DE69313303T2

DE69313303T2 - Gerät und verfahren zum berührungslosen stromeinspeisen zur verwendung bei linearen bipolaren schaltungen

Info

Publication number: DE69313303T2
Application number: DE69313303T
Authority: DE
Inventors: Douglas Anneser; Barry Male
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: RTX Corp
Priority date: 1992-12-31
Filing date: 1993-12-20
Publication date: 1998-01-02
Anticipated expiration: 2013-12-21
Also published as: JPH08508337A; WO1994016337A1; US5412328A; DE69313303D1; EP0679262B1; EP0679262A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur berührungslosen Stromeinprägung zum Testen von elektronischen Schaltungen, insbesondere von linearen Schaltungen.
Vorrichtungen zum Testen von elektronischen Schaltungen gehören zum Stand der Technik. Zwei solche Vorrichtungen zeigen das US-Patent 4 768 073 von Adams und das US-Patent 4 912 052 von Miyoshi et al.
Das Adams-Patent betrifft eine Technik zum Testen von integrierten Schaltungen vor der Abtrennung von einer bearbeiteten Halbleiterscheibe. Jede Schaltung hat Photoempfänger, die über Metallisierungsbahnen mit einer benachbarten Schaltung gekoppelt sind. Die Empfänger werden für das Eingeben von sehr schnellen optischen Testsignalen benutzt. Das Ansprechen jeder Schaltung auf die Testsignale wird überwacht. Die Kopplungs bahnen zwischen den Schaltungen werden durchgetrennt, wenn die Halbleiterscheibe geritzt wird, um die einzelnen Schaltungen zu trennen.
Das Patent von Miyoshi et al. betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum berührungslosen Messen und Testen der elektrischen Kennlinie einer Halbleitervorrichtung. Bei der Erfindung von Miyoshi et al. wird ein Elektronenstrahl benutzt, um eine Spannung auf einer zu testenden Halbleitervorrichtung zu induzieren. Die elektrische Kennlinie der Halbleitervorrichtung wird durch die Änderungen bestimmt, die mit der Zeit in der induzierten Spannung auftreten. Daher wird ein Elektronenstrahl auf ein zu testendes Objekt gerichtet, um eine Spannung zu induzieren, und anschließend werden Änderungen in der induzierten Spannung geprüft. Dann wird die elektrische Kennlinie der Halbleitervorrichtung anhand der so induzierten Spannung gemessen und getestet, und anschließend wird die Spannung gemessen.
Lineare Schaltungen, die mit bipolaren, linearen anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (application specific integrated circuits oder ASICs) verwirklicht werden, sind grundsätzlich Vorrichtungen mit Stromsteuerung. Bei linearen Matrizen wird von einem regelmäßig auftretenden Muster von identischen NPN- und PNP-Transistoren Gebrauch gemacht, die mit einer Schaltverbindung für eine spezielle Schaltungsanwendung personalisiert werden. Einmal hergestellt erfordern nicht richtig arbeitende oder parametrisch fehlerhafte Vorrichtungen Mikroprüftechniken, um fehlerhafte Schaltungsabschnitte zu isolieren und auszuwerten. Die typische Fehlerbeseitigung durch Mikroprüfung beinhaltet die Beobachtung von Ausgangsreaktionen während des Einprägens von extern erzeugten Signalen in die ASIC-Verknüpfungspunkte mit Mikroprüfköpfen.
Weitere Vorrichtungen zum Testen von elektronischen Schaltungen sind bekannt aus: EP-A-0 483 983, die das Analysieren einer Halbleitervorrichtung beschreibt, welche eine Diode aufweist; US-A-5 067 798, die ein Laserstrahlabtastsystem zur Verwendung in einer Laserprüfvorrichtung beschreibt, welche eine Strahleich- und -regeleinrichtung aufweist; und US-A-4 698 587, die eine Lasertestvorrichtung beschreibt zum Charakterisieren von kritischen Zeitsteuerpfaden und zum Analysieren von zeitbezogenen Ausfallbetriebsarten in mit hoher Taktfrequenz arbeitenden integrierten Mikroschaltkreisen mit sehr hohem Tntegrationsgrad.
Mit dem Schrumpfen der Vorrichtungsgröße, mit der zunehmenden Dichte und mit zusätzlichen Schichten der Metallisierungsschaltverbindung wird es immer schwieriger, auf solche Verknüpfungspunkte für Fehlerbeseitigungszwecke körperlich zuzugreifen. Darüber hinaus wird die Zahl der benötigten Prüfköpfe aufwendig und begrenzt den Grad der Testbemühung.
Es ist demgemäß ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Testen von elektronischen integrierten Schaltungen zu schaffen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Testverfahren und eine verbesserte Testvorrichtung zu schaffen, die ein geeichtes Signal in ein elektronisches Bauelement, das Teil einer elektronischen Schaltung ist, durch eine berührungslose optische Einrichtung einprägen.
Es ist ein weiteres Ziel, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zu schaffen, die für die oben aufgeführten Ziele geeignet sind und die angepaßten elektrischen und optischen Eigenschaften der Bauelemente einer linearen Matrix vorteilhaft nutzen können.
Die obigen und andere Ziele und Vorteile der Erfindung werden ohne weiteres deutlich werden, wenn die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Beschrieben sind eine berührungslose Stromeinprägungsvorrichtung und ein zugehöriges Verfahren zur Verwendung bei dem Testen von linearen, bipolaren elektronischen Schaltungen.
Erfindungsgemäß umfaßt die berührungslose Stromeinprägungsvorrichtung zur Verwendung bei dem Testen der funktionalen Unversehrtheit eines elektronischen Bauelements in linearen, bipolaren Schaltungen: eine Einrichtung zum Beleuchten der elektronischen Schaltung mit optischer Energie, wobei die Beleuchtungseinrichtung einen vorbestimmten Ort der elektronischen Schaltung beleuchtet; und eine Einrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals, wobei die Beleuchtungseinrichtung auf das Steuersignal anspricht, um den vorbestimmten Ort mit einer vorbestimmten Menge an optischer Energie zu beleuchten, wobei das Steuersignal die vorbestimmte Menge der optischen Energie angibt; gekennzeichnet durch: eine Einrichtung zum Überwachen eines Endeffekts, der in der elektronischen Schaltung erzeugt wird, und zum Liefern eines Istsignals, das diesen angibt; und eine Einrichtung zum Vergleichen des Istsignals mit einem Sollsignal, das einen Sollendeffekt angibt, der in der elektronischen Schaltung erzeugt wird, und zum Liefern eines Differenzsignals, das eine Differenz zwischen denselben angibt, wobei die Einrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals auf das Differenzsignal anspricht.
Die Vorrichtung kann weiter versehen sein mit einer linearen Schleifeneinrichtung zum Messen einer Istmenge an optischer Energie, die durch die Beleuchtungseinrichtung geliefert wird, und zum Vergleichen der Istmenge an optischer Energie mit der vorbestimmten Menge an optischer Energie, die durch das Steuersignal angegeben wird, und zum Einstellen des Steuersignals auf der Basis einer Differenz zwischen denselben.
In der Vorrichtung kann die Beleuchtungseinrichtung eine Beleuchtungsquelle hoher Intensität aufweisen zum Emittieren von Photonen und eine Einrichtung, die eine Öffnung bildet, durch die die Photonen von dem Beleuchtungsquellenweg aus emittiert werden. Die die Blende bildende Einrichtung kann ein erstes Paar Messerschneiden aufweisen, die sich längs einer ersten Achse bewegen, und ein zweites Paar Messerschneiden, die sich längs einer zweiten Achse bewegen, welche im wesentlichen quer zu der ersten Achse angeordnet ist. Die lineare Schleifeneinrichtung kann weiter einen Treiber aufweisen zum Speisen der Beleuchtungsquelle und eine Integratoreinrichtung zum Steuern des Treibers. Die Einrichtung zum Erzeugen des Steuersignals kann eine erste Stromsteuereinrichtung aufweisen zum Erzeugen eines ersten Stromsteuersignals und eine Steuerschleifeneinrichtung zum Erzeugen des Steuersignals als eine Funktion des ersten Stromsteuersignals. Die Steuerschleifeneinrichtung kann einen Analog/Digital-Wandler aufweisen zum Umwandeln des ersten Stromsteuersignals in ein entsprechendes digitales erstes Stromsteuersignal, eine Speichervorrichtung zum Speichern des digitalen ersten Stromsteuersignals, eine Steuerlogikeinrichtung zum Leiten einer Betriebssequenz der Steuerschleifeneinrichtung und einen Digital/Analog-Wandler zum Umwandeln des gespeicherten digitalen ersten Stromsteuersignals in das Steuersignal. Die Steuerschleifeneinrichtung kann weiter eine Einrichtung aufweisen zum Umschalten der Vorrichtung zwischen einer Eichbetriebsart und einer Einprägungsbetriebsart.
Die Vorrichtung kann weiter eine Einrichtung aufweisen zum Verknüpfen eines Wechselstromsignals als einem zweiten Stromsteuersignal mit dem ersten Stromsteuersignal. Die Vorrichtung kann weiter eine Übertragungswirkleitwertverstärkereinrichtung aufweisen zum Umwandeln des ersten Stromsteuersignals in das Sollsignal.
Gemäß der Erfindung ist das Verfahren zum Testen von elektronischen Bauelementen in linearen, bipolaren Schaltungen unter Verwendung einer berührungslosen Stromeinprägungsvorrichtung mit einer Einrichtung zum Emittieren von Photonen zum Induzieren eines Stroms in einem elektrischen Bauelement der linearen, bipolaren Schaltung gekennzeichnet durch Eichen der Einprägungsvorrichtung durch Bereitstellen einer Testmatrix, die eine Serie von Eichorten mit einem Ziel an jedem Ort hat, Anlegen eines Intensitätssteuersignals an die Photonenemittiereinrichtung, Beleuchten eines ersten Ziels an einem der Eichorte mit der Photonenemittiereinrichtung und Überwachen eines Endeffekts, der in dem ersten Ziel durch die Beleuchtung erzeugt wird.
Das Verfahren kann weiter beinhalten, daß der Überwachungsschritt beinhaltet Vergleichen eines Stroms, der in dem ersten Ziel erzeugt wird, mit einem Sollstrom und Erzeugen eines Fehlersignals; und Ändern des Steuersignals aufgrund des Fehlersignals, bis das Fehlersignal null wird. Das Verfahren kann weiter beinhalten Bereitstellen einer ersten Stromsteuerquelle zum Erzeugen eines Gleichstromsignals, Verändern der Stromsteuerquelle von einer minimalen Einstellung in eine maximale Einstellung und Wiederholen des Eichschrittes für jede Einstellung. Der Eichschritt kann weiter beinhalten Speichern von Information über jede Einstellung der ersten Stromsteuerquelle, das Steuersignal, das aufgrund jeder Einstellung an die Photonenemittiereinrichtung angelegt wird, und den Endeffekt, der in dem Ziel aufgrund jeder Einstellung erzeugt wird. Das Verfahren kann weiter beinhalten Liefern eines Wechselstromsignals zusätzlich zu dem Gleichstromsignal, das durch die erste Stromsteuerquelle erzeugt wird. Das Verfahren kann weiter beinhalten Einprägen eines Stroms in ein zu testendes elektronisches Bauelement, wobei der Einprägungsschritt beinhaltet Positionieren der Einrichtung zum Emittieren von Photonen über einem Einprägungsort der zu testenden Schaltung, Einstellen einer Blende, die der Photonenemittiereinrichtung zugeordnet ist, um wenigstens einen gewünschten Kollektor-Basis- Zonenübergang an dem Einprägungsort zu umschließen, Einstellen einer ersten Stromquelle-, bis ein gewünschter Stromanstieg an einem ersten Meßinstrument angezeigt wird, Auslesen eines gespeicherten Wertes für die Position der ersten Stromquelle aus einer Speichervorrichtung und Liefern eines Beleuchtungssteuersignals, das einen gewünschten Endeffekt an dem Einprägungsort erzeugen wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Testvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung einer Testvorrichtung, die zur Erläuterung des Konzepts der vorliegenden Erfindung benutzt wird;
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung einer Testschaltung, die als eine Testprobe in der Vorrichtung nach Fig. 2 benutzt wird;
Fig. 4 zeigt eine charakteristische Aufzeichnung des Diodenstroms über der Beleuchtung durch eine Lampe; und
Fig. 5 zeigt eine Aufzeichnung des Frequenzverhältnisses über dem Diodensperrst rom.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Ein Photostrom kann in einem in Sperrichtung vorgespannten bipolaren Zonenübergang erzeugt werden, wenn ein Zonenübergangsbereich einer Beleuchtung ausgesetzt wird. Dieser Diodensperrstrom ist ungefähr linear proportional zu der einfallenden Beleuchtung. In einem bipolaren Transistor wird dieser Sperrstrom in dem Basis-Kollektor-Zonenübergang erzeugt. Ein Teil dieses Basisstroms wird in die externe Emitter-Basis-Impedanz fließen. Der übrige Strom, der in die inhärente Basis fließt, wird mit beta multipliziert und bildet einen zusätzlichen Kollektorstrom. Somit kann der Arbeitspunkt eines bipolaren Transistors durch Photoneninjektion moduliert werden.
In einer linearen Matrix können die Geometrie, die elektrische und die optische Opazität jeder N- und P-Vorrichtung in der Matrix gleich gemacht werden. Deshalb können, wenn die Photonenübertragungsfunktion einer Eichortvorrichtung gefunden wird, dieselben Eichkonstanten bei anderen Vorrichtungen angewandt werden, die mit einer Schaltverbindung für eine gewünschte Anwendung personalisiert worden sind.
Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung (bei 10 in Fig. 1 gezeigt) ist in der Lage, NPN- und PNP-Vorrichtungen in elektronischen Schaltungen zu eichen durch Einprägen eines Stroms in das Bauelement und Überwachen eines Endeffekts, der als ein Resultat der Stromeinprägung erzeugt wird. Nachdem die Eichung abgeschlossen ist, kann die Vorrichtung benutzt werden, um einen vorbestimmten Strom durch selektive Beleuchtung in einen Schaltungspunkt einzuprägen und anschließend einen gewünschten Parameter zu überwachen, um zu schauen, ob ein gewünschter Endeffekt erreicht wird.
In der Stromeinprägungsvorrichtung 10 kann der eingeprägte Strom durch ein einzelnes Potentiometer gesteuert und auf einem Schalttafelmeßinstrument betrachtet werden. Darüber hinaus kann bei Bedarf ein Wechselstromsignal mit niedriger Audiobandbreite eingeprägt werden. Das Einpragen eines Wechselstromsignals macht es bei manchen Anwendungen möglich, die Verstärkungen zwischen den Stufen und die Übertragungsfunktionen von vergrabenen ASIC-Zellen ohne die Verwendung von Mikroprüfköpfen zu messen.
Gemäß der Darstellung in Fig. 1 hat die bevorzugte Vorrichtung 10 eine Einrichtung zum Emittieren von Photonen an einem ausgewählten Zielort. Bei der Photonenemittiereinrichtung kann es sich zwar um irgendeine geeignete bekannte Einrichtung handeln, benutzt wird hier jedoch ein Mikroprüfmikroskop 12 mit einer Beleuchtungsquelle 14 hoher Intensität zum Emittieren von Photonen, die den optischen Sichtweg nehmen. Die Blende 16, die der Beleuchtungsquelle 14 zugeordnet ist, kann durch Messerschneiden 18 und 20 gesteuert werden. Diese Schneiden 18, 20 bewegen sich längs einer ersten Achse (oder X-Achse) bzw. einer zweiten Achse (oder Y-Achse), die quer zu der ersten Achse angeordnet ist, um eine selektive Beleuchtung eines Ziels wie des Kollektor-Basis-Überganges einer NPN- oder PNP- Vorrichtung zu gestatten, die sich an einem Eichort befindet. Eine Photodiode 22 ist vorgesehen, um den Grad der Beleuchtung zu überwachen. Die Beleuchtungsquelle 14 wird durch einen Treiber 23 gespeist. Ein Integrator 24 steuert den Treiber 23 und schließt eine lineare Schleife, die die Photonenemission der Quelle auf den Wert einstellt, der durch das Steuersignal V&sub1; verlangt wird.
Bei Bedarf kann eine lineare Matrix 30 benutzt werden, um die Vorrichtung 10 zu eichen (vgl. Fig. 1). Die Matrix kann eine Anzahl von Vorrichtungen oder elektronischen Bauelementen 28 umfassen, die sich an verschiedenen Eichorten befinden. Üblicherweise haben diese Bauelemente Verknüpfungspunkte, die zu Testflecken hinausgeführt sind, welche mit Gehäusestiften verbunden sein könnten.
Die dargestellte Vorrichtung 10 weist eine Einrichtung 32 auf zum Erstellen einer Schaltungstopologie um die Eichortvorrichtungen 28 und zum möglichst engen Anpassen der Betriebsparameter des Einprägungsortes. Die Schaltungstopologieeinrichtung 32 enthält einen variablen Widerstand 34 und eine variable Spannungsquelle 36. Die Bedingungen, die durch den variablen Widerstand 34 und durch die variable Spannungsquelle 36 hergestellt werden, sind vorzugsweise den tatsächlichen Betriebsbedingungen der Vorrichtung oder der Schaltung, die getestet wird, angepaßt.
Das Spannungssteuersignal V&sub1;, das benutzt wird, um einen gewissen Grad an Beleuchtung durch die Beleuchtungsquelle 14 zu erzeugen, wird durch eine lineare Steuerschleife erzeugt. Diese Schleife umfaßt ein Hauptstromsteuerpotentiometer 40, das ein Gleichspannungssignal erzeugt. Der Wert des Signals, das durch das Potentiometer erzeugt wird, kann von einem Minimalwert bis zu einem Maximalwert verändert werden. Wenn die Vorrichtung 10 in ihrer Eichbetriebsart ist, wird das Signal, welches durch das Potentiometer 40 erzeugt wird, zu einem 12- Bit-Analog/Digital-Wandler 54 geleitet und dann in einer Speichervorrichtung 56 wie z.B. einer Direktzugriffsspeichervorrichtung gespeichert, die durch ein Steuerlogiksystem 58 betätigt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Wandler 54 ein mit schneller sukzessiver Approximation arbeitender Wandler.
Das Steuerlogiksystem umfaßt vorzugsweise einen Computer, der auf die Speichervorrichtung 56 zugreift, um eine Information über den Verlauf der Steuerspannung über der Beleuchtungsintensität zu gewinnen und zu einem 8-Bit-Digital/Analog-Wandler 52 zu leiten. Der Computer bewirkt durch geeignete Programmierung, daß das Spannungssteuersignal V&sub1; aus der Information erzeugt wird, die in der Speichervorrichtung 56 gespeichert ist. Zum Beispiel kann der Spannungsbereich an der Beleuchtungsquelle von 0 Volt bis 5,0 Volt reichen. Die Kurve, die die Photonen über der Beleuchtungsspannung darstellt, ist nicht linear. Wenn die Hälfte der maximalen Beleuchtung erwünscht ist, kann somit die Steuerspannung 4,0 Volt statt 2,5 Volt betragen. Wenn der Computer darauf programmiert ist, die Beleuchtung auf einen gewissen Prozentsatz des vollen Bereiches einzustellen, sucht er die entsprechende Information in der Speichervorrichtung auf und sendet diese Zahl zu dem Wandler 52.
Das Steuersignal V&sub1;, das durch die Steuerschleife erzeugt wird, wird, wenn es die Speichervorrichtung verläßt, durch den 8-Bit-Digital/Analog-Wandler 52 in ein Analogsignal umgewandelt. Nach der Umwandlung wird das Signal zu dem Integrator/Treiber zur Speisung der Beleuchtungsquelle übertragen.
Das Spannungssignal, das durch das Stromsteuerpotentiometer 40 erzeugt wird, wird außerdem zu einem Übertragungswirkleitwertverstärker 38 geleitet, der auf eine gewünschte Verstärkung eingestellt ist. Ein Potentiometer 46 ist vorgesehen, damit die verstärkung des Verstärkers 38 auf einen gewünschen Wert eingestellt werden kann. Das Stromsignal, das von dem Übertragungswirkleitwertverstärker abgegeben wird, repräsentiert einen verlangten Strom, der an dem Eichort erzeugt werden soll. Ein Meßinstrument 44 kann vorgesehen sein, so daß eine Bedienungsperson den verlangten Strom sehen kann.
Die Photonenemission aus der Beleuchtungsquelle wird, wie oben erläutert, einen induzierten Strom in dem elektronischen Zielbauelement an dem Eichort erzeugen. Der auf diese Weise erzeugte Strom wird über den Topologieemulator 32 und durch ein Meßinstrument 42 überwacht.
Ein erstes Signal, das für den verlangten Strom repräsentativ ist, und ein zweites Signal, das für den induzierten Strom repräsentativ ist, werden zu einem Komparator 48 geleitet, der daraus ein Fehlersignal bildet. Das Fehlersignal wird zu einem Zähler 50 geleitet, der das Steuersignal vergrößert oder verkleinert, welches dem Digital/Analog-Wandler 52 aufgrund des Fehlersignals zugeführt wird. Auf diese Weise wird das Signal V&sub1; über den Zähler 50 vergrößert oder verkleinert, bis das Fehlersignal null wird, nämlich der induzierte Strom gleich dem verlangten Strom ist.
Für jede Einstellung des Stromsteuerpotentiometers 40, die während der Eichsequenz benutzt wird, werden die Position des Potentiometers und der Beleuchtungsgrad der Beleuchtungsquelle 14, die benötigt werden, um einen gewünschten Endeffekt oder Strom herzustellen, in der Speichervorrichtung 56 gespeichert.
Wenn es erwünscht ist, ein elektronisches Bauelement tatsächlich zu testen, wird ein Schalter 60 in der Steuerschleife betetigt, um eine Einprägungsbetriebsart statt einer Eichbetriebsart auszuwählen. Anschließend wird die Computerlogik benutzt, um einen Datensatz aus der Information auszuwählen, die in der Speichervorrichtung gespeichert ist. Dieser Satz entspricht einer besonderen Position für das Potentiometer 40, die auf der erwarteten Leistung des Bauelements basiert, welches getestet wird. Anschließend wird ein Steuersignal V&sub1; dem Integrator/Treiber zugeführt, die Beleuchtungsquelle 14 wird auf die Intensität eingestellt, die durch das Steuersignal verlangt wird, und der Endeffekt wie der induzierte Strom wird über die Meßinstrumente 42 und 44 überwacht.
Bei Bedarf kann die Steuerschleife eine Einrichtung 41 aufweisen zum Eingeben eines Wechselstromsignals wie z.B. eines Wechselstromsignals mit niedriger Audiobandbreite und zum Überlagern desselben mit dem Gleichstromsignal, das durch das Potentiometer 40 erzeugt wird. Das Einprägen eines Wechselstromsignals macht es bei manchen Anwendungen möglich, wie oben erläutert, die Verstärkungen zwischen den Stufen und die Übertragungsfunktionen von vergrabenen ASIC-Zellen ohne die Verwendung von Mikroprüfköpfen zu messen.
Zum Überprüfen des Konzepts der Technik nach der vorliegenden Erfindung wurden Tests durchgeführt, bei denen der in Fig. 2 gezeigte Aufbau benutzt wurde. Der Aufbau basiert auf einer computergesteuerten Ausrüstung mit einem IEEE-Instrumentierungsbus für maximale Flexibilität. Der Aufbau beinhaltete einen Mititoyo-Optikkopf zum Positionieren der Beleuchtungsquelle über der interessierenden Vorrichtung. Er beinhaltete außerdem eine Kamera und einen Monitor für Betrachtungszwecke. Eine Vorrichtung, die unter Verwendung dieses Aufbaus getestet wurde, war eine Oszillatorschaltung.
Aus der Darstellung in Fig. 2 ist zu erkennen, daß der Testaufbau auch eine Beleuchtungsquelle umfaßte, eine Einrichtung zum Liefern einer Spannung zum Speisen der Beleuchtungsquelle, einen von dieser ausgehenden Rücksführungsweg und eine Photodiode zum Überwachen der Stärke der Beleuchtungsquelle. In diesem Aufbau wird die Schleife durch Messen des Ausgangssignals der Photodiode und anschließendes Einstellen des Ausgangssignals der D/A-Quelle zum Erzeugen einer geeigneten Beleuchtungsstärke geschlossen.
-Der Mititoyo-Optikkopf, der in dem Aufbau nach Fig. 2 benutzt wurde, gestattete X-Y-Blendeneinstellungen, so daß Photoemissionen gezielt auf einen besonderen Transistor in der Oszillatorschaltung gerichtet werden konnten. Während des Tests wurde ein Beleuchtungswert geliefert, der einer bestimmten Ausgangsfrequenzverschiebung entsprach. Der Beleuchtungswert des Testortes wurde gesteuert, um eine prozentuale Verschiebung von null bis ein Prozent dieser Frequenz zu erreichen. Durch Verändern der Frequenz um ein Prozent konnten andere Parameter, die für die Frequenz in dem Aufbau empfindlich sind, wie z.B. die Schaltungsfrequenz, überwacht werden. Deshalb konnten ohne Berührung der Testprobe Parameter verändert und andere Endeffekte oder Endergebnisse überprüft werden, als die Parameter verändert wurden. In einem zweiten Test wurde die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung als die Testprobe in dem Aufbau nach Fig. 2 benutzt. Die getestete Schaltung war dafür ausgelegt, an zwei Kondensatoren angeschlossen zu werden: von denen der eine einen festen Wert hatte und von denen der andere einen Wert hatte, der sich mit dem Luftdruck veränderte. Die Kondensatoren wurden benutzt, um eine Frequenz zu erzeugen. Diese Frequenz war zu dem Wert der Kondensatoren umgekehrt proportional. Das Kondensatorverhältnis und das Frequenzverhältnis konnte daher gegeneinander austauschbar benutzt werden. Das US-Patent 4 517 622 von Male beschreibt die Architektur dieser Schaltung.
Während des Tests wurde zuerst eine Eichsequenz ausgeführt, in welcher die Beleuchtungsquelle benutzt wurde, um eine besondere Diode D5 in der Schaltung zu beleuchten. Der Sperrstrom in der Diode D5 wurde als eine Funktion des Beleuchtungswertes gemessen. Das Kennliniendiagramm, das so erzielt worden ist, ist in Fig. 4 gezeigt. Dieses Kennliniendiagramm wurde in dem Computerspeicher gespeichert.
Nachdem die Eichsequenz abgeschlossen war, wurde mit einer zweiten Betriebsart gearbeitet, bei der die Testprobe, die in einer tatsächlichen Anwendung arbeitete, mit einer bestimmten Beleuchtung beaufschlagt wurde Die Eichinformation, die in dem Computer gespeichert war, wurde dann benutzt, um eine äquivalente Verschiebung in ei em Verhältnisparameter zu bekommen, da ein Frequenzverhältnis in der tatsächlichen Anwendung über einem Sperrstrom ist, der durch, den Beleuchtungswert mittels der Spannung an der Beleuchtungsquelle eingestellt worden ist. Das resultierende Frequenzverhältnis über dem Diodensperrstrom wurde durch den omputer ermittelt. Fig. 5 veranschaulicht die Beziehung zwischen dem Frequenzverhältnis und dem Diodensperrstrom ausgedrückt als Druckverhältnis (PRATIO oder pressure ratio) über dem Diodensperrstrom.
Die vorliegende Erfindung ist zwar im Zusammenhang mit dem Eichen eines besonderen- Parameters wie z.B. des Stroms beschrieben worden, es sollte jedoch lar sein, daß die Eichung mit irgendeinem gewünschten Endeffekt erfolgen könnte, wie z.B. einer Frequenzverschiebung für ein besonderes Teil. Selbstverständlich kann es erforderlich sein, die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung zu modifizieren, um den gewünschten Endeffekt zu überwachen und zu messen.
Es ist klar, daß gemäß der Erfindung eine berührungslose Stromeinprägungsvorrichtung und ein Verfahren zum Verwenden der Vorrichtung bei linearen bipolaren Schaltungen geschaffen worden sind, welche die Ziele, Maßnahmen und Vorteile, die oben angegeben sind, völlig erfüllen. Die Erfindung ist zwar in Kombination mit besonderen Ausführungsformen derselben beschrieben worden, es ist jedoch klar, daß viele Alternativen, Modifikationen und Variationen für den einschlägigen. Fachmann im Lichte der vorstehenden Beschreibung auf der Hand liegen werden. Es ist demgemäß beabsichtigt, daß alle diese Alternativen, Modifikationen und Variationen in den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

1. Berührungslose Stromeinprägungsvorrichtung zur Verwendung bei dem Testen der funktionalen Unversehrtheit eines elektronischen Bauelements in linearen, bipolaren Schaltungen, wobei die Vorrichtung umfaßt:

eine Einrichtung (14) zum Beleuchten der elektronischen Schaltung (30) mit optischer Energie, wobei die Beleuchtungseinrichtung einen vorbestimmten Ort (2ä) der elektronischen Schaltung (30) beleuchtet; und

eine Einrichtung (40, 50-60) zum Erzeugen eines Steuersignals (V&sub1;), wobei die Beleuchtungseinrichtung (14) auf das Steuersignal anspricht, um den vorbestimmten Ort (28) mit einer vorbestimmten Menge an optischer Energie zu beleuchten, wobei das Steuersignal die vorbestimmte Menge der optischen Energie angibt; gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung (32) zum Überwachen eines Endeffekts, der in der elektronischen Schaltung erzeugt wird, und zum Liefern eines Istsignals (42), das diesen angibt; und

eine Einrichtung (48) zum Vergleichen des Istsignals (42) mit einem Sollsignal (44), das einen Sollendeffekt angibt, der in der elektronischen Schaltung (30) erzeugt wird, und zum Liefern eines Differenzsignals, das eine Differenz zwischen denselben angibt, wobei die Einrichtung zum Erzeugen eines Steuersignals (V&sub1;) auf das Differenzsignal anspricht (50).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter mit einer linearen Schleifeneinrichtung (22-24) zum Messen (22) einer Istmenge an optischer Energie, die durch die Beleuchtungseinrichtung (14) geliefert wird, und zum Vergleichen der Istmenge an optischer Energie mit der vorbestimmten Menge an optischer Energie, die durch das Steuersignal angegeben wird, und zum Einstellen des Steuersignals auf der Basis einer Differenz zwischen denselben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Beleuchtungseinrichtung (14) eine Beleuchtungsquelle hoher Intensität aufweist zum Emittieren von Photonen und eine Einrichtung (18, 20), die eine Öffnung (16) bildet, durch die die Photonen von dem Beleuchtungsquellenweg aus emittiert werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die die Blende bildende Einrichtung (18, 20) ein erstes Paar Messerschneiden (16) aufweist, die sich längs einer ersten Achse bewegen, und ein zweites Paar Messerschneiden (20), die sich längs einer zweiten Achse bewegen, welche im wesentlichen quer zu der ersten Achse angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die lineare Schleifeneinrichtung weiter einen Treiber (23) aufweist zum Speisen der Beleuchtungsquelle (14) und eine Integratoreinrichtung (24) zum Steuern des Treibers (23).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (40, 50- 60) zum Erzeugen des Steuersignals (V&sub1;) eine erste Stromsteuereinrichtung (40) aufweist zum Erzeugen eines ersten Stromsteuersignals und eine Steuerschleifeneinrichtung (50-60) zum Erzeugen des. Steuersignals als eine Funktion des ersten Stromsteuersignals.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Steuerschleifeneinrichtung einen Analog/Digital-Wandler (54) aufweist zum Umwandeln des ersten Stromsteuersignals in ein entsprechendes digitales erstes Stromsteuersignal, eine Speichervorrichtung (56) zum Speichern des digitalen ersten Stromsteuersignals, eine Steuerlogikeinrichtung (58) zum Leiten einer Betriebssequenz der Steuerschleifeneinrichtung und einen Digital/Analog-Wandler (52) zum Umwandeln des gespeicherten digitalen ersten Stromsteuersignals in das Steuersignal (V&sub1;).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Steuerschleifeneinrichtung (50-60) weiter eine Einrichtung (60) aufweist zum Umschalten der Vorrichtung zwischen einer Eichbetriebsart und einer Einprägungsbetriebsart.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, weiter mit einer Einrichtung (41) zum Verknüpfen eines Wechselstromsignals als einem zweiten Stromsteuersignal mit dem ersten Stromsteuersignal.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6,. weiter mit einer Übertragungswirkleitwertverstärkereinrichtung (38) zum Umwandeln des ersten Stromsteuersignals in das Sollsignal (44).

11. Verfahren zum Testen von elektronischen Bauelementen in linearen, bipolaren Schaltungen unter Verwendung einer berührungslosen Stromeinprägungsvorrichtung mit einer Einrichtung (14) zum Emittieren von Photonen zum Induzieren eines Stroms in einem elektrischen Bauelement der linearen, bipolaren Schaltung, wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch Eichen der Einprägungsvorrichtung durch Bereitstellen einer Testmatrix (30), die eine Serie vön Eichorten mit einem Ziel an jedem Ort (28) hat, Anlegen eines Intensitätssteuersignals (V&sub1;) an die Photonenemittiereinrichtung, Beleuchten eines ersten Ziels an einem der Eichorte mit der Photonenemittiereinrichtung und Überwachen eines Endeffekts, der in dem ersten Ziel durch die Beleuchtung erzeugt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, weiter beinhaltend, daß der Überwachungsschritt beinhaltet Vergleichen eines Stroms (44), der in dem ersten Ziel erzeugt wird, mit einem Sollstrorn (44) und Erzeugen eines Fehlersignals; und Ändern des Steuersignals (V&sub1;) aufgrund des Fehlersignals, bis das Fehlersignal null wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, weiter beinhaltend Bereitstellen einer ersten Stromsteuerquelle (20) zum Erzeugen eines Gleichstromsignals, Verändern der Stromsteuerquelle von einer minimalen Einstellung in eine maximale Einstellung und Wiederholen des Eichschrittes für jede Einstellung.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Eichschritt weiter beinhaltet Speichern (5-6) van Information über jede Einstellung der ersten Stromsteuerquelle, das Steuersignal (V&sub1;), das aufgrund jeder Einstellung an. die Photonenemittiereinrichtung (14) angelegt wird, und den Endeffekt, der in dem Ziel aufgrund jeder Einstellung erzeugt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, weiter beinhaltend Liefern eines Wechselstromsignals zusätzlich zu dem Gleichstromsignal, das durch die erste Stromsteuerquelle (40) erzeugt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 11, weiter beinhaltend Einprägen eines Stroms in ein zu testendes elektronisches Bauelement, wobei der Einprägungsschritt beinhaltet Positionieren der Einrichtung zum Emittieren von Photonen über einem Einprägungsort der zu testenden Schaltung, Einstellen einer Blende, die der Photonenemittiereinrichtung zugeordnet ist, um wenigstens einen gewünschten Kollektor-Basis-Zonenübergang an dem Einprägungsort zu umschließen, Einstellen einer ersten Stromquelle, bis ein gewünschter Stromanstieg an einem ersten Meßinstrument (42) angezeigt wird, Auslesen eines gespeicherten Wertes für die Position der ersten Stromquelle aus einer Speichervorrichtung (56) und Liefern eines Beleuchtungssteuersignals (V&sub1;), das einen gewünschten Endeffekt an dem Einprägungsort erzeugen wird.