DE10109385A1 - Kalibrierungsverfahren und -vorrichtung für Fassungen - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren der Genauigkeit des Timings eines Prüfgeräts während des Prüfens von integrierten Schaltungen. Ein ATE-Prüfgerät misst sich selbst über Referenzblöcke, die die gleichen relevanten Dimensionen wie die zu prüfenden integrierten Schaltungen haben. Die Anzahl der erforderlichen Referenzblöcke ist gleich der Anzahl von Signalanschlüssen an einer zu prüfenden integrierten Schaltung, die Gegenstand einer Kalibrierung des Timings sind. Eine Signalspur verbindet elektrisch einen anderen Signalanschluss mit einem allgemeinen Referenzanschluss an jedem Referenzblock. Jede Signalspur sollte so gut wie möglich sowohl physikalisch als auch elektrisch den weiteren im Satz von Referenzblöcken verwendeten Signalspuren gleichkommen, so dass die zu jeder Spur gehörige Länge des elektrischen Weges nahezu gleich ist. Zur Durchführung der Timing-Kalibrierung können die Referenzblöcke einzeln an einer einzigen Befestigungseinrichtung angebracht werden, oder es können bei Verwendung von Befestigungseinrichtungen mit mehreren Plätzen mehrere Referenzblöcke parallel verwendet werden. Die Befestigungseinrichtung stellt eine elektrische Verbindung des Referenzblocks mit der Ladeplatte und letztendlich mit dem Prüfgerät bereit. Das ATE-Prüfgerät programmiert dann einen Impuls auf dem Signalanschluss und misst den Betrag der Zeit, die vergeht, bis der resultierende Impuls am Referenzanschluss auftritt. Dann wird die Polarität umgekehrt und das ...

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft das Kalibrieren des Timings auf einem Prüfgerät, das integrierte Schaltungen prüft.

HINTERGRUND

Die Erfindung betrifft das Kalibrieren automatischer Prüfsys­ teme zum Prüfen integrierter Schaltungen. Eine automatisierte Prüfausrüstung (ATE) wird verwendet, um die Betriebsbedingun­ gen zu simulieren, die eine integrierte Schaltung erfährt, wenn sie bei einer Anwendung verwendet wird. Eine integrierte Schaltung, die gerade einer Prüfung unterzogen wird, ist auch als Baustein in Prüfung (DUT) bekannt.

Die ATE wird von einem Computer gesteuert, der einen Satz von Anweisungen (das Prüfprogramm) ausführt. Die ATE muss dem DUT die richtigen Spannungen, Ströme, Timings und Funktionszu­ stände bieten und überwacht die Antwort vom Baustein für jede Prüfung. Dann vergleicht die ATE das Ergebnis jeder Prüfung mit vorher definierten Grenzen und es wird eine Abnah­ me/Defekt-Entscheidung getroffen.

Fig. 1 stellt eine typische Umgebung dar, in welcher integ­ rierte Schaltungen geprüft werden. Ein Prüfgerät (ATE) 101, das das Prüfprogramm, einen Speicher, Mustergeneratoren und weitere Schaltungen enthält, ist elektrisch an den Prüfkopf 103 gekoppelt, der die Schaltungen enthält, um Eingangssigna­ le an den DUT 109 zu liefern und Ausgangssignale vom DUT 109 zu empfangen. Es wird oft ein Handhabungsgerät 108 für den Baustein verwendet, um die Handhabung von zu prüfenden DUTs zu automatisieren, wodurch der Durchsatz erhöht wird.

Kalibrierung des Timings bezieht sich auf die Korrektur von Zeitverzögerungen beim Leiten eines Signals vom Prüfgerät zu einem DUT (oder umgekehrt von einem DUT zum Prüfgerät) auf­ grund von in der Prüfaufrüstung vorhandenen Beschränkungen. Somit ist sie im wesentlichen eine Software-Korrektur für ei­ nen auf der Hardware basierenden Fehler. Diese Zeitverzöge­ rungen werden unter anderem durch die verschiedenen Kopp­ lungsebenen zwischen dem Prüfgerät und dem DUT verursacht, wie in Fig. 1 gezeigt. Wenn beispielsweise ein Prüftechniker wünschte, ein Signal an einen DUT bei einem Zeitwert von 4 Nanosekunden (ns) nach dem Start des Prüfprogramms zu lie­ fern, dann müsste er/sie die Längen des elektrischen Weges zwischen dem Prüfgerät 101 und dem Prüfkopf 103, zwischen dem Prüfkopf 103 und der Ladeplatte (loadboard) 105, zwischen der Ladeplatte 105 und der Befestigungseinrichtung 107, und schließlich zwischen der Befestigungseinrichtung 107 und dem DUT 109 berücksichtigen, da sie die erforderliche Laufzeit für das Signal verursachen. Somit muss die Anweisung vom Prüfgerät, ein Signal an den DUT zu liefern, früher als 4 ns nach dem Start des Prüfprogramms erfolgen. Wenn die Anzahl von Datenbits, die auf einem elektrischen Weg oder Draht pro Sekunde übertragen werden, (Übertragungsrate) zunimmt, wird es aufgrund engerer Timing-Toleranzen offensichtlich schwie­ riger zu ermitteln, ob der DUT seine Leistungsspezifikationen erfüllt. Bei einer weiteren Gestaltung der Prüfausrüstung ge­ hören die Ladeplatte 105, die Befestigungseinrichtung 107 und der DUT 109 zum Handhabungsgerät 108 für den Baustein (DUT) (wie in gestricheltem Umriss gezeigt), um eine schnellere Prüfung einer großen Zahl von Bausteinen zu ermöglichen.

Ein gegenwärtig in der ATE-Industrie verwirklichtes Verfahren zur Kalibrierung des Timings verwendet einen vorprogrammier­ ten DUT. Der vorprogrammierte DUT wird in eine Befestigungs­ einrichtung eingesetzt. Ein Impuls wird auf einer Treiber­ schaltung des Prüfgeräts programmiert und es wird ein Kompa­ rator verwendet, um zu messen, wann der resultierende Impuls an einem ausgewählten Referenzanschluss des DUT auftritt, um eine Versetzung des Timings zu erhalten, die während des Ver­ gleichs mit dem Referenzanschluss auftritt. Dann wird ein Im­ puls auf dem Referenzanschluss des DUT programmiert und es wird eine Komparatorschaltung verwendet, um zu messen, wann der resultierende Impuls am Prüfgerät auftritt, um die Ver­ setzung des Timings zu erhalten, die während des Treibens mit dem Referenzanschluss auftritt. Die Versetzungen des Timings werden dann so eingestellt, dass sie vorher gemessenen Timingdaten entsprechen, die von einem weiteren Prüfgerät für diesen DUT erhalten wurden. Dieses Verfahren der Kalibrierung des Timings mit einem Prüfgerät weist jedoch zwei bedeutende Nachteile auf. Erstens erfordert das Verfahren, dass man ge­ messene Timingdaten von einem weiteren Prüfgerät hat (und dieses Prüfgerät selbst muss auf irgendeinen spezifischen Standard, nicht einen Baustein, kalibriert sein). Zweitens nimmt das Verfahren fälschlicherweise an, dass die Leistungs­ charakteristiken des Bausteins über die Zeit konstant sind und von kleineren Änderungen in der Betriebsumgebung (z. B. Temperatur, Versorgungsspannung, Lastimpedanz) unbeeinflusst sind.

Fig. 2A zeigt, wie Roboter gegenwärtig in der ATE-Industrie verwendet werden, um einen Kontakt mit den elektrischen Ver­ bindungen 104, die den Prüfkopf 103 und die Ladeplatte 105 verbinden, (als "Pogo-Stifte" bekannt) herzustellen, um die zugehörige Weglänge zu messen. Als Ergebnis der Durchführung dieses Verfahrens kann die Genauigkeit des Timings des Prüf­ geräts nur bis zur Ebene der Schnittstelle 102 Ladeplat­ te/Prüfkopf angegeben werden - die Länge des elektrischen We­ ges durch die Ladeplatte 105 zur den DUT 109 haltenden Befes­ tigungseinrichtung 107 bleibt ungeklärt. Alternativ kann ein Roboter 111 verwendet werden, der auf der Ebene der Befesti­ gungseinrichtung Kontakte herstellen kann (siehe alternative Position 115 des Roboterarms 113, die durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist), aber diese Roboter sind oft langsam, weil der Roboterarm zwischen jeder Befestigung aufnehmen und sich bewegen muss (wenn mehrere Teile gleichzeitig in mehre­ ren Befestigungseinrichtungen geprüft werden). Bei Verwendung des Roboters geht auch Zeit verloren, weil der Prüfkopf vom Handhabungsgerät abgebaut werden, der Roboter angebracht, Messungen durchgeführt und dann das Handhabungsgerät wieder angebracht werden muss, bevor Teile geprüft werden können. Darüber hinaus weist der Roboter viele mechanische Präzisi­ onsteile auf, so neigt er ohne teure Wartung zu häufigen Aus­ fällen. Schnellere Roboter sind ebenfalls sehr teuer.

Fig. 2B zeigt die Verwendung der Zeit-Bezirk-Reflexmessung (TDR) als ein Verfahren, das in der ATE-Industrie gegenwärtig verwendet wird, um die Länge 112 des elektrischen Weges von den Pogo-Stiften (die den Prüfkopf 103 mit der Ladeplatte 105 verbinden) bis zur Befestigungseinrichtung 107 zu messen. Dies könnte mit einem Oszilloskop 114 erfolgen, aber es könnte auch das Prüfgerät selbst verwendet werden. Dieses Verfahren nimmt jedoch an, dass es eine sehr genaue Messung der Länge des elektrischen Weges bis zu den Pogo-Stiften gibt. Jeder Fehler hier wird durch die Messung der Länge des elektrischen Weges von den Pogo-Stiften zur Befestigungsein­ richtung verschlimmert. Darüber hinaus liegt bei Verwendung des Prüfgeräts die Genauigkeit von TDR-Messungen in der Grö­ ßenordnung von +/- 50 Picosekunden (ps). Die Genauigkeit von TDR-Messungen wird bei Verwendung eines Oszilloskops verbes­ sert (in der Größenordnung von +/- 15 ps). Sogar diese Genau­ igkeit reicht jedoch nicht aus, da sie zu viel des Gesamtfeh­ lerbudgets bei der Prüfung von integrierten Hochleistungs­ schaltungen darstellt. Daher bleibt ein Bedarf nach genauerer Kalibrierung der Zeitgeberprüfung für Hochleistungsschaltun­ gen.

KURZDARSTELLUNG

Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Kalibrierung der Timing-Genauigkeit eines Prüf­ geräts gerichtet und das Verfahren und die Vorrichtung sind besonders gut zum Prüfen integrierter Schaltungen geeignet, die eine geringe Anzahl von Hochleistungsanschlüssen (Hochge­ schwindigkeitsanschlüssen), wie die 64/72-Mbit Direct Rambus DRANs, die mit Übertragungsraten von 800 MHz arbeiten aber nur 30 Hochgeschwindigkeits-Signalanschlüsse aufweisen. Das Prüfgerät selbst prüft herkömmlich integrierte Schaltungen, um zu ermitteln, ob sie den Leistungsspezifikationen entspre­ chen. Gemäß der vorliegenden Erfindung misst für die Kalib­ rierung das Prüfgerät seine eigenen Eigenschaften unter Ver­ wendung von Referenzblöcken, die in relevanter Hinsicht den integrierten Schaltungen, die geprüft werden sollen, so ähn­ lich wie möglich hergestellt sind. Beispielsweise haben die Referenzblöcke die gleichen relevanten Außenabmessungen wie die zu prüfenden integrierten Schaltungen, die gleichen elektrischen Verbindungen und die Signalanschlüsse an den gleichen Stellen.

Zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens wird ein Satz von Referenzblöcken hergestellt. Die Anzahl der erforderli­ chen Referenzblöcke ist gleich der Anzahl von Signalanschlüs­ sen, die Gegenstand einer Timing-Kalibrierung am DUT sind. Eine Signalspur verbindet elektrisch einen anderen Signalan­ schluss mit einem allgemeinen Referenzanschluss an jedem Re­ ferenzblock im Satz. Zur Durchführung der Timing-Kalibrierung können die Referenzblöcke einzeln an einer einzigen Befesti­ gungseinrichtung angebracht werden, oder es können bei Ver­ wendung von Befestigungseinrichtungen mit mehreren Plätzen mehrere Referenzblöcke parallel verwendet werden. Die Befes­ tigungseinrichtung stellt eine elektrische Verbindung des Re­ ferenzblocks mit der Ladeplatte und letztendlich mit dem Prüfgerät bereit.

Das Prüfgerät programmiert dann einen Impuls auf dem Signal­ anschluss des Referenzblocks und misst den Betrag der Zeit, die vergeht, bis der resultierende Impuls am Referenzan­ schlusse des Referenzblocks auftritt. Dann wird die Polarität umgekehrt und das Prüfgerät programmiert einen Impuls auf dem Referenzanschluss des Referenzblocks. Dann misst das Prüfge­ rät den Betrag der Zeit, die vergeht, bis der resultierende Impuls auf dem Signalanschluss des Referenzblocks auftritt. Diese Werte der relativen Versetzung des Timings werden im Speicher des Prüfgeräts gespeichert. Diese Schritte werden für jeden Referenzblock im Satz wiederholt. Die höchsten er­ haltenen Werte der relativen Versetzung des Timings werden verwendet, um das Timing des Prüfgeräts sowohl für das Pro­ grammieren eines Impulses auf den Signalanschlüssen (als "Treiben" bekannt) als auch eines Impulses auf den Signalan­ schlüssen (als "Vergleichen" bekannt) zu kalibrieren. Ein letzter Kalibrierungsschritt wird durchgeführt, um den Unter­ schied zwischen der relativen Versetzung des Timings zum Pro­ grammieren eines Impulses auf dem Referenzanschluss und zum Messen eines Impulses auf dem Referenzanschluss abzugleichen. Dieser letzte Kalibrierungsschritt kann auf wenigstens zwei verschiedene Arten durchgeführt werden.

Die Erfindung und ihre verschiedenen Ausführungsformen werden zusammen mit den folgenden Figuren und dem begleitenden Text weiter erörtert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt die typische Ausrüstung, die in Verbindung mit der Erfindung verwendet wird.

Fig. 2A und 2B zeigen die Kalibrierung der Genauigkeit des Timings eines Prüfgeräts gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung gemäß der vorliegenden Erfin­ dung.

Fig. 4A stellt Referenzblöcke gemäß der vorliegenden Erfin­ dung von unten gesehen dar.

Fig. 4B stellt einen Referenzblock gemäß der vorliegenden Er­ findung in Seitenansicht dar.

Fig. 5A und 5B stellen zwei Ansichten einer Befestigungsein­ richtung dar, die bei der Durchführung der vorliegen­ den Erfindung verwendet werden kann; Fig. 5C stellt eine Befestigungseinrichtung mit mehreren Plätzen dar, die bei der Durchführung der vorliegenden Erfin­ dung verwendet werden kann.

Fig. 6A zeigt einen Block für die Ausrichtung von Referenzan­ schlüssen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 6B stellt eine Seitenansicht des Blocks für die Ausrich­ tung von Referenzanschlüssen von Fig. 6A im Gebrauch dar.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Fig. 3 ist ein Diagramm, das eine Anordnung von Komponenten gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Der vorprogrammierte DUT wird in eine Befestigungseinrichtung eingesetzt. Der Re­ ferenzblock ist im Wesentlichen ein Ersatz für die vom Prüf­ gerät zu prüfende integrierte Schaltung (DUT) und weist elektrische Verbindungen auf, um einen elektrischen Kontakt über die Befestigungseinrichtung 107 mit der Ladeplatte 107 an denselben physikalischen Stellen herzustellen, wie es der DUT würde. Die Ladeplatte 105 verteilt physikalisch die vom Referenzblock 110 kommenden elektrischen Signale und ist wie­ derum mit dem Prüfkopf 103 elektrisch verbunden, der sich elektrisch mit dem herkömmlichen ATE-Prüfgerät (nicht ge­ zeigt) verbindet. Ein beispielhaftes Prüfgerät ist das RDX 2200 von Schlumberger Copr., ATE Division. Das Prüfgerät sen­ det Signale an den Referenzblock und kann auch vom Referenz­ block kommende Signale messen. Der ganze von der vorliegenden Erfindung verliehene Vorteil ist, dass sich der Messpunkt 116 für die Ankunft des Signals auf der Ebene der Befestigungs­ einrichtung anstatt auf der Ebene der Ladeplatte befindet. Dies gestattet, dass die Länge des elektrischen Weges zwi­ schen der Ladeplatte und der Befestigungseinrichtung berück­ sichtigt wird, um genauer zu ermitteln, wann ein vom Prüfge­ rät gesendetes Signal am Referenzblock ankommt (oder alterna­ tiv wann ein Signal vom Referenzblock am Prüfgerät ankommt). Obwohl diese Länge des elektrischen Weges vielleicht absolut gesehen nicht groß ist, wird bei der Definition der Charakte­ ristiken von integrierten Hochleistungsschaltungen signifi­ kant. Der Referenzblock 110 ist so hergestellt, dass er (in Anbetracht von Beschränkungen der Herstellung so genau wie möglich) die gleichen relevanten Dimensionen wie die integ­ rierte Schaltung (DUT) aufweist, die letztendlich geprüft werden soll, während sie sich in der Befestigungseinrichtung befindet. Somit gestattet die Vorrichtung dem Prüfgerät sich selbst über eine Einrichtung zu messen, die mit dem zukünfti­ gen DUT physikalisch so identisch wie möglich ist.

Fig. 4A ist eine Ansicht von Referenzblöcken 110a, 110b, 110c, 110d gemäß der vorliegenden Erfindung von unten gese­ hen, d. h. wie sie von der Befestigungseinrichtung gesehen würden, in welcher jeder Referenzblock angeordnet wird. Ob­ wohl vier Referenzblöcke 110a, 110b, 110c, 110d gezeigt sind, sollte bemerkt werden, dass diese Anzahl nur zu Veranschauli­ chungszwecken dient; die tatsächlich erforderliche Anzahl von Referenzblöcken ist gleich der Anzahl von Hochgeschwindig­ keits-Signalanschlüssen am DUT, die der Kalibrierung des Timing unterzogen werden müssen.

Jeder der vier abgebildeten Referenzblöcke 110a, 110b, 110c, 110d weist mehrere Hochgeschwindigkeits-Signalanschlussstel­ len 117a, 117b, 117c, 117d und einen einzigen Referenzan­ schluss 118a, 118b, 118c, 118d auf (zur Deutlichkeit der Dar­ legung als geschlossene Kreise bzw. ein offener Kreis ge­ zeigt). Für jeden Referenzblock befindet sich der Referenzan­ schluss 118a, 118b, 118c, 118d an der gleichen Stelle. Jeder Referenzblock im Satz weist einen oder mehrere Signalan­ schlüsse und einen Referenzanschluss an den gleichen physika­ lischen Stellen wie der zukünftige DUT auf. Bei einer Ausfüh­ rungsform sind an jeden Signalanschluss an jedem Referenz­ block zwei Prüfgerätekanäle angeschlossen. Ein erster Prüfge­ rätekanal 133 liefert einen Impuls an den Signalanschluss (Treiber), während ein zweiter Prüfgerätekanal 124 Impulse vom Signalanschluss erfasst (Komparator) (zur Deutlichkeit der Darstellung ist nur ein Signalanschluss mit zwei Prüfge­ rätekanälen elektrisch verbunden gezeigt). Ein solcher An­ schluss wird Anschluss für duale Übertragungsleitungen (DTL) genannt. Der ausgewählte Referenzanschluss sollte nicht selbst ein Anschluss sein, der eine genaue Kalibrierung des Timings erfordert, weil sich ein Referenzanschluss nicht selbst mit der gleichen Genauigkeit wie andere Anschlüsse ka­ librieren kann. Vorzugsweise sollte der gewöhnliche ausge­ wählte Referenzanschluss kein DTL-Anschluss sein. Wenn ein DTL-Anschluss kalibriert werden soll, müssen sowohl Treiber als auch Komparator an den Enden ihrer entsprechenden Über­ tragungsleitungen einen Abschluss mit 50 Ohm haben, um Refle­ xionen zu beseitigen. Es ist auch nützlich aber nicht wesent­ lich, dass der ausgewählte Referenzanschluss am Referenzblock zentral angeordnet ist, so dass die Signalspuren 120a, 120b, 120c, 120d leichter verwendet werden. Die Signalspuren 120a, 120b, 120c, 120d werden verwendet, um einen einzigen, einzel­ nen Hochgeschwindigkeits-Signalanschluss an jedem Referenz­ block mit dem Referenzanschluss an jedem Referenzblock elekt­ risch zu verbinden.

Jede Signalspur an jedem Referenzblock sollte so gut wie mög­ lich sowohl physikalisch als auch elektrisch (äquivalent für Prüfzwecke) den in den restlichen Elementen des Satzes von Referenzblöcken verwendeten Signalspuren gleichkommen, so dass die zu jeder Signalspur gehörige Länge des elektrischen Weges nahezu gleich ist. Bei einer Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung, die beim Kalibrieren des Timings des Prüfgeräts zum Prüfen von 64/72-Mbit Direct Rambus DRAMs ver­ wendet wird, sind 30 getrennte Referenzblöcke erforderlich, weil es auf dieser integrierten Schaltung 30 Hochgeschwindig­ keits-Signalanschlüsse gibt. Die Länge der verwendeten Sig­ nalspuren beträgt etwa 10 mm; die Variation der Länge für die gesamte Menge von Spuren beträgt weniger als 0,5 mm. Die Im­ pedanz jeder Signalspur ist auf etwa 50 Ohm festgesetzt; der tatsächliche Widerstand jeder Signalspur beträgt weniger als 1 Ohm. Die Impedanz der Signalspur ist hauptsächlich durch die Dicke der auf den Referenzblöcken gefundenen zugehörigen dielektrischen Schichten bestimmt. Die Referenzblöcke beste­ hen aus abwechselnden Schichten aus Kupfer und dielektrischem Material, wie auf einer herkömmlichen gedruckten Leiterplat­ te.

Fig. 4B stellt einen der Referenzblöcke 110a von der Seite gesehen dar. Am unteren Rand jedes Referenzblocks 110a befin­ den sich Kontakte 126 zur elektrischen Verbindung zwischen dem Referenzblock und der Befestigungseinrichtung. Wie früher festgestellt, sind die elektrischen Verbindungen an den Refe­ renzblöcken und die am zukünftigen DUT gleich. Im Falle von Rambus DRAMs sind die Kontakte der elektrischen Verbindung Lotkugeln und so sind hier für den Referenzblock 110a Lotku­ geln abgebildet, aber dies ist nicht einschränkend. Es können andere elektrische Verbindungen verwendet werden.

Fig. 5A und 5B stellen in Seitenansicht bzw. Draufsicht eine Befestigungseinrichtung dar, die bei der vorliegenden Erfin­ dung verwendet werden kann. Typischerweise wird ein DUT in einer solchen Befestigungseinrichtung 107 angeordnet, um den DUT mit einer Ladeplatte (nicht gezeigt) elektrisch zu ver­ binden, die wiederum gestattet, dass jeder Anschluss am DUT mit einem Prüfgerät (nicht gezeigt) elektrisch verbunden wird. Die Befestigungseinrichtung ist in der ATE-Industrie auch als "Fassung" bekannt. Bei der vorliegenden Erfindung wird jedoch zuerst ein Referenzblock in der Befestigungsein­ richtung angeordnet, so dass vor dem Prüfen der integrierten Schaltungen die Kalibrierung des Timings des Prüfgeräts durchgeführt werden kann. Die Befestigungseinrichtung 107 weist elektrische Kontakte 128 auf, die von der Unterseite vorstehen, um über die Kontakt-Durchgangslöcher 130 eine elektrische Verbindung mit der Ladeplatte und letztendlich dem Prüfgerät bereitzustellen. Der "Fußabdruck" 132 der ein­ zelnen Befestigungseinrichtung ist ebenfalls gezeigt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Kalibrierung des Timings des Prüfgeräts in der folgenden Weise durchgeführt. Es wird ein Satz von Referenzblöcken hergestellt, wobei die Anzahl an Referenzblöcken im Satz gleich der Anzahl an Sig­ nalanschlüssen an der integrierten Schaltung ist, die der Ka­ librierung des Timings unterzogen wird. Einer der Referenz­ blöcke des Satzes wird in die Befestigungseinrichtung einge­ setzt. Wie früher beschrieben, befindet sich auf jedem Refe­ renzblock eine Signalspur, die seinen Signalanschluss mit seinem Referenzanschluss elektrisch verbindet. Das Prüfgerät programmiert dann einen Impuls auf dem Signalanschluss und misst den Betrag der Zeit, die vergeht, bis der resultierende Impuls am Referenzanschluss auftritt, die in der Größenord­ nung von 70 Picosekunden liegt. Dann wird die Polarität umge­ kehrt und das Prüfgerät programmiert einen Impuls auf dem Re­ ferenzanschluss. Danach misst das Prüfgerät den Betrag der Zeit, die vergeht, bis der resultierende Impuls auf dem Sig­ nalanschluss auftritt. Diese Werte der relativen Versetzung des Timings werden im Speicher des Prüfgeräts gespeichert. Diese Schritte werden für jeden Referenzblock im Satz wieder­ holt. Die höchsten erhaltenen Werte der relativen Versetzung des Timings werden verwendet, um das Timing des Prüfgeräts sowohl für das Programmieren eines Impulses auf den Signalan­ schlüssen (als "Treiben" bekannt) als auch das Messen eines Impulses auf den Signalanschlüssen (als "Vergleichen" be­ kannt) zu kalibrieren. Dies kann auf verschiedene Weisen er­ folgen. Bei einer Ausführungsform weist das Prüfgerät ein Ka­ librierungsregister und einen Timinggenerator auf. Das Kalib­ rierungsregister stellt die relative Versetzung des Timings so ein, dass sie dem höchsten Wert der Versetzung des Timings entspricht, der beim Treiben und Vergleichen erhalten wurde. Der Timinggenerator verwendet dann diese erhaltenen höchsten Werte der Versetzung des Timings zum Einstellen des Timings des Prüfgeräts. Eine letzte Kalibrierung wird durchgeführt, um den Unterschied zwischen der relativen Versetzung des Timings zum Programmieren eines Impulses auf dem Referenzan­ schluss und zum Messen eines Impulses auf dem Referenzan­ schluss abzugleichen. Die letzte Kalibrierung wird unten bei der Erörterung von Fig. 6B ausführlicher erörtert.

Fig. 5C stellt in Draufsicht eine Befestigungseinrichtung 135 mit mehreren Plätzen dar, die in Übereinstimmung mit der vor­ liegenden Erfindung verwendet werden kann. Die Befestigungs­ einrichtung mit mehreren Plätzen weist mehrere einzelne Be­ festigungseinrichtungen 134a, 134b, 134c, 134d, 134e, 134f, 134g, 134h auf, die an einem einzigen Rahmen 136 angebracht sind. Obwohl hier eine Befestigungseinrichtung mit 8 Plätzen gezeigt ist, ist dies nicht einschränkend und es könnte ir­ gendeine Anzahl von Befestigungseinrichtungen an einem einzi­ gen Rahmen angebracht sein.

Es sollte bemerkt werden, dass wenn mehr als eine Befesti­ gungseinrichtung gleichzeitig verwendet werden soll, jede Be­ festigungseinrichtung unabhängig kalibriert werden muss. Dies ist so, weil jede Befestigungseinrichtung ihren eigenen all­ gemeinen Referenzanschluss aufweist. Obwohl der allgemeine Referenzanschluss an jeder Fassung an der gleichen Stelle ist, hat jeder Referenzanschluss seine eigenen Kalibrierungs­ werte, wie unten ausführlicher erläutert wird. Das Kalibrie­ ren des Timings des Prüfgeräts für Rambus DRAMs mit 30 Hoch­ geschwindigkeits-Signalanschlüssen könnte bei Verwendung ei­ ner Befestigungseinrichtung mit 8 Plätzen beispielsweise auf eine von zwei Arten erfolgen. Es könnten alle 30 Referenzblö­ cke über Platz 1 der Befestigungseinrichtung, dann Platz 2 der Befestigungseinrichtung usw. geprüft werden, bis alle 30 Referenzblöcke über alle 8 Plätze der Befestigungseinrichtung geprüft wären. Alternativ könnten 8 Kopien des Satzes mit 30 Referenzblöcken hergestellt werden. Jedes Element jedes Sat­ zes mit der Signalspur zwischen dem Hochgeschwindigkeits-Sig­ nalanschluss #1 und dem allgemeinen Referenzanschluss wird gleichzeitig an den 8 Plätzen der Befestigungseinrichtung ge­ prüft, dann wird jedes Element jedes Satzes mit der Signal­ spur zwischen dem Hochgeschwindigkeitsanschluss #2 und dem allgemeinen Referenzanschluss gleichzeitig an den 8 Plätzen der Befestigungseinrichtung geprüft usw., bis alle Referenz­ blöcke geprüft wurden. Der Vorteil beider dieser Verfahren gegenüber dem Stand der Technik ist, dass gleichzeitig Mehr­ fachmessungen anstatt jeweils eine Messung durchgeführt wer­ den können. Vorteilhafterweise könnte ein automatisches Hand­ habungsgerät für Teile verwendet werden, um die mehreren Re­ ferenzblöcke in die Befestigungseinrichtungen einzusetzen und daraus zu entfernen.

Fig. 6A stellt einen Block 138 für die Ausrichtung von Refe­ renzanschlüssen von unten gesehen dar. Der Block für die Aus­ richtung von Referenzanschlüssen ist ein zusätzlicher Refe­ renzblock, der verwendet wird, um sicherzustellen, dass die Versetzung des Timings, die während des Vergleichs am Refe­ renzanschluss (Programmieren eines Impulses am Signalan­ schluss und Beobachten, wann der resultierende Impuls am Re­ ferenzanschluss beobachtet wird) auftritt, gleich der Verset­ zung des Timings gemacht wird, die während des Treibens am Referenzanschluss (Programmieren eines Impulses am Referenz­ anschluss und Messen, wann der resultierende Impuls am selben Signalaflschluss erfasst wird) auftritt. Der Block 138 für die Ausrichtung von Referenzanschlüssen unterscheidet sich vom vorher beschriebenen Satz von Referenzanschlüssen dadurch, dass die Signalspur 120 zwei Hochgeschwindigkeits-Signalan­ schlüsse, einen ersten Hochgeschwindigkeits-Signalanschluss 140 und einen zweiten Hochgeschwindigkeits-Signalanschluss 142, mit dem allgemeinen Referenzanschluss 118 (hier zur Deutlichkeit der Darstellung als Kreis mit einem X durch ihn gekennzeichnet) verbindet. Für diesen Schritt können irgend­ welche zwei Hochgeschwindigkeits-Signalanschlüsse am Block für die Ausrichtung von Referenzanschlüssen verwendet werden, aber der verwendete Referenzanschluss muss immer derselbe allgemeine Referenzanschluss sein, der an allen Referenzblö­ cken im Satz mit der Signalspur verbunden ist.

Fig. 6B stellt eine Querschnittsansicht des Blocks 138 für die Ausrichtung von Referenzanschlüssen während der Verwen­ dung zum Abgleichen von Zeitversetzungen bei der letzten Ka­ librierung dar. Die verschiedenen Ebenen der Verbindungshard­ ware, die typischerweise zwischen dem Prüfgerät und dem DUT vorhanden sind, sind mit gestrichelten Linien gezeigt. Diese beinhalten das Prüfgerät 101, die Ladeplatte 105 und die Be­ festigungseinrichtung 107. Das Prüfgerät 101 stellt sowohl eine Treiberschaltung 144 als auch eine Komparatorschaltung 146 bereit. Ein Draht 148 verbindet die Treiber- und Kompara­ torschaltungen mit dem allgemeinen Referenzanschluss 118 am Block 138 für die Ausrichtung von Bezugsanschlüssen. Der Draht weist eine Länge "a" des elektrischen Weges auf, wenn der allgemeine Referenzanschluss 118 einen vom ersten Signal­ anschluss 140 empfangenen Puls treibt, die zur relativen Zeitverzögerung A beiträgt, die zwischen dem Treiben eines Impulses am Signalanschluss 140 und der Erfassung dieses Im­ pulses von der Komparatorschaltung 146 beobachtet wird; es wird auch eine relative Zeitverzögerung C zwischen dem Trei­ ben desselben Impulses am Signalanschluss 140 und der Erfas­ sung dieses Impulses an der Komparatoreinrichtung 142 be­ obachtet, nachdem er am allgemeinen Referenzanschluss 118 vorbei geht. Entsprechend hat der Draht eine andere Länge "b" des elektrischen Weges, wenn der allgemeine Referenzanschluss 118 einen Impuls vom Prüfgerät 101 empfängt, der schließlich vom Komparator am zweiten Signalanschluss 142 gemessen wird, welche zur Zeitverzögerung B beiträgt. Indem die Längen a und b des elektrischen Weges gleichgesetzt werden, wird die Ver­ setzung des Timings, die während des Treibens mit dem allge­ meinen Referenzanschluss auftritt, gleich der Versetzung des Timings gemacht, die während des Vergleichens mit dem allge­ meinen Referenzanschluss auftritt.

Gemäß dieser Theorie für Übertragungsleitungen:

C = (A-a) + (B-b) [G1. 1]

Gleichsetzen von a und b ergibt: C = (A-a) + (B-b) [G1. 2]

Lösen für a: C = (A-a) + (B-b) [G1. 3]

Es wird beispielsweise angenommen, dass die Werte von A, B und C gleich 100 ps, 300 ps bzw. 400 ps gefunden wurden. Dann wäre der Wert von a gemäß Gleichung 3:

a = (200 ps + 300 ps - 400 ps)/2 = 50 ps oder 0,050 ns

Diese Länge des elektrischen Wegs von 50 ps würde dann bei der letzten Kalibrierung berücksichtigt, um das Timing des Prüfgeräts einzustellen, so dass es einen Impuls abgeben würde, wenn es von ihm erwartet wird. Wenn der Signalan­ schluss 1 angewiesen würde, bei 1 ns einen Impuls abzugeben, würde somit das Prüfgerät unter Berücksichtigung der Länge a des elektrischen Weges den Impuls tatsächlich 0,05 ns früher, bei 0,95 ns, abgeben. Entsprechend würde das Prüfgerät, wenn es angewiesen würde einen Puls vom Signalanschluss #1 bei 1 ns zu messen (vergleichen), die Länge "a" des elektrischen Weges berücksichtigen und den Puls tatsächlich 0,05 ns spä­ ter, bei 1,05 ns, messen.

Wie oben erwähnt, erfordert die letzte Kalibrierung ein Gleichsetzen der Länge a des elektrischen Weges mit der Länge b des elektrischen Weges. In der Praxis gibt es mehrere Wege, diese letzte Kalibrierung unter Verwendung des Blocks für die Ausrichtung des Referenzanschlusses auszuführen. Beim ersten Verfahren werden an allen der Referenzblöcke Messungen von A und B vorgenommen und in einer Nachschlagetabelle für die Ka­ librierung des Timings gespeichert. Die Werte von A, B und C werden dann am Block für die Ausrichtung des Referenzan­ schlusses gemessen und der Wert der Länge a des elektrischen Weges berechnet und dann verwendet, um alle weiteren in der Nachschlagetabelle für die Kalibrierung des Timings gespei­ cherten Referenzblockmessungen einzustellen. Danach wird für jede Anweisung vom Prüfgerät an einen Signalanschluss an ei­ nem gegebenen Referenzblock die Nachschlagetabelle für die Kalibrierung des Timings herangezogen und das Timing einge­ stellt. Bei einem zweiten Verfahren werden zuerst A, B und C am Block für die Ausrichtung von Referenzanschlüssen gemes­ sen, dann wird a berechnet und zur Kalibrierung des Referenz­ anschlusses verwendet (d. h. die Längen a und b des elektri­ schen Weges gleichgesetzt, nachdem die Versetzung zwischen a und b ermittelt ist). Dann können A und B an den restlichen Referenzblöcken im Satz gemessen werden und in der Nachschla­ getabelle für die Kalibrierung des Timings ohne weitere Ein­ stellung verwendet werden. Obwohl beide Verfahren annähernd die gleiche Genauigkeit des Timings des Prüfgeräts ergeben, kann das zweite Verfahren unter bestimmten Bedingungen etwas genauer sein. Es erfordert jedoch, dass ein besonderer Refe­ renzblock (der Block für die Ausrichtung von Referenzan­ schlüssen) zuerst verwendet wird. Dies ist bei einem automa­ tischen Handhabungsgerät für Teile nicht immer möglich und so wird normalerweise bei automatischen Handhabungsgeräten das erste Verfahren angewendet.

Diese Offenbarung ist nur veranschaulichend und nicht ein­ schränkend; weitere Modifikationen werden für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich und sollen in den Umfang der beige­ fügten Ansprüche fallen.

Claims (8)

1. Verfahren zum Kalibrieren des Timings eines Prüfgeräts für integrierte Schaltungen, das die Schritte umfasst:

• a) Bereitstellen einer Befestigungseinrichtung zur elektrischen Verbindung einer zu prüfenden integ­ rierten Schaltung mit dem Prüfgerät, wobei die Be­ festigungseinrichtung elektrische Verbindungen zu einem oder mehreren Signalanschlüssen und einem Re­ ferenzanschluss der integrierten Schaltung aufweist;
• b) Bereitstellen eines Satzes von Referenzblöcken, wo­ bei eine Anzahl der Referenzblöcke im Satz gleich einer Anzahl von Signalanschlüssen an der integrier­ ten Schaltung ist, wobei die Referenzblöcke jeweils für das Einsetzen in die Befestigungseinrichtung ausgelegt sind und ferner einen oder mehrere Signal­ anschlüsse und einen Referenzanschluss an den glei­ chen relativen Stellen wie die integrierte Schaltung aufweisen und ferner elektrische Verbindungen zur Herstellung eines elektrischen Kontakts mit den elektrischen Verbindungen der Befestigungseinrich­ tung an den gleichen Stellen wie die integrierte Schaltung aufweisen;
• c) Einsetzen eines ausgewählten der Referenzblöcke in die Befestigungseinrichtung, wobei auf dem ausge­ wählten Referenzblock eine Signalspur angeordnet ist, wobei die Signalspur einen einzigen, eine Ka­ librierung erfordernden Signalanschluss am Referenz­ block mit einem Referenzanschluss am Referenzblock elektrisch verbindet;
• d) Programmieren eines Impulses auf dem Signalanschluss des zu kalibrierenden Referenzblocks;
• e) Messen, wann ein resultierender Impuls von Maßnahme (d) aus dem programmierten Impuls am Referenzan­ schluss des Referenzblockes auftritt;
• f) Umkehren der Polarität und dann Programmieren eines Impulses auf dem Referenzanschluss des Referenz­ blocks;
• g) Messen, wann der resultierende Impuls von Maßnahme (f) am Signalanschluss des Referenzblocks erfasst wird;
• h) Wiederholen der Maßnahmen (c)-(g) für jeden einzi­ gen Referenzblock im Satz;
• i) Ermitteln einer relativen Versetzung des Timings je­ des Signalanschlusses aus den Schritten (e) und (g);
• j) Einstellen der in Schritt (i) erhaltenen Werte der relativen Versetzung des Timings, so dass sie dem höchsten Wert der relativen Versetzung des Timings entsprechen, um das Prüfgerät zum Programmieren ei­ nes Impulses an den Signalanschlüssen und zum Messen eines Impulses an des Signalanschlüssen zu kalibrie­ ren; und
• k) Durchführen einer Kalibrierung, bei der die Versetzungen des Timings zum Programmieren eines Im­ pulses am Referenzanschluss und zum Messen eines Im­ pulses am Referenzanschluss abgeglichen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die Maßnahme des Einsetzen des Referenzblocks in eine Befestigungsein­ richtung umfasst, die ein automatisches Handhabungsgerät verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die Maßnahme des Koppelns zweier Prüfgerätekanäle an jeden Signalan­ schluss am Referenzblock umfasst, wobei es einen ersten Prüfgerätekanal, der den Impuls an den Signalanschluss liefert, und einen zweiten Prüfgerätekanal gibt, der den Impuls vom Signalanschluss erfasst.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Signalspur eine Impedanz von etwa 50 Ohm und eine Länge von etwa 10 mm aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Maßnahme (k) un­ ter Verwendung eines zusätzlichen Referenzblocks durch­ geführt wird, wobei auf dem zusätzlichen Referenzblock eine Signalspur angeordnet ist, die den Referenzan­ schluss des zusätzlichen Referenzblocks mit einem ersten Signalanschluss des zusätzlichen Referenzblocks und mit einem zweiten Signalanschluss des zusätzlichen Referenz­ blocks elektrisch verbindet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, das ferner die Maßnahmen um­ fasst:

• a) Einsetzen des zusätzlichen Referenzblocks in die Be­ festigungseinrichtung;
• b) Programmieren eines Impulses auf dem ersten Signalanschluss und Messen, wann der resultierende Impuls aus dem programmierten Impuls am Prüfgerät und dem Referenzanschluss auftritt;
• c) Programmieren eines Impulses auf dem Prüfgerät und Messen, wann der resultierende Impuls aus dem pro­ grammierten Impuls am Referenzanschluss und dem wei­ ten Signalanschluss auftritt.

7. Satz von Referenzblöcken, die jeweils für das Einsetzen in eine Befestigungseinrichtung ausgelegt sind, die eine zu prüfende integrierte Schaltung mit einem Prüfgerät elektrisch verbinden soll, wobei eine Anzahl der Refe­ renzblöcke im Satz gleich einer Anzahl von einer Prüfung zu unterziehenden Signalanschlüssen an der integrierten Schaltung ist, wobei jeder Referenzblock einen oder meh­ rere Signalanschlüsse und einen Referenzanschluss an den gleichen relativen Stellen wie die integrierte Schaltung aufweist und ferner elektrische Verbindungen zur Her­ stellung eines elektrischen Kontakts mit der Befesti­ gungseinrichtung an den gleichen Stellen wie die integ­ rierte Schaltung aufweist.

8. Kombination, welche umfasst:
eine Befestigungseinrichtung, die zu prüfende integ­ rierte Schaltungen mit einem Prüfgerät elektrisch ver­ bindet, und
Satz von Referenzblöcken, die jeweils für ein Einsetzen in die Befestigungseinrichtung ausgelegt sind, wobei je­ der Referenzblock einen oder mehrere Signalanschlüsse und einen Referenzanschluss entsprechend Anschlüssen an einer zugehörigen zu prüfenden integrierten Schaltung aufweist und ferner auf ihm eine Signalspur angeordnet ist, wobei die Signalspur einen einzigen der Signalan­ schlüsse mit dem Referenzanschluss elektrisch verbindet, wobei die Signalspur physikalisch und elektrisch zu wei­ teren Signalspuren am Satz von Referenzblöcken äquiva­ lent ist.