(57)【要約】  被試験デバイスを試験する試験装置であって、被試験デバイスに供給する電源電力を生成する電源と、電源が生成した電源電力を、被試験デバイスに伝送する伝送路と、伝送路を介して被試験デバイスに供給される負荷電流において、電源の誘導成分、および、伝送路と接地電位の間の容量成分の積に応じた周波数よりも高い周波数成分を含む成分を測定する電流測定部と、電流測定部が測定した負荷電流のデジタル波形に基づいて、被試験デバイスの良否を判定する判定部とを備える試験装置を提供する。
2011010412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験デバイスを試験する試験装置であって、
前記被試験デバイスに供給する電源電力を生成する電源と、
前記電源が生成した前記電源電力を、前記被試験デバイスに伝送する伝送路と、
前記伝送路を介して前記被試験デバイスに供給される負荷電流において、前記電源の誘導成分、および、前記伝送路と接地電位の間の容量成分の積に応じた周波数よりも高い周波数成分を含むデジタル波形を測定する電流測定部と、
前記電流測定部が測定した前記負荷電流の前記デジタル波形に基づいて、前記被試験デバイスの良否を判定する判定部と
を備える試験装置。
【請求項２】
前記伝送路および前記接地電位の間に設けられた中間コンデンサと、
前記中間コンデンサの充放電電流を測定する充放電電流測定部と
を更に備え、
前記電流測定部は、前記充放電電流測定部が測定した前記充放電電流に基づいて前記負荷電流を測定する
請求項１に記載の試験装置。
【請求項３】
前記中間コンデンサよりも前記電源側の前記伝送路に流れる電流を測定する電源電流測定部を更に備え、
前記電流測定部は、前記電源電流測定部が測定した電流、および、前記充放電電流測定部が測定した電流の和に基づいて前記負荷電流を測定する
請求項２に記載の試験装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記デジタル波形における予め定められた特性値が、予め定められた許容範囲か否かにより、前記被試験デバイスの良否を判定する
請求項３に記載の試験装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記特性値として、前記負荷電流の前記デジタル波形における複数のピークのレベルの比に基づいて、前記被試験デバイスの良否を判定する
請求項４に記載の試験装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記特性値として、前記負荷電流の前記デジタル波形の立ち上がり時間または立ち下がり時間に基づいて、前記被試験デバイスの良否を判定する
請求項４に記載の試験装置。
【請求項７】
前記判定部は、前記特性値として、予め定められた測定期間における前記負荷電流の周波数スペクトルに基づいて、前記被試験デバイスの良否を判定する
請求項４に記載の試験装置。
【請求項８】
前記被試験デバイスは、複数の動作モードを有し、
前記判定部は、動作モード毎に、前記許容範囲を変更する
請求項４から７のいずれか一項に記載の試験装置。
【請求項９】
前記判定部は、前記被試験デバイスが出力するトリガ信号に応じて前記測定期間を定める
請求項７に記載の試験装置。
【請求項１０】
前記被試験デバイスは、複数の動作モードを有し、
前記判定部は、動作モード毎に、前記測定期間を変更する
請求項９に記載の試験装置。
【請求項１１】
前記中間コンデンサよりも前記電源に近い位置で、前記伝送路および接地電位の間に設けられ、前記中間コンデンサよりも容量の大きい大容量コンデンサを更に備える
請求項３から１０のいずれか一項に記載の試験装置。
【請求項１２】
前記中間コンデンサよりも前記被試験デバイスに近い位置で、前記伝送路および接地電位の間に設けられ、前記中間コンデンサよりも容量の小さい小容量コンデンサを更に備える
請求項１１に記載の試験装置。
【請求項１３】
前記電流測定部は、前記電源電流測定部が測定した電流、および、前記充放電電流測定部が測定した電流の和に基づいて、前記被試験デバイスおよび前記小容量コンデンサに流れる電流を算出する
請求項１２に記載の試験装置。
【請求項１４】
前記中間コンデンサは、前記小容量コンデンサとの距離が、前記大容量コンデンサとの距離より小さくなる位置で、前記伝送路に接続される
請求項１２に記載の試験装置。
【請求項１５】
前記伝送路および前記接地電位の間に前記中間コンデンサと直列に設けられ、前記伝送路および前記接地電位の間における前記小容量コンデンサと直列な抵抗成分よりも抵抗値の大きいダンピング抵抗を更に備える
請求項１２に記載の試験装置。
【請求項１６】
前記被試験デバイスと接触する試験用ボードを更に備え、
前記小容量コンデンサおよび前記中間コンデンサは、前記試験用ボードに設けられる
請求項１４に記載の試験装置。
【請求項１７】
前記伝送路上に設けられ、前記試験用ボードと前記電源とを電気的に接続する接続コネクタを更に備え、
前記大容量コンデンサは、前記接続コネクタに対して、前記電源側の前記伝送路に接続される
請求項１６に記載の試験装置。
【請求項１８】
前記電源電流測定部は、前記接続コネクタおよび前記大容量コンデンサの間における前記伝送路に流れる電流を測定する
請求項１７に記載の試験装置。
【請求項１９】
前記電源電流測定部は、
前記接続コネクタに対して、前記電源側の前記伝送路上に設けられた第１検出抵抗と、
前記第１検出抵抗の両端の電位差を検出する第１電位差検出部と
を有し、
前記充放電電流測定部は、
前記中間コンデンサおよび接地電位の間に設けられた第２検出抵抗と、
前記第２検出抵抗の両端の電位差を検出する第２電位差検出部と
を有する
請求項１８に記載の試験装置。
【請求項２０】
前記電源電流測定部は、
前記接続コネクタに対して、前記電源側の前記伝送路上に設けられた第１検出抵抗と、
前記第１検出抵抗の両端の電位差を検出する第１電位差検出部と
を有し、
前記充放電電流測定部は、
前記コンデンサの電圧を測定する電圧測定部と、
前記電圧測定部が測定した電圧の微分値を算出する微分算出部と、
前記微分算出部が算出した前記微分値に基づいて、前記コンデンサの前記充放電電流を算出する電流算出部と
を有する請求項１７に記載の試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験装置に関する。米国において本出願は、国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２００９／００３４８２（出願日：２００９年７月２３日）の一部継続出願であり、且つ、米国出願１２／６０３，３５０（出願日：２００９年１０月２１日）の一部継続出願であり、且つ、国際出願ＰＣＴ／ＪＰ２０１０／００１３３３（出願日：２０１０年２月２６日）の一部継続出願である。
【背景技術】
【０００２】
半導体回路等の被試験デバイスを試験する場合において、被試験デバイスに電源電流を供給する電源装置が、被試験デバイスの消費電流の変動に高速に追従できないことがある。このような課題に対して、被試験デバイスの近傍における電源ラインにバイパスコンデンサを設ける技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１  特開２００１−１９５１３９号公報
特許文献２  米国特許第６０８７８４３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電源電流の変動が大きい場合、当該変動に追従できる大容量（例えば数十μＦ）のバイパスコンデンサが設けられる。また、スタンバイ電流等の微小な電流を測定すべく、電源装置の微小な出力電流を測定する場合がある。この場合、電源装置に接続される負荷容量が制限されるので、大容量のバイパスコンデンサを電源ラインから切り離すリードリレーが設けられる。【０００４】
しかし、被試験デバイスの近傍には構造上の制限があるので、リードリレーを設けることができない。このため、大容量のバイパスコンデンサは、被試験デバイスの近傍に設けることができず、被試験デバイスから離れた位置に設けられる。【０００５】
これにより、バイパスコンデンサから、被試験デバイスまでの電源ラインが長くなるので、バイパスコンデンサおよび被試験デバイスの間のインダクタンス成分が増加する。このため、バイパスコンデンサから被試験デバイスに対して、高周波の電流を供給することが困難となる。【０００６】
従来は、電源または大容量のバイパスコンデンサから供給される電流を測定しているので、負荷電流の高周波成分を検出することができない。このため、被試験デバイスの負荷電流が瞬間的に変動した場合には、負荷電流の変動を検出することができず、被試験デバイスの良否を精度よく判定することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様においては、被試験デバイスを試験する試験装置であって、被試験デバイスに供給する電源電力を生成する電源と、電源が生成した電源電力を、被試験デバイスに伝送する伝送路と、伝送路を介して被試験デバイスに供給される負荷電流において、電源の誘導成分、および、伝送路と接地電位の間の容量成分の積に応じた周波数よりも高い周波数成分を含むデジタル波形を測定する電流測定部と、電流測定部が測定した負荷電流のデジタル波形に基づいて、被試験デバイスの良否を判定する判定部とを備える試験装置を提供する。【０００８】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一つの実施形態に係る試験装置１００の構成を、被試験デバイス２００とあわせて示す図である。
【図２】伝送路２０に流れる電流を測定する回路の構成例を示す図である。
【図３】電源電流測定部６０が測定する電流Ｉ１、および、充放電電流測定部９０が測定する電流Ｉ２の一例を示す図である。
【図４】被試験デバイス２００がリード動作した場合に、負荷電流算出部９８が算出する負荷電流ＩＡと、電源３０が出力する電流ＩＢとを示す。
【図５】被試験デバイス２００がプログラム動作した場合に、負荷電流算出部９８が算出する負荷電流ＩＡと、電源３０が出力する電流ＩＢとを示す。
【図６】被試験デバイス２００がイレーズ動作した場合に、負荷電流算出部９８が算出する負荷電流ＩＡと、電源３０が出力する電流ＩＢとを示す。
【図７】試験装置１００の他の動作例を示す。
【図８】判定部１３０における測定期間を示す。
【図９】充放電電流測定部９０の他の構成例を示す図である。
【図１０】スイッチ５２の構成例を示す図である。
【図１１】伝送路２０に流れる電流を測定する回路の他の構成例を示す。
【図１２】ダンピング抵抗５４として、抵抗５８と同程度の抵抗値の抵抗を用いた場合の、被試験デバイス２００に流れる電流を示す。
【図１３】ダンピング抵抗５４として、抵抗５８よりも２０倍程度大きな抵抗値の抵抗を用いた場合の、被試験デバイス２００に流れる電流を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１１】
図１は、一つの実施形態に係る試験装置１００の構成を、被試験デバイス２００とあわせて示す図である。試験装置１００は、半導体回路等の被試験デバイス２００を試験する装置であって、試験用ボード１０およびテストヘッド１２を備える。
【００１２】
試験用ボード１０は、被試験デバイス２００と、テストヘッド１２とを電気的に接続する。例えば試験用ボード１０は、被試験デバイス２００を載置して、被試験デバイス２００に電気的に接続されるソケットと、当該ソケットおよびテストヘッド１２を電気的に接続する配線とを有する。また試験用ボード１０は、被試験デバイス２００の端子と接触するプローブピンと、当該プローブピンおよびテストヘッド１２を電気的に接続する配線とを有してもよい。
【００１３】
テストヘッド１２は、試験信号および電源電力等を生成して、試験用ボード１０を介して被試験デバイス２００に供給する。また、テストヘッド１２は、試験信号等を供給したときの、被試験デバイス２００の所定の特性を測定して、被試験デバイス２００の良否を判定する。例えばテストヘッド１２は、被試験デバイス２００が出力する信号のデータパターン、または、被試験デバイス２００の消費電力等を測定する。
【００１４】
本例のテストヘッド１２は、複数の試験モジュール４０を有する。それぞれの試験モジュール４０は、接続コネクタ２４を介して試験用ボード１０と電気的に接続される。また、それぞれの試験モジュール４０は、異なる機能を有してよい。例えばテストヘッド１２は、電源供給用の試験モジュール４０、アナログ信号用の試験モジュール４０、および、デジタル信号用の試験モジュール４０等を有する。
【００１５】
本例の試験モジュール４０−１は、被試験デバイス２００に電源電力を供給する電源３０を有する。電源３０は、伝送路２０を介して被試験デバイス２００と電気的に接続される。
【００１６】
伝送路２０は、電源３０が生成した電源電力を、被試験デバイス２００に伝送する。伝送路２０は、モジュール配線２８、ケーブル２６、接続コネクタ２４、および、ボード配線２２を有してよい。モジュール配線２８は、試験モジュール４０の内部に形成される。ケーブル２６は、試験モジュール４０および接続コネクタ２４間を接続する。ボード配線２２は、試験用ボード１０に形成される。
【００１７】
本例の試験装置１００は、伝送路２０に流れる電流を測定することで、被試験デバイス２００の消費電流を測定する。試験モジュール４０−１は、伝送路２０に流れる電流の測定結果に基づいて、被試験デバイス２００の良否を判定してよい。
【００１８】
図２は、伝送路２０に流れる電流を測定する回路の構成例を示す図である。上述したように、電源３０は、伝送路２０を介して被試験デバイス２００に接続される。また、電源３０は、被試験デバイス２００のスタンバイ電流等の微小電流を測定する微小電流測定部３２を有してよい。微小電流測定部３２は、電源３０が出力する電流を測定してよい。
【００１９】
試験装置１００は、大容量コンデンサ４４、スイッチ４６、電流測定部１１０、小容量コンデンサ４８、および、判定部１３０を備える。また、電流測定部１１０は、中間コンデンサ５０、充放電電流測定部９０、スイッチ５２、電源電流測定部６０、負荷電流算出部９８、デジタイザ１２０、および、設定部１４０を有する。なお、図２におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ４、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ４は、伝送路２０の抵抗成分およびインダクタンス成分を示す。
【００２０】
大容量コンデンサ４４は、中間コンデンサ５０よりも電源３０に近い位置で、伝送路２０および接地電位の間に設けられる。本例の大容量コンデンサ４４は、接続コネクタ２４に対して電源３０側の伝送路２０（例えばモジュール配線２８）と、接地電位との間に設けられる。大容量コンデンサ４４の容量は、微小電流測定部３２に許容される最大負荷容量より大きくてよい。当該最大負荷容量は、微小電流測定部３２の仕様値を用いてよい。
【００２１】
スイッチ４６は、大容量コンデンサ４４を、モジュール配線２８および接地電位の間に接続するか否かを切り替える。スイッチ４６は、例えばリードリレーである。
【００２２】
小容量コンデンサ４８は、中間コンデンサ５０よりも被試験デバイス２００に近い位置で、伝送路２０および接地電位の間に設けられる。本例の小容量コンデンサ４８は、試験用ボード１０において、ボード配線２２および接地電位の間に設けられる。また、小容量コンデンサ４８の容量は、大容量コンデンサ４４の容量よりも小さい。小容量コンデンサ４８の容量は、微小電流測定部３２に許容される最大負荷容量より小さくてよい。
【００２３】
電流測定部１１０は、伝送路２０を介して被試験デバイス２００に供給される電流において、電源３０から被試験デバイス２００の間の誘導成分Ｌ、および、伝送路２０と接地電位の間の容量成分Ｃの積に応じた周波数よりも高い周波数成分を含むデジタル波形を測定する。当該誘導成分Ｌは、電源３０の内部において出力端子に接続される誘導成分を含んでよい。
【００２４】
誘導成分Ｌおよび容量成分Ｃは、電源３０および被試験デバイス２００の間に挿入されたローパスフィルタとして機能するので、電源３０から被試験デバイス２００に流れる電流の周波数が、これらの積ＬＣに応じた遮断周波数以下に制限される。しかし、被試験デバイス２００には、電源３０から直接供給される電流の他に、小容量の容量成分から高周波の電流も供給される。
【００２５】
このため、電源３０が出力する電流を伝送路２０上で測定しても、被試験デバイス２００に供給される電流のうち、ＬＣに応じた遮断周波数以下の電流成分しか測定できない。これに対し、電流測定部１１０は、ＬＣに応じた遮断周波数よりも高い周波数成分を含むデジタル波形を測定する。より具体的には、電流測定部１１０は、中間コンデンサ５０の充放電電流を測定することで、高周波成分を含むデジタル波形を測定する。
【００２６】
中間コンデンサ５０は、大容量コンデンサ４４および小容量コンデンサ４８の間の位置で、伝送路２０および接地電位の間に設けられる。中間コンデンサ５０は、小容量コンデンサ４８との距離が、大容量コンデンサ４４との距離より小さくなる位置で、伝送路２０に接続されることが好ましい。
【００２７】
より具体的には、中間コンデンサ５０および小容量コンデンサ４８の間の伝送路２０におけるインダクタンス成分Ｌ４が、中間コンデンサ５０および大容量コンデンサ４４の間の伝送路２０におけるインダクタンス成分Ｌ２よりも十分小さくなるように、中間コンデンサ５０が配置されることが好ましい。本例の中間コンデンサ５０は、小容量コンデンサ４８および接続コネクタ２４の間における、試験用ボード１０のボード配線２２に接続される。
【００２８】
中間コンデンサ５０を、ケーブル２６および接続コネクタ２４よりも被試験デバイス２００側に設けることで、インダクタンス成分Ｌ４を、インダクタンス成分Ｌ２よりも十分に小さくすることができる。これにより、中間コンデンサ５０の充放電電流は、被試験デバイス２００の消費電流の変動に対して、比較的に高速に追従することができる。
【００２９】
中間コンデンサ５０の容量は、小容量コンデンサ４８の容量より大きく、大容量コンデンサ４４の容量より小さくてよい。小容量コンデンサ４８の容量は１μＦ程度であってよく、中間コンデンサ５０の容量は１０μＦ程度であってよい。また、中間コンデンサ５０の容量は、微小電流測定部３２に許容される最大負荷容量より大きくてよい。
【００３０】
スイッチ５２は、中間コンデンサ５０を、モジュール配線２８および接地電位の間に接続するか否かを切り替える。スイッチ５２は、スイッチ４６より小型であってよい。例えばスイッチ５２は、半導体スイッチである。スイッチ４６およびスイッチ５２は、微小電流測定部３２により、被試験デバイスのスタンバイ電流等の微小電流を測定する場合に、大容量コンデンサ４４および中間コンデンサ５０を、伝送路２０および接地電位の間から切り離してよい。
【００３１】
電源電流測定部６０は、中間コンデンサ５０よりも電源３０側の伝送路２０に流れる電流Ｉ１を測定する。例えば電源電流測定部６０は、大容量コンデンサ４４および接続コネクタ２４の間における伝送路２０に流れる電流Ｉ１を測定する。電源電流測定部６０は、試験モジュール４０に設けられてよい。
【００３２】
本例の電源電流測定部６０は、第１検出抵抗６２、および、差動回路６４を有する。本例の第１検出抵抗６２は、接続コネクタ２４に対して、電源３０側の伝送路２０の経路上に設けられ、伝送路２０に流れる電流値に応じた降下電圧を生じさせる。例えば第１検出抵抗６２は、モジュール配線２８の経路上に設けられる。
【００３３】
差動回路６４は、第１検出抵抗６２の両端における電位差を検出する第１電位差検出部として機能する。当該電位差に、第１検出抵抗６２の抵抗値を乗じることで、第１検出抵抗６２に流れる電流Ｉ１を測定することができる。
【００３４】
なお、電源電流測定部６０の構成は、図２に示した例に限定されない。電源電流測定部６０は、第１検出抵抗６２および差動回路６４に代えて、電流プローブを有してもよい。電流プローブは、伝送路２０に流れる電流により生じる磁界を電圧に変換することで、伝送路２０に流れる電流を検出してよい。
【００３５】
充放電電流測定部９０は、中間コンデンサ５０の充放電電流Ｉ２を測定する。本例の充放電電流測定部９０は、第２検出抵抗９１および差動回路９２を有する。第２検出抵抗９１は、中間コンデンサ５０およびスイッチ５２の間に設けられ、中間コンデンサ５０の充放電電流Ｉ２に応じた降下電圧を生じさせる。
【００３６】
差動回路９２は、第２検出抵抗９１の両端における電位差を検出する第２電位差検出部として機能する。当該電位差に、第２検出抵抗９１の抵抗値を乗じることで、第２検出抵抗９１に流れる電流Ｉ２を測定することができる。
【００３７】
負荷電流算出部９８は、充放電電流測定部９０が測定した電流Ｉ２に基づいて、被試験デバイス２００に流れる負荷電流Ｉ３を算出する。上述したように、中間コンデンサ５０は、電源３０よりも高速に、負荷電流Ｉ３の変動に追従する。このため、電流Ｉ２には、電流Ｉ１よりも高周波の電流成分が含まれる。負荷電流算出部９８は、電流Ｉ２を測定することで、負荷電流Ｉ３のうち電流Ｉ１よりも高周波の成分を算出してよい。
【００３８】
また、負荷電流算出部９８は、電源電流測定部６０が測定した電流Ｉ１、および、充放電電流測定部９０が測定した電流Ｉ２の和に基づいて、被試験デバイス２００に流れる負荷電流Ｉ３を算出してもよい。これにより、低周波成分および高周波成分の両方を含む、負荷電流Ｉ３を算出することができる。本例では、負荷電流算出部９８が、電流Ｉ２および電流Ｉ１の和を算出する場合を説明する。
【００３９】
デジタイザ１２０は、電源電流測定部６０が測定した電流Ｉ１、および、充放電電流測定部９０が測定した電流Ｉ２の和のアナログ波形を、デジタル波形に変換する。デジタイザ１２０は、変換したデジタル波形を格納するメモリを有してよい。充放電電流測定部９０が高周波の電流を検出できるので、デジタイザ１２０は、高周波成分を含むデジタル波形を取得することができる。
【００４０】
判定部１３０は、デジタイザ１２０が測定した負荷電流のデジタル波形に基づいて、被試験デバイス２００の良否を判定する。判定部１３０は、デジタル波形における予め定められた特性値が、予め定められた許容範囲内か否かにより、被試験デバイス２００の良否を判定してよい。当該特性値は、ピークレベル、ピークの時間間隔、複数のピークレベルの比、波形の立ち上がり時間、波形の立ち下がり時間、波形の持続時間、ＤＵＴＹ比、波形の周波数スペクトル等のいずれか、または組み合わせであってよい。
【００４１】
また、設定部１４０は、差動回路９２における利得を設定する。差動回路９２は、第２検出抵抗９１の両端の電位差を、設定される利得で増幅する増幅器である。例えば設定部１４０は、差動回路９２における利得の設定を複数種類の値に順次変更して、測定すべき周波数の電流を利得の設定毎に検出させる。このとき、伝送路２０には、利得の設定値を変化させる毎に同一の電流を供給する。差動回路９２における利得の設定を行う場合、被試験デバイス２００に代えて、設定用の負荷が伝送路２０に接続されてよい。
【００４２】
設定部１４０は、利得の設定値毎に検出される所定の周波数の電流ピークのレベルが最大となるように、差動回路９２の利得を設定する。一般に増幅回路は、利得の設定によって周波数特性が変化するので、利得の設定値を大きくしても、測定すべき周波数の利得は減少してしまう場合がある。上述した設定を行った後に、被試験デバイス２００の負荷電流のデジタル波形を測定することで、電流ピークを測定すべき周波数に応じた利得の設定を行うことができる。
【００４３】
また、図２に示す例のように、小容量コンデンサ４８が、被試験デバイス２００および中間コンデンサ５０の間の伝送路２０に接続されている場合、負荷電流算出部９８は、電流Ｉ１および電流Ｉ２に基づいて、被試験デバイス２００および小容量コンデンサ４８に流れる電流を算出する。なお、小容量コンデンサ４８の充放電電流が流れる期間は比較的に短いので、負荷電流算出部９８は、電流Ｉ１および電流Ｉ２の和を、被試験デバイス２００に流れる電流としてもよい。また、小容量コンデンサ４８は、被試験デバイス２００の内部に設けられるコンデンサを指してもよい。
【００４４】
以上説明したように、中間コンデンサ５０を被試験デバイス２００の近傍に設け、中間コンデンサ５０の充放電電流Ｉ２と、電源電流Ｉ１との和を算出することで、被試験デバイス２００の消費電流を精度よく測定することができる。つまり、電源電流Ｉ１が、被試験デバイス２００の消費電流の変動に高速に追従できない場合でも、高速に変動する充放電電流Ｉ２を更に測定するので、被試験デバイス２００の消費電流を精度よく測定することができる。
【００４５】
また、電源電流測定部６０を、中間コンデンサ５０よりも電源３０側に設けることができるので、試験用ボード１０に電源電流測定部６０を設ける場合に比べ、回路設計を容易にすることができる。なお、電源電流測定部６０に代えて、微小電流測定部３２のように、電源３０に内蔵される測定回路を用いて、電源電流Ｉ１を測定してもよい。
【００４６】
また、スイッチ５２を半導体スイッチとすることで、素子の高さ等の構造上の制限がある試験用ボード１０に、スイッチ５２を容易に設けることができる。このため、比較的に大きな容量の中間コンデンサ５０を試験用ボード１０に設けても、中間コンデンサ５０を伝送路２０から切り離すか否かを制御するスイッチ５２を設けることができる。
【００４７】
また、電源３０は、被試験デバイス２００に印加される負荷電圧を、検出ライン４２を介して検出してよい。電源３０は、検出した負荷電圧が一定になるように、出力電圧を制御する。検出ライン４２は、電源電流測定部６０よりも被試験デバイス２００側の伝送路２０における電圧を検出してよい。
【００４８】
図３は、電源電流測定部６０が測定する電流Ｉ１、および、充放電電流測定部９０が測定する電流Ｉ２の一例を示す図である。図３において横軸は時間を示しており、縦軸は電流レベルを示す。また、図３においてＩｄｄは、被試験デバイス２００における消費電流を示す。
【００４９】
図３に示すように、被試験デバイス２００の消費電流Ｉｄｄが急峻に変化しても、電源３０および大容量コンデンサ４４からの電源電流Ｉ１は、高速に追従することができない。これに対して、中間コンデンサ５０からの充放電電流Ｉ２は、比較的に高速に、消費電流Ｉｄｄに追従する。このため、図３に示すように、電源電流Ｉ１および充放電電流Ｉ２の和を算出することで、被試験デバイス２００の消費電流Ｉｄｄを精度よく測定することができる。
【００５０】
なお、図２に関連して説明した回路では、第１検出抵抗６２および第２検出抵抗９１を、電流を検出するべく追加的に設けている。このため、被試験デバイス２００における消費電流が変動したときの、被試験デバイス２００に印加される電源電圧の変動は、第１検出抵抗６２および第２検出抵抗９１の抵抗値に応じて大きくなる。
【００５１】
第１検出抵抗６２の抵抗値をＲ１、第２検出抵抗９１の抵抗値をＲ２として、消費電流Ｉｄｄの最大変動量をＩａとする。この場合、被試験デバイス２００に印加される電源電圧の、第１検出抵抗６２および第２検出抵抗９１を追加的に設けたことによる変動の最大ΔＶｍａｘは、Ｉａ×（Ｒ１＋Ｒ２）で与えられる。
【００５２】
第１検出抵抗６２および第２検出抵抗９１は、被試験デバイス２００に印加される電源電圧に対して許容される変動量に応じた抵抗値を有することが好ましい。例えば、消費電流の最大変動量が１００ｍＡ、電源電圧変動の許容値が２０ｍＶの場合、第１検出抵抗６２および第２検出抵抗９１の抵抗の和は上式から、２０ｍＶ／１００ｍＡ＝２００ｍΩ以下となるように設定される。
【００５３】
また、電源電流Ｉ１の電流経路は、ＬＣＲの直列共振回路になる。このため、直列共振回路のダンピング抵抗が、当該電流経路における抵抗成分より十分小さくないと、大きな振動の充放電電流が流れる。このため、電源電流Ｉ１の測定結果には、直列共振による中間コンデンサ５０への充放電電流が含まれてしまう。これに対し、図２に示した回路では、電源電流Ｉ１および充放電電流Ｉ２の和を測定する。電源電流Ｉ１および充放電電流Ｉ２のそれぞれには、直列共振による充放電電流の影響が含まれるので、直列共振による充放電電流の影響を相殺することができる。
【００５４】
図４は、被試験デバイス２００がリード動作した場合に、負荷電流算出部９８が算出する負荷電流ＩＡと、電源３０が出力する電流ＩＢとを示す。被試験デバイス２００は、被試験デバイス２００からデータを読み出すリード動作、被試験デバイス２００にデータを書き込むプログラム動作、被試験デバイス２００からデータを消去するイレーズ動作等の複数の動作モードを有する。被試験デバイス２００は、フラッシュメモリを含んでよい。上述したように、負荷電流算出部９８は、電源３０が出力する電流ＩＢよりも高周波の負荷電流ＩＡを測定することができる。
【００５５】
デジタイザ１２０は、負荷電流ＩＡのデジタル波形を取得する。デジタイザ１２０は、入力されるサンプリングクロックに応じて負荷電流ＩＡをサンプリングして、当該デジタル波形を取得してよい。
【００５６】
判定部１３０は、デジタイザ１２０が取得したデジタル波形における予め定められた特性値が、予め定められた許容範囲か否かにより、被試験デバイス２００の良否を判定する。例えば図４に示すように、判定部１３０は、デジタル波形における各電流ピークのレベルＰ１、Ｐ２、Ｐ３の比、または、波形の立ち上がり時間Ｔｒ、立ち下がり時間Ｔｆ等に基づいて、被試験デバイス２００の良否を判定する。
【００５７】
判定部１３０は、デジタイザ１２０が取得したデジタイザ波形における特性値と、被試験デバイス２００が正常に動作した場合に得られる電流波形の特性値とを比較することで、被試験デバイス２００が正常に動作したか否かを判定してよい。デジタイザ１２０が検出する負荷電流ＩＡは、電源３０が出力する電流ＩＢよりも高周波の成分を含むので、判定部１３０は、被試験デバイス２００が所定の動作を正常に実行したか否かを精度よく判定することができる。
【００５８】
また、リード動作等の各動作モードにおける被試験デバイス２００は、動作開始から動作終了まで複数の詳細動作を実行する。例えば、リード命令を受けた被試験デバイス２００は、アドレス情報の取り込み動作、メモリセルの制御線のプリチャージ動作、メモリセルからのデータ読み出し動作、読み出したデータの出力動作等の詳細動作を順次実行する。各詳細動作を実行するタイミング、各詳細動作において消費する電流等は動作モードによって定められる。このため、高周波成分を含む負荷電流ＩＡを解析することで、被試験デバイス２００が正常に動作したか否かを、被試験デバイス２００の詳細動作毎に判定することができる。
【００５９】
図５は、被試験デバイス２００がプログラム動作した場合に、負荷電流算出部９８が算出する負荷電流ＩＡと、電源３０が出力する電流ＩＢとを示す。図６は、被試験デバイス２００がイレーズ動作した場合に、負荷電流算出部９８が算出する負荷電流ＩＡと、電源３０が出力する電流ＩＢとを示す。
【００６０】
被試験デバイス２００の動作モード毎に、被試験デバイス２００が実行する詳細動作が異なるので、図４から図６に示すように、被試験デバイス２００の負荷電流ＩＡの波形は、被試験デバイス２００の動作モード毎に異なる。判定部１３０は、負荷電流ＩＡの特性値と比較する許容範囲を、被試験デバイス２００の動作モード毎に変更してよい。
【００６１】
デジタイザ１２０が検出する負荷電流ＩＡには高周波の成分が含まれるので、より多くの情報が含まれる。このため、被試験デバイス２００の動作モード毎に、負荷電流ＩＡの特性値が顕著に変化する。従って、動作モード毎に許容範囲を変更することで、被試験デバイス２００が正常に動作したかを、動作モード毎に精度よく判定することができる。
【００６２】
試験モジュール４０は、いずれの動作を実行させるかを指定する命令を、被試験デバイス２００に供給する。判定部１３０は、試験モジュール４０から当該命令を受け取り、被試験デバイス２００の動作モードを判定してよい。また、判定部１３０は、被試験デバイス２００が出力する信号に基づいて、被試験デバイス２００の動作モードを判定してよい。判定部１３０は、被試験デバイス２００が出力するデータのヘッダ部分等の記述に基づいて、被試験デバイス２００の動作モードを判定してよい。判定部１３０は、判定した動作モードに基づいて、負荷電流ＩＡの特性値と比較する許容範囲を決定する。
【００６３】
また、判定部１３０は、被試験デバイス２００のいずれの詳細動作において不良が生じたかを判定してもよい。例えば判定部１３０は、ピークレベル、他の電流ピークに対するピークレベルの比、立ち上がり時間、立ち下がり時間、ピークの持続時間等が許容範囲外となった電流ピークの時間軸における位置に基づいて、被試験デバイス２００のいずれの詳細動作において動作不良が生じたかを判定できる。
【００６４】
また、判定部１３０は、負荷電流ＩＡの特性値として周波数スペクトルを算出して、被試験デバイス２００の良否を判定してよい。この場合、判定部１３０は、予め定められた測定期間内におけるデジタル波形をフーリエ変換する。当該測定期間の始点および終点は、使用者等により設定されてよく、また、判定部１３０が、被試験デバイス２００の出力信号に基づいて設定してもよい。
【００６５】
図７は、試験装置１００の他の動作例を示す。本例の試験装置１００における判定部１３０は、被試験デバイス２００が出力するトリガ信号に応じて、デジタイザ１２０が出力するデジタル波形を測定する測定期間を設定する。被試験デバイス２００は、所定の動作モードを実行させるべく入力される命令に応じて、測定期間の始点を規定するトリガ信号を判定部１３０に出力してよい。被試験デバイス２００は、当該命令に応じてスタンバイ状態から遷移する前に、当該トリガ信号を出力してよい。
【００６６】
判定部１３０は、当該トリガ信号により規定される始点から、予め定められる時間が経過するまでを、当該測定期間として設定してよい。判定部１３０は、被試験デバイス２００の動作モードに応じて測定期間の長さを変更してよい。これにより、実行時間が異なる各動作モードに対して、適切な長さの測定期間を設定できる。
【００６７】
また、判定部１３０は、被試験デバイス２００の動作モードに応じて、トリガ信号を受け取ってから測定期間の始点までの遅延時間を変更してよい。また、被試験デバイス２００が所定の詳細動作を実行しているときの負荷電流の周波数スペクトルを測定したい場合、判定部１３０は、測定すべき詳細動作に対応する測定期間の長さおよび始点を設定してよい。測定すべき詳細動作に対応する測定期間の長さおよび始点は、被試験デバイス２００がいずれの動作モードであるかにより識別してよい。
【００６８】
図８は、判定部１３０における測定期間を示す。上述したように、判定部１３０は、トリガ信号に応じて定めた測定期間内における負荷電流ＩＡを測定する。測定期間の長さを、当該動作モードの実行時間に応じて定めることで、当該動作モードの開始から終了までの一連の電流波形を測定できる。
【００６９】
また、被試験デバイス２００がバーストリードまたはバーストライト等のバースト動作をする場合、負荷電流ＩＡは、期間Ｔ２における電流波形のように、一定の周期で振動する。判定部１３０は、期間Ｔ２に応じた測定期間を設定してもよい。当該バースト動作が実行される期間Ｔ２は、どのような動作モードであるかによって定められる。判定部１３０は、期間Ｔ２における負荷電流ＩＡのデジタル波形をフーリエ変換して周波数スペクトルを算出してよい。判定部１３０は、算出した周波数スペクトルに含まれる、バースト動作の周波数等の所定の周波数以外のノイズ成分の量により、被試験デバイス２００の良否を判定してよい。
【００７０】
図９は、充放電電流測定部９０の他の構成例を示す図である。本例の充放電電流測定部９０は、電圧測定部９３、微分算出部９４、および、電流算出部９５を有する。電圧測定部９３は、中間コンデンサ５０の電圧を測定する。電圧測定部９３は、中間コンデンサ５０の伝送路２０側の端子において、電圧の経時的な変化を測定してよい。
【００７１】
微分算出部９４は、電圧測定部９３が測定した電圧の微分値を算出する。電流算出部９５は、微分算出部９４が算出した微分値に基づいて、中間コンデンサ５０の充放電電流を算出する。電流算出部９５は、電圧測定部９３が測定した電圧の微分値を、中間コンデンサ５０の充放電電流の電流値としてよい。このような構成により、第２検出抵抗９１を用いずに、中間コンデンサ５０の充放電電流を測定することができる。
【００７２】
図１０は、スイッチ５２の構成例を示す図である。スイッチ５２は、トランジスタ７４、トランジスタ７８、ダイオード７６、ダイオード８０、抵抗７０、および、抵抗７２を有する。トランジスタ７４およびトランジスタ７８は、中間コンデンサ５０および接地電位の間に直列に配置される。トランジスタ７４およびトランジスタ７８は、抵抗７０および抵抗７２を介して制御信号を並列に受け取る。トランジスタ７４およびトランジスタ７８は、同一の極性であってよい。
【００７３】
ダイオード７６は、トランジスタ７４のソース・ドレイン間に形成される寄生ダイオードを示す。また、ダイオード８０は、トランジスタ７８のソース・ドレイン間に形成される寄生ダイオードを示す。本例では、ダイオード７６は、接地電位から中間コンデンサ５０に向かう方向を順方向として配置され、ダイオード８０は、中間コンデンサ５０から接地電位に向かう方向を逆方向として配置される。
【００７４】
制御電圧がＨレベルの場合には、トランジスタ７４およびトランジスタ７８を介して中間コンデンサ５０が接地電位に接続される。また、制御電圧がＬレベルの場合には、各トランジスタがオフ状態となり、且つ、各ダイオードも逆接続で電流が流れないので、中間コンデンサ５０が接地電位から切り離される。このような構成により、スイッチ５２を小型且つ低消費電力にすることができる。
【００７５】
図１１は、伝送路２０に流れる電流を測定する回路の他の構成例を示す。図１１では、当該回路の一部を示す。本例の試験装置１００は、図２に関連して説明した構成に加え、ダンピング抵抗５４を更に備える。なおダンピング抵抗５４は、第２検出抵抗９１として機能してよい。また、伝送路２０および接地電位の間において、中間コンデンサ５０と直列な誘導成分をインダクタ５６で示す。また、伝送路２０および接地電位の間において、小容量コンデンサ４８と直列な抵抗成分を抵抗５８で示し、誘導成分をインダクタ６６で示す。
【００７６】
中間コンデンサ５０および小容量コンデンサ４８を接続する系は、直列共振回路を形成する。このため、被試験デバイス２００に流れる電流が共振してしまう場合がある。これに対し本例の試験装置１００は、ダンピング抵抗５４を設けることで、電流の共振を低減する。
【００７７】
ダンピング抵抗５４は、伝送路２０および接地電位の間において中間コンデンサ５０と直列に設けられ、中間コンデンサ５０および小容量コンデンサ４８の容量値に応じた抵抗値を有する。より具体的には、ダンピング抵抗５４は、当該直列共振回路の合成誘導成分Ｌおよび合成容量成分Ｃの、共振周波数におけるインピーダンスにより定められる。
【００７８】
当該直列共振回路の共振周波数は、当該回路の合成誘導成分Ｌおよび合成容量成分Ｃにより、１／（２π×（ＬＣ）＾０．５）で与えられる。ダンピング抵抗５４の抵抗値は、当該共振周波数における合成誘導成分Ｌおよび合成容量成分Ｃのインピーダンスにより定められてよい。共振周波数における当該インピーダンスは、（Ｌ／Ｃ）＾０．５で与えられる。ダンピング抵抗５４の抵抗値は、直列共振回路の合成抵抗値が、２×（Ｌ／Ｃ）＾０．５となるように定められてよい。
【００７９】
図１２は、ダンピング抵抗５４として、抵抗５８と同程度の抵抗値の抵抗を用いた場合の、被試験デバイス２００への電流経路における抵抗成分Ｒ４に流れる電流を示す。本例において、インダクタンスＬ４、インダクタ５６およびインダクタ６６のインダクタンスをそれぞれ０．５ｎＨ、中間コンデンサ５０のキャパシタンスを２μＦ、小容量コンデンサ４８のキャパシタンスを０．２μＦ、抵抗成分Ｒ４の抵抗値を２ｍΩ、ダンピング抵抗５４および抵抗５８の抵抗値を５ｍΩとする。この場合、中間コンデンサ５０および小容量コンデンサ４８の間に流れる電流に、大きな共振成分が含まれてしまう。
【００８０】
図１３は、ダンピング抵抗５４として、抵抗５８よりも２０倍程度大きな抵抗値の抵抗を用いた場合の、被試験デバイス２００への電流経路における抵抗成分Ｒ４に流れる電流を示す。本例の各素子の特性値は、ダンピング抵抗５４の抵抗値を８５ｍΩとした点を除き、図１２に関連して説明した各素子の特性値と同一である。図１３に示すように、ダンピング抵抗５４により、被試験デバイス２００への電流経路における抵抗成分Ｒ４に流れる電流の共振成分を低減することができる。ダンピング抵抗５４は、抵抗５８よりも大きい抵抗値を有してよい。
【００８１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【００８２】
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００８３】
１０・・・試験用ボード、１２・・・テストヘッド、２０・・・伝送路、２２・・・ボード配線、２４・・・接続コネクタ、２６・・・ケーブル、２８・・・モジュール配線、３０・・・電源、３２・・・微小電流測定部、４０・・・試験モジュール、４２・・・検出ライン、４４・・・大容量コンデンサ、４６・・・スイッチ、４８・・・小容量コンデンサ、５０・・・中間コンデンサ、５２・・・スイッチ、５４・・・ダンピング抵抗、５６、６６・・・インダクタ、５８・・・抵抗、６０・・・電源電流測定部、６２・・・第１検出抵抗、６４、９２・・・差動回路、７０、７２・・・抵抗、７４、７８・・・トランジスタ、７６、８０・・・ダイオード、９０・・・充放電電流測定部、９１・・・第２検出抵抗、９３・・・電圧測定部、９４・・・微分算出部、９５・・・電流算出部、９８・・・負荷電流算出部、１００・・・試験装置、１１０・・・電流測定部、１２０・・・デジタイザ、１３０・・・判定部、１４０・・・設定部、２００・・・被試験デバイス
【図１】
2011010412.tif 000003
【図２】
2011010412.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011010412.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011010412.tif 000011
【図１０】
2011010412.tif 000012
【図１１】
2011010412.tif 000013
【図１２】
2011010412.tif 000014
【図１３】
2011010412.tif 000015
【国際調査報告】
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2011010412.tif 000017
2011010412.tif 000018
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