JPH04215078A

JPH04215078A - 半導体試験装置

Info

Publication number: JPH04215078A
Application number: JP2402051A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Sawada; 沢田　圭一
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-12-13
Filing date: 1990-12-13
Publication date: 1992-08-05

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は半導体試験装置に係り
、特に半導体装置における複数の電源（Ｖｄｄ、ＧＮＤ
等）の各々および多数の信号端子の各々と個別に試験ピ
ンを接続して半導体装置の機能試験と電気的特性試験を
行なうに当たり機能試験中の誤動作の原因とされる各々
の電源ノイズの波形を検出するに好適な半導体試験装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の半導体試験装置のブロック
図であり、特に物理的かつ電気的な接続装置を介して試
験対象である半導体装置と接続されている概略の構成を
示すものである。図において、（１）は半導体試験装置
本体、（２）は試験対象である半導体装置（１０）の試
験に当たっての制御装置、（６）は試験対象である半導
体装置（１０）に電源ライン（１３）、接続ボード（９
）、電源端子（１１）を介して電源を供給する電源装置
、（７）は試験対象である半導体装置（１０）に接続ボ
ード（９）、信号端子（１２）を介して接続され半導体
装置（１０）に試験用の信号を与えたり各端子の状態を
検出するための信号発生回路、（３）は制御装置（２）
と信号発生回路（７）の間に接続され信号発生回路（７
）に試験用の波形を与える波形発生器、（４）は信号発
生回路（７）と制御装置（２）の間に接続され信号発生
回路（７）からの波形を検出する波形検出器、（５）は
信号発生回路（７）と制御装置（２）の間に接続され直
流の各パラメータを測定する直流測定器である。ちなみ
に、信号発生回路（７）は測定対象の端子数に応じて数
百個が装備される。なお、図６は電源装置（６）の内部
構成を示す回路構成図である。図において示すように、
電源装置（６）は定電圧源（２５）とそれに直列に接続
される電流測定器（２６）から構成されており、それぞ
れは制御装置（２）によって制御される。

【０００３】以上のような構成において、次にその動作
を説明する。

【０００４】先ず、電源装置（６）より半導体装置（１
０）の各電源端子（１１）に電源ライン（１３）および
接続ボード（９）を介して電圧、電流を与える。一方、
波形発生器（３）からは各種の電圧、電流波形を試験デ
ータとして発生して信号発生回路（７）および接続ボー
ド（９）を介して半導体装置（１０）における対応する
信号端子（１２）に出力する。以上のような電源や電圧
、電流波形信号の供給に対応して半導体装置（１０）が
機能し、その結果として信号端子（１２）から出力され
る出力データは接続ボード（９）、信号発生回路（７）
を介して波形検出器（４）により検出される。この場合
、制御装置（２）は内蔵しているマイクロコンピュータ
の試験プログラムにしたがって各波形発生器（３）に対
してそれぞれが発生すべき試験データを指定するととも
に各波形検出器（４）から入力した半導体装置（１０）
の出力データを解析することにより半導体装置（１０）
の機能試験を行なう。各信号発生回路（７）は波形発生
器（３）からの試験データを半導体装置（１０）におけ
る多数の信号端子（１２）に分配して供給し、また多数
の信号端子（１２）からの出力データを波形検出器（４
）に分配する。

【０００５】一方、電気的な特性試験について説明する
。電気的特性試験は大きく分けて２種類ある。１つは半
導体装置（１０）の信号端子（１２）に関係するもので
あり、もう１つは半導体装置（１０）の電源端子（１１
）に流れる電源電流に関するものである。直流測定器（
５）は半導体装置（１０）の信号端子（１２）の電気特
性試験を行なうためのものであり、制御装置（２）上の
試験プログラムによって指定された半導体装置（１０）
の信号端子（１２）に電圧および電流を印加し、電圧お
よび電流を測定する。電源電流の試験は制御装置（２）
上の試験プログラムによって指定された電圧値を電源装
置（６）に内蔵された定電圧源（２５）によって印加し
、その時に流れる電流値を電源装置（６）に内蔵された
電流測定器（２６）により測定し、その試験データを制
御装置（２）に送り解析することにより実施する。この
電源電流試験は半導体装置（１０）の状態により２種類
の状態試験になる。１つは半導体装置（１０）が動作し
ている状態、つまり機能試験と同じ状態であり、もう１
つは半導体装置（１０）が停止している状態である。し
たがって、電流測定器（２６）は過渡的な電流を捕らえ
られる機能と平均電流を測定する機能を有し、２種類の
状態に対応している。

【０００６】図７は半導体装置（１０）が動作している
状態での電源の電圧および電流の波形図である。図にお
いて、電源波形（２７）は電源Ｖｄｄの波形であり、電
圧波形（２８）と電流波形（２９）の２つの波形で示さ
れる。この電源波形（２７）の変化は半導体装置（１０
）の内部の動作状態の変化、つまりトランジスタのオン
／オフの個数の変化により半導体装置（１０）の内部の
電源より供給する電流が変化し、その変化に対応した電
圧が絶えず変動している。ここで半導体装置（１０）の
内部電源に電源供給しているのは試験装置本体（１）の
電源装置（６）であり、その変動量は半導体装置（１０
）の内部電源からみた特性、接続ボード（９）のインピ
ーダンスやキャパシタンス、インダクタンス等の特性や
電源装置（６）の供給能力つまり電力容量、特性により
大きく左右される。この電源波形（２７）の揺れがノイ
ズであり、この電源波形（２７）の振幅が大きければ機
能試験中の半導体装置（１０）の内部トランジスタに正
常な電圧、電流が与えられないことになり誤動作の原因
になる。電源装置（６）では電源波形（２７）の中の電
流波形（２９）を電流測定器（２６）によりとらえるこ
とによりこの検証を行なっているが、この電源電流試験
は任意の数ポイントの時間ポイント（３０）における過
渡電流で評価する場合と、ある時間（３１）の間の平均
電流として検出する場合がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体試験装置
は以上のように構成されており、半導体装置（１０）の
動作中に発生する電源ノイズの試験は電源装置（６）に
より電源電流試験として実施されているので、機能検証
時に発生する電源ノイズに起因する誤動作の確認もいく
つかのポイント（３０）における電源波形の過渡電流測
定またはある時間（３１）における電源波形の平均電流
測定に頼るしかなく正確な判断ができないという問題が
ある。つまり、過渡電流測定では検出値の上限値すなは
ち流れすぎのチェックのみにより異常検出するしか方法
がなく、平均電流測定では電流波形が平均化してしまい
、ノイズのピーク点の検出ができないという問題がある
。このように従来の半導体試験装置ではノイズを正確な
波形として再現したり電源波形を電圧波形まで含めて検
証するようにはできていない状態であり、電源ノイズが
半導体装置（１０）に与える影響の詳細な試験が実施で
きないでいた。このような現状において、一般的には電
源ノイズの観察にオシロスコープ等の外部装置を利用し
ているが、試験装置本体（１）には装備されている訳で
はないので測定に手間がかかり効率が悪いという問題が
ある。それにも関わらず、近年は、半導体装置の高速化
、高集積化により電源の消費電力は増大する傾向にある
。そして、半導体装置（１０）の電源電流増加によって
電流量の増加と共に装置の動作時の過渡電流が増えて正
確な電源ノイズ試験や機能試験を行なうには現状の電源
電流試験のみでは対応できないという解決すべき課題が
あった。

【０００８】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、半導体装置に電源を供給するため
の電源のノイズを正確に検証、判定することにより、半
導体装置の機能試験の効率を大幅に向上することを可能
とした半導体試験装置を得ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、試験対象となる半導体装置の電源端子
に電源を供給する電源手段と、前記半導体装置を機能試
験する機能試験手段と、前記半導体装置と電源手段の間
に設置され電源の波形を検出すると共に検出波形を予め
設定された測定時間ポイントにおいて予め設定された上
下限値と比較するノイズ波形検出手段と、前記ノイズ波
形検出手段の出力に基づいて半導体装置内部の電源ノイ
ズを検出解析する解析手段を備える半導体試験装置を提
供するものである。

【００１０】

【作用】上記手段において、この発明の半導体試験装置
は、試験対象となる半導体装置の機能試験手段による機
能試験中に半導体装置内部で発生し電源端子から電源手
段に伝搬する電源ノイズをノイズ波形検出手段により予
め設定された測定時間ポイントにおける上下限値との比
較において検出し、解析手段により電源ノイズの不良点
を判定解析する。

【００１１】

【実施例】以下、図面を参照しながらこの発明の実施例
を説明する。

【００１２】図１はこの発明の一実施例に係る半導体試
験装置のブロック図であり、特に物理的かつ電気的な接
続装置を介して試験対象である半導体装置と接続されて
いる概略の構成を示すものである。図において、（８）
は半導体装置（１０）で発生した電源ノイズを検出する
ためのノイズ波形検出装置であり、半導体装置（１０）
の内部電源と試験装置本体（１）の電源装置（６）の間
の電源ライン（１３）に接続されておりあり、制御装置
（２）に対しては双方向に接続されている。

【００１３】図２は図１のノイズ波形検出装置（８）の
ブロック構成図である。図において示すように、ノイズ
波形検出装置（８）は制御装置（２）により任意の値に
設定可能な上下限電圧値ならびに測定時間と測定数を格
納する波形検出レジスタ（１５）と波形検出用の波形電
圧比較回路を構成するコンパレータ回路（１４）とを備
えている。このノイズ波形検出装置（８）には２つの動
作モードがある。それは電源ライン（１３）の上下限電
圧値のリミット割れを試験する判定モードと電源ライン
（１３）の上限電圧値または下限電圧値に測定時間と測
定数を自動的に振り詳細な電圧波形を波形そのままの形
で採取する波形モードである。

【００１４】以上のような構成において、次にその動作
を図３の波形図にしたがって説明する。

【００１５】半導体装置（１０）の機能試験を行なう場
合、試験装置本体（１）から半導体装置（１０）の電源
端子（１１）にＶｄｄ（＝５Ｖ）とＧＮＤ（＝０Ｖ）の
各電源が供給される。この場合、図３に示すように半導
体装置（１０）の電源端子（１１）にはノイズを含むＶ
ｄｄ電圧波形（１６）とＧＮＤ電圧波形（１７）が現わ
れるが、これらの波形は接続ボード（９）から電源ライ
ン（１３）を通じて試験装置本体（１）の電源装置（６
）に伝ぱんしてくる。ちなみにこの場合、電源装置（６
）はＶｄｄとＧＮＤの２系統の電源系統から２種類の電
源を与えていることになり、電源ノイズの波形もＶｄｄ
電圧波形（１６）とＧＮＤ電圧波形（１７）の２種類を
考慮する必要がある。そして、ノイズ波形検出装置（８
）においてもこれらの２種類のそれぞれの波形に対して
ノイズの状態を個別に判定検出することになる。

【００１６】先ず、判定モードにおいては、Ｖｄｄレベ
ルの上下限設定値を±１ＶとしＧＮＤの上下限設定値を
±０．５Ｖとする。この場合、Ｖｄｄの上限設定値（１
８）は６Ｖとなり下限設定値（１９）は４Ｖとなる。ま
た、ＧＮＤの上限設定値（２０）は０．５Ｖとなり下限
設定値（２１）は−０．５Ｖとなる。そして、試験に先
立って制御装置（２）から波形検出レジスタ（１５）に
対してこれらの各設定値が設定登録される。さらに、試
験時間と測定数が測定ポイント（２２）として波形検出
レジスタ（１５）に設定される。次に、実際に半導体装
置（１０）を動作しながら機能試験を実行し、併せてノ
イズ波形検出装置（８）により測定ポイント（２２）毎
にＶｄｄ電圧波形（１６）が上限設定値（１８）と下限
設定値（１９）の範囲に入っているかどうかとＧＮＤ電
圧波形（１７）が上限設定値（２０）と下限設定値（２
１）の範囲に入っているかどうかをコンパレータ回路（
１４）により判定し、判定結果を制御装置（２）に出力
する。そして、制御装置（２）においては判定結果を解
析し、例えばＶｄｄ電圧波形（１６）が上限設定値（１
８）を超えたポイントと下限設定値（１９）を下回った
ポイントを不良点（２３）として検出し、ＧＮＤが上限
設定値（２０）を超えたポイントと下限設定値（２１）
を下回ったポイントを不良点（２４）として検出する。その結果、半導体装置（１０）の動作に伴うノイズによ
る電源電圧変動の設定値割れを容易に発見することがで
きる。

【００１７】一方、波形モードにおいては、試験装置本
体（１）により半導体装置（１０）を連続的に動作させ
ながら機能試験を行ない、その間に波形検出レジスタ（
１５）に設定する測定ポイント（２２）や上限設定値（
１８）と下限設定値（１９）および上限設定値（２０）
と下限設定値（２１）を自動的に振ることによりコンパ
レータ回路（１４）の出力としてＶｄｄ電圧波形（１６
）やＧＮＤ電圧波形（１７）のノイズ波形を波形そのも
のとして制御装置（２）でとらえ、電源電圧を波形とし
て図形化する。その結果、半導体装置（１０）の機能試
験と対応づけてＶｄｄ電圧波形（１６）やＧＮＤ電圧波
形（１７）のノイズの状態を解析することが可能となる
。

【００１８】なお、上記実施例ではノイズ波形検出装置
（８）で電圧に着目してノイズの測定を行なう構成を例
示したが、半導体装置（１０）の電源ノイズを電流から
検出するような構成としてもよい。図４は本発明の他の
実施例に係る半導体試験装置に適用されるノイズ波形検
出装置（８）の構成を示すブロック構成図であり、図中
（３２）は電源ライン（１３）の電流を検出し電圧変換
するためのカレントプローブである。ちなみに、波形検
出レジスタ（１５）には制御装置（２）により電流の上
下限値と測定ポイントが設定登録されることになる。

【００１９】以上のような構成によれば、電源装置（６
）から半導体装置（１０）に供給される電源の電流波形
を元にして半導体装置（１０）の電源端子（１１）に現
われる電源ノイズを判定検出することができ、図２の構
成と同様の効果が得られる。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
測定対象である半導体装置の機能試験中における電源ノ
イズの波形が電源を供給している試験装置本体に伝ぱん
してくることを利用して、電源のノイズ波形を半導体装
置の内部電源と試験装置本体側の電源装置の間に設けた
ノイズ波形検出装置で検出し判定するように構成したの
で、半導体装置の電源ノイズに起因する誤動作等の問題
に対して容易に迅速に判定結果を与えることが可能とな
り、更に電源の種類や電流容量の変更に対してもそれぞ
れの電源波形そのものを判断の対象とし判断のための設
定値も任意に設定可能なため正確にしかも短時間に対応
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る半導体試験装置のブ
ロック図である。

【図２】図１のノイズ波形検出装置の内部構成を示す回
路構成図である。

【図３】図１、図２の構成の動作を説明するための波形
図である。

【図４】この発明の他の実施例に係る半導体試験装置に
適用されるノイズ波形検出装置の内部構成を示す回路構
成図である。

【図５】従来の半導体試験装置のブロック図である。

【図６】図５の構成における電源装置の内部構成を示す
回路構成図である。

【図７】図５の構成の動作を説明するための波形図であ
る。

【符号の説明】

１　　試験装置本体２　　制御装置３　　波形発生器４　　波形検出器５　　直流測定器６　　電源装置７　　信号発生回路８　　ノイズ波形検出装置９　　接続ボード１０　　半導体装置１１　　電源端子１２　　信号端子１３　　電源ライン１４　　コンパレータ回路１５　　波形検出レジスタ３２　　カレントプローブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試験対象となる半導体装置の電源端子に電
源を供給する電源手段と、前記半導体装置を機能試験す
る機能試験手段と、前記半導体装置と電源手段の間に設
置され電源の波形を検出すると共に検出波形を予め設定
された測定時間ポイントにおいて予め設定された上下限
値と比較するノイズ波形検出手段と、前記ノイズ波形検
出手段の出力に基づいて半導体装置内部の電源ノイズを
検出解析する解析手段を備えることを特徴とする半導体
試験装置。