Способ отбраковки потенциально нестабильных цифровых интегральных микросхем Советский патент 1988 года по МПК G01R31/3181 

4 ND

О

сл

СП

00

Изобретение относится к технике нераз- рушаюшего контроля, в частности к области диагностики цифровых интегральных микросхем, и может быть использовано для прогнозирования их надежности.

Цель изобретения - повышение достоверности путем отсутствия необходимости выбора эталонной микросхемы во время отбраковки.

Сущность способа основана на том, что при наличии дефектов у элементов микросхемы изменяется как форма, так и длительность переходных процессов в шинах питания испытуемых микросхем. Различие в переходных процессах двух микросхем регистрируется как разность сигналов напряжения обеих микросхем. Поскольку сформированный сигнал разности сигналов напряжения испытуемых микросхем может быть как положительным, так и отрицательным, осуществляется измерение его мощности. Это предусматривает квадратичное детектирование сформированного сигнала.

Обозначим величину регистрируемой мощности при испытании первой и второй микросхем через Pi2. Очевидно, что если обе микросхемы не имеют никаких дефектов и их можно считать идеальными, то Р,. Величина мощности Pi2 тем больше, чем сильнее отличаются характеристики переходных процессов испытуемых микросхем от аналогичных характеристик идеальной микросхемы. Поскольку изменения характеристик переходных процессов обеих испытуемых микросхем некоррелированы, то

P,,-fP2,()

где PI - мощность шума первой микросхемы при ее совместном испытании с идеальной;

Р2 - мощность щума второй микросхемы при ее совместном испытании с идеальной.

Аналогичные выражения могут быть записаны для мощности шума регистрируемого при испытаниях трех микросхем во всех сочетаниях:

+ Р2; Р,,+РЗ;

+ Рз.

Решение системы уравнений следующий результат:

Pl2 + Pl3-P23

J

2

Р Pl2+P23-Pl.3 /-,,;

Т

р P|3 + P23-Pl2 2

Таким образом, на основе проведенных измерений мощности щума при совместных испытаниях трех микросхе.м во всех сочетаниях могут быть получены мощности щума.

обусловленные изменением характеристик переходных процессов элементов микросхем относительно идеально стабильной микросхемы. Этим достигается значительное повы5 шение точности предлагаемого способа по сравнению с известным. При проведении испытаний микросхем не требуется осуществлять многократного интегрирования. Операции предлагаемого способа предусматриваJQ ЮТ однократное интегрирование в течение промежутка времени, длительность которого определяется видом контроля. Так, для проведения интегральной диагностики микросхемы устанавливается время интегрирования, равное времени действия заданной тек15 стовой последовательности, а для обнаружения неисправной цепи минимально устанавливаемое время интегрирования равно сумме времени действия одного входного воздействия и длительности переходного процесса выключения элементов микросхемы.

Кроме того, производить контроль надежности микросхем можно параллельно с функциональным контролем, что уменьщает количество необходимых операций и повышает оперативность способа.

25 На чертеже представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа. Устройство содержит блок 1 программного управления, блок 2 формирования кодового воздействия, измерительную головку 3, испытуемые цифровые интегральные микро30 схемы 4 и 5, преобразователи 6 и 7 ток- напряжение, блок 8 вычитания, источники 9 и 10 питания, щирокополосный усилитель 11, усилитель 12 с регулируемым коэффициентом усиления, квадратичный детектор 13, интегратор 14, индикатор 15. Выход блока 1

35 через блок 2 соединен с входом измерительной головки 3, первый и второй выходы которой соединены с первыми входами испытуемых микросхем 4 и 5. Выходы первого 9 и второго 10 источников питания соединены

40 с первым 6 и вторым 7 преобразователями, первые выходы которых соединены с вторыми входами микросхем 4 и 5. Вторые выходы преобразователей 6 и 7 соединены с первым и вторым входами .блока 8 вычитания, выход которого через последовательно соединен45 ные усилитель 11, усилитель 12, детектор 13 и блок 14 соединен с входом индикатора 15. Устройство работает следующим образом. Блок 1 программного управления выполняет функции приема, хранения перечня команд программы контроля и управления

50 блоком 2 формирования кодового воздействия. Последний вырабатывает сигналы кодового воздействия, которые через измерительную головку 3 подаются на одноименные входы испытываемых микросхем 4 и 5. Измегг рительная головка содержит контактирующие устройства для контролируемых микросхем и специальные схемы, необходимые для созда№ия условий контроля (буферные схемы, нагрузка, согласующие, развязывающие

или преобразующие схемы). От источников 9 и 10 питания через преобразователи 7 и 6 ток-напряжение питание подается на испытываемые микросхемы 5 и 4 соответственно. Одновременно напряжение с преобразователей подается на блок 8 вычитания, формирующий сигнал, равный разности сигналов напряжения микросхем. Флуктуации этого сигнала усиливаются Щирокополосным усилителем 11 и усилителем 12 с регулируемым коэффициентом усиления. Регулировка коэффициента усиления усилителя 12 обеспечивает нормальную работу квадратичного детектора 13. Интегрирующий блок 14 снабжен регулирующим элементом для установки времени интегрирования в зависимости от вида контроля. Результат измерения индицируется индикатором 15.

Формула изобретения

Способ отбраковки потенциально нестабильных цифровых интегральных микросхем, заключающийся в том, что подают питание и тестовую последовательность на микросхемы, преобразуют токи переходных процессов в шинах питания микросхем в сигналы напряжения, вычисляют мощность шума

и судят о потенциальной нестабильности микросхем, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности, испытаниям подвергают выборку из трех микросхем, формируют сигнал, равный разности сигналов напряжений каждой пары из трех испытуемых микросхем, интегрируют сформированный сигнал и определяют относительную, мощность шума каждой микросхемы по формулам

15

20

где Р, PZ, РЗ - относительные моихности шума каждой микросхемы соответственно;

Pi2, , Pza- мощности шума при одновременном испытании первой и второй, первой и третьей, второй и третьей микросхем соответственно,

а о потенциальной нестабильности микро- 25 схем судят по величине ее относительной

мощности шума.

Изобретение относится к технике неразрушающего контроля. Цель изобретения - повышение достоверности контроля. На две испытуемые микросхемы подают питание. На одноименные входы микросхем одновременно подают сигналы заданной тестовой последовательности. Раздельно преобразуют токи переходных процессов в цепях питания микросхем в сигналы напряжения. Повышение точности достигается тем, что формируют сигнал, равный разности сигналов напряжения, а мощность щума сформированного сигнала измеряют для всех сочетаний из трех микросхем по две. Приведенные операции позволяют определить мощность шума, обусловленную отклонением токов переходных процессов каждой микросхемы относительно идеально стабильной. По величине мощности шума, определенной таким образом, судят о потенциальной стабильности каждой микросхемы. В описании приведены формулы для определения относительной мощности шума. 1 ил. SS (Л