JP2011232076A - Semiconductor testing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被測定デバイス(DUT)への信号印加及び前記DUTから発生される信号の計測を実行するピンエレクトロニクスカードと、前記DUTのピン端子に接触するデバイスボードまたはプローブカードと、前記ピンエレクトロニクスカードの測定ピンを前記DUTの所望のピン端子に対応させるための配線変換部と、この配線変換部と前記デバイスボードまたはプローブカードとをコネクタ接続する勘合部とを具備し、前記勘合部のピン割付を、2本の隣り合う信号ピンの両側を一対のグラウンドピンで挟む形態とした半導体試験装置に関するものである。 The present invention includes a pin electronics card that performs signal application to a device under test (DUT) and measurement of a signal generated from the DUT, a device board or probe card that contacts a pin terminal of the DUT, and the pin electronics. A wiring conversion unit for causing a measurement pin of the card to correspond to a desired pin terminal of the DUT, and a fitting unit for connecting the wiring conversion unit and the device board or the probe card with a connector, and a pin of the fitting unit The present invention relates to a semiconductor test apparatus in which the allocation is configured such that both sides of two adjacent signal pins are sandwiched between a pair of ground pins.
半導体試験装置の基本的な構成については特許文献1に詳細な技術開示がある。
図5は、従来の半導体試験装置の構成を示す機能ブロック図である。テストヘッド10には、被測定デバイス(DUT)61,…6nへの信号印加及びこれらDUTから発生される信号の計測を行い、そのデバイスの動作ならびに信号の状態を計測して良否を判定する機能を備えるピンエレクトロニクスカード20が搭載されている。ピンエレクトロニクスカード20も含め、半導体試験装置に必要な機能回路は、テストヘッド10に実装される。
Patent Document 1 discloses a detailed technical disclosure of the basic configuration of the semiconductor test apparatus.
FIG. 5 is a functional block diagram showing a configuration of a conventional semiconductor test apparatus. The test head 10 has a function of applying a signal to the device under test (DUT) 61,... 6n and measuring a signal generated from the DUT, and measuring the operation of the device and the state of the signal to determine pass / fail. A pin electronics card 20 is mounted. Functional circuits necessary for the semiconductor test apparatus including the pin electronics card 20 are mounted on the test head 10.
更に、前記DUT61,…6nのピン端子に接触するデバイスボードまたはプローブカード50と、前記ピンエレクトロニクスカード20の測定ピンを前記DUT61,…6nの所望のピン端子に対応させるための配線変換部30と、この配線変換部と前記デバイスボードまたはプローブカード50とをコネクタ接続する勘合部40とを具備している。 Further, a device board or probe card 50 that contacts the pin terminals of the DUTs 61,... 6n, and a wiring conversion unit 30 for making the measurement pins of the pin electronics card 20 correspond to the desired pin terminals of the DUTs 61,. The wire conversion section and a fitting section 40 for connecting the device board or the probe card 50 with a connector are provided.
近年では、デバイスの高速化に伴い、半導体試験装置も高速動作が要求されている。一方で、ウェハの大型化に伴い、多くのDUTを同時に測定可能な試験装置も求められている。この結果、半導体試験装置の信号ピン数も多ピン化する傾向にある。 In recent years, with the increase in device speed, semiconductor test apparatuses are also required to operate at high speed. On the other hand, along with the increase in size of wafers, a test apparatus capable of measuring many DUTs simultaneously is also required. As a result, the number of signal pins in the semiconductor test apparatus tends to increase.
しかしながら、コネクタ接続される勘合部40の接続ピン数は物理的に限界があり、要求に応じて任意に増加させることが困難な場合がある。近年では、以下の様な利用手法にて勘合部の接続ピンを有効利用する場合がある。 However, the number of connection pins of the fitting portion 40 to be connected to the connector is physically limited, and it may be difficult to arbitrarily increase it as required. In recent years, there are cases where the connection pin of the fitting portion is effectively used by the following usage method.
図6は、信号ピンの利用形態例を示す平面図であり、勘合部40でのピン割付けを、図6(A)の一般例と図6(B)の有効利用例の比較を行ったものである。図6(A)の一般例のように、従来は信号ピン''S''とグランドピン''G''を交互に配置させる形態に対して、有効利用例では信号ピン''S''の隣り合う2経路を一組にし、この組を一対のグランドピン''G''で挟む形態となっている。この利用形態では、同一接続ピン数で約1.33倍の信号ピンを有効利用することができる。 FIG. 6 is a plan view showing an example of usage of signal pins. The pin assignment at the fitting portion 40 is a comparison between the general example of FIG. 6 (A) and the effective usage example of FIG. 6 (B). It is. As in the general example of FIG. 6A, the signal pin “S” and the ground pin “G” are arranged alternately in the prior art. The two adjacent paths are made into a set, and this set is sandwiched between a pair of ground pins “G”. In this usage mode, about 1.33 times as many signal pins as the same number of connection pins can be used effectively.
図6(B)に示す有効利用例の形態にした場合には、クロストークが一般例に比べて大きくなる。図7は、信号ピン利用形態に対応した信号ピン間のクロストークの差を説明する特性図である。 In the case of the effective usage example shown in FIG. 6B, the crosstalk becomes larger than that of the general example. FIG. 7 is a characteristic diagram for explaining a difference in crosstalk between signal pins corresponding to the use form of the signal pins.
信号ピンS1とS2を持ち、S1は信号を動かす側(加害者)S2はS1の影響を受ける側(被害者)とする。S2は簡易説明のため終端抵抗を介してグランドレベルに落としておく。 It has signal pins S1 and S2, and S1 is a signal moving side (perpetrator) and S2 is a side affected by S1 (victim). S2 is dropped to the ground level via a terminating resistor for simple explanation.
図7(イ)は一般例の場合でのクロストーク、図7(ロ)は有効利用例でのクロストークを示す。(イ)及び(ロ)において、(A)はピンに利用形態を示す平面図、(B)は
S1端(DUT端)でのステップ応答波形、(C)はS2端(DUT端)でのクロストーク波形である。
FIG. 7A shows crosstalk in the case of a general example, and FIG. 7B shows crosstalk in an effective use example. In (a) and (b), (A) is a plan view showing the use form of the pin, (B) is a step response waveform at the S1 end (DUT end), and (C) is at the S2 end (DUT end). Crosstalk waveform.
図7(イ)の一般例では、S1とS2間のグランドのシールド効果、及びS1とS2間の距離が大きいことにより、クロストークは小さい。しかしながら、図7(ロ)の有効利用例では、S1とS2間の距離が小さく、両者間にグランドが無いことから、図7(イ)に比べクロストーク量が大きくなる。クロストークが大きいと信号ピンの立ち上がり/立下りエッジ波形に影響を及ぼし、良質な試験の妨げとなる。 In the general example of FIG. 7A, the crosstalk is small due to the ground shielding effect between S1 and S2 and the large distance between S1 and S2. However, in the example of effective use in FIG. 7 (b), the distance between S1 and S2 is small and there is no ground between them, so the amount of crosstalk is larger than in FIG. 7 (a). A large crosstalk affects the rising / falling edge waveform of the signal pin, and prevents good quality testing.
このような理由から、通常の半導体試験装置においては、ピン割付けとして一般例を採用する場合が多い。特に高速な試験を行う場合には、前記クロストークが信号のタイミング精度に悪影響を及ぼすため、一般例のピン割付けを採用するが、ウェハ試験等の様に、比較的低速で同時測定DUTの個数を多く取るアプリケーションでは、有効利用例のピン割付けを採用することもある。 For this reason, general examples are often used as pin assignments in ordinary semiconductor test equipment. In particular, when performing a high-speed test, the crosstalk adversely affects the timing accuracy of the signal, so the general pin assignment is adopted. However, the number of simultaneous measurement DUTs at a relatively low speed as in the wafer test or the like. In an application that takes a lot of information, the pin assignment of an effective usage example may be adopted.
本発明の目的は、ピンの有効利用形態をとる場合でも、クロストークの少ない良好な試験が可能な、汎用性の高い半導体試験装置を実現することにある。 An object of the present invention is to realize a highly versatile semiconductor test apparatus capable of performing a good test with little crosstalk even when the pin is effectively used.
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
(1)被測定デバイス(DUT)への信号印加及び前記DUTから発生される信号の計測を実行するピンエレクトロニクスカードと、前記DUTのピン端子に接触するデバイスボードまたはプローブカードと、前記ピンエレクトロニクスカードの測定ピンを前記DUTの所望のピン端子に対応させるための配線変換部と、この配線変換部と前記デバイスボードまたはプローブカードとをコネクタ接続する勘合部とを具備する半導体試験装置において、
前記ピンエレクトロニクスカードの測定ピンから前記DUTのピン端子との間に、帯域制限回路を挿入したことを特徴とする半導体試験装置。
In order to achieve such a subject, the present invention has the following configuration.
(1) A pin electronics card that executes signal application to a device under test (DUT) and measurement of a signal generated from the DUT, a device board or probe card that contacts a pin terminal of the DUT, and the pin electronics card In a semiconductor test apparatus comprising a wiring conversion unit for making the measurement pin correspond to a desired pin terminal of the DUT, and a fitting unit for connecting the wiring conversion unit and the device board or the probe card with a connector,
A semiconductor test apparatus, wherein a band limiting circuit is inserted between a measurement pin of the pin electronics card and a pin terminal of the DUT.
(2)前記帯域制限回路を、前記配線変換部と前記勘合部との間に設けたことを特徴とする(1)に記載の半導体試験装置。 (2) The semiconductor test apparatus according to (1), wherein the band limiting circuit is provided between the wiring conversion unit and the fitting unit.
(3)前記帯域制限回路を、前記勘合部と前記デバイスボードまたはプローブカードとの間に設けたことを特徴とする(1)または(2)に記載の半導体試験装置。 (3) The semiconductor test apparatus according to (1) or (2), wherein the band limiting circuit is provided between the fitting portion and the device board or probe card.
(4)前記帯域制限回路を、着脱可能としたことを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の半導体試験装置。 (4) The semiconductor test apparatus according to any one of (1) to (3), wherein the band limiting circuit is detachable.
(5)前記帯域制限回路は、ローパスフィルタで構成されることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載の半導体試験装置。 (5) The semiconductor test apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the band limiting circuit includes a low-pass filter.
(6)前記帯域制限回路は、フィルタ特性を無効とするジャンパー手段を備えることを特徴とする(1)乃至(5)のいずれかに記載の半導体試験装置。 (6) The semiconductor test apparatus according to any one of (1) to (5), wherein the band limiting circuit includes jumper means for invalidating a filter characteristic.
本発明によれば、次のような効果を期待することができる。
(1)ピンエレクトロニクスカードの測定ピンからDUTのピン端子との間に、帯域制限回路を挿入した結果、ピンエレクトロニクスカード自身のスルーレートが高速な場合においても、帯域制限回路のカットオフ周波数を適切に設定することで、多ピン要求により信号ピンを有効利用せざるを得ない場合と、高速化要求により勘合部に一般例のピン割付けを採用する場合とで、同一のピンエレクトロニクスカードを使用することが可能であり、多様なテストに対応でき、装置の汎用性が向上する。
(2)半導体試験装置の開発工数および開発費用の低減にも繋がる。
According to the present invention, the following effects can be expected.
(1) Even if the pin electronics card itself has a high slew rate as a result of inserting a band limiting circuit between the measurement pin of the pin electronics card and the pin terminal of the DUT, the cutoff frequency of the band limiting circuit is appropriate. The same pin electronics card is used for cases where signal pins must be used effectively due to multi-pin requirements and when general pin assignment is used for the mating part due to high-speed requirements. It is possible to cope with various tests, and the versatility of the apparatus is improved.
(2) It also leads to reduction in the development man-hours and development costs of semiconductor test equipment.
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図1は、本発明を適用した半導体試験装置の一実施例を示した構成図である。図5で説明した従来構成と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a semiconductor test apparatus to which the present invention is applied. The same elements as those of the conventional configuration described with reference to FIG.
図5で説明した従来構成に追加される本発明の特徴部は、配線変換部30と勘合部40とに間に帯域制限回路100を挿入した構成にある。帯域制限回路100としては、例えば誘導素子Lと容量素子Cと抵抗素子Rを用いたLPF(低域通過フィルタ)が挙げられる。 A feature of the present invention added to the conventional configuration described in FIG. 5 is a configuration in which a band limiting circuit 100 is inserted between the wiring conversion unit 30 and the fitting unit 40. Examples of the band limiting circuit 100 include an LPF (low-pass filter) using an inductive element L, a capacitive element C, and a resistive element R.
この帯域制限回路100を適切なカットオフ周波数に設計することにより、図7で説明したS1(加害者)の立ち上がり/立下りのスルーレートを落とすことができる。一般的に、加害者S1の通過信号スルーレートを低減すると、被害者(ここではS2)へのクロストークが低減することは良く知られており、図1の構成を採用することで、クロストークを低減することが可能となる。 By designing the band limiting circuit 100 to an appropriate cut-off frequency, the rising / falling slew rate of S1 (perpetrator) described with reference to FIG. 7 can be reduced. In general, it is well known that reducing the passing signal slew rate of the perpetrator S1 reduces crosstalk to the victim (here, S2). By adopting the configuration of FIG. Can be reduced.
クロストークと帯域制限回路のカットオフ周波数はトレードオフの関係があるため、テストを行うDUTの種類やテストプログラムにより、適切なカットオフ周波数を選択することで、好適な試験を行うことができる。 Since the cutoff frequency of the crosstalk and the band limiting circuit has a trade-off relationship, a suitable test can be performed by selecting an appropriate cutoff frequency according to the type of DUT to be tested and the test program.
例えば、勘合部40でのピン利用形態として図6(A)の一般例を採用する場合は、クロストークが小さいので、帯域制限回路100のカットオフ周波数を高く設定することが可能となり、より高速な試験を実施することができる。 For example, when the general example of FIG. 6A is adopted as the pin usage form in the fitting unit 40, since the crosstalk is small, it becomes possible to set the cut-off frequency of the band limiting circuit 100 to be higher, and the higher speed. Test can be carried out.
図6(B)の有効利用例を採用する場合は、高速な信号を通過させるとクロストークが大きくなってしまうので、帯域制限回路100のカットオフ周波数を適切に設定し、クロストークが試験に及ぼす悪影響を排除しながら、試験のスピードを最適化することが可能となる。 When the example of effective use in FIG. 6B is adopted, crosstalk increases when a high-speed signal is passed. Therefore, the cutoff frequency of the band limiting circuit 100 is set appropriately, and crosstalk is used for the test. It is possible to optimize the test speed while eliminating the adverse effects.
図2は、信号ピン有効利用形態において本発明の帯域制限回路を適用した場合の回路構成図である。帯域制限回路100のカットオフ周波数は、DUT及びテストプログラムの種類により適切な値が異なる為、容易に変更できる構成が望ましい。 FIG. 2 is a circuit configuration diagram in the case where the band limiting circuit of the present invention is applied in the signal pin effective use form. The cut-off frequency of the band limiting circuit 100 has an appropriate value depending on the type of DUT and test program.
このために、帯域制限回路100に第2の勘合部を設け、勘合部40の配線変換部30側、または、デバイスポートまたはプローブカード50側に接続して帯域制限回路100を着脱交換可能な構成とすることができる。 For this purpose, the band limiting circuit 100 is provided with a second fitting part, and is connected to the wiring conversion part 30 side of the fitting part 40 or the device port or probe card 50 side so that the band limiting circuit 100 can be attached and detached. It can be.
この様な構成を用いると、例えば稼動している半導体試験装置の試験対象デバイスやテストプログラムが変更され、帯域制限回路100のカットオフ周波数を変更する必要が生じた場合でも、配線変換部30を交換することなく、帯域制限回路100のみを交換するだけ対応可能となり、メンテナンスコストの低減や半導体試験装置稼働率の向上が期待できる。 When such a configuration is used, for example, even when a test target device or a test program of an operating semiconductor test apparatus is changed and the cut-off frequency of the band limiting circuit 100 needs to be changed, the wiring conversion unit 30 can be changed. Without replacement, only the band limiting circuit 100 can be replaced, so that maintenance costs can be reduced and the operating rate of the semiconductor test apparatus can be expected.
図3は、本発明の帯域制限回路によるクロストーク軽減効果を説明する特性図である。図3(A)は、S1端(DUT端)でのステップ応答波形であり、実線F1が帯域制限回路無しの応答、破線F2が帯域制限回路追加の応答特性である。図3(B)は、S2端(DUT端)でのクロストーク波形であり、実線P1が帯域制限回路無しの応答、破線P2が帯域制限回路追加の応答特性である。 FIG. 3 is a characteristic diagram for explaining the crosstalk reducing effect of the band limiting circuit according to the present invention. FIG. 3A shows a step response waveform at the S1 end (DUT end), where the solid line F1 is a response without a band limiting circuit, and the broken line F2 is a response characteristic with an additional band limiting circuit. FIG. 3B shows a crosstalk waveform at the S2 end (DUT end), where the solid line P1 shows the response without the band limiting circuit and the broken line P2 shows the response characteristic with the band limiting circuit added.
図4は、本発明の帯域制限回路によるステップ応答の解析例を示す特性図であり、FR-4に代表される一般的な誘電体基板を用いた50ohm線路100mmに1GHz(10-90%で350ps)の1.6V振幅の波形を入力した時の観測点における応答を帯域制限回路有無で解析を行ったものである。 FIG. 4 is a characteristic diagram showing an example of step response analysis by the band-limiting circuit of the present invention. A 50-ohm line 100 mm using a general dielectric substrate typified by FR-4 is 1 GHz (at 10-90%). The response at the observation point when a waveform of 1.6ps amplitude of 350ps) was input was analyzed with or without a band limiting circuit.
立ち上がり時間と周波数の関係は、
Tr(10-90%) = 0.35 / Fmax
Tr(10-90%):10%-90%間の立ち上がり時間(s)
Fmax :波形に含まれる最も高い周波数成分
と良く知られている式を用いて換算を行っている。
The relationship between rise time and frequency is
Tr (10-90%) = 0.35 / Fmax
Tr (10-90%): Rise time between 10% -90% (s)
Fmax: The highest frequency component in the waveform
The conversion is performed using a well-known formula.
本解析では、一例として線路の中間点に帯域制限回路100として400MHzにて設計した低域通過フィルタを追加した例を示す。
帯域制限回路がない場合は、10-90%で370psであるため換算後の周波数は945MHzである。
帯域制限回路を追加した場合は、10-90%で843psであるため換算後の周波数415MHzとなり、帯域制限回路を追加することによって本発明の目的が実現可能であることを示している。
In this analysis, as an example, an example is shown in which a low-pass filter designed at 400 MHz as a band limiting circuit 100 is added at the midpoint of the line.
When there is no band limiting circuit, the frequency after conversion is 945 MHz because it is 370 ps at 10-90%.
When the band limiting circuit is added, the frequency is 415 MHz after conversion because it is 843 ps at 10-90%, which indicates that the object of the present invention can be realized by adding the band limiting circuit.
本発明の実施形態として、帯域制限回路100にフィルタ特性を無効にできる適当なジャンパー手段を設けることにより、帯域制限回路を装着した状態のままで、帯域制限回路を具備しない従来構成の半導体試験装置に戻すことが可能である。 As an embodiment of the present invention, by providing an appropriate jumper means that can invalidate the filter characteristics in the band limiting circuit 100, a semiconductor test apparatus having a conventional configuration that does not include the band limiting circuit while the band limiting circuit is mounted. It is possible to return to
図1の実施例では、帯域制限回路100の配置を配線変換部30と勘合部40の間としているが、勘合部40とデバイスポートまたはプローブカード50間に挿入してもよい。理論的には、帯域制限回路100の配置は、ピンエレクトロニクスカード20の測定ピン端子からDUTのピン端子間のどの部位に配置しても、同様の効果が期待することができる。 In the embodiment of FIG. 1, the band limiting circuit 100 is disposed between the wiring conversion unit 30 and the fitting unit 40, but may be inserted between the fitting unit 40 and the device port or probe card 50. Theoretically, the band limiting circuit 100 can be expected to have the same effect regardless of the location between the measurement pin terminal of the pin electronics card 20 and the pin terminal of the DUT.
10 テストヘッド
20 ピンエレクトロニクスカード
30 配線変換部
40 勘合部
50 デバイスボードまたはプローブカード
61,…6n DUT
100 帯域制限回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Test head 20 pin electronics card 30 Wiring conversion part 40 Fitting part 50 Device board or probe card 61, ... 6n DUT
100 Bandwidth limiter circuit
Claims (6)
前記ピンエレクトロニクスカードの測定ピンから前記DUTのピン端子との間に、帯域制限回路を挿入したことを特徴とする半導体試験装置。 A pin electronics card that performs signal application to a device under test (DUT) and measurement of a signal generated from the DUT, a device board or probe card that contacts a pin terminal of the DUT, and a measurement pin of the pin electronics card In a semiconductor test apparatus comprising: a wiring conversion unit for corresponding to a desired pin terminal of the DUT; and a fitting unit for connecting the wiring conversion unit and the device board or the probe card to a connector.
A semiconductor test apparatus, wherein a band limiting circuit is inserted between a measurement pin of the pin electronics card and a pin terminal of the DUT.
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140311 |