DE2557621C2

DE2557621C2 - Elektronisches Prüfsystem

Info

Publication number: DE2557621C2
Application number: DE2557621A
Authority: DE
Inventors: Ronald Bove; Eric M. Wappingers Falls N.Y. Hubacher
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1974-12-30
Filing date: 1975-12-20
Publication date: 1986-12-18
Also published as: DE2557621A1; FR2296854B1; CA1041225A; GB1498719A; JPS5178990A; FR2296854A1; IT1049489B; JPS5423226B2; US4038599A

Description

Beschreibung

Die Erfindung geht aus von einem elektronischen Prüfsystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Wenn man die elektrischen Eigenschaften von Bauteilen und Packungsstrukturen wie integrierten Schaltungen und mehrschichtigen Keramiksubstraten erhalten will, müssen die Verbindungsleitungen vom Prüfgerät zum zu prüfenden Element oder der Struktur genau festgelegte elektrische Eigenschaften haben, um die Prüfsignale und -ergebnisse nicht zu verfälschen. Das ist besonders wichtig in Anbetracht der ständig zunehmenden Schaltgeschwindigkeiten und der Dichte der zu prüfenden Bauteile.
Außer den Schaltgeschwindigkeiten nimmt bei den integrierten Schaltungen auch die Anzahl und Dichte der Anschlußflächen zu den integrierten Schaltelementen und dem Packungssubstrat zu, und diese zunehmende Dichte diktiert eine größere Anzahl und Dichte von Anschlußflächen auf der integrierten Schaltung. Anzahl und Dichte der Anschlußflächen auf dem Substrat muß somit entsprechend erhöht werden. Mit zunehmender Schaltungsdichte und Geschwindigkeit der integrierten Schaltung nehmen auch die Leiterbahnen im Packungssubstrat zahlenmäßig und in der Dichte zu, und ihre Länge muß reduziert werden oder darf wenigstens nicht vergrößert werden. Diese Faktoren stehen vom Gesichtspunkt der Fabrikation der Möglichkeit eines Kontaktiersystemes entgegen, ein akzeptables Minimum an Verzerrungen einzuhalten. Dadurch wird im Zuge des technischen Fortschritts die Prüfung integrierter Schaltelemente und verbindender Packungsstrukturen immer schwieriger. Die eine Lösung fordernden Prüfprobleme sind zahlreich und komplex. Dazu gehört die elektrische Kontaktierung einer räumlich dicht gepackten Gruppe von Anschlußflächen, bei der jede elektrische Verbindung eine im wesentlichen gleiche und minimale Impedanz besitzt. Beim Prüfen müssen die elektrischen Verbindungen zu den Anschlußflächen schnell und präzise hergestellt werden, und die Anschlußflächen dürfen dadurch keiner übermäßigen mechanischen Spannung oder Beschädigung ausgesetzt werden.

Der größte Teil der elektrischen Verbindungsleitungen vom Prüfgerät zu dem zu prüfenden Element und zurück wird für die Abstands-Umsetzfraktion benutzt. Ihr Zweck besteht darin, eine große Anzahl elektrischer Leiter des Prüfgerätes aufzunehmen, die räumlich angeordnet sind, und sie in eine Anordnung mit hoher Dichte umzusetzen, die ähnlich oder identisch ist dem dichten Muster der Eingangs/Ausgangsanschlußflächen des Gerätes. Da die Leiterbahnlänge vom Prüfgerät zu dem zu prüfenden Element hauptsächlich bestimmt wird durch den Abstandsumsetzer, ist, damit die elektrische Prüfung erfolgreich durchgeführt werden kann, es erforderlich, eine konstante Impedanz einzuhalten.

In der US 37 31 191 wird eine Prüfschaltung mit mehreren Prüfsonden beschrieben, die insbesondere für die . Herstellung elektrischer Verbindungen mit niedrigem Widerstand an Halbleiterbauelementen geeignet ist, deren elektrische Parameter auszuwerten sind.

Die beschriebene Kontaktanordnung enthält mehrere Sonden, die durch ein gemeinsames Lagergehäuse in einer festen Anordnung gehalten werden entsprechend dem Anschlußkontakt-Muster des Prüflings. Die Sonden bestehen im wesentlichen aus einzelnen rohrartigen Sondenführungen mit einzelnen Sondendrähten oder dergleichen, die in den Sondenführungen entfernbar und zusammendrückbar enthalten sind. Die Fixierung der Sondenelemente in der gewünschten Anordnung ist vorgesehen durch ein Kapselgehäuse, das einen Trägerplattenteil des Trägergehäuses mit mehreren Öffnungen enthält, die so angeordnet sind, daß sie dem Prüfkontaktmuster des Prüflings entsprechen. Ein Ende einer jeden rohrförmigen Sondenführung ist an der Lagerplatte innerhalb der Plattenöffnungen befestigt, während das andere Ende innerhalb des Gehäuses vorzugsweise an einer Druckplatte anliegend gegenüber den entfernten Enden der Sondenführungen gehalten wird. Die Süiidendrähte sind so ausgelegt, daß sie, wenn sie voll in die Sondenführung eingeschoben sind, um einen genau festgelegten Betrag über das Ende der Gehäusehalteplatte hinausragen, während die entfernten Enden der Sondendrähte an der Druckplatte anliegen. Die rohrförmigen Sondenführungen bestehen aus einem hochgradig leitenden Material, während die Sondendrähte aus einem leitenden Material mit einem hohen Widerstand gegen Abrieb bestehen. Die elektrische Verbindung erfolgt durch Oberflächenkontakt der Sondendrähte innerhalb der Sondenführungen, die mit externen Steckerkarten oder dergleichen verbunden sind, die am Gehäuse befestigt sind und Vorkehrungen für den Anschluß an externe Prüfschaltungen oder dergleichen aufweisen.

Die Sondenführungen sind vorzugsweise zwischen ihren Enden im Gehäuse gebogen. Wenn also mit einem Prüfanschluß ein Kontakt hergestellt wird, so führt das federartige Verhalten der Sondendrähte, die in den Sondenführungen zusammendrückbar sind, und die Biegung zu einem elektrischen Kontakt sehr dicht am berührungsende der Sondenführung. So befindet sich nur ein relativ kurzes Stück des Sondendrahtes mit hohem Widerstand im elektrischen Kreis, während die Sondenführung mit einer hohen Leitfähigkeit als elektrische Hauptverbindung zu den externen i-phaltungen fungiert Da die Sondendrähte und die Sondenführungen leiten, ist das Kontaktgerät und insbesondere die Lagerplatte und die Druckplatten aus dielektrischem Material hergestellt Außerdem sind die Sondenführungen komplett im dielektrischen Material gekapselt, so daß die Sondenelemente gegeneinander elektrisch isolier; sind und auch fest in ihrer Position gehalten werden.

In der US 38 06 801 wird ein Sondenkontaktgerät beschrieben, in dem die Sonden eine im wesentlichen , konstante Kraft auf jede Anschlußfläche eines Halbleiterplättchens ausüben, ungeachtet der relativen Höhe der

■ Anschlußflächen auf dem Halbleiterplättchen, solange diese innerhalb eines vorgegebenen Bereiches liegen, in

dem die Sonden dieAnschlußflächen erfassen können. Zu diesem Zweck beträgt die Länge der Sonden ein Vielfaches ihrer Querschnittsfläche, so daß jede Sonde für einen Träger gehalten werden kann, der sich über einem bestimmten Bereich durchbiegt, wenn eine vorgegebene Kraft an dem die Anschlußfläche berührenden '■■ Ende aufgebracht wird, um die Sonde axial zu belasten, und so zu verhindern, daß irgendeine weitere, über die

vorbestimmte Kraft hinausgehende Kraft auf die Anschlußfläche aufgebracht wird.

In der US 38 06 800 ist beschrieben, wie die elektrisch leitenden Anschlußflächen auf einem Halbleiterplättchen oder die für technische Änderungen vorgesehenen Anschlußflächen auf einem mehrschichtigen Substrat elektronisch relativ zu den Sonden lokalisiert werden, die in einer vorgegebenen orthogonalen Ausrichtung so liegen, daß die jeweilige Sonde bestimmt wird, die mit jeder Anschlußfläche in Verbindung steht Die elektrischen Eigenschaften einer jeden an die Anschlußflächen angeschlossenen Einheit wird dann sichergestellt durch wahlweise Steuerung des durch die Sonden zugeführten elektrischen Stromes.

';-.. In der US 38 35 381 wird eine Sondenkarte zur Prüfung der Wirksamkeit und der Brauchbarkeit von Halbleiterelementen und Hybrid-Schaltungssubstraten vor dem Anschluß dieser Elemente und Substrate an Leitungen t|.V zur Verbindung mit anderen Bauteilen beschrieben. Die Prüfkarte enthält eine einheitliche elektrisch leitende

I- Sondengruppe einschließlich mehrerer, räumlich dicht nebeneinanderliegender leitender Sonden, die strahlen-

iV; förmig so angeordnet sind, daß mehrere Kontaktspitzen mit gleichmäßigem Druck und einem Kontaktwider-

p stand auf die Anschlußflächen der Halbleiterelemente und Hybrid-Schaltungssubstrate gedruckt werden.

§1 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Prüfsystem für das Prüfen einer Vielzahl von in

jf dicht benachbarten Anschlußflächen endenden elektrischen Leiterzügen anzugeben, das eine schnelle Prüfung

if der zahlreichen Leiterzüge erlaubt.

p Diese Aufgabe wird bei einem elektronischen Prüfsystem der vorher genannten Art dadurch gelöst, daß die

ΐ Kontakteinrichtung einen Halbleiter-Abstandsumsetzer aufweist, der eine Vielzahl von als Schalter dienenden

ik monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen, eine deren Anzahl entsprechende Zahl von Sonden, die die als

i; Schalter dienenden monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen mit den Anschlußflächen des Prüflings

;;V verbinden sowie eine Vielzahl zeilen- und spaltenweise verlaufender elektrischer Leiterzüge enthält, über die

jeweils zwei der als Schalter dienenden monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen ausgewählt werden, um Prüfpotentiale dem zu prüfenden Leiterzug über die ihn kontaktierenden Sonden zuzuführen oder von ihm ;. abzunehmen zur Feststellung seiner Unversehrtheit oder seiner Unterbrechung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird anschließend näher .;■ beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes elektrisches Prüfsystem zum Prüfen elektronischer Schaltungen, Packungssubstrate, integrierter Schaltelemente usw. Das System umfaßt die Verbindung zu einem Computer, einem Prüfgerät und einer Kontakteinrichtung für die zu prüfende Schaltung. Die Kontakteinrichtung ist schematisch im Schnitt gezeigt und enthält einen Halbleiter-Abstandsumsetzer und eine Sondenanordnung.

Fig. 2 eine in der Technik der monolitisch hochintegrierten Schaltungen hergestellte logische Schaltung, die sich in der Siliciumscheibe des Abstandsumsetzers der Erfindung befindet,

Fig. 3 zwei in der Technik der monolithisch hochintegrierten Schaltungen hergestellte logische Schaltungen einer Matrix-Anordnung im Halbleiter-Abstandsumsetzer der Erfindung, wobei die entsprechenden Prüfsonden Prüfpunkte auf der zu prüfenden Struktur berühren,

Fig. 4 schematisch eine weitere, in der Technik der monolithisch hochintegrierten Schaltungen hergestellte Schaltung im Halbleiter-Abstandsumsetzer der Erfindung. Die Schaltung wird zum Wählen und Erregen einer Schaltungsanordnung der in den Fig. 2 und 3 beschriebenen Art unter Steuerung des Prüfsystemes verwendet.

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht eines repräsentativen Teiles der elektrischen Schnittstelle zwischen dem Halbleiter-Abstandsumsetzer und der Sondenanordnung der Erfindung.

Die in Fig. 1 dargestellte Kontakteinrichtung 12 umfaßt den Halbleiter-Abstandsumsetzer 13 und eine Sondenanordnung 20. Die Sondenanordnung enthält mehrere Sonden 19, die in einer Gruppe oder einem Muster . angeordnet sind, das dem Muster von Prüfpunkten oder Anschlußflächen 16a des Prüflings 16 entspricht.

Der Halter 22 für den Abstandsumsetzer kann aus Aluminium mit einem vertieften Teil hergestellt werden, indem der Abstandsumsetzer sitzt. Um den Abstandsumsetzer sicher in der Vertiefung zu halten, kann man einen Epoxidkleber verwenden. Die Sondenanordnung 20 ist am Halter 22 in geeigneter bekannter Weise, beispielsweise durch diametral angeordnete Maschinenschrauben oder eine passende Federverriegelung befestigt. Obwohl in der Zeichnung keine Einrichtung zum Sichern der Sondenanordnung 20 am Halter 22, die eine feste Auflage für den Abstandsumsetzer bildet, in der Zeichnung ausdrücklich dargestellt ist, muß die Befestigungseinrichtung für eine genaue Ausrichtung der Sondenanordnung und des Abstandsumsetzers sorgen. Eine geeignete Ausrichtvorrichtung sind genau gearbeitete Dübel 17, die von der Sondenanordnune getragen werden und in

ebenso genau gearbeitete öffnungen 17a im Halter 22 passen.

Die auf der unteren planaren Oberfläche des Halbleiter-Abstandsumsetzers getragenen Leitermuster 13a sind auch in einem Muster angeordnet, das dem Muster der Sonden 19 entspricht. Wenn sich also die Kontakteinrichtung 12 im zusammengefügten Zustand befindet, stellen die Leitermuster 13a entsprechenden elektrischen Kontakt mit dem kugelförmigen Endteilen 19a der Sonden 19 her. An den Paßstellen der Sondenanordnung 20 mit dem Halbleiter-Abstandsumsetzer 13 wird also eine große Anzahl dicht angeordneter elektrischer Verbindungen auf einer leicht trennbaren elektrischen Schnittstelle hergestellt.

Die leicht trennbare elektrische Schnittstelle zwischen der Sondenanordnung 20 und dem Abstandsumsetzer 13 umfaßt die elektrische Verbindung eines jeden Musters 13a des Abstandsumsetzers mit einem Endteil 19a der Sondenanordnung 20, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.

Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines Teiles der oben erwähnten elektrischen Schnittstelle. Die Verbindung zwischen den Mustern 13a und den Sondenenden 19a muß, wie Fachleuten bekannt ist, einen sehr niedrigen ohmschen Widerstand haben und gute Abriebseigenschaften.

Nach Darstellung in Fig. 1 enthält das elektronische Prüfsystem einen Computer 14, ein Prüfgerät 15 und die Kontakteinrichtung 12. Der Computer 14 kommuniziert mit der Kontakteinrichtung 12 und insbesondere mit dem Abstandsumsetzer 13 über die Leitungen L 1 und mit dem Prüfgerät 15 über die Leitungen L 2. Das Prüfgerät 15 kommuniziert mit der Kontakteinrichtung 12 und insbesondere dem Abstandsumsetzer 13 über die Leitungen L 3 und mit dem Computersystem über die Leitungen L 2. Der hier verwendete Ausdruck "Computer" bezeichnet allgemein ein Computersystem mit Eingabe/Ausgabeeinrichtungen, einem Speicher, einer Datenverarbeitungseinrichtung usw. Das Prüfgerät kann irgendein bekanntes und verfügbares Prüfgerät sein. Das Computersystem kann beispielsweise ein zugeordneter Minicomputer oder ein anderer brauchbarer Computer sein. Die Kontakteinrichtung für den Prüfling kann in einem Prüfsystem verwendet werden, das im wesentlichen aus einem Computersystem und einer geeigneten Schnittstellenschaltung besteht, die die Struktur der Kontakteinrichtung mit dem Computersystem verbindet.

Das Prüfgerät liefert eine Folge von Prüfmustern an den Abstandsumsetzer. Der Computer erlaubt eine automatisch programmierbare Wahl von Prüfleitungen, um verschiedene Produktfamilien und Teilenummern zu erfassen. Außerdem sorgt der Computer für die Datensammlung, Tabellierung, Verarbeitung, usw.

Der Halbleiter-Abstandsumsetzer 13 besteht vorzugsweise aus einer Siliciumscheibe, die mehrere miteinander verbundene integrierte Schaltungen enthält. Der Halbleiter-Abstandsumsetzer hat auf der Halbleiterscheibe Kontakte zum Anschluß der Leitungen L 1 und L 2 und eine Gruppe von Leitungsmustern 13a zur elektrischen Verbindung mit den Sonden 19. Der Halbleiter-Abstandsumsetzer wird in der Technik der monolithisch hochintegrierten Schaltungen hergestellt.

Der in Fig. 4 im einzelnen gezeigte Halbleiter-Abstandsumsetzer enthält insgesamt 4 Decodierer, den Beaufschlagungsdecodierer X, den Beaufschlagungsdecodierer V, den Abfragedecodierer X und den Abfragedecodierer Y. Jeder Decodierer kann ein zum Empfang von m Eingangssignalen und zur Wahl eines von 2^m Ausgängen geeigneter binärer Decodier sein. Die beiden Beaufschlagungsdecodierer bilden eine erste Matrix, die nachfolgend als Beaufschlagungsmatrix bezeichnet wird. Die beiden anderen Decodierer, nämlich der X-Abfragedecodierer und der V-Abfragedecodierer bilden eine zweite Matrix, die nachfolgend als Abfragematrix bezeichnet wird. Die Abfragematrix und die Beaufschlagungsmatrix sind in ihrer Dimension gleich. Das gewählte Ausgangssignal des Λ"-Beaufschlagungsdecodierers weist einen hohen Pegel auf, das gewählte Ausgangssignal des V-Beaufschlagungsdecodierers ebenfalls; das gewählte Ausgangssignal des X-Abfragedecodierers weist einen niedrigen Pegel auf und das gewählte Ausgangssignal des V-Abfragedecodierers gleichfalls. Die Operationen des Beaufschlagungs- und des zugehörigen Abfragedecodierers sind also komplementär.

Jeder der in Fig. 4 gezeigten vier Decodierer hat vier Eingänge und ermöglicht die Wahl eines von i6 Ausgängen. Die Entscheidung für m = 4 Eingängen, die die Auswahl eines von 16 möglichen Ausgängen gestatten, ist willkürlich, und die Erfindung kann natürlich mit jedem beliebigen Wert für m praktiziert werden.

Die Ausgänge der Decodierer in Fig. 4 sind vorzugsweise diskrete Metalleitungen, und die Ausgangsleitungen FX1 bis FX16 des Beaufschlagungsdecodierers X\mu die Ausgangsleitungen SX1 bis SX16 des Abfragedecodierers X können vorzugsweise in einer ersten Metallisierungsstufe hergestellt werden. Die Ausgangsleitungen FYi bis /Ύ16 des Y-Beaufschlagungsdecodierers und die Ausgangsleitungen 5Vl bis SY16 des V-Abfragedecodierers können vorzugsweise in einer zweiten Metallisierungsstufe hergestellt werden.

Die auf und in dem Halbleiterabstandsumsetzer erstellten Schaltungen umfassen mehrere logische Schaltkreise, von denen ein typischer in Fig. 2 gezeigt wird. Jeder logische Schaltkreis wird von der Abfragematrix und der Beaufschlagungsmatrix gesteuert und ist elektrisch mit einer diskreten Sonde 19 der Sondergruppe 20 verbunden.

Jeder logische Schaltkreis im Ausführungsbeispiel wird durch den in Flg. 2 gezeigten Schaltkreis repräsentiert, und die Schaltung kann als die eines logischen Schaltkreises aus einer Matrix betrachtet werden, worin jeder mit der Beaufschlagungs- bzw. Abfragematrix einerseits und einer Sonde andererseits verbunden ist Der repräsentative logische Schaltkreis in Fig. 2 ist darstellungsgemäß mit dem Ausgang FX1 des Beaufschlagungsdecodierers X, dem Ausgang FY1 des Beaufschlagungsdecodierers Y, dem Ausgang SX1 des Abfragedecodierers X und dem Ausgang SYi des Abfragedecodierers Y und über die elektrische Schnittstelle (13a und 19a in Fig. 1) mit einer diskreten Sonde 19 der Gruppe verbunden. Die Verbindung des logischen Kreises in Fig. 2 ist repräsentativ für die Verbindung eines jeden der zahlreichen logischen Schaltkreise im Ausführungsbeispiel. Die logischen Schaltkreise können also als eine Matrix betrachtet werden, die selektiv mit der Beaufschlagungsmatrix, der Abfragematrix und der Sondenanordnung 20 verbunden ist Die Basis des Transistors Ti eines jeden Schhaltkreises der Matrix ist mit einem Ausgang des X-Beaufschlagungsdecodierers, die Basis des Transistors T2 mit einem Ausgang des V-Beaufschlagungsdecodierers, die Basis des Transistors Tl mit einem Ausgang des X-Abfragedecodierers, die Basis des Transistors TS mit einem Ausgang des V-Abfragedecodierers und der

Kollektor des Transistors Γ5 zusammen mit der Basis des Transistors T% mit einer diskreten Sonde 19 der Sondenanordnung 20 verbunden. Nach der schematischen Darstellung in Fig. 2 ist weiterhin der Kollektor des Transistors Γ9 einer jeden logischen Schaltung gemeinsam über den Widerstand R 7 mit einem Referenzpotential (Erde) und einem gemeinsamen Ausgangsanschluß verbunden.

Das gezeigte Ausführungsbeispiel kann also 256 Sonden haben, von denen jede diskret durch einen logischen Schaltkreis innerhalb der Matrix gesteuert wird. Die logische Arbeitsweise der in Fig. 2 gezeigten Schaltung geht aus der nachfolgenden genaueren Erklärung des Verfahrens hervor, wie jeweils zwei gewählte Kreise der logischen Schaltkreismatrix dazu verwendet werden, die elektrische Integrität eines Leitungsmusters zwischen zwei Anschlußflächen auf einem zu prüfenden Schaltelement zu bestimmen.

In der nachfolgenden Tabelle Nr. 1 ist die wechselseitige Verbindung einer 16 χ 16 Beaufschlagungsmatrix, einer 16 χ 16 Abfragematrix, einer Matrix aus 256 logischen Schaltkreisen und einer Sondenanordnung mit 256 Sonden aufgeführt. Die Tabelle 1 stellt mit ihrem Inhalt und den speziellen Verbindungen jedoch keinerlei Einschränkung der Erfindung dar und dient nur der Illustration.

Tabelle Nr. 1

Nummer des lo	Sondennummer	Verbindungen der Beauf	Verbindungen der
gischen Schalt	in Sonden	schlagungsmatrix mit	Abfragematrix mit
kreises in der	anordnung	logischem Schaltkreis	logischem Schalt
Matrix			kreis

FX1, FYi

FX 2, FYi

FX 3, FYX

FX 4, FYi

SYi, SXi

SYi, SX 2

SYi, SX 3

SYi, SX4

14 15 16 17 18

FX14, FYi

FXiS, FYi

FX16, FYi

FXi, FY2

FX2, FY2

SYi, SYi, SYi, SY2, SY2,

5X14 SX 15 SX 16 SXi

SX 2

31 32 33 34

FX15, FY2

FXiB, FY2

FXi, FY3

FX2, FY 3

SY2, SY2, SY3, SY3,

SX 15 SX16 SXi SY2

47 48 49 50

FX15, FY 3

FXiG, FY3

FXi, FYA

FXX FY4

SY3, SX15

SY3, SX16

SV 4, SX1

sy 4, sx 2

63 64 65 66

FX15, FY 4

FX16, Fy 4

FXl, FY 5

FX2, FY5

sy 4, sx is

Sy 4, SX16

sys, sxi

SY5, SY2

254 255 256

FX 14, FY 16 FX 15, FY 16 FX 16,

SY 16, SX14 SY 16, SX15 SY 16, SX16

Jeder logische Schaltkreis der Matrix kann gewählt werden, um als Beaufschlagungskreis oder Abfragekreis zu dienen. Ein als Beaufschlagungskreis ausgewählter Kreis hat an jedem seiner Beaufschlagungseingänge FX und FY und an einem oder beiden Abfrageeingängen SX und SY ein hohes Potential. Wenn ein logischer Schaltkreis als Abfragekreis gewählt wird, weisen entsprechend seine Abfrageeingänge SX und SY und einer oder beide Beaufschlagungseingänge FX und FY ein niedriges Potential auf. Aus Tabelle 1 ist beispielsweise zu ersehen, daß der Schaltkreis Nr. 17 für eine Beaufschlagungsfunktion ausgewählt ist, wenn die Beaufschlagungseingänge FX i und FX 2 ein hohes Potential und einer oder beide Abfrageeingänge FX i und SX2 ebenfalls ein

hohes Potential aufweisen. Entsprechend wird der logische Schaltkreis Nr. 33 für eine Abfragefunktion ausgewählt, wenn die Abfrageeingänge SY3 und SX1 und einer oder beide Beaufschlagungseingänge FX1 und FY3 ein niedriges Potential aufweisen. So kann jede der 256 logischen Schaltungen aus der Matrix durch die Beaufschlagungsmatrix für eine Beaufschlagungsfunktion ausgewählt werden. Ebenso kann jede dieser logi-

sehen Schaltungen durch die Abfragematrix für eine Abfragefunktion ausgewählt werden. Außer beim Prüfen der logischen Schaltung wird derselbe logische Schaltkreis der Matrix nicht gleichzeitig durch die Beaufschlagungsmatrix und die Abfragematrix gewählt.

Der die Beaufschlagungsoperation ausführende logische Schaltkreis ist üblicherweise ein anderer als der die Abfrageoperation durchführende monolithische logische Schaltkreis der Matrix.

Zu jedem der 256 logischen Kreise gehört eine diskrete Sonde 19 der Sondenanordnung 20, die mit ihm verbunden ist. So kann jede Sonde 19 zur Durchführung einer Beaufschlagungsfunktion und jede andere Sonde zur Durchführung einer Abfrageoperation adressiert werden.

In Fig. 3 sind zwei logische Schaltkreise des in Fig. 2 gezeigten Typs dargestellt. Der obere logische Schaltkreis übernimmt in diesem illustrativen Beispiel die Beaufschlagungsoperation. Die Beaufschlagungseingänge FX 2 und FVl und wenigstens einer der Abfrageeingänge SX 2 und SY1 weisen einen hohen Pegel auf. Wenn ein hohes Potential an FX2 und FVl liegt, leiten die Transistoren Ti bzw. Γ3 und Γ3, und T4 werden nichtleitend gemacht und T5 leitend. Das Potential am Kollektor des leitenden Transistors 7"5 ist niedrig. Dieses niedrige Potential wird über die Sonde Nr. 2 (siehe Tabelle Nr. 1) der Sonden 19 an eine Anschlußfläche 16a des zu prüfenden Elementes oder der Halbleiterscheibe 16 angelegt, wie es in Flg. 3 dargestellt ist.

Der untere logische Kreis in dem illustrativen Beispiel der Fig. 3 wurde zur Ausführung einer Abfrageoperation ausgewählt. Die Abfrageeingänge SX16 und SX 2 und mindestens einer der Beaufschlagungseingänge FX16 und FY 2 weisen einen niedrigen Pegel auf. Der Transistor Γ5, der für die Übernahme der Abfragefunktion gewählten logischen Schaltung, leitet nicht, da mindestens einer der Eingänge FX16 und FY2 einen niedrigen Pegel aufweist.

Aus der Fig. 3 und der vorhergehenden Beschreibung geht hervor, daß folgende Zustände existieren können. (1) Wenn die zu prüfende Leiterbahn nach Darstellung in Fig. 3 unterbrochen ist (oder einen sehr hohen Widerstand hat) weist die Basis des Transistors T% in der Abfrageschaltung ein hohes Potential auf. Der gemeinsame, mit den Kollektoren der Transistoren 7"9 und über den Widerstand R 7 mit Erde verbundene Ausgangsanschluß weist somit ein hohes Potential auf. (2) Wenn die zu prüfende Leiterbahn nach Darstellung in

Fig. 3 kurz geschlossen ist (oder einen sehr niedrigen Widerstand hat), weist die Basis des Transistors T6 in der Abfrageschaltung ein niedriges Potential auf (dasselbe Potential wie der Kollektor des leitenden Transistors Γ5 der Beaufschlagungsschaltung). Der gemeinsame Ausgangsanschluß weist also ein niedriges Potential auf.

Wenn also der obere logische Schaltkreis in Fig. 3 als Beaufschlagungsschaltung und der untere als Abfrageschaltung gewählt werden, weist der gemeinsame Ausgangsanschluß ein niedriges Potential auf, wenn die zu

prüfende Schaltungsbahn kurz geschlossen ist, und er weist ein hohes Potential auf, wenn die zu prüfende Schaltungsbahn unterbrochen ist. Natürlich können die beiden in Fig. 3 gezeigten Schaltkreise auch für die jeweils entgegengesetzte Funktion gewählt werden.

Es gibt insgesamt vier Decodierer, von denen je zweie mit Beaufschlagungsdecodierer und die beiden anderen mit Abfragedecodierer bezeichnet sind. Jeder Decodierer ist ein binärer mit m Eingängen und (2^m) Ausgängen.

Die Decodierer sind so angeordnet, daß sie zwei Matrizen bilden, eine Beaufschlagungsmatrix und eine Abfragematrix. Die Dimensionen X und Y der Beaufschlagungsmatrix sind gleich den entsprechenden Dimensionen der Abfragematrix. Metalleitungen von jedem Ausgang der Decodierer laufen zu einer Matrix monolithischer Schaltkreise. Die Beaufschlagungs- und Abfrage-Decodieroperationen sind logisch entgegengesetzt, d. h, der ausgewählte Ausgang eines jeden Beaufschlagungsdecodierers weist hohes Potential auf. während der ausgewählte Ausgang eines jeden Abfragedecodierers ein niedriges Potential besitzt.

Den gemeinsamen Abmessungen der Beaufschlagungs- und Abfragematrizen entspricht eine Matrix monolithischer Schaltungen. Diese Schaltungen übernehmen die gewünschte, durch die Decodierer bestimmte Beaufschlagungs- oder Abfrageoperation. Da nur ein Ausgang eines jeden Beaufschlagungsdecodierers ein hohes Potential aufweisen kann, kann nur eine monolithische Schaltung in der Matrix zur Übernahme einer Beauf-

schlagungsfunktion zu einem gegebenen Zeitpunkt ausgewählt werden. Da in ähnlicher Weise nur ein Ausgang eines jeden Abfragedecodierers zu einem gegebenen Zeitpunkt einen niedrigen Pegel aufweisen kann, kann auch nur eine morolithische Schaltung in der Matrix zur Übernahme einer Abfragefunktion ausgewählt werden. Eine monolithische Schaltung wird zur Übernahme einer Beaufschlagungsfunktion ausgewählt, wenn beide Beaufschlagungseingänge FX und FY hohes Potential aufweisen. Sie wird zur Übernahme einer Abfragefunk-

tion ausgewählt, wenn beide Abfrageeingänge SX und SY ein niedriges Potential besitzen. Die Ausgänge der monolithischen Schaltung werden durch Metallisierungsmuster zusammengeführt und mit einem Widerstand verbunden. Das Ausgangspotential am Widerstand ist niedrig, wenn und nur wenn ein Kurzschluß zwischen der als Beaufschlagungsschaltung gewählten monolithischen Schaltung und der als Abfrageschaltung gewählten monolithischen Schaltung besteht Das Ausgangspotential am Widerstand ist hoch, wenn und nur wenn eine

Unterbrechung zwischen der zur Beaufschlagung gewählten und der zum Abfragen gewählten monolithischen Schaltung besteht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche

1. Elektronisches Prüfsystem für das Prüfen einer Vielzahl von in dicht benachbarten Anschlußflächen endenden elektrischen Leiterzügen mit einer steuerbaren Kontakteinrichtung zur Kontaktgabe mit ausgewählten Anschlußflächen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung (12; Flg. 1) einen Halbleiter-Abstandsumsetzer (13) aufweist, der eine Vielzahl von als Schalter dienenden monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen, eine deren Anzahl entsprechende Zahl von Sonden (19), die die als Schalter dienenden monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen mit den Anschlußflächen (16a; des Prüflings verbinden sowie eine Vielzahl zeilen- und spaltenweise verlaufender elektrischer Leiterzüge enthält, über die jeweils zwei der als Schalter dienenden monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen ausgewählt werden um Prüfpotentiale dem zu prüfenden Leiterzug über die ihn kontaktierenden Sonden zuzuführen oder von ihm abzunehmen zur Feststellung seiner Unversehrtheit oder seiner Unterbrechung.

2. Elektronisches Prüfsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zeilen- und spaltenweise verlaufenden elektrischen Leiterzüge die Ausgangsleitungen von 4 binären Decodierern mit je m Eingängen und 2^m Ausgangsleitungen sind, wobei jede der der Auswahl einer Sonde dienenden monolithisch

integrierten Halbleiterschaltungen mit einer Ausgangsleitung jedes der 4 Decodierer verbunden ist

3. Elektronisches Prüfsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle der Sondenauswahl dienenden monolithisch integrierten Halbleiterschaltungen einen gemeinsamen Ausgang besitzen, an dem die Prüfergebnisse der nacheinander geprüften Leiterzüge erscheinen.