Brevet FR2662259A1 — publié le 19911122

i DISPOSITIF AUTOMATIQUE POUR LA MESURE DE CARACTERISTIQUES CONCERNANT DES COMPOSANTS ELECTRONIQUES. Description La présente invention a pour objet un dispositif automatique pour la mesure de caractéristiques concernant des composants électroniques Elle s'applique notamment à la détection de défauts pour le tri de composants, l'établissement de critères de qualité et pour favoriser l'étude statistique des problèmes de qualité. On connaît plusieurs types de mesure qui permettent de détecter des défauts dans des composants électroniques ou microélectroniques Une mesure importante concerne la détermination du niveau de bruit engendré par les composants Dans des applications de type analogique, en imagerie par exemple, les performances des composants utilisés sont en général limitées par le niveau de bruit. Par exemple, dans le domaine des basses fréquences, des composants tels que des détecteurs photovoltaiques de rayonnement infrarouge possédant des défauts, produisent un niveau de bruit anormalement élevé. La donnée d'un seuil de niveau de bruit acceptable pour une gamme de fréquence donnée définit donc un critère de qualité qui permet de rejeter les composants défectueux. La détermination d'autres caractéristiques, comme la courbe d'intensité en fonction de la tension appliquée au composant vient compléter la mesure du bruit. De manière usuelle, un composant à tester est successivement connecté au dispositif de caractérisation, testé, déconnecté puis remplacé par le composant suivant Le nombre de manipulations pour chaque composant est donc important, ce qui rend pénib Le la caractérisation d'un grand nombre de composants C'est dire que dans le cas de plusieurs déterminations de caractéristiques pour chaque composant, les manipulations sont multipliées et la suite d'opérations nécessaires en est d'autant plus fastidieuse. La présente invention pallie justement ces inconvénients Elle préconise pour cela La connexion groupée d'une série de composants sur un dispositif automatique qui sélectionne les composants les uns après les autres et effectue les séries de tests nécessaires. On regroupe de cette manière les différentes étapes du processus de caractérisation, ce qui accélère et rend moins pénible les manipulations. De manière plus précise, la présente invention concerne un dispositif automatique pour la mesure de caractéristiques concernant des composants électroniques comprenant: un moyen de sélection d'un composant électronique parmi Les composants à tester, au moins un moyen de mesure pour déterminer une caractéristique du composant sélectionné, des moyens de commande pour la commande des moyens de sélection et de mesure, ces moyens étant découplés électriquement des moyens de sélection et de mesure. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de commande sont connectés au moyen de sélection et au moyen de mesure par l'intermédiaire de liaisons à optocoupleurs. On diminue ainsi considérablement les sources de bruits parasites pouvant perturber Les mesures, en particulier le 50 Hz du secteur. Avantageusement, le dispositif comprend plusieurs moyens de mesure pour La détermination de caractéristiques différentes, un moyen de configuration pour sélectionner un moyen de mesure parmi les moyens de mesure, ce moyen de configuration étant connecté aux moyens de commande par l'intermédiaire de liaisons à optocoupleurs. De cette manière, pour chaque composant plusieurs mesures peuvent être réalisées sans pour autant nécessiter des manipulations supplémentaires. Le choix des tests à réaliser est effectué préalablement par l'utilisateur. Selon une réalisation particulière, un moyen de mesure permet la détermination du niveau de bruit. Selon un mode de réalisation préféré, le moyen de sélection d'un composant électronique comporte plusieurs points de connexion pour la connexion des composants à tester, chaque point de connexion étant relié à deux relais montés en inverseur, Le premier de ces relais étant connecté à la masse, le second étant relié aux moyens de mesure, les relais connectés aux différents points de connexion étant commandés par les moyens de commande de manière à relier successivement les uns après les autres les points de connexion aux moyens de mesure, les points de connexion autres que celui relié aux moyens de mesure étant mis à la masse. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux après la description qui suit, donnée à titre explicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente schématiquement un dispositif conforme à l'invention, la figure 2 représente schématiquement un mode de réalisation et un moyen de sélection utilisé dans un dispositif conforme à l'invention, la figure 3 représente schématiquement un mode de réalisation d'un moyen de configuration utilisé dans un dispositif conforme à l'invention, la figure 4 représente schématiquement un système de polarisation utilisé dans un dispositif conforme à l'invention. En référence à la figure 1, on décrit maintenant un dispositif conforme à l'invention. Un calculateur 10, par exemple du type microordinateur, gère et commande l'ensemble du dispositif Il est relié au reste du dispositif par l'intermédiaire d'une interface 12, par exemple du type IEEE 488 Cette interface 12 comprend des liaisons à optocoupleurs 14 Un bus 16 permet de délivrer aux optocoupleurs 14 les instructions de commande en provenance du calculateur 10 Les optocoupleurs 14 permettent l'isolement électrique du calculateur associé, et par conséquent, une réduction des bruits éventuels pouvant perturber les mesures Les optocoupleurs 14 transmettent les informations à travers des moyens de sortie 18 qui délivrent les instructions de commande sur par exemple trente deux bits. Le calculateur 10 est connecté par l'intermédiaire de l'interface 12 à un moyen de sélection 20 Les composants électroniques à tester 22 sont préalablement connectés à ce moyen de sélection Ce dernier, commandé par le calculateur 10 par un signal codé sur par exemple huit bits, sélectionne, les uns après les autres, les composants 22 pour leur caractérisation successive Par composants, il faut entendre soit des composants différents, soit différents points de mesure d'un composant intégré complexe. La figure 2 représente schématiquement un mode de réalisation d'un moyen qui permet la sélection d'un composant sans apport de bruit parasite. Les composants 22 sont connectés au moyen de sélection en des points de connexion PC La sélection d'un composant est assurée par des jeux de relais R 1 et R 2 montés en inverseur et reliés entre eux en chaque point de connexion PC Les relais R 1, R 2 sont choisis à haut isolement électrique et à faible bruit, par exemple du type commercialisé par la Société SEEM sous la référence R 608. L'ouverture du premier relais R 1 et la fermeture du second relais R 2 simultanées permettent d'introduire le composant sélectionné dans le circuit de mesure. La fermeture du premier relais R 1 qui a une borne à la masse, et l'ouverture du second relais R 2 déconnectent le composant du circuit de mesure. De retour à la figure 1, on voit que le moyen de sélection 20 pour l'alimentation des relais R 1, R 2 est connecté à une alimentation générale 24, réalisée avantageusement par des accumulateurs au nickelcadmium rechargeables, par exemple des accumulateurs selon la reférence 10 Ah commercialisés par la Société SAFT L'utilisation d'accumulateurs permet d'éviter l'introduction de bruits parasites provenant du secteur. Un moyen de configuration 26 connecté au moyen de sélection 20 et alimenté par l'alimentation générale 24 permet de sélectionner un moyen de mesure pour déterminer une caractéristique Dans l'exemple représenté, le moyen de configuration 26 est connecté à un moyen 28 pour déterminer le niveau de bruit engendré par le composant testé et à un moyen 30 de détermination de la réponse en courant du composant testé (courbe I(V)). Le moyen de configuration 26 ainsi que les moyens de mesure 28, 30 associés sont décrits en référence à la figure 3. La sélection de telle ou telle fonction est effectuée grâce à l'ouverture ou la fermeture de relais R 3,, R 9, commandés par le calculateur par l'intermédiaire de l'interface 12 Ces relais peuvent être du type de ceux commercialisés par la Société SEEM sous la référence R 608; ils sont alimentés par l'alimentation générale 24. Pour la sélection du moyen 28 pour déterminer le niveau de bruit engendré par le composant mis en circuit par le moyen de sélection 20, les relais R 3 et R 4 sont fermés. Le moyen 28 pour la détermination du niveau de bruit est composé, de manière classique, d'un moyen de polarisation 32 pour la polarisation du composant sélectionné, d'un préamplificateur 34 par exemple du type PAR 184, commercialisé par la Société EGG Instruments et d'un analyseur de spectre 36 par exemple du type du modèle HP 3561, commercialisé par la Société Hewlett Packard. La polarisation est choisie par le calculateur par l'intermédiaire de l'interface 12. Le choix de la polarisation est par exemple effectué par l'intermédiaire d'un signal codé sur 16 bits. Comme on peut le voir sur la figure 4 représentant un système de polarisation, douze de ces bits permettent les commandes C 1,, C 12 de douze relais RP 1,, RP 12, par exemple du type R 625 commercialisé par la Société SEEM. Chacun de ces relais peut être raccordé soit à la masse, soit à un étage d'un système diviseur de tension, chaque étage étant formé de deux résistances 38, 40 Par exemple, les résistances référencées 38 valent 100 kohms; les résistances sont de valeur double Ce type de système diviseur de tension est bien connu et ne nécessite pas de description détaillée. La polarisation peut être positive, négative ou nulle La polarisation nulle est obtenue en basculant tous les relais RP 1,, RP 12 à la masse. Les polarisations positive (+V) et négative (-V) sont choisies par l'intermédiaire de la commande C 16 d'un relais RC La valeur de la polarisation est obtenue par la commande du nombre de relais RP 1,, RP 12 adéquat: par exemple, celle-ci peut aller, en valeur absolue, de O V à 30 V. De retour à la figure 3, on voit que le relais R 3 est relié au moyen de polarisation 32 du moyen 28 Un condensateur de liaison C permet l'isolement du préamplificateur 34; ce condensateur C est court-circuité lors de la fermeture du relais R 5 monté en dérivation; ceci permet des mesures à polarisation nulle. Par ailleurs, lors de la charge du condensateur de liaison C, l'entrée du préamplificateur 34 est mise à la masse par la fermeture du relais R 6; ceci permet d'éviter la saturation du préamplificateur 34 Le relais R 6 est réouvert avant la mesure. D'autre part, la fermeture du relais R 7 permet la mise en circuit d'un voltmètre 42 permettant le contrôle de la valeur de la polarisation. Pour la détermination de la réponse en courant, le moyen de configuration 26 possède deux relais R 8 et R 9 dont la fermeture permet la mise en circuit d'une alimentation électrique variable 44 et d'un picoampèremètre 46 On mesure ainsi la réponse en courant du composant sélectionné lors des variations de la tension délivrée par l'alimentation électrique 44. Un dispositif conforme à l'invention permet donc bien d'effectuer automatiquement des séries de mesures permettant de détecter des défauts de structure ou de fabrication de composants électroniques. Dans la réalisation décrite, les mesures de niveau de bruit sont très sensibles, le bruit propre du dispositif étant très bas. IL va de soi que l'invention ne se limite nullement à l'exemple de réalisation plus spécialement décrit et représenté En particulier, d'autres moyens de mesure pourraient-être raccordés au moyen de configuration pour la détermination de caractéristiques supplémentaires. Revendications 1 Dispositif automatique pour la mesure de caractéristiques concernant des composants électroniques, caractérisé en ce qu'il comprend: un moyen de sélection ( 20) d'un composant électronique ( 22) parmi les composants à tester, au moins un moyen de mesure ( 28, 30) pour déterminer une caractéristique du composant sélectionné, des moyens de commande ( 10) pour la commande des moyens de sélection et de mesure, ces moyens de commande ( 10) étant découplés électriquement des moyens de sélection et de mesure. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commande ( 10) sont connectés au moyen de sélection ( 20) et aux moyens de mesure ( 28, 30) par l'intermédiaire de liaisons à optocoupleurs ( 14). 3 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend: plusieurs moyens de mesure ( 28, 30) pour la détermination de caractéristiques différentes, un moyen de configuration pour sélectionner un moyen de mesure parmi les moyens de mesure, ce moyen de configuration étant connecté aux moyens de commande ( 10) par l'intermédiaire de liaisons à optocoupleurs ( 14). 4 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un moyen de mesure ( 28) détermine le niveau de bruit engendré par le composant testé. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le moyen de sélection ( 20) d'un composant électronique ( 22) comporte plusieurs points de connexion (PC) pour la connexion des composants à tester, chaque point de connexion (PC) étant relié à deux relais (R 1, R 2) montés en inverseur, Le premier (R 1) de ces relais étant aussi connecté à la masse, le second (R 2) étant aussi relié aux moyens de mesure, les relais (R 1, R 2) connectés aux différents points de connexion (PC) étant commandés par les moyens de commande ( 10) de manière à relier successivement, les uns après les autres, les points de connexion (PC) aux moyens de mesure ( 28, 30), les points de connexion autres que celui relié aux moyens de mesure étant mis à la masse.