Устройство для контроля параметровинтегральных cxem

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (-802965

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубпик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16,1172 (21) 1847418/18-24 Р )М с присоединением заявки М?— (23) Приоритет

G F 11/00

Государственный комитет

С С С P. по делам изобретений и открытий

Опубликовано 0702.81. Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 100281 (53) УДК 681. 326..34(088.8) (72) Авторы изобретения

В.А. Фесечко, А.И. Петренко, В.B. Роман

Киевский ордена Ленина политехнический

Великой Октябрьской социалистическо (7т) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике контроля па раметров интегральных схем для разбраковки готовой продукции по классам допусков.

Известно устройство для отыскания неисправных узлов электронной цифровой вычислительной машины, содержащее блок управления, схему сравнения, эталонный узел и распределительный счетчик (1J. Недостатком этого устройства является низкая производительность контроля.

Наиболее близким по сущности технического решения к изобретению является устройство для классификации интегральных схем, содержащее программный блок и блок управления, соединенный с выходом программного блока, соединенные с первым и вторым.выходами блока управления соответственно блок входных воздействий и блок печати, блок классификации, выход которого соединен с входами блоков печати и управления, а первый вход— с третьим выходом блока управления, блок эталонов, вход которого соединен с выходом блока входных воздей- ствий, блок транспортировки, соединенный с четвертым выходом блока управления, блок эквивалентных нагрузок, вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, а первый и второй выходы — соответственно с выходом блока эталонов и входом устройства, причем выход блока входных воздействий соединен с выходом устройства (2j.

Основными недостатками этого устройства являются отсутствие возможности одновременного контроля временных параметров интегральных схем (ИС) и проверка работоспособности ИС беэ допусковой классификации.

Целью изобретения является повышение производительности и упрощение процесса контроля по динамическим параметрам.

Достигается это тем, что в устройство, содержащее программный блок и блок управления, соединенный с выходом программного блока, соединенные с первым и вторым вцходами блока управления соответственно, блок входных воздействий и блок печати, блок классификации, выход которого соединен с входами блоков печати и управления, а первый вход — с третьим выходом блока управления, блок эталонов, вход которого соединен с выхо802965 дом блот<а входных воздействий, блок транспортировки, соединенный с четвертым выходом блока управления, блок эквивалентных нагрузок, вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, а первый и второй выходы — соответственно с выходом блока эталонов и входом устройства, причем выход блока входных. воздействий соединен с выходом устройства, введено по два дискриминатора уровней, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока эквивалентных нагрузок, по два генератора треугольных импульсов, первые входы которых соединены с выходами соответствующих им дискриминаторов уровней, сумматор, два входа которого соединены соответственно с выходами двух генераторов треугольных импульсов, амплитудный селектор, вход которого соединен с выходом сум- 20 матора, а выход — с вторым входом блока классификации, по два делителя напряжений, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока эквивалентных на-. 2с грузок, по две схемы сравнения, первые входы которых соединены с выходами соответствующих делителей напряжения, а вторые — соответственно с вторым и первым выходами блока эквивалентных нагрузок, элемент И, два входа которого соединены с выходами схем сравнения, а выход — c третьим входом блока классификации, блок режимов, вход которого соединен с пя. тым выходом блока управления, а выход — c вторыми входами обоих дискриминаторов уровней, генераторов треугольных импульсов, делителей напряжения и схем сравнения.

На чертеже представлена блок-схе- 40 ма устройства. Оно содержит контролируемую ИС 1, блок 2 эталонов, разъе мы 3, блок 4 эквивалентных нагрузок, блок 5 транспортировки, блок 6 управления, программный блок 7, блок 8 ре- 45 жимов, блок 9 входных воздействий, блок 10 печати, блок 11 классификации, дискриминаторы 12 уровней, генераторы 13 треугольных импульсов, сумматор 14, амплитудный селектор 15, делители 16 напряжений, схемы 17 срав нения, элемент И 18.

Устройство выполнено по многоканальной схеме сравнения в динамике и статике выходных сигналов контролируемой и эталонной ИС или ее эквивалента. Число каналов сравнения равно числу выходных контактов ИС.

Контролируемая ИС 1 и блок 2 эталонов подключены через разъемы 3 к блоку 4 эквивалентных нагрузок. Для ЬО смены контролируемой ИС и механической сортировки используется блок 5 транспортировки, подключенный по сигнальному выходу к блоку 6 управления.

Иос.!теднттй в я з а н с. ттрогf)аммним блс — 65 ком 7, с блоком 4 эквивалентных нагрузок, блоком 8 режимов, содержащим в себе ряд задатчиков режимов контроля — задатчик полярности исследуемого фронта переходного процесса, задатчик уровня, задатчик интервала времени, задатчик допуска временных параметров, задатчик допуска амплитудных параметров, задатчик полярности, задатчик предельных уровней, а также с блоком 9 входных воздействий и блоком 10 печати. Каждый из задатчиков, представляющих собой управляемые источники напряжения, имеет количество выходов, равное числу выходов ИС. Все выходы задатчиков и блока 4 нагрузок подключены к каждому каналу допускового сравнения временных и амплитудных параметров так, что каждый канал связан с одним выходом контролируемой и эталонной ИС и с одним выходом каждого задатчика. Каждый канал сравнения со стороны выходов подключен к блоку 11 классификации, который в свою очередь соединен прямой и обратной связью с блоком ..6 управления и с блоком 10 печати. Каждый канал допускового сравнения временных и амплитудных параметров сигналов включает два дискриминатора 12 уровней, подключенные к блоку 4 нагрузки и через разъемы 3 к контролируемой и эталонной ИС, а также к задатчику уровня блока 8 режимов. Выходы дискриминаторов уровней соединены с входами генераторов 13 треугольных импульсов, связанных также с задатчиком интервала времени блока 8 режимов, с помощью которого можно устанавливать необходимую длительность треугольных импульсов. Генераторы 13 треугольных импульсов подключены к сумматору 14, выходной сигнал которого поступает на вход амплитудного селектора 15, связанного с задатчиком допуска временных параметров блока режимов. Выход амплитудного селектора 15 подключен к входу блока 11 классификации. Каждый выход контролируемой и эталонной ИС подключен к делителям

16 напряжения и схемам 17 сравнения.

Последние подключены по управляющим входам к задатчику допуска амплитудных параметров и к задатчику полярности блока 8 режимов соответственно.

Выходы схем сравнения поступают на элемент И 18, который подключен со стороны выхода к блоку 11 классификации.

Работает устройство следующим образом. Контролируемая HC 1 и блок 2 эталонов, помещенные в контейнеры и подключенные к их контактам, устанавливаются в контактные резъемы 3, соединенные со стороны выходов : бп.ком 4 эквивалентных нагрузок, имитирующим реальные условня раб ты И.:.

B качестве блок.т этаяонон мс;.к г

802965 ров блока 8 режимов. Более высокому допуску соответствует больший уропользоваться эталонная ИС или набор управляемых источников напряжения и линий задержек. Установка контролируемой ИС осуществляется блоком 5 транспортировки. В блоке 6 управлени

Производится декодировка программы контроля, задаваемая программным блоком 7. Эта программа включает команды на установку формы и величины всех входных сигналов ИС, величин нагрузок, исходных состояний сравнивающих схем по каждому выходу ИС в соответствии с ожидаемыми временными и амплитудными параметрами и допусками на их отклонение. Вначале с помощью блока управления проверяется состояние блока 4 нагрузок и устанавливают- 1э ся с помощью блока 8 режимов необходимые состояния полярности исследуемого фронта переходного процесса, уровни, на котором контролируются временные параметры (время задержки, 2О длительность фронта), интервалы времени, в пределах которых производится контроль, допуск временных параметров, допуски амплитудных параметров, предельные уровни. С помощью блока 8 ре- 25 жимов подготавливаются условия для допускового контроля параметров по всем выходам ИС.

После завершения подготовительного цикла из блока 6 управления поступает команда в блок 9 входных воздействий, который в соответствии с программой вырабатывает напряжения питания ИС и совокупность всех сигналов, необходимых для динамического и статического контроля. Сигналы блока 9 поступают параллельно по линиям одинаковой длины через разъемы 3 на испытываемую ИС и блок эталонов. С этого момента начинается собственно проверка ИС. 40

Выходные сигналы с одноименных выходов контролируемой ИС 1 и блока 2 эталонов поступают в каналы допускового сравнения временных и амплитудных параметров сигналов. Если откло- 45 нение параметров контролируемой ИС лежит в пределах установленного допуска, на выходах каналов допускового сравнения возникают положительные сигналы. Наличие последних на 50 всех выходах каналов допускового сравнения свидетельствует о полном соответствии контролируемой ИС требованиям к временным и амплитудным параметрам. В этом случае блок 11 классификации выполняет функции проверки логического совпадения. Для разбраковки ИС на группы качества при наличии различных отклонений сигналов по различным выходам ИС по сравнению с этанонными, блок 11 клас- 60 сификации выпонцяет более сложные функции кнассификацин ИС на группы кап ства. pe tó.t!I Tаты контроля печатаютсн бнокс>м 10 н I зти. Из блока 11 кна..<.I!4 ик. :;вIt и: н, »." команда в 65 блок 6 упраВления на переход к новому циклу испытаний на другом тесте, т.е. на другой совокупности входных сигналов ИС.

После завершения всей программы контроля, при условии, что параметры

ИС не вышли за пределы, установленные заданным допуском, из блока 6 управления и блока 11 классификации поступает сигнал на блок 5 транспортировки. Происходит смена контролируемой ИС и разбраковка проверенной ИС к той или иной группе качества. Классификатор работает таким образом, что контроль начинается с наиболее жесткого допуска. При получении отрицательного результата в блоке классификации, т.е. когда хотя бы один параметр вышел за пределы установленного допуска, происходит автоматическое изменение допуска на более грубый, и контроль повторяется по прежней программе до тех пор, пока она вся не будет проверена.

Рассмотрим принцип допусковой разбраковки ИС в одном из каналов допускового сравнения временных и амплитудных параметров сигнала. Исследуемый и эталонный выходные сигналы с каждого вывода контролируемой ИС 1 и блока 2 эталонов поступают на дискриминаторы 12, порог срабатывания которых устанавливается задатчиком уровня. Моменты срабатывания дискриминаторов соответствуют моментам перехода исследуемого и эталонного сигналов через устанавливаемый по программе уровень. Выходные сигналы дискриминаторов 12 поступают на генераторы 13 треугольных импульсов, вырабатывающие стабильные по амплитуде и длительности треугольные или близкие к треугольным (когерентные) импульсы. Длительность импульсов устанавливается задатчиком интервала времени блока 8 режимов и лежит в пределах удвоенной наихудшей допусковой окрестности контролируемого интервала времени. Сформированные одинаковые треугольные импульсы поступают в сумматор 14. Амплитуда выходного импульса сумматора зависит от временного сдвига между входными импульсами. Она равняется удвоенной амплитуде входных импульсов сумматора, если временного сдвига нет. Если временной сдвиг между входными импульсами сумматора увеличивается и достигает длительности фронтов треугольных импульсов, то амплитуда суммарного импульса уменьшается и становится равной амплитуде входных импульсов. Сигнал сумматора поступает в амплитудный селектор 15, который срабатывает при достижении амплитуды импульса уровня, устанавливаемого с задатчика допуска временных парамет802965 вень сравнения, однако, не превышающий удвоенной амплитуды треугольйых импульсов. Срабатывание амплитудного селектора 15 свидетельствует о том, что сигналы контролируемой ИС и блока 2 эталонов смещены во времени на заданном уровне напряжений не более, чем на величину заданного допуска.

Выходной сигнал амплитудного селектора 15 поступает в блок 11 классификации.

Для контроля статических параметров выходные сигналы с каждого выхода контролируемой ИС и блока 2 эталонов поступают на управляющие делители 16 напряжений и потенциальные схемы 17 сравнения. Коэффициент деления делителей 16 устанавливается задатчиком допуска амплитудных параметров блока 8 режимов. С помощью задатчика полярности на стадии подготов ки испытаний устанавливается режим работы схем 17 сравнения для положительных или отрицательных сигналов.

Схемы 17 сравнения проверяют превышение неделенных выходных сигналов контролируемой ИС и блока 2 эталонов над деленными выходными сигналами соответственно блока 2 эталонов и контролируемой ИС. Одновременное сра« батывание схем 17 сравнения свидетельствует о том, что амплитуда сигнала (или выходное напряжение ИС в измерительном промежутке времени) лежит в требуемой допусковой окрестности. Это проверяет элемент И 18, подключенный к схемам 17 сравнения.

Выходные сигналы элемента И 18 поступают в блок 11 классификации, где производится анализ выходных сигналов всех каналов сравнения динамических и статических параметров ИС.

При практической реализации предлагаемого устройства основную трудность представляет выполнение высокочастотных дискриминаторов 12 и генераторов 13 треугольных импульсов.

Для этого используются каскады на лавинных транзисторах, туннельных диодах и диодах с накоплением заряда

Формула изобретения

Устройство для контроля параметров интегральных схем, содержащее программный блок и блок управления, соединенный с выходом программного блока, соединенные с первым и вторым выходами блока управления соответственно, блок входных воздействий и

2О

Зб

55 блок печати, блок классификации, выход которого соединен с входами блоков печати и управления, а первый вход — c третьим выходом блока управления, блок эталонов, вход которого соединен с выходом блока входных воздействий, блок транспортировки, соединенный с четвертым выходом блока управления, блок эквивалентных нагру-. зок, вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, а первый и второй выходы — соответственно с выходом блока эталонов и входом устройства, причем выход блока входных воздействий соединен с выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности и упрощения процесса контроля по динамическим параметрам для каждого из контролируемых параметров, в устройство введено по два дискриминатора уровней, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока эквивалентных нагрузок, по два генератора треугольных импульсов, первые входы которых соединены с выходами соответствующих им дискриминато. ров уровней, сумматор, два входа которого соединены соответственно с выходами двух генераторов треугольных импульсов, амплитудный селектор, вход которого соединен с выходом сумматора, а выход — с вторым входом блока классификации, по два делителя напряжений, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами блока эквивалентных нагрузок, по две схемы сравнения, первые входы которых соединены с выходами соответствующих, делителей напряжения, а вторые — соответственно с вторым и первым выходами блока эквивалентных нагрузок, элемент И, два входа которого соединены с выходами схем сравнения, а выход — с третьим входом блока классификации, блок режимов, вход которого соединен с.пятым выходом блока управления, а выход— с вторыми входами обоих дискриминаторов уровней, генераторов треугольных импульсов, делитель напряжения и схем сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 149262, кл. G 06 F 11/00, G 06 F 15/46, G 01 R 31/28, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 266949, кл. Н 01 R 33/34, 1969 (прототип), 802965

Заказ 10625/6 2

Тираж 756 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Составитель 3. Моисеенко

Редактор E Гончар Техред T. Маточка Корректор M Коста