KR100231649B1 - 커패시터 충전회로를 갖는 검사용 기판 및 이를이용한 집적회로 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 검사할 소자에 공급되는 바이어스를 빨리 안정화시켜 전체 검사시간을 단축시킬 수 있는 검사용 기판 및 검사방법에 관한 것으로서, 검사용 기판은 검사할 집적회로 소자의 특정 입력단자와 연결되는 커패시터와, 상기 특정 입력단자와 커패시터 사이에 스위치를 통해 연결되는 커패시터 충전회로를 구비한다. 본 발명에 따른 검사방법은 검사할 집적회로 소자에 바이어스 전압을 인가하기 위한 응용회로와, 상기 집적회로 소자와 접지단자 사이에 연결되는 커패시터 및 상기 커패시터를 충전시키기 위한 커패시터 충전회로가 형성되어 있는 검사용 기판을 검사장치에 장착하는 단계와, 상기 검사용 기판에 상기 집적회로 소자를 실장하는 단계와, 상기 커패시터 충전회로를 구동하여 상기 커패시터를 충전하는 단계 및 검사항목에 따라 상기 집적회로 소자를 검사하는 단계를 구비하고 있다.

Description

커패시터 충전회로를 갖는 검사용 기판 및 이를 이용한 집적회로 검사 방법 {A test board having a capacitor charging circuit and a test method using the test board}

본 발명은 반도체 집적회로 소자의 검사에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 검사시간을 단축하기 위한 커패시터 충전회로를 갖는 검사용 기판 및 이를 이용한 집적회로 검사방법에 관한 것이다.

일반적으로 집적회로 소자는 회로설계, 웨이퍼 제조공정, 조립공정을 거쳐 완성된다. 완성된 소자는 소비자에게 공급되기 전에 애초 회로설계 단계에서 의도했던 전기적 특성과 소비자가 원하는 수준의 품질을 갖고 있는지 확인하기 위한 여러 가지 검사공정을 거쳐야 한다. 그러므로 집적회로 소자를 대량으로 생산하는 업체에서는 검사공정에 소요되는 시간을 얼마나 단축시키느냐가 생산성 향상의 중요한 요인이 될 수 있다.

한편, 집적회로 소자 중에서 선형 (linear) 소자는 디지털 소자와는 달리 소자의 전기적 특성을 검사할 때 소자가 실제 동작하는 환경에 맞도록 바이어스 전압을 인가하고 적절한 수동소자, 예컨대 저항이나 커패시터를 소자의 핀에 연결한 상태에서 검사를 하여야 한다. 따라서, 소자의 특정 단자에 공급되는 바이어스가 안정된 상태가 되려면 일정 시간동안 기다려야 하며, 따라서 검사시간도 길어지게 된다.

종래기술에 따른 선형소자의 전기적 특성 검사를 도1을 참조로 설명한다. 여기에 예시한 선형소자(10)는 연산 증폭기(Operational Amplifier)를 주요 구성으로 하여 동작하는 소자이다. 먼저, 양의 전원 단자(1)에는 Vcc (예컨대, +5V)를 인가하고, 음의 입력단자(3)에는 커패시터(C)를 통해 접지전원을 연결하며, 소자의 음의 전원 단자(4)에는 접지전원을 연결한 다음 소자의 전기적 특성, 예컨대 DC/AC 전류를 측정한다. Vcc와 접지전원 및 커패시터는 검사할 소자가 장착되는 검사용 기판(도시 아니함)에 형성되어 있다. 입력전압 Vi는 검사기(tester; 도시 아니함)에서 공급되며 검사용 기판에 형성되어 있는 전도성 배선에 의해 소자(10)의 양의 입력단자(2)와 연결된다. 출력단자(5)에 나타나는 출력전압 Vo은 검사용 기판에 형성되어 있는 전도성 배선을 통해 검사기에 의해 그 값이 측정된다. 출력전압 Vo을 측정하면 소자(10)의 전기적 특성을 알 수 있다.

그런데, 소자(10)의 전류를 측정하려면, 커패시터 Ci가 충전되고 이 충전된 전압이 음의 입력단자(3)에 걸린 다음 입력전압 Vi을 인가하여 전류를 측정하여야 한다. 한편, 커패시터 Ci의 충전시간은 아래의 식 (1) 및 (2)에 의해, T = CV/I (식 (3))으로 주어진다.

Q = CV (1)

Q = IT (2)

(여기서, Q는 커패시터에 저장된 전하량, C는 커패시터의 정전용량, V는 커패시터 양단에 걸린 전압, I는 커패시터를 통해 흐르는 전류, T는 충전시간)

그런데, 검사할 소자가 파워 앰프나 이퀄라이저 앰프 등과 같은 고전력 소자인 경우 측정하고자 하는 전류가 0.5A나 1A 이상으로 매우 크고, 이러한 소자에 연결되는 커패시터 Ci의 용량 C도 큰 값을 갖는다. 그런데, 식(3)에서 알 수 있는 바와 같이 충전시간 T는 커패시터의 정전용량 C에 비례하므로, 커패시터를 충전하는 데에 소요되는 시간만큼 검사시간이 길어지게 된다.

본 발명의 목적은 검사하고자 하는 소자에 인가되는 바이어스가 빨리 안정되도록 하여 검사시간을 단축하는 것이다.

본 발명은 검사시간을 단축하기 위한 커패시터 충전회로를 갖는 검사용 기판 및 이를 이용한 집적회로 검사방법을 제공하는 것이다.

도1은 종래 기술에 따른 집적회로 소자의 검사방법을 설명하기 위한 개략 회로도,

도2는 본 발명에 따른 커패시터 충전회로의 회로도,

도3은 본 발명에 따른 커패시터 충전회로를 이용한 집적회로 소자의 검사방법을 설명하기 위한 개략 회로도,

도4는 본 발명에 따른 커패시터 충전회로를 갖는 검사용 기판을 사용한 집적회로 소자의 검사방법을 설명하기 위한 개략도이다.

＜도면의 주요 부호에 대한 설명＞

1; 양의 전원단자 2; 양의 입력단자

3; 음의 입력단자 4; 음의 전원단자

5; 출력단자 10; 집적회로 소자

20; 커패시터 충전회로 22; 연산 증폭기

24; 입력단자 26; 출력단자

30; 소켓 40; 검사용 기판

42; 기판단자 44; 전도성 배선

50; 연결구 52; 케이블

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 검사용 기판은 검사할 집적회로 소자의 특정 입력단자와 연결되는 커패시터와, 상기 특정 입력단자와 커패시터 사이에 스위치를 통해 연결되는 커패시터 충전회로를 구비하고 있다. 커패시터 충전회로는 음의 입력단자와 양의 입력단자 및 출력단자를 갖는 연산 증폭기와, 회로 입력단자와 상기 양의 입력단자 사이에서 접지와 연결되는 제1 저항, 상기 출력단자와 연결되는 제2 저항, 상기 음의 입력단자와 제2 저항 사이에 연결되는 제3 저항 및 상기 제2 저항과 회로 출력단자와 연결되는 제4 저항을 구비하고 있다. 스위치의 개폐는 검사기에 의해 제어된다.

본 발명에 따른 집적회로소자 검사방법은 집적회로 소자에 바이어스 전압을 인가하기 위한 응용회로와, 상기 집적회로 소자와 접지단자 사이에 연결되는 커패시터 및 상기 커패시터를 충전시키기 위한 커패시터 충전회로가 형성되어 있는 검사용 기판을 검사장치에 장착하는 단계와, 상기 검사용 기판에 상기 집적회로 소자를 실장하는 단계와, 상기 커패시터 충전회로를 구동하여 상기 커패시터를 충전하는 단계 및 검사항목에 따라 상기 집적회로 소자를 검사하는 단계를 포함하고 있다.

도2는 본 발명에 따른 커패시터 충전회로의 일례를 보여주는 회로도이다. 도2에 도시한 커패시터 충전회로(20)는 연산 증폭기(22)의 임피던스 변환기능(버퍼기능)을 이용한 회로이다. 연산 증폭기(22)의 양의 입력에는 입력단자(24)가 연결되어 있고 또한 저항 R1이 양의 입력과 접지사이에 연결되어 있다. 연산 증폭기(22)의 음의 입력은 저항 R2, R3을 통해 연산 증폭기의 출력과 연결되어 있다. 연산 증폭기(22)에 공급되는 양의 전원은 Vcc, 음의 전원은 V_EE로 표시되어 있다. 연산 증폭기(22)의 출력은 또한 저항 R3, R4를 통해 출력단자(26)와 연결되어 있다. 저항 R2와 R4는 같은 저항값을 가질 수 있다. 이러한 커패시터 충전회로(20)는 출력단자(26)를 통해 전류를 구동시키는 역할을 한다.

도3은 본 발명에 따른 커패시터 충전회로를 사용하여 집적회로 소자를 검사하는 검사방법을 설명하기 위한 개략 회로도이다. 앞서 설명한 것처럼, 검사하고자 하는 소자(10)는 검사기(도시 아니함)에서 공급되는 입력전압 Vi과 연결되는 양의 입력단자(2)와 출력전압 Vo가 걸리는 출력단자(5)를 구비하고 있다. 소자(10)의 양의 전원단자(1)에는 양의 전원 전압 Vcc가 인가되고 접지단자(4)에는 음의 전원, 예컨대 접지전원이 연결된다. 소자(10)의 음의 입력단자(3)는 커패시터 Ci를 통해 접지와 연결되는데, 음의 입력단자(3)와 커패시터 Ci 사이에는 본 발명에 따른 커패시터 충전회로(20)가 2개의 스위치 S1, S2에 의해 병렬로 연결되어 있다.

제1 스위치 S1은 제1 고정단자(21), 제1 전환단자(27a), 제2 전환단자(27b)를 포함하며, 제2 스위치 S2는 제2 고정단자(23), 제3 전환단자(28a), 제4 전환단자(28b)를 포함한다. 제1 스위치 S1의 제1 고정단자(21)는 소자(10)의 음의 입력단자(3)와 연결되며, 제1 전환단자(27a)는 커패시터 충전회로(20)의 입력단자(24)와 연결된다. 제2 스위치 S2의 제2 고정단자(23)는 커패시터 Ci와 연결되며, 제3 전환단자(28a)는 커패시터 충전회로(20)의 출력단자(26)와 연결된다. 제1 스위치 S1의 제2 전환단자(27b)와 제2 스위치 S2의 제4 전환단자(28b)는 서로 연결된다. 스위치 S1과 S2는 두가지 접속 상태를 가지며, 스위치의 제어는 검사기에 의해 동시에 이루어진다.

스위치 S1, S2의 접속 상태를 제1 상태와 제2 상태로 구분하여 설명하겠다. 제1 상태에서 커패시터 충전회로(20)는 스위치 S1, S2를 통하여 소자(10)의 음의 입력단자(3)와 커패시터 Ci에 연결된다. 즉, 제1 스위치 S1의 제1 고정단자(21)가 제1 전환단자(27a)와 연결되고, 제2 스위치 S2의 제2 고정단자(23)가 제3 전환단자(28a)와 연결된다. 수 밀리초동안 지속되는 제1 상태에서, 커패시터 Ci는 커패시터 충전회로(20)의 출력단자(26)를 통해 구동되는 전류에 의해 충전된다.

제2 상태는 소자(10)의 음의 입력단자(3)와 커패시터 Ci가 커패시터 충전회로(20)를 거치지 않고 스위치 S1, S2를 통하여 직접 연결되는 상태이다. 즉, 제1 스위치 S1의 제1 고정단자(21)가 제2 전환단자(27b)와 연결되고, 제2 스위치 S2의 제2 고정단자(23)가 제4 전환단자(28b)와 연결된다. 따라서, 커패시터 Ci에 충전되어 있던 전압이 소자(10)의 음의 입력단자(3)에 걸린다. 이때 소비전류를 측정하면 훨씬 짧은 시간에 집적회로 소자를 검사할 수 있다.

커패시터 Ci를 충전할 때 본 발명과 같은 전류 구동방식을 사용하지 않고, 커패시터 Ci 양단에 높은 전압을 인가하여 짧은 시간에 커패시터를 충전하는 것을 생각할 수도 있다. 그러나, 높은 전압을 사용하게 되면, 항상 일정한 DC 바이어스 전압이 인가되어야 하는 소자에 높은 전계에 의한 손상을 줄 우려가 있으므로 바람직하지 않다.

도4는 본 발명에 따른 커패시터 충전회로를 갖는 검사용 기판을 사용한 집적회로 소자의 검사방법을 설명하기 위한 개략도이다. 검사할 집적회로 소자(10), 예컨대 파워 앰프나 이퀄라이저 앰프와 같은 고전력 선형 소자는 기판(40)의 소켓(30)에 실장된다. 따라서, 소자의 단자는 소켓의 핀과 물리적 접속에 의하여 전기적으로 연결된다. 검사할 소자(10)를 검사용 기판(40)의 소켓(30)에 실장하는 것은 자명한 사항이므로 자세히 설명하지 않는다. 소켓의 핀들은 전도성 배선(44)을 통해 기판 단자(42)와 연결되어 있다. 기판 단자(42)는 접속구(50)와 연결되는데, 접속구(50)는 케이블(52)을 통해 검사기와 연결된다. 따라서, 검사기에서 공급되는 신호, 예컨대 Vcc, Vi, GND는 케이블(52), 기판(40), 소켓(30)을 통해 검사할 소자(10)에 제공되고, 소자에서 나오는 출력신호 Vo는 소켓(30), 기판(40), 케이블(52)을 통해 검사기로 입력된다. 접속구(50)와 케이블(52)은 검사기와 더불어 검사장치를 구성하는 요소들이며, 검사장치에 실장되는 검사용 기판을 검사기에 연결하는 처리기(handler)로서 잘 알려져 있다. 이러한 사항은 본 발명의 이해와 무관하므로 자세한 설명을 생략한다.

기판(40)에는 본 발명에 따른 커패시터 충전회로(20)가 형성되어 있으며, 커패시터 충전회로(20)와 소자(10)와의 연결을 잇고 끊는 스위치 S1, S2가 형성되어 있다. 집적회로 소자(10)의 음의 입력단자(3)와 접지전원 GND 사이에는 스위치 S1, S2 및 커패시터 Ci가 연결되어 있다. 스위치 S1과 S2는 소정의 검사 프로그램에 따라 동작하는 검사기에 의해 제어되는데, 예컨대 스위치와 검사기를 연결하는 제어배선(46)을 통해 스위치에 일정한 양의 전압을 인가하면 스위치가 닫히고, 커패시터 Ci는 커패시터 충전회로(20)와 연결된다. 기판에는 소자가 실제 동작하는 환경에 맞도록 하기 위한 응용회로가 형성되어 있는데, 도면을 간단하게 하기 위하여 이는 도시하지 않는다.

본 발명에 따른 검사용 기판을 사용한 집적회로 검사는 다음과 같이 진행된다. 검사용 기판(40)을 검사장치의 처리기(handler)에 실장하고 접속구(50)를 통해 검사기와 전기적으로 연결한다. 검사용 기판의 소켓(30)에 검사할 소자(10)를 실장하고 소자와 소켓, 기판과 접속구 등 전기적 연결부분이 제대로 되었는지 확인하여 검사할 소자를 셋업한다.

검사기에는 소정의 검사 프로그램이 로딩되고, 이 검사 프로그램에 따라 검사기는 소정의 검사신호를 소자에 인가하고 소자에서 나오는 출력값을 측정하여 검사항목에 따른 소자의 전기적 특성을 점검한다. 각각의 검사항목에 따른 검사를 진행하기 전에, 스위치 S1과 S2를 제어하여 커패시터 Ci를 커패시터 충전회로(20)와 연결시키고 일정 시간동안 대기시간을 주어 커패시터 Ci를 충전시킨다. 스위치 S1과 S2를 제어하여 충전된 커패시터 Ci가 검사할 소자(10)의 입력단자(3)에 연결되게 하여 소자에 안정된 DC 바이어스 전압을 공급한다.

검사항목은 DC 검사항목과 AC 검사항목으로 나누어지는데, DC 검사항목은 소자의 최소, 정상, 최대 동작전압을 측정하는 항목, 소자의 각 핀에 걸리는 직류 전압을 측정하는 항목, 누설전류를 측정하는 항목, 개방/단락 불량(open/short)을 점검하는 항목 등이 있다. 누설전류를 측정하는 항목과 개방/단락 불량을 점검하는 항목을 진행할 때에는 커패시터 Ci를 충전시킬 필요가 없다.

AC 검사항목으로는 예컨대, 증폭 이득측정, 이득의 균형성 확인, 출력 왜곡측정, 누화(crosstalk) 측정, 출력전력측정, 내부 잡음측정 등이 있는데, 이러한 AC 검사항목을 진행하기 전에는 커패시터 Ci를 커패시터 충전회로(20)를 사용하여 충전시킨 다음 검사를 진행한다.

각각의 검사항목을 진행하기 전에 일정 시간동안 대기시간을 주어 커패시터를 충전하는 단계가 선행되지만, 이러한 대기시간은 입력단자에 가해지는 바이어스가 전원 Vcc에 의해서만 안정화되는 데에 걸리는 시간에 비하여 훨씬 짧기 때문에 전체적으로 검사시간을 단축할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른면, 검사할 소자에 공급되는 입력 바이어스가 빠른 시간에 안정화되기 때문에 검사시간을 단축할 수 있다.

Claims (5)

1. 검사할 고전력 선형 소자가 장착되어 전기적으로 연결되는 소켓과, 상기 소켓에 전기적으로 연결되는 전도성 배선과, 상기 전도성 배선에 전기적으로 연결되며 케이블을 통해 검사기와 전기적으로 연결되는 기판단자를 포함하는 검사용 기판에 있어서,

   회로 입력단자가 연결되는 양의 입력단자와, 음의 입력단자와, 회로 출력단자에 연결되는 출력을 갖는 연산 증폭기와; 상기 회로 입력단자와 상기 양의 입력단자 사이에서 접지와 연결되는 제1 저항과; 상기 연산 증폭기의 출력과 연결되는 제3 저항과; 상기 음의 입력단자와 상기 제3 저항 사이에 연결되는 제2 저항과; 상기 제3 저항과 상기 회로 출력단자 사이에 연결되는 제4 저항을 포함하는 커패시터 충전회로를 포함하며,

   상기 고전력 선형 소자의 특정 입력단자에 연결된 제1 스위치와, 커패시터에 연결된 제2 스위치를 포함하며,

   제1 상태에서 상기 제1 스위치에 의하여 상기 고전력 선형 소자의 특정 입력단자와 상기 커패시터 충전회로의 회로 입력단자가 연결되고, 상기 제2 스위치에 의하여 상기 커패시터와 상기 커패시터 충전회로의 회로 출력단자가 연결되어, 상기 회로 출력단자를 통해 구동되는 전류에 의하여 상기 커패시터가 충전되며,

   제2 상태에서 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치에 의하여 상기 고전력 선형 소자의 특정 입력단자와 상기 커패시터가 연결되고, 상기 커패시터에 충전되어 있던 전압이 상기 특정 입력단자에 걸리는 것을 특징으로 하는 검사용 기판.
2. 제1 항에 있어서, 상기 제4 저항과 상기 제2 저항은 같은 저항값을 갖는 것을 특징으로 하는 검사용 기판.
3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 스위치는 제1 고정단자와 제1 전환단자와 제2 전환단자를 포함하고, 상기 제2 스위치는 제2 고정단자와 제3 전환단자와 제4 전환단자를 포함하며, 상기 제1 스위치의 제1 고정단자는 상기 고전력 선형 소자의 특정 입력단자에 연결되고 상기 제1 전환단자는 상기 커패시터 충전회로의 회로 입력단자에 연결되며, 상기 제2 스위치의 제2 고정단자는 상기 커패시터에 연결되고 상기 제3 전환단자는 상기 커패시터 충전회로의 회로 출력단자에 연결되며, 상기 제2 전환단자와 상기 제4 전환단자가 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 검사용 기판.
4. 제3 항에 있어서, 상기 제1 상태에서 상기 제1 스위치의 제1 고정단자는 상기 제1 전환단자와 연결되고 상기 제2 스위치의 제2 고정단자는 상기 제3 전환단자와 연결되며, 상기 제2 상태에서 상기 제1 스위치의 제1 고정단자는 상기 제2 전환단자와 연결되고 상기 제2 스위치의 제2 고정단자는 상기 제4 전환단자와 연결되며, 상기 제1 상태와 제2 상태의 전환은 상기 검사기에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 검사용 기판.
5. 제1 항에 있어서, 상기 제1 스위치와 상기 제2 스위치는 릴레이인 것을 특징으로 하는 검사용 기판.

Images