Устройство для контроля параметров полупроводниковых приборов

 

(72) Авторы изобретения

В. В. Терпигорьев, П. П. Тарвид и А. П. Шаронов (71 } 3 а яв итель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ

ПРИБОРОВ

Изобретение относится к электрон ной промышленности и может быть использовано для контроля параметров транзисторов и интегральных микросхем.

Из вест ны устройств а контроля параметров полупроводниковых приборов, управляемые электронной вычислительной машиной (ЭВМ).

Известно устройство, содержащее

ЭВМ с оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) и устройством вводавывода, программируемые источники напряжения и тока, измерительный блок, коммутационную матрицу; блоки 15 согласования, управления и индикации.

Оператор вводит в ОЗУ ЭВМ универсальную управляющую программу, которая содержит все необходимые подпрограм- мы работы, например подпрограммы режи- 20 ма разбраковки,измерения с выводом результатов на печать или на перфоленту и т.д., и устанавливает переключатель программы в положение, определяемое требуемым режимом работы устройства контроля. ЭВМ выбирает нужную подпрограмму и через блок согласования, программируемые источники напряжения и тока, измерительный блок, блоки управленич и индикации, коммутацион- 30 ную матрицу осуществляет последовательный контроль необходимых параметров полупроводниковых приборов, а блок индикации выдает информацию о результатах контроля. Известное устройство контроля обладает широкими функциональными возможностями и универсальностью f1) .

Однако применение устройства оказывается экономически невыгодным иэза сложности и высокой стоимости при контроле массовой продукции небольшой номенклатуры изделий.

Известно также устройство, содержащее распределитель, программатор на основе сменных диодных матриц, дешифратор, устройство управления, измерительное устройство, коммутатор цепей, коммутатор напряжений, нульорган, запоминающие ключи и индикатор . По команде с устройства управления распределитель ведет последовательный опрос шин матрицы программатора. При этом на них появляется двоичный код теста, который преобразуется дешифратором в сигналы, устанавливающие коммутатор цепей, измерительное устройство и коммутатор напряже« ний в состояния, соответствующие иэ меряемому в данном тесте параметру

781721 и эталонному напряжению. Сравнение измерительного параметра с граничным значением (эталонным напряжением) производится с помощью нуль-оргайа.

Известное устройство несложно (2g .

Однако устройство не обладает достаточной точностью разбраковки из-за аналогового способа сравнения измеряемой величины с граничным значением и имеет ограниченные функциональные возможностй из-за жесткого задания команд управления. t0

Наиболее близким техническим ре шением к предлагаемому является устройство, содержащее регистр сдвига, связанный с программатором, сбответствующие шины которого соединены с 35 цифровым компаратором и через дешифраторы с тестером, цифровым измери- . телем и блоком управления, блок классификации с выходом на индикаторг Кроме того, устройство содержит программатор классификации, двухвходовые схемы совпадения и узел формирования сигналов "брак по тесту". Регистр сдвига запускается тактовыми импульсами с блока управления и осуществляется последовательный опрос, тестовых шин программатора, в котором с помощью сменных диодов записана программа испытаний. Дешифраторы преобразуют двоичный код программы в позиционный код. тестер по командам с 30 программатора формирует требуемую схему измерения параметра, задает режим измерения и выдает ва вход цифрового измерителя величину йараметра в аналоговой форме. цифровой компаратор 35 сравнивает коды результата-измерения и нормы и через узел формирования сигнала "брак по тесту", схемы совпадения и программатор классификации выдает в блок классификации сигналы 40 включения определенной лампы индикатора (3(.

Недостатками устройства являются ограниченность функциональнйх возможностей, так как оно не позволяет 45 работать по нескольким программам изза неудобства построения программатора, кроме того, в устройстве йредусмотрен только режим жесткого последовательного опроса программатора ре- 50 гистром сдвига и один режим адресации - на следующий тест, низкая производительность при контроле приборов, груйпа классификации которых определяется по двум или более параметрам, так как результат контроля определяется только после прохождения всего тестового набора, характеризующего данный вид испытаний .

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства 60 и повышейИЪ пфйзвбдитеяьно ."Гй контроля.

Цель"достигается тем, что в устрой- "ство"дополнительно введены последовательно соединенные первый и второй 65 мультиплексоры, регистр адреса, блок вентилей, задатчик начального адреса, декодер и коммутатор, при этом синхрониэиру сщие входы блока вентилей подключены к блоку управления, выход блока вентилей связан с установочным входом регистра сдвига, эадатчик начального адреса подключен ко второму мультиплексору, один иэ входов декодера присоединен к выходу цифрового компаратора, а выходы— к блоку управления и блоку классификации, выходы коммутатора подключены к цифровому компаратору и блоку классификации, а в программатор дополнительно введены шины режима адресации, дополнительного разряда, режима контроля и адреса, причем шина режима адресации соединена со вторым входом декодера, шина дополнительного разряда — с комйутатором, шина режима контроля — с коммутатором и блоком классификации, а шины адреса подключены к информационным входам первого мультиплексора и блока классификации.

Введение в устройство первого и второго мультиплексора, регистра адреса, блока вентилей и декодера, а также дополнительное введение в программатор шины режима адресации и шин адреса дало воэможность вести контроль приборов по разветвленной схеме, т.е. в зависимости от результата контроля в предыдущем тесте и информации, записанной на шинах адреса и режима адресации, возможен выход либо на следующий тест, либо на любой иэ последующих тестов, либо на индикатор . Это сокращает время контроля путем исключения иэ процесса контроля тестов, не свойственных данной группе или избыточных для нее.

Перечисленные признаки совместно с задатчиком начального адреса обеспечивают возможность одновременной работы по нескольким программам (каждая начинается со своего начального адреса), а также резко увеличивают число записанных в ОЗУ программ при данном объеме памяти, так как позволяют использовать ряд общих тестов для различных программ.

Введение коммутатора и шин режима контроля и дополнительного разряда позволяют наряду с режимом адресации работать s режиме последовательного контроля-, причем шины последнего разряда норьМ в этом случае используются в качестве недостающих шин групп.

На чертеже приведена блок-схема устройства кбнтроля параметров полупроводниковых приборов.

Устройство содержит регистр 1 сдвига, программатор 2 с соответствующими шинами конца контроля 3, задержки 4, номера параметра 5, режима измерителя б, нормы 7, режима адресации 8, дополнительного разряда 9, режима контроля 10, адреса 11 и тесто781721 выми шинами 12, дешифраторы 13, тестер 14, цифровой измеритель 15,цифровой компаратор 16,декодер 17,коммутатор 18,блок 19 классификации, индикатор 20,блок 21 управления,задатчик 22 начального адреса, первый 23 и второй

24 мультиплексоры, регистр 25 адреса и блок .26 вентилей.

Регистр 1 сдвига (PC) имеет сбросовый, установочный и сдвигающий входы, обеспечивающие либо последователь-fO ное возбуждение его выходов в режиме сдвига (n+1), либо включение любого из последующих выходов по выбранному адресу, и осуществляет опроС тестовых шин программатора 2. На вер- 15 тикальных шинах программатора 2, например, с помощью сменных диодов в каждом тесте может быть записана следующая программа контроля в двоичном коде: на шиках 5 (П) — номер включае-, мого параметра, на шинах 4 (3) — требуемая задержка на время переходных процессов в тестере 14, на шинах 6 (РИ) — диапазон и режим работы цифрового измерителя 15, на шинах,7 IH)— норма на параметр (граничное значение), на шинах 10 (РК) — режим контроля (c адресацией либо последовательный контроль), на шинах 9 (ДР) — младший разряд нормы при контроле с адресацией или недостающие разряды 30 групп в режиме последовательного контроля, на шинах 8 (РА) - режим адресации,т.е . дальнейшее направление контроля, на шинах 11 (ГО, Г1, ТО, Т1) — адрес этого направления, т .е. 35 номер группы (теста) при контроле с адресацией, либо основные разряды включения групп в позиционном коде в режиме последовательного контроля, на шине 3 (КК) — команда конца контроля (используется только в режиме последовательного контроля), так как сигналом окончания контроля при контроле с адресацией является включение любой лампы индикатора . Дешифраторы

13 преобразуют двоичный код программы испытаний в позиционный код. В тестере 14 по сигналу номера параметра формируется схема измерения данного параметра, задаются требуемые режимы измерения и вырабатывается 50 аналоговый. сигнал, пропорциональный величине измеряемого параметра, ко. торый поступает на цифровой измери3 тель 15 и там преобразуется в двоично -дясятичный код. Цифровой компаратор 16 сравнивает величину измеренного параметра с нормой и выдает результат сравнения в виде логического уровня на декодер 17, который в зависимости от результата сравнения и записанного на шинах 8 кода режима адреса-60 . ции выбирает одно из пятИ возможных направлений дальнейшего контроля: включение следующего теста (g +1), тестов ТО и Т1, групп ГО или Г1, адрес которых записан на шинах 11, лри- > чем индексы 0 и 1 в обозначениях тестов и групп указывают на логический уровень цифрового компаратора 16 .

На шинах 8 программируются в двоичном коде все возможные варианты режима адресации: ТО-Т1, ГО-Г1, Т0-Г1;

Го-т1, тО-(и+1), т1-(и+1), ГО-(и+1), Г1-(и+1) . Коммутатор 18 подключает шины дополнительного разряда 9 программатора 2 в зависимости от выбранного режима контроля либо к цифровому компаратору 16, либо к блоку 19 классификации, который управляет лампами индикатора 20 и работает в двух режимаХ. В режиме адресации по команде ГО или Г1 с декодера 17 к блоку подключается соответствующая группа шин 11 адреса, где в двоичном коде записан номер выбранной группы . После дешифрации включается соответствующий выход блока. В режиме последовательного контроля по команде ГО с декодера 17 в каждом тесте к блоку

19 классификации подключаются те иэ шин 9 и 11, на которых записаны в позиционном коде номера запрещенных групп, исключающих загорание соответствующей лампы индикатора 20. Блок 19 классификации построен таким образом, что включение группы с большим порядковым номером (худшей) отключает ранее включенную группу с меньшим номером. Индикатор 20 включается по команде с блока 21 управления по окончании программы контроля, когда в блоке 19 классификации записаны номера всех запрещенных групп для данного испытуемого прибора. Первый 23 и второй 24 мультиплексоры; регистр

25 адреса и блок 26 вентилей служат для установки в требуемое состояние регистра 1 сдвига, блок 21 управления по командам с программатора 2, цифрового измерителя 15 и декодера 17 синхронизирует работу регистра 1 сдвига, блока 19 классификации, второго мультиплексора 24, регистра 25 адреса (РА) и блока 26 вентилей. В эадатчике 22 начального адреса устанавливается с помощью переключателя начальный адрес (НА) требуемой программы контроля иэ числа, записанных в программаторе 2, причем это число в зависимости от количества, тестов в программе может находиться в пределах от 1 до N, где N — число тестов (горизонтальных шин) программатора 2.

Устройство контроля в режиме адресации работает следующим образом.

После нажатия кнопки "Пуск" поста оператора или автоматического контактирующего устройства блок 21 управления сбрасывает регистр 1 сдвига в нулевое состояние и стирает в блоке 19 классификации информацию о группе ранее измеренного полупроводникового прибора. Затем по комавде "Запись НА" от блока 21 управления информация о начальном адресе, соответствующем

781721 выбранной программе, переписывается из задатчика 22 начального адреса во второй мультиплексор 24 и запоминается в регистре 25 адреса по команде

"Запись PA". После прихода импульса

"Запись PC" схемы совпадения блока

26 вентилей открываются, устанавливая регистр 1 сдвига в положение, соот†ветствукицее начальному тесту, возбуждается горизонтальная шина програм.матора 2 этого теста. В тестере 14

Формируется схема измерения первого !@ параметра, подключаются соответствующие ныноды испытуемого прибора, уста. навливается требуемый режим измерения. Включается диапазон и режим цифрового измерителя 15, ко второй груп- 15 пе входов цифрового компаратора 16 подключаются шины 7 и 9 с запрограммированной нормой на параметр, вклю- чается задержка на время переходного процесса тестера 14. Подготавливаются цепи дальнейшего направления контроля согласно плану классификации, например, на шинах 8 запрограммировано включение следующего теста при логическом нуле цифрового компаратора 16, и включение группы, записанной на шинах 11 (Г1), — при логической единице. По окончании времени задержки блок 21 управления запускает. цифровой измеритель 15, после завершения процесса счета на 30 второй группе входов цифрового компаратора 16 устанавливается код резуль" тата измерения и по импульсу конца измерения в блоке 21 управления формируется сигнал, разрешающий сравне- 35 ние цифровому компаратору 16. На выходе последнего устанавливается, например, нуль. Тогда включается выход (n+1) декодера 17 и через блок

21 управления регистр 1 сдвига полу- <0 чает команду перехода на следующий тест. Возбуждается следующая горизонтальная шина программатора 2, причем на шинах 8 запрограммировано, например, нключение теста Т1, запи- 4 санного на шинах 11 (Ti) при логической единице на выходе цифрового компаратора 16 и включение следующего теста — при нуле .

Работа системы до включения цифро- 5О ного компаратора 13 аналогична вышеописанному. Пусть на выходе цифрового. компаратора 15 устанавливается единица. Тогда выключается выход Т1 декодера 17, первый мультиплексор 23 за.35 писывает ацрес теста, блок 21 управления сбрасывает регистр 1 сдвига в нулевое состояние. По командам "3aпись А" и "Запись PA" этОт адрес переписывается во второй мультййпексор

24 и запоминается в регистре 25 адре- N са, а по команде "Запись PC" регистр

1 сдвига через блок 26 вентилей уста : влйвается в положение, соответствующее требуемому адресу (тесту) . Процесс контроля протекает аналогично до тех пор, пока в зависимости от уровня выхода цифрового компаратора

15 и информации, записанной на шинах 8, не включится один иэ ныходов

ГО или Т1 декодера 17. В этом случае в блок 19 классификации с шин 11 записывается код номера группы, дешифруется и запоминается. Включается соответствующая лампа индикатора . На этом процесс контроля заканчивается.

Устройство контроля в режиме последовательного контроля работает аналогично вышеописанному со следующими отличиями.Во-первых, регистр сдвига 1 работает только в режиме следующего теста(п+1),опрашивая последовательно с первого по последний тест программы контроля.Во-вторых,в каждом тесте в блоке 19 классификации по результатам, сравнения с выхода декодера 17 запоминаются все запрещенные группы, записанные на шинах 11.В-тре- тьих окончательные результаты контроля блок 19 классификации выдает только после завершения всей программы испытаний по команде с блока 21 управления.

B качестве программатора 2 могут быть использованы как диодные матрицы, так и постоянные перепрограммируемые запоминающие устройства (ППЗУ) в интегральном исполнении. Тестер 14 может быть совмещен с цифровым измерителем 15, а также может состоять иэ блока подключения и управляемого источника задания режима измерения.

Введение новых элементов и связей (»ервого и второго мультиплексора, регистра адреса, блока вентилей, задат-. чика начального адреса, декодера, коммутатора, дополнительных шин программатора) отличает предлагаемое устрой— ство от известного за счет введения режима адресации, позволяет намного улучшить использование памяти устройства (позволяет записать в ПЗУ в 3-4 раза большее число программ) и уменьшить в 1,5-2 раза время контроля. Кроме того, конструкция программатора, являющегося единственным сменным уз— лом в системе, упрощается за счет исключения программатора классификации и оперативного использования шин дополнительного разряда в различных режимах работы .

Формула изобретения

Устройство для контроля параметров полупроводниковых приборов, содержащее регистр сдвига, связанный с программатором, соответствующие шины которого соединены с цифровым компаратором и через дешифраторы с тестером, цифровым измерителем и блоком управления, блок классификации с выходом на индикатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расшире781721

Составитель Ю. Брызгалов

Техред Ж.Кастелевич Корректор В, Синицкая

Редактор И . Черный

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Эаказ 8122/49

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния функциональных возможностей устройства и повышения производительности, в него дополнительно введены последовательно соединенные первый и второй мультиплексоры, регистр адреса, блок вентилей, задатчик начального адреса, декодер и коммутатор, при этом синхрониэируницие входы блока вентилей подключены к блоку управления, выход блока вентилей связан с установочным входом регистра сдвига, эадатчик начального адреса подключен ко второму мультиплексору, один из входов декодера присоединен к выходу цифрового компаратора, а выходы — к блоку управления и блоку классификации, выходы коммутатора подключены к цифровому компаратору и блоку классификации, а в программатор дополнительно введены шины режима адресации, дополнительного разряда, режима контроля- и адреса, причем шина режима адресации соединена со вторым входом декодера, шина дополнительного разряда — с коммутатором, шина режима контроля - с коммутатором и блоком классификации, а шины адреса подключены к информационным входам первого мультйплексора и блока класси фикации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Авторское свидетельство СССР

9393748 кл. G 06 F 15/46, 1970.

2. Горазеев Н. Т. и др. Прибор для производственного контроля микросборок. Обмен опытом в радиопромьаа,ленности, 1973, 97 с. 49 .

3. Авторское свидетельство СССР

9528520, кл. G 01 и 31/28, 1976 (прототип)