JPH08511345A - 回路基板に接続されたicのテスト・システム及びテスト方法 - Google Patents

回路基板に接続されたicのテスト・システム及びテスト方法

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JPH08511345A
JPH08511345A JP7501337A JP50133795A JPH08511345A JP H08511345 A JPH08511345 A JP H08511345A JP 7501337 A JP7501337 A JP 7501337A JP 50133795 A JP50133795 A JP 50133795A JP H08511345 A JPH08511345 A JP H08511345A
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カリム ホスザイニ
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イーテーアー インジェニエォールビュロー フュール テストアウフガーベン ゲーエムベーハー
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    • G01R31/66Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints
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Abstract

(57)【要約】 CMOS−ICにおいて、ダイオードとして並列に配列された付加トランジスタに関連して、検出されたコレクタ電流を補正して寄生トランジスタを測定することにより、回路基板の回路トラックに接続されたICのピンの正しい接続をテストするシステムとその方法。

Description

【発明の詳細な説明】 回路基板に接続されたICのテスト・システム及びテスト方法 本発明は、請求項1から3に記載の一般的なタイプのテスト・システム、及び 請求項8から10に記載の一般的なタイプのテスト方法に関する。 このようなテスト・システムと対応するテスト方法は、DE4110551C 1に記載されている。考慮の対象であるICのピンを介してアクセスされる寄生 トランジスタが、前述した特許の中で規定されており、そのような寄生トランジ スタは基板とアースの間のダイオードによりICの中に形成されている。これら のダイオードは寄生ダイオードであり、こうして結果的に形成されるトランジス タは、ICの中において、寄生トランジスタあるいは横型トランジスタとして識 別されている。 トランジスタの測定は、トランジスタのエミッタがテスターの接地端子に接続 される、いわゆるエミッタ接地構成の中で、行われる。この方法においては、I CのGNDピン(接地ピン)であるトランジスタのベースは、通常見られるよう に、アー スに接続せず、その代わりにトランジスタをターンオンするのに適切なベース電 圧がトランジスタのベースに印加される。ICの2個の信号ピンが、それぞれエ ミッタ及びコレクタとして接続される。GNDと信号ピンとの間のダイオードは 、それぞれトランジスタのエミッタ・ダイオードとコレクタ・ダイオードを形成 する。コレクタ電流が測定される。テスト中のトランジスタは、以降「テスト・ トランジスタ」と称する。 従来のテスト方法に対するこの方法の利点、例えば、ノード・インピーダンス 測定などの測定方法の利点は、複雑な基板にICのピンを適切に接続しているこ と、特に数多くのICピンが並列をなすバス構造の回路をもつ基板に、ICのピ ンが適切に接続されていることを信頼性をもって確証する能力が改善されること にある。 TTLなどパイポーラ技術で製造するICには、このようなテスト方法に適合 するテスト・トランジスタが含まれる。しかし、次第によく使われるようになり つつあるCMOS技術で製造したICをテストする際、困難に遭遇する。現在で は、ほとんどすべての高密度ICは、CMOS技術を用いて製造されている。 開放ピンを備えた孤立ICを測定する場合(例えば、ICが回路に接続されて いない場合)、文献で「バックグラウンド電 流」という題目で知られている効果のため問題が発生していることが、CMOS ICについて明らかになっている。CMOSICにおいてテスト・トランジスタ を測定する場合、テスト・トランジスタ自体から予測される電流よりかなり大き な電流が発生する。明らかに追加電流がテスト・トランジスタを通して流れ、以 後付加電流と称する電流は、文献では「バックグラウンド電流」と称している。 付加電流は、異なったメーカー、異なったバッチなどのIC製造パラメーターに よりかなり左右される。 テスト・トランジスタによる電流と、付加電流を分離することは困難であるか 、不可能である。付加電流は、しばしばテスト・トランジスタの電流よりかなり 大きいため、テスト・トランジスタの特性について信頼性の高い推測をすること は可能ではない。 ICのピン間の並列接続により、数個のテスト・トランジスタが並列に接続さ れており、そして一個のテスト・トランジスタによる電流が分かっている場合、 ICのテスト・トランジスタは通常同じような特性を示すため、並列回路を流れ る電流全体からテスト・トランジスタの数を推測することができる。しかし、非 常に大きな付加電流が流れる場合、並列に接続されたテスト・トランジスタの数 をこのように推測することは不可能である。 本発明の目的は、序論において前述したタイプのテスト・システムとテスト方 法であって、CMOSICに関して、とりわけ付加電流に対抗して、高い分解能 と高い精度でテスト・トランジスタを測定できる、テスト・システムとテスト方 法を提供することである。 本発明の目的は、請求項1から3記載のシステムと、請求項6から8記載のテ スト方法の特徴により達成することができる。 本発明は、CMOSICのテスト・トランジスタ、すなわち、ひとつの信号ピ ンをエミッタ、GNDピンをベースとし、別の信号ピンをコレクタとするテスト ・トランジスタをターンオンする場合、付加トランジスタ(以後付加トランジス タと称する)が常にターンオンとなり、この現象はテスト・システムがICの他 のピンに接続されることなしに発生するという発見に基づいている。その付加ト ランジスタは、電圧供給ピンVcc上にコレクタをもつトランジスタである。この 付加トランジスタは、CMOS技術であれ、バイポーラ技術であれ製造されたす べてのICに存在している。付加トランジスタは、GNDとVccとの間の寄生ダ イオードからなり、寄生ダイオードはすべてのICに存在し、GNDとエミッタ として接地接続された信号ピンとの間に存在するあらゆるダイオードを組み合わ せたコレクタ・ダイオードとして作用し、またエミッタ・ダイオードと して作用する。コレクタ接続、ベース接続とエミッタ接続を備えたテスト・トラ ンジスタを形成する場合、付加トランジスタは同じエミッタと同じベースを備え るが、Vccピンをコレクタとして備える。 バイポーラICの供給電圧ピンVccに外部接続が存在しない場合、付加トラン ジスタにはコレクタ電圧がない。このことは、CMOSICについては当てはま らない。 CMOSICにおいて、各信号ピンと供給電圧ピンVccとの間には、信号ピン から供給電圧ピンに向かう方向を順方向とする寄生ダイオードが存在する。した がって、コレクタ電圧をCMOSICのどの信号ピンに印加する場合でも、電流 は供給電圧ピンVccに流れ、電圧を発生する。その電圧は介在ダイオードのため にいくらか小さいが、付加トランジスタ用のコレクタ電圧として機能するのに十 分であり、以後付加電圧と称する。コレクタとして接続される信号ピンで測定さ れるコレクタ電流は、テスト・トランジスタを流れる電流と、前述したダイオー ドを介して付加トランジスタを流れる電流とからなる。 GNDとVccとの間にあるダイオードは、コレクタ・ダイオードとして使用さ れるGNDと信号ピン間のダイオードよりもはるかに伝導性がすぐれているとい う不都合な特性を一般的に備えている。したがって、付加トランジスタは一般的 に、どの テスト・トランジスタよりも電流増幅性が大きい。テスト・トランジスタのコレ クタ電流を測定する際、テスト・トランジスタの電流と付加トランジスタの電流 との総計を測定する場合、関心の対象である電流、すなわちテスト・トランジス タによる電流は、全体電流に比べてかなり小さく、テスト・トランジスタの電流 や特性を信頼性を持って決定することはできない。付加トランジスタを流れる付 加電流は、前述の文献では「バックグラウンド電流」と称している。 ICを備える基板が通常、それぞれ並列に接続された接地ピンや供給電圧ピン を有することは、特に不運なことである。更に、数個のICの信号ピンは特にバ ス構造を備え、並列に接続される。並列に接続されている信号ピンを測定中のテ スト・トランジスタ用のエミッタとして使用する場合、数個のICの中の付加ト ランジスタは並列であり、テスト・トランジスタの測定の間ターンオンしている 。それにより大きな付加電流が発生し、最高に精密なテストシステムをもってし ても、テスト・トランジスタのコレクタ電流を決定することはもはやできない。 本発明により、テスト・トランジスタのコレクタ電流と付加電流とを区別する ことが可能であり、テスト・トランジスタを、より高い精度で測定することがで きる。 請求項1のテスト・システムあるいは、請求項8記載の方法 を利用して、先ず第1にテスト・トランジスタのコレクタ電流が伝統的な方法で 決定され、このコレクタ電流は、実際のテスト・トランジスタを通過する電流と 付加トランジスタからの電流の総計からなる。それから、コレクタとして使用す る信号ピンと供給電圧ピンとの間のダイオードにより供給電圧ピンVccに現れる 付加電圧が測定される。そして、第2のステップにおいて、テスト・トランジス タのコレクタは分離され、付加トランジスタのみが、予め測定された付加電圧と 予め使用されたベース電圧とを印加することにより駆動される。したがって、テ スト・トランジスタと一緒に駆動した場合と同じパラメータを用いて、付加トラ ンジスタが駆動される。付加電流を測定し、そして予め測定されたコレクタ電流 から差し引く。その結果、コレクタ電流が補正され、テスト・トランジスタを流 れる正確な電流のみとなる。請求項4記載のように、テスト・システムはこの電 流差を自動的に評価することができる。 さもなければ、付加電流は請求項2記載のシステムにより、あるいは請求項9 記載の方法で決定することができ、テスト・トランジスタは再び伝統的なやり方 (付加電流を含む)で測定され、Vccにおける付加電圧が決定され、それからベ ースとエミッタを分離した後に、供給電圧ピンVccにおける、予め使用されたコ レクタ電圧と予め測定された付加電圧が印加される。そして付加電流は、これら のピンの間に存在するダイオードを通して流れ、測定することができ、引き続い て予め検出された コレクタ電流から差し引くことができ、請求項5により自動的に行われるという 利点がある。 最後に、請求項3記載の更に他のテスト・システムあるいは請求項10記載の 方法に対応する方法により、テスト・トランジスタの伝統的な測定と同時に、コ レクタ電圧と同じ大きさの適切な付加電圧が供給電圧ピンVccに印加するが、こ の付加電圧は別の電源からとるものである。コレクタとして接続される信号ピン と供給電圧ピンとの間にあるダイオードは、これでガードされる。その両端には 同じ電圧がかかる。したがって、ダイオードには電流は流れない。テスト・トラ ンジスタのコレクタ電流と付加トランジスタを流れる付加電流は、異なった別の 電源から流れ、テスト・トランジスタのコレクタでは、補正コレクタ電流を、付 加電流から独立して直接決定することができる。 測定結果が付加電流に合わせて補正され、その付加電流がテスト・トランジス タの電流より何倍も大きい場合には、テスト・トランジスタの精密な測定が保証 される。したがって、ICに存在する異なるテスト・トランジスタには相違点が あるという結論を下すことができる。そして数個のトランジスタが並列に配置さ れる場合、何個あるのか、例えば並列に並べた3個のうち1個が欠落しているか をどうかを決定することができる。 重要な利点としては、同じタイプでありながら、メーカーが異なったり、ある いは生産バッチの異なるICの間の相違点が、バックグラウンド電流の相違点と して顕在しながら、もはや障害にはならないという点である。したがって、同じ タイプのICがランダムに密集したボードをテストすることが可能であり、その 場合にはICはメーカあるいはバッチが異なっている。 それぞれの回路トラックを備えた接続ピンの正確な接触を確認するためのテス ターで特定のテスト・トランジスタに接触する場合、テスターは接触されたテス ト・トランジスタがトランジスタとして機能するかどうかをチェックする。した がって、例えば、電流ゲインが測定でき、いくつかの測定に基づくトランジスタ の特性カーブやいくつかの他の典型的なトランジスタ特性を検出することができ る。チェック後に、接触されたテスト・トランジスタがトランジスタとして機能 することが確認された場合、接触ピンは正確に接続されており、またICピンの 内部接続は故障がなく、例えば過度の半田付け温度によって破壊されていないこ とが確認される。 わずかに一度の測定で、テスターで接触したテスト・トランジスタのコレクタ 電流を測定したり、テスト・トランジスタの結果的に得られコレクタ電流が、印 加したベース電圧やコレクタ電圧に対する予想値に対応するかどうか決定するこ ともでき る。 その場合、例えば電流利得を検出したり、あるいは測定カーブを評価するには 、更に測定したり更に演算するステップを踏むことなく、テスト・トランジスタ の一回の電流測定で十分である。しかしこの簡単な方法の欠点は、テストの対象 であるICの特定のテスト・トランジスタのコレクタ電流が、メーカが異なった り生産バッチの異なる同じタイプのICの間で、かなり多様性があるということ である。電流は10倍以上の範囲で変化する。したがって、テストするボードに 、メーカーが異なったり生産バッチが異なるICが密集している場合、この方法 から問題が発生する。 これらの問題は、請求項6記載のテスト・システム、あるいは請求項11記載 のテスト方法により解決することができる。個々のテスト・トランジスタの電流 値は平均値と同じような変化を示しているため、特定な方法で検出された標準化 されたコレクタ電流は、例えばテスト・トランジスタの場合には平均値の1.2 倍の電流量を示すが、メーカーあるいはバッチの違いとは無関係である。 例えば、測定されたテスト・トランジスタにおいて、標準化されたコレクタ電 流が平均値の1.2倍である場合、このような現象はひとつのメーカーのICの コレクタ電流が50μAであ り、別のメーカーの場合には2mAであるかどうかとは無関係にその平均値が現 実となる。 しかしながら、請求項7又は12により、コレクタでピンのタイプが同じで、 エミッタのピンのタイプが同じテスト・トランジスタのグループの平均値のみを 使用することが好ましい。コレクタとして入力ピンIを備え、エミッタとして出 力ピンOを備えたテスト・トランジスタは、したがって、I−Oグループに属し 、コレクタとして出力ピンO、エミッタとして入力ピンIを備えたテスト・トラ ンジスタは、O−Iグループに属する。その他のグループとしては、例えばI− I,O−O、あるいは例えば、イネーブル・ピン,チップ選択ピンなどその他の ピン・タイプからなるグループである。このような方法で、平均値が相互の間で 非常に類似したテスト・トランジスタをもつこのようなグループから形成される 場合、メーカーが異なったりバッチが異なるICの場合には、平均値が個々のテ スト・トランジスタのコレクタ電流により、正確に変化することは確かである。 そこで、異なるメーカーあるいは異なるバッチの間では、グループの平均値が様 々に変化することをも考慮する。 請求項13記載の方法は有益であり、その方法では先ず第一に、すべてのテス ト・トランジスタの標準化された電流を優れたたボードを用いて検出し、標準化 された電流の表(テーブル)を、テストするボードの対応するトランジスタに対 して検出 された標準化した電流と比較する。「良」あるいは「不良」という判断は、簡単 な表の比較で決定することができる。 図において、本発明を実施例により略図的に示す。図とは次のようなものであ る。 図1は、CMOSICのダイオード等価回路である。 図2は、テスタを接続したトランジスタを図示する場合における図1の等価回 路を示す。 図3は、ピンの数が2倍であるICの図1による等価回路を示す。 図4は、トランジスタを図示する場合の図3の等価回路を示す。 図5は、ボード上で並列に接続され、図4により図示した場合の2個のICを 示す。 図1は、CMOSICのダイオード等価回路を示す。説明を簡単にするため、 2個の信号ピンIとO(入力と出力)のみを備えたICを図示する。電圧供給ピ ンをVccで示す。ICの接地ピンは、GNDで示す。ピン間を測定することによ り外的に検出することができるダイオードD1からD5を示す。これらのダイオ ードは、ICの基板におけるバイポーラ・トランジスタであり、通常は寄生トラ ンジスタであり、ICメーカーが意図的に配置したダイオードではなく、むしろ ICの構成により基板内に発生するダイオードである。 したがって、ダイオードD1とD2は、単一ピンと、図示した極性を備えたG NDとの間に常に存在している。ダイオードD4とD5は、信号ピンとVccとの 間に存在し、ダイオードD3はVccとGNDとの間に存在する。 これらのダイオードは、内部抵抗が低いバイポーラ・ダイオードであるが、低 い電圧で、CMOSICの極めて複雑なMOSFET回路(図示せず)を流れる 電流に比べて、高電流が流れる。したがって、ICの省略された完全なCMOS ロジックは、図示したダイオードD1からD5を貫通する電流を考慮する場合、 無視することができる。同じように、MOSFET回路における低い電流レベル に適合し、ICに存在するすべてのオーム抵抗やコンデンサは重要ではなく、結 果的にダイオードD1からD5を流れる電流を考慮する場合に無視することがで きる。保護することを目的として配置するいわゆるクランピング・ダイオードも 問題をおこすことはない。それは、クランピング・ダイオードが直列抵抗を備え ていることが普通であり、それ故に比較的小さく重要でない電流が流れるからで ある。Vccの電圧が高すぎてMOSFETがターンオンする場合にのみ、問題が 生じる。したがって、図1に示す純粋なダイオード等価回路は、Vccの供給電圧 がCMOSロジックのフィールド効果トランジスタがターンオンする電圧より低 い場合にのみ正常に機能する。その電圧は、従来のCMOSICの場合には、約 2Vであるが、電池で駆動する装置に使用する最近のICの場 合には、1Vより低い電圧にすることができる。これは、供給されるテスト電圧 を決定する時、考慮されなければならない。 ダイオードD1とD2が同じ基板に存在するため、GNDをベースとしてもつ テスト・トランジスタを形成することができ、それによりIをコレクタとし、O をエミッタとなしたり、Iをエミッタ、Oをコレクタとすることができる。図2 は従来のトランジスタの表現(回路)のなかで、この構成を示す。テスト・トラ ンジスタのベースはGNDであり、D2はコレクタ・ダイオードを形成し、D1 はエミッタ・ダイオードを形成している。 図2にテスターTを示すが、該テスターTはコレクタ出力Cを信号ピンIに接 続し、ベース端子Bを接地ピンGNDに接続し、エミッタとして機能する接地端 子Eを信号ピンOに接続する。明確に説明すると、ピンI、GND、Oはコレク タC、ベースB、エミッタEとして接続されるところを図示している。これはト ランジスタの共通エミッタ回路であり、エミッタをアースに接続する。 以上説明したテスト・トランジスタの回路構成は、ダイオードD2とD1で形 成されているが、該テスト・トランジスタの回路構成において、ダイオードD5 が欠落するバイポーラ・トランジスタに関連して、ダイオードD2とD1とで形 成したテ スト・トランジスタを正確に測定することが可能である。しかしCMOSICの 場合には、ダイオードD5が存在するために不可能である。 ダイオードの極性により、ダイオードD1とD2とで形成されるテスト・トラ ンジスタはNPNトランジスタである。したがって、コレクタ電圧は、エミッタ に対してポジティブである。CMOSICにおいて存在するダイオードD5は順 方向にあり、VccにはダイオードD5の両端の順方向の電圧降下より低いコレク タ電圧に等しい電圧がかかる。しかしコレクタ電圧として適切な電圧がVccにか かる場合、付加トランジスタが形成され、該付加トランジスタはダイオードD3 とD1とから構成され、Vccにコレクタ、Oにエミッタ、GNDにベースを備え る。 この関係は、図1の回路を別の形式で示す図2に示されている。トランジスタ (回路)は、接地エミッタ・ダイオードD1と2個のコレクタ・ダイオードD2 ,D3を表している。テスト・トランジスタのコレクタはIに位置する。付加ト ランジスタのコレクタはVcc上にある。 前述しなかったダイオードD4は、これらの考慮の中では無視することができ る。個々のケースにおいて逆方向にあるからである。 ダイオードD3は、付加トランジスタD3,D1のコレクタ・ダイオードとし て機能するが、遺憾ながらダイオードD3で形成されたトランジスタは、すべて のテスト・トランジスタより電流利得がかなり高いという好ましくない効果を示 し、コレクタとしての信号ピンを有する。付加トランジスタのコレクタ電圧はい くらか低いにも関わらず、かなり大きな電流を取り出し、電流利得βは実際に数 倍のかなりの高さである。例えば、電流利得などテスト・トランジスタD2,D 1の特性に関する結論は下すことができない。なぜなら、電流利得、及びそれに よる付加トランジスタD3,D1の電流は、同じタイプのICでも、例えばメー カーが異なったり生産バッチが異なるICの場合は、かなり変化する。 テスト・トランジスタD2,D1を測定する場合、付加トランジスタD3,D 1を通してかなり大きなバックグラウンド電流が発生する。このバックグラウン ド電流は測定を混乱させるものである。これを補正するため、テスターは追加端 子Zを備えており、追加端子ZはVccに接続されている。。 この点について、テスターは次のように2つの操作モードで切り換えが可能に 構成されている。 すでに前述したように、第1の操作モードにおいては、コレクタ電圧はテスタ ーTのコレクタ端子を備えたIに印加する。 ベース電圧はテスターのベース端子Bを備えたGNDに印加する。ICのOは、 テスターの接地端子E(エミッタ)に接続される。Cを通過するコレクタ電流を ここで測定する。すでに前述したように、このコレクタ電流は、テスト・トラン ジスタD2,D1と付加トランジスタD3,D1を流れる電流の総計である。更 に第1の操作モードのこの測定において、Vccにおける電圧はテスターの追加端 子Zで測定される。 それからテスターTが第2操作モードに切り換わる。この時点において、コレ クタの接続Cを開放する。第1の操作モードにおいてVccにおいて予め測定され た電圧は、テスターの追加端子Zを介してVccに印加する。GNDのベース電圧 は第1の操作モードと同じ数値に設定する。 したがって、第2の操作モードにおいて、コレクタCには電流が流れず、また 付加トランジスタのコレクタZ,ベースB及びエミッタEには第1の操作モード と全く同じ条件が適用される。これにより、付加トランジスタのコレクタ電流す なわち付加電流がテスターの端子Zで決定される。 第1及び第2の両操作モードで、C,Zにおいて決定された電流は相互に分 離される。したがって、付加トランジスタD3,D1の付加電流は、コレクタ電 流全体から差し引かれ、この付加電流は、テスト・トランジスタD2,D1への 付加トラ ンジスタD3,D1の並列接続から生じる。この差し引き操作は、結果的にテス ト・トランジスタD2,D1の補正したコレクタ電流をもたらす。 両方のトランジスタのコレクタ電流の総計と付加電流は、同一のパラメーター を使用することにより決定されるため、この補正によりテスト・トランジスタの みから生じるコレクタ電流を非常に正確に検出することができる。したがって、 例えばベース電流とコレクタ電流とを比較するなどの適切な測定方法により電流 利得βを、あるいはいくつかの動作ポイントでの測定によりトランジスタの特性 カーブを決定することによって、コレクタ電流の検出が可能である。そしていく つかの動作ポイントで測定する度に、付加電流の適切な補正を行い、その都度両 方の操作モードで測定する。 図2において、ピンIはトランジスタ・テスト用のコレクタとして接続し、ピ ンOをトランジスタ・テスト用のエミッタとして接続することを示している。図 1に示すように、信号ピンI、Oに関してダイオードのレイアウトは完全に対称 的であるので、Oをコレクタ、Iをエミッタとして使用することもできる。Oが トランジスタのコレクタである場合には、そのとき導電中のダイオードD4はV ccに接続し、D5はこの場合ターンオフとなっている。エミッタ・ダイオードD 1と2個の並列コレクタ・ダイオードD2,D3とを備えたトランジスタを示す 図2におけるトランジスタの構成は、上記ケースとは異なって図示されている。 すなわち、上記ケースではD2はエミッタ・ダイオードを形成し、D3,D1は 並列コレクタ・ダイオードを形成する。 図1に関して既に述べたように、Vccに発生する電圧は、付加トランジスタD 3,D1をターンオンするが、あまり大きすぎるということがなく、内部CMO S論理回路はターンオンせず、それ故に出力では低い抵抗値を示す。したがって 、CMOSのタイプにより、Vccに発生する付加電圧が約1Vあるいは約2Vを 越えないように注意しなければならない。またGNDにおけるベース電圧があま り大きすぎてはならない。なぜなら、そうしなければ、CMOS論理をターンオ ンするのに十分なレベルまでVccの電圧を引っばることになるからである。 したがって、ここまで述べてきたテスト方法は、信号ピンOをエミッタとして 、接地接続ピンGNDをベースとして、そして信号ピンIをコレクタとして先ず 接続し、電流を測定する。そしてIを開路し、予め測定した電圧をVccに印加し 、付加電流を測定する。次に、付加電流を予め測定したコレクタ電流から差し引 く。これによりテスト・トランジスタD2,D1のみを流れる補正コレクタ電流 がもたらされる。 テスト・トランジスタの真の電流の測定は、代わりに別の方 法で行うことができる。 第1のステップにおいて、すでに述べたようにピンO、GND、Iにおけるテ スト・トランジスタはE,B,Cと接触させてコレクタ電流を検出する。前述し たように、同時にVccにおいて付加電圧を測定する。 第2の測定ステップは異なっている。ここではトランジスタは測定されない。 OとGNDを開路する。先に、予め使用されたコレクタ電圧をIに、予め測定さ れた付加電圧をVccに印加する。そして前回の測定においてコレクタ電流として 付加トランジスタD3,D1に供給した電流がダイオードD5を貫流する。した がって、ちょうど測定しようとしていた付加電流がダイオードD5を正確に貫流 する。この電流はテスターTの端子CあるいはZで測定され、Iで予め測定され た両方のトランジスタのコレクタ電流全体から差し引かれる。 更に別の測定方法が、次のようなテスト・システムの異なった接続で可能であ る。 一回の測定ステップでピンI、GND、Oにおけるテスト・トランジスタは、 図2に示すようにC,B,Eと接触させられる。同時に、ICの供給電圧ピンV ccをテスターTの追加端子Zに、すなわち、Iにおけるコレクタ電圧に正確に対 応する付 加電圧に接触させられる。この目的のため、テスターTの追加接続は、別の電源 で構成されなければならず、したがって端子Cと端子Zにおいて流れる電流は別 々に検出される。 この測定方法により、同じ電圧がIとVccとで発生する。電流はD5を貫流し ない。IとVccを流れる電流は、結果的に相互に独立している。I、すなわちテ スターTのコレクタ端子Cにおいて、テスト・トランジスタのD2,D1のコレ クタ電流は、かくして付加電流とは無関係に測定することができる。付加電流の 具体的決定と電流差の後に続く評価は、行う必要がない。 図1及び図2に示された、ちょうど2個の信号ピンを備えたICは、説明の目 的でかなり簡略化して表している。通常の市販されているICは、かなり多数の 信号ピンを備えているのが普通である。現在の一層集積度の高いICの信号ピン の数は、100をかなり越えている場合がある。多くの信号ピンに対するICにお ける関係を説明するために、4個の信号ピンを備えたICが図3と図4に適切に 示されており、該信号ピンは望み通りに入力にでも出力にでもなることができる 。図示の中では、信号ピンは、I1,I2,O1,O2として示されている。 図3において、バイポーラ・ダイオードを示し、図1に対応させて番号を付し 、個々のバイポーラ・ダイオードにはピンに 対応する第2のインデックスを付している。しかし、VccとGNDとの間には、 わずか1個だけダイオードD3がある。個々の信号ピンはダイオードでGNDに 接続され、またダイオードでVccに接続されている。したがって、GNDにベー スを、信号ピンのひとつにコレクタを、その他の所望の信号ピンのいずれかにエ ミッタとを備えている、アクセス可能な数個のトランジスタが存在する。 信号ピンのひとつにコレクタを、その他の信号ピンにエミッタを備えて、この ように形成することができる個々のトランジスタに対して、Vccにおいてコレク タと並列状態にある付加トランジスタが常に存在し、コレクタとして接続された 信号ピンからVccにダイオードを介して電圧を供給する。 信号ピンI1とI2のみをコレクタとして、信号ピンO1とO2のみをエミッタと して使用する場合、そのトランジスタ回路を図4に示す。回路に示すトランジス タにはコレクタ・ダイオードD22,D21,D3、エミッタ・ダイオードD11,D1 2 を備え、GNDにはあらゆる場合においてベースが備えられている。 図3は、再びここで信号ピンI1,I2,O2は同じダイオード接続を有するこ とを示している。トランジスタのコレクタをIピンに、エミッタをOピンに常に 接続することは必要でな い。例えば、トランジスタをO1とO2との間に形成することができ、それにより ダイオードD11とD12とはコレクタ又はエミッタ・ダイオードを形成する。それ で図4のトランジスタの図示は、適切に描写し直さなければならない。しかし、 形成することができるすべてのテスト・トランジスタは相互に同じような特性を 備えているため、入力ピンのみをコレクタとして使用し、出力ピンOのみをエミ ッタとして使用することは好ましい。 実際のテストの状態を明確にするため、図5は図4に示した2個のICを示し ているが、2個のICはそれぞれ5個の信号ピンを備えている。双方のICは図 示しないボードに接続されており、各ICのピンは回路トラックに電気的に接続 されている。双方のICの信号ピンには、明確にするために適切であることから 、上部と下部で順番に番号をつけている。ピンを接続する回路トラックには、対 応して頭文字「L」を付している。 左側のICの信号ピンI1は個別的に、回路トラックLI1に接続される。左側 のICの信号ピンI2と右側のICの信号ピンI5は、ともに回路トラックLI2 5に接続する。左側のICの信号ピンI3は右側のICの信号ピンI6とともに 、回路トラックLI36に接続する。右側のICの信号ピンI4は、個別的に回 路トラックLI4に接続する。左側のICの信号ピンO1と右側のICの信号ピン O3は、ともに回路トラッ クLO13に接続する。左側のICの信号ピンO2は右側のICの信号ピンO4と ともに、回路トラックLO24に接続する。双方の信号ピンのVccとGNDは、 共通の回路トラックLVccとLGNDとに接続する。 これは、非常に数多くの信号ピンがバス・ラインで並列に接続されている、並 列接続されたICの典型な並列回路を示している。このボードは、図2に示すテ スターの端子に接触する。これらは、端子B(ベース)、E(エミッタ=テスタ ー接地)、C(コレクタ)、Z(追加端子)である。そのテストは、トランジス タ電流を測定することにより、ICのすべてのピンが正しく回路トラックに接触 されているかどうかを決定するものである。同時に回路トラックは、図5の右側 の各ケースにおいて示されている接点に連結されている。 それにより、測定されるべきトランジスタのベースが常にGND状態であるた め、LGNDはいつもBと接触する。Zは常にLVcc上に位置している。CとE とは、信号ピンに接続されているどの回路トラックにも接続することができる。 図示された例においては、Cを回路トラックLI1に接続し、Eを回路トラッ クLO24に接続している。わずかひとつの信号ピンI1をテスターの端子に接 続しているため、これはよく選択された例である。したがって、コレクタ・ダイ オード として、左側のICのダイオードD21で形成されたテスト・トランジスタのみが 接続される。しかし、ダイオードD51が、導通しているため、これと並列に左側 のICにおける付加トランジスタD3,D11が存在し、またO2がO4と接続され 、双方のICのVccが接続されているので、右側のICに対応する付加トランジ スタが存在する。 I1におけるコレクタ電流は極めて小く、2個のICにおける2個の並列な付 加トランジスタのバックグラウンド電流で完全にマスクされており、検出するこ とができない。しかしながら図2に示すテスターTは、追加端子でLVccに接続 されており、先に記述した測定を行う。その測定において、テスターは、図示し た双方のICにおける双方の付加トランジスタの付加電流とは無関係に、I1に おいてコレクタを備えたテスト・トランジスタのコレクタ電流を検出することが できる。テスターTは先に説明した3つの方法のいずれも使用することができる が、第1の方法が好ましい。その測定方法において、電流全体とアクティブな付 加トランジスタの付加電流が引き続き決定され、そしてテスト・トランジスタの 補正されたコレクタ電流を検出するため、付加電流が先に決定されたコレクタ全 電流から差し引かれる。この方法は、調査した中で特に適切であることがわかっ ている。 このような測定により、I1上にコレクタを形成したテスト ・トランジスタは、例えば電流利得、特性曲線などその特性について正確に測定 することができる。そしてまた、このトランジスタが適切に接続されているかど うかを検出することができる。もし適切に接続されていれば、関連するICピン 、すなわちI1及びO2が、正しく接続され、すなわち適切な回路トラックと正し く接続されているという結論を出すことができる。 図示した双方のICの正しい接続を確認するため、コレクタあるいはエミッタ が回路トラックへの唯一の接続であるテスト・トランジスタを使用することが好 ましい。したがって、ピンI4をコレクタとして使用することが好ましい。 回路トラックLI25に接続される信号ピンI2,I5をコレクタとして使用す る場合、ダブル・コレクタを備えたテスト・トランジスタは、2倍の電流を保証 する。I2とI5とから形成されるダブル・コレクタは、I1又はI4上にコレクタ を備えた単一のテスト・トランジスタでの測定の2倍のコレクタ電流を与えるの で、I2及びI5における両方のコレクタが正しく接続されているかどうかを決定 することができる。しかしながら、例えば右側に示されているICにおいて、コ レクタとして信号ピンI4を、またエミッタとして信号ピンI5を使用することが できる。そして、これらの信号ピンの正しい接触に関する陳述が可能となる。 I1をコレクタとして、O1をエミッタとして使用する場合、すなわちEをLO13に印加する場合には、O1の正しい接触についての結論が得られる。I1をコ レクタとして使用することにより、LO24を介してO2をEに接続する場合、 O2の正しい接触についての結論を下すことができる。したがって、O3とO4に ついての確認は、I4をコレクタとして使用することにより処理することができ る。 記述された方法において、すべての実行可能なテスト・トランジスタに関して 、補正されたコレクタ電流、すなわち個々のそれぞれのトランジスタのみを貫流 する電流を測定することができる。並列ICのいくつかの並列付加トランジスタ から通常発生する付加トランジスタのかなり大きな電流を、それにより補正する ことができる。 テスターを特定のトランジスタに接続しながら、接触したピンが回路トラック に実際に接続されているかどうかを決定するために、例えば電流利得、あるいは トランジスタ特性曲線などを検出することができる。そこで、正しく機能するト ランジスタが、実際に接触されているかどうかに関する結論を出すことができる 。これが事実ならば、問題となっているピンが回路トラックに正しく接続されて いることは確かである。 しかしながら、わずかに一回の測定において、テスト・トラ ンジスタのコレクタ電流を決定することが可能であり、ベース電圧とコレクタ電 圧を印加して測定されたコレクタ電流が、テスト・トランジスタからの予測電流 に対応するかどうかを確認することができる。ICタイプのテスト・トランジス タのコレクタ電流が、メーカーが異なっていたり、生産バッチが異なっているI Cについては、非常に異なっているため、このことは困難である。したがって、 例えば、コレクタとしてI1,エミッタとしてO1から接続された図5に示すテス ト・トランジスタの補正されたコレクタ電流を測定する場合、10mAのコレクタ 電流はひとつのメーカーのICについては流れるが、一方、メーカーが異なる同 じタイプのICの同じテスト・トランジスタに関しては、同じベース電圧とコレ クタ電圧を印加して、わずか10μAだけのコレクタ電流が流れる。メーカーが異 なるICを様々に密集した数多くのボードを所定の手順で全体テストする場合、 前述した第2のケースの場合、10μAのコレクタ電流が、第2のメーカーのIC の正しいコレクタ電流であるかどうか、あるいは又第1のメーカーのICが存在 するかどうかを決定することはできない。第1のメーカーのICについては、コ レクタ電流は10mAであり、それ故測定値は小さすぎて誤りを示している。 しかしながら記述した簡単な方法で、わずかひとつのコレクタの測定により正 しい数値を確認するためには、メーカーが異なったり、生産バッチが異なってい る同じタイプのICについ ての知識を用いる。ICの異なるテスト・トランジスタのコレクタ電流は、多か れ少なかれ比例的に異なっている。したがって、テスト・トランジスタの個々の コレクタ電流が全てのテスト・トランジスタのコレクタ電流の平均と比較される ならば、これらの標準化数値はメーカーあるいはバッチから独立している。 しかし、異なったメーカーあるいはバッチのICの場合には、異なったグルー プのテスト・トランジスタの平均は種々異なっている。例えば、コレクタとして 入力ピンを、エミッタとして出力ピンを備えるテスト・トランジスタは、コレク タ電流の平均において、コレクタとして出力ピンを、エミッタとして入力ピンを 備えるグループのテスト・トランジスタとは異なった変化を見せる。したがって 、テスト・トランジスタのコレクタ電流は、コレクタとエミッタとが同じピン・ タイプであるテスト・トランジスタの対応するグループの平均と比べることが好 ましい。普通供与されるピン・タイプは、入力ピン、出力ピン、イネーブル・ピ ン、チップ選択ピンなどである。 このことは、図5を用いた実施例の中で説明される。左側のICの場合には、 全てのピンが回路トラックと正しく接触しているかを確認する。したがって、テ スト・トランジスタは、補正されたコレクタ電流についてテスターで測定される 。それにより、4個のテスト・トランジスタを測定することによって、 5個のピンI1、I2、I3、O1、O2を全て確認することができる。これらは、 “コレクタ−エミッタ”すなわちトランジスタI1−O1、I1−O2,I3−I1及 びI2−I1という表示で示されているトランジスタである。 典型的な測定結果が、下記表1に示されている。表の第1コラムは、どのピン をコレクタとして接続するか示す。第2のコラムは、どのピンをエミッタとして 接続するかを示す。第3のコラムにおいては、対応して補正されたコレクタ電流 を示す。 第4のコラムには、コレクタ電流の平均を含む。最後のコラムは、各テスト・ト ランジスタの平均に対して標準化されたコレクタ電流、すなわち、平均値に対す るコレクタ電流の割合を示す。 表は2つの部分に下位区分されている。上部グループI−Oは2個のテスト・ トランジスタを含み、コレクタは該2個のトランジスタにとっては、I−ピンで あり、エミッタはO−ピンである。第2グループI−Iは、2個のテスト・トラ ンジスタを含み、該2個のトランジスタにとって、コレクタとエミッタは、I− ピンである。 表1においては、メーカーAのICを検査している。個々のトランジスタに対 して、コレクタ電流を示す。これはICであり、このICはこのメーカーにとっ てはμAの範囲における非 常に低いコレクタ電流を示す。双方のグループの平均値や標準化値を示す。それ らの数値は、上から下までの4個の測定テスト・トランジスタに対して0.93,1. 06,0.90,1.09の数値になっている。 同じ表レイアウトの表2において、同じタイプのICの同じテスト・トランジ スタが同じベース電圧とコレクタ電圧で測定されている。しかし、このICは、 メーカーBの製造したものである。表に示すように、コレクタ電流は、かなり高 く、mAの範囲にある。双方のグループの平均値は、再び評価され、標準化値が 計算されている。これらのテスト・トランジスタの標準化値は、表1の数値に対 応する。 特定のボードを確認するテスト手順の開始において、いわゆるグッドボード( Good Board)と呼ばれる優れていると考えられているボード(基板)が測定され る。そして異なるICの測定された全てのテスト・トランジスタについて、前述 したグループに下位区分され、表1あるいは表2に示すように、テスト・トラン ジスタの標準化値が確認され、表に記入される。そしてテストするボードがテス トされ、そして、個々のテスト・トランジスタの標準化値が、グッドボードの対 応するテスト・トランジスタの標準化値と比較される。表1と表2との比較が示 すように、ボードへの集積が生産バッチやメーカーが同じあるいは異なったIC で実行されるかどうかとは無関係に、誤りが正確に検出される。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 回路基板の回路トラックに接触可能であり、接地端子(E)を備えたIC 信号ピン(O)のひとつに接続可能であり、トランジスタをターンオンするのに 適合したベース電圧を供給するベース端子(B)を備えたICの接地ピン(GN D)に接続可能であり、そして適切なコレクタ電流を発生すると共に、対応する コレクタ電流を測定するのに適合したコレクタ電圧を供給することができるコレ クタ端子(C)を備えたICの別の信号ピン(I)に接続可能なテスター(T) を備えた、回路基板の回路トラックに接続されたICのピンの適正な接続を確認 するためのテスト・システムにおいて、該テスター(T)がICの供給電圧ピン (Vcc)のひとつに接続可能な追加端子(Z)を有し、2つの操作モードの間で 切り換え可能であり、2つのモードにおいてベース端子(B)により同じ電圧が 印加され、第1のモードにおいては、コレクタ端子(C)はコレクタ電圧を印加 して結果的に発生するコレクタ電流を測定し、追加端子(Z)は電流を供給せず にIC供給電圧ピン(Vcc)において結果的に発生する付加電圧を測定するため に使用され、第2の操作モードにおいては、コレクタ端子(C)は開放回路であ り、追加端子(Z)は供給電圧ピン(Vcc)に対して第1の操作モードにおいて 測定された付加電圧を印加し、その結果生じる付加電流を測定するように構成さ れていることを特徴とするテスト・システム。 2. 回路基板の回路トラックに接触可能であり、接地端子(E)を備えたIC 信号ピン(O)のひとつに接続可能であり、トランジスタをターンオンするのに 適合したベース電圧を供給するベース端子(B)を備えたICの接地ピン(GN D)に接続可能であり、そして適切なコレクタ電流を発生すると共に、対応する コレクタ電流を測定するのに適合したコレクタ電圧を供給することができるコレ クタ端子(C)を備えたICの別の信号ピン(I)に接続可能なテスター(T) を備えた、回路基板の回路トラックに接続されたICのピンの適正な接続を確認 するためのテスト・システムにおいて、該テスター(T)がICの供給電圧ピン (Vcc)のひとつに接続可能な追加端子(Z)を有し、2つの操作モードの間で 切り換え可能であり、双方のモードにおいて、コレクタ端子(C)は同じ電圧を 印加し結果的に発生するコレクタ電流を測定し、第1のモードではベース端子( B)がベース電圧を供給し、テスター接地端子(E)が接続され、追加端子(Z )は電流を供給せずに供給電圧ピン(Vcc)における付加電圧を測定し、第2の 操作モードにおいては、ベース接続とテスター接地接続が共に開放回路であって 、追加端子(Z)が第1の操作モードで測定された付加電圧を印加するように構 成されていることを特徴とするテスト・システム。 3. 回路基板の回路トラックに接触可能であり、接地端子(E)を備えたIC 信号ピン(O)のひとつに接続可能であり、 トランジスタをターンオンするのに適合したベース電圧を供給するベース端子( B)を備えたICの接地ピン(GND)に接続可能であり、そして適切なコレク タ電流を発生すると共に、対応するコレクタ電流を測定するのに適合したコレク タ電圧を供給することができるコレクタ端子(C)を備えたICの別の信号ピン (I)に接続可能なテスター(T)を備えた、回路基板の回路トラックに接続さ れたICのピンの適正な接続を確認するためのテスト・システムにおいて、該テ スター(T)は、その他の端子から分離しそして供給電圧ピン(Vcc)に接続可 能な追加端子(Z)を備えると共に、ベース端子(B)がベース電圧を印加し、 コレクタ端子(C)がコレクタ電圧を印加し、対応するコレクタ電流を測定し、 追加端子(Z)がコレクタ電圧と大きさが同じ付加電圧を印加するように構成さ れていることを特徴とするテスト・システム。 4. 前記テスター(T)は、両方の操作モードで引き続き測定を行い、コレク タ電流と付加電流との間の差から求められる補正コレクタ電流を算出するように 構成されていることを特徴とする請求項1記載のテスト・システム。 5. 前記テスター(T)は、両方の操作モードで引き続き測定を行い、両方の 測定されたコレクタ電流の間で結果的に発生する差から補正コレクタ電流を算出 するように設計されていることを特徴とする請求項2記載のテスト・システム。 6. 前記テスター(T)は、算術平均により、測定された全てのトランジスタ (I1−O1,I1−O2,I3−I1,I2−I1)からの補正コレクタ電流を割算す ることにより、標準化コレクタ電流を生成することを特徴とする前記いずれかの 請求項によるテスト・システム。 7. 前記テスター(T)は、同じ組み合わせのピン・タイプ(I−O,O−I ,I−I,O−O)のコレクタとエミッタとを備えたテスト・トランジスタの対 応するグループのコレクタ電流の平均を用いて標準化することを特徴とする請求 項6記載のテスト・システム。 8. IC信号ピン(O)のひとつを接地し、トランジスタ(D2,D1)をター ンオンするのに適合したICの接地ピン(GND)にベース電圧(B)を印加す ると共に、ICの別の信号ピン(I)にコレクタ電圧(C)を印加しコレクタ電 流を測定することにより、ICのピンが回路基板の回路トラックに適正に接続さ れていることを確認するためのテスト方法において、同時にICの供給電圧ピン (Vcc)に出現する付加電圧が測定され、コレクタ電圧を除去し、同じピン(O 、GND)に同じ接地接続とベース電圧を加えた後に、予め測定された付加電圧 が供給電圧ピン(Vcc)に印加され、供給電圧ピン(Vcc)に流れてくる付加電 流が測定されて、補正コレクタ電流をコレ クタ電流と付加電流との差から決定することを特徴とするテスト方法。 9. IC信号ピン(O)のひとつを接地し、トランジスタ(D2,D1)をター ンオンするのに適合したICの接地ピン(GND)にベース電圧(B)を印加す ると共に、ICの別の信号ピン(I)にコレクタ電圧(C)を印加しコレクタ電 流を測定することにより、ICのピンが回路基板の回路トラックに適正に接続さ れていることを確認するためのテスト方法において、同時にICの供給電圧ピン (Vcc)に出現する付加電圧が測定され、接地とベース電圧を除去した後、予め 測定された付加電圧が供給電圧ピン(Vcc)に印加され、先に使用されたコレク タ電圧が以前と同じピン(I)に印加され、結果的に発生するコレクタ電流が測 定されて、2つの測定されたコレクタ電流の間の差から補正コレクタ電流が決定 されることを特徴とするテスト方法。 10.IC信号ピン(O)のひとつを接地し、トランジスタ(D2,D1)をター ンオンするのに適合したICの接地ピン(GND)にベース電圧(B)を印加す ると共に、ICの別の信号ピン(I)にコレクタ電圧(C)を印加しコレクタ電 流を測定することにより、ICのピンが回路基板の回路トラックに適正に接続さ れていることを確認するためのテスト方法において、別個の電源(Z)を用いる ことにより、同時にコレクタ電圧 に対応する付加電圧が供給電圧ピン(Vcc)に印加されることを特徴とするテス ト方法。 11.ICにおいて測定された、すべてのテスト・トランジスタ(I1−O1,I1 −O2,I3−I1,I2−I1)の補正コレクタ電流は、コレクタ電流の算術平均 で割られ、これらの標準化コレクタ電流が生成されることを特徴とする請求項8 から10のいずれかに記載のテスト方法。 12.コレクタ電流の標準化は、テスト・トランジスタの各グループのコレクタ 電流の平均で行われ、各グループは同じ組み合わせのピン・タイプ(I−O,O −I,I−I,O−O)を備えているテスト・トランジスタで構成されているこ とを特徴とする請求項11記載のテスト方法。 13.テスト中のIC上で測定された、トランジスタの標準化コレクタ電流は、 予め測定された間違いのないボード上で同じトランジスタから同じ方法で標準化 されたコレクタ電流と比較されることを特徴とする請求項11あるいは12記載 のテスト方法。
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