Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Testverfahren für eine
integrierte Schaltung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und
eine entsprechende Testvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
4.
Bei einem solches Testverfahren, das von dem Automotive Electronics
Council als Standard in der Qualitätssicherung anerkannt ist, wird für
eine integrierte Schaltung, welche mindestens einen Massenanschluß und welche
mehrere Signalanschlüsse aufweist, an einem Signalanschluß ein Signalpotential
angelegt und an dem mindestens einen Massenanschluß ein Massenpotential (Erdung)
angelegt. An allen weiteren Signalanschlüssen ist dabei ein Massenpotential
angelegt. In diesem Zusammenhang bedeutet Signalanschluß jeder Anschluß,
der beim Betrieb der Schaltung nicht dafür bestimmt ist, mit Masse verbunden
zu sein.
Ein Nachteil dieses Testverfahrens besteht darin, daß die sich
ergebende Kennlinie kaum von der Struktur der integrierten Schaltung abhängt.
Experimentell wurde gefunden, daß dieses Testverfahren daher nicht geeignet,
gewisse Kristalldefekte und Alu-Spiking zu entdecken. Es kann daher sein, daß
bestimmte fehlerhafte integrierte Schaltungen in den Handelgelangen, was insbesondere
bei der sicherheitsrelevanten Fahrzeugelektronik ein Sicherheitsrisiko darstellt.
Offenbarung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Testverfahren
für eine integrierte Schaltung, welche geeignet ist, weitere Defekte zu erfassen,
und eine entsprechende Testvorrichtung zu schaffen.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch ein Testverfahren
mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 und eine Testvorrichtung
mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 4 gelöst.
Die Erfindung betrifft ein Testverfahren, bei dem an jedem weiteren
Signalanschluß ein Schwebepotential angelegt wird.
Vorteilhafterweise weist das erfindungsgemäße Testverfahren
eine erhöhte Stabilität und gegenüber dem Stand der Technik erhöhte
Unabhängigkeit von hardwarebedingten Belastungen auf. Das Testverfahren ist
zudem unabhängiger von chipinternen Zuständen (z.B. geladene Schaltungsknoten)
und äußeren Einflüssen.
In einer Ausführungsform wird ein einziger Wert des Signalpotentials
zur Auswertung verwendet wird, und wurde der einzige Wert des Signalpotentials durch
eine Simulation vor der Messung bestimmt.
Vorteilhafterweise erlaubt dies eine einfache Auswertung.
In einer weiteren Ausführungsform wird an einen weiteren Massenanschluß
ein Massenpotential angelegt.
Vorteilhafterweise werden die Messungen dadurch noch aussagekräftiger.
Die Erfindung betrifft ferner eine Testvorrichtung für eine integrierte
Schaltung, die eingerichtet ist, an jedem weiteren Signalanschluß ein Schwebepotential
anzulegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Testvorrichtung
eingerichtet, an einem weiteren Massenanschluß ein Massenpotential anzulegen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden wird die Erfindung mit Bezugnahme auf die Zeichnungen
näher beschrieben. Es zeigen
1 eine schematische Ansicht einer integrierten Schaltung;
und
2 einen Vergleich der Kennlinien für das Standardtestverfahrens
des Automotive Electronics Council and ein erfindungsgemäßes Testverfahren.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine schematische Ansicht einer integrierten
Schaltung 1, bei der es sich typischerweise um einen ASIC handelt. Die
integrierte Schaltung weist mehrere elektrische Anschlüsse 2 bis
13 auf. Diese sind intern mit Bauelementen wie Dioden, bipolaren Transistoren,
Feldeffekttransistoren, Widerständen und Kapazitäten verbunden. Zwischen
den Anschlüssen 2 bis 13 bestehen interne Verbindungen über
integrierte Bauelemente.
Zur Überprüfung der Funktionsweise wird an jeden der Masseanschlüsse
2, 3 ein Massenpotential (Erdung) und an den Signalanschluß
4 ein weiteres veränderliches Potential angelegt. An die weiteren
Signalanschlüsse 5 bis 13 wird kein Potential angelegt (Schwebepotential).
Zwischen den Massenanschlüssen 2 bzw. 3 und dem Signalanschluß
4 besteht beispielsweise eine interne Verbindung über ein oder mehrere
integrierte Bauelemente oder ist ein pn-Übergang (Diode) ausgebildet,
wie etwa zwischen dem Substrat und der Source oder dem Drain eines Feldeffekttransistors.
Für eine Überprüfung der Funktionsweise der integrierten Schaltung
werden dabei bevorzugt zwei Anschlüsse verwendet, für welche eine Kennlinie
erwartet wird, die im wesentlichen durch eine Diode bestimmt ist.
Eine Messung von solchen Anschlüssen ist besonders im Sperrbereich
der Diode besonders sensitiv für Fehler. Die Fehlerhaftigkeit der integrierten
Schaltung ergibt sich dabei aus der Abweichung der gemessenen Kennlinie von einem
erwarteten Verlauf. Alternativ ergibt sich die Fehlerhaftigkeit auch aus der Abweichung
eines Meßpunkts (Spannungswert und zugehöriger Stromwert) von einem erwarteten
Meßpunkt. Der Meßpunkt wird dabei im voraus durch Simulationen bestimmt
und liegt im erwarteten Sperrbereich. Das Testverfahren kann zur vollständigen
Überprüfung für jeweils einen weiteren Signalanschluß
5 bis 13 durchgeführt werden. Dann werden zuletzt Versorgungspins
und eine vorhandene Energiereserve (Kapazität) gemessen, um eine Aufladung
zu verhindern.
2 ist ein Vergleich einer Kennlinie 14 für
das Standardtestverfahrens des Automotive Electronics Council und einer Kennlinie
15 für ein erfindungsgemäßes Testverfahren. Die integrierte
Schaltung ist fehlerhaft, weshalb die beiden Kennlinien beide deutlich von der erwarteten
Dioden-Kennlinie abweichen. Dabei weichen die Kennlinie 14 und
15 auch deutlich voneinander ab. Zum Testen wird eine Vorrichtung mit möglichst
wenig Beschaltung, z.B. große Kapazitäten, verwendet. Einzelne Elemente
der Testvorrichtung können dabei zum Beispiel durch eine Relais-Schaltung abgetrennt
werden. Wie aus 2 ersichtlich ist, kann der maximale
Strom auf ± 100 &mgr;A begrenz werden, um eine Beschädigung der integrierten
Schaltung zu vermeiden.