DE102005055836B4

DE102005055836B4 - Leistungstestplatte

Info

Publication number: DE102005055836B4
Application number: DE102005055836.4A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Berger; Georg Eggers; Kapil Gupta; Hans-Joachim Kremer; Claus Peter
Original assignee: MDT TECHNOLOGIES GmbH; Qimonda AG
Current assignee: Mdt Technologies De GmbH; Infineon Technologies AG
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2005-11-23
Publication date: 2015-06-11
Anticipated expiration: 2025-11-24
Also published as: DE102005055836A1; US20060113845A1; CN1808155A; US7247956B2

Abstract

Leistungstestplatte (1) zum Anschluss von zumindest einem Prüfling (3) an ein Testsystem (2), welches interne Energieversorgungsquellen (4-0, 4-1, 4-2, 4-3, ..., 4-N) aufweist,
wobei
die Leistungstestplatte (1) mindestens einen DC-DC-Wandler (5) mit einem Eingangsanschluss (5a), an welchen verschiedene interne Energieversorgungsquellen (4-1, 4-2, 4-3, ..., 4-N) des Testsystems (2) parallel angeschlossen sind; einen Ausgangsanschluss (5b), mit welchem ein Energieversorgungsanschluss (3a) des Prüflings (3) verbunden ist; und einen Steueranschluss (5c), mit welchem eine weitere interne Energieversorgungsquelle (4-0) des Testsystems (2) verbunden ist, aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Leistungstestplatte (PTB = Performance Test Board) zum Test von Vorrichtungen (DUT = Device Under Test = Prüfling).
Die Bewertung bzw. Ermittlung der Zuverlässigkeit und Qualität von digitalen integrierten Schaltungs-IC wird üblicherweise Test bzw. Testen genannt. Verifikation bzw. Prüfung ist die anfängliche Phase, in welcher die ersten Prototypen von Chips getestet werden, um sicherzustellen, dass sie die geforderten funktionellen Eigenschaften erfüllen, das heißt, die Richtigkeit des Designs. Testen bezieht sich auf die Phase, wenn es gewährleistet sein muss, dass nur fehlerfreie Produktionschips verpackt und versandt werden, und wenn Fehler von der Herstellung und/oder Verschleiß festgestellt wird. Testverfahren müssen schnell genug sein, um auf eine große Menge von Chips während der Produktion angewendet zu werden. Weiterhin müssen Testverfahren in Betracht ziehen, ob der betreffende Benutzer Zugriff auf große teure externe Testmaschinen hat. Erneutes Testen wird ausgeführt, um zu gewährleisten, dass Komponenten Designspezifikationen für Verzögerungszeiten, Spannungen und Leistung erfüllen.
Da die Schaltungsdichte auf einem Chip fortwährend zunimmt, während die Anzahl von IO-Pins eines Chips klein bleibt, wird eine ernsthafte Steigerung von Komplexität bewirkt, und Testen wird kostenintensiver. Integrierte Schaltungs-IC sollten vor und nach Verpacken, nach Montage auf einer Leiterplatte und periodisch bei Betrieb getestet werden. Unterschiedliche Testverfahren sind für jeden Fall notwendig.
Aus der US 6 657 455 B2 ist eine Leistungstestplatte (probe card 32) mit einem DC-DC-Wandler zum Anschluss von Prüflingen (DUTs) an ein Testsystem (ic tester 30) bekannt, wobei das Testsystem interne Energieversorgungsquellen aufweist, welche an eine interne Energieversorgungsquelle des Testsystems angeschlossen werden kann.
Aus der US 2003 094 968 A1 ist ein Detektor zum Erkennen einer Überlast einer Ausgangsspannung eines DC-DC-Wandlers, wobei die Ausgangsspannung von der Eingangsspannung unterschieden sein kann.
1 zeigt eine Testgerätschaft nach dem Stand der Technik. Die zu testenden Bauteile bzw. Prüflinge (DUT) sind mit einer Leistungstestplatte (PTB) verbunden, welche an ein Testsystem angeschlossen ist. Die IO-Pins des Prüflings sind mit der Leistungstestplatte verbunden, um vorher festgelegte Testabläufe auszuführen. Die Leistungstestplatte ist zur Durchführung von unterschiedlichen Tests für unterschiedliche Arten von Prüflingen austauschbar.
2 zeigt das Testsystem nach dem Stand der Technik mit mehr Details für einen Prüfling. Der Prüfling (DUT) ist über die Leistungstestplatte mit dem Testsystem verbunden. Das Testsystem weist eine Testlogik zur Generierung und Auswertung von Testsignalen auf. Der Prüfling ist über die Leistungstestplatte mittels eines Steuerbusses, Datenbusses und eines Adressbusses an die Testlogik angeschlossen. Während des Tests wird der Prüfling (DUT) mit Energie mittels interner Energie- bzw. Stromversorgungsquellen (IPS) innerhalb des Testsystems versorgt. Das Testsystem nach dem Stand der Technik weist N interne Energieversorgungsquellen auf.
Zur Verringerung von Testkosten werden so viele Prüflinge (DUT) wie möglich parallel mit der Leistungstestplatte (PTB) verbunden. Eine typische Leistungstestplatte nach dem Stand der Technik ist zum Test von acht Prüflingen (DUT) gleichzeitig vorgesehen. Dementsprechend sind verschiedene interne Energieversorgungsquellen (IPS) des Testsystems innerhalb der Leistungstestplatte parallel verbunden, um alle Prüflinge mit ausreichendem Betriebsstrom zu versorgen. Die Prüflinge (DUT) sind zum Beispiel Speichermodule (DIMM). Die Möglichkeit von parallelen Tests von Mehrfach-Speichermodulen wird mehr und mehr durch den maximalen Betriebsstrom I_op eingeschränkt, der von den internen Energieversorgungen (IPS) des Testsystems verfügbar ist. Der Grund dafür besteht darin, dass die Speichergröße der Mehrfach-Speichermodule beständig anwächst und die Betriebstaktfrequenz f_clk ebenfalls zunimmt. Folglich steigt der Betriebsstrom I_op eines Speichermoduls (DIMM) oder Prüflings beständig an. Da die Anzahl N von internen Energieversorgungen IPS des Testsystems nach dem Stand der Technik auf die Anzahl von Prüflingen begrenzt ist, wird die Anzahl von Prüflingen (DUT), die mit einer herkömmlichen Leistungstestplatte nach dem Stand der Technik wie in 2 gezeigt verbunden sind, verringert, um alle verbleibenden Prüflinge (DUT) mit einem ausreichenden Betriebsstrom zu versorgen. Da die Anzahl von Prüflingen (DUT), die gleichzeitig mit einer Leistungstestplatte verbunden sind, begrenzt ist und auch vermindert werden muss, um den von jedem Prüfling (DUT) geforderten Betriebsstrom I_op zu erhöhen, steigen die Testkosten schnell an, wenn eine herkömmliche Leistungstestplatte PTB benutzt wird.
Der Austausch eines schon vorhandenen Testsystems mit einer vorher festgelegten Anzahl (N) von internen Energieversorgungsquellen IPS durch ein neues Testsystem mit mehr internen Energieversorgungsquellen ist in den meisten Fällen nicht profitabel, da die Kosten eines neuen Testsystems sehr hoch sind.
Ein weiterer Trend in der Entwicklung von integrierten Schaltungs-IC besteht darin, dass die Versorgungsspannungen V_DD dazu neigen abzunehmen. Ein Grund dafür ist der, dass wegen der ansteigenden Betriebsströme I_op die Verlustwärme eines integrierten Schaltungs-IC auch ansteigt, wenn die Versorgungsspannung V_DD konstant gehalten wird. Durch Absenken der Versorgungsspannung V_DD wird die Verlustleistung eines IC mit einer bestimmte Grenze beibehalten. Mit der Entwicklung von Speichermodulgenerationen solchen wie DRAM mit einfacher Datenrate bzw. Single-Data-Rate (SDR) zu DRAN mit doppelter Datenrate bzw. Double-Data-Rate (DDR) oder sogar zu DDR2 hin sind die Versorgungsspannungen VDD von 3,5 V auf 1,8 V gesunken, während sich der Betriebsstrom I_op mehr als verdoppelt hat. Die typische Testvorrichtung zum Test des Systems weist N = 64 interne Energieversorgungen IPS zum Testen von acht Prüflingen (DUT) auf, die gleichzeitig mit der Leistungstestplatte PTB verbunden sind. Dementsprechend sind für jeden Prüfling DUT acht (N = 8) interne Energieversorgungsquellen (IPS) vorgesehen, wobei jede typischerweise einen Betriebsstrom von 800 mA erzeugt. Da acht interne Energieversorgungsquellen IPS parallel verbunden sind, kann jeder Prüfling DUT mit einem maximalen Strom von 6,4 A versorgt werden. Wegen der zunehmenden Speichergrößen und der ansteigenden Betriebstaktfrequenzen f_clk ist in vielen Fällen ein Strom von 6,4 A nicht ausreichend, da die Stromanforderung eines Prüflings DUT diese Grenze überschreitet.
Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leistungstestplatte PTB zu schaffen, welche die angeschlossenen Prüflinge (DUT) mit genügend Betriebsstrom versorgt, wobei ein herkömmliches Testsystem mit einer begrenzten Anzahl von internen Energieversorgungsquellen IPS benutzt wird.
Diese Aufgabe wird von der Leistungstestplatte mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 17 gelöst. Die Unteransprüche beziehen sich auf besondere Ausführungsarten der Erfindung.
Die Erfindung schafft eine Leistungstestplatte zum Anschluss von zumindest einem Prüfling (DUT) an ein Testsystem, welches interne Energieversorgungsquellen aufweist, wobei die Leistungstestplatte mindestens einen DC-DC-Wandler mit einem Eingangsanschluss, an welchen verschiedene interne Energieversorgungsquellen des Testsystems parallel angeschlossen sind; mit einem Ausgangsanschluss, mit welchem ein Energieversorgungsanschluss des Prüflings (DUT) verbunden ist; und mit einem Steueranschluss, mit welchem eine weitere interne Energieversorgungsquelle des Testsystems verbunden ist, aufweist.
In einer alternativen Ausführungsform wird der Steueranschluss des DC-DC-Wandlers von einer internen programmierbaren Spannungsquelle, einer solchen wie ein Digital-Analog-Wandler, zur Steuerung der Ausgangsspannung ohne die Notwendigkeit einer an den Steuereingang angeschlossenen internen Energieversorgung gesteuert.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Leistungstestplatte gemäß der vorliegenden Erfindung führt der zumindest eine DC-DC-Wandler eine Abwärtswandlung einer Spannung, die von der mit dem Eingangsanschluss verbundenen Energieversorgungsquelle ausgegeben ist, auf eine vorher festgelegte Energieversorgungsspannung V_DD des Prüflings (DUT) in Abhängigkeit von einer einstellbaren Steuerspannung durch, die von der weiteren internen Energieversorgungsquelle erzeugt ist, welche mit dem Steueranschluss des DC-DC-Wandlers verbunden ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die einstellbare Steuerspannung so eingestellt, dass die Steuerspannung zu der vorher festgelegten Energieversorgungsspannung (VDD) des Prüflings (DUT) korrespondiert.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die interne Energieversorgungsquelle (IPS) des Testsystems eine steuerbare Spannungsquelle zur Erzeugung einer Ausgangsspannung auf, welche durch ein von einer Testlogik des Testsystems erzeugtes digitales Steuersignal gesteuert ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Ausgangsanschluss des DC-DC-Wandlers mit dem Energieversorgungsanschluss des Prüflings (DUT) über einen steuerbaren Schalter verbunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der steuerbare Schalter über eine Steuerleitung mit der Testlogik des Testsystems verbunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform verbindet der steuerbare Schalter in einem ersten Betriebsmodus den Ausgangsanschluss des DC-DC-Wandlers mit dem Energieversorgungsanschluss des Prüflings und verbindet in einem zweiten Betriebsmodus den Eingangsanschluss des DC-DC-Wandlers mit dem Energieversorgungsanschluss des Prüflings (DUT) in Abhängigkeit von einem von der Testlogik erzeugten Modussteuersignal.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgangsspannung von jeder parallel an den Eingangsanschluss des DC-DC-Wandlers angeschlossenen internen Energieversorgungsquelle in einem ersten Betriebsmodus auf eine maximale Spannung eingestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgangsspannung der mit dem Steueranschluss des DC-DC-Wandlers verbundenen weiteren internen Energieversorgungsquelle auf die vorher festgelegte Energieversorgungsspannung (VDD) des Prüflings (DUT) in dem ersten Betriebsmodus eingestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist jede interne Energieversorgungsquelle des Testsystems eine Stromfühlerschaltung zur Ermittlung des von der Energieversorgungsquelle ausgegebenen Stroms auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform gibt die Stromfühlerschaltung einer jeden internen Energieversorgungsquelle in dem zweiten Betriebsmodus ein Stromfühlersignal an die Testlogik des Testsystems aus.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgangsspannung einer jeden parallel mit dem Eingangsanschluss des DC-DC-Wandlers verbundenen internen Energieversorgungsquelle in dem zweiten Betriebsmodus auf eine Energieversorgungsspannung (V_DD) des Prüflings (DUT) eingestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ausgangsspannung der weiteren internen Energieversorgungsquelle, die mit dem Steueranschluss des DC-DC-Wandlers verbunden ist, in dem zweiten Betriebsmodus auf Null eingestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der DC-DC-Wandler Folgendes auf: einen Transistor mit einem ersten Anschluss, der mit dem Eingangsanschluss des DC-DC-Wandlers verbunden ist; mit einem zweiten Anschluss, der mit dem Ausgangsanschluss des DC-DC-Wandlers verbunden ist; und mit einem dritten Anschluss zum Empfang eines von einer Impulsbreitensteuereinheit erzeugten Impulsbreitensteuersignals aufweist, wobei die Impulslänge eines jeden Signalimpulses des erzeugten Impulsbreitensignals proportional zu einem von einem Komparator erzeugten Vergleichsergebnis ist, welcher eine auf den Steueranschluss des DC-DC-Wandlers aufgebrachte Spannung mit einer Spannung am Ausgangsanschluss des DC-DC-Wandlers vergleicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Transistor ein MOSFET.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Anschluss des MOSFET über eine Diode mit Masse und über ein Tiefpassfilter (LPF) mit dem Ausgangsanschluss des DC-DC-Wandlers verbunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Tiefpassfilter (LPF) eine Induktivität zwischen dem zweiten Anschluss des Transistors und dem Ausgangsanschluss und einen Kondensator zwischen dem Ausgangsanschluss und Masse auf.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Leistungstestplatte gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein Blockdiagramm einer Testeinrichtung nach dem Stand der Technik;
2 zeigt die Testgerätschaft nach dem Stand der Technik aus 1 in größerem Detail;
3 zeigt ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Leistungstestplatte gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt ein Blockdiagramm einer alternativen Ausführungsform der Leistungstestplatte gemäß der vorliegenden Erfindung;
5a zeigt ein Blockdiagramm eines DC-DC-Wandlers, der innerhalb der Leistungstestplatte gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
5b zeigt Signaldiagramme, welche die Funktionalität des wie in 5a gezeigten DC-DC-Wandlers darstellen;
6 zeigt die Energieversorgung eines Prüflings DUT, die von einer herkömmlichen Leistungstestplatte und von einer Leistungstestplatte gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugt wird;
7 zeigt die weitere Ausführungsform einer Leistungstestplatte für einen Prüfling mit einem integrierten DC-DC-Wandler.
Wie aus 3 ersichtlich ist, ist die Leistungstestplatte 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zwischen dem herkömmlichen Testsystem 2 und zqumindest einem Prüfling 3 angeordnet. Die Leistungstestplatte 1 verbindet zumindest einen Prüfling (DUT) mit dem Testsystem 2, welches N interne Energieversorgungsquellen 4-1 bis 4-N aufweist. Die Leistungstestplatte PTB gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt einen DC-DC-Wandler 5 mit einem Eingangsanschluss 5a, einem Ausgangsanschluss 5b und einem Steueranschluss 5c. Die Gruppe von N internen Energieversorgungsquellen 4-1 bis 4-N innerhalb des Testsystems 2 ist über Leitungen 6-1 bis 6-N parallel mit dem Eingangsanschluss 5a des DC-DC-Wandlers 5 verbunden. Der Steueranschluss 5c des DC-DC-Wandlers 5 ist über eine weitere Energieversorgungsleitung 6-0 mit einer weiteren internen Energieversorgungsquelle 4-0 des Testsystems 2 verbunden. In einer bevorzugten Ausführungsform weist jede interne Energieversorgungsquelle (IPS) innerhalb des Testsystems 2 eine Stromfühlerschaltung auf, welche einer Testlogik 7 innerhalb des Testsystems 2 den Strom angibt, der über eine Leitung 6-i an den DC-DC-Wandler 5 geliefert wird. Jede interne Energieversorgungsquelle 4-i innerhalb des Testsystems 2 ist über eine Steuerleitung 8-i von der Testlogik 7 gesteuert. Die Testlogik 7 stellt den Strom einer jeden internen Energieversorgungsquelle 4-i ein. Die Testlogik 7 ist eine komplexe Testlogik, welche über einen Steuerbus 9 mit allen Prüflingen 3, die an die Leistungstestplatte 1 angeschlossen sind, verbunden ist. Weiterhin ist die Testlogik 7 über einen bidirektionalen Datenbus 10 und einen unidirektionalen Adressbus 11 mit allen Prüflingen 3 verbunden, die mit der Leistungstestplatte gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbindung stehen. Der Energieversorgungsanschluss 3a, 3b eines jeden Prüflings ist ebenfalls mit der Leistungstestplatte 1 verbunden. In der in 3 dargestellten ersten Ausführungsform ist der positive interne Energieversorgungsanschluss 3a des Prüflings 3 über eine Leitung 12 mit einem steuerbaren Schalter 13 verbunden, welcher entweder den Ausgangsanschluss 5b des DC-DC-Wandlers 5 oder die N internen Energieversorgungsquellen 4-1 bis 4-N des Testsystems 2 mit dem positiven Eingangsanschluss 3a des Prüflings 3 verbindet. Der Ausgangsanschluss 5b des DC-DC-Wandlers 5 ist über Leitung 14 mit einem ersten Anschluss 13a des Schalters 13 verbunden. Die parallel verbundenen Energieversorgungsquellen 4-1 bis 4-N des Testsystems 2 sind innerhalb der Leistungstestplatte 1 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Knoten 15 verbunden. Der Knoten 15 ist über eine Leitung 16 an einen zweiten Anschluss 13b des steuerbaren Schalters 13 angeschlossen. Der steuerbare Schalter 13 verbindet entweder den ersten Anschluss 13a oder den zweiten Anschluss 13b mit einem Ausgangsanschluss 13c des Schalters in Abhängigkeit von einem Steuersignal, das von der Testlogik 7 über eine Steuerleitung 17 aufgebracht ist.
Der negative Energieversorgungsanschluss 3b des Prüflings 3 ist über Energieversorgungsleitung 18 ständig mit Masse verbunden.
Der DC-DC-Wandler 5 innerhalb der Leistungstestplatte 1 führt in einem ersten Betriebsmodus mit der Spannung, die von den am Eingangsanschluss 5a angeschlossenen internen Energieversorgungsquellen 4-1 bis 4-N ausgegeben wird, eine Abwärtswandlung auf eine vorher festgelegte Energieversorgungsspannung VDD des Prüflings 3 in Abhängigkeit von der einstellbaren Steuerspannung durch, welche von der internen Energieversorgungsquelle 4-0 erzeugt wird, die mit dem Steueranschluss 5c des DC-DC-Wandlers 5 verbunden ist.
Die Testlogik 7 gibt über Steuerleitung 17 an den Schalter 13 ein Steuermodussignal aus. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schalter 13 eine Relaisschaltung, die auf der Leistungstestplatte 1 gemäß der vorliegenden Erfindung angeordnet ist. Die Testlogik 7 schaltet den steuerbaren Schalter 13 zwischen einem ersten Betriebsmodus und einem zweiten Betriebsmodus um. In dem ersten Betriebsmodus ist der Ausgangsanschluss 5b des DC-DC-Wandlers 5 auf den positiven Energieversorgungsanschluss 3a des Prüflings geschaltet. In dem ersten Betriebsmodus ist die Ausgangsspannung der weiteren internen Energieversorgungsquelle 4-0, welche mit dem Steueranschluss 5c des DC-DC-Wandlers 5 verbunden ist, auf die vorher festgelegte Energieversorgungsspannung VDD des Prüflings 3 eingestellt. Weiterhin ist die Ausgangsspannung einer jeden internen Energieversorgungsquelle 4-1 bis 4-N, welche parallel mit dem Eingangsanschluss 5a des DC-DC-Wandlers verbunden sind, von der Testlogik 7 über Steuerleitungen 8-1 bis 8-N auf eine maximale Spannung eingestellt. Der DC-DC-Wandler 5 führt mit der von den internen Energieversorgungsquellen 4-1 bis 4-N ausgegebenen maximalen Spannung eine Abwärtswandlung auf die vorher festgelegte Energieversorgungsspannung VDD des Prüflings 3 in Abhängigkeit von der einstellbaren Steuerspannung durch, welche von der internen Energieversorgungsquelle 4-0 erzeugt wird, die mit dem Steueranschluss 5c des DC-DC-Wandlers 5 verbunden ist. Die einstellbare Steuerspannung U_control wird von der Testlogik 7 über eine Steuerleitung 8-0 so eingestellt, dass die Steuerspannung U_control zu der vorher festgelegten Energieversorgungsspannung VDD korrespondiert, welche zum Betrieb des Prüflings 3 notwendig ist.
Alle internen Energieversorgungsquellen 4-0 bis 4-N des Testsystems 2 weisen eine interne steuerbare Spannungsquelle auf, welche eine Ausgangsspannung erzeugt, die von einem digitalen Steuersignal gesteuert wird, das von der Testlogik 7 des Testsystems 2 generiert wird.
Der Betriebsstrom I_DUT, der auf den Prüfling aufgebracht wird, ist gegeben durch:
wobei

η der Wirkungsgrad des DC-DC-Wandlers 5 ist;
U_in die Eingangsspannung des DC-DC-Wandlers 5 ist;
U_out die Ausgangsspannung des DC-DC-Wandlers 5 ist;
der Ausgangsstrom einer IPS 4-i ist;

U_in = k·U_out (2)

In dem Fall, dass der DC-DC-Wandler 5 einen typischen Wirkungsgrad n = 0,8 aufweist, und in dem, dass sieben interne Energieversorgungsquellen 4-1 bis 4-N parallel an dem Eingangsanschluss 5a des DC-DC-Wandlers 5 angeschlossen sind (N = 7), von denen jede einen Betriebsstrom von 0,8 A erzeugt, ist der Betriebsstrom I_DUT, der auf den DUT 3 von dem DC-DC-Wandler 5 über Leitungen 14, 12 aufgebracht ist, in dem ersten Betriebsmodus der Leistungstestplatte 1 bei gegebenem k = 5 gegeben durch:
Demgemäß ist der maximale Betriebsstrom
welcher von der Leistungstestplatte 5 auf einen Prüfling aufgebracht werden kann, signifikant durch die Verwendung des auf der Leistungstestplatte 1 angeordneten DC-DC-Wandlers 5 erhöht. Da der Betriebsstrom signifikant erhöht ist, können mehr Prüflinge 3 parallel zur gleichen Zeit getestet werden, wodurch so Testkosten verringert werden. Alternativ ist es durch einen Anschluss von weniger Prüflingen 3 an die Leistungstestplatte 1 möglich, Prüflinge 3 zu testen, welche einen sehr hohen Betriebsstrom benötigen, der höher ist als zum Beispiel 20 A, indem die Leistungstestplatte 1 gemäß der vorliegenden Erfindung wie in 3 gezeigt mit einem integrierten DC-DC-Wandler 5 benutzt wird.
In der ersten Ausführungsform der Leistungstestplatte 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Leistungstestplatte 1 wie in 3 gezeigt von der Testlogik 7 in einen zweiten Betriebsmodus umgeschaltet werden, indem der Schalter 13 in Abhängigkeit von einem Steuersignal auf Anschluss 13b umgeschaltet wird. In diesem zweiten Betriebsmodus sind die parallelen internen Energieversorgungsquellen 4-1 bis 4-N des Testsystems 2 über Knoten 15 direkt mit dem Energieversorgungsanschluss 3a des Prüflings 3 verbunden. In dem zweiten Betriebsmodus ist die Ausgangsspannung einer jeden internen Energieversorgungsquelle 4-1 bis 4-N, die parallel mit dem Eingangsanschluss 5a des DC-DC-Wandlers 5 verbunden sind, auf eine Energieversorgungsspannung V_DD des Prüflings 3 eingestellt. Die Ausgangsspannung der weiteren internen Energieversorgungsquelle 4-0, die mit dem Steuereingang des DC-DC-Wandlers 5 verbunden ist, ist in dem zweiten Betriebsmodus durch die Testlogik 7 über Steuerleitung 8-0 irrelevant. Der Prüfling 3 erhält in dem zweiten Betriebsmodus, wenn Schalter 13 auf Anschluss 13b umgeschaltet ist, den Betriebsstrom von den parallelen internen Energieversorgungsquellen 4-1 bis 4-N, die mit dem Knoten 15 in Parallelschaltung verbunden sind. Jede interne Energieversorgungsquelle 4-i gibt ein Fühl- bzw. Abtastsignal I_DUT an die Testlogik 7 über Stromfühlerleitungen 19 aus. In diesem zweiten Betriebsmodus kann die Testlogik 7 den von dem Prüfling 3 verbrauchten Strom direkt messen. Der von dem Prüfling aufgenommene Betriebsstrom ist die Summe der Ströme, die von den N parallel geschalteten internen Energieversorgungsquellen 4-i geliefert werden:
In diesem zweiten Betriebsmodus kann ein Standby-Strom des Prüflings leicht gemessen werden. Die Messung der Betriebsströme in dem zweiten Betriebsmodus wird durch Benutzung der innerhalb der internen Energieversorgungsquellen 4-i vorgesehenen Strommesseinrichtungen durchgeführt.
4 zeigt eine zweite Ausführungsform der Leistungstestplatte 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. In dieser vereinfachten Version der Leistungstestplatte 1 ist die Leistungstestplatte 1 nicht zwischen zwei Betriebsmodi umschaltbar. In dieser Ausführungsform befindet sich die Leistungstestplatte immer in dem ersten Betriebsmodus, das heißt die Ausgangsspannung einer jeden internen Energieversorgungsquelle, die parallel mit dem Eingangsanschluss 5a des DC-DC-Wandlers verbunden ist, ist auf eine maximale Spannung eingestellt, wobei die Ausgangsspannung der internen Energieversorgungsquelle 4-0, die an den Steueranschluss 5c des DC-DC-Wandlers angeschlossen ist, auf eine vorher festgelegte Energieversorgungsspannung VDD des Prüflings 3 gemäß eines von der Testlogik 7 erzeugten Steuersignals eingestellt ist.
5a zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des DC-DC-Wandlers 5. Der DC-DC-Wandler 5 weist einen Eingangsanschluss 5a, einen Ausgangsanschluss 5b und einen Steueranschluss 5c auf. Der DC-DC-Wandler 5 wie in 5a gezeigt ist ein Step-Down-Konverter bzw. Abwärtswandler oder Buck-Konverter. Der DC-DC-Wandler 5 weist einen Transistor 5-1 auf, welcher einen ersten Anschluss, der mit dem Eingangsanschluss 5a über eine Signalleitung verbunden ist, und einen zweiten Anschluss besitzt, der mit dem Ausgangsanschluss 5b über eine Induktivität 5-2 verbunden ist. Der Transistor 5-1 weist einen dritten Anschluss auf, welcher über eine Leitung an eine Impulsbreitenmodulationssteuereinheit 5-3 innerhalb des DC-DC-Wandlers 5 angeschlossen ist. Der Transistor 5-1 ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein MOSFET. Der Gateanschluss des MOSFET 5-1 ist mit der Impulsbreitenmodulationssteuereinheit 5-3 verbunden. Der DC-DC-Wandler 5 weist weiterhin einen Komparator 5-4 auf, der eine auf den Steueranschluss 5c des DC-DC-Wandlers 5 aufgebrachte Spannung mit einer Spannung an dem Ausgangsanschluss 5b des DC-DC-Wandlers 5 vergleicht. Der Komparator 5-4 ist in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Operationsverstärker mit einem nichtinvertierenden Eingang, der mit dem Steueranschluss 5c verbunden ist, und mit einem invertierenden Eingang gebildet, der über eine Leitung mit dem Ausgangsanschluss 5b des DC-DC-Wandlers 5 verbunden ist. Die Komparatoreinheit 5-4 vergleicht die auf den Steueranschluss 5c aufgebrachte Steuerspannung U_control mit der Ausgangsspannung an dem Ausgangsanschluss 5b des DC-DC-Wandlers 5 und gibt ein Vergleichsergebnis an die Impulsbreitenmodulationssteuereinheit 5-3 aus. Die Impulsbreitenmodulationssteuereinheit 5-3 erzeugt ein Impulssignal, welches aus einer Folge von Signalimpulsen gebildet ist, wobei die Impulslänge eines jeden Signalimpulses proportional zu dem Vergleichsergebnis ist, das von dem Komparator 5-4 erzeugt wird. Wie aus 5b ersehen werden kann, liefert die Impulsbreitenmodulationssteuereinheit 5-3 ein Gatespannungssignal an das Gate des MOSFET 5-1. Der Transistor 5-1 wird in Abhängigkeit von dem aufgebrachten Gatespannungssignal geschaltet und treibt intermittierend einen induktiven-kapazitiven Schaltkreis, der von der Spule 5-2 und dem Kondensator 5-5 gebildet ist. Die Induktivität oder Spule 5-2 und der Kondensator 5-5 bilden ein Tiefpassfilter LPF innerhalb des DC-DC-Wandlers 5. Der von dem Transistor 5-1 ausgegebene Impulsstrom baut in der Induktivität 5-2 ein magnetisches Feld auf. Die Induktivität 5-2 entlädt sich bei Impulspausen mit der Hilfe einer Fangdiode 5-6 in den Kondensator 5-5.
5b zeigt den Eingangsstrom, der durch die Induktivität 5-2 fließt, und die Spannung an der Kathode der Fangdiode 5-6. Weiterhin wird die Ausgangsspannung an dem Ausgangsanschluss 5b des DC-DC-Wandlers 5 gezeigt. In einer bevorzugten Ausführungsform treibt der DC-DC-Wandler 5 ein Paar von externen MOSFET-Transistoren von einer Größenordnung, die für die beabsichtigte Testanwendung geeignet ist. Diese externen MOSFET sind in einer bevorzugten Ausführungsform auch auf der Leistungstestplatte 1 gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen.
Jede Art einer steuerbaren Schalteinrichtung kann für Transistor 5-1 verwendet werden.
6 zeigt das Verhalten der Versorgungsspannung nach Testbeginn, wenn eine herkömmliche Leistungstestplatte benutzt wird und wenn die Leistungstestplatte 1 gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird. In einem Zeitpunkt t₀ wird der Prüfling 3 mit einem notwendigen Betriebsstrom I_DUT versorgt, um den Testablauf zu starten. Bei Verwendung einer herkömmlichen Leistungstestplatte, wobei die Energieversorgungen von dem DUT entfernt sind, wird die an den Energieversorgungsanschluss 3a des Prüflings 3 gelieferte Spannung signifikant abgesenkt. Da der DC-DC-Wandler 5 in PTB 1 gemäß der vorliegenden Erfindung integriert werden kann, ist die auf den Prüfling 3 aufgebrachte Energieversorgungsspannung VDD viel stabiler, und es tritt nur ein kurzer und kleiner Spannungseinbruch auf.
Die Leistungstestplatte 1 gemäß der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass kleine DC-DC-Wandler 5 sehr nahe an dem jeweiligen Prüfling 3 angeordnet sind. Auf Grund der kurzen Leitungen zwischen dem DUT 3 und dem DC-DC-Wandler 5 resultieren Stromänderungen in einer schnellen und präzisen Reaktion des DC-DC-Wandlers 5. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Leistungstestplatte 1 für jeden mit der Leistungstestplatte 1 verbundenen Prüfling 3 einen korrespondierenden DC-DC-Wandler 5 auf. Zum Beispiel sind in einer Ausführungsform, in welcher die Leistungstestplatte 1 zum Test von acht Prüflingen 3 vorgesehen ist, acht DC-DC-Wandler 5 auf der Leistungstestplatte 1 aufgebracht.
Der DC-DC-Wandler 5 ist eine kleine Vorrichtung, die typischerweise aus integrierten Schaltungen aufgebaut ist, welche nahe an dem Prüfling 3 angeordnet werden können, und dadurch sind die Genauigkeit der Versorgungsspannung und ihre Reaktionszeit auf kleine Änderungen verbessert. Verwendung von DC-DC-Wandlern 5 erhöht den für die Prüflinge 3 verfügbaren Strom. Dieses gestattet vermehrte Paralleltests, höhere Betriebsgeschwindigkeiten beim Testen. Weiterhin ist es möglich, das Testsystem 2 für Prüflinge 3 zu benutzen, wobei der Energieverbrauch der Prüflinge 3 höher ist als die ursprünglichen Grenzen des Testsystems 2. Folglich kann das bereits vorhandene Testsystem 2 auch für Prüflinge Verwendung finden, die einen höheren Leistungsverbrauch aufweisen als frühere Generationen von Komponenten. Insbesondere DIMM-Speichermodule mit einem höheren Energieverbrauch können mit einem herkömmlichen Testsystem 2 getestet werden, wenn die Leistungstestplatte 1 gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt wird.
In einer alternativen Ausführungsform ist es auch möglich, den DC-DC-Wandler 5 innerhalb des Prüflings 3 zu integrieren, um die Testbarkeit des Prüflings 3 zu vereinfachen. 7 stellt eine Ausführung dar, wobei der DC-DC-Wandler 5 in den Prüfling 3 integriert ist.

Claims

Leistungstestplatte (1) zum Anschluss von zumindest einem Prüfling (3) an ein Testsystem (2), welches interne Energieversorgungsquellen (4-0, 4-1, 4-2, 4-3, ..., 4-N) aufweist, wobei die Leistungstestplatte (1) mindestens einen DC-DC-Wandler (5) mit einem Eingangsanschluss (5a), an welchen verschiedene interne Energieversorgungsquellen (4-1, 4-2, 4-3, ..., 4-N) des Testsystems (2) parallel angeschlossen sind; einen Ausgangsanschluss (5b), mit welchem ein Energieversorgungsanschluss (3a) des Prüflings (3) verbunden ist; und einen Steueranschluss (5c), mit welchem eine weitere interne Energieversorgungsquelle (4-0) des Testsystems (2) verbunden ist, aufweist.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine DC-DC-Wandler (5) eine Abwärtswandlung einer Spannung, die von der mit dem Eingangsanschluss (5a) verbundenen Energieversorgungsquellen (4-1, 4-2, 4-3, ..., 4-N) ausgegeben ist, auf eine vorher festgelegte Energieversorgungsspannung (VDD) des Prüflings (3) in Abhängigkeit von einer einstellbaren Steuerspannung durchführt, die von der weiteren internen Energieversorgungsquelle (4-0) erzeugt ist, welche mit dem Steueranschluss (5c) des DC-DC-Wandlers (5) verbunden ist.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 2, wobei die einstellbare Steuerspannung so eingestellt ist, dass die Steuerspannung zu der vorher festgelegten Energieversorgungsspannung (VDD) des Prüflings (3) korrespondiert.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 1, wobei die interne Energieversorgungsquelle (4-0) des Testsystems (2) eine steuerbare Spannungsquelle zur Erzeugung einer Ausgangsspannung aufweist, welche durch ein von einer Testlogik (7) des Testsystems (2) erzeugtes digitales Steuersignal gesteuert ist.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 1, wobei der Ausgangsanschluss (5b) des DC-DC-Wandlers (5) mit dem Energieversorgungsanschluss (3a) des Prüflings (3) über einen steuerbaren Schalter (13) verbunden ist.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 5, wobei der steuerbare Schalter (13) über eine Steuerleitung (17) mit der Testlogik (7) des Testsystems (2) verbunden ist.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 5, wobei der steuerbare Schalter (13) in einem ersten Betriebsmodus den Ausgangsanschluss (5b) des DC-DC-Wandlers (5) mit dem Energieversorgungsanschluss (3a) des Prüflings (3) und in einem zweiten Betriebsmodus den Eingangsanschluss (5a) des DC-DC-Wandlers (5) mit dem Energieversorgungsanschluss (3a) des Prüflings (3) in Abhängigkeit von einem von der Testlogik (7) erzeugten Modussteuersignal verbindet.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 7, wobei die Ausgangsspannung von jeder parallel an den Eingangsanschluss (5a) des DC-DC-Wandlers (5) angeschlossenen internen Energieversorgungsquelle (4-0, 4-1, 4-2, 4-3, ..., 4-N) in einem ersten Betriebsmodus auf eine maximale Spannung eingestellt ist.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 1, wobei die Ausgangsspannung der mit dem Steueranschluss (5c) des DC-DC-Wandlers (5) verbundenen weiteren internen Energieversorgungsquelle (4-0) auf die vorher festgelegte Energieversorgungsspannung (VDD) des Prüflings (3) in dem ersten Betriebsmodus eingestellt ist.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 1, wobei jede interne Energieversorgungsquelle (4-0, 4-1, 4-2, 4-3, ..., 4-N) des Testsystems (2) eine Stromfühlerschaltung zur Ermittlung des von der Energieversorgungsquelle ausgegebenen Stroms aufweist.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 10, wobei die Stromfühlerschaltung einer jeden internen Energieversorgungsquelle (4-0, 4-1, 4-2, 4-3, ..., 4-N) in dem zweiten Betriebsmodus ein Stromfühlersignal an die Testlogik (7) des Testsystems (2) ausgibt.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 7, wobei die Ausgangsspannung einer jeden parallel mit dem Eingangsanschluss (5a) des DC-DC-Wandlers (5) verbundenen internen Energieversorgungsquelle (4-1, 4-2, 4-3, ..., 4-N) in dem zweiten Betriebsmodus auf eine Energieversorgungsspannung (V_DD) des Prüflings (3) eingestellt ist.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 1, wobei der DC-DC-Wandler (5) einen Transistor mit einem ersten Anschluss (13a), der mit dem Eingangsanschluss (5a) des DC-DC-Wandlers (5) verbunden ist; mit einem zweiten Anschluss (13b), der mit dem Ausgangsanschluss (5b) des DC-DC-Wandlers (5) verbunden ist; und mit einem dritten Anschluss (13c) zum Empfang eines von einer Impulsbreitenmodulationssteuereinheit (5-3) erzeugten Impulsbreitensteuersignals aufweist, wobei die Impulslänge eines jeden Signalimpulses des erzeugten Impulsbreitensignals proportional zu einem von einem Komparator (5-4) erzeugten Vergleichsergebnis ist, welcher eine auf den Steueranschluss (5c) des DC-DC-Wandlers (5) aufgebrachte Spannung mit einer Spannung am Ausgangsanschluss (5b) des DC-DC-Wandlers (5) vergleicht.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 13, wobei der Transistor (5-1) ein MOSFET ist.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 14, wobei der zweite Anschluss des MOSFET über eine Diode mit Masse und über ein Tiefpassfilter mit dem Ausgangsanschluss (5b) des DC-DC-Wandlers (5) verbunden ist.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 15, wobei das Tiefpassfilter eine Induktivität (5-2) zwischen dem zweiten Anschluss des Transistors (5-1) und dem Ausgangsanschluss (5b) und einen Kondensator (5-5) zwischen dem Ausgangsanschluss (5b) und Masse aufweist.
Leistungstestplatte (1) zum Anschluss von zumindest einem Prüfling (3) an ein Testsystem (2), welches interne Energieversorgungsquellen (4-0, 4-1, 4-2, 4-3, ..., 4-N)) aufweist, wobei die Leistungstestplatte (1) mindestens einen DC-DC-Wandler (5) mit einem Eingangsanschluss (5a), an welchen verschiedene interne Energieversorgungsquellen (4-1, 4-2, 4-3, ..., 4-N) des Testsystems (2) parallel angeschlossen sind; einen Ausgangsanschluss (5a), mit welchem ein Energieversorgungsanschluss (3a) des Prüflings (3) verbunden ist; wobei ein Steueranschluss (5c) des DC-DC-Wandlers (5) von einer internen programmierbaren Spannungsquelle zur Erzeugung einer einstellbaren Steuerspannung gesteuert ist.
Leistungstestplatte (1) nach Anspruch 17, wobei die interne programmierbare Spannungsquelle ein Digital-Analog-Wandler ist.