KR100248934B1 - 측정보드 및 그 측정보드를 사용한 i/o단자 시험시스템 - Google Patents

Abstract

I/O 절환 스위치를 보드상의 I/O 단자 근방에 형성될 수 있고, 또한 입력 신호 파형에 변형은 생기는 일이 없는 측정보드.

피측정 디바이스(DUT)가 탑재되고, 그 I/O 단자에 대하여 시험이 행하여지는 측정 보드상의 I/O 단자의 근방에, 반절연성 반도체 기판상에 소정 폭의 전극 갭을 갖는 전극을 형성하여서 되는 광도전 스위치와 그의 전극을 갭을 조사하게끔 설치된 반도체 레이저로서 구성되는 복수의 광구동 스위치를 설치한다. 이들 광구동 스위치에 따라 그 I/O 단자의 입출력의 절환이 행하여진다.

Description

측정 보드 및 그 측정 보드를 사용한 I/O 단자 시험 시스템

제1도는 종래의 I/O 단자 시험 시스템의 I/O 단자 입출력부의 구성을 나타낸 도면이다.

제2도는 CMOS 디바이스의 시험 측정이 가능한 I/O 단자 시험 시스템의 I/O 단자 입출력부의 구성을 나타내는 도면이다.

제3도는 본 발명의 1실시예의 측정 보드의 구성도이다.

제4도는 제3도에 나타내는 측정 보드에 넣은 광구동(光驅動) 스위치의 구성도 이다.

제5도는 제3도에 나타낸 측정보드를 사용한 I/O 단자 시험 시스템의 1예를 나타내는 블록도이다.

[발명의 배경]

(1) 발명의 분야

본 발명은 메모리 집적회로 등의 피측정 디바이스(DUT : Device Under Test)가 탑재되는 측정 보드 및 그 측정 보드를 사용한 I/O 단자 시험 시스템에 관한 것이다.

(2) 종래의 기술

피측정 디바이스(이하 DUT라고 칭한다)의 I/O 단자 시험에서는 측정 보드 상에 DUT를 탑재하고, I/O 절환 스위치에 의하여 그 탑재된 DUT의 I/O 단자의 입출력을 절환하면서, 규정의 동작 조건을 주었을 때의 DUT의 동작의 검증이 행하여 진다.

메모리 집적회로 등의 I/O 단자의 시험에서는, 보다 고속인 I/C 의 실(實)시간에서의 측정 및 시험 시간의 단축을 목적으로 하여, 입력 신호를 고속으로 하여 I/O단자 시험을 고속으로 행하게끔 되어 있다. 이 때문에 상기와 같이 I/O 절환 스위치가 사용되어지는 시스템의 경우에 있어서는, 이하와 같은 문제가 생기고 있었다.

상기와 같이 I/O 절환 스위치가 사용되어지는 시스템에서는 I/O 절환 스위치의 크기의 제한 때문에, 그 I/O 절환 스위치를 측정 보드상의 DUT의 근방에 배치할 수가 없다.

그 때문에 I/O 단자의 시험을 고속으로 하는 경우에는, I/O 절환 스위치와 DUT 간에 있어서 지연(Round trip Delay)에 의하여 입력 신호와 출력 신호와의 충돌이 생겨 버린다.

상기와 같은 문제를 해결한 시스템으로서, 드라이버와 콤퍼레이터 등으로 되는 핀 일렉트로닉스 회로를 사용하여, 드라이버(입력측)와 콤퍼레이터(출력측)와를 분리하여 시험 측정 할 수 있게 구성한 I/O 단자 시험 시스템이 있다. 이 시스템의 1예를 제1도에 나타낸다.

제1도에 있어서 OUT(100)는 측정 보드상에 탑재되어 있고, 그 I/O 단자에는 전송회로[예를 들면 동축(同軸)케이블](101a), (101b)를 개재하여 드라이버(102), 콤퍼레이터(103)가 접속되어져 있다. 드리이버(102)로 부터의 입력신호라인은 그 드라이버(102)로서 종단저항(終端抵抗) ZO에 의해 종단저항 ZO에 의해 종단되어져 있고, 콤퍼레이터(103)로이 출력신호 라인은, 그 콤퍼레이터(103)에서 종단저항20에 의해 종단되어져 있다.

이 I/O 단자 시험 시스템에서는 드라이버(102)로부터의 입력 신호가 DUT(100)에 입력되고, DUT(100)에서는 그 입력 신호에 따라서 규정의 동작이 행해지고 그 결과가 출력 신호로서 콤퍼레이터(103)에 송출된다. 콤퍼레이터(103)에서는 입력된 신호와 기대치와의 비교가 행하여지고, 그 비교 결과를 기초로 하여 DUT(100)의 I/O 단자의 동작 검증이 행하여 진다.

그럼에도 이 I/O 단자 시험 시스템에 있어서는, 드라이버측과 콤퍼레이터측을 각각 저항 종단되어져 있으므로, 측정될 수 있는 DUT는 출력 전류의 큰 것에 한정된다. 예를 들면 출력 전류가 적은 CMOS 디바이스 등의 측정은 할 수 없다.

CMOS 디바이스의 I/O 단자 시험이 가능한 시스템으로서는 제2도에 나타내는 것처럼 상술의 시스템의 구성에 측정 보드상의 DUT의 I/O 단자 근방에 FET 스위치(104) 및 버퍼앰프(105)를 설치한 시스템이 있다.

제2도에 있어서, FET 스위치(104)는 전송선로(101a)와 I/O 단자와의 접속 라인에 설치되어 있고, 그 게이트에는 스위치 제어를 행하기 위한 드라이버(102')가 전송선로(101a')를 통하여 접속되어져 있다. 버퍼앰프(105)는 전송선로(101b)와 I/O 단자와의 접속 라인에 설치되어져 있고 , DUT(100) 부터의 출력신호를 버퍼링한다.

이 I/O 단자 시험 시스템에서는 FET 스위치(104)를 ON 상태로 하고, 드라이버(102)로 부터 DUT(100)에 입력 신호가 입력된다. DUT(100)으로 부터 그 입력신호에 따르는 출력 신호가 출력되는 경우는, FET 스위치(104)가 OFF 상태로 되어져, 출력 신호는 버퍼앰프(105)로서 증폭되어져 콤퍼레이터(103)에 입력된다.

그러나 상술한 종래의 I/O 단자 시험 시스템에는 이하와 같은 문제가 있다.

I/O 절환스위치를 측정 보드상의 DUT의 근방에 배치될 수 없는 것에 대해서는 I/O 절환스위치와 DUT간에 있어서 지연(Round trip Delay)에 의하여 입력 신호와 출력 신호와의 충돌이 생겨, 정확한 시험 결과를 얻을 수 없다고 하는 문제가 있다.

제1도에 나타낸 시스템에 있어서는 측정될 수 있는 DUT는 출력 전류가 큰것에 한정되므로 출력 전류가 적은 CMOS 디바이스 등의 측정이 되지 않는 문제가 있다.

제2도에 나타낸 시스템에 있어서는 출력 전류가 적은 CMOS 디바이스 등의 측정 할 수 있는 I/O 단자가 다수 있는 경우, 각 I/O 단자 근방에 각각 FET 스위치 및 버퍼 앰프를 설치하는 것은 곤란하다. 다시 FET스위치의 기생용량(奇生容量)에 의하여 입력 신호의 파형(波形)이 변형한다는 문제가 있다.

더욱이나 고속으로 저기생용량의 FET를 이용한 경우에는 게이트ㆍ드레인간 및 게이트ㆍ소스간에서 누설 전류가 발생하고 I/O 단자 시험의 하나인 직류전류 측정 I/O 단자를 흐르는 전류를 DC 적으로 측정한다)의 측정 정도(精度)가 그의 누설전류에 의하여 저하한다고 하는 문제도 있다.

[발명의 요약]

본 발명의 목적은 상기한 각 문제를 해결하고, I/O 절환 스위치를 보드상의 I/O 단자 근방에 형성할 수 있고 또한 입력 신호 파형에 변형을 생기는 일이 없는, 정도가 높은 측정이 가능한 측정 보드를 제공하는 것에 있다. 더욱이 그 측정 보드를 사용한 I/O 단자 시험 시스템을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 피측정 디바이스가 탑재되고, 피측정 디바이스의 I/O 단자에 대하여 시험이 행해지는 측정 보드에 있어 보드상의 전기한 I/O 단자 근방에 반절연성(半絶緣性)반도체 기판상에 소정 폭의 전극 갭을 갖는 전극을 형성하여 되는 광도전(光導電) 스위치와 그 전극 갭을 조사(照射)하게끔 설치된 반도체 레이저로서 구성되는 광구동 스위치를 설치하고 그 광구동 스위치에 의하여 전기한 I/O 단자의 입출력의 절환을 행하는 구성으로 되어 있다.

상기의 경우 전기 발광체가 반도체 레이저이어도 좋다. 또한 전기 반절연성 반도체 기판은 III-V 족 화합물 반도체 기판 또는 광도전성 반도체 기판이라도 좋다.

더욱이 보드상의 I/O 단자의 입력신호 라인 및 출력신호 라인에 각기 전기한 광구동 스위치가 설치돼 있는 구성으로 하여도 좋다.

더욱이 전기 광구동 스위치를 어레이형상으로 복수로 배열하고 이것을 팩키지 내에 넣고, 전기 보드상의 I/O 단자의 근방에서 그 팩키지를 개재하여 입출력의 전환이 행해지게끔 구성하여도 좋다.

본 발명의 I/O단자 시험 시스템은 상술의 어느 하나의 측정 보드와 그 측정 보드의 광구동 스위치에 의한 I/O 단자의 입출력의 절환을 제어하고, 피측정 디바이스에 대하여 소정의 I/O 단자 시험을 행하는 테스터와를 갖는다.

상기와 같은 본 발명의 측정 보드의 구성에 따르면, 광구동 스위치를 그 크기가 밀리미터 이하(상세히는 실시예에서 설명한다)이므로, 보드상의 I/O 단자 근방에 설치하는 것이 가능하다.

이와 같이 광구동 스위치를 보드상의 I/O 단자 근방에 설치할 수 있으므로 종래 문제로 돼 있는 지연(Round trip Delay)을 적게 할 수가 있고, 종래와 같이 입력 신호와 출력 신호와의 충돌이 생기는 일은 없다.

또한 광구동 스위치에 있어 스위치의 절환에는, 반도체 레이저로부터의 출력 광에 따라서 행하여지므로, FET 스위치처럼 누설 전류가 생기는 일은 없고, 종래와 같이 직류전류 측정의 측정 정도가 저하하는 일은 없다.

또한 광구동 스위치를 구성하는 광도전 스위치의 전극 간격은 마이크로미터 정도로 할 수가 있다. 이와 같이 전극 간격이 대단히 적으므로 광구동 스위치의 기생용량은 적고, 입출력 신호가 고속으로 되어도, 그 파형이 변형하는 일은 없다.

이상 설명한 것처럼 구성되는 본 발명에 따르면, 입력 신호와 출력 신호와의 충돌이 생기는 일은 없으므로, 정확한 시험 결과를 얻을 수 있다고 하는 효과가 있다. 더욱이 지연(Round trip Delay)을 적게 할 수 있는 것에 의하여, 입출력 신호를 종래 보다도 고속으로 할 수가 있어 I/O 단자 시험 시간의 단축을 도모할 수가 있다고 하는 효과가 있다.

더욱이 FET 스위치처럼 누설 전류가 생기는 일은 없으므로 직류전류 측정의 측정 정도(精度)가 향상한다고 하는 효과가 있다.

더욱이나 스위치에 기계적 구동 부분이 없기 때문에, 스위치 고장에 의한 시험 중단도 일어나지 않는다는 효과가 있다.

[바람직한 실시형태에 대한 설명]

다음에 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

제3도는 본 발명의 1실시예의 측정 보드의 구성도이다. 이 도에 있어서 측정보드(10)는 디스크 형상을 하고 있고, 중앙에 DUT(11)가 탑재되게끔 되어 있다. DUT(11)탑재부의 근방에는 복수의 단자(12)가 둘레 방향에 따라서 소정 간격으로 형성되어 있고, 그 각 단자에서 외주 방향에 방사상으로 배선(13)이 형성되고, 각각의 배선의 단부에 단자(14)가 형성되어 있다.

DUT(11)의 I/O 단자(11a)는 그 근방에 배치되어진 2개의 단자[단자(12a), (12b)]와 접속되어져 있고, 한쪽이 입력용[단자(12a)], 다른 쪽이 출력용[단자(12b)]으로 되어 있다. 출력용의 단자(12a)에 접속된 배선(13a)에는 광구동 스위치(21)가, 입력용의 단자(12b)에 접속된 배선(13b)에는 광구동 스위치(22)가 형성되어 있다.

상기 광구동 스위치(21), (22)는 제4도에 나타내는 것과 같은 구성으로 되어있다. 즉 인듐인 등의 III-V족 화합물 반도체 기판 혹은 갈륨비소나 규소 등의 광도 전성 반도체 기판으로서 되는 반절연성 반도체 기판(1)위에 소정 폭의 전극 갭을 갖는 전극(2),(3)을 형성하여 되는 광도전 스위치와 그 전극 갭을 조사하게끔 설치된 반도체 레이저 다이오드(4)로서 구성되어 있다.

반도체 레이저 다이오드(4)는 밀리미터 정도의 크기로서, 광도전 스위치 기판상에 예를 들면 솔더본딩으로 고정되어 있다. 또 전극(2),(3)은 기지의 리프트-오프-프로세스, 즉 레지스트를 도포하고, UV 광으로 소정의 패턴의 마스크를 바탕으로 노광(露光)하고, 현상하여 노광부의 레지스트를 제거한 후에 전극으로 되는 금속을 증착(蒸着)하여 금속막을 형성하고, 비로광부(非露光部)의 금속을 레지스트와 함께 제거(리프트 오프)하는 프로세스에 의해 형성되고 있다.

이와 같은 형성 방법에 의하여 마이크로미터 오더의 전극 간격이 실현 가능하다. 이와 같은 광구동 스위치로서는 전체의 크기가 밀리미터 정도의 것이 실현가능하다. 여기서는 반도체 레이저 다이오드(4)를 사용하고 있으나 발광을 전기적(電氣的)으로 제어될 수 있는 것이라면 어떠한 것도 좋고, 예를 들면 여러가지 반도체 레이저를 사용할 수가 있다.

상기와 같이 구성된 광구동 스위치(21)(22)에는 전극(2),(3)간에 소정 전압이 인가(印加)되어, 반도체 레이저 다이오드(4)로부터의 빛이 조사되면 반절연성 반도체 기판(1)내에서 발생한 캐리어에 의하여 도전율이 증가하여 전극(2),(3)간의 저항치가 내려가 빛이 조사되지 않으면 전극(2),(3)간이 절연된다. 이와 같이 조사입광에 따른 스위칭이 가능하게 돼 있다.

상술한 본 실시예의 측정 보드에는 광구동 스위치(21),(22)를 제어하는 것으로서 I/O 단자의 입출력의 절환이 행해져 탑재된 DUT의 I/O 단자 시험이 행하여진다.

제5도에 상술의 제3도에 나타낸 측정 보드를 사용한 I/O 단자 시험 시스템의 1예를 나타낸다.

제5도에 있어서 I/O 단자 시험 시스템은 측정보드(30)와 테스터(40)로 구성돼 있다. 측정 보드(30)는 제3도에 나타낸 측정 보드와 동일한 구성으로, 그 중앙에 DUT(31)이 탑재돼 있다. 이 DUT(31)의 I/O 단자에는 광구동 스위치(32)를 통하여 출력신호라인(34)이 광구동 스위치(33)를 거쳐서 입력신호라인(35)이 각각 접속되어져 있다.

테스터(40)는 제어부(41)와 광구동 스위치(32),(33)을 각각 구동하는 광구동 스위치용 드라이버(42),(43)와 써넣기/읽어내기 신호등의 시험 패턴을 발생하는 시험패턴발생기(44)와, 시험 패턴에 따르는 입력 신호를 입력신호라인(35)에 송출하는 드라이버(45)와, DUT(31)로 부터 시험 패턴에 따르는 출력신호가 출력신호라인(34)을 통하여 입력되는 콤퍼레이터(46)로서 구성되어 있다.

이하 상술의 I/O단자 시험 시스템의 동작에 대하여 설명한다. 여기서는 DUT(31)의 I/O단자 시험으로서, 예를 들면 내부에 구성된 메모리 집적회로에 관한 동작 시험을 하는 경우에 대하여 설명한다.

테스터(40)내의 시험패턴발생기(44)에 있어 써넣기/읽어내기 신호등의 소정의 시험 패턴을 발생하고, 드라이버(45)로부터 그 시험 패턴에 기인한 입력 신호가 DUT(31)에 입력된다. 이때 제어부(41)는 광구동 스위치(33)를 ON(레이저 다이오드를 구동)상태, 광구동 스위치(32)를 OFF 상태로 되게끔 광구동 스위치용 드라이버(42),(43)를 제어한다.

시험 패턴에 기인하는 입력 신호가 드라이버(45)로 부터 입력신호라인(35)을 통하여 DUT(31)에 입력되면 DUT(31)로서는 그 입력 신호에 따라 규정의 동작이 행하여지고, 그 결과 출력 신호로서 출력신호라인(34)에 송출된다. 이때 제어부(41)는 광구동 스위치(33)를 OFF 상태, 광구동 스위치(32)를 ON(레이저 다이오드를 구동)상태로 되게끔, 광구동 스위치용 드라이버(42),(43)를 제어한다. 이에 의하여 DUT(31)로 부터 송출된 출력 신호는 출력신호라인(34)을 거쳐 테스터(40) 내의 콤퍼레이터(46)에 입력된다.

콤퍼레이터(46)에서는 입력된 신호와 기대치와의 비교가 행하여지고 그 비교결과를 기초로 DUT(31)의 I/O 단자의 동작 검증이 행해진다.

또한 상술한 I/O 단자 시험 시스템 및 측정 보드의 구성은 도시한 구성에 한정되는 것은 아니고 DUT의 종류, 측정 조건 등에 따라 다르다.

예를 들면 제5도에 있어서는 광구동 스위치는 입력 신호 라인과 출력 신호 라인에 있어서 임피던스의 정합(整合)을 취하기 위하여 광구동 스위치가 각각의 라인에 설치되어 있으나, 종단 저항을 사용할 수가 있는 DUT의 시험의 경우에는 광구동 스위치를 입력 신호 라인 측에만 설치하고, 출력 신호 라인을 저항 종단한 구성으로 하여도 좋다. 또한 제5도에 나타낸 측정보드는 디스크형상의 것이었으나, 다른 형상으로 하여도 좋다.

또한 본 실시예에서는 제5도에 나타낸 것처럼 출력신호라인(34)과 입력신호라인(35)의 각각에 대하여 개별로 광구동 스위치(32),(33)가 설치된 구성으로 되어 있으나 복수의 광구동 스위치를 어레이형상으로 배열하여 이것을 팩키지 내에 수납한 구성으로 하여도 좋다.

이 경우 DUT가 탑재되는 측정 보드는, 예를 들면 장방형의 기판으로 I/O 단자의 근방에 있어서 팩키지를 통하여 입출력의 절환이 행하게끔 한다. 여기서는 팩키지 내의 각 광구동 스위치는 각각 독립으로 구동되고 I/O 단자와 접속되는 광구동 스위치만이 구동 가능하게 돼 있다.

또한 이 팩키지는 측정 보드와는 독립하여 설치된 구성이라도 좋고, 측정 보드상에 실장(實裝) 가능한 구성이라도 좋다. 이와 같이 광구동 스위치를 어레이형상으로 배열하여 팩키지하는 것으로서 보다 콤펙트하고 저 코스트의 측정 보드를 실현시킬 수가 있다.

Claims (10)

1. 피측정 디바이스가 탑재되고, 그 피측정 디바이스의 I/O 단자에 대하여 시험이 행하여지는 측정 보드에 있어서, 보드상의 전기한 I/O단자의 근방에 반절연성 반도체 기판상에 소정 폭의 전극 갭을 갖는 전극을 형성하여 되는 광도전 스위치와 그의 전극 갭을 조사하게끔 설치된 발광체로서 구성되는 광구동 스위치를 설치하고, 그 광구동 스위치에 의하여 전기 I/O 단자의 입출력의 절환이 행하여지는 측정 보드.
2. 제1항에 있어서, 전기한 발광체가 반도체 레이저인 측정 보드.
3. 제1항에 있어서, 전기한 반절연성 반도체 기판이 III-V족 화합물 반도체 기판 또는 광도전성 반도체 기판인 측정 보드.
4. 제1항에 있어서, 전기한 광구동 스위치가 보드상의 I/O 단자의 입력신호 라인 및 출력신호라인에 각기 설치되고 있는 측정 보드.
5. 제1항에 있어서, 전기한 광구동 스위치를 어레이형상으로 복수로 병렬하고, 이를 팩키지 내에 수납하고, 전기한 보드상의 I/O 단자의 근방에 있어서 그 팩키지를 통하여 입출력의 절환이 행하여지는 측정 보드.
6. 피측정 데바이스가 탑재된 측정보드와, 전기 측정보드에 탑재된 피측정 데바이스에 대해 소정의 I/O 단자 시험을 하는 테스터가 있으며, 전기측정보드는, 전기 피측정 데바이스의 I/O단장의 근방에, 반절연성 반도체 기판 위에 소정폭의 전극 갭이 있는 전극을 형성하여서 되는 광도전 스위치와 그 전극 갭을 조사하게끔 설치한 발광체로부터 구성된 광구동 스위치가 설치되고, 그 광구동 스위치에 의해 전기 I/O 단자의 입출력의 교환이 가능하게 구성되고, 전기 테스터가, 전기 광구동 스위치에 의해 I/O 단자의 입출력의 교환을 제한하게끔 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 I/O 단자 시험 시스템.
7. 제6항에 있어서, 전기 발광체가 반도체 레이저인 I/O 단자 시험 시스템.
8. 제6항에 있어서, 전기 반절연성 반도체 기판이 III-V 족 화합물 반도체 기판 또는 광도전성 반도체 기판인 I/O 단자 시험 시스템.
9. 제6항에 있어서, 전기 광구동 스위치가, 전기 I/O 단자와 접속되고, 입력신호라인 및 출력신호라인의 각각에 설치되어 있는 I/O 단자 시험 시스템.
10. 제6항에 있어서, 전기 광구동 스위치에 의해 구성되는 스위치부가, 어레이 형상으로 배열한 복수의 광구동 스위치를 수납한 패키지로 된 I/O 단자 시험 시스템.

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