JP4120880B2 - 半導体試験装置のテストヘッド - Google Patents

Description

本発明は、液晶駆動ドライバ等の半導体を被試験対象とするピンエレクトロニクスを備えた半導体試験装置のテストヘッドに関し、詳しくは、差動ドライバを付け外しすることなくピンエレクトロニクスを有効に使用して、被試験対象が差動入力形か非差動入力形かには関係なく、被試験対象の試験が行なえる半導体試験装置のテストヘッドに関するものである。

一般に、半導体試験装置は、被試験対象（以下ＤＵＴともいう）であるＩＣ、ＬＳＩ等に試験信号を与えることにより得られるＤＵＴの出力と予め設定されている期待値とを比較し、ＤＵＴの良否の判定を行なうように構成されている。このような半導体試験装置に関連する先行技術文献には次のようなものがある。

特開２０００−２９２５００号公報

近年、ノートパソコン等の大型液晶ディスプレイを駆動するための多階調電圧を出力する液晶駆動ドライバとして、小振幅の差動信号が用いられるようになってきた。このような小振幅の差動信号を用いる液晶駆動ドライバを試験する従来の半導体試験装置について説明する。

図３の半導体試験装置は２つのピンエレクトロニクス部２，３を用い、図４の半導体試験装置は１つのピンエレクトロニクス部２と外付けの差動ドライバ５を用いている。なお、図３におけるピンエレクトロニクス部２，３および図４におけるピンエレクトロニクス部２は、設定に応じてＤＵＴ１に対する試験信号出力系統としても、ＤＵＴ１の出力信号に対する測定系統としても機能する汎用性を有するものであり、図３および図４の例ではＤＵＴ１に対する試験信号出力系統として機能するように設定されている。

図３の構成について説明する。ＤＵＴ１は差動入力形の液晶駆動ドライバであり、差動入力の対となるピン１０ａ，１０ｂを有している。

２つのピンエレクトロニクス部２，３は、直流測定ユニット４とともに半導体試験装置のテストヘッド内に設けられている。

ピンエレクトロニクス部２において、アクティブロード２１の出力端子とドライバ２２の出力端子とコンパレータ２３の各一方の入力端子は、スイッチ２４の可動接点ａとスイッチ２５の固定接点ｂに共通に接続されている。スイッチ２４の固定接点ｂはＤＵＴ１のピン１０ａに接続されている。スイッチ２５の可動接点ａは直流測定ユニット４の出力端子に接続されている。

アクティブロード２１は、ＤＵＴ１に対して定電流負荷を与える。ドライバ２２には、図示しない信号処理部から試験信号が入力される。

コンパレータ２３は、ピンエレクトロニクス部２がＤＵＴ１の出力信号に対する測定系統として機能するように設定されている場合には、ＤＵＴ１からの入力電圧とハイレベル電圧およびロウレベル電圧とを比較し、比較結果を出力する。

直流測定ユニット４は、ＤＵＴ１の直流特性の測定をする。

ピンエレクトロニクス部３において、アクティブロード３１の出力端子とドライバ３２の出力端子とコンパレータ３３の各一方の入力端子は、スイッチ３４の可動接点ａとスイッチ３５の可動接点ａに共通に接続されている。スイッチ３４の固定接点ｂはＤＵＴ１のピン１０ｂに接続されている。スイッチ３５の固定接点ｂは直流測定ユニット４の出力端子に接続されている。

アクティブロード３１は、ＤＵＴ１に対して定電流負荷を与える。ドライバ３２には、図示しない信号処理部から試験パターンが入力される。

コンパレータ３３は、ピンエレクトロニクス部３がＤＵＴ１の出力信号に対する測定系統として機能するように設定されている場合には、ＤＵＴ１からの入力電圧とハイレベル電圧およびロウレベル電圧とを比較し、比較結果を出力する。

このような半導体試験装置において、ＤＵＴ１に差動信号を与えるのにあたっては、スイッチ２４，３４をオンにするとともに、図示しない信号発生部からドライバ２２，３２に差動信号を入力する。つまり、他方のドライバ３２には、一方のドライバ２２に入力される信号を反転した信号が入力される。ドライバ２２，３２は、それぞれスイッチ２４，３４を介して、ＤＵＴ１のピン１０ａ，１０ｂに、差動信号を出力する。

ＤＵＴ１は、このような差動信号に対応して多階調電圧を出力する。このＤＵＴ１の多階調電圧は、ＤＵＴ１の出力信号に対する測定系統として機能するように設定されているピンエレクトロニクス部２，３と同一構成の図示しないピンエレクトロニクス部のコンパレータに入力される。コンパレータは、ハイレベル電圧、ロウレベル電圧と比較し、比較結果を図示しない判定部に出力する。判定部はこの比較結果と期待値とを比較し、良否の判定を行う。

次に、図４の構成について説明する。ここで、図３と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。
図４において、外付け差動ドライバ回路５はテストヘッドの上部に設けられるものであり、差動ドライバ５１と、スイッチ５２、５３とで構成されている。

差動ドライバ５１は、アンプ５１ａと反転アンプ５１ｂからなり、これらアンプ５１ａと反転アンプ５１ｂの入力端子はスイッチ２４の固定接点ｂに共通に接続されている。アンプ５１ａの出力端子はスイッチ５２を介してＤＵＴ１のピン１０ａに接続され、反転アンプ５１ｂの出力端子はスイッチ５３を介してＤＵＴ１のピン１０ｂに接続されている。

このような図４の半導体試験装置の動作について説明する。
差動信号をＤＵＴ１に与える場合、スイッチ２４，５２，５３をオンにする。これにより、図示しない信号発生部からドライバ２２に入力される試験信号は、スイッチ２４を介して外付け差動ドライバ回路５に入力される。

差動ドライバ５１のアンプ５１ａはドライバ２２からの信号をスイッチ５２を介してＤＵＴ１のピン１０ａに出力し、反転アンプ５１ｂはドライバ２２からの信号を反転させスイッチ５３を介してＤＵＴ１のピン１０ｂに出力する。この結果、ＤＵＴ１のピン１０ａ，１０ｂには、差動信号が入力される。

ＤＵＴ１は、このような差動信号に対応して多階調電圧を出力する。このＤＵＴ１の多階調電圧は、ＤＵＴ１の出力信号に対する測定系統として機能するように設定されているピンエレクトロニクス部２と同一構成の図示しないピンエレクトロニクス部のコンパレータに入力される。コンパレータは、ハイレベル電圧、ロウレベル電圧と比較し、比較結果を図示しない判定部に出力する。判定部はこの比較結果と期待値とを比較し、良否の判定を行う。

ところで、半導体試験装置のテストヘッドは、プローバやハンドラに接続するために、その大きさが制限される。これにより、少なくともドライバとコンパレータを有しテストヘッドに設置されるピンエレクトロニクスの数も制限されることになる。

したがって、図３に示す装置のように、ＤＵＴ１に対する差動信号出力系統として２つのピンエレクトロニクスを用いると、ＤＵＴ１の出力信号に対する測定系統として用いることができるピンエレクトロニクスの数が減少してしまう。この結果、ピン数が増加している近年の液晶駆動ドライバの試験が効率よく行えなくなったり、同時に並行して複数の液晶駆動ドライバの試験を行なうことが困難になる恐れがある。

一方、図４に示す装置では、各ピンエレクトロニクス２に外付け差動ドライバ回路５を接続して液晶駆動ドライバに差動信号を出力するように構成しているので、図３のようにピンエレクトロニクスの数が減少することはない。

しかし、半導体試験装置が被試験対象とする液晶駆動ドライバは、上述のような差動入力形のみに限るものではなく、携帯電話等に用いられている差動信号を用いない液晶駆動ドライバの場合もある。

従って、図４に示す装置で差動信号を用いない液晶駆動ドライバの試験を行なうためには、外付け差動ドライバ５の取り外し作業をしなければならないという問題があった。

本発明は、これらの問題点に着目したものであり、差動ドライバを付け外しすることなくピンエレクトロニクスを有効に使用でき、被試験対象が差動入力形か非差動入力形かには関係なく、被試験対象の試験が行なえる半導体試験装置のテストヘッドを実現することを目的とする。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
少なくともドライバとコンパレータを有するピンエレクトロニクスが多数搭載され、ピンエレクトロニクスのドライバの出力に基づいて被試験対象の試験を行なう半導体試験装置のテストヘッドにおいて、
前記ドライバの出力に基づいて差動信号を生成して前記被試験対象に出力する差動ドライバ部と、
前記ピンエレクトロニクスのドライバの出力を前記被試験対象または前記差動ドライバ部に選択的に供給する切換スイッチとを備え、
前記切換スイッチは、前記ピンエレクトロニクスのドライバの出力を、
前記被試験対象が非差動入力形の場合は直接被試験対象に与え、
被試験対象が差動入力形の場合は前記差動ドライバ部を介して前記試験対象に与えることを特徴とする半導体試験装置のテストヘッド。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の半導体試験装置において、差動ドライバ部が、並列に２以上設けられたことを特徴とする。

また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、被試験対象は、多階調電圧を出力する液晶駆動ドライバであること特徴とする。

本発明によれば次のような効果がある。
請求項１記載の発明では、スイッチによりピンエレクトロニクスと差動ドライバ部とを切り替えることができるので、差動ドライバを付け外しすることなくピンエレクトロニクスを有効に使用でき、被試験対象が差動入力形か非差動入力形かには関係なく、被試験対象の試験が行なえる。

また、請求項２記載の発明では、差動ドライバ部を並列に設けたので、１つのピンエレクトロニクス部で２系統の差動信号を出力できてＤＵＴの並列試験が行なえ、ピンエレクトロニクス部を有効に使用できる。

以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１は本発明の一実施例の構成を示したブロック図である。ここで、図３と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。

図１において、ＤＵＴ１１は非差動入力形である。スイッチ２６は図３のスイッチ２４の代わりに設けられたものであり、可動接点ａはアクティブロード２１の出力端子とドライバ２２の出力端子とコンパレータ２３の入力端子とスイッチ２５の固定接点ａに共通に接続されている。また、スイッチ２６の一方の固定接点ｂはＤＵＴ１１の所定の入力端子に接続され、他方の固定接点ｃはテストヘッド内に設けられた差動ドライバ部６の差動ドライバ６１を構成するアンプ６１ａと反転アンプ６１ｂの入力端子に共通に接続されている。

差動ドライバ６１のアンプ６１ａの出力端子はスイッチ６２を介してＤＵＴ１のピン１０ａに接続され、反転アンプ６１ｂの出力端子はスイッチ６３を介してＤＵＴ１のピン１０ｂに接続されている。

図１に示す半導体試験装置の動作を説明する。
非差動入力形のＤＵＴ１１を試験する場合には、まず、スイッチ２６の可動接点ａを固定接点ｂに切り替えてＤＵＴ１１とピンエレクトロニクス部２を電気的に接続する。

図示しない信号発生部からドライバ２２に入力される試験信号は、スイッチ２６を介してＤＵＴ１１に出力される。ＤＵＴ１１は、入力信号に応じた信号を出力する。このＤＵＴ１の出力信号は、ＤＵＴ１の出力信号に対する測定系統として機能するように設定されているピンエレクトロニクス部２と同一構成の図示しないピンエレクトロニクス部のコンパレータに入力される。コンパレータは、ハイレベル電圧、ロウレベル電圧と比較し、比較結果を図示しない判定部に出力する。判定部はこの比較結果と期待値とを比較し、良否の判定を行う。

一方、差動入力形のＤＵＴ１を試験する場合には、スイッチ２６の可動接点ａを固定接点ｃに切り替え、ピンエレクトロニクス部２と差動ドライバ部６を電気的に接続する。そして、差動ドライバ部６のスイッチ６２，６３をオンとする。

図示しない信号発生部からドライバ２２に入力される試験信号は、スイッチ２６を介して、差動ドライバ部６に入力される。

差動ドライバ６１のアンプ６１ａはドライバ２２からの信号をスイッチ６２を介してＤＵＴ１のピン１０ａに出力し、反転アンプ６１ｂはドライバ２２からの信号を反転させスイッチ６３を介してＤＵＴ１のピン１０ｂに出力する。この結果、ＤＵＴ１のピン１０ａ，１０ｂには、差動信号が入力される。

ＤＵＴ１は、このような差動信号に対応して多階調電圧を出力する。このＤＵＴ１の多階調電圧は、ＤＵＴ１の出力信号に対する測定系統として機能するように設定されているピンエレクトロニクス部２と同一構成の図示しないピンエレクトロニクス部のコンパレータに入力される。コンパレータは、ハイレベル電圧、ロウレベル電圧と比較し、比較結果を図示しない判定部に出力する。判定部はこの比較結果と期待値とを比較し、良否の判定を行う。

図１の構成によれば、スイッチ２６により、ピンエレクトロニクス部２とＤＵＴ１１と差動ドライバ部６との接続関係を切り替えることができる。これにより、１つのピンエレクトロニクス部２で差動ドライバ部６の付け外しをすることなくピンエレクトロニクス部２を有効に使用でき、ＤＵＴが差動入力形か非差動入力形かには関係なくＤＵＴの試験を行なうことができる。

なお、テストヘッドに複数の差動ドライバ部を設けるようにしてもよい。図２は差動ドライバ部を複数設けた本発明の他の実施例図である。ここで、図１と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。

図２において、ＤＵＴ１ａ、ＤＵＴ１ｂは、ＤＵＴ１と同様な差動入力形である。差動ドライバ部６ａ、６ｂは、図１の差動ドライバ６の代わりに並列にテストヘッド内に設けられている。なお、差動ドライバ部６ａ、６ｂの内部構成は差動ドライバ部６と同一なので、それらの説明を省略する。

差動ドライバ部６ａ、６ｂにはピンエレクトロニクス部２から信号が入力されて差動信号が生成され、これら差動信号はそれぞれ対応したＤＵＴ１ａ、１ｂに出力される。ＤＣ測定ユニット７ａ，７ｂは差動ドライバ部６ａ，６ｂごとに設けられ、それぞれ対応したＤＵＴ１ａ、１ｂの直流特性測定を行う。スイッチ８ａ，８ｂは、それぞれの可動接点ａがＤＣ測定ユニット７ａ，７ｂの出力端子に接続され、固定接点ｂがスイッチ６２，６３の可動接点ａに接続されている。

図２の動作について説明する。非差動入力形のＤＵＴ１１を試験する場合には、まず、スイッチ２６の可動接点ａを固定接点ｂに切り替えてＤＵＴ１１とピンエレクトロニクス部２を電気的に接続する。その後の動作（電気信号の流れ）は図１と同様なので説明を省略する。

これに対し、差動入力形のＤＵＴ１ａ，１ｂを試験する場合には、スイッチ２６の可動接点ａを固定接点ｃに切り替え、ピンエレクトロニクス部２と差動ドライバ部６ａ，６ｂを電気的に接続する。そして、差動ドライバ部６ａ，６ｂのスイッチ６２，６３をオンとし、差動ドライバ部６ａ，６ｂとＤＵＴ１ａ、１ｂとを電気的に接続する。

この状態で、図示しない信号発生部からドライバ２２に入力された試験信号がスイッチ２６を介して差動ドライバ部６ａ，６ｂに入力され、各差動ドライバ部６ａ，６ｂはそれぞれ差動信号を生成して対応するＤＵＴ１ａ、１ｂに出力する。これにより、前述のようなＤＵＴ１ａ、１ｂの試験が行われる。

このように差動ドライバ部６ａ、６ｂを並列に設けることにより、１つのピンエレクトロニクス部２で２つの差動信号を同時に出力することができ、ＤＵＴ１ａ、１ｂの並列試験が行なえ、ピンエレクトロニクス部２を有効に使用することができる。

次に、ＤＵＴ１ａ、１ｂの直流特性測定について説明する。スイッチ８ａ，８ｂをオンとし、直流測定ユニット７ａ，７ｂを差動ドライバ６ａ、６ｂの出力端子に電気的に接続する。そして、直流測定ユニット７ａ，７ｂから、それぞれスイッチ８ａ、８ｂとスイッチ６２，６３を介して電圧もしくは電流をＤＵＴ１ａ，１ｂの所定の端子に印加する。直流測定ユニット７ａ，７ｂは、その時の電流もしくは電圧の測定値を検出し、各ＤＵＴ１ａ、１ｂの直流特性の良否判断をする。

少なくともドライバ２２とコンパレータ２３が実装されるピンエレクトロニクスは、前述のように半導体試験装置のテストヘッド内に多数搭載されるものである。また、これらピンエレクトロニクスは、ドライバ２２とコンパレータ２３の組み合わせにより、数々の試験をなし得るものであり、一般にピンエレクトロニクスの数が多いほど多種類にわたるＤＵＴを試験することができ、半導体試験装置の汎用性が高くなる。

本発明に基づく半導体試験装置のテストヘッドでは、従来の構成におけるピンエレクトロニクス部３の代わりに差動ドライバ部６、６ａ、６ｂを追加している。これら差動ドライバ部６、６ａ、６ｂをテストヘッド内部に入れるためには、テストヘッド内に多数存在するピンエレクトロニクスの一部を減らしてこれら差動ドライバ部６、６ａ、６ｂを入れるためのスペースを確保せざるを得ず、一見汎用性が失われるようにも考えられる。つまり、非差動入力形のＤＵＴ、たとえば携帯電話等に用いられる液晶駆動ドライバを試験する場合には、テストヘッド内部に不必要な差動ドライバ部が存在することとなる。

ところが、実際の半導体試験装置におけるテストヘッドでは、ピンエレクトロニクス部２の１つ分の収容スペースに複数個の差動ドライバ部６、６ａ、６ｂを収容することが可能である。その結果、限られたスペースのテストヘッドを有効活用でき、ＤＵＴの並列試験も容易となる。すなわち、１つのピンエレクトロニクス部２を収容できないことにより失われる汎用性よりも、ＤＵＴを容易に並列試験できるメリットのほうが大きくなり、ピンエレクトロニクス部２の１つ分の収容スペースをテストヘッド内で失うことが直ちに問題とはならない。

なお、図２の実施例では差動ドライバ部が２つによる構成で説明したが、差動ドライバの数が３個以上であっても差し支えない。

本発明の一実施例の構成を示したブロック図である。 差動ドライバ部を複数設けた本発明の他の実施例を示すブロック図である。 従来の半導体試験装置の構成を示した図である。 従来の他の半導体試験装置の構成を示した図である。

符号の説明

２ ピンエレクトロニクス部
６ 差動ドライバ部
２２ ドライバ
２３ コンパレータ
２６ スイッチ

Claims (3)

1. 少なくともドライバとコンパレータを有するピンエレクトロニクスが多数搭載され、ピンエレクトロニクスのドライバの出力に基づいて被試験対象の試験を行なう半導体試験装置のテストヘッドにおいて、
   前記ドライバの出力に基づいて差動信号を生成して前記被試験対象に出力する差動ドライバ部と、
   前記ピンエレクトロニクスのドライバの出力を前記被試験対象または前記差動ドライバ部に選択的に供給する切換スイッチとを備え、
   前記切換スイッチは、前記ピンエレクトロニクスのドライバの出力を、
   前記被試験対象が非差動入力形の場合は直接被試験対象に与え、
   被試験対象が差動入力形の場合は前記差動ドライバ部を介して前記試験対象に与えることを特徴とする半導体試験装置のテストヘッド。
2. 差動ドライバ部が、並列に２以上設けられたことを特徴とする請求項１記載の半導体試験装置のテストヘッド。
3. 被試験対象は、多階調電圧を出力する液晶駆動ドライバであること特徴とする請求項１又は２記載の半導体試験装置のテストヘッド。

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