵＴに供給されている電源電圧が設定値以下の場合には、前記ＤＵＴへの電源電圧の供給を停止する電源供給システムを有することを特徴とするデバイス評価装置。
7. 前記判定回路は前記ＤＵＴに対し供給開始時刻からの設定時間をカウントするタイマー回路を備え、前記ＤＵＴに供給される電源電圧が前記設定時間内に前記設定値に到達しなかった場合には、前記ＤＵＴが逆挿しされたと判断し、前記ＤＵＴへの電源電圧の供給を停止する電源供給システムを有することを特徴とする請求項６に記載のデバイス評価装置。
8. 前記ＤＵＴ電源は、前記ＤＵＴへの電源供給を制御するリモートオン／オフ回路を備え、前記リモートオン／オフ回路は前記判定回路からの出力制御信号により前記ＤＵＴへの電源電圧の供給を停止する電源供給システムを有することを特徴とする請求項６、または請求項７に記載のデバイス評価装置。
9. 前記ＤＵＴソケットと前記ＤＵＴ電源との間に、カウンタスイッチをさらに備え、前記カウンタスイッチにより前記ＤＵＴソケットと前記ＤＵＴ電源との間の接続を順次切換えることができる電源供給システムを有することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載のデバイス評価装置。
   

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