DE102011018650B4

DE102011018650B4 - Method for testing an electrical component and use

Info

Publication number: DE102011018650B4
Application number: DE201110018650
Authority: DE
Inventors: Manfred Buks; Norbert Schöning; Bernd Dietzel
Original assignee: Elowerk & Co KG GmbH; Elowerk & Cokg GmbH
Current assignee: Elowerk & Co KG GmbH; Elowerk & Cokg GmbH
Priority date: 2010-04-22
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2015-05-07
Anticipated expiration: 2031-04-22
Also published as: DE102011018650A1

Abstract

Verfahren zum Testen eines elektrischen Bauelementes (1), das eine Schaltungsplatine (2) und einen darauf mit mehreren Anschlüssen (3.1 bis 3.3) verlöteten elektrischen Baustein (4) aufweist, wobei die Anschlüsse (3.1 bis 3.3) im verlöteten Zustand unerreichbar sind, wobei die Schaltungsplatine (2) mehrere von außen kontaktierbare und mit den Anschlüssen (3.1 bis 3.3) elektrisch leitend verbundene Leiter aufweist und der Baustein (4) von einem isolierenden Gehäuse (5) umschlossen ist, wobei mit einer Stimuluselektrode (12) einer der kontaktierbaren Leiter kontaktiert wird und eine Freielektrode (13, 13') außerhalb des Gehäuses (5) und nicht in Kontakt mit einem der kontaktierbaren Leiter angeordnet wird und dass an die Elektroden (12, 13) eine Testeinrichtung (10) angeschlossen und mit dieser der Widerstand zwischen den Elektroden (12, 13) gemessen wird, wobei wenigstens ein nicht mit der Stimuluselektrode (12) kontaktierter Leiter über einen Guardverstärker (14) der Spannungsverstärkung eins mit der Spannung der Stimuluselektrode (12) versorgt wird.Method for testing an electrical component (1) comprising a circuit board (2) and an electrical component (4) soldered thereto with a plurality of terminals (3.1 to 3.3), wherein the terminals (3.1 to 3.3) are unreachable in the soldered state, wherein the circuit board (2) has a plurality of externally contactable and with the terminals (3.1 to 3.3) electrically connected conductor and the module (4) by an insulating housing (5) is enclosed, wherein with a stimulus electrode (12) one of the contactable conductor is contacted and a free electrode (13, 13 ') outside the housing (5) and not in contact with one of the contactable conductor is arranged and that to the electrodes (12, 13) connected to a test device (10) and with this the resistance between the electrodes (12, 13) is measured, wherein at least one not contacted with the stimulus electrode (12) conductor via a guard amplifier (14) of the Spannun gsverstärkung one with the voltage of the stimulus electrode (12) is supplied.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Testen eines elektrischen Bauelementes sowie eine Verwendung einer Testeinrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.The invention relates to a method for testing an electrical component and to a use of a test device for carrying out this method.

Es ist bekannt, mit einer Freielektrode, die keinen galvanischen Kontakt mit Leitern des Bauelementes hat, die innere Struktur des Bauelementes zu testen. Vorteilhaft ist dabei die Möglichkeit, von außen die inneren Strukturen eines Bauelementes, z. B. durch ein isolierendes Gehäuse hindurch, erkennen zu können.It is known to test the internal structure of the device with a free electrode which has no galvanic contact with conductors of the device. The advantage here is the possibility of the internal structures of a component, eg. B. by an insulating housing, to recognize.

Bei der US 5,254,953 A ist dazu die Freielektrode als Kondensatorplatte ausgebildet, wobei die zweite Kondensatorplatte durch elektrische Leiter des Bauelementes gebildet ist. Es wird eine Kapazitätsmessung durchgeführt, die Aussagen über die inneren Strukturen des Bauelementes ermöglicht, die an sich von außen nicht zugänglich sind. Die kapazitive Messmethode ist allerdings mit vielen Problemen behaftet, insbesondere bedingt durch störende Parallelkapazitäten.In the US 5,254,953 A For this purpose, the free electrode is formed as a capacitor plate, wherein the second capacitor plate is formed by electrical conductors of the component. It is carried out a capacitance measurement that allows statements about the internal structures of the device, which are not accessible from the outside per se. However, the capacitive measuring method has many problems, in particular due to disturbing parallel capacitances.

Ähnliches zeigt die EP 1 018 031 B1 . Dabei erzeugt der an Leitern des Bauelementes angelegte Stimulus ein elektrisches Feld, das auch im Abstand und außerhalb des Bauelementes von der Freielektrode ermittelt werden kann und ebenfalls Aussagen über die inneren Strukturen des Bauelementes ermöglicht. Auch die Feldmessmethode leidet unter Nachteilen, insbesondere durch Störfelder, die von benachbarten Geräten verursacht werden. Ausserdem ist dabei das außen messbare elektrische Feld nur wenig von Änderungen der inneren Strukturen des Bauelementes abhängig, lässt also nur unpräzise Aussagen über Abweichungen der inneren Strukturen des Bauelementes zu.The same shows the EP 1 018 031 B1 , In this case, the stimulus applied to conductors of the component generates an electric field, which can also be determined at a distance and outside the component from the free electrode and likewise makes possible statements about the internal structures of the component. The field measurement method also suffers disadvantages, in particular due to interference fields caused by neighboring devices. In addition, the externally measurable electric field is only slightly dependent on changes in the internal structures of the component, so that only inaccurate statements about deviations of the internal structures of the device to.

Die EP 2 056 117 A1 zeigt eine Vorrichtung zum Prüfen von Leckströmen, die durch das isolierende Gehäuse eines elektronischen Leistungsbausteines fließen. Damit lassen sich Aussagen über die Fertigungsqualität des Kunststoffgehäuses gewinnen. Innere elektrische Strukturen werden damit jedoch nicht erfasst.The EP 2 056 117 A1 shows a device for testing leakage currents flowing through the insulating housing of an electronic power module. This can be statements about the manufacturing quality of the plastic housing win. However, internal electrical structures are not detected.

Die US 6,066,561 A zeigt ein Testgerät, mit dem das Innere einer Halbleiterschichtstruktur mittels eines den Halbleiter durchfließenden Stimulusstromes untersucht wird. Hiermit sollen Fehler im Schichtaufbau gefunden werden.The US 6,066,561 A shows a test device with which the interior of a semiconductor layer structure is examined by means of a semiconductor flowing through the stimulus current. This should be found errors in the layer structure.

Auch die beiden letztgenannten bekannten Konstruktionen ermöglichen Aussagen über innere Strukturen eines Bauelementes nur in gewissem Umfang, wobei klare Rückschlüsse auf elektrische Strukturen schwierig oder unmöglich sind.The latter two known constructions allow statements about internal structures of a component only to a certain extent, with clear conclusions about electrical structures are difficult or impossible.

Die US 6 759 860 B1 zeigt das Testen einer an zwei Stellen kontaktierten Leiterbahn mit einem elektrischen Durchgangsprüfer.The US Pat. No. 6,759,860 B1 shows the testing of a conductor contacted in two places with an electrical continuity tester.

Bei gattungsgemäßen Verfahren geht es darum, die Anschlüsse zu überprüfen, mit denen elektrische Bausteine mit Leitern einer Schaltungsplatine elektrisch verbunden sind. Solche Anschlüsse können als Anschlussbeine oder z. B. als Balls eines Ball-Grid-Arrays ausgebildet sein. Aus irgendeinem Grund offene, also nicht leitende Anschlüsse müssen gefunden werden. Es existieren mehrere solche Gründe. Ein Anschluss kann ganz oder teilweise fehlen. Er kann mechanisch unterbrochen sein. Der häufigste Grund ist mangelhafte oder fehlende Verlötung.In generic method is to check the connections with which electrical components are electrically connected to conductors of a circuit board. Such connections can be used as connecting legs or z. B. be designed as balls of a ball grid array. For some reason open, so non-conductive connections must be found. There are several such reasons. A connection may be missing in whole or in part. It can be mechanically interrupted. The most common reason is poor or missing soldering.

Bei älteren Typen von Bauelementen, die in der so genannten Durchsteckmontage befestigt sind, also mit Anschlussbeinen, die durch Löcher in der Schaltungsplatine gesteckt und dann mit den Leiterbahnen verlötet sind, lässt sich die Qualität dieser Verlötungen relativ einfach testen, da die verlöteten Beine oberhalb der Lötstelle, also zwischen der Schaltungsplatine und dem Baustein, kontaktierbar sind.In older types of devices, which are mounted in the so-called through-hole mounting, so with connection legs, which are plugged through holes in the circuit board and then soldered to the tracks, the quality of these soldering can be relatively easy to test because the soldered legs above the Solder, so between the circuit board and the block, can be contacted.

Bei modernen, hochintegrierten Chips, die die Anschlüsse auf ihrer der Schaltungsplatine zugewandten Fläche tragen und dort auf einer Fläche von wenigen Quadratzentimetern mehrere hundert Anschlüsse aufweisen können, ist dieses Testverfahren nicht anwendbar.In modern, highly integrated chips, which carry the connections on their circuit board facing surface and there may have several hundred ports on a surface of a few square centimeters, this test method is not applicable.

Auf der Schaltungsplatine sind zwar Leiterbahnen kontaktierbar, auf dem auf der Schaltungsplatine verlöteten Baustein ist aber nur das nackte Kunststoffgehäuse kontaktierbar. Die Anschlüsse, die z. B. in der üblichen Ball-Grid-Array-Technik als kleine Kugeln aus Lotmaterial ausgeführt sind, können nicht erreicht werden. Sie liegen unerreichbar in dem engen Spalt zwischen der Schaltungsplatine und dem darauf verlöteten elektrischen Baustein.Although printed conductors can be contacted on the printed circuit board, only the bare plastic casing can be contacted on the component soldered to the printed circuit board. The connections, the z. B. are performed in the usual ball grid array technique as small balls of solder material, can not be achieved. They are unreachable in the narrow gap between the circuit board and the soldered thereto electrical component.

Die vorstehend diskutierten, aus dem Stand der Technik bekannten Testverfahren sind zwar prinzipiell geeignet, Aussagen über das Innere eines elektrischen Bauelementes zu treffen, im Fall der Prüfung von Anschlüssen zwischen einem Baustein und einer Schaltungsplatine, wenn diese flach aneinanderliegend verlötet sind, helfen die bekannten Verfahren jedoch nicht weiter.Although the prior art test methods discussed above are in principle suitable for making statements about the interior of an electrical component, in the case of testing connections between a component and a circuit board when soldered flat against each other, the known methods help but not further.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Testverfahren zu schaffen, mit dem die Anschlüsse zwischen einer Schaltungsplatine und einem darauf flach anliegenden elektrischen Baustein sicher geprüft werden können.The object of the present invention is to provide a test method with which the connections between a circuit board and an electrical component lying flat on it can be safely tested.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand gemäß Anspruch 1 und Anspruch 4 gelöst. Die untergeordneten Ansprüche beziehen sich auf Ausführungsarten der Erfindung.This object is achieved with the subject matter of claim 1 and claim 4. The subordinate claims relate to embodiments of the invention.

Erfindungsgemäß wird mit einer aus dem vorgenannten Stand der Technik an sich bekannten Widerstandsmessung gearbeitet. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass eine Widerstandsmessung auch durch größere Isolationsstrecken hindurch, oder sogar durch Luftdistanzen hindurch, reproduzierbare Messwerte ergibt, mit denen Aussagen über innere Strukturen möglich sind. Die Nachteile der kapazitiven Messmethode werden dabei vermieden. Auch die Nachteile der Feldmessmethode werden vermieden, da erfindungsgemäß die Freielektrode galvanisch mit der Stimuluselektrode verbunden ist, wodurch die Störfeldempfindlichkeit beseitigt wird. Durch Vermessen der Widerstände von unterschiedlichen Messpunkten her lassen sich geometrische Strukturen, z. B. Anordnungen von Leitern, im Inneren eines isolierenden Gehäuses sehr genau bestimmen. Zum Testen wird dabei im Wesentlichen lediglich der Standardaufbau eines Widerstandsmessgerätes benötigt, nämlich eine Reihenschaltung eines Spannungsgenerators mit einem Strommesser. Bei der erfindungsgemäßen Messung durch Isolatoren oder durch Luft hindurch werden extrem hochohmige Widerstände im Gigaohmbereich bestimmt, was mit modernen Operationsverstärkern aber keine Probleme und vor allem auch keine erhöhten Kosten verursacht. Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass bei der Wiederstandsmessung die niederohmigen inneren elektrischen Strukturen des Bauelementes, sehr starke Effekte gegenüber den hochohmigen Widerstandswegen nach außen zur Freielektrode bewirken. Ein niederohmiges Widerstandsnetz im elektrischen Bauelement kann erfindungsgemäß sehr genau vermessen werden. So können insbesondere sehr genaue Aussagen über die Qualität der Anschlüsse zwischen einem elektrischen Baustein und einer Schaltungsplatine getroffen werden. Es wird mit einem Verstärker der Verstärkung eins gearbeitet, mit einem so genannten Guard-Verstärker, mit dem die beim Testen elektrischer Bauelemente üblichen Guard-Techniken verwendet werden können. Dabei wird wenigstens ein anderer elektrischer Leiter, der nicht mit dem Stimulus kontaktiert ist, auf die Stimulusspannung gebracht, so dass zwischen diesen Leitern keine Querströme durch Nebenzweige der Schaltung fließen können. Die Guard-Technik ist beim elektrischen Testen an sich üblich, hat im Falle der Erfindung aber eine besondere Bedeutung dadurch, dass durch Luft oder Kunststoff hindurch extrem hohe Widerstände gemessen werden sollen, wobei das zu testende Bauelement regelmäßig aber niederohmige oder sehr niederohmige parallele Schaltungspfade aufweist, denen gegenüber eine hochohmige Messung unmöglich wäre, wenn nicht geguardet würde.According to the invention, a resistance measurement known per se from the aforementioned prior art is used. It has surprisingly been found that a resistance measurement, even through larger insulation distances, or even through air distances, yields reproducible measured values with which statements about internal structures are possible. The disadvantages of the capacitive measuring method are avoided. The disadvantages of the field measurement method are also avoided, since according to the invention the free electrode is galvanically connected to the stimulus electrode, whereby the interference field sensitivity is eliminated. By measuring the resistances of different measuring points can be geometric structures, eg. B. arrangements of conductors to determine very accurately inside an insulating housing. For testing, essentially only the standard design of a resistance measuring device is required, namely a series connection of a voltage generator with an ammeter. In the measurement according to the invention by insulators or through air extremely high-impedance resistors are determined in Gigaohmbereich, which causes modern operational amplifiers but no problems and, above all, no increased costs. The object of the invention is achieved in that in the resistance measurement, the low-resistance internal electrical structures of the device cause very strong effects against the high-resistance resistance paths to the outside of the free electrode. A low-resistance network in the electrical component can be measured very accurately according to the invention. In particular, very accurate statements about the quality of the connections between an electrical component and a circuit board can be made. It works with a gain one amplifier, with a so-called guard amplifier, with which the usual in testing electrical components guard techniques can be used. In this case, at least one other electrical conductor, which is not contacted with the stimulus, brought to the stimulus voltage, so that between these conductors no cross-currents can flow through secondary branches of the circuit. The guard technique is common in electrical testing, but has in the case of the invention but a special meaning in that air or plastic through extremely high resistances are to be measured, the device under test regularly but has low-resistance or very low impedance parallel circuit paths to which a high-impedance measurement would be impossible if not geguardet.

Vorzugsweise wird dabei gemäß Anspruch 2 gearbeitet, wobei die Freielektrode von außen an die Gehäuseoberfläche des das Bauelement umschließenden isolierenden Gehäuses angelegt wird. Hierdurch erreicht man durch Vermeiden von Luftstrecken niedrigere Widerstandswege, die zu messen sind. Außerdem wird durch Anlegen an der Gehäuseoberfläche ein definierter Messort geschaffen, der das Messergebnis übersichtlicher macht.Preferably, it is worked according to claim 2, wherein the free electrode is applied from the outside to the housing surface of the insulating housing enclosing the device. As a result, by avoiding air gaps, lower resistance paths to be measured are achieved. In addition, a defined measuring location is created by applying to the housing surface, which makes the measurement result clearer.

Vorzugsweise gemäß Anspruch 3 wird die Messung mit anderen Kontaktstellen an den kontaktierbaren Leitern oder am Gehäuse wiederholt, wodurch weitere Ergebnisse gewonnen werden, mit denen die Testgenauigkeit erhöht werden kann.Preferably according to claim 3, the measurement is repeated with other contact points on the contactable conductors or on the housing, whereby further results are obtained, with which the test accuracy can be increased.

Gemäß Anspruch 4 wird eine für sehr hohe Widerstände geeigneten Testeinrichtung, mit der auch durch hochisolierende Gehäuse hindurch gemessen werden kann, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet.In accordance with claim 4, a suitable for very high resistors test device with which can also be measured through high-insulating housing, used to carry out the method according to the invention.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und schematisch in einer einzigen 1 dargestellt, die in einem elektrischen Schaltungsdiagramm eine erfindungsgemäße Testvorrichtung und ein zu testendes elektrisches Bauelement darstellt.In the drawing, the invention is for example and schematically in a single 1 which represents in an electrical circuit diagram a test device according to the invention and an electrical component to be tested.

1 zeigt in stark schematisierter Darstellung das Schaltbild eines elektrischen Bauelementes 1, bestehend aus einer Schaltungsplatine 2 und einem darauf mit drei Anschlüssen in Form von Anschlussbeinen 3.1, 3.2 und 3.3 montierten elektrischen Baustein in Form eines Halbleiterchips 4, der in einem isolierenden Kunststoffgehäuse 5 angeordnet ist, dessen äußere Oberfläche mit der Linie 6 dargestellt ist. 1 shows a highly schematic representation of the circuit diagram of an electrical component 1 consisting of a circuit board 2 and one on it with three connections in the form of connecting legs 3.1 . 3.2 and 3.3 mounted electrical component in the form of a semiconductor chip 4 in an insulating plastic case 5 is arranged, the outer surface of which is the line 6 is shown.

Die Anschlussbeine 3.1 bis 3.3 des Halbleiterchips 4 bilden extrem niederohmige Anschlusswiderstände A1 bis A3. Auf der Schaltungsplatine 2 liegen ferner zwischen den Anschlussbeinen 3.1 bis 3.3 Leiterbahnen mit Leiterbahnwiderständen L1 und L2. Wenn die Anschlussbeine 3.1 bis 3.3 auf der Schaltungsplatine 2 mit getrennten Leitern verbunden sind, so sind die Leiterbahnwiderstände L1 und L2 die hochohmigen Widerstände der isolierenden Platine. Sind jedoch, was häufig der Fall ist, die Anschlussbeine 3.1 bis 3.3 mit derselben Leiterbahn verbunden, so sind die Leiterbahnwiderstände L1 und L2 die äußerst niederohmigen Widerstände der gut leitenden Leiterbahn. Sie sind dann extrem niederohmig und liegen, wie auch die Anschlusswiderstände A1 bis A3 im Bereich um oder unter einem Milliohm.The connecting legs 3.1 to 3.3 of the semiconductor chip 4 form extremely low-resistance connection resistors A1 to A3. On the circuit board 2 are also between the legs 3.1 to 3.3 Tracks with trace resistors L1 and L2. If the connecting legs 3.1 to 3.3 on the circuit board 2 are connected to separate conductors, the conductor resistors L1 and L2 are the high-resistance resistors of the insulating board. However, what is often the case is the connecting legs 3.1 to 3.3 connected to the same interconnect, the interconnect resistors L1 and L2 are the extremely low-resistance resistors of the well conductive trace. They are then extremely low-ohmic and, like the connection resistors A1 to A3, are in the range of around one milliohm or less.

Auf dem Halbleiterchip 4 bestehen zwischen den Anschlussbeinen 3.1 bis 3.3 Halbleiterwiderstände H1 und H2, die niederohmig im Bereich weniger Ohm oder auch im mittleren Widerstandsbereich von einigen Megohm liegen können.On the semiconductor chip 4 exist between the connection legs 3.1 to 3.3 Semiconductor resistors H1 and H2, which may be low ohmic in the range of a few ohms or even in the middle resistance range of several megohms.

Im Kunststoffgehäuse 5 bestehen Gehäusewiderstände G1 bis G5 und zwar sowohl zwischen den Anschlussbeinen 3.1 bis 3.3 als auch von diesen aus zur Oberfläche 6 des Kunststoffgehäuses 5. Diese Widerstände sind extrem hoch und liegen im Gigaohmbereich. In the plastic housing 5 consist housing resistors G1 to G5, both between the legs 3.1 to 3.3 as well as from these to the surface 6 of the plastic housing 5 , These resistors are extremely high and are in the giga ohm range.

Es handelt sich hier um das typische Widerstandsersatzschaltbild eines üblichen und sehr häufig zu testenden elektrischen Bauelementes 1, das einen Halbleiterchip 4 mit Gehäuse 5 auf einer Schaltungsplatine 2 aufweist.This is the typical resistor equivalent circuit of a common and very often to be tested electrical component 1 that has a semiconductor chip 4 with housing 5 on a circuit board 2 having.

Beim Testen des elektrischen Bauelementes 1 müssen alle Abweichungen gegenüber dem in 1 dargestellten Soll-Widerstandsnetz ermittelt werden. Ist z. B. eines der Anschlussbeine 3.1 bis 3.3 nicht vorhanden oder zwischen der Schaltungsplatine 2 und dem Halbleiterchip 4 unterbrochen oder, was der häufigste Fehlergrund ist, auf der Schaltungsplatine 2 nicht verlötet, so ändert sich einer der Anschlusswiderstände A1 bis A3 sehr stark. Bei Fehlern auf der Schaltungsplatine 2 kann einer der Leitungsbahnwiderstände L1 oder L2 verändert sein.When testing the electrical component 1 all deviations from the in 1 shown nominal resistance network can be determined. Is z. B. one of the connecting legs 3.1 to 3.3 not present or between the circuit board 2 and the semiconductor chip 4 interrupted or, which is the most common cause of error, on the circuit board 2 not soldered, so one of the terminal resistors A1 to A3 changes very much. In case of errors on the circuit board 2 one of the line resistances L1 or L2 can be changed.

Es lassen sich also insbesondere die elektrischen Anschlüsse zwischen dem Halbleiterchip 4 und der Schaltungsplatine 2 testen, deren Qualität im Wesentlichen durch die Verlötung auf der Schaltungsplatine bestimmt wird. Dabei kann das erfindungsgemäße Testverfahren sehr präzise Aussagen über die Qualität der Verbindung machen, ohne dass im Bereich der Anschlüsse, also an den Anschlussbeinen 3.1 bis 3.3, kontaktiert werden muss. Es können somit moderne flächige Kontaktarrays mit hunderten von Grid Balls überprüft werden, die in dem schmalen Spalt zwischen einem Bauelement und der Schaltungsplatine liegen und dort nicht direkt kontaktierbar sind.Thus, in particular, the electrical connections between the semiconductor chip can be achieved 4 and the circuit board 2 whose quality is essentially determined by the soldering on the circuit board. In this case, the test method according to the invention can make very precise statements about the quality of the connection, without that in the region of the connections, ie at the connection legs 3.1 to 3.3 , needs to be contacted. It can thus be checked modern flat contact arrays with hundreds of grid balls, which lie in the narrow gap between a device and the circuit board and are not directly contacted there.

Zusätzlich können Abweichungen auf dem Halbleiterchip anhand der Halbleiterwiderstände A1 und A2 erkannt werden und können Fehler im Gehäuse 5 an den Gehäusewiderständen G1 bis G5 erkannt werden.In addition, deviations on the semiconductor chip can be detected on the basis of the semiconductor resistors A1 and A2 and can cause errors in the housing 5 be recognized on the housing resistors G1 to G5.

1 zeigt in gestrichelten Linien die erfindungsgemäße Testvorrichtung 10. Diese enthält im Wesentlichen eine Testleitung 11, in der in Reihe ein Spannungsgenerator G und ein Strommesser I liegen. Die Testleitung 11 kontaktiert mit einer Stimuluselektrode 12 auf der Schaltungsplatine 2 das Anschlussbein 3.1. Das andere Ende der Testleitung 11 weist eine Freielektrode 13 auf, die außerhalb des elektrischen Bauelementes 1 frei beweglich angeordnet ist. Im Ausführungsbeispiel der 1 steht die Freielektrode 13 an der Oberfläche 6 des Kunststoffgehäuses 5 über dem Anschlussbein 3.1. 1 shows in dashed lines the test device according to the invention 10 , This essentially contains a test lead 11 in which a voltage generator G and an ammeter I are connected in series. The test lead 11 contacted with a stimulus electrode 12 on the circuit board 2 the connecting leg 3.1 , The other end of the test lead 11 has a free electrode 13 on, outside the electrical component 1 is arranged freely movable. In the embodiment of 1 is the free electrode 13 on the surface 6 of the plastic housing 5 over the connecting leg 3.1 ,

Zwischen den Elektroden 12 und 13 fließt Strom durch die Widerstände A1 und G3. Der Widerstand zwischen den Elektroden 12 und 13 ergibt sich nach dem Ohmschen Gesetz aus der vom Spannungsgenerator G erzeugten Spannung und dem vom Strommesser I bestimmten Strom.Between the electrodes 12 and 13 current flows through the resistors A1 and G3. The resistance between the electrodes 12 and 13 results according to Ohm's law from the voltage generated by the voltage generator G and the current determined by the current meter I current.

Wird die Freielektrode 13 auf der Oberfläche 6 des Gehäuses 5 verfahren, z. B. in die Position 13', so ergibt sich ein anderer Widerstandswert, da nun der Strom auch noch über die Gehäusewiderstände G1, G4 usw. bis zum Ort der Freielektrode 13' fließen muss. Es lassen sich also durch Messungen mit der Freielektrode 13 Widerstandswerte bestimmen, die Aussagen über die innere Struktur des elektrischen Bauelementes 1 zulassen. Zu weiteren Messungen kann die Stimuluselektrode 12 an den anderen Anschlussbeinen 3.2 bzw. 3.3 angelegt werden, oder auch parallel an alle Anschlussbeine, so dass mit unterschiedlichen Widerstandsmessungen die Struktur ausgemessen werden kann.Will the free electrode 13 on the surface 6 of the housing 5 method, z. B. in the position 13 ' , so there is another resistance value, since now the current also on the housing resistors G1, G4, etc. to the location of the free electrode 13 ' must flow. It can be so by measurements with the free electrode 13 Resistance values determine the statements about the internal structure of the electrical component 1 allow. For further measurements, the stimulus electrode 12 at the other connection legs 3.2 respectively. 3.3 be created, or even parallel to all connecting legs, so that with different resistance measurements, the structure can be measured.

Es ist allerdings zu beachten, dass die Gehäusewiderstände G1 bis G5 extrem hochohmig sind, während die Halbleiterwiderstände H1 und H2 wesentlich niedriger liegen. Die Anschlusswiderstände A1 bis A3 und die Leiterbahnwiderstände L1 und L2 liegen noch einmal um Größenordnungen darunter. Aus diesen sehr großen Unterschieden der Widerstände in einem gemeinsamen Netzwerk ergeben sich durchaus Vorteile, da die niederohmigen Widerstände sehr stark den gemessenen Widerstand beeinflussen und somit Abweichungen bei den niederohmigen Widerständen genau ausgemessen werden können, also insbesondere Verbindungsfehler an den Anschlussbeinen 3.1 bis 3.3.It should be noted, however, that the housing resistors G1 to G5 are extremely high-impedance, while the semiconductor resistors H1 and H2 are much lower. The connection resistors A1 to A3 and the strip conductor resistors L1 and L2 are again orders of magnitude lower. From these very large differences in the resistances in a common network, there are certainly advantages, since the low-resistance resistors very strongly influence the measured resistance and thus deviations in the low-resistance resistors can be accurately measured, ie in particular connection errors at the connection legs 3.1 to 3.3 ,

Andererseits können Fehler im niederohmigen Schaltungsbereich, die beim Testen vorrangig gefunden werden müssen, bedingt durch diesen Umstand auch völlig unbemerkt bleiben. Ist beispielsweise das Anschlussbein 3.1 im Bereich zwischen der Schaltungsplatine 2 und dem Halbleiterchip 4 unterbrochen, z. B. durch einen Lötfehler, ist also der Widerstand A1 extrem hochohmig geworden, so fällt dies nicht auf, da der Umgehungsweg um A1 durch die Widerstände L1, A2 und H1 niederohmig ist. Es besteht also das übliche Problem beim Testen in einem Schaltungsnetzwerk, wenn zu einem zu testenden Zweig parallele Wege das Messergebnis verfälschen.On the other hand, errors in the low-resistance circuit area, which must be found prior to testing, remain completely unnoticed due to this circumstance. For example, is the connecting leg 3.1 in the area between the circuit board 2 and the semiconductor chip 4 interrupted, z. B. by a soldering fault, that is, the resistor A1 has become extremely high, so this does not occur because the bypass path to A1 through the resistors L1, A2 and H1 is low impedance. Thus, there is the common problem of testing in a circuit network when parallel paths to a branch under test distort the measurement result.

Zu diesem Zweck sieht die Testvorrichtung 10 einen Guard-Verstärker 14 vor. Der Guard-Verstärker hat die Spannungsverstärkung eins. Er sitzt in einer Guard-Leitung 15, die an der Testleitung 11 zwischen dem Spannungsgenerator G und der Stimuluselektrode 12 angeschlossen ist und an ihrem anderen Ende mit einer Guard-Elektrode 16 die Schaltung kontaktiert, und zwar im dargestellten Beispiel am Anschlussbein 3.2. Der Guard-Verstärker 14 legt folglich am Anschlussbein 3.2 dieselbe Spannung an, die am Anschlussbein 3.1 anliegt. Am Widerstand L1 liegt somit an beiden Enden dieselbe Spannung und es fließt kein Strom. Das zuvor geschilderte Problem der Umgehung des nun hochohmig gewordenen Widerstandes A1 durch die Widerstände L1, A2 und H1 ist dadurch gelöst.For this purpose, the test device looks 10 a guard amplifier 14 in front. The guard amplifier has the voltage gain of one. He is sitting in a guard line 15 on the test line 11 between the voltage generator G and the stimulus electrode 12 is connected and at its other end with a guard electrode 16 contacted the circuit, in the example shown on the connecting leg 3.2 , The guard amplifier 14 thus puts on the connecting leg 3.2 the same tension on the connecting leg 3.1 is applied. The resistor L1 is thus at both ends of the same voltage and no current flows. The above-described problem of circumventing the now highly resistive resistor A1 by the resistors L1, A2 and H1 is achieved.

Die Guard-Leitung 15 kann, wie dargestellt, auch gleichzeitig noch an dem Anschlussbein 3.3 anliegen, um auch dieses zu guarden. Mit der dargestellten Testvorrichtung 10 kann somit das elektrische Bauelement 1 an beliebigen der Anschlussbeine 3.1 bis 3.3 einzeln oder zu mehreren mit dem Stimulus der Testleitung 11 kontaktiert werden. Mit der Freielektrode 13 kann an unterschiedlichen Stellen des Gehäuses 5 von außen ein Widerstand bestimmt werden, der Aussagen über das dargestellte Widerstandsnetz des elektrischen Bauelementes 1 zulässt. Insbesondere wenn mit dem Guard-Verstärker 14 geguardet wird, lassen sich sehr genaue Aussagen über das Vorhandensein und die Höhe der niederohmigen Widerstände L1 und L2, A1 bis A3 sowie H1 und H2 machen. Auch Abweichungen in den Gehäusewiderständen G1 bis G5, z. B. bei Gehäusefehlern, lassen sich erkennen.The guard line 15 can, as shown, at the same time still on the connecting leg 3.3 to guarden this too. With the illustrated test device 10 can thus the electrical component 1 on any of the connecting legs 3.1 to 3.3 one or more with the stimulus of the test lead 11 be contacted. With the free electrode 13 can be in different places of the case 5 From the outside, a resistance can be determined, the statements about the illustrated resistance network of the electrical component 1 allows. Especially if with the guard amplifier 14 is geguardet, can make very accurate statements about the presence and the height of the low-resistance resistors L1 and L2, A1 to A3 and H1 and H2. Also deviations in the housing resistors G1 to G5, z. B. case errors, can be seen.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird in einem bevorzugten Beispiel wie folgt vorgegangen:
Bei dem in 1 dargestellten elektrischen Bauelement 1 sollen die Verbindungen geprüft werden, die in 1 mit den Anschlussbeinen 3.1 bis 3.3 dargestellt sind, mit denen der Halbleiterchip 4 mit der Schaltungsplatine 2 verbunden ist. Die Anschlussbeine 3.1 bis 3.3 sind nicht von aussen kontaktierbar, sondern nur die Leiterbahnen auf der Schaltungsplatine 2.In the method according to the invention, in a preferred example, the procedure is as follows:
At the in 1 illustrated electrical component 1 the connections to be tested in 1 with the connection legs 3.1 to 3.3 are shown, with which the semiconductor chip 4 with the circuit board 2 connected is. The connecting legs 3.1 to 3.3 are not contactable from the outside, but only the traces on the circuit board 2 ,

Es wird dazu die Testvorrichtung 10 verwendet. Deren Elektroden werden an das Bauelement 1 angeschlossen und zwar die Stimuluselektrode 12 an eine von aussen kontaktierbare Leiterbahn der Schaltungsplatine 2, z. B. so, wie in der Figur dargestellt, und die Freielektrode 13 wird ausserhalb des Gehäuses 5 angeordnet, bevorzugt in unmittelbarer Anlage an dessen Oberfläche 6.It becomes the test device 10 used. Their electrodes are connected to the component 1 connected and the stimulus electrode 12 to a contactable from the outside trace of the circuit board 2 , z. B. as shown in the figure, and the free electrode 13 is outside the case 5 arranged, preferably in immediate contact with the surface 6 ,

Es wird nun der Widerstand des aus 1 ersichtlichen Strompfades zwischen den Elektroden 12 und 13 bestimmt und z. B. mit dem entsprechend gemessenen Wert eines als gut bekannten Bauelementes verglichen.It will now be the resistance of the 1 apparent current path between the electrodes 12 and 13 determined and z. B. compared with the corresponding measured value of a well-known component.

Zur Verbesserung der Ergebnisse können zusätzliche Messungen an anderen Messstellen vorgenommen werden. So kann z. B. die Freielektrode 13, wie oben beschrieben, an der Stelle 13' angeordnet werden. Die Messergebnisse in den Stellungen 13 und 13' können miteinander verglichen werden.To improve the results, additional measurements can be made at other measuring points. So z. B. the free electrode 13 as described above, in place 13 ' to be ordered. The measurement results in the positions 13 and 13 ' can be compared with each other.

Auch die Stimuluselektrode 12 kann an anderer Stelle angesetzt werden, z. B. an der in 1 dargestellten Stelle 16, um zusätzliche Messwerte zu erhalten.Also the stimulus electrode 12 can be applied elsewhere, eg. B. at the in 1 position shown 16 to get additional readings.

Sind die Lötstellen der Anschlussbeine 3.1 bis 3.3 auf der Schaltungsplatine 2 nicht elektrisch getrennt, sondern, wie in 1 dargestellt, mit der durch die Leiterbahnwiderstände L1 und L2 repräsentierten Leiterbahn verbunden, so muss, wie oben bereits näher erläutert, mit dem Guardverstärker 14 gearbeitet werden.Are the solder joints of the connecting legs 3.1 to 3.3 on the circuit board 2 not electrically isolated, but, as in 1 shown connected to the represented by the conductor resistances L1 and L2 trace, so, as already explained in more detail above, with the guard amplifier 14 to be worked.

Claims

Method for testing an electrical component ( 1 ), which has a circuit board ( 2 ) and one with several connections ( 3.1 to 3.3 ) soldered electrical component ( 4 ), the connections ( 3.1 to 3.3 ) in the soldered state are unreachable, wherein the circuit board ( 2 ) contactable from the outside and with the terminals ( 3.1 to 3.3 ) has electrically conductive conductors and the building block ( 4 ) of an insulating housing ( 5 ), wherein with a stimulus electrode ( 12 ) one of the contactable conductors is contacted and a free electrode ( 13 . 13 ' ) outside the housing ( 5 ) and not in contact with one of the contactable conductors and that the electrodes ( 12 . 13 ) a test device ( 10 ) and with this the resistance between the electrodes ( 12 . 13 ), at least one not with the stimulus electrode ( 12 ) contacted conductor via a guard amplifier ( 14 ) the voltage gain one with the voltage of the stimulus electrode ( 12 ) is supplied.

Method according to claim 1, characterized in that the free electrode ( 13 . 13 ' ) to the housing surface ( 6 ) is created.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the measurement is repeated, the stimulus electrode ( 12 ) contacted another conductor and / or the free electrode ( 13 . 13 ' ) in a different position to the housing ( 5 ) stands.

Use of a test device designed to measure resistances in the giga ohm range ( 10 ) for carrying out the method according to one of the preceding claims.