KR102106341B1 - 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드 - Google Patents

전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드 Download PDF

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Abstract

전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드는, 입력전압을 기준으로 피드백된 보상전압을 전원전압으로 증폭하는 전원전압 증폭기와 상기 전원전압을 피검사 소자로 제공하는 전원전압 공급라인을 가지는 전원전압 공급부; 상기 전원전압을 감지하며, 상기 전원전압 공급라인과 인접하게 마련된 전원전압 감지라인을 가지는 전원전압 감지부; 상기 전원전압 감지라인에 연장 형성되며, 감지된 상기 전원전압을 기준전압과 비교하여 그 비교결과에 따라 상기 보상전압으로 증폭하여 상기 전원전압 증폭기에 제공하는 보상전압 증폭기를 가지는 전원전압 보상부; 및 상기 전원전압 감지부로부터 상기 전원전압을 인가받아, 가드전압 공급라인의 일단에 상기 전원전압과 같은 크기의 가드전압을 인가시키는 가드전압 증폭기가 마련된, 가드전압 공급부를 포함하며, 상기 가드전압 공급라인은 상기 전원전압 공급라인과 상기 전원전압 감지라인을 하나의 폐구간을 이루는 트레이스(trace) 기판층으로 둘레를 감싸도록 마련될 수 있다.

Description

전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드{SEMICONDUCTOR DEVICE TEST BOARD FOR OBTAIN INTEGRITY POWER SUPPLY VOLTAGE}
본 발명은 반도체 소자 테스트 보드에 관한 것으로, 보다 구체적으로 테스트 장비로부터 피검사 소자에 인가되는 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드에 관한 것이다.
전자장치의 경박단소 추세에 부응하기 위하여 집적 회로 제조 기술이 날로 발전하고 있다. 집적도의 증가로, 반도체 소자 또한 다기능화 및 고기능화되고 있다. 반도체 소자에서 서로 다른 기능을 수행하는 컴포넌트들이 내장되어, 단일의 모듈에 집적되어 패키징된다. 고밀도의 반도체 소자가 집적화될수록, 오차 정밀도를 제어하는 기술의 중요성도 증대되고 있다.
이러한 반도체 소자는 전기적 신뢰성을 확보하기 위하여 반도체 소자 실장 테스트를 받게 된다. 반도체 소자 실장 테스터는, 반도체 소자가 사용되는 환경조건에서 반도체 소자에 대한 테스트를 수행한다. 반도체 소자의 입출력 단자를 테스트 신호 발생 회로에 연결하여 반도체 소자에 대한 정상 동작 및 단선 여부를 평가하게 된다. 반도체 소자를 테스트함으로써 출하 전 결함이 발견된 반도체 소자를 검출, 제거함으로써 제품의 신뢰성을 보장하게 된다. 이러한 반도체 소자 테스트는 반도체 제조에 있어서 필수공정에 해당한다.
고밀도로 집적화된 반도체 소자 내 인접한 컴포넌트들 사이에 전자기장 등의 영향으로 이상 신호에 따른 간섭 현상은 날로 증가하고 있다. 반도체 소자 테스트 중에서도 반도체 소자의 동작 상태를 확인하는 가운데, 피검사 소자(DUT)에 인가되는 전원전압의 무결성을 확보하는 것이 중요하다. 적정 전원전압을 제공하지 않으면, 피검사 소자(DUT)의 감지된 결과치의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
특히 전자장치 중에서도 유기 발광 표시 장치는 전류가 흐를 때 빛을 발산하는 복수의 유기 발광 소자들로 이루어지는데, 이러한 유기 발광 소자들에 흐르는 전류량에 따라 다양한 빛의 세기로 발광할 수 있다. 즉, 유기 발광 소자를 구성하는 화소 회로별 전원전압의 레벨에 따라, 해당 화소 회로와 연결된 유기 발광 소자에서 발산하는 빛의 세기가 결정된다.
다양한 빛의 세기를 정확하게 표현하려면 전원전압의 레벨이 정밀하게 세분화되어야 한다. 전원전압의 레벨 간 차이에 의해 유기 발광 소자 또한 정확한 화소로 빛을 발산할 수 있다.
색이상 불량이 발생하지 않도록 전원전압의 레벨을 일정하게 유지함으로써 전류의 크기 또한 일정하게 가져가야 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 반도체 소자 테스트에서 보다 정확한 전압 공급을 통해 정확한 감지에 따른 테스트가 가능한 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드를 제공하는 데 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드는, 입력전압을 기준으로 피드백된 보상전압을 전원전압으로 증폭하는 전원전압 증폭기와 상기 전원전압을 피검사 소자로 제공하는 전원전압 공급라인을 가지는 전원전압 공급부; 상기 전원전압을 감지하며, 상기 전원전압 공급라인과 인접하게 마련된 전원전압 감지라인을 가지는 전원전압 감지부; 상기 전원전압 감지라인에 연장 형성되며, 감지된 상기 전원전압을 기준전압과 비교하여 그 비교결과에 따라 상기 보상전압으로 증폭하여 상기 전원전압 증폭기에 제공하는 보상전압 증폭기를 가지는 전원전압 보상부; 및 상기 전원전압 감지부로부터 상기 전원전압을 인가받아, 가드전압 공급라인의 일단에 상기 전원전압과 같은 크기의 가드전압을 인가시키는 가드전압 증폭기가 마련된, 가드전압 공급부를 포함하며, 상기 가드전압 공급라인은 상기 전원전압 공급라인과 상기 전원전압 감지라인을 하나의 폐구간을 이루는 트레이스(trace) 기판층으로 둘레를 감싸도록 마련될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 가드전압 증폭기는 상기 보상전압 증폭기의 입력단에 연결된 전압 팔로워(voltage follower)일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 전원전압 보상부는, 상기 입력전압과 상기 기준전압과의 대소 차이를 비교하는 전원전압 비교 모듈; 상기 기준전압과 상이한 전압 레벨만큼 보상전압으로 보상하여 상기 입력전압을 증가시키는 전원전압 변경 모듈; 및 상기 입력전압과 상기 기준전압의 차이가 기준 임계치보다 작을 경우, 상기 입력전압을 상기 피검사 소자에 공급하는 상기 전원전압으로 확정하는 전원전압 확정 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드는, 전원전압 공급라인의 일단에 구비된 전원전압 비아, 상기 전원전압 공급라인에 인접하게 마련된 전원전압 감지라인의 일단에 구비된 전원전압 보상 비아 및 상기 전원전압 공급라인에 인접하게 마련된 가드전압 공급라인의 일단에 마련되고 상기 전원전압 비아와 상기 전원전압 보상 비아를 감싸도록 마련된 가드전압 라인 블록이 구비된 전원전압 기판층; 및 상기 전원전압 기판층을 사이에 두고 적어도 2층 이상 마련되고, 가드전압 라인 제2블록이 형성된 가드전압 라인 기판층을 포함하고, 상기 가드전압 라인 블록과 상기 가드전압 라인 기판층은 경계를 따라 상기 전원전압 공급라인과 상기 전원전압 감지라인을 감싸도록 마련되고, 하나의 가드전압 비아와 연결될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면. 전원전압 공급라인과 전원전압 감지라인을 하나의 폐구간을 이루는 트레이스(trace) 기판층으로 이루어진 가드전압 공급라인이 둘레를 감싸도록 마련됨으로써, 다른 외부 이상신호로부터 전원전압에 간섭 현상 없이 전원전압의 무결성을 확보할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 전원전압을 피검사 소자(DUT)에 인가되어야 할 적정 전압 레벨의 기준전압으로 보상함과 동시에, 가드전압을 전원전압과 같은 크기의 전압으로 동작시킴으로써, 피검사 소자(DUT)의 전원전압 레벨을 일정하게 유지시킬 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 피검사 소자(DUT)에 적정 전압 레벨의 전원전압을 공급함으로써, 얻고자 하는 테스트 결과를 정확하게 얻을 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드의 회로를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드의 적층형태를 개략적으로 도시한 정단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 폐구간을 이루는 트레이스(trace) 기판층을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5(a) 내지 도 5(d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 가드전압의 유무에 따라 피검사 소자에 인가되는 전원전압의 변화추이를 나타낸 분포도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 형상 및 크기는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 또한, 본 명세서에서 "연결"은 복수의 구성 요소를 간접적으로 연결하는 것, 및 직접적으로 연결하는 것을 모두 포함하는 의미로 사용된다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드의 개략적인 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드의 회로를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드의 적층형태를 개략적으로 도시한 정단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하나의 폐구간을 이루는 트레이스(trace) 기판층을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 5(a) 내지 도 5(d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 가드전압의 유무에 따라 피검사 소자에 인가되는 전원전압의 변화추이를 나타낸 분포도이다.
도 1을 참조하면 반도체 소자 테스트 보드는, 외부 전원을 공급받아 피검사 소자에 필요한 전원전압(power supply voltage, Vps, 122)을 인가하여, 하나의 물리적 반도체 소자 내에서 논리적으로 구분되는 피검사 소자(device under test, DUT) 단위로 구동시킬 수 있다. 반도체 소자 테스트 보드는, 피검사 소자(DUT)의 오픈/쇼트 테스트, 커패시터 용량 검사 등의 다양한 검사를 수행할 수 있다. 테스트 회로(미도시)는, 반도체 소자 테스트 보드 내에서 서로 다른 적정 크기의 전압 레벨을 필요로 하는 피검사 소자(DUT)마다 각각의 적정 전압 레벨로 변환하여 인가할 수 있다. 이러한 반도체 소자 테스트 보드는, 전원전압 공급부(100)와 전원전압 감지부(200), 전원전압 보상부(300), 가드전압 공급부(400)를 포함할 수 있다. 전원전압 공급부(100)와 전원전압 감지부(200), 전원전압 보상부(300), 가드전압 공급부(400)는, 하나의 반도체 소자 테스트 보드 중에서 각기 다른 일부에 포함되는 형태로 구현될 수 있으며, 일부 또는 전부는 컴퓨터 프로그램 상에서 알고리즘적으로 구분되는 논리적 블록일 수 있다.
전원전압 공급부(100)
도 1과 도 2를 참조하면 전원전압 공급부(100)는, 외부의 전압을 변환하여 피검사 소자(DUT)로 전원전압(Vps, 122)을 제공할 수 있다. 이러한 전원전압 공급부(100)는, 전원전압 공급라인(110)과 전원전압 증폭기(120)를 포함할 수 있다.
전원전압 공급부(100)는, 전원전압 공급라인(110)을 거쳐 피검사 소자(DUT)에 전원전압(Vps, 122)을 제공할 수 있다. 전원전압 공급라인(110)은, 후술할 전원전압 증폭기(120)로부터 인가받은 전원전압(Vps, 122)을 피검사 소자(DUT)에 제공할 수 있다. 전원전압 공급라인(110)은, 일단에 전원전압 비아(111)를 구비할 수 있다. 전원전압 비아(111)는, 커넥터(connector, 미도시)를 통하여 피검사 소자(DUT)에 연결될 수 있다.
전원전압 증폭기(120)는, 입력전압(Vin, 121)을 기준으로 피드백된 보상전압(Vreward, 311)을 전원전압(Vps, 122)으로 증폭할 수 있다. 기준전압은, 피검사 소자(DUT)에 인가되어야 할 이상적인 수치의 특정 전압 레벨로 기설정될 수 있다. 기준전압의 전압 레벨은, 반도체 소자 테스트 보드의 외부에서 사용자에 의해 설정될 수 있다.
전원전압 공급부(100)는, 전원전압 증폭기(120)로부터 증폭된 전원전압(Vps, 122)을 전원전압 공급라인(110)을 통하여 피검사 디바이스(DUT)에 제공할 수 있다.
전원전압(Vps, 122)은, 피검사 소자(DUT)에 인가되는 전압 레벨일 수 있다. 전원전압(Vps, 122)은, 외부 인가된 입력전압(Vin, 121)을 기초로 하나, 기준전압에 상응하는 피검사 소자(DUT)의 적정 전압 레벨로 변경될 수 있다. 전원전압(Vps, 122)이 기준전압과 같아지도록 전원전압 감지부(200)와 전원전압 보상부(300)는 아래와 같이 동작할 수 있다.
전원전압 감지부(200)
다시 도 1과 도 2를 참조하면 전원전압 감지부(200)는, 전원전압 공급라인(110)을 따라 흐르는 전원전압(Vps, 122)을 감지할 수 있다. 전원전압 감지부(200)는, 전원전압 감지라인(210)을 포함할 수 있다.
전원전압 감지라인(210)은, 전원전압 공급라인(110)과 인접하게 마련될 수 있다. 전원전압 감지라인(210)은, 전원전압 공급라인(110)에 노드 연결되어, 전원전압 공급라인(110)에 걸리는 전압전원(122)과 같은 크기의 전압이 흘러 전원전압(Vps, 122)을 감지할 수 있다. 나아가 전원전압 감지라인(210)은, 전원전압 공급라인(110)에 후술할 전원전압 보상부(300)로부터 보상전압(Vreward, 311)을 공급받아 전원전압(Vps, 122)을 보상할 수 있다.
전원전압 보상부(300)
다시 도 1과 도 2를 참조하면 전원전압 보상부(300)는, 피검사 소자(DUT)를 동작시키기 위한 전원전압(Vps, 122)이 적정 전압 레벨을 가질 수 있도록 보상전압(Vreward, 311)을 결정할 수 있다. 전원전압 보상부(300)는, 전원전압 감지부(200)로부터 건네받은 전원전압(Vps, 122)을 기준전압과 비교 후 보상전압(Vreward, 311)으로 증폭하여 전원전압 증폭기(120)에 제공할 수 있다.
전원전압 보상부(300)는, 보상전압 증폭기(310)를 포함할 수 있다. 전원전압 보상부(300)는, 전원전압 감지라인(210) 상에 연장 마련될 수 있다. 보상전압 증폭기(310)의 입력단은, 전원전압 감지라인(210)과 연결될 수 있다.
보상전압 증폭기(310)는, 전원전압(Vps, 122)을 기준전압과 비교하여 그 비교결과에 따라 보상전압(Vreward, 311)으로 증폭할 수 있다. 또한 보상전압 증폭기(310)의 출력단은, 전원전압 증폭기(120)의 입력단에 연결될 수 있다. 보상전압 증폭기(310)는, 증폭된 보상전압(Vreward, 311)을 전원전압 증폭기(120)에 제공할 수 있다. 보상전압(Vreward, 311)은, 기준전압을 기초로, 감지된 전원전압(Vps, 122)에서 기준전압의 차이만큼의 전압 강하를 보상해줄 수 있다. 보상전압(Vreward, 311)의 기준 그라운드는, 피검사 소자(DUT)의 그라운드를 기준으로 할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면 전원전압 보상부(300)는, 알고리즘 상의 전원전압 비교 모듈(301)과 전원전압 변경 모듈(302), 전원전압 확정 모듈(303)로 구분되는 논리적 블록일 수 있다.
전원전압 비교 모듈(301)은, 감지된 전원전압(Vps, 122)과 기준전압과의 대소 차이를 계산할 수 있다. 또한 전원전압 비교 모듈(301)은, 계산한 차이값을 기 설정된 기준 임계치와 비교할 수 있다. 기준 임계치는, 피검사 소자(DUT)마다 다양한 크기로 설정될 수 있다.
전원전압 비교 모듈(301)은, 감지된 전원전압(Vps, 122)과 기준전압과의 대소 차이를 계산하여, 피검사 소자에 인가되는 전원전압(Vps, 122)의 무결성 확보 여부를 확인할 수 있다. 즉, 전원전압 비교 모듈(301)에서 감지한 전원전압(Vps, 122)과 기준전압과의 차이값이 기준 임계치보다 작은 경우에는 전원전압 보상부(300)에서 전압 보상이 일어나지 않을 수 있다. 이상적으로 감지한 전원전압(Vps, 122)과 기준전압과의 차이값이 0V인 경우에는 보상전압(Vreward, 311)은 0V이지만, 현실적으로 인접한 컴포넌트들 간의 신호 왜곡에 의해 전원전압(Vps, 122)이 일정할 수 없으므로, 기준 임계치는 전압 보상이 발생하지 않는 것이라고 판단할 수 있는 작은 크기의 전압 레벨로 결정될 수 있다.
전원전압 변경 모듈(302)은, 전압 레벨의 크기를 기준전압과 입력전압(Vin, 121)의 차이값만큼 변화시킬 수 있다. 전원전압 변경 모듈(302)은, 보상전압(Vreward, 311)의 전압 레벨을 조정할 수 있다.
전원전압 변경 모듈(302)은, 기준전압과 상이한 전압 레벨만큼 보상전압(Vreward, 311)으로 보상할 수 있다. 전원전압 변경 모듈(302)은, 보상전압(Vreward, 311)으로 보상하여 차이값이 기준 임계치보다 크거나 같을 경우 보상전압(Vreward, 311)을 0V 이상의 값으로 증폭시킬 수 있다.
전원전압 확정 모듈(303)은, 전원전압 비교 모듈(301)에서 계산된 시점의 보상전압(Vreward, 311)의 전압 레벨을 최종 레벨로 확정할 수 있다. 전원전압 확정 모듈(303)은, 입력전압(Vin, 121)과 기준전압의 차이가 기준 임계치보다 작을 경우, 0V 이상의 값을 가지는 보상전압(Vreward, 311)으로 증폭시킬 수 있다.
가드전압 공급부(400)
다시 도 1 내지 도 3을 참조하면 가드전압 공급부(400)는, 전원전압(Vps, 122)과 같은 크기의 가드전압(Vguard, 421)을 인가시켜줌으로써, 외부 이상 신호에 따른 간섭 현상을 흡수할 수 있다. 결과적으로 가드전압 공급부(400)는, 전원전압 공급부(100)가 적정 전압 레벨의 전원전압(Vps, 122)을 피검사 소자(DUT)에 공급할 수 있도록, 전원전압 공급부(100)와 전원전압 감지부(200), 전원전압 보상부(300)의 외부 차폐 역할을 한다.
가드전압 공급부(400)는, 가드전압(Vguard, 421)을 가드전압 공급라인(410)에 인가할 수 있다. 가드전압 공급부(400)는, 가드전압 공급라인(410)과 가드전압 증폭기(420)를 포함할 수 있다. 이 경우 가드전압 공급부(400)는, 보상전압(Vreward, 311)만큼 피드백된 전원전압(Vps, 122)을 가드전압(Vguard, 421)으로 출력할 수 있다. 가드전압(Vguard, 421)은, 인접한 다른 컴포넌트에 의해 1차적으로 영향을 받으나, 외부 간섭 현상에 의해 전원전압(Vps, 122)을 변화시키지 않도록 할 수 있다.
가드전압 공급라인(410)은, 전원전압 공급라인(110)과 전원전압 감지라인(210)의 둘레를 감싸도록 하나의 폐구간을 이루는 트레이스(trace) 기판층(L1, L2)으로 마련될 수 있다.
트레이스(trace) 기판층(L1, L2)은, 전원전압 기판층(L1)과 가드전압 라인 기판층(L2)을 포함하여, 하나의 폐구간을 이룰 수 있다. 트레이스(trace) 기판층(L1, L2)은, 반도체 소자 테스트 보드 내 인접한 다른 컴포넌트들로 인해 발생하는 간섭 현상으로부터 물리적, 전기적으로 전원전압(Vps, 122)이 영향을 받지 않도록 할 수 있다. 트레이스(trace) 기판층(L1, L2)은, 다층으로 이루어진 반도체 소자 테스트 보드를 구성하는 적어도 둘 이상의 기판층으로 이루어질 수 있다. 바람직하게 트레이스(trace) 기판층(L1, L2)은, 인쇄회로기판(PCB)을 이룰 수 있다. 트레이스(trace) 기판층(L1, L2)은, 하나의 가드전압 비아(411)와 가드전압 증폭기(420)를 포함할 수 있다.
가드전압 증폭기(420)는, 가드전압 공급라인(410)의 일단에 마련될 수 있다. 가드전압 증폭기(420)는, 전원전압 감지부(200)의 입력단에 연결될 수 있다. 가드전압 증폭기(420)는, 전원전압 감지부(200)로부터 전원전압(Vps, 122)을 인가받을 수 있다. 가드전압 증폭기(420)는, 가드전압(Vguard, 421)으로 증폭하여 가드전압 공급라인(410)에 가드전압(Vguard, 421)을 인가시킬 수 있다. 가드전압(Vguard, 421)은, 전원전압(Vps, 122)과 같은 크기의 전압 레벨을 가질 수 있다.
가드전압 증폭기(420)는, 보상전압 증폭기(310)의 입력단에 연결될 수 있다. 가드전압 증폭기(420)는, 보상전압 증폭기(310)의 입력단의 전원전압(Vps, 122)을 그대로 출력 전압인 가드전압(Vguard, 421)으로 피드백 접속하는 전압 팔로워(voltage follower)일 수 있다.
다시 도 2와 도 3을 참조하면 반도체 소자 테스트 보드는, 전원전압 기판층(L1)과 가드전압 라인 기판층(L2)을 포함하여 다층이 적층 형성될 수 있다. 전원전압 기판층(L1)과 가드전압 라인 기판층(L2)이 적층될 경우, 각각의 기판층 사이에는 절연체 역할을 하는 절연층이 마련될 수 있다. 또한 반도체 소자 테스트 보드에는 대응되는 위치에 전원전압 비아(111)와 전원전압 보상 비아(211), 가드전압 비아(411)가 형성되어, 각각 적층된 기판층의 내층끼리 연결통로 역할을 할 수 있다. 전원전압 기판층(L1)과 가드전압 라인 기판층(L2)은, 내열성이 강한 FR4 재질로 이루어질 수 있다.
전원전압 기판층(L1)은, 복수개의 신호로 이루어지며, 각각의 신호 단위로 전원전압 공급라인(110)과 전원전압 감지라인(210), 가드전압 비아(411)를 가질 수 있다. 즉 전원전압 기판층(L1)은, 하나의 신호에 대응하여 전원전압 비아(111)를 가지는 전원전압 공급라인(110)과 전원전압 보상 비아(211)를 가지는 전원전압 감지라인(210), 가드전압 비아(411)를 가지는 가드전압 라인 블록(L11)을 포함할 수 있다. 전원전압 기판층(L1)은 설계상의 유연성을 가지므로, 전원전압 기판층(L1)을 구성하는데 있어 전원전압 공급라인(110)과 전원전압 감지라인(210), 가드전압 라인 블록(L11) 만으로 이루어지지 아니한다. 적어도 2개 이상의 전원전압 기판층(L1)이 적층 마련될 경우, 후술할 가드전압 라인 기판층(L2)을 사이에 마련하여, 외부 간섭 현상을 막을 수 있다. 따라서 최외층에 마련된 전원전압 기판층(L1)은, 대기가 매질의 역할을 할 수 없어, 대기 중에 노출 형성될 수 있다. 이 경우 전원전압 공급라인(110)과 전원전압 감지라인(210), 가드전압 라인 블록(L11) 사이 공간마다 절연체가 마련될 수 있다.
전원전압 비아(111)는, 전원전압 공급라인(110)의 일단에 구비될 수 있다. 전원전압 비아(111)는, 단부에 마련된 커넥터(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 커넥터(미도시)는, 피검사 소자(DUT) 접속단으로써 피검사 소자(DUT)에 연결되어 전원전압(Vps, 122)을 제공할 수 있다.
전원전압 보상 비아(211)는, 전원전압 감지라인(210)의 일단에 구비될 수 있다.
가드전압 비아(411)는, 가드전압 라인 블록(L11)에 마련될 수 있다. 가드전압 라인 블록(L11)은, 가드전압 공급라인(410)의 일부를 이룰 수 있다.
가드전압 라인 블록(L11)은, 전원전압 비아(111)와 전원전압 보상 비아(211)를 감싸도록 마련되어 폐구간을 이루는 하나의 기판층일 수 있다. 가드전압 공급라인(410)은, 전원전압 공급라인(110)에 인접하게 마련될 수 있다.
가드전압 라인 기판층(L2)은, 복수의 신호로 이루어지며, 그 중 가드전압 공급라인(410)을 가질 수 있다. 즉 가드전압 라인 기판층(L2)은, 하나의 신호에 대응하여 가드전압 라인 제2블록(L21)을 포함하여 가드전압 공급라인(410)을 가질 수 있다. 가드전압 라인 제2블록(L21)은, 가드전압 공급라인(410)의 일부를 이룰 수 있다. 가드전압 기판층(L2)은 설계상의 유연성을 가지므로, 가드전압 기판층(L2)을 구성하는데 있어 가드전압 공급라인(410) 만으로 이루어지지 아니한다. 가드전압 라인 기판층(L2)은, 전원전압 기판층(L1)을 사이에 두고 적어도 2층 이상 마련될 수 있다. 가드전압 라인 제2블록(L21)은, 폐구간을 이루는 하나의 기판층일 수 있다. 가드전압 라인 제2블록(L21)은, 가드전압 공급라인(410)의 일부를 이룰 수 있다.
가드전압 라인 블록(L11)과 가드전압 라인 기판층(L2)은 경계를 따라 전원전압 공급라인(110)과 전원전압 감지라인(210)을 감싸도록 마련될 수 있다. 가드전압 라인 블록(L11)과 가드전압 라인 기판층(L2)은, 가드전압 공급라인(410)을 이루며, 하나의 폐구간을 이루는 트레이스(trace) 기판층(L1, L2)을 형성할 수 있다. 가드전압 라인 블록(L11)과 가드전압 라인 기판층(L2)은, 하나의 가드전압 비아(411)와 연결될 수 있다.
도 5(a) 내지 도 5(d)는, 외부 간섭 현상에 따라 피검사 소자(DUT)에 인가되는 전원전압(Vps, 122)의 감지된 실험 데이터이다. 도 5(a)와 도 5(b), 도 (c)와 도 5(d)는 전원전압(Vps, 122)와 손실에 따른 전원전압(Vps, 122)의 전압강하를 1,000번 측정하여 얻은 실험데이터이다.
도 5(a)는, 가드전압(Vguard, 421)을 인가하지 않은 경우의 전원전압(Vps, 122)을 나타내고, 도 5(b)는, 가드전압(Vguard, 421)을 인가하지 않은 경우 기준전압을 기준으로 전압 강하된 전압 레벨을 나타내고, 도 5(c)는, 가드전압(Vguard, 421)을 인가한 경우의 전원전압(Vps, 122)을 나타내고, 도 5(d)는, 가드전압(Vguard, 421)을 인가한 경우의 가드전압(Vguard, 421)을 기준으로 전압 강하된 전압 레벨을 나타낸다.
도 5(a) 내지 도 5(d)의 실험 데이터와 같이, 반도체 소자 테스트 보드가 가드전압(421)이 인가되는 하나의 폐구간을 이루는 트레이스(trace) 기판층(L1, L2)을 마련함으로써 높은 오차 정밀도를 갖는 전원전압(Vps, 122)을 구현할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 : 전원전압 공급부 110 : 전원전압 공급라인
111 : 전원전압 비아
120 : 전원전압 증폭기 121 : 입력전압
122 : 전원전압
200 : 전원전압 감지부 210 : 전원전압 감지라인
211 : 전원전압 보상 비아
300 : 전원전압 보상부 301 : 전원전압 비교 모듈
302 : 전원전압 변경 모듈 303 : 전원전압 확정 모듈
310 : 보상전압 증폭기 311 : 보상전압
400 : 가드전압 공급부 410 : 가드전압 공급라인
411 : 가드전압 비아
420 : 가드전압 증폭기 421 : 가드전압
L1 : 전원전압 기판층 L11 : 가드전압 라인 블록
L2 : 가드전압 라인 기판 L21 : 가드전압 라인 제2블록
D : 피검사 디바이스

Claims (4)

  1. 입력전압을 기준으로 피드백된 보상전압을 전원전압으로 증폭하는 전원전압 증폭기와 상기 전원전압을 피검사 소자로 제공하는 전원전압 공급라인을 가지는 전원전압 공급부;
    상기 전원전압을 감지하며, 상기 전원전압 공급라인과 인접하게 마련된 전원전압 감지라인을 가지는 전원전압 감지부;
    상기 전원전압 감지라인에 연장 형성되며, 감지된 상기 전원전압을 기준전압과 비교하여 그 비교결과에 따라 상기 보상전압으로 증폭하여 상기 전원전압 증폭기에 제공하는 보상전압 증폭기를 가지는 전원전압 보상부; 및
    상기 전원전압 감지부로부터 상기 전원전압을 인가받아, 가드전압 공급라인의 일단에 상기 전원전압과 같은 크기의 가드전압을 인가시키는 가드전압 증폭기가 마련된, 가드전압 공급부를 포함하며,
    상기 가드전압 공급라인은 상기 전원전압 공급라인과 상기 전원전압 감지라인을 하나의 폐구간을 이루는 트레이스(trace) 기판층으로 둘레를 감싸도록 마련된, 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가드전압 증폭기는 상기 보상전압 증폭기의 입력단에 연결된 전압 팔로워(voltage follower)인, 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 전원전압 보상부는,
    상기 입력전압과 상기 기준전압과의 대소 차이를 비교하는 전원전압 비교 모듈;
    상기 기준전압과 상이한 전압 레벨만큼 보상전압으로 보상하여 상기 입력전압을 증가시키는 전원전압 변경 모듈; 및
    상기 입력전압과 상기 기준전압의 차이가 기준 임계치보다 작을 경우, 상기 입력전압을 상기 피검사 소자에 공급하는 상기 전원전압으로 확정하는 전원전압 확정 모듈을 더 포함하는, 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드.
  4. 전원전압 공급라인의 일단에 구비된 전원전압 비아, 상기 전원전압 공급라인에 인접하게 마련된 전원전압 감지라인의 일단에 구비된 전원전압 보상 비아 및 상기 전원전압 공급라인에 인접하게 마련된 가드전압 공급라인의 일단에 마련되고 상기 전원전압 비아와 상기 전원전압 보상 비아를 감싸도록 마련된 가드전압 라인 블록이 구비된 전원전압 기판층; 및
    상기 전원전압 기판층을 사이에 두고 적어도 2층 이상 마련되고, 가드전압 라인 제2블록이 형성된 가드전압 라인 기판층을 포함하고,
    상기 가드전압 라인 블록과 상기 가드전압 라인 기판층은 경계를 따라 상기 전원전압 공급라인과 상기 전원전압 감지라인을 감싸도록 마련되고, 하나의 가드전압 비아와 연결된, 전원전압 무결성을 확보하기 위한 반도체 소자 테스트 보드.
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