Способ контроля интегральных микросхем Советский патент 1986 года по МПК G01R31/303 

мени t кристалл-корпус„ По мере нагрева кристалла поддерживается постоянный потребляемый ток путем снижения частоты переключения,. Через фиксированное время, соизмеримое с L ; измеряют частоту .генератора и сравнивают ее с заданным минимально допустимым значением,, полученным по результатам Статистической обработки В случае, если частота меньше допустимой, интегральная схема признается негоднойg Заданное значение результирующей частоты определяют как минимальное значение результирующих частот, измеренных для пред-

1

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 - расшире}1ие 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) ,цля контроля нтегральных микросхем 1 содержит сточник 2 напряжения, измерительный езистор 3, источник 4 питания, ключ 5, источник 6 опорного напряжения, аналоговый сумматор 7, первый 8 и второй 9 суммирующие резисторы, операционный усилитель 10, резистор 11 обратной связи, инвертор 12, аналого- цифровой преобразователь 13, цифровой сумматор 14, первый 15 и второй 16 регистры, вычитающий блок 17 генератор 18 синхроимпульсов, измеритель 19 частоты, блок 20 функционального контроля и блок 21 управления и синхронизации.

Сущность способа заключается в 1:шедующем.

ставительной выборки из партии годных микросхеме Устройство для контроля интегральных микросхем 1 содержит источник 2 напряжения, источник 4 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 функцио- нального контроля, блок 21 управле- ння 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 КМОП-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 f g (0,1-10 мГц) в момент начала функционального контроля в течение нескольких тактов переключ.ения (t близко к нулю), пока кpиcтaл интегральной микросхемы 1 не разог- релся (за время значительно меньшее чем постоянная времени 7 кристалл- корпус,- составляющая примерно 50- 100 мс), измеряют значение потреблямого интегральной микросхемой 1 тока. Затем путем снижения частоты переключения по мере нагрева кристалла интегральной микросхемы 1 под держивается постоянным потребляемый ток.

Через фиксированное время t., пррядка Т измеряется частота переключения интегральной микросхемы 1, и по этой частоте судят о тепловом сопротивлении кристалл-корпус, причем непосредственно величина теплового сопротивления не определяется.

.Способ реализуется с помощью уст ройства, показанного на фиг. 1.

Блок 20 контроля совместно с генратором 18 синхроимпульсов обеспечивает функциональный контроль интегральной микросхемы 1 путем подачи 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 уст- ройства, в частности, подключая через ключ 5 источник 6 опорного напржения к источнику 4 питания, в котором источник 2 напряжения питания вырабатывает и за.дает через измери- тельный резистор 3 напряжение питат ния на интегральную микросхемз 1,

В начальный момент функционально го контроля измеряют потребляемый- интегральной микросхемой 1 на часто те ток следующим образом: из- меряют напряжение на измерительном |резисторе 3 источника 4 питания с помощью сумматора 7, инвертора 12-и АЦП 13о В сумматоре 7 с помощью суммирующих резисторов 8 и 9 и операционного усилителя 10 с резисторо 11 в цепи обратной связи формируют на выходе сигнал, пропорциональный разности напряжений на выводах ре- зистора 3. Инвертор 12 инвертирует полярность сигнала с резистора 3 дл обеспечения возможности вычитания

его из напряжения, имеющегося на выхо- де 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 вырабатьшает сигнал управления для генератора 18. В начапьный 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 автоматическое поддержание постоянного тока потребления микросхемой 1 без изменения напряжения ее питания.

Через фиксированное время t (фиг« 2) измеряют частоту генератора 18 измерителем 19 частоты. Время из- мерения (t,, ) задается блоком 21 задания управляющих кодов и синхронизации.

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

Измеренное измерителем 19 частоты значение результирующей частоты ( fpg.) синхроимпульсов генератора 18 сравнивают (фиг, 2) с заданным минимально допустимым значением частоты синхроимпульсов f , определенным предварительно для каждого возможног значения t . Заданное минимально допустимое значение частоты определяют по результатам статистической обработки результатов измерений f для партии годных микросхем.

-рез

Если fpj контролируемой интегральной микросхемы меньше ,аэ. , считаю

ее негодной, в противном случае - годной.

Таким образом, путем компенсации увеличения тока потребления интег- ральйЪй микросхемы в результате разогрева кристалла и уменьшения рабочей частоты синхроимпульсов определяют результирующую частоту синхрбим- пульсов и, сравнивая ее с заданной (для годных интегральных микросхем), определяют косвенно годность или не- . годность контролируемой интегрально, микросхемы 1 по тепловому сопротивлению кристалл-корпус, осл,тдес.твляя Помимо контроля функционирования еще и одновременный контроль теплового сопротивления кристалл-корпус, что расширяет функциональные возможности способа по сравнению с инвестI-uM.

Формула изобретения

1, Способ контроля интегральных микросхем, состоящий в том, что одновременно и синхронно по времени подают синхроимпульсы и последовательность проверяющих сигналов на синхронизирзпоищй вход и информацион- ные входы контролируемой интегральной микросхемы соответственноJ сравнивают получаемую на вькодах контролируемой интегральной схемы последовательность сигналов с эталонной последовательностью сигналов и в случае совпадения получаемой после

0

5

0

5

о

довательности с эталонной считают , контролируемую микросхему годной, а в противном случае - негодной, . отличающийся тем, что, с целью расширения функционалыгых : возможностей путем совмещения во времени функционального контроля интегральной схемы с контролем тепловых napaMeiJpoB, одновременно со сравнением получаемой на выходах контролируемой интегральной схемы последовательности сигналов с эта- , лонной последовательностью сигналов измеряют потребляемый интегральной микросхемой ток на рабочей частоте следования синхроимпульсов при фиксированном напряжении питания и поддерживают его постоянньм, 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 частоты результирующей считают контролируемую микросхему негодной, в противном случае - годной,

2. Способ поп, 1, отлича ю- щ и и с я тем,что заданное значение . результирующей частоты определяют как минимальное значение результирующих частот, измеренных для представительной выборки из партии годных микросхем.

Редактор Л Пчелинская

Составитель В.Дворкин

Техред В.Кадар Корректор С.Шекмар

4406/42

Тираж 728Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-355 Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к конт- рольно-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 микросхе- мы 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 |