JP3554767B2 - 半導体テスト装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体テスト装置に関し、詳しくは例えば液晶表示器を駆動するために多段階の電圧を出力するように構成された多数の出力ピンを有する半導体集積回路の出力電圧テストの高速化に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えばTFT液晶の駆動方式には、極性切換によってドット反転とライン反転の2種がある。ここで、液晶駆動用半導体集積回路(以下液晶ドライバという)から出力される液晶駆動電圧に着目すると、最大電圧3,5,13Vなどを表示階調度に応じて多段階の所定電圧に分圧したD/A変換電圧として出力する。例えば256階調表示の場合、ドット反転方式では512段階の駆動電圧が出力され、ライン反転方式では256段階の駆動電圧が出力される。
【0003】
現行のTFT液晶ドライバは、RGBの3系統を128ドットずつ駆動するように1パッケージ384ピンとして構成されているのが一般的である。縦1024ドット*横1280ドットのSXGA規格の液晶表示器を駆動する場合には、このような1パッケージ384ピンのドライバ10個を用いることになる。
ところでこのような液晶ドライバの出荷にあたっては、全数テストを行って所定の仕様を満たさないものを選別除去している。
【0004】
図5は、従来のこのような液晶ドライバテスト装置の一例を示すブロック図である。図において、テスト対象物である液晶ドライバ(以下DUTという)1の各出力ピンは、スイッチ2を介してA/D変換器3に接続されている。A/D変換器3は、スイッチ2を介して入力されるDUT1の各ピンの出力電圧をデジタル信号に変換する。A/D変換器3の出力データは一旦メモリ4に格納される。そして、これらメモリ4に格納された出力データをデジタル信号処理部5に取り込み、各ピンの出力電圧の絶対値の大きさ、ピン間の出力電圧のバラツキの大きさなどを演算処理して、DUT1の合否判定を行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の構成によれば、DUT1の各ピンの出力電圧の測定にあたり、DUT1の各ピンの出力電圧をスイッチ2で切り換えてA/D変換器3に入力しているので、かなりの測定時間を要する。例えば、384ピン構造で256階調のドット反転形ドライバの場合、1階調・1ピン当りの測定時間を20μsとすると、1個のDUT1を1個のA/D変換器3で測定するためには、
20μs*512*384≒4sec
から明らかなように4秒かかってしまう。
【0006】
このような測定所要時間を短縮する方法として、A/D変換器3を複数n系統設けて並列測定することにより測定所要時間を4/nにすることが行われているが、高速なA/D変換器3を複数個用いることはコスト増要因であり、好ましくない。
また、デジタル信号処理部5としても高速処理性能が要求されることから、コスト高要因になっている。
【0007】
本発明はこのような課題を解決したものであり、その目的は、多数の出力ピンを有し多段階の電圧を出力する表示器駆動用半導体集積回路の合否判定測定テストが、コスト高要因となるA/D変換器やデジタル信号処理部を用いることなく高速に行える行える半導体テスト装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明請求項1または2の半導体テスト装置は、
複数の出力ピンを有し各ピンに多段階の階調電圧を切り換え出力するように構成された表示器駆動用半導体装置の出力電圧特性をテストする半導体テスト装置であって、
半導体装置の階調出力電圧に対応した期待値電圧を出力する第1の電圧発生手段と、
半導体装置の各ピン系統毎に設けられ、各ピンの出力電圧と第1の電圧発生手段の出力電圧との電圧差を検出する電圧差検出手段と、
電圧差検出手段の出力電圧に対応した基準電圧を出力する第2の電圧発生手段と、
半導体装置の各ピン系統毎に設けられ、各ピンの電圧差検出手段の出力と第2の電圧発生手段の基準電圧との大小関係を比較する比較手段と、
階調出力電圧の測定毎に比較手段の入力電圧のいずれかを上限値と下限値を含む範囲で微小変化させる電圧微小変化手段と、
すべての比較手段の出力がHまたはLに変化したことを検出する変化検出手段とを具備し、
前記変化検出手段がすべての比較手段の出力がHまたはLに変化したことを検出したときの電圧微小変化手段の出力電圧に基づき、半導体装置の各階調出力電圧における最大値と最小値を求めることを特徴とする。
【0009】
このような構成において、電圧差検出手段は各ピンの出力電圧と第1の電圧発生手段の出力電圧との電圧差を検出出力し、比較手段は各ピンの電圧差検出手段の出力と第2の電圧発生手段の基準電圧との大小関係を比較し、変化検出手段はすべての比較手段の出力がHまたはLに変化したことを検出する。
ここで、比較手段の入力電圧のいずれかを階調出力電圧の測定毎に電圧微小変化手段により上限値と下限値を含む範囲で微小変化させているので、変化検出手段がすべての比較手段の出力がHまたはLに変化したことを検出することによってピン間の出力電圧の最大値と最小値を求めることができる。
【0010】
上記課題を解決する本発明請求項3の半導体テスト装置は、請求項1または2の半導体テスト装置において、第1の電圧発生手段と電圧微小変化手段を一体化したことを特徴とする。
【0011】
具体的には、例えば半導体装置の階調出力電圧に対応した期待値電圧そのものを、上限値と下限値を含む範囲で微小変化させる。
この場合、第2の電圧発生手段の出力電圧は比較手段の基準電圧として例えば比較手段のオフセット電圧を補正する値に半固定すればよく、構成の簡略化が図れる。
【0012】
上記課題を解決する本発明請求項4の半導体テスト装置は、請求項1または2の半導体テスト装置において、第2の電圧発生手段と電圧微小変化手段を一体化したことを特徴とする。
【0013】
具体的には、比較手段の基準電圧を、上限値と下限値を含む範囲で微小変化させる。
この場合、第1の電圧発生手段の出力電圧は半導体装置の階調出力電圧に対応した期待値電圧そのものに固定する。
このように構成することにより、ピン間のばらつき範囲(最大値と最小値)を変更したいときには比較手段の基準電圧を変更すればよく、請求項3よりも自由度が広がる。
【0014】
上記課題を解決する本発明請求項5の半導体テスト装置は、請求項1または2の半導体テスト装置において、電圧微小変化手段として出力電圧を階段状に変化させるものを用いることを特徴とする。
これにより、変化検出手段がすべての比較手段の出力がHまたはLに変化したことを検出した時点における電圧微小変化手段の階段状のステップ数と電圧値から、ピン間の出力電圧の最大値と最小値を直ちに求めることができる。
【0015】
上記課題を解決する本発明請求項6の半導体テスト装置は、請求項1または2の半導体テスト装置において、電圧微小変化手段として出力電圧を無段階に変化させるものを用いることを特徴とする。
この場合には、変化検出手段がすべての比較手段の出力がHまたはLに変化したことを検出した時点における電圧微小変化手段の出力電圧と時間関係を測定する手段が必要になるものの、ステップ数に制限されない高分解能の出力電圧と時間関係の測定が行える。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の実施の形態例を示すブロック図である。図において、減算器6は図示しないDUTの各出力ピン系統毎に設けられている。これら減算器6の一方の入力端子にはDUTの各出力ピンが接続され、他方の入力端子には第1の電圧発生手段として用いるD/A変換器7の出力端子が共通に接続されている。
減算器6の出力端子はそれぞれ増幅器8を介してDUTの各出力ピン系統に対応する比較手段として用いる比較器9の一方の入力端子に接続されている。比較器9の他方の入力端子には第2の電圧発生手段として用いるD/A変換器10の出力端子が共通に接続されている。
比較器9の出力端子は、変化検出手段として用いるデジタルコンパレータ11に接続されている。
【0017】
図1の動作を説明する。
検査実行時には、DUTの各出力ピンから、例えば図2のように単調増加する階段波形状の階調電圧が同時一斉に出力される。一方、第1の電圧発生手段として用いるD/A変換器7は、例えば図3に破線で示すようなDUTから出力される各階調電圧の期待電圧に対し、実線で示すように山形に変化する電圧を乗せたのと等価な電圧波形を出力する。この場合、第2の電圧発生手段として用いるD/A変換器10は、比較器9の基準電圧として例えばDUTに対するテスト装置のオフセット電圧およびD/A変換器7の誤差を補正する値(通常0V)を補正する電圧を出力する。
【0018】
図4は図3の部分拡大図である。図4において、V1はDUT出力各階調電圧のピン間ばらつき検査における下限値よりも低い電圧であり、V2はDUT出力各階調電圧のピン間ばらつき検査における上限値よりも高い電圧である。山形部分は電圧V1から電圧V2に向かって階段状に微小増加し、電圧V2に到達すると電圧V2に向かって階段状に微小減少する。このような山形階段状変化の大きさは、D/A変換器7に入力するデジタルデータの値を変更することにより任意に設定できる。
【0019】
このようなDUTの出力電圧は同一の階調電圧に設定しても出力ピンによってばらつきがあり、そのばらつきが許容値を超えると表示色むらなどを生じる原因になり好ましくない。
そこで、図1の構成により、以下のような測定を実行することにより良否の判定を行う。
D/A変換器7の出力電圧をV1に設定する初期状態では、デジタルコンパレータ11の全出力はH(DUTの電圧が比較値よりも高い)になっている。このような初期状態からD/A変換器7の出力電圧をV1からV2に向って徐々に上げて行くと、デジタルコンパレータ11の出力がDUTの各ピンの出力電圧のばらつきに応じて逐次HからLに反転してゆく。そして、全ピンがLに反転した時点でのD/A変換器7の出力電圧からDUT出力ピン間ばらつきの最大値VAを求める。
【0020】
次に、D/A変換器7の初期電圧をV2とする。このときデジタルコンパレータ11の出力は全ピンはLになっている。D/A変換器7の出力電圧をV1に向って徐々に下げて行くと、デジタルコンパレータ11の出力はDUTの各ピンの出力電圧のばらつきに応じて逐次LからHに反転してゆく。そして、全ピンが反転した時点でのD/A変換器7の出力電圧からDUT出力ピン間ばらつきの最小値VBを求める。デジタルコンパレータ11による全ピンがHまたはLかの検知は、従来から半導体テスタでごく一般に用いているマッチ機能を使用する。
【0021】
このようにして各階調の全ピンが反転する電圧VA,VBを求め、全ピン、全階調の出力電圧偏差(ばらつき)VA−VBを求める。その値が例えば±3mVや±5mVなどの規格内であれば合格、それらの規格から外れていれば不合格にする。
例えば、64階調で300ピンのDUTの出力偏差を求める場合、図5に示した従来のA/D変換器方式によれば64×300=19200データの演算をする必要があったが、図1に示す本発明の方式では64×2=128データの演算ですむことになる。
【0022】
図1の構成によれば、演算処理ステップを格段に削減でき、従来のような高精度のA/D変換器や高速処理を行うためのデジタル信号処理部は不要であり、高精度回路としてはD/A変換器を用いるだけでよく、コストを大幅に削減できて安価に実現できる。
そして、DUTの全ピン系統に同一回路を用いて全ピン同時測定を行うので、テスト時間を大幅に短縮できる。
【0023】
なお、図1の構成ではD/A変換器7の入力データとして第1の電圧発生手段と電圧微小変化手段を一体化した形態例を説明したが、D/A変換器7の出力電圧を別途に設ける直流電圧測定器で測定してもよいし、D/A変換器7を動作させているクロックの数をカウントしてもよい。
このような構成によれば、D/A変換器7の出力電圧精度条件を緩和できる。
【0024】
また、電圧微小変化手段を第2の電圧発生手段であるD/A変換器10と一体化して、比較器9の基準電圧を上限値と下限値を含む範囲で所定極性方向に微小変化させるようにしてもよい。
この場合、第1の電圧発生手段であるD/A変換器7の出力電圧は半導体装置の階調出力電圧に対応した期待値電圧そのものに固定する。
このように構成することにより、ピン間のばらつきの測定範囲(最大値と最小値)を変更したいときには比較器9の基準電圧を変更すればよく、電圧微小変化手段をD/A変換器7と一体化する場合よりも自由度が広がる。
【0025】
また、電圧微小変化手段として出力電圧を階段状に変化させるものを用いることにより、変化検出手段がすべての比較手段の出力がHまたはLに変化したことを検出した時点における電圧微小変化手段の階段状のステップ数と電圧値から、ピン間の出力電圧の最大値と最小値を直ちに求めることができる。
【0026】
また、電圧微小変化手段として出力電圧を無段階に変化させるものを用いてもよい。
この場合、変化検出手段がすべての比較手段の出力がHまたはLに変化したことを検出した時点における電圧微小変化手段の出力電圧と時間関係を測定する手段が必要になるが、出力電圧を階段状に変化させる場合のようにステップ数に制限されることはなく、高分解能の出力電圧と時間関係の測定が行える。
【0027】
さらに、上記一連の説明ではTFT液晶を駆動するドライバのテスト装置に適用する例を示したが、各種の多段階の電圧を出力するように構成された多数の出力ピンを有する半導体集積回路のテスト装置にも適用できるものである。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液晶表示器などを駆動するために多数の出力ピンを有し多段階の電圧を出力するように構成された半導体集積回路の合否判定測定テストが、コスト高要因となるA/D変換器やデジタル信号処理部を用いることなく高速に行える半導体テスト装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態例を示すブロック図である。
【図2】DUTから出力される電圧波形例図である。
【図3】減算器に入力される期待電圧波形例図である。
【図4】図3の要部拡大波形図である。
【図5】従来の装置の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
6 減算器
7,10 D/A変換器
8 増幅器
9 比較器
11 デジタルコンパレータ
Claims (6)
- 複数の出力ピンを有し各ピンに多段階の階調電圧を切り換え出力するように構成された表示器駆動用半導体装置の出力電圧特性をテストする半導体テスト装置であって、
半導体装置の階調出力電圧に対応した期待値電圧を出力する第1の電圧発生手段と、
半導体装置の各ピン系統毎に設けられ、各ピンの出力電圧と第1の電圧発生手段の出力電圧との電圧差を検出する電圧差検出手段と、
電圧差検出手段の出力電圧に対応した基準電圧を出力する第2の電圧発生手段と、
半導体装置の各ピン系統毎に設けられ、各ピンの電圧差検出手段の出力と第2の電圧発生手段の基準電圧との大小関係を比較する比較手段と、
階調出力電圧の測定毎に比較手段の入力電圧のいずれかを上限値と下限値を含む範囲で所定極性方向に等価的に微小変化させる電圧微小変化手段と、
すべての比較手段の出力がHまたはLに変化したことを検出する変化検出手段とを具備し、
前記変化検出手段がすべての比較手段の出力がHまたはLに変化したことを検出したときの電圧微小変化手段の出力電圧に基づき、半導体装置の各階調出力電圧における最大値と最小値を求めることを特徴とする半導体テスト装置。 - 複数の出力ピンを有し各ピンに多段階の階調電圧を切り換え出力するように構成された表示器駆動用半導体装置の出力電圧特性をテストする半導体テスト装置であって、
半導体装置の階調出力電圧に対応した期待値電圧を出力する第1の電圧発生手段と、
半導体装置の各ピン系統毎に設けられ、各ピンの出力電圧と第1の電圧発生手段の出力電圧との電圧差を検出する電圧差検出手段と、
電圧差検出手段の出力電圧に対応した基準電圧を出力する第2の電圧発生手段と、
半導体装置の各ピン系統毎に設けられ、各ピンの電圧差検出手段の出力と第2 の電圧発生手段の基準電圧との大小関係を比較する比較手段と、
階調出力電圧の測定毎に比較手段の入力電圧のいずれかを上限値と下限値を含む範囲で微小変化させる電圧微小変化手段と、
すべての比較手段の出力がHまたはLに変化したことを検出する変化検出手段とを具備し、
前記変化検出手段がすべての比較手段の出力がHまたはLに変化したことを検出したときの電圧微小変化手段の出力電圧に基づき、半導体装置の各階調出力電圧における最大値と最小値を求めることを特徴とする半導体テスト装置。 - 第1の電圧発生手段と電圧微小変化手段を一体化したことを特徴とする請求項1または2の半導体テスト装置。
- 第2の電圧発生手段と電圧微小変化手段を一体化したことを特徴とする請求項1または2の半導体テスト装置。
- 電圧微小変化手段として出力電圧を階段状に変化させるものを用いることを特徴とする請求項1または2の半導体テスト装置。
- 電圧微小変化手段として出力電圧を無段階に変化させるものを用いることを特徴とする請求項1または2の半導体テスト装置。
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