DE19512131A1 - Halbleiter-Testgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Komponentenschaltungen für ein Halbleiter-Testgerät, insbesondere Komponentenschaltungen, die kleiner und billiger sind.

Ein bekanntes Halbleiter-Testgerät besteht aus Schaltungen, wie sie in Fig. 2 dargestellt sind.

Das heißt, das bekannte Halbleiter-Testgerät 1 besitzt einen Mustergenerator 20 mit meh­ reren Signalgeneratorschaltungen 3 zur Erzeugung eines Signals mit vorgegebener Amplitu­ de und Periodizität und mehreren Vergleicherschaltungen 4. Durch das Verbinden der Aus­ gangspins 18a, 18b, . . . 18n dieses Testgeräts mit den entsprechenden Pins einer (im fol­ genden als Prüfling bezeichneten) zu testenden Einrichtung 7 werden Testsignale an diese Einrichtung angelegt und Messungen durchgeführt.

Die charakteristischen Merkmale der an die einzelnen Pins 19a, 19b, . . . 19n des Prüflings 7 anzulegenden Testsignale sind Periodendauer, Spannung und Strom. Die einzelnen Testsi­ gnale unterscheiden sich bezüglichen dieser Merkmale voneinander.

Es ist außerdem ein Signalgenerator vorgesehen, der die höchsten in der Praxis vorkom­ menden Leistungsmerkmale aufweist, d. h. er muß ein Signal mit der kleinsten Periode, d. h. der größten Geschwindigkeit, und der größten Leistung liefern können, die in der Praxis vorkommen.

Da andererseits in jüngerer Zeit die Zahl der Pins der Prüflinge 7 mit den steigenden Lei­ stungsanforderungen, der Multifunktionalität und dem hohen Integrationsgrad (LSI) größer wird, wächst auch die Gesamtzahl der Ausgangspins 18a, 18b, . . . 18n des Halbleiter-Testge­ räts an, und zwar bis auf 256 oder 512 und weiterhin bis auf 1000 oder mehr.

Dementsprechend gelten für die anzulegenden Signale zahlreiche unterschiedliche Spezifika­ tionen.

Es ist bekannt, daß nicht alle verwendeten Signalgeneratorschaltungen notwendigerweise die höchsten Leistungskennwerte haben müssen, sondern daß es auch Fälle gibt, in denen eine Signalgeneratorschaltung mit niedrigen Leistungskennwerten verwendet werden kann.

Bei der konventionellen Technologie wurden jedoch alle die zahlreichen und umfangreichen Mustergeneratoren 20, Signalgeneratorschaltungen 3 und Komparatorschaltungen 4 in der Spezifikation des Halbleiter-Testgeräts 1 als Taktschaltung 2 zusammengefaßt, die den höchsten Leistungskennwerten entspricht.

Deshalb waren zuviele Funktionen vorgesehen und die Mustergeneratoren 20, Signalgenera­ torschaltungen 3 und Komparatorschaltungen 4 wurden aufwendiger.

Dies hatte zur Folge, daß das Halbleiter-Testgerät teuer und umfangreich wurde.

Da bei der herkömmlichen Technologie alle Mustergeneratoren 20, Signalgeneratorschal­ tungen 3 und Komparatorschaltungen 4 so ausgebildet sind, daß sie jeweils den maximalen Leistungskennwerten des Halbleiter-Testgeräts Rechnung tragen, haben sie unvermeidlich große Abmessungen und sind sehr teuer.

Es handelt sich also um ein Problem der Kosten und der Größe.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Halbleiter-Testgerät zur Verfügung zu stellen, das kleinere Abmessungen aufweist und preisgünstiger ist, wobei der Tatsache Rechnung getragen wird, daß die an die einzelnen Pins des Prüflings anzulegenden Signale sich bezüglich ihrer Frequenz-, Spannungs- und Stromwerte unterscheiden, indem mehrere Typen von Mustergeneratoren, Signalgeneratorschaltungen und Komparatorschaltungen mit niedrigeren Leistungskennwerten verwendet werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Patentansprüchen.

Zur Erreichung des oben genannten Ziels bestehen also die einzelnen Mustergeneratoren, Signalgeneratorschaltungen und Komparatorschaltungen jeweils aus einer Schaltung, deren Leistungskennwerte und Schaltungsumfang an das anzulegende Signal angepaßt ist.

Während also bei der herkömmlichen Technologie, bei der alle Ausgangspins einheitliche Leistungskennwerte haben, die Mustergeneratoren, Signalgeneratorschaltungen und Kom­ paratorschaltungen alle dem höchsten Leistungskennwerten der funktionalen Spezifikation des Halbleiter-Testgeräts entsprechen, ist dies bei dem Gerät gemäß der Erfindung nicht der Fall, d. h. hier entsprechen nicht alle Ausgangspins den höchsten Leistungskennwerten der funktionalen Spezifikation des Halbleiter-Testgeräts sondern den Leistungskennwerten der geforderten Spezifikationen für die einzelnen Eingangs- oder Ausgangspins des zu messenden Prüflings 7.

Deshalb können die Leistungskennwerte an den einzelnen Pins speziell für die Ausgangs­ pins des Halbleiter-Testgeräts ausgewählt werden.

Somit entsprechen die Leistungskennwerte der einzelnen Pins des Halbleiter-Testgeräts den für die einzelnen Pins des Prüflings 7 benötigten Spannungs-, des Strom- und Frequenz­ werten, so daß in ein und demselben System mehrere Arten von Schaltungen vorgesehen sind, die jeweils solche Leistungskennwerten und einen solchen Schaltungsumfang haben, daß die Kosten minimiert werden, und die jeweils synchron betrieben werden können.

So verlangt beispielsweise ein bestimmter Ausgangspin eine Frequenz von 100 MHz, je­ doch eine Spannung von nicht mehr als 1 Volt. Auf der anderen Seite verlangt ein anderer Ausgangspin eine Frequenz von nicht mehr als 10 MHz, was 1/10 von 100 MHz entspricht, wobei jedoch eine Spannung von 10 Volt gemessen werden soll, die also 10 mal so groß ist wie 1V.

In dem Prüfling 7 sind Eingangs- und Ausgangspins dieser Art vorhanden.

Dies führt bei der Realisierung der geforderten Leistungskennwerte für das Halbleiter-Test­ gerät insgesamt zu großen Unterschieden bezüglich Schaltungsumfang und Kosten bei den Schaltungselementen für die Schaltungen, aus denen das Gerät aufgebaut ist.

Das heißt, Kosten und Schaltungsumfang des Halbleiter-Testgeräts werden durch die Kenn­ werte der Spannungen, Ströme und des Frequenzverhaltens der Signale an den einzelnen Ausgangspins des Halbleiter-Testgeräts bestimmt.

Bei dem erfindungsgemäßen Halbleiter-Testgerät haben nicht alle Mustergeneratoren, Signal­ generatorschaltungen und Komparatorschaltungen die gleichen, den jeweils höchsten Lei­ stungskennwerten der funktionalen Spezifikation des Halbleiter-Testgeräts entsprechenden Leistungskennwerte.

Das Halbleiter-Testgerät gemäß der Erfindung besitzt vielmehr nur die notwendige Anzahl von Schaltungen mit unterschiedlichen Kennwerten für den Mustergenerator, die Signalge­ neratorschaltung und die Komparatorschaltung.

Deshalb lassen sich die einzelnen Schaltungen des Halbleiter-Testgeräts bezüglich ihrer Lei­ stungskennwerte flexibel gestalten.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbiid eines Ausführungsbeispiels der Erfindung mit Signalgenera­ torschaltungen und Komparatorschaltungen zur Zuführung bzw. zum Empfang von Signalen zu dem bzw. von dem Prüfling.

Fig. 2 zeigt das Blockschaltbild eines Gerätes mit Signalgeneratorschaltungen und Kompa­ ratorschaltungen zur Zuführung bzw. zum Empfang von Signalen zu dem bzw. von dem Prüfling in konventioneller Technologie.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild, aus dem die Konstruktion des Ausführungsbeispiels der vor­ liegenden Erfindung hervorgeht.

Das Halbleiter-Testgerät 1 besitzt einen Mustergenerator A-14, einen Mustergenerator B-14, Signalspannungsgeneratorschaltungen 10 und 12 und Komparatorschaltungen 11 und 13 mit unterschiedlichen Leistungsmerkmalen.

Es können auch zwei oder mehr Mustergeneratoren A-14, Mustergeneratoren B-15, Signal­ generatorschaltungen 10 und 12 und Komparatorschaltungen 11 und 13 vorgesehen sein, wie dies in Fig. 1 angedeutet ist.

Das Halbleiter-Testgerät 1 besitzt weiterhin eine Haupttaktgeneratorschaltung 8. Die Signal­ generatorschaltung 10 vom Typ A ist mit dem Ausgang des Mustergenerators 14 vom Typ A sowie mit einem Treiber 16 vom Typ A verbunden. Das Halbleiter-Testgerät 1 gibt das von der Signalgeneratorschaltung 10 vom Typ A erzeugte Signal über den Treiber 16 vom Typ A an einen Ausgangspin 18a aus.

Den einzelnen Pins 19a, 19b, . . . 19n des Prüflings 7 werden die jeweils erforderlichen Signal­ spannungen zugeführt.

Die Leistungskennwerte dieses Signals entsprechen jeweils den für die einzelnen Pins 19a, 19b, . . . 19n erforderlichen Werte.

So liefert beispielsweise die Schaltung vom Typ A ein Signal mit der Spannung 1 V und der Frequenz 100 MHz an den Ausgangspin 18a.

Das Signal wird dem zweiten Pin 19b des Prüflings 7 zugeführt. Der Ausgang der Haupttakt­ generatorschaltung 8 ist mit einer n:m-Teilerschaltung 9 verbunden.

Diese n:m-Teilerschaltung 9 gibt beispielsweise ein Signal mit der Frequenz 10 MHz ab, die also nur 1/10 so groß ist wie die Haupttaktfrequenz von 100 MHz.

Die Signalgeneratorschaltung 12 vom Typ B ist mit dem Ausgang des Mustergenerators B-15 verbunden.

Das Halbleiter-Testgerät 1 gibt das von der Signalgeneratorschaltung 12 vom Typ B erzeug­ te Signal über den Treiber 17 vom Typ B an dem Ausgangspin 18b aus.

Dieses Signal wird dem spezifischen Pin 19c des Prüflings 7 zugeführt.

Die Schaltung vom Typ B von Fig. 1 liefert an den Ausgangspin 18b ein Signal, das beispiels­ weise eine Spannung von 10V und eine Frequenz von 100 MHz hat.

Dieses Signal wird dem spezifischen Pin 19b des Prüflings 7 zugeführt.

Es ist ein charakteristisches Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß das Halbleiter-Test­ gerät zwei oder mehr Mustergeneratoren, Signalgeneratorschaltungen und Komparator­ schaltungen unterschiedlichen Typs aufweist, die synchron betrieben werden können.

Das bedeutet z. B., daß 512 Mustergeneratoren, 512 Signalgeneratorschaltungen, 512 Kom­ paratorschaltungen sowie weitere Schaltungen nicht alle die gleichen Leistungskennwerte haben.

Die Leistungskennwerte der einzelnen Schaltungen sind unterschiedlich und entsprechen den Signalen, die an die einzelnen Pins 19a, 19b, . . . 19n des Prüflings anzulegen sind.

Das bedeutet, daß nicht alle Mustergeneratoren, Signalgeneratorschaltungen und Kompara­ torschaltungen für die höchsten Leistungskennwerte in der funktionalen Spezifikation des Halbleiter-Testgeräts ausgelegt sind.

Sie bestehen aus einer oder mehreren Schaltungen mit unterschiedlichen Leistungskenn­ werten, die jeweils der Taktfrequenz, der Spannung und dem Strom des Signals entspre­ chen, das an die einzelnen Pins des Prüflings anzulegen ist.

Vorangehend wurden die Signalspannungsgeneratorschaltung vom Typ A und ein Treiber vom Typ A erläutert, die voneinander getrennt sind.

Die Signalgeneratorschaltung 10 vom Typ A kann jedoch auch die beiden erwähnten Funk­ tionen vereinigen.

Ebenso wurden oben Komparatorschaltungen vom Typ A und ein Eingangskomparator vom Typ A beschrieben und in Fig. 1 dargestellt, die voneinander getrennt sind.

Die Komparatorschaltung 11 vom Typ A kann jedoch auch beide Funktionen vereinigen.

Ähnlich wurden oben die Signalgeneratorschaltung vom Typ B und der Treiber vom Typ B als getrennte Komponenten beschrieben.

Es können jedoch auch beide Funktionen in der Signalgeneratorschaltung 12 vom Typ B zusammengefaßt sein.

Ebenso wurden oben Komparatorschaltungen vom Typ B und ein Eingangskomparator vom Typ B beschrieben, die voneinander getrennt sind.

Die Komparatorschaltung 13 vom Typ B kann jedoch auch beide Funktionen vereinigen.

Das vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Halbleiter- Testgeräts 1 umfaßt eine Kombination der unterschiedlichen Typen des Mustergenerators A-15, der Signalgeneratorschaltungen 10 und 12 und Komparatorschaltungen 11 und 13.

Diese unterschiedlichen Schaltungstypen können jedoch auch durch Schaltungen des glei­ chen Typs ersetzt werden, wenn die Kosten weniger ins Gewicht fallen.

Dies bedeutet:

• (1) Die Signalgeneratorschaltungen des Halbleiter-Testgeräts können vom gleichen Typ sein, d. h. entweder vom Typ A oder vom Typ B,
• (2) die Komparatorschaltungen des Halbleiter-Testgeräts können vom gleichen Typ sein, d. h. entweder vom Typ A oder vom Typ B.
• (3) sowohl die Signalgeneratorschaltung als auch die Komparatorschaltung des Halbleiter- Testgeräts können vom gleichen Typ, und zwar entweder vom Typ A oder vom Typ B sein.

Wenn das Ausgangssignal der Haupttaktgeneratorschaltung 8 über die n:m-Teilerschaltung 9 ausgegeben wird, wie dies in Fig. 1 (B) dargestellt ist, kann der Wert von n und m frei eingestellt werden.

Außerdem kann das Teilerverhältnis n:m der Taktfrequenz in Echtzeit geändert werden.

Durch Anwendung der vorliegenden Erfindung lassen sich folgende Wirkungen erzielen:

• (1) Das Kosten-Leistungsverhältnis des Halbleiter-Testgeräts wird verbessert, weil nicht alle Mustergeneratoren, Signalgeneratorschaltungen und Komparatorschaltungen für die höchsten Leistungskennwerte in der funktionalen Spezifikation des Halbleiter-Test­ geräts ausgelegt sind und die im tatsächlichen Gebrauch nicht benötigten Leistungs­ kennwerte nicht realisiert sind. Wegen der großen Anzahl von Ausgangspins läßt sich hierdurch leicht eine erhebliche Kostenersparnis für das Halbleiter-Testgerät realisieren.
• (2) Die einzelnen Schaltungen werden klein, weil der Schaltungsumfang an die jeweilige Lei­ stungskennwerte angepaßt ist. Deshalb kann das eigentliche Halbleiter-Testgerät ins­ gesamt klein gehalten werden.
• (3) Die Signale für die einzelnen Pins des Prüflings werden in Zukunft mehr und mehr diver­ sifiziert. Die Konstruktion des erfindungsgemäßen Halbleiter-Testgeräts kann diesen Anforderungen extrem flexibel und leicht entsprechen.

Claims (4)

1. Halbleiter-Testgerät
mit einer Haupttaktgeneratorschaltung (8) die eine Haupttaktfrequenz für das Halbleiter- Testgerät (1) erzeugt,
gekennzeichnet durch
einen Mustergenerator A (14), der ein Signal aus der Haupttaktgeneratorschaltung, (8) aufnimmt und ein spezifisches Muster A erzeugt,
eine n:m-Teilerschaltung (9), die die von der Haupttaktgeneratorschaltung (8) erzeugte Haupttaktfrequenz teilt,
und einen Mustergenerator B (15), der ein Signal aus der n:m-Teilerschaltung (9) auf­ nimmt und ein spezifisches Muster B erzeugt.

2. Halbleiter-Testgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
einen Signalgenerator (10) vom Typ A, der das Mustersignal aus dem Mustergenerator A (14) aufnimmt und auswertet (verarbeitet),
und einen Signalgenerator (12) vom Typ B, der das Mustersignal aus dem Mustergene­ rator B (15) aufnimmt und verarbeitet.

3. Halbleiter-Testgerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
eine Signalkomparatorschaltung (11) vom Typ A, die das Mustersignal aus dem Muster­ generator A (14) aufnimmt und vergleicht,
und eine Komparatorschaltung (13) vom Typ B, die das Mustersignal aus dem Muster­ generator B (15) aufnimmt und vergleicht.

4. Halbleiter-Testgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3 (vorher 1 und 2), dadurch gekennzeichnet,
daß die Signalgeneratorschaltung (10) vom Typ A und die Komparatorschaltung (11) vom Typ A das Mustersignal aus dem Mustergenerator A (14) aufnehmen, verarbeiten und vergleichen
und daß der Signalgenerator vom Typ B und die Komparatorschaltung (13) vom Typ B das Mustersignal aus dem Mustergenerator B (15) aufnehmen, verarbeiten und verglei­ chen.