СПОСОБ ОТБРАКОВКИ ПОТЕНЦИАЛЬНО НЕНАДЕЖНЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ Российский патент 2006 года по МПК G01R31/26 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам определения потенциально ненадежных интегральных схем (ИС). Изобретение может быть использовано на этапе серийного производства ИС, а также на входном контроле при производстве радиоаппаратуры.

Известно [1], что способом анализа форм (параметров) динамического тока потребления могут отбраковываться дефектные и потенциально ненадежные, как правило, цифровые ИС малой, средней и большой степени интеграции, изготовленные по различным технологиям. Наличие аномалий в форме динамического тока потребления или его величины при обращении к заданному логическому элементу (или группе элементов) указывает на наличие дефектов ИС, что снижает потенциальную надежность данной схемы.

Наиболее близким по технической сущности является способ отбраковки ненадежных КМОП ИС [2], по которому ИС устанавливают в термокамеру и измеряют токи потребления при двух фиксированных значениях повышенной температуры, а отбраковывают схемы с наибольшим отношением второго тока к первому.

Недостатком данного способа является сложность измерения тока потребления при повышенных температурах, отсюда большая погрешность в измерениях.

Изобретение направлено на расширение функциональных возможностей диагностических способов и повышение достоверности.

Это достигается тем, что на представительной выборке конкретного типа ИС набирается статистика значений измеряемого динамического тока потребления в цепи питания и земли при выключении и включении инверторов схемы до и после воздействия электростатическим разрядом, напряжением, равным предельно допустимому потенциалу, указанному в технических условиях (ТУ). По полученным данным определяют диапазон допустимых значений коэффициента К=I_Двыкл/I_Двкл, где I_Двыкл - динамический ток потребления при выключении, а I_Двкл - динамический ток при включении схемы, находят коэффициент А=K_MAX/K_MIN (K_MAX - максимальное значение К для одной ИС, K_MIN - минимальное значение К для той же ИС) для каждой схемы до и после воздействия ЭСР и определяют критерии для отбраковки потенциально ненадежных ИС:

первый критерий: А_нач>1,3;

второй критерий: А_ЭСР>1,3,

т.е. K_MAX не должно превышать K_MIN более чем на 30% как до воздействия (А_нач), так и после воздействия ЭСР (А_ЭСР) для каждой схемы. ИС считается потенциально ненадежной, если она не удовлетворяет любому из этих двух критериев.

Пример осуществления способа. На произвольно выбранных пяти ИС типа КР1533ЛН1 (шесть логических элементов НЕ) измерили амплитуду динамических токов потребления с помощью стробоскопического осциллографа С7-8 для каждого из шести инверторов каждой схемы в момент его включения и в момент выключения до и после воздействия ЭСР. Результаты измерения до воздействия ЭСР для каждого инвертора каждой ИС представлены в таблице 1, а рассчитанные значения К и А_нач - в таблице 2. Минимальные и максимальные значения К в таблице 2 отмечены шрифтом.

Таблица 1№ схемыМомент измеренияДинамические токи потребления I_Д, мА, по инверторам до ЭСР1234561Включение988898Выключение5351535052512Включение88108109Выключение5252535152523Включение889878Выключение5353525353534Включение10109989Выключение5350525152525Включение9999109Выключение525053535253

Таблица 2№ схемыЗначение К=I_Двыкл/I_Двкл по инверторам до ЭСРА_нач12345615,8896,3756,6256,255,7786,3751,1426,56,55,36,3755,25,7781,2536,6256,6255,7756,6257,5716,6251,3145,355,7785,6676,55,7781,355,7785,5565,8895,8895,25,8891,13

Затем подаем по 5 электростатических разрядов амплитудой 200 В (допустимого значения по техническим условиям) на каждый вход и соответствующий выход каждого инвертора, меняя полярность, после чего измеряем динамический ток потребления.

Результаты измерения после воздействия ЭСР для каждого инвертора каждой ИС представлены в таблице 3, а рассчитанные значения К и А_ЭСР - в таблице 4. Минимальные и максимальные значения К в таблице 4 отмечены шрифтом.

Таблица 3№ схемыМомент измеренияДинамические ток и потребления I_Д, мА, по инверторам после ЭСР1234561Включение1099888Выключение5254545252522Включение999101010Выключение5052555253533Включение9911977Выключение5254535252504Включение101110101110Выключение5252535054535Включение10101181010Выключение505054515154

Таблица 4№ схемыЗначение К=I_Двыкл/I_Двкл, по инверторам после ЭСРА_ЭСР12345615,2666,56,56,51,2525,5565,7786,1115,25,35,31,1735,77864,8185,7787,4297,1431,5445,24,7285,354,9095,31.125554,9096,3755,15,41,27

По первому критерию потенциально ненадежной будет ИС №3, по второму критерию потенциально ненадежной будет также ИС №3. Таким образом схема №3 будет потенциально ненадежной.

Источники информации

1. РД 11 0682-89. Микросхемы интегральные. Методы неразрушающего контроля динамических параметров.

2. А.С. СССР 1239658. МПК 4 G 01 R 31/26. Опубл.1986 г.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам определения потенциально ненадежных интегральных схем (ИС). Сущность: проводят измерения амплитуды динамического тока потребления для каждого инвертора схемы в цепи питания и земли при включении и выключении инверторов до и после воздействия электростатического разряда (ЭСР). Определяют коэффициенты К=I_Двыкл/I_Двкл для каждого инвертора схемы до и после воздействия ЭСР, где I_Двкл>I_Двыкл - амплитуда динамического тока потребления схемы соответственно при включении и выключении. Определяют максимальное K_MAX и минимальное K_MIN значения коэффициента для каждой схемы. Отбраковывают схемы, если они не удовлетворяют любому из двух критериев

А_нач>1,3 и

А_ЭСР>1,3,

где А_нач и А_ЭСР - коэффициенты соответственно до и после воздействия ЭСР, определяемые для каждой схемы как A=K_MAX/K_MIN. Технический результат: повышение достоверности и расширение функциональных возможностей. 4 табл.

Способ отбраковки потенциально ненадежных схем, включающий измерение тока потребления, отличающийся тем, что проводят измерения амплитуды динамического тока потребления для каждого инвертора схемы в цепи питания и земли при включении и выключении инверторов до и после воздействия электростатического разряда (ЭСР) допустимого по техническим условиям потенциала на вход и соответствующий выход каждого инвертора, меняя полярность, определяют коэффициенты К=I_Двыкл/I_Двкл для каждого инвертора схемы до и после воздействия ЭСР, где I_Двкл, I_Двыкл - амплитуда динамического тока потребления схемы соответственно при включении и выключении, определяют максимальное K_MAX и минимальное K_MIN значение коэффициента для каждой схемы до и после воздействия ЭРС и отбраковывают схемы, если они не удовлетворяют любому из двух критериев

А_нач>1,3 и

А_ЭСР>1,3,

где А_нач и А_ЭСР коэффициенты соответственно до и после воздействия ЭСР, определяемые для каждой схемы как A=К_MAX/К_MIN.