JP2009264817A - 半導体試験装置の診断ボード - Google Patents

Abstract

【課題】接点不良を精度良く検出することが可能な半導体試験装置の診断ボードを実現する。
【解決手段】出力電流の供給経路が独立していると共に戻り経路が共通化された複数の電源を有する測定カードの経路診断に使用される半導体試験装置の診断ボードにおいて、電源毎に電気的に独立した出力電流用の経路を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の電源をパフォーマンスボード（PFB：Performance Board）へ供給し、これら電源の戻り経路を共通としている測定カードと前記パフォーマンスボードとの経路診断に使用される半導体試験装置の診断ボードに関し、特に接点不良を精度良く検出することが可能な半導体試験装置の診断ボードに関する。

半導体試験装置はその機能が正常に動作するか否かの診断を定期的に行う。一般に、被試験デバイス（以下、ＤＵＴ（Device Under Test）という）を試験する時にはパフォーマンスボードをテストヘッドに実装するが、診断時には診断ボードをテストヘッドに実装して診断を行う。

従来の半導体試験装置の診断ボードに関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開平５−００２０４４号公報

図４はこのような従来の半導体試験装置のテストヘッド部を説明する説明図である。図４（Ａ）を用いてテストヘッド部の構成を説明する。パフォーマンスボード１はＤＵＴ（図示せず）とテストヘッド２に実装されるカード間で授受される信号を中継する。テストヘッド２には測定カード３が実装される。測定カード３はコネクタＣＮ１およびコネクタＣＮ２を経由してパフォーマンスボード１へ電力を供給し、供給された電力はコネクタＣＮ３を経由して測定カード３へ戻る。パフォーマンスボード１へ供給された電力は、パフォーマンスボード１上の回路で使用されたり、パフォーマンスボード１を経由してＤＵＴ（図示せず）へ供給される。

図４（Ｂ）にパフォーマンスボード１と測定カード３の回路の一例を示す。パフォーマンスボード１には負荷Ｌｏａｄ１および負荷Ｌｏａｄ２が実装されている。負荷Ｌｏａｄ１の一端はコネクタＣＮ１の２つの接点に接続され、負荷Ｌｏａｄ２の一端はコネクタＣＮ２の２つの接点に接続される。負荷Ｌｏａｄ１の他端および負荷Ｌｏａｄ２の他端はコネクタＣＮ３の４つの接点に接続される。コネクタＣＮ１〜ＣＮ３はパフォーマンスボード１と測定カード３とを電気的に接続する。

コネクタＣＮ１〜ＣＮ３は、測定カード３上の配線とは半田または圧入により電気的に接続される。コネクタＣＮ３は、例えば、４個の接点を持ち、各接点間は電気的に絶縁されている。これらの接点は測定カード３上の配線によって、共通化されている。

測定カード３には電源Ｅ１および電源Ｅ２が実装されている。電源Ｅ１の正側端子はコネクタＣＮ１の２つの接点に接続され、電源Ｅ２の正側端子はコネクタＣＮ２の２つの接点に接続される。電源Ｅ１の負側端子および電源Ｅ２の負側端子はコネクタＣＮ３の４つの接点に接続される。

このような半導体試験装置の動作について説明する。
電源Ｅ１はコネクタＣＮ１を経由してパフォーマンスボード１上の負荷Ｌｏａｄ１へ電力を供給し、電源Ｅ２はコネクタＣＮ２を経由してパフォーマンスボード１上の負荷Ｌｏａｄ２へ電力を供給する。電源Ｅ１からは電流Ｉ１が出力され、電源Ｅ２からは電流Ｉ２が出力される。

そして、電流Ｉ１はコネクタＣＮ１を経由してパフォーマンスボード１上の負荷Ｌｏａｄ１へ入力され、電流Ｉ２はコネクタＣＮ２を経由してパフォーマンスボード１上の負荷Ｌｏａｄ２へ入力される。負荷Ｌｏａｄ１から電源Ｅ１へ戻る電流Ｉ１および負荷Ｌｏａｄ２から電源Ｅ２へ戻る電流Ｉ２はコネクタＣＮ３に入力される前に合流して電流Ｉ３となる。出力電流Ｉ３はコネクタＣＮ３で４つの経路に分岐され、コネクタＣＮ３を経由した後に測定カード３上の配線で再び合流する。

コネクタＣＮ１およびコネクタＣＮ２は複数の接点を有する。これは、コネクタ自体の小型化によって、端子それぞれの電流容量が小さくなっているため、接点を複数にすることにより、電流容量を増やしている。また、パフォーマンスボード１から電源Ｅ１および電源Ｅ２へ戻る経路として、コネクタＣＮ３を共通で使用することで、コネクタ数を減らすことができる。ここで、コネクタＣＮ１、コネクタＣＮ２のように測定カード３の電源から出力電流がパフォーマンスボードへ供給される経路に使用されるコネクタを供給側コネクタ、コネクタＣＮ３のように出力電流が測定カード３の電源へ戻る経路に使用されるコネクタを戻り側コネクタとする。

半導体試験装置の運用においては、試験前にコネクタＣＮ１、コネクタＣＮ２およびコネクタＣＮ３の経路がそれぞれ正しく接続されているかを診断する。具体的には、それぞれのコネクタと測定カード３の配線を接続している半田の不良を診断する。なお、コネクタが圧入式の場合は、測定カード３の配線に接続されているスルーホールとコネクタとの接触不良を診断する。これら経路の診断を行う際にはパフォーマンスボード１の替わりに診断ボードを使用する。

図５は診断ボードの概略回路図例である。図５（Ａ）に示す診断ボードは、図４（Ｂ）に示すパフォーマンスボード１の負荷Ｌｏａｄ１を抵抗Ｒ１に、負荷Ｌｏａｄ２を抵抗Ｒ２にそれぞれ置き換えたものである。この診断ボードを用いて、電源Ｅ１から出力される電流Ｉ１、電源Ｅ２から出力される電流Ｉ２を測定カード３上の電流計（図示せず）でそれぞれ測定することにより、測定カード３上に実装されている各コネクタがそれぞれ正しく測定カード３上の配線と電気的に接続されているかを診断する。

また、図５（Ｂ）に示す診断ボードは、図５（Ａ）の診断ボードの抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２の電源Ｅ１および電源Ｅ２の正極側に接続される端子の電位を測定する経路Ｖｄｉａｇ１および経路Ｖｄｉａｇ２を設けたものである。この診断ボードを用いて、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２の電源Ｅ１および電源Ｅ２の正極側に接続される端子の電位を測定カード３上の電圧計（図示せず）またはパフォーマンスボード１上の電圧計（図示せず）でそれぞれ測定することにより、測定カード３上に実装されている各コネクタがそれぞれ正しく測定カード３上の配線と電気的に接続されているかを診断する。

図５に示すような診断ボードを用いて経路診断を行った場合、コネクタＣＮ３の接点が１極でも接続されていれば、診断結果は「良」判定、すなわち、経路は正常に接続されているという判定となる。例えば、コネクタＣＮ３が１極しか接続されていない状態でＤＵＴの試験を行うと、電流容量が不足して、パフォーマンスボード１や測定カード３のコネクタＣＮ３が焼損するという問題があった。
従って本発明が解決しようとする課題は、接点不良を精度良く検出することが可能な半導体試験装置の診断ボードを実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
複数の電源をパフォーマンスボードへ供給すると共に前記パフォーマンスボードからの前記複数の電源の戻り経路を共通としている測定カードの経路診断に使用される半導体試験装置の診断ボードにおいて、前記複数の電源の戻り経路を分けていることを特徴とする。

本発明によれば次のような効果がある。複数の電源をパフォーマンスボードへ供給すると共に前記パフォーマンスボードからの前記複数の電源の戻り経路を共通としている測定カードの経路診断に使用される半導体試験装置の診断ボードにおいて、前記複数の電源の戻り経路を分けていることにより、電源毎の経路で接点不良を判定することができるので、従来と比較して接点不良を精度良く検出することが可能になる。

以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る半導体試験装置の診断ボードの概略回路図と診断結果を説明する説明図である。

図１（Ａ）に示す診断ボードは図５（Ａ）に示す従来の診断ボードとほぼ同じ構成をしているが、異なる点はコネクタＣＮ３に至る経路を分けていることである。すなわち、測定カード上の電源Ｅ１からコネクタＣＮ１、抵抗Ｒ１を経由して戻る経路と電源Ｅ２からコネクタＣＮ２、抵抗Ｒ２を経由して戻る経路を分けている。

具体的には、コネクタＣＮ１−抵抗Ｒ１−経路Ｓ１−コネクタＣＮ３の端子Ｐ１および端子Ｐ２という経路とコネクタＣＮ２−抵抗Ｒ２−経路Ｓ２−コネクタＣＮ３の端子Ｐ３および端子Ｐ４という経路である。なお、経路Ｓ１は抵抗Ｒ１からコネクタＣＮ３までの経路、経路Ｓ２は抵抗Ｒ２からコネクタＣＮ３までの経路のことをいう。また、端子Ｐ１〜Ｐ４はコネクタＣＮ３の４つの端子のそれぞれを指している。

このような半導体試験装置の動作について説明する。
電源Ｅ１から出力した電流Ｉ１はコネクタＣＮ１を経由して診断ボードに入り、抵抗Ｒ１、経路Ｓ１を通ってコネクタＣＮ３の端子Ｐ１および端子Ｐ２に入る。同様に、電源Ｅ２から出力した電流Ｉ２はコネクタＣＮ２を経由して診断ボードに入り、抵抗Ｒ２、経路Ｓ２を通ってコネクタＣＮ３の端子Ｐ３および端子Ｐ４に入る。電流Ｉ１および電流Ｉ２は測定カードのコネクタＣＮ３を経由して測定カード３上の配線で電流Ｉ３として合流する。

電源Ｅ１から出力される電流Ｉ１、電源Ｅ２から出力される電流Ｉ２を測定カード３上の電流計（図示せず）でそれぞれ測定することにより、測定カード３上に実装されている各コネクタがそれぞれ正しく測定カード３上の配線と電気的に接続されているかを診断する。

図１（Ｂ）に従来の診断ボードを使用した時と本発明の診断ボードを使用した時でのコネクタＣＮ３の経路診断の結果を示す。従来は、コネクタＣＮ３の４つの端子全てが接点不良でなければ、経路診断で「ＮＧ」の判定がされなかった。

しかし、本発明の診断ボードを使用することにより、電源Ｅ１の経路と電源Ｅ２の経路でコネクタＣＮ３を２極ずつに分けた形での経路診断が可能になる。図１（Ｂ）では電源Ｅ１の１，２と電源Ｅ２の３，４で示されている。

具体的には、図１（Ｂ）に示すように、電源Ｅ１の端子Ｐ１，端子Ｐ２の両方が接点不良の時、または、電源Ｅ２の端子Ｐ３，端子Ｐ４の両方が接点不良の時に経路診断で「ＮＧ」と判定される。従来ではＮＧ検出数が１に対して、本発明ではＮＧ検出数が７となる。

なお、この経路診断ではコネクタＣＮ３の端子Ｐ１〜端子Ｐ４が接点不良の場合、コネクタＣＮ３の端子Ｐ１〜端子Ｐ４から配線の合流点までが電気的に導通しない場合を接点不良としている。

この結果、電源Ｅ１の経路と電源Ｅ２の経路を分けた診断ボードを使用して経路診断することにより、電源Ｅ１の経路で２極あるコネクタＣＮ３の両方がＮＧの時、または、電源Ｅ２の経路で２極あるコネクタＣＮ３の両方がＮＧの時に「不良」と判定されるので、従来と比較して接点不良を精度良く検出することが可能になる。

なお、図１に示す実施例において、診断ボードに抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２を用いているが、図２に示すように、電源Ｅ１および電源Ｅ２の出力電流Ｉ１および出力電流Ｉ２を制限できるのであれば、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２をショートしてもよい。この場合、診断対象は図１に示す実施例と同様に出力電流Ｉ１および出力電流Ｉ２となる。

また、図３に示すように、電源Ｅ１および電源Ｅ２が出力電圧制御のために、フィードバック値ＶＦＢ１およびフィードバック値ＶＦＢ２を使用する構成であれば、これを診断対象としてもよい。具体的には、フィードバック値ＶＦＢ１の電位を測定カード３上の電圧計（図示せず）で測定することにより、測定カード３上に実装されているコネクタＣＮ１およびコネクタＣＮ３の端子Ｐ１および端子Ｐ２がそれぞれ正しく測定カード３上の配線と電気的に接続されているかを診断する。同様に、フィードバック値ＶＦＢ２の電位を測定カード３上の電圧計（図示せず）で測定することにより、測定カード３上に実装されているコネクタＣＮ２およびコネクタＣＮ３の端子Ｐ３および端子Ｐ４がそれぞれ正しく測定カード３上の配線と電気的に接続されているかを診断する。

また、図１および図３に示す実施例において、診断ボードに抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２を用いているが、必ずしもこのように限定される必要はなく、電子負荷等の電流を引けるものであればよい。

また、図１〜図３に示す実施例において、電源Ｅ１および電源Ｅ２の戻り経路をそれぞれ２つに分けて（コネクタＣＮ３を２極ずつ使用して）いるが、必ずしもこのように限定される必要はなく、戻り経路を３つ以上に分けてもよい。同様に、電源Ｅ１および電源Ｅ２からの供給経路もそれぞれ２つに分けて（コネクタＣＮ１およびコネクタＣＮ２をそれぞれ２極のものを使用して）いるが、必ずしもこのように限定される必要はなく、供給経路は少なくとも１つあればよい。

また、図１〜図３に示す実施例において、測定カード３上に実装した電源を電源Ｅ１および電源Ｅ２の２つとしたが、必ずしもこのように限定される必要はなく、１つの電源から複数の電圧を出力するような電源を少なくとも１つ以上用いてもよいし、単出力の電源を３つ以上用いてもよい。

また、図１〜図３に示す実施例において、コネクタＣＮ３を４極のコネクタとしているが、特にコネクタの極数や個数には限定されない。例えば、２極コネクタを２個用いてもよいし、３極コネクタを１ピン＋２ピンのように２分割して用いてもよい。

また、図１〜図３に示す実施例において、コネクタＣＮ１〜コネクタＣＮ３はポゴピン（スプリングピン）、少なくとも片側にコネクタを持つケーブルハーネス、または、少なくとも片側にポゴピンを持つケーブルハーネスであってもよい。

本発明に係る半導体試験装置の診断ボードの概略回路図と診断結果を説明する説明図である。 抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２をショートした場合の本発明に係る半導体試験装置の診断ボードの概略回路図である。 電源Ｅ１および電源Ｅ２が出力電圧制御のためのフィードバック機能が付いた場合の本発明に係る半導体試験装置の診断ボードの概略回路図である。 従来の半導体試験装置のテストヘッド部を説明する説明図である。 診断ボードの概略回路図である。

符号の説明

１ パフォーマンスボード
２ テストヘッド
３ 測定カード
ＣＮ１，ＣＮ２，ＣＮ３，ＣＮ４，ＣＮ５ コネクタ
Ｅ１，Ｅ２ 電源
Ｌｏａｄ１，Ｌｏａｄ２ 負荷
Ｒ１，Ｒ２ 抵抗
Ｓ１，Ｓ２ 経路
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ 端子

Claims (3)

1. 出力電流の供給経路が独立していると共に戻り経路が共通化された複数の電源を有する測定カードの経路診断に使用される半導体試験装置の診断ボードにおいて、
   前記電源毎に電気的に独立した前記出力電流用の経路を設けたことを特徴とする半導体試験装置の診断ボード。
2. 複数の接点を有する戻り側コネクタを備え、
   前記複数の電源それぞれからの出力電流を、前記戻り側のコネクタを介して前記電源に戻すことを特徴とする請求項１記載の半導体試験装置の診断ボード。
3. 前記測定カードは、この測定カード上の配線と前記戻り側コネクタの端子とを半田または圧入により電気的に接続されることを特徴とする請求項２記載の半導体試験装置の診断ボード。