KR100187746B1 - 전자회로의 고장 진단 장치 및 고장 진단 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 (a) 진단될 전자 회로(100)의 배선에 일정한 전압을 인가하기 위한 전압 공급원(1), (b) 에너지 빔 또는 유체 제트 발생기(4, 10), (c) 에너지 빔 또는 유체 제트를 조사함으로써 온도를 변화시켜 배선의 전기 저항을 변화시키기 위한 장치(5, 11), (d) 배선에 흐르는 전류를 검출하기 위한 검출기(3, 3a), 및 (e) 배선 내에 고장이 없을 경우 흐르는 전류와 상기 전류를 비교함으로써 배선이 고장인지의 여부를 결정하기 위한 비교기(7, 7a, 7b, 7c, 7d)를 포함하는 전자 회로(100)에서 사용되기 위한 고장 진단 장치를 제공한다. 본 발명은 진단될 전자 회로의 배선에 흐르는 전류 흐름을 측정할 수 있고, 전자 회로의 구조에 접촉하지 않고 고장을 진단할 수 있다.
Description
제1도는 전자 회로에 사용되는 종래의 고장 진단 장치의 블록도.
제2도는 전자회로에 사용되는 다른 종래의 고장 진단 장치의 개략도.
제3도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 고장 진단 장치의 블록도.
제4도는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고장 진단 장치의 블록도.
제5도는 본 발명의 제3 실시예에 따른 고장 진단 장치의 블록도.
제6도는 본 발명의 제4 실시예에 따른 고장 진단 장치의 블록도.
제7도는 본 발명의 제5 실시예에 따른 고장 진단 장치의 블록도.
제8도는 본 발명의 제6 실시예에 따른 고장 진단 장치의 블록도.
제9도는 본 발명의 제7 실시예에 따른 고장 진단 장치의 블록도.
제10도는 본 발명의 제8 실시예에 따른 고장 진단 장치의 블록도.
제11도는 본 발명의 제9 실시예에 따른 고장 진단 장치의 블록도.
제12도는 본 발명의 제10 실시예에 따른 고장 진단 장치의 블록도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 정전압원 2 : 테스트 신호 발생기
3 : 전류 변동 검출기 4 : 에너지 빔 발생기
5 : 에너지 빔 스캐너 6 : 데이터 홀더
7 : 시스템 제어기 100 : 대상 전자회로
본 발명은 전자 회로에 사용되는 고장 진단 장치 및 전자 회로에서의 고장 진단 방법에 관한 것으로, 특히 인쇄 배선 기판과 같은 기판 상에 배치된 전자 회로에 사용되는 고장 진단 장치 및 방법에 관한 것이다.
인쇄 배선 기판과 같은 기판 상에 형성된 능동 소자와 수동 소자와 같은 개별 소자들을 포함하는 집적 회로 또는 전자 회로가 소정의 방식으로 동작하지 않는 경우에, 그 원인을 해결하고 전자 회로의 고장 위치를 식별하기 위해 고장 진단 장치가 종종 사용된다.
제1도는 전자 회로의 고장 위치를 식별하기 위해 사용되는 종래의 고장 진단 장치들 중 한 장치를 도시하고 있다. 도시된 고장 진단 장치는 고장을 진단해야 할 전자 회로(이하 대상 전자 회로라 칭함; 100)에 일정한 전압을 공급하는 정전압원(20), 대상 전자회로(100)에 테스트 신호를 공급하는 테스트 신호 발생기(21), 및 대상 전자 회로(100)의 각 부의 측정 전압을 설정 값과 비교하여 대사 전자 회로(100)의 각 부에서의 전압 및/또는 전류가 정상 또는 비정상인지의 여부를 판단하는 회로 내장형 테스터(in-circuit tester; 22)를 포함하고 있다.
이 전자 회로의 고장 진단 장치에는 일정한 전압이 대상 전자 회로(100)에 인가된 다음 대상 전자 회로(100)의 각 부의 전압이 측정된다. 그 다음, 회로 내장형 테스터(22)는 이렇게 측정된 전압을 설계 값과 비교하거나 이들 전압으로부터 전류를 구하여 이상 전류가 대상 전자회로(100)에 흐르는지의 여부를 판단한다. 또한, 회로 내장형 테스터(22)는 테스트 신호 발생기(21)이 대상 전자 회로(100)에 테스트 신호를 공급할 때 대상 전자 회로(100)으로부터의 응답을 관측한다. 그러므로, 대상 전자 회로(100)에서의 고장 위치를 식별하여 고장 원인을 조사한다.
제2도는 종래의 고장 진단 장치의 다른 예를 도시하고 있다. 도시된 고장 진단 장치는 아날로그 집적 회로 전용으로 사용된다. 한 쌍의 프로브(23)은 고장 진단해야 할 아날로그 집적 회로 장치(100) 상에 장착된 집적 회로 칩(24)와 물리적으로 접촉한다. 프로브(23)은 검출기(25)와 전기적으로 접촉하여 검출기(25)는 프로브(23)이 접촉하는 칩(24)의 부분의 전압을 측정할 수 있다. 디바이스 구동 시스템(26)은 테스트하기 위한 대상 회로 디바이스(100)에 전압, 전류 및/또는 신호를 공급하여 상기 디바이스(100)을 동작시킨다.
동작시에, 집적 회로 디바이스(100)의 성능을 테스트하기 위해 디바이스 구동 시스템(26)을 구동시킨다. 그 때, 검출기(25)는 프로브(23)이 접촉하는 칩(24)의 부분의 전압을 측정한다. 이와 같이 측정된 전압에 기초하여, 대상 회로 디바이스(100)의 배선을 통해 흐르는 전류 상태를 판단할 수 있다. 그러므로, 이와 같이 판단된 전류 상태를 설계 데이터. 또는 정상적으로 동작하는 등가 회로와 비교하여 고장 진단을 행할 수 있다.
제1도에 도시된 종래의 고장 진단 장치에서는 회로 내장형 네스터(22)가 고장 위치 및 고장 원인을 식별하기 위해 대상 전자 회로(100)의 여러 부분의 전압을 측정한다. 그러나, 대상 전자 회로(100) 상에 고밀도로 칩들이 장착되는 경우에, 고밀도로 장착된 이러한 소자들로 인해 대상 지점의 전압을 측정하기가 어렵고 어떤 경우에는 불가능하다. 또한, 기판 상에 장착된 배선은 보호막으로 덮여지기 때문에, 대상 전자 회로(100)의 각 부의 전압을 측정하기 위해서는 상기 보호막을 제거할 필요가 있다. 그러므로, 종래의 고장 진단 장치는 대상 전자 회로와 직접 접촉하지 않고 충격없이 고장 위치 및 고장 원인을 식별하기가 불가능하다는 문제점을 갖고 있다.
상술한 종래의 고장 진단 장치와 유사하게, 제2도에 도시된 고장 진단 장치에서는 프로브(23)을 대상 회로(100)과 물리적으로 접촉하여야 한다. 그러므로, 집적 회로가 고집적도를 갖는 경우에, 프로브(23)을 대상 회로(100)의 소정 위치에 위치시키기가 더욱 어렵다. 또한, 프로브(23) 자체가 대상 회로(100)에 대하여 부하로서 작용할 수 있어 대상 회로(100)의 동작에 악영향을 미칠 우려가 있다. 또한, 대상 회로(100)은 이 대상 회로(100) 상에 프로브(23)을 올려 놓음으로써 손상을 입을 수 있다.
전형적인 고장 진단 기술은 존 하이어트(John Hiatt)에 의한 CH 1619-6/81/0000-0130, PP 130-133, 1981, IEEE/PROC. IRPS.의 논문 액정을 사용하여 반도체 상의 핫 스폿을 검출하는 방법(A METHOD OF DETECTING HOT SPOTS ON SEMICONDUCTORS USING LIQUID CRYSTALS에 기술되어 있다.
이 논문은 집적 회로 상에 고전력 분산 영역을 배치하기 위한 콜렉스테릭(cholesteric) 액정 및 편광을 이용한 고장 진단 기술을 기술하고 있다. 이 논문에 의하면, 이 기술은 비파괴적이고 통상의 고장 진단 장치를 사용하여 수 분으로 행해질 수 있다. 이 예는 CMOS 래치-업 메카니즘의 진단을 포함하고 있다.
본 발명의 목적은 전자 회로 상에 소자들이 고밀도로 장착되어 있더라도 전자 장치를 직접 접촉하지 않고, 또 전자 회로에 충격을 주지 않고 전자 회로를 고장 진단할 수 있는 고장 진단 장치를 제공하는 데 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 전자 회로의 고장 진단 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 (a) 진단해야 할 전자 회로의 배선에 일정한 전압을 공급하는 전압원과, (b) 에너지 빔 및 유체 제트(fluid zet) 중 하나를 발생하는 발생기, (c) 상기 배선에 에너지 빔 또는 유체 제트를 조사하여 온도를 변화시켜 배선의 전기 저항을 변화시키는 장치, (d) 상기 배선을 통해 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출기, 및 (e) 상기 전류를 배선에 고장이 존재하지 않는 경우에 흐르는 전류와 비교하여 배선의 고장 여부를 판단하는 비교기를 포함하여 전자 회로에 사용되는 고장 진단 장치를 제공한다.
본 발명은 또한 (a) 진단해야 할 전자 회로에 소정의 일정한 전압을 공급하는 정전압원, (b) 테스트 신호를 상기 전자 회로에 공급하는 테스트 신호 발생기, (c) 에너지 빔을 발생하는 에너지 빔 발생기, (d) 이 에너지 빔을 소정의 크기 및 형상으로 정형하여 상기 전자 회로의 배선의 소정 위치에만 상기 정형된 에너지 빔을 조사하는 에너지 빔 스캐너, (e) 에너지 빔이 상기 전자 회로에 조사되는 경우와 에너지 빔이 상기 전자 회로에 조사되지 않는 경우 모두 정전압원으로부터의 소정의 일정한 전압을 상기 전자 회로에 공급함에 따라 상기 전자 회로에 흐르는 전류의 변동을 검출하는 전류 변동 검출기, (f) 상기 전자 회로에 모든 데이터(specification)를 기억하고 상기 전자 회로의 모든 데이터 중 소정 데이터를 출력하는 데이터 홀더(data holder) 및 (g) 상기 전류 변동 검출기로부터의 전류 변동에 대한 데이터를 수신하고 상기 데이터 홀더로부터 소정 데이터를 또한 수신하며, 이들 데이터에 기초하여 에너지 빔이 조사되는 배선의 부분을 흐르는 전류를 계산하고, 소자 (a) 내지 (f)의 동작을 또한 제어하는 제어기를 포함하여 전자 회로에 사용될 고장 진단 장치를 제공하고 있다. 여기에서, 데이터 홀더에 기억되는 전자 회로의 모든 데이터는 회로 구성, 소자 배치, 배선 영역, 배선 재질, 배선 폭 및 배선 두께를 포함하고 있다. 상기 에너지 빔은 레이저 빔, 적외선 빔, 전자 빔, 입자 빔(corpuscular beam) 및 이온 빔을 포함한다.
에너지 빔 대신에 유체 제트를 사용할 수 있다. 유체 제트가 사용될 경우, 소정의 크기, 형상 및 속도로 유체 제트를 정형하기 위한 유체 제트 제어기가 에너지 빔 스캐너 대신 사용된다.
본 발명은 또한 (a) 진단해야 할 전자 회로의 배선에 일정한 전압을 인가하는 단계, (b) 에너지 빔과 유체 제트 중 하나를 발생하는 단계, (c) 상기 배선에 에너지 빔 또는 유체 제트를 조사하여 온도를 변화시켜 상기 배선의 전기 저항을 변화시키는 단계, (d) 배선을 통해 흐르는 전류를 검출하는 단계, 및 (e) 상기 전류를 배선에 고장이 존재하지 경우에 흐르는 전류와 비교하여 배선의 고장 여부를 판단하는 단계를 포함하는 전자 회로의 고장 진단 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 고장 진단 장치는 물리적인 비접촉 프로세스에 의해 고장을 진단해야 할 회로의 배선을 통해 흐르는 스태틱(static) 전류를 관측함으로써 고장 위치를 검출하고 식별할 수 있다. 일반적으로, 회로 구성을 변경하지 않고 회로 내의 배선을 통해 흐르는 전류를 측정하는 것은 아주 어렵거나 거의 불가능 하다. 본 발명은 회로 배선의 전기 저항의 약간의 변동이 그 배선에 공급되는 전류의 크기를 변화시키는 원리를 이용하여 이러한 측정을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 고장 진단 장치에서는 에너지 빔 또는 유체 제트가 대상 전자 회로의 배선의 소정 부분에 조사되어 온도를 변화시켜 그 부분의 전기 저항을 변화시킨다. 배선의 소정 부분에서 전기 저항이 변화되는 경우에, 배선을 통해 흐르는 전류의 크기도 변동된다. 배선을 통해 흐르는 전류의 이러한 변동이 검출되고 배선을 통해 흐르는 전류가 이러한 전류 변동 및 이미 공지된 대상 전자 회로에서의 데이터에 기초하여 계산된다. 그 다음, 이렇게 계산된 전류는 정상적으로 동작하는 동일한 전자 회로를 통해 흐르는 이미 계산된 전류, 또는 설계 전류 값과 비교된다. 그러므로, 대상 전자 회로에서의 고장 위치 및 원인을 식별할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고장 진단 장치는 대상 전자 회로의 배선을 통해 흐르는 전류를 측정할 수 있어서 배선과 직접 접촉하지 않고 또한 보호막을 파괴하지 않고 고장 위치 및 고장 원인을 식별할 수 있다. 또한, 에너지 빔 또는 유체 제트의 직경을 충분히 감소시킴으로써 다수의 소자가 고밀도로 장착된 전자 회로에서도 쉽게 고장 진단을 행할 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 목적 및 특징들은 첨부된 도면을 참조하여 다음의 상세한 설명으로부터 명백할 것이고, 도면에서 동일하거나 유사한 부분에 동일한 참조 번호를 병기하였다.
제3도를 참조하면, 제1 실시예에 따른 고장 진단 장치는 (a) 고장을 진단해야 할 전자 회로(100)에 일정한 전압을 공급하는 정전압원(1), (b) 테스트 신호를 대상 전자 회로(100)에 공급하는 테스트 신호 발생기(2), (c) 시스템 제어기(7)의 제어 하에 에너지 빔을 발생하는 에너지 빔 발생기(4), (d) 상기 에너지 빔 발생기(4)로부터 수신된 에너지 빔을 소정의 크기 및 형상으로 정형하여 정형된 에너지 빔을 대상 전자 회로(100)의 배선에 조사하는 에너지 빔 스캐너(5), (e) 회로 구성, 소자 배치, 배선 영역, 배선 재질, 배선 폭 및 배선 두께와 같은 대상 전자 회로(100)에 대한 데이터를 기억하고 필요로 하는 하나 이상의 데이터를 출력하는 데이터 홀더(6), (f) 에너지 빔이 대상 전자 회로(100)에 조사되는 경우와 에너지 빔이 대상 전자 회로(100)에 조사되지 않는 경우 모든 대상 전자회로(100)에 공급되는 일정한 전압에 의해 대상 전자 회로(100)을 통해 흐르는 전류의 변동을 검출하는 전류 변동 검출기(3), 및 (g) 상기 전류 변동 검출기(3)으로부터의 전류 변동에 대한 데이터를 수신하고 상기 데이터 홀더(6)으로부터의 데이터를 수신하며, 상기 데이터에 기초하여 에너지 빔이 조사되는 배선을 통해 흐르는 전류를 계산하는 시스템 제어기(7)를 포함하고 있다. 이 시스템 제어기는 상술한 소자(1-6)의 동작을 제어한다.
동작시에 상기 시스템 제어기(7)로부터 전송된 명령 신호에 따라, 에너지 빔 발생기(4)는 레이저 빔, 전자 빔, 적외선, 입자 빔 및 이온 빔 등의 에너지 빔을 발생한다. 에너지 빔의 세기는 에너지 빔 발생기(4)에 의해 제어된다. 이렇게 발생된 에너지 빔은 에너지 빔 스캐너(5)에 유입된다. 에너지 빔 스캐너(5)는 상기 유입된 에너지를 0.5㎛ 내지 1㎜ 범위의 직경으로 충분히 감쇠한다. 그 다음, 시스템 제어기(7)로부터 전송된 명령 신호에 따라, 에너지 빔 스캐너(5)로부터 대상 전자 회로(100)에서 고장을 진단해야 할 배선에 에너지 빔을 조사한다. 에너지 빔을 조사하면, 대상 전자 회로(100)의배선 온도가 국부적으로 상승한다. 그 결과, 배선의 전기 저항이 상승한다.
정전압원(1)은 대상 전자 회로(100)에 일정한 전압을 공급한다. 에너지 빔이 조사되는 배선을 통해 전류가 흐르면, 배선의 전기 저항이 증가되기 때문에 정전압원(1)로부터 공급되는 전류의 크기가 변동한다. 전류 변동 검출기(3)은 정전류원(1)로부터 공급되는 전류의 변동을 검출하고 그것을 증폭한다. 이렇게 증폭된 변동 전류는 시스템 제어기(7)로 전송된다. 시스템 제어기(7)은 에너지 빔의 세기와 상기 에너지 빔 발생기(4)로부터의 에너지 빔의 조사 시간 주기와 같은 데이터를 수신하고, 또한, 회로 구성, 배선 재질, 배선의 폭 및 두께, 및 기판의 재질과 같은, 데이터 홀더(6)으로부터의 대상 전자 회로(100)에 대한 데이터를 수신한다. 이들 데이터에 기초하여, 시스템 제어기(7)은 정전압원(1)로부터 공급되는 전류의 변동에 대한 데이터를 처리하여 에너지 빔이 조사되어진 배선을 통해 흐르는 전류를 계산한다.
대상 전자 회로(100) 내의 배선을 통해 흐르는 상기 계산된 전류를 정상적으로 동작하는 동일한 전자 회로 내의 동일한 배선을 통해 흐르는 전류, 또는 설계 전류 값과 비교한다. 이러한 비교에 의해 배선에 직접 접촉하지 않고 그리고 배선을 파괴하지 않고서 정상적으로 동작하지 않는 배선의 고장 위치를 쉽게 발견할 수 있다. 또한, 에너지 빔을 충분히 작은 직경으로 감쇠시킴으로써 소자 및 배선이 고밀도로 장착되어 있는 기판 상에서도 고장을 쉽게 진단할 수 있다.
제4도는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고장 진단 장치를 도시하고 있다. 제2 실시예는 제1 실시예와 거의 유사하나 다음 2가지 점에서 상이하다. 첫째, 제2 실시예는 제1 실시예의 시스템 제어기(7) 대신에 시스템 제어기(7a)가 제공된다. 제2 실시예에서의 시스템 제어기(7a)는 에너지 빔이 대상 전자 회로에 조사되는 배선을 통해 흐르는 전류의 계산 결과를 출력하는 회로를 갖고 있다. 둘째, 제2 실시예는 에너지 빔이 조사되는 배선을 통해 흐르는 전류의 계산 결과에 대응하여 휘도 프로필(luminance profile)을 표시하는 CRT(음극선관)가 제공된다.
시스템 제어기(7a)는 에너지 빔 발생기(4) 및 에너지 빔 스캐너(5)로부터의 에너지 빔 조사에 대한 데이터를 수신하고 휘도 신호를 CRT(8)에 전송한다. 휘도 신호는 대상 전자 회로(100)의 각 배선의 변동 전류에 대응하는 휘도를 나타낸다. 전류가 흐르는 배선에 에너지 빔이 조사되는 경우에, 대상 전자 회로(100)에 공급되는 전류는 변동한다. 한편, 전류가 흐르지 않는 배선에 에너지 빔이 조사되는 경우에, 대상 전자 회로(100)에 공급되는 전류는 변동하지 않는다. 그러므로, 전류가 흐르는 배선만이 CRT(8)에 표시된다.
실시예에 따른 고장 진단 장치를 사용함으로써 대상 전자 회로(100)에 대한 고장 진단이 다음과 같은 이루어질 수 있다. 본 발명은 대상 전자 회로(100)에서 배선에 흐르는 전류를 발견할 수 있다. 그러므로, 이러한 전류를 정상적으로 동작하는 대상 전자 회로의 동일한 배선을 통해 흐르는 전류와 비교함으로써 대상 전자 회로(100)에서의 고장 위치가 발견될 수 있다. 다른 방법으로서, 정상적으로 동작하는 동일한 대상 전자 회로의 배선을 통해 흐르는 전류가 동일한 조건 하에서 측정되고 이렇게 측정된 전류를 고장시 전자 회로의 측정 결과와 비교할 수 있다. 이러한 비교는 설계값과 측정 값 사이에, 또는 정상 회로의 전류와 이상 회로의 전류 사이에서 이루어지므로 아주 간단하다. 그러므로, 고장 진단이 단시간 내에 이루어 질 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 고장 진단 장치는 구성에 있어서 아주 간단한데, 그 이유는 고장 진단 장치는 종래의 고장 진단 장치에 비해 에너지 빔의 조사 및 스캐닝으로 특정되기 때문이다.
제5도는 본 발명의 제3 실시예에 다른 고장 진단 장치를 도시하고 있다. 제3 실시예는 제1 실시예와 거의 유사하나 에너지 빔이 조사되지 않는 영역의 온도를 일정하게 유지시키는 온도 제어기(9)가 추기로로 제공되는 점이 다르다. 에너지 빔이 조사되지 않는 영역을 일정한 온도로 유지시킴으로써 전류 변동 검출의 정확성을 향상시킬 수 있어서 고장 진단의 정확성을 향상시킬 수 있다.
제6도는 본 발명의 제4 실시예에 따른 고장 진단 장치를 도시하고 있다. 제4 실시예는 테스트 신호가 테스트 신호 발생기(2)로부터 직접 대상 전자 회로(100)에 전달되는 상술한 제1 내지 제3 실시예와 거의 유사하나, 테스트 신호 발생기(2)로부터 절단되는 테스트 신호가 전류 변동 검출기(3a)를 통해 대상 전자 회로(100)에 전달되는 것이 상이하다. 전류 변동 검출기(3a)는 테스트 신호의 전류 변동을 모니터하고 정전압원(1)로부터 공급되는 전류의 변동에 대한 데이터와 함께 테스트신호 전류의 이러한 변동에 대한 데이터를 시스템 제어기(7)에 제공한다. 시스템 제어기(7)은 이렇게 공급된 데이터에 기초하여 소정의 배선을 통해 흐르는 전류를 계산한다.
본 발명의 제5 실시예에 따른 고장 진단 장치를 도시하고 있다. 제5 실시예는 제1 실시예(제3도)와 상이한데, 제5 실시예는 에너지 빔 발생기(4)와 에너지 빔 스캐너(5) 대신에 소정의 유체 제트를 발생하는 유체 제트 발생기(10), 및 유체 제트 제어기(11)이 제공된다. 유체 제트 제어기(11)은 유체 제트 발생기(10)에서 발생되는 유체 제트를 소정의 크기, 형상 및 속도로 정형하고 이렇게 정형된 유체 제트를 대상 전자 회로(100)의 소정의 영역에 조사한다. 시스템 제어기(7a) 대신 교체된 시스템 제어기(7b)는 부품(1, 2, 6a, 10 및 11)의 동작을 제어하고 대상 전자 회로(100)의 배선을 통해 흐르는 전류를 계산한다.
동작시에, 유체 제트 발생기(10)은 이 유체 제트 발생기(10)으로부터 전송된 명령 신호에 따라 기체, 액체 또는 그 혼합물 등의 유체에 압력을 가하여 미세한 노즐을 통해 유체를 분출시킨다. 그러므로, 미세하고 고속인 유체 제트를 얻게 된다. 이렇게 형성된 유체 제트는 유체 제트 제어기(11)에 유입되고 그 속도를 10cm/s 내지 100m/s의 범위로 안정화시킨다. 유체 제트의 직경은 유체 제트 제어기(11)에서 50㎛ 내지 1mm 범위로 정형된다. 유체 제트의 속도 및 형상은 그 유체 제트를 구성하는 재료, 즉 질소, 아르곤 및 공기와 같은 기체, 또는 물, 알콜 및 유기 용매와 같은 액체에 따라 달라지고 또한 대상 전자회로(100)의 배선의 직경과 밀도, 및 대상 전자 회로(100)의 배선의 재료에 따라 달라진다. 이들 데이터는 시스템 제어기(7b)로부터 유체 제트 제어기(11)에 제공된다.
유체 제트는 시스템 제어기(7b)로부터 전송된 명령 신호에 따라 대상 전자회로(100)의 대상 영역에 조사된다. 여기에서, 대상 영역은 다음과 같이 정의된다. 즉, 대상 영역에서 발생하는 전류 변동을 검출하려는 것이다. 유체 제트의 조사는 대상 전자 회로(100)의 대상 영역의 온도를 국부적으로 변화시킨다. 예를 들어, 대상 전자 회로(100)의 대상 영역 온도보다 낮은 온도를 갖는 액체로 이루어진 유체제트 조사는 대상 영역의 온도를 낮추고, 이 온도는 액체의 기화열에 의해 더 낮아진다. 한편, 대상 전자 회로(100)의 대상 영역의 온도보다 낮은 온도를 갖는 기체로 이루어진 유체 제트의 조사는 대상 영역의 온도를 갖는 기체로 이루어진 유체 제트의 조사는 대상 영역의 온도를 상승시킨다. 이러한 대상 영역의 온도 변화는 대상 영역을 포함하는 배선의 전기 저항을 약간 변화시킨다. 특히, 일반적으로 배선의 국부 온도 상승은 배선의 전기 저항을 증가시키는 반면에, 배선의 국부 온도 저하는 배선의 전기 저항을 저하시킨다.
정전압원(1)은 전류 변동 검출기(3a)를 통해 대상 전자 회로(100)에 일정한 전압을 공급한다. 테스트 신호 발생기(2)는 대상 전자 회로(100)를 테스트하는 테스트 신호를 발생하고 전류 변동 검출기(3a)를 통해 대상 전자 회로(100)에 상기 발생된 테스트 신호를 공급한다. 정전압원(1) 및 테스트 신호 발생기(1)로부터 공급되는 전류는 전류 변동 검출기(3a)에 의해 모니터된다. 유체 제트가 조사한 배선을 통해 전류가 흐를 때, 그 배선의 전기 저항은 유체 제트의 조사에 의해 약간 변동되어 결과적으로 정전압원(1)로부터 대상 전자 회로에 공급되는 전류는 변화한다. 전류 변동 검출기(3a)는 이러한 전류 변동을 검출하여 시스템 제어기(7b)에 상기 변동에 대한 데이터를 전송한다. 데이터 홀더(6a)는 회로 구성, 소자 정보, 배선의 폭과 두께, 및 배선과 기판의 재질과 같은 대상 전자 회로(100)에 대한 정보를 기억하고 시스템 제어기(7b)의 요구에 따라 시스템 제어기(7b)에 소정 데이터를 제공한다. 시스템 제어기(7b)는 데이터 홀더(6a)로부터의 데이터, 전류 변동 검출기(3a)로부터의 전류 변동에 관한 데이터, 및 유체 제트의 흐름율, 흐름 속도, 및 온도, 유체 제트의 조사를 위한 기간. 및 유체 제트 발생기(10) 및 유체 제트 제어기(11)로부터의 유체 제트의 형상에 관한 데이터를 수신하여 이 수신된 데이터에 근거하여 대상 전자 회로(100)에서 유체 제트가 조사되었던 배선을 통하여 흐르는 전류를 계산한다.
대상 전자 회로(100)에서 유체 제트 조사된 배선을 흐르는 상기와 같이 계산된 전류는 정상적으로 동작하는 동일한 전자 회로에서 동일한 배선에 흐르는 전류 또는 설계 전류와 비교된다. 이와 같이, 대상 전자 회로(100)에서 고장 위치를 검출 할 수 있게 된다.
제8도는 본 발명의 제6 실시예에 따른 고장 진단 장치를 도시한 것이다. 도시된 고장 진단 장치는 제7도에 도시된 제5 실시예에 따른 고장 진단 장치와 동일한 구성을 포함하고 있으면서 부가적으로 제4도에 도시된 제2 실시예에 따른 고장 진단 장치에 포함된 CRT(8)을 구비하고 있다. 제6 실시예의 CRT(8)은 제2 실시예에서의 CRT(8)과 동일한 구조 및 기능을 가진다.
제9도는 본 발명의 제7 실시예에 따른 고장 진단 장치를 도시하고 있다. 도시된 고장 진단 장치는 제7도에 도시된 제5 실시예와 동일한 구조를 포함하고 있으면서 부가적으로 온도 제어기(9a)를 구비하고 있다. 온도 제어기(9a)는 유체 제트가 조사되지 않는 영역의 온도를 일정하게 유지시켜 주며 또한 유체 제트의 온도를 소정의 값이 되도록 유지시켜 준다.
이 실시예에서, 온도 제어기(9a)는 유체 제트 제어기(11a)에서의 유체 제트의 온도를 시스템 제어기(7b)로부터 전송된 명령 신호들에 따라서 섭씨 -200도 내지 300도의 범위로 유지시켜 주며 또한 대상 전자 회로(100)의 온도를 섭씨 -50도 내지 200도의 범위에서 일정하게 유지시켜 준다. 본 발명은 배선의 온도 변동에 의해 생긴 배선의 전기 저항의 변동을 이용한다. 배선의 전기 저항을 측정하는 동안에 대상 전자 회로(100) 및 유체 제트를 일정 온도로 유지시켜 줌으로써 환경 측정에 있어서 온도 변동으로 생기게 되는 노이즈를 제거할 수 있고 따라서 정확하고 상세한 고장 진단의 결과로 노이즈가 적은 고도로 정확한 측정을 할 수 있게 된다.
제10도는 본 발명의 제8 실시예에 따른 고장 진단 장치를 도시하고 있다. 도시된 고장 진단 장치는 제9도에 도시된 제9 실시예와 동일한 구조를 포함하고 있으면서 부가적으로 제2 온도 제어기(12)를 구비하고 있다. 이 실시예에서 온도 제어기(12)는 제2 온도 제어기(12)가 유체 제트의 온도를 제어하는 동안에 대상 전자회로(100)을 일정 온도로 유지시켜 주게 된다.
이 실시예에서, 제2 온도 제어기(12)는 시간에 기초하여 유체 제트의 온도를 제어하고 이에 따라 유체 제트가 조사되는 배선의 온도 변동을 증폭시키게 된다. 예를 들어, 높은 온도를 갖는 유체 제트가 소정 기간 조사되고 그 다음에 낮은 온도를 갖는 유체 제트가 소정 기간 조사된다. 이 동작을 동작 A로 정의한다. 이와는 달리, 낮은 온도를 갖는 유체 제트가 소정 기간 조사되고 그 다음에 높은 온도를 갖는 유체 제트가 소정 기간 조사된다. 이 동작을 동작 B로 정의한다. 동작 A 또는 동작 B중 어느 하나를 실행함으로써, 일정 온도로 유지되는 유체 제트가 조사되는 배선의 온도 변동보다도 유체 제트가 조사되는 배선의 온도 변동을 더 크게 할 수 있다. 배선의 온도 변동이 클수록 배선의 전기 저항의 변동이 커지게 되고 따라서 배선을 흐르는 전류의 변동도 커지게 되어 고도의 정확도로 고장을 진단할 수 있다.
동작 A 또는 동작 B를 반복하거나 또는 동작 A 및 B를 교대로 반복할 수도 있는데 이렇게 함으로써 유체 제트가 조사되는 배선의 온도 변동을 일정 온도로 유지된 유체 제트가 조사되는 배선의 온도 변동보다 더 크게 할 수 있고 게다가 복수의 순환 온도 변동을 제공할 수 있다. 측정 횟수의 증가로 고장 진단을 단일 동작 A 또는 B로 행한 고장 진단보다 더 정확하게 행할 수 있다.
제11도는 본 발명의 제9 실시예에 따른 고장 진단 장치를 도시하고 있다. 도시된 고장 진단 장치에서, 데이터 홀더(6)은 에너지 빔 발생기(4) 및 에너지 빔 스캐너(5)와 전기적으로 접속되어 있는 게이트 신호 발생기(13)에 전기적으로 접속되어 있다. 게이트 신호 발생기(13)은 데이터 홀더(6)으로부터 대상 전자 회로(100)의 배선이 어디에 있는지에 관한 데이터를 수신하며, 또한 에너지 빔 스캐너(5)로부터 에너지 빔이 어디에 조사되는지에 관한 데이터를 수신한다. 그 다음에 게이트 신호 발생기(13)은 게이트 신호를 에너지 빔 발생기(4)로 전송한다. 게이트 신호에 따라서, 에너지 빔 발생기(4)은 에너지 빔을 조사하거나 또는 에너지 빔의 조사를 중단하고, 또한 에너지 빔의 세기를 제어하여 에너지 빔이 대상 전자 회로(100) 상의 배선에만 조사되도록 한다. 배선에만 에너지 빔을 조사함으로써, 배선이 없는 영역으로의 에너지 빔의 조사로 생긴 노이즈가 전류 변동의 측정에 반영되지 않도록 할 수 있다. 이와 같이, 높은 S/N(신호/잡음)비로 전류 변동을 측정할 수 있게 된다.
제12도는 본 발명의 제10 실시예에 따른 고장 진단 장치를 도시한 것이다. 도시된 고장 진단 장치에서, 게이트 신호 발생기(13)은 데이터 홀더(6)과 전기적으로 접속되어 있으며, 또한 에너지 빔 스캐너(5) 및 시스템 제어기(7a) 모두에 전기적으로 접속되어 있다. 게이트 신호 발생기(13)은 데이터 홀더(6)으로부터 대상 전자 회로(100)의 배선이 어디에 있는지에 관한 데이터를 수신하고, 또한 에너지 빔 스캐너(5)로부터 에너지 빔이 어디에 조사되는지에 관한 데이터를 수신한다. 게이트 신호 발생기(13)은 게이트 신호를 시스템 제어기(7a)로 전송한다. 게이트 신호에 따라서, 시스템 제어기(7a)는 에너지 빔이 대상 전자 회로(100)의 배선에 조사되는 때에 변동이 발생하게 되는 대상 전자 회로(100)에 공급되는 전류의 변동은 처리하고, 에너지 빔이 배선이 없는 영역에 조사되는 때에 발생하게 되는 전류의 변동은 처리하지 않는다. 이와 같이, 본 실시예에 따른 고장 진단 장치는 배선이 존재하지 않는 영역에 에너지 빔이 조사되는 때에 변동이 발생하는 대상 전자 회로에 공급된 전류의 변동에 의해 야기된 노이즈를 제어하기 때문에 보다 더 적은 노이즈로 전류 변동을 측정할 수 있게 된다.
Claims (9)
- 전자 회로에 사용되는 고장 진단 장치에 있어서, (a) 진단해야 할 회로의 배선에 전압을 공급하기 위한 전압원과, (b) 상기 배선에 에너지 빔을 조사하여 상기 배선의 전기 저항을 변화시키기 위한 에너지 빔 조사기와, (c) 상기 에너지 빔이 상기 배선에 조사될 때 흐르는 제1 전류와 상기 에너지 빔이 상기 배선에 조사되지 않을 때 흐르는 제2 전류 간의 차를 검출하여, 상기 차를 나타내는 제1 데이터를 생성하기 위한 전류 검출기와, (d) 상기 배선을 나타내는 제2 데이터를 기억하기 위한 데이터 홀더와, (e) 상기 제1 및 제2 데이터에 응답하여 상기 배선을 통해 실제로 흐르는 제3 전류를 계산함으로써 상기 배선이 고장인지를 판단하기 위한 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 회로에 사용되는 고장 진단 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제어기는 또한 상기 에너지 빔을 나타내는 제3 데이터에 응답하여 상기 제3 전류를 계산하는 것을 특징으로 하는 전자 회로에 사용되는 고장 진단 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 회로의 일부의 온도를 제어하기 위한 온도 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 회로에 사용되는 고장 진단 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 에너지 빔은 레이저 빔, 적외선 빔, 전자 빔, 입자 빔, 및 이온 빔 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 회로에 사용되는 고장 진단 장치.
- 제1항에 있어서, (f) 상기 에너지 빔 중 하나가 조사되어지는 상기 배선의 부분을 통해 흐르는 전류를 상기 전류의 크기에 따라 휘도로 변환시키기 위한 전류-휘도 변환기와, (g) 상기 휘도를 표시하기 위한 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 회로에 사용되는 고장 진단 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제어기는 또한 상기 에너지 빔을 나타내는 제3 데이터에 응답하여 상기 제3 전류를 계산하고, 상기 고장 진단 장치는 상기 회로의 일부의 온도를 제어하기 위한 온도 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 회로에 사용되는 고장 진단 장치.
- 전자 회로에 사용되는 고장 진단 장치에 있어서, (a) 진단해야 할 전자 회로에 소정의 정전압을 공급하기 위한 정전압원과, (b) 상기 전자 회로에 테스트 신호를 전달하기 위한 테스트 신호 전달기와, (c) 에너지 빔을 발생하기 위한 에너지 빔 발생기와, (d) 상기 에너지 빔을 희망 치수 및 형상으로 정형하여 상기 정형된 에너지을 상기 전자 회로의 배선의 소정 부분에만 조사시키기 위한 전류 빔 스캐너와, (e) 상기 에너지 빔이 상기 전자 회로에 조사될 때와 상기 에너지 빔이 상기 전자 회로에 조사되지 않을 때 상기 전자 회로에 공급되어지는 상기 소정의 정전압에 의해 상기 전자 회로를 통해 흐르는 전류의 변동을 검출하기 위한 전류 변동 검출기와, (f) 상기 전자 회로의 명세를 기억하여 상기 전자 회로의 상기 명세 중 소정의 데이터를 출력시키기 위한 데이터 홀더와, (g) 상기 전류 변동 검출기로부터의 상기 전류의 상기 변동에 대한 데이터를 수신하고 또한 상기 데이터 홀더로부터의 상기 소정의 데이터를 수신하여, 이들 데이터에 기초하여 상기 에너지 빔이 조사되어지는 상기 배선의 부분을 통해 흐르는 전류를 계산하고, 또한 상기 (a) 내지 (f) 소자들의 동작을 제어하기 위한 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 회로에 사용되는 고장 진단 장치.
- 전자 회로에 사용되는 고장 진단 장치에 있어서, (a) 진단해야 할 전자 회로의 배선에 정전압을 공급하기 위한 정전압원과, (b) 에너지 빔과 유체 제트 중 하나를 발생시키기 위한 발생기와, (c) 상기 에너지 빔과 상기 유체 제트 중 상기 하나를 상기 배선에 조사하여 상기 배선의 온도와 전기 저항을 변화시키기 위한 조사 수단과, (d) 상기 배선을 통해 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류 검출기와, (e) 상기 전류를 상기 배선에 고장이 존재하지 않을 때 상기 배선을 통해 흐르는 소정의 전류와 비교하여 상기 배선이 고장인지를 판단하기 위한 비교기와, (f) 상기 에너지 빔과 상기 유체 제트 중 어느 하나가 조사되어지는 상기 배선의 부분을 통해 흐르는 전류를 상기 전류의 크기에 따라 휘도로 변환시키기 위한 전류-휘도 변환기와, (g) 상기 휘도를 표시하기 위한 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 회로에 사용되는 고장 진단 장치.
- 전자 회로의 고장을 진단하는 방법에 있어서, (a) 진단해야 할 전자 회로의 배선에 정전압을 공급하는 단계와, (b)에너지 빔과 유체 제트 중 하나를 발생시키는 단계와, (c) 상기 에너지 빔과 상기 유체 제트 중 상기 하나를 상기 배선에 조사하여 상기 배선의 온도와 전기 저항을 변화시키는 단계와, (d) 상기 배선을 통해 흐르는 전류를 검출하는 단계와, (e) 상기 전류를 상기 배선에 고장이 존재하지 않을 때 상기 배선을 통해 흐르는 소정의 전류와 비교하여 상기 배선이 고장인지를 판단하는 단계와, (f) 상기 에너지 빔과 상기 유체 제트 중 어느 하나가 조사되어지는 상기 배선의 부분을 통해 흐르는 전류를 상기 전류의 크기에 따라 휘도로 변환시키는 단계와, (g) 스크린 상에 상기 휘도를 표시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 회로의 고장을 진단하는 방법.
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