JP4826951B2 - Ｉｃテスタ校正方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＣテスタのトレーサビリティを確保するＩＣテスタ校正方法に関するものである。

電子計測器の一種であるＩＣ（Integrated Circuit）テスタは、確度の仕様でその精度を規定しているが、確度を保証する仕組みがなければ、その指示は信用できないため、トレーサビリティの概念が国家標準として設定されている。トレーサビリティとは、JIS（Japanese Industrial Standard）によれば、「標準機または計測器が、より高位の測定標準によって次々と校正され、国家標準・国際標準につながる経路が確立されていること（JIS Z 8103）」を言う。ＩＣテスタなどの電子計測器のトレーサビリティは、一般に、国家標準（特定標準器）−校正機関−メーカの標準器−実用の測定器という連鎖になる。

あらゆる外乱に対して強く、一旦校正すれば、何らメンテナンスすることなく連続して使用可能なＩＣテスタが究極には望ましいが、外乱の影響による精度の低下を完全に排除することは困難である。したがって、計測器メーカでは自社で使用する現場測定器を自社の標準器で定期的に校正し、その標準器は定期的に国家で認められた校正機関に持ち込んで校正するという手順を踏む。

ただし、ＩＣテスタの稼動を中止して行う必要のある定期的な校正を使用者に強制することは、使用者にストレスを与えるため、従来から、例えば特許文献１および２（特開平１０−２２７８３７号公報および特開２００４−１６３１９４号公報）に記載のように、ＩＣテスタシステム自体が自動的に校正を行う自動校正機能を備えている。これによれば、使用者は、自ら定期校正をする必要がなく、校正が行われていることを意識しなくてすみ、ストレスを感じることが少ない。

従来、自動校正は、例えば、下記（１）〜（３）に記すいずれかの条件が成立した場合に実行され、これによって、ＩＣテスタのトレーサビリティが確保されている。
（１）システム起動後一定時間（例えば３０分）が経過したこと
（２）前回校正からの一定時間（推奨２４時間）が経過したこと
（３）前回校正から所定の温度変化（推奨±３℃）があったこと
特開平１０−２２７８３７号公報 特開２００４−１６３１９４号公報

しかし、自動校正であっても、校正中はシステムを稼動させることができないことに変わりはない。図６は、従来の自動校正を行った場合の、１日のシステムの実動時間における、稼働時間と自動校正時間との比を示す図である。図６に示すように、稼働時間：自動校正時間＝４７：１であり、自動校正に費やされる相当に長い時間にわたって、システムを稼動させることができない。

また、テスタピンの例えば出力電流・電圧値のみを校正項目としている場合であっても、信号周波数その他の校正項目の増加、ピン数自体の増加によって、将来、自動校正には、より長い時間がかかることが予想される。

さらに、電源に近い場所で稼動するＩＣテスタは他のＩＣテスタより電磁波の影響を受けやすいとか、プラント内やシステム内の空気の対流によって特定の場所で稼動するＩＣテスタは温度変化の影響を受けやすいといった外乱を将来受けることもある。かかる外乱に応じて、従来の単なる計時的な条件での自動校正実行に加えて、外乱の影響を排除するための自動校正を実行する追加条件が課される可能性もある。これにより、自動校正はより頻繁に行われることとなり、１日のうち自動校正に費やされる時間はより増大する可能性が大きい。

本発明はこのような課題に鑑み、自動校正の時間を短縮しつつ、あるいは大幅に増大させることなく、ＩＣテスタシステムのトレーサビリティを確保することを目的とする。

本発明によるＩＣテスタ校正方法は、上述の課題を解決するために、複数のピンを有するＩＣテスタの個々のピンが、規格下限値から規格上限値までの範囲を有する規格幅に属する出力値を出力するか否かによって、ＩＣテスタがその規格精度を有するか否かをピン毎に診断する精度診断工程と、ＩＣテスタの稼動中に所定の条件が成立した場合に稼働を中止して実行する高精度診断工程であって、ＩＣテスタの個々のピンが、下限判定値から上限判定値までの、規格幅より狭い範囲を有する判定幅に属する出力値を出力するか否かによって、ＩＣテスタがその規格精度を有するか否かをピン毎に診断する高精度診断工程と、高精度診断工程にて規格精度を有しないと診断したピンについてのみ校正を行う校正工程とを含み、校正工程の後に再びＩＣテスタの稼働を開始することを特徴とする。

上述の校正工程では、高精度診断工程で得られた最新および過去の１回以上の出力値に基づき、次回の高精度診断工程での出力値が判定幅に属さなくなることが予想されるピンについても校正を行ってよい。

上述の所定の条件は、次のいずれかとしてよい。すなわち、ＩＣテスタ起動から一定時間が経過したこと、前回の校正工程から一定時間が経過したこと、あるいは、前回の校正工程から所定の温度変化があったこと、のいずれかとしてよい。

本発明によれば、テスタモジュールの有するピンのうち、校正対象となるピンを限定することにより、校正の時間を短縮し、あるいは大幅に増大させることなく、ＩＣテスタシステムのトレーサビリティを確保できる。

次に添付図面を参照して本発明によるＩＣテスタの実施例を詳細に説明する。図中、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。また、同様の要素は同一の参照符号によって表示する。

図１は本発明によるＩＣテスタ校正方法を適用するテスタシステムの一例を示すブロック図である。テスタシステム１０は、複数のＩＣテスタモジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃと、これらを制御するテスタコントローラ１４とを含み、これらはすべてバス１６を介して接続されている。各ＩＣテスタモジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは複数のピンを有し、その数は、例えば７６８ピンとしてよい。なおＩＣテスタモジュールは図示の簡略化のため図１には３つしか示していないものの、これ以上の数、存在してもよいことは言うまでもない。

ＩＣテスタモジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃは、それぞれ、計時機能を有する制御部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃと、メモリ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃと、温度センサ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃとを含み、これらによって、ＩＣテスタモジュールの精度診断、高精度診断および自動校正の各工程を行う。なお、これらの工程はテスタコントローラ１４によって行ってもよい。これらの工程の詳細については、後続の図２とともに説明する。

図２は図１に示す制御部２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃで行われる、本発明によるＩＣテスタ校正方法の実施形態を示すフローチャートである。各ＩＣテスタモジュール１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃの校正方法は同様であるため、以下、ＩＣテスタモジュール１２Ａについて、制御部２０Ａ、メモリ２２Ａ、温度センサ２４Ａの行うＩＣテスタ校正方法について説明する。

テスタシステム１０が起動されると、制御部２０Ａは、まず、ＩＣテスタモジュール１２Ａの初期校正（ステップＳ３０）を行い、トレーサビリティ確保のため、校正の内容を含む校正データをメモリ２２Ａに格納する。

図３（ａ）は、次に制御部２０Ａが行う精度診断（図２のステップＳ３２）で使用する規格幅ＷＳを示す図である。精度診断ステップＳ３２では、制御部２０Ａは、ＩＣテスタモジュール１２Ａの有する個々のピンが、図３（ａ）に示す規格下限値ＳＬから規格上限値ＳＵまでの範囲を有する規格幅ＷＳに属する出力値を出力するか否かによって、ＩＣテスタモジュール１２Ａがその規格精度を有するか否かをピン毎に診断する。規格幅ＷＳは、その中央に、最も理想的な規格値Ｓを含む。この診断の結果である出力値（診断データ）も、制御部２０Ａは、トレーサビリティ確保のため、メモリ２２Ａに格納する。

上述の精度診断ステップＳ３２の後、ＩＣテスタモジュール１２Ａは稼動を開始する（ステップＳ３４）。ここで、ユーザの手動操作による初期校正を行うか否かの判断（ステップＳ３６）をするが、これは何らかの事情が生じた場合に、ユーザが自己の判断にて行ってよいものである。

ＩＣテスタモジュール１２Ａの稼動（ステップ３４）は、所定の条件が成立するまで続けられる（ステップＳ３８）。ここで所定の条件とは、次のいずれかとしてよい。すなわち、テスタシステム１０の起動から一定時間（例えば３０分）が経過したこと、前回の自動校正（後述するステップＳ４２）から一定時間（推奨２４時間）が経過したこと、あるいは温度セン２４Ａが前回の自動校正から所定の温度変化（推奨±３℃）があったことを検知したこと、のいずれかとしてよい。

（ＩＣテスタ校正方法の第１の実施形態）
ステップＳ３８にて所定の条件が成立した場合、制御部２０Ａは、高精度診断ステップＳ４０を行う。図３（ｂ）は、図２の高精度診断ステップＳ４０での診断方法の一例を示す図である。本ステップＳ４０では、ＩＣテスタモジュール１２Ａの個々のピンが、下限判定値ＤＬから上限判定値ＤＵまでの、規格幅ＷＳより狭い範囲を有する判定幅ＷＤに属する出力値を出力するか否かによって、ＩＣテスタモジュール１２Ａがその規格精度を有するか否かをピン毎に診断する。判定幅ＷＤも、規格幅ＷＳと同様に、その中央に、最も理想的な規格値Ｓを含む。

制御部２０Ａは、上述の高精度診断ステップＳ４０で規格精度を有しない（診断フェイル）と診断したピンについてのみ、自動的に校正を行う（ステップＳ４２）。この自動校正は、校正すべき項目（出力電流値や出力電圧値など）が複数ある場合には、診断フェイルとなった項目についてのみ、行えばよい。

このように、本発明によれば、高精度診断ステップＳ４０にて、校正すべきピン／項目が選別され、全ピン／全項目について自動的に校正する必要がなくなる。これは、高精度診断ステップＳ４０で用いられる、図３（ｂ）の判定幅ＷＤが、通常の精度診断で用いられる図３（ａ）の規格幅ＷＳより狭い、より厳しい判定基準であるため、かかる判定幅ＷＤを用いた高精度診断をパスしたピン／項目については、敢えて自動校正を行わなくとも、規格精度を有していると判定してよいからである。

図５は、本実施形態との比較例である校正方法を示すフローチャートである。以下、図５について、図２との相違点のみ説明する。図５には、図２における高精度診断ステップＳ４０がなく、一定条件が成立すると、全ピン／全項目について、自動校正を行っている（ステップＳ４４）。したがって、本発明の上述の実施形態は、比較例である図５に示す校正方法に比較して、自動校正が行われるピン数／項目数が削減され、自動校正に費やされる時間が短縮される利点が得られる。

一方、本発明の実施形態である図２では、比較例である図５にない高精度診断ステップＳ４０を行っている。しかし、自動校正にかかる時間と、精度診断にかかる時間とを比較すると、自動校正：精度診断＝３０：１であり、精度診断に要する時間の方が圧倒的に短い。これは、校正では、ノイズ影響を低減させるために、測定回数を増やし平均化を行っているため、診断時間に比べ、非常に時間が掛かる仕組みとなっているからである。したがって、図２にて行われる高精度診断ステップＳ４０に費やされる時間と、限られたピン／項目について行われる自動校正ステップＳ４２に費やされる時間とを加算しても、図５で行われる全ピン／全項目についての自動校正ステップＳ４４に費やされる時間より格段に短くて済む。

（ＩＣテスタ校正方法の第２の実施形態）
図２のステップＳ３８にて所定の条件が成立した場合に制御部２０Ａが行う高精度診断ステップＳ４０は、次のような方法で行ってもよい。図４は、図２の高精度診断ステップＳ４０での診断方法の他の例を示す図である。この診断にて使用する判定幅ＷＤは、図３（ｂ）に示したものと同様でよい。制御部２０Ａは、自動校正ステップＳ４２において、まず、図３（ｂ）にて説明したのと同様に、出力値が判定幅ＷＤから逸脱し、診断フェイルとなった項目／ピンを自動校正する。

制御部２０Ａは自動校正ステップＳ４２において、さらに、高精度診断ステップＳ４０で得られた図４（ａ）（ｂ）に示す最新および過去の１回以上の出力値に基づき、次回の高精度診断ステップＳ４０での出力値を予測し、それが図４（ｃ）に示すように、判定幅ＷＤに属さなくなることが予想されると、かかる出力値が予想されるピン／項目についても、自動的に校正を行う。本実施形態では、図４に示すように、図４（ａ）の過去の出力値、図４（ｂ）の最新の出力値をメモリ２２Ａに保存しておき、時間経過によるドリフト成分（図４における値Ｖ２と値Ｖ１との差）を予測して、次回の高精度診断ステップＳ４０にて、図４（ｃ）に示すような判定幅ＷＤを逸脱する出力値Ｖ３が出力されることを予測し、かかる診断フェイルが予想されるピンに対して、診断フェイルが発生する前に、自動校正を行い、トレーサビリティを確保する。

ここで、予測の方法としては、過去に得られたドリフト成分が次回も線形に生じるという予測に基づいて次回の出力値を予測してもよいし、過去のドリフト成分が、図４に示すように、非線形の、例えば指数関数的に生じるという予測に基づいて、次回の出力値を予測してもよい。

本実施形態によれば、判定幅ＷＤからの逸脱が予想されるピン／項目について、早期に自動校正を行うことができる利点が得られる。一方、本実施形態によれば、単に判定幅ＷＤを逸脱する出力値が得られたピン／項目について自動校正を行う場合と比較して、自動校正が行われるピンの数は増えることとなるが、依然として、比較例である図５に比較しても、自動校正が行われるピン／項目は削減され、自動校正に費やされる時間は格段に短くて済む。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、ＩＣテスタのトレーサビリティを確保するＩＣテスタ校正方法に適用可能である。

本発明によるＩＣテスタ校正方法を適用するテスタシステムの一例を示すブロック図である。 図１に示す制御部で行われる、本発明によるＩＣテスタ校正方法の実施形態を示すフローチャートである。 （ａ）は、図２の精度診断で使用する規格幅を示す図であり、（ｂ）は、図２の高精度診断ステップでの診断方法の一例を示す図である。 図２の高精度診断ステップでの診断方法の他の例を示す図である。 本発明の実施形態との比較例である校正方法を示すフローチャートである。 従来の自動校正を行った場合の、１日のシステムの実動時間における、稼働時間と自動校正時間との比を示す図である。

符号の説明

１０ テスタシステム
１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ ＩＣテスタモジュール
１４ テスタコントローラ
１６ バス
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 制御部
２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ メモリ

Claims (5)

1. 複数のピンを有するＩＣテスタの個々のピンが、規格下限値から規格上限値までの範囲を有する規格幅に属する出力値を出力するか否かによって、ＩＣテスタがその規格精度を有するか否かをピン毎に診断する精度診断工程と、
   前記ＩＣテスタの稼動中に所定の条件が成立した場合に稼働を中止して実行する高精度診断工程であって、前記ＩＣテスタの個々のピンが、下限判定値から上限判定値までの、前記規格幅より狭い範囲を有する判定幅に属する出力値を出力するか否かによって、前記ＩＣテスタがその規格精度を有するか否かをピン毎に診断する高精度診断工程と、
   該高精度診断工程にて規格精度を有しないと診断したピンについてのみ校正を行う校正工程とを含み、
   前記校正工程の後に再び前記ＩＣテスタの稼働を開始することを特徴とする、ＩＣテスタ校正方法。
2. 前記校正工程では、前記高精度診断工程で得られた最新および過去の１回以上の出力値に基づき、次回の高精度診断工程での出力値が前記判定幅に属さなくなることが予想されるピンについても校正を行うことを特徴とする、請求項１に記載のＩＣテスタ校正方法。
3. 前記所定の条件は、前記ＩＣテスタ起動から一定時間が経過したことであることを特徴とする、請求項１または２に記載のＩＣテスタ校正方法。
4. 前記所定の条件は、前回の校正工程から一定時間が経過したことであることを特徴とする、請求項１または２に記載のＩＣテスタ校正方法。
5. 前記所定の条件は、前回の校正工程から所定の温度変化があったことであることを特徴とする、請求項１または２に記載のＩＣテスタ校正方法。

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