Способ контроля интегральных микросхем

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Может быть использовано для совмещенного по времени контроля интегральных микросхем на функционирование и по тепловым параметрам. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей способа. По предлагаемому способу в процессе выходного и вход-, кого контроля интегральной микросхемы на предельной рабочей частоте измеряют значение потребляемого интегральной микросхемой тока. Эти измерения производятся за время, значительно меньшее постоянной вре (Л с: ГС ел о со со |

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 К 31/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3795714/24-21 (22) 01, 10.84 (46) 15.08.86. Бюл. Р 30 (72) B. В. Белогуб, Б. И. Бровко и В.И.Разлом (53) 621,317.799(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 873167, кл. G 01 R 31/26, 1981.

Эйдукас Д.10. и др. Измерение параметров цифровых интегральных микросхем. M. Радио и связь, 1982, с. 249-256. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ИНТЕГРАЛЬНЫХ

МИКР ОСХЕМ

„„SU„„3250997 Д 1 (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Может быть использовано для совмещенного по времени контроля интегральных микросхем на функционирование и по тепловым параметрам. Цель изобретения — расширение функциональных возможностей способа. По предлагаемому способу в процессе выходного и входного контроля интегральной микросхе мы на предельной рабочей частоте измеряют значение потребляемого интегральной микросхемой тока. Эти измерения производятся за время, значительно меньшее постоянной вре1250997 мени с кристалл-корпус. По мере нагрева кристалла поддерживается постоянный потребляемый ток путем снижения частоты переключения,. Через фиксирова.нное время, соизмеримое с измеряют частоту, генератора и сравнивают ее с заданным минимально допустимым значением, полученным по результатам статистической обработки.

В случае, если частота меньюе допуСтимой, интегральная схема признается Heгодной. Заданное значение результирующей частоты определяют как минимальное значение результирующих частот, измеренных для пред-<

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для совмещенного по времени контроля интегральных микросхем на функционирование и по тепловым параметрам.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей способа. путем совмещения по времени функционального контроля и тепловых параметров интегральных микросхем.

На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего способ,"на фиг.2— зависимость результирующей частоты синхроимпульсов от времени, поясняющая способ.

Устройство (фиг. 1) для контроля интегральных микросхем 1 содержит источник 2 напряжения, измерительный резистор 3, источник 4 питания, ключ

5, источник 6 опорного напряжения, аналоговый сумматор 7, первый 8 и второй 9 суммирующие резисторы, операционнъtA усилитель 10, резистор 11 обратной связи, инвертор 12, аналогоцифровой преобразователь 13, цифровой сумматор 14, первый 15 и второй

16 регистры, вычитающий блок 17, ге"нератор 18 синхроимпульсов, измеритель 19 частоты, блок 20 функционального контроля и блок 21 управления и синхронизации„

Сущность способа заключается в, следующем. ставительной выборки из партии годных микросхем. Устройство для контроля интегральных микросхем 1 содержит источник 2 напряжения, источник питания, ключ 5, источник 6 опорного напряжения, аналоговый сумматор 7, операционный усилитель 10, инвертор 12, аналого-цифровой преобразователь 13, цифровой сумматор 14, регистры 15, 16, вычитающий блок 17, генератор 18 синхроимпульсов, измеритель 19 частоты, блок 20 функционального контроля, блок 21 управле- . ния и синхронизации. 1 з.п, ф-лы.

2 ил.

Одновременно с функциональным контролем интегральной микросхемы 1 осуществляют ее контроль по тепловому сопротивлению кристалл-корпус, Контроль тепловых параметров основан на зависимости потребляемого интегральной микросхемой 1 тока от частоты ее переключения и от температуры кристалла. Эти зависимости проявляются в интегральных микросхемах с КЛОП-структурой, которые в статическом режиме потребляют ток в доли микроампера, тогда как в динамическом режиме на рабочей частоте ток потребления достигает единиц и десятков миллиампер, причем ток потребления зависит от температуры кристал,ла (при увеличении температуры ток возрастает).

Указанные особенности практически исключают внутренний разогрев микросхем в статическом режиме (например, при входном контроле статических параметров), что не позволяет контролировать тепловые характеристики микросхем при входном контроле статистических параметров.

По предлагаемому способу контроля в процессе выходного или входного функционального контроля интегральной микросхемы 1 на предельной рабочей частоте и (О, 1-10 мГц) в момент начала функционального контроля в течение нескольких тактов переключе1250997 ния (t близко к нулю), пока кристалл интегральной микросхемы 1 не разог- релся (за время значительно меньшее, чем постоянная времени кристаллкорпус; составляющая примерно 50- 5

100 мс), измеряют значение потребляе. мого интегральной микросхемой 1 тока. Затем путем снижения частоты переключения по мере нагрева кристалла интегральной микросхемы 1 под- 10 держивается постоянным потребляемый ток.

Через фиксированное время порядка измеряется частота переключения интегральной микросхемы 1, 15 и по этой частоте судят о тепловом сопротивлении кристалл-корпус, причем непосредственно величина теплового сопротивления не определяется. ,Способ .реализуется с помощью уст- 20 ройства, показанного на фиг. 1.

Блок 20 контроля совместно с генератором 18 синхроимпульсов обеспечивает функциональный контроль интегральной микросхемы 1 путем подачи 25 на ее входы последовательности тестовых (блок 20) и синхронизирующих (генератор 18) сигналов приема выходной последовательности сигналов, сравнения ее с эталонной и принятие решения о годности интегральной микросхемы 1 (блок 20).

Блок 21 обеспечивает управление и синхронизацию работы блоков устройства, в частности, подключая через ключ 5 источник 6 опорного напряжения к источнику 4 питания, в котором источник 2 напряжения питания вырабатывает и задает через измери- 40 тельный резистор 3 напряжение пита-. ния на интегральную микросхему 1.

В начальный момент функционального контроля измеряют потребляемый. интегральной микросхемой 1 на часто- 45 те f, ток следующим образом: измеряют напряжение на измерительном, резисторе 3 источника 4 питания с помощью сумматора 7, инвертора 12.и

АЦП 13. В сумматоре 7 с помощью суммирующих резисторов 8 и 9 и операционного усилителя 10 с резистором

11 в цепи обратной связи формируют на выходе сигнал, пропорциональный разности напряжений на выводах резистора 3. Инвертор 12 инвертирует полярность сигнала с резистора 3 для обеспечения возможности вычитания его из напряжения, имеющегося на выходе источника 2.

Получаемый на выходе АЦП 13 результирующий сигнал запоминают в регистрах 15 и 16 цифрового сумматора 14 и подают на входы вычитающего блока 17, который вырабатывает сигнал управления для генератора 18. В начальный момент сигнал на выходе вычитающего блока 17 равен нулю, Затем регистр

15 переводят в режим хранения, а регистр 16 оставляют в режиме приема информации из АЦП 13. По мере разогрева кристалла ток, потребляемый ин.тегральной микросхемой 1, нарастает и на выходе цифрового сумматора 14 появляется код, соответствующий изменению потребляемого тока, который записывается в регистр 15. Разность кодов, записанных в регистры 16 и 15, формируется на выходе блока 17 и уменьшает частоту генератора 18 частоты пока сигнал с выхода цифрового сумматора 14 не уменьшится до нуля. В результате осуществляется ав- томатическое поддержание постоянного тока потребления микросхемой 1 без изменения напряжения ее питания, Через фиксированное время (фиг. ?) измеряют частоту генератора

18 измерителем 19 частоты. Время измерения (t„ „ ) задается блоком 21 задания управляющих кодов и синхронизации.

Время t, „ выбирается примерно равным по величине, чтобы не учитывать тепловую постоянную времени корпус-среда и чтобы обеспечить достаточную точность измерений, поскольку при измерении в начальный момент времени (« i ) кристалл не успевает нагреться и частота не может быть измерена с необходимой точностью.

Измеренное измерителем 19 частоты значение результирующей частоты () синхрочмпульсов генератора 18

eeq сравнивают (фиг. 2) с заданным минимально допустимым значением частоты синхроимпульсов f, определенным

У предварительно для каждого возможного значения t„ . Заданное минимально допустимое значение частоты определяют по результатам статистической обработки результатов измерений f, для партии годных микросхем.

Если f êîíòðoëèðóåìoé интеграль ной микросхемы меньше Й1а., считаюг

1250997

Формула и з о б р е т ения

l изи

4 ур,7

Составитель В,,gBopKHH

Техред В.Кадар

Редактор Л".Пчелинская

КОРР ек тор С. Шекмар

Заказ 440б/42

Тираж 728 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ее негодной, в противном случае годной.

Таким образом, путем компенсации увеличения тока потребления интегральной микросхемы в Результате разогрева кристалла и уменьшения рабочей частоты синхроимпульсов определяют результирующую частоту синхроимпульсов и, сравнивая ее с заданной !О (для годных йнтегральных микросхем), определяют косвенно годность или негодность контролируемой интегрально . микросхемы 1 по тепловому сопротив- лению кристалл-корпус, осуществляя помимо контроля функционирования еще и одновременный контроль теплового сопротивления кристалл-корпус, что расширяет функциональные возможности способа по сравнению с извест- 20 ныме

1. Способ контроля интегральных 25 микросхем, состоящий в том, что одновременно и синхронно по времени подают синхроимпульсы и последовательность проверяющих сигналов на синхронизирующий вход и информацион- 3п ные входы контролируемой интегральной микросхемы соответственно, сравнивают получаемую на выходах контролируемой интегральной схемы последовательность сигналов с эталонной последовательностью сигналов и в случае совпадения получаемой последовательностп с эталонной считают контролируемую микросхему годной, а в противном случае — негодной, о т л и ч а ю ц и и с я тем, что, с целью расширения функциональных . возможностей путем совмещения во времени функционального контроля интегральной схемы с контролем тепловых параметров, одновременно со сравнением получаемой на выходах контролируемой интегральной схемы последовательности сигналов с эталонной последовательностью сигналов измеряют потребляемый интегральной микросхемой ток на рабочей частоте следования синхроимпульсов при фикси. рованном напряжении питания и поддерживают его постоянным, уменьшая частоту следования синхроимпульсов, измеряют результирующую частоту следования синхроимпульсов через интервал времени, равный тепловой постоянной времени кристалл-корпус после начала их подачи, сравнивают результирующую частоту с заданной и в случае превышения заданной часто ты результируюц1ей считают контролируемую микросхему негодной, в противном случае — годной.

2. Способ по и. 1, отличаюшийся тем,что заданное значение . результирующей частоты Определяют как минимальное значение результирующих частот, измеренных для представительной выборки из партии годных микросхем.