特表 2023-520820 テスト装置、制御装置システム、およびテストをする方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-05-19

(54)【発明の名称】テスト装置、制御装置システム、およびテストをする方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/00 20060101AFI20230512BHJP

【ＦＩ】

G01R31/00

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022562087

(86)(22)【出願日】2021-04-08

(85)【翻訳文提出日】2022-10-11

(86)【国際出願番号】 EP2021059181

(87)【国際公開番号】W WO2021209309

(87)【国際公開日】2021-10-21

(31)【優先権主張番号】102020204733.2

(32)【優先日】2020-04-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】591245473

【氏名又は名称】ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＲＯＢＥＲＴ ＢＯＳＣＨ ＧＭＢＨ

(74)【代理人】

【識別番号】100177839

【弁理士】

【氏名又は名称】大場 玲児

(74)【代理人】

【識別番号】100172340

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 始

(74)【代理人】

【識別番号】100182626

【弁理士】

【氏名又は名称】八島 剛

(72)【発明者】

【氏名】ランゲ，ジメオン

(72)【発明者】

【氏名】シュミットライン，アンドレアス

【テーマコード（参考）】

2G036

【Ｆターム（参考）】

2G036AA03

2G036AA05

2G036AA25

2G036BB02

2G036CA08

2G036CA10

(57)【要約】

電気コンポーネント（４０～４８）および／または条導体構造（５０～５８）をテストするためのテスト装置（１０）が提案され、テスト装置（１０）は、それぞれ１つの電気コンポーネント（４０～４８）および／またはそれぞれ１つの条導体構造（５０～５８）を収容するための多数のテスト場所（２０～２８）を有し、テスト装置（１０）は、テスト場所（２０～２８）のうちの１つを選択するための選択装置をさらに有し、テスト装置（１０）は、選択されたテスト場所（２０～２８）に配置されている電気コンポーネント（４０～４８）および／または選択されたテスト場所（２０～２８）に配置されている条導体構造（５０～５８）に交流電圧を供給するために横列（１１～１３）に配置された電気回線と縦列（１６～１９）に配置された電気回線とを有し、テスト装置（１０）は、それぞれのテスト場所（２０～２８）にあるそれぞれの電気コンポーネント（４０～４８）および／またはそれぞれの条導体構造（５０～５８）をＺダイオード（３０～３８）のうちの１つを介して電気回線の横列（１１～１３）のうちの１つと電気接続するためのＺダイオード（３０～３８）と、信号発生器（５０）とを有し、信号発生器（５０）は、矩形信号と波形の信号との、特に正弦波信号との合計としての電圧信号を有するテスト信号を生成するために構成され、矩形信号の最大電圧は選択されたテスト場所（２０～２８）のそれぞれのＺダイオード（３０～３８）の降伏電圧に少なくとも相当し、電気コンポーネント（４０～４８）および／または条導体構造（５０～５８）でエレクトロマイグレーションを生成するための直流電圧信号を電気コンポーネント（４０～４８）および／または条導体構造（５０～５８）に印加するためのエレクトロマイグレーション装置（９０）を有し、直流電圧信号の電圧は選択されたテスト場所（２０～２８）のそれぞれのＺダイオード（３０～３８）の降伏電圧よりも大きいことを特徴とする。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気コンポーネント（４０～４８）および／または条導体構造（５０～５８）をテストするためのテスト装置（１０）であって、
前記テスト装置（１０）は、それぞれ１つの電気コンポーネント（４０～４８）および／またはそれぞれ１つの条導体構造（５０～５８）を収容するための多数のテスト場所（２０～２８）を有し、
前記テスト装置（１０）は、前記テスト場所（２０～２８）のうちの１つを選択するための選択装置をさらに有し、
前記テスト装置（１０）は、選択された前記テスト場所（２０～２８）に配置されている電気コンポーネント（４０～４８）および／または選択された前記テスト場所（２０～２８）に配置されている条導体構造（５０～５８）に交流電圧を供給するために横列（１１～１３）に配置された電気回線と縦列（１６～１９）に配置された電気回線とを有し、
前記テスト装置（１０）は、
それぞれの前記テスト場所（２０～２８）にあるそれぞれの電気コンポーネント（４０～４８）および／またはそれぞれの条導体構造（５０～５８）をＺダイオード（３０～３８）のうちの１つを介して電気回線の前記横列（１１～１３）のうちの１つと電気接続するためのＺダイオード（３０～３８）と、
信号発生器（５０）とを有し、前記信号発生器（５０）は、矩形信号と波形の信号との、特に正弦波信号との合計としての電圧信号を有するテスト信号を生成するために構成され、
前記矩形信号の最大電圧は選択された前記テスト場所（２０～２８）のそれぞれの前記Ｚダイオード（３０～３８）の降伏電圧に少なくとも相当する、テスト装置において、
電気コンポーネント（４０～４８）および／または条導体構造（５０～５８）でエレクトロマイグレーションを生成するための直流電圧信号を電気コンポーネント（４０～４８）および／または条導体構造（５０～５８）に印加するためのエレクトロマイグレーション装置（９０）を有し、前記直流電圧信号の電圧は選択された前記テスト場所（２０～２８）のそれぞれの前記Ｚダイオード（３０～３８）の降伏電圧よりも大きいことを特徴とする、テスト装置。

【請求項2】

前記電気コンポーネント（４０～４８）および／または前記条導体構造（５０～５８）のエレクトロマイグレーション構造を検出するためのカメラをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載のテスト装置（１０）。

【請求項3】

前記カメラにより検出されたエレクトロマイグレーション構造を分類するための分類装置をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載のテスト装置（１０）。

【請求項4】

前記分類装置は前記カメラにより検出されたエレクトロマイグレーション構造を機械学習によって分類するために構成されることを特徴とする、請求項３に記載のテスト装置（１０）。

【請求項5】

前記分類装置は前記カメラにより検出されたエレクトロマイグレーション構造をフラクタルおよび／またはそれぞれ１つのフラクタル次元に割り当てるために構成されることを特徴とする、請求項３または４に記載のテスト装置（１０）。

【請求項6】

自動車のための制御装置システムにおいて、
前記制御装置システムは、
自動車の少なくとも各部分を制御するための制御装置と、
請求項１から５までのいずれか１項に記載のテスト装置（１０）とを有し、
前記制御装置システムは、マトリクス構造の電気コンポーネント（４０～４８）および／または条導体構造（５０～５８）に、前記制御装置の電気コンポーネントおよび／または条導体構造よりも、高いおよび／もしくは長く印加される直流電圧信号ならびに／または電界の高い電界強度が印加されるように構成される、自動車のための制御システム。

【請求項7】

テスト装置（１０）の、特に請求項１から５までのいずれか１項に記載のテスト装置（１０）の、テスト場所（２０～２８）に配置された電気コンポーネント（４０～４８）および／または条導体構造（５０～５８）をテストする方法において、
前記テスト装置（１０）は、それぞれ１つの電気コンポーネント（４０～４８）および／またはそれぞれ１つの条導体構造（５０～５８）を収容するための多数のテスト場所（２０～２８）を有し、選択された前記テスト場所（２０～２８）に配置されている電気コンポーネント（４０～４８）および／または選択された前記テスト場所（２０～２８）に配置されている条導体構造（５０～５８）に交流電圧を供給するために横列（１１～１３）に配置された電気回線と縦列（１６～１９）に配置された電気回線とを有し、
前記テスト装置（１０）は、それぞれの前記テスト場所（２０～２８）にあるそれぞれの電気コンポーネント（４０～４８）および／またはそれぞれの条導体構造（５０～５８）をＺダイオード（３０～３８）のうちの１つを介して電気回線の前記横列（１１～１３）のうちの１つと電気接続するためのＺダイオード（３０～３８）を有し、
前記方法は次の各ステップを含み、
それぞれの電気コンポーネント（４０～４８）および／またはそれぞれの条導体構造（５０～５８）でエレクトロマイグレーションを生起するために前記横列（１１～１３）の電気回線と前記縦列（１６～１９）の電気回線とによって１つもしくは複数の電気コンポーネント（４０～４８）および／または１つもしくは複数の条導体構造（５０～５８）に直流電圧信号が印加され、前記直流電圧信号の電圧は電気コンポーネント（４０～４８）および／または条導体構造（５０～５８）のそれぞれの前記Ｚダイオード（３０～３８）の降伏電圧よりも大きく、前記横列（１１～１３）の電気回線と前記縦列（１６～１９）の電気回線とによって１つのテスト場所（２０～２８）が選択され、選択された前記テスト場所（２０～２８）に配置されている電気コンポーネント（４０～４８）および／または選択された前記テスト場所（２０～２８）に配置されている条導体構造（５０～５８）に、矩形信号と波形の信号との、特に正弦波信号との合計としての電圧信号を有するテスト信号が供給され、前記矩形信号の最大電圧は選択された前記テスト場所（２０～２８）の前記Ｚダイオード（３０～３８）の降伏電圧に少なくとも相当する、方法。

【請求項8】

前記電気コンポーネント（４０～４８）および／または前記条導体構造（５０～５８）のエレクトロマイグレーション構造が光学式に検出される、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

光学式に検出されたエレクトロマイグレーション構造が特に機械学習によって分類される、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

光学式に検出されたエレクトロマイグレーション構造がフラクタルに、特にジュリア集合に、および／またはそれぞれ１つのフラクタル次元に割り当てられる、請求項８または９に記載の方法。

【請求項11】

前記電気コンポーネント（４０～４８）および／または前記条導体構造（５０～５８）の少なくとも一部が相違して構成される、請求項７から１０までのいずれか１項に記載の方法。

【請求項12】

請求項７から１１までのいずれか１項に記載の方法によってテストされた電気コンポーネントおよび／または請求項７から１１までのいずれか１項に記載の方法によってテストされた条導体構造（５０～５８）の利用法において、制御装置のための犠牲構造としての利用法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、テスト装置、制御装置システム、およびテストをする方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電子コンポーネントないし条導体構造でエレクトロマイグレーションにより湿気で誘起される故障内容は、典型的には困難にしか予測可能でなく、実験室でも高いコストをかけなければ検査することができない。このことは、通常、電子コンポーネントないし条導体構造での不慮の故障内容を抑制する、明確な計算規則に基づいた知識ベースの設計適合化を行うことを特別に困難にしている。一般に、実験をベースとしたうえで大規模な統計を用いて開発される、このような原因で誘起される故障構造のモデル化も同様に困難である。

【発明の概要】

【0003】

以上の背景のもとで、ここで提案される取り組みにより、独立請求項に記載されているテスト装置ないし制御装置システムないしテスト方法が提案される。ここで提案される取り組みの好ましい発展例と改良例は本明細書から明らかとなり、従属請求項に記載されている。

【0004】

本発明の実施形態は、多数の電子コンポーネントおよび／または条導体構造で短時間のうちにエレクトロマイグレーションを検査することを可能にできるという利点がある。

【0005】

本発明の第１の態様では、電気コンポーネントおよび／または条導体構造を、特にくし形構造をテストするためのテスト装置が提案され、テスト装置は、それぞれ１つの電気コンポーネントおよび／またはそれぞれ１つの条導体構造を収容するための多数のテスト場所を有し、テスト装置は、テスト場所のうちの１つを選択するための選択装置をさらに有し、テスト装置は、選択されたテスト場所に配置されている電気コンポーネントおよび／または選択されたテスト場所に配置されている条導体構造に交流電圧を供給するために横列に配置された電気回線と縦列に配置された電気回線とを有し、テスト装置は、それぞれのテスト場所にあるそれぞれの電気コンポーネントおよび／またはそれぞれの条導体構造をＺダイオードのうちの１つを介して電気回線の横列のうちの１つと電気接続するためのＺダイオードと、信号発生器とを有し、信号発生器は、矩形信号と波形の信号との、特に正弦波信号との合計としての電圧信号を有するテスト信号を生成するために構成され、矩形信号の最大電圧は選択されたテスト場所のそれぞれのＺダイオードの降伏電圧に少なくとも相当し、電気コンポーネントおよび／または条導体構造でエレクトロマイグレーションを生成するための直流電圧信号を電気コンポーネントおよび／または条導体構造に印加するためのエレクトロマイグレーション装置を有し、直流電圧信号の電圧は選択されたテスト場所のそれぞれのＺダイオードの降伏電圧よりも大きいことを特徴とする。

【0006】

その１つの利点は、多数の電子コンポーネントないし条導体構造におけるエレクトロマイグレーションを非常に短時間のうちに検査できることにある。したがって、実験データの非常に大規模な統計を生起することができる。Ｚダイオードの降伏電圧よりも高い直流電圧が行と列の間で印加されることで、多数の電子コンポーネントおよび／または条導体構造でエレクトロマイグレーションを生起することができ、引き続いてこれをテスト信号によって検査することができる。電子コンポーネントおよび／または条導体構造を、エレクトロマイグレーションを生起するための直流電圧の印加後に行と列で個別に測定することができる。電子コンポーネントないし条導体構造が相互に同一構造であることが考えられる。しかしながら、電子コンポーネントないし条導体構造が設計形式に関してそれぞれ互いにわずかに相違することも考えられ、それにより、電子コンポーネントないし条導体構造でのエレクトロマイグレーションの発生時のダイナミクスおよび／または非線形性を検査することができる。

【0007】

本発明の第２の態様では自動車のための制御装置システムが提案され、制御装置システムは、自動車の少なくとも各部分を制御するための制御装置と、上に説明したテスト装置とを有し、制御装置システムは、マトリクス構造の電気コンポーネントおよび／または条導体構造に、制御装置の電気コンポーネントおよび／または条導体構造よりも、高いおよび／もしくは長く印加される直流電圧信号ならびに／または電界の高い電界強度が（たとえば短い幾何学的な間隔によって）印加されるように構成される。

【0008】

これに関わる利点は、犠牲構造および／または測定構造としてのマトリクス構造を、特に自律式の自動車のための制御装置での信頼度の高い故障予測のために、およびこれに伴って制御装置の失陥予測のために、利用できることにある。マトリクス構造は、環境が制御装置のものと類似する場所に配置することができる。マトリクス構造は、環境パラメータが特別にエレクトロマイグレーション適合的である場所に配置することができる。このようにして、制御装置の電気コンポーネントないし条導体構造が失陥する前に、マトリクス構造の電気コンポーネントないし条導体構造が失陥する。それにより自動車の運転者は、制御装置の失陥が差し迫っていることについて早期に警告を受けることができる。マトリクス構造ないし電気コンポーネントないし条導体構造に印加される電界は、車両型式固有に適用可能であってよく、すなわち、自動車アーキテクチャないし自動車構造によって影響を受ける平均の環境温度などの環境変数を、予測式の失陥計算に取り入れることができる。

【0009】

本発明の第３の態様では、テスト装置の、特に上に説明したテスト装置の、テスト場所に配置された電気コンポーネントおよび／または配置された条導体構造をテストする方法が提案され、テスト装置は、それぞれ１つの電気コンポーネントおよび／またはそれぞれ１つの条導体構造を収容するための多数のテスト場所を有し、選択されたテスト場所に配置されている電気コンポーネントおよび／または選択されたテスト場所に配置されている条導体構造に交流電圧を供給するために横列に配置された電気回線と縦列に配置された電気回線とを有し、テスト装置は、それぞれのテスト場所にあるそれぞれの電気コンポーネントおよび／またはそれぞれの条導体構造をＺダイオードのうちの１つを介して電気回線の横列のうちの１つと電気接続するためのＺダイオードを有し、本方法は次の各ステップを含む：それぞれの電気コンポーネントおよび／またはそれぞれの条導体構造でエレクトロマイグレーションを生起するために横列の電気回線と縦列の電気回線とによって１つもしくは複数の電気コンポーネントおよび／または１つもしくは複数の条導体構造に直流電圧信号が印加され、直流電圧信号の電圧は電気コンポーネントおよび／または条導体構造のそれぞれのＺダイオードの降伏電圧よりも大きく；横列の電気回線と縦列の電気回線とによって１つのテスト場所が選択され；選択されたテスト場所に配置されている電気コンポーネントおよび／または選択されたテスト場所に配置されている条導体構造に、矩形信号と波形の信号との、特に正弦波信号との合計としての電圧信号を有するテスト信号が供給され、矩形信号の最大電圧は選択されたテスト場所のＺダイオードの降伏電圧に少なくとも相当する。

【0010】

これに関わる利点は、この方法によって多数の電子コンポーネントないし条導体構造におけるエレクトロマイグレーションを非常に短時間のうちに検査できることにある。したがって、実験データの非常に大規模な統計を生起することができる。Ｚダイオードの降伏電圧よりも高い直流電圧が行と列の間で印加されることで、多数の電子コンポーネントないし条導体構造でエレクトロマイグレーションを生起することができ、引き続いてこれをテスト信号によって検査することができる。本方法により、電子コンポーネントないし条導体構造を、エレクトロマイグレーションを生起するための直流電圧の印加後に行と列によって個別に測定することができる。電子コンポーネントないし条導体構造が相互に同一構造であることが考えられる。

【0011】

上に説明した方法でテストされた電気コンポーネントおよび／または上に説明した方法でテストされた条導体構造を、制御装置のための犠牲構造として利用することも可能である。それにより、制御装置の失陥が差し迫るよりも前に、早期に警告を行うことができる。たとえば構造がエレクトロマイグレーションに対して特別に耐久性がある、ないしは耐性がある、電気コンポーネントないし条導体構造を本方法によって選択することができる。このような電気コンポーネントないしこのような条導体構造を、エレクトロマイグレーションに対して特別に耐性のある制御装置を得るために、制御装置の一部とすることができ、ないしはこれに組み込むことができる。

【0012】

本発明の実施形態に関わる思想は、特に、以下に説明する発想と知見に依拠しているとみなすことができる。

【0013】

本発明は、多数の電子コンポーネントおよび／または条導体構造でのエレクトロマイグレーションをマトリクス構造によって検査するという基本思想に基づいている。

【0014】

テスト装置の１つの実施形態では、テスト装置は、電気コンポーネントおよび／または条導体構造のエレクトロマイグレーション構造を検出するためのカメラをさらに含む。これに関わる利点は、発生するエレクトロマイグレーション構造を電気式の測定に追加して光学式に技術的に簡易に検出して保存できることにある。特に、光学式に検出されたエレクトロマイグレーション構造を環境変数とともに、エレクトロマイグレーションを最小化するための電子コンポーネントおよび／または条導体構造の化学的な材料組成の最適化に利用することができる。

【0015】

テスト装置の１つの実施形態では、テスト装置は、カメラにより検出されたエレクトロマイグレーション構造を分類するための分類装置をさらに含む。これに関わる利点は、検出されたエレクトロマイグレーション構造を統計的に簡易に検査ないし分析できることにある。このようにして、電気コンポーネントないし条導体構造の構成を、エレクトロマイグレーションの最小化のために技術的に簡易に分析して改良することができる。

【0016】

テスト装置の１つの実施形態では、分類装置は、カメラにより検出されたエレクトロマイグレーション構造を機械学習によって分類するために構成される。これに関わる利点は、エレクトロマイグレーションを減少させるために、電子コンポーネントないし条導体構造の構成を改良するための提案を機械学習システムが提供できることにある。このことは、新たな方式の設計アプローチないし設計変更につながり得る。

【0017】

テスト装置の１つの実施形態では、分類装置は、カメラにより検出されたエレクトロマイグレーション構造をフラクタルおよび／またはそれぞれ１つのフラクタル次元に割り当てるために構成される。これに関わる利点は、分類のクラスの数を大幅に減らすことができ、そのようにして統計分析を特別に簡易に実行できることにある。

【0018】

本方法の１つの実施形態では、電気コンポーネントおよび／または条導体構造のエレクトロマイグレーション構造が光学式に検出される。これに関わる利点は、電子コンポーネントないし条導体構造の電気式の測定に追加して、電気コンポーネントないし条導体構造の変化を光学式に検出して保存できることにある。特に、光学式に検出されるエレクトロマイグレーション構造を環境変数とともに、エレクトロマイグレーションを最小化するための電子コンポーネントおよび／または条導体構造の化学的な材料組成の最適化に利用することができる。

【0019】

１つの実施形態では、光学式に検出されたエレクトロマイグレーション構造が特に機械学習によって分類される。これに関わる利点は、エレクトロマイグレーション構造を技術的に簡易に統計的に検査ないし分析できることにある。したがって、エレクトロマイグレーションを最小化するために、電気コンポーネントないし条導体構造の構成を技術的に簡易に分析して改良することができる。機械学習システムにより、エレクトロマイグレーションを減少させるために、電子コンポーネントおよび／または条導体構造の構成を改良するための提案を作成することができる。このように機械学習システムの利用は、電子コンポーネントおよび／または条導体構造の新たな方式の設計アプローチないし設計変更につながり得る。

【0020】

本方法の１つの実施形態では、光学式に検出されたエレクトロマイグレーション構造がフラクタルに、特にジュリア集合に、および／またはそれぞれ１つのフラクタル次元に割り当てられる。これに関わる利点は、このような方法によって分類のクラスの数が大幅に減ることにある。したがって、データの統計分析を特別に簡易に実行することができる。

【0021】

本方法の１つの実施形態では、電気コンポーネントおよび／または条導体構造の少なくとも１つの部分が相違して構成される。これに関わる利点は、電気コンポーネントおよび／または条導体構造の多数の相違する設計／構成様式を、特に電気コンポーネントないし条導体構造の基本構成の軽微な変更を、短時間のうちに非常に迅速に検査ないしテストできることにある。特に、電子コンポーネントおよび／または条導体構造がそれぞれの設計方式に関してそれぞれわずかに互いに相違している場合、電子コンポーネントおよび／または条導体構造でエレクトロマイグレーションが発生するときのダイナミクスおよび／または非線形性を検査することができる。

【0022】

指摘しておくと、ここでは本発明の考えられるいくつかの構成要件や利点について、テスト装置ないしテストをする方法のさまざまな実施形態を援用して説明している。当業者であればわかるとおり、本発明のさらに別の実施形態へと至るために、これらの構成要件を適宜組み合わせ、適合化し、または入れ替えることができる。

【0023】

次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態について説明するが、図面も説明も本発明を限定するように解釈されるべきものではない。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】テスト装置の本発明による第１の実施形態を示す模式的な平面図である。

【図2】電子コンポーネントをテストするときのテスト信号およびその結果として生じる電流を示すグラフである。

【図3】テスト装置の本発明による第２の実施形態を示す模式的な平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

各図面は模式的なものにすぎず、縮尺に忠実ではない。同じ符号は、それぞれの図面において同じ構成要件または同じ作用の構成要件を表す。

【0026】

図１は、テスト装置の本発明による第１の実施形態の模式的な平面図を示している。図２は、電子コンポーネントおよび／または条導体構造をテストするときのテスト信号およびその結果として生じる電流のグラフを示している。

【0027】

テスト装置１０は、多数の電気コンポーネント４０～４８および／または条導体構造をテストないしチェックするために構成されている。電気コンポーネント４０～４８は、たとえば図１に示すようにコンデンサであってよい。コイル、抵抗器、インダクタンスなども電気コンポーネント４０～４８として利用することができる。

【0028】

テスト装置１０は、多数の（たとえば数ダース、数百、数千の）テスト場所２０～２８を有している。各々のテスト場所２０～２８は、電気コンポーネント４０～４８を収容するために構成されている。テスト場所２０～２８に複数の電気コンポーネント４０～４８が収容されることも考えられる。

【0029】

テスト装置１０はマトリクス構造を有しており、テスト装置１０は、電気回線の横列１１～１３および電気回線の縦列１６～１９を有している。各々のテスト場所２０～２８が、それぞれちょうど１つの横列１１～１３およびちょうど１つの縦列１６～１９と電気接続されている。各々のテスト場所２０～２８は、Ｚダイオード３０～３８を介して電気回線の横列１１～１３と接続されており、それに対して各々のテスト場所２０～２８は他の部材を介在させることなく（すなわち直接的ないしダイレクトに）電気回線の縦列１６～１９と接続されている。このようにして、相応の横列１１～１３と縦列１６～１９が相応に選択されることで、ないしは交流電圧を供給されることで、交流電圧が供給されるちょうど１つのテスト場所２０～２８を選択することができる。

【0030】

横列１１～１３を縦列１６～１９と入れ替えることができ、すなわち、本件出願では「横列」と呼んでいる電気回線が「縦列」であってもよく、その逆であってもよい。

【0031】

各々のテスト場所２０～２８で電気コンポーネント４０～４８をテスト装置１０に配置することができ、電気回線の横列１１～１３および縦列１６～１９と接続することができる。

【0032】

テスト装置１０の横列１１～１３は、テスト信号の形態の交流電圧を生成する、テスト装置１０の信号発生器５０と電気接続されている。縦列１６～１９は、選択されたテスト場所２０～２８を通る電流ないし選択された電気コンポーネント４０～４８を通る電流を測定するために、シャント６０を介してアースと接続されている。測定された電流がアナログ・デジタル変換器７０に供給される。アナログ・デジタル変換器７０から出力される値が分析装置８０に供給され、この分析装置が、インピーダンスおよび／または電流と電圧の間の位相差および／または電気コンポーネント４０～４８のその他の特性を、信号発生器５０により生成される交流電圧と、シャント６０により測定される電流とに基づいて決定する。

【0033】

テスト装置１０は、テスト場所２０～２８およびこれに伴って電気コンポーネント４０～４８を選択する選択装置をさらに有しており、それは、相応の横列１１～１３と縦列１６－１９が信号発生器５０およびシャント６０と電気接続されることによる。

【0034】

テスト信号は、矩形電圧（矩形信号とも呼ぶ）と、波形の電圧（波形の信号とも呼ぶ）との、たとえば正弦波形の電圧ないし正弦波信号との、合計信号であり、矩形電圧と波形の信号とが同一の周波数ないし等しい周波数を有する。

【0035】

矩形信号は、選択された場所のＺダイオード３０～３８の降伏電圧に相当する高い値ないし最大値を有している。通常、テスト装置１０のすべてのＺダイオード３０～３８が同一の降伏電圧（たとえば＋９．０Ｖ）を有する。矩形信号の低い値ないし最小値は、選択された場所のＺダイオード３０～３８の導通電圧に相当する。通常、テスト装置１０のすべてのＺダイオード３０～３８が同一の導通電圧（たとえば－０．７Ｖ）を有する。

【0036】

矩形信号は、電気コンポーネント４０～４８の位相ずれの種類（たとえばコンデンサにおける位相ずれはコイルでの位相ずれとは異なる）に依存する相応の時点でＺダイオード３０～３８が導通となるように調整され、それにより、選択されたテスト場所２０～２８で電気コンポーネント４０～４８を通る電流は、テスト信号の波形の信号に相当する形状を有することになる（すなわち正弦波形の電圧信号の場合には、選択されたテスト場所２０～２８ないし電気コンポーネント４０～４８で電気コンポーネント４０～４８を通る電流は正弦波形を有する）。

【0037】

テスト信号を決定ないし維持するために、矩形信号に正弦波形の信号が加算される。正弦波形の電圧信号はいわば正弦波形の電流を生成するのに対して、矩形信号は、選択されたテスト場所２０～２８のＺダイオード３０～３８を導通状態へと移行させるために印加されるにすぎない。それ以外のテスト場所２０～２８ないし選択されていないテスト場所２０～２８のＺダイオード３０～３８は非導通状態に保たれ、それにより、選択されていないテスト場所２０～２８の電気コンポーネント４０～４８を通って電流が流れることはない。

【0038】

正弦波電圧の最大値は、テスト信号の最大電圧（すなわち矩形信号の最大値に正弦波電圧の最大値を加えたもの）が、Ｚダイオード３０～３８の降伏電圧の二倍ないし二重の値を下回るような値を有する。それにより、選択された場所の電気コンポーネント４０～４８でのみ電圧が印加され、それに対して他のＺダイオード３０～３８は非導通に保たれることが確保される。

【0039】

分析装置８０は、電流の実部と虚部を決定し、そこから電気コンポーネント４０～４８のインピーダンス、位相ずれなどを決定することができる。

【0040】

図２は、本発明による方法のもとでのテスト信号（すなわち電圧信号ないしテスト信号）と、電気コンポーネント４０～４８（ないしシャント６０）で結果として生じる電流とのグラフを示している。テスト信号ないしテスト電圧信号は、図１では実線で示されており、それに対してシャント６０によって測定される電流は破線として示されている。例示として、コンデンサについての値が示されている。したがって、電圧と電流の間の位相ずれは２７０°である。

【0041】

電圧の推移（実線）と、結果として生じる測定された電流の推移（破線）について、以下において図２の左から右に向かって説明する。当初、テスト信号の矩形信号は最大値のもとにあり、テスト信号の正弦波信号は最小値のところにある。したがってＺダイオード３０～３８は導通をする。矩形信号が降伏電圧（＋９．０Ｖ）に達しているからである。励起電圧ないしテスト信号の正弦波信号がゆっくりと上昇していく。このときコンデンサが充電される。テスト信号の正弦波電圧ないし正弦波信号の最大値に達すると、テスト信号の矩形信号が最小値（Ｚダイオード３０～３８の導通電圧に相当）に切り換わる（－０．７Ｖ）。したがって、電圧が非常に短時間で低下するので、このときに実線に飛躍が生じている。次いで、テスト信号の正弦波電圧が再び低下していく。するとコンデンサが放電され、それに対してテスト信号の矩形電圧は最小値に保たれる。テスト信号の正弦波信号の最小値に達すると、矩形信号が再びその最大値（＋９．０Ｖ）に切り換わる。するとコンデンサが再び充電される。

【0042】

矩形信号が最大値から最小値へ切り換わるとき、および、これよりも低い程度に矩形信号が最小値から最大値へ切り換わるとき、測定される電流に正弦波形との偏差が生じる。このような偏差は、分析装置８０でフーリエ変換によって取り除くことができる。測定される電流信号における正弦波形からのそれ以外の小さな偏差も、フーリエ変換によって取り除くことができる。測定された電流信号から分析装置８０により、コンデンサのインピーダンスおよび／または電流と電圧の間の位相ずれが決定される。決定された値を参照値と比較して、それぞれの電気コンポーネント４０～４８の品質ないし良好度を決定することができる。

【0043】

電子コンポーネント４０～４８は、たとえば電子式のスイッチング回路を含むことができる。

【0044】

テスト装置１０は、エレクトロマイグレーション装置９０をさらに含んでいる。エレクトロマイグレーション装置９０は、１つまたは複数の電子コンポーネント４０～４８に直流電圧を印加する。たとえば、横列１１～１３と縦列１６～１９の間に電位差ないし電圧を印加することができる。このことは、すべての横列１１～１３が第１の電位を有し、すべての縦列１６～１９が第２の電位を有することを意味し、第１の電位は第２の電位と相違する。

【0045】

印加される直流電圧は、Ｚダイオード３０～３８ないし１つのツェナーダイオードないし複数のツェナーダイオードの降伏電圧よりも大きい。それによってツェナーダイオードが導通をするようになり、電子コンポーネント４０～４８に直流電圧が印加される。印加される直流電圧は、Ｚダイオード３０～３８ないし１つのツェナーダイオードないし複数のツェナーダイオードの降伏電圧よりも明らかに大きくなっていてよく、たとえば少なくとも２倍の大きさ、３倍の大きさ、あるいは３倍を超える大きさであってよい。このように直流電圧により、Ｚダイオード３０～３８ないしツェナーダイオードが導通に切り換えわるだけでなく、直流電圧が電子コンポーネント４０～４８に印加される。

【0046】

（純粋な）直流電圧（典型的には交流電圧成分なし）が電子コンポーネント４０～４８に印加されることで、エレクトロマイグレーションが電子コンポーネント４０～４８で引き起こされる。特に、多数の電子コンポーネント４０～４８で同時にエレクトロマイグレーションを引き起こすことができる。

【0047】

それぞれの電子コンポーネント４０～４８の複素インピーダンスが引き続いてテストないし測定されることで、直流電圧の印加によってエレクトロマイグレーションが引き起こされた後に、ないしはエレクトロマイグレーションが発生した後に、検査ないし分析をすることができる。特に、エレクトロマイグレーションによって引き起こされた不具合を技術的に簡易に認識することができる。

【0048】

直流電圧の大きさは、エレクトロマイグレーションの強さに影響を及ぼす。直流電圧を大きくすると、低い直流電圧よりも強いエレクトロマイグレーションが生じる。

【0049】

直流電圧は、マトリクス構造の電子コンポーネント４０～４８にそれぞれ同じ長さで、ないしは所定の時間帯にわたって同時に、印加することができる。たとえばエレクトロマイグレーションを引き起こすために、電子コンポーネント４０～４８で直流電圧を数分、たとえば約２分または約５分、印加することができる。それぞれ異なる電子コンポーネント４０～４８に、直流電圧をそれぞれ相違する長さで印加することも考えられる。

【0050】

電子コンポーネント４０～４８は、それぞれ互いに同一構造であってよい。それによって非常に大規模な統計を作成することができる。したがって、非常に稀にしか発生しない不具合でも認識して分析することができる。マトリクス構造でテストされる、ないしはそのエレクトロマイグレーションをマトリクス構造によって検査することができる、電子コンポーネント４０～４８の個数はたとえば４０００個であり得る。

【0051】

電子コンポーネント４０～４８がそれぞれの構成に関して、および／またはそれぞれの材料組成に関して、わずかに相違していることも考えられる。それにより、どのような変化がエレクトロマイグレーションの発生しやすさを高めるか、もしくは低めるかを確認するために、シリアルテストのような形式を実施することができる。

【0052】

テスト装置１０が１つの光学式のカメラまたは複数の光学式のカメラ、たとえば顕微鏡カメラを有することが可能である。１つのカメラないし複数のカメラが、電子コンポーネント４０～４８のエレクトロマイグレーションを検出する。

【0053】

テスト装置１０は、電子コンポーネント４０～４８の検出された光学的な変化ないしエレクトロマイグレーション構造を、および／または電子コンポーネント４０～４８の測定されたインピーダンス値を分類する分類装置を含むことができる。この分類を踏まえたうえで、統計分析を実行することができる。たとえば、どのような条件のもとでどれだけの頻度で、ないしはどれだけの強度でエレクトロマイグレーションが発生するか、および／またはどのような種類のエレクトロマイグレーション構造が生じるのかを確認することができる。さらに、それがどのような種類の不具合につながるのかを確認することができる。

【0054】

たとえば結露／水分ないし湿度、温度、および／またはイオン汚染などの環境条件を的確に調整して、これらの値をテスト値ないし測定値とともに保存、分析することができる。

【0055】

分類装置は、電子コンポーネント４０～４８のエレクトロマイグレーションを分類するために、機械学習、特にニューラルネットワークを利用することができる。画像認識も行うことができる。

【0056】

エレクトロマイグレーション構造はフラクタルによって、特にジュリア集合によって、十分に良好な近似で構造的に記述することができるので、分類装置による分類のためにフラクタルの計算規則を援用することができる。

【0057】

エレクトロマイグレーション構造の１つの分類特性は、そのフラクタル次元であり得る。電子コンポーネント４０～４８のエレクトロマイグレーション構造の発生するデンドライトを、分類装置によって分類することができる。

【0058】

エレクトロマイグレーションの電気的および光学的な情報を総合したものを、分類に追加して、電気化学式にインピーダンス分光法で利用される等価モデルと類似する電気的な（等価）モデルのために利用可能にすることができる。

【0059】

テスト装置１０は、自動車の制御装置のための犠牲構造および／または測定構造として利用することができる。テスト装置１０は、電子コンポーネント４０～４８がエレクトロマイグレーションを特別に生じやすい自動車の場所に配置することができる。このことは、たとえば制御装置の場所よりもテスト装置１０の場所のほうが湿度、温度、および／またはイオン汚染が高いことを意味する。

【0060】

したがって制御装置の電子コンポーネント４０～４８の失陥よりも前に、テスト装置１０の電子コンポーネント４０～４８の失陥が発生する。この失陥を検知することができる。失陥が検知されると、たとえば音響式および／または光学式に警告を出力することができる。たとえばダッシュボードにある自動車の警告灯を点灯することができ、および／または「工場に行ってください」というアドバイスを出力することができる。このようにして、制御装置の失陥が確実に防止される。

【0061】

エレクトロマイグレーションを生成するための直流電圧が印加された後、テスト方法が実施される。引き続き、エレクトロマイグレーションを生成するために直流電圧をあらためて印加することができる。

【0062】

テスト装置１０を用いてテストないし開発された電子コンポーネント４０～４８が、犠牲構造ないし測定構造として利用されることも考えられる。

【0063】

図３は、本発明によるテスト装置１０の第２の実施形態の模式的な平面図を示している。図３のテスト装置１０では、電気コンポーネントに代えてそれぞれ条導体構造５０～５８がテストされる。それ以外の点では、本発明によるテスト装置１０の第２の実施形態は本発明による第１の実施形態と相違しない。

【0064】

条導体構造５０～５８はそれぞれ互いに同一構造であってよく、または、それぞれの設計形式に関して（部分的に）互いに相違していてよい。

【0065】

最後に指摘しておくと、「有する」、「含む」などの概念はその他の部材やステップを排除するものではなく、不定冠詞の「ｅｉｎｅ」や「ｅｉｎ」は複数を排除するものではない。特許請求の範囲における符号は限定とみなすべきものではない。

【符号の説明】

【0066】

１０ テスト装置
１１～１３ 横列
１６～１９ 縦列
２０～２８ テスト場所
３０～３８ Ｚダイオード
４０～４８ 電気コンポーネント
５０ 信号発生器
５０～５８ 条導体構造
９０ エレクトロマイグレーション装置

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】