Устройство для контроля контактирования интегральных схем Советский патент 1989 года по МПК G01R31/303 G01R31/04 

гического нуля на вывод для подключения второго источника питания подается кратковременный отрицательный импульс. Вывод

земли микросхемы при проверке подключается к земляной шине через сопротивление. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для контроля контактирования выводов интегральных схем. Цель изобретения - повышение достоверности контроля достигается за счет контроля контактирования по выводам питания и земли интегральной схемы, и выходных выводов интегральных схем, имеющих третье состояние. Устройство для контроля контактирования содержит формирователь 10 одиночных импульсов, элемент 11 задержки, RS - триггеры 12 и 13, элемент 14 НЕ с общим коллектором, элемент 15 НЕ, резисторы 16 и 17, конденсатор 18, диод 19, транзистор 20, элемент И-НЕ 21, индикатор 22, контактный элемент 23, источник 24 питания. Контроль осуществляется путем проверки наличия напряжения, большего чем 1 В, на всех выводах микросхем. Для исключения возможности присутствия на каком-либо выходном выводе логического нуля на вывод для подключения второго источника питания подается кратковременный отрицательный импульс. Вывод "земли" микросхемы при проверке подключается к "земляной" шине через сопротивление. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике и может быть использовано для контроля контактирования выводов больших интегральных схем (БИС), в том числе матричных БИС с контактами контактирующих устройств.

Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет контроля контактирования по выводам питания и земли интегральной схемы контроля выходных выводов интегральных схем, имеющих третье состояние.

На фиг. 1 приведена схема устройства; на фиг. 2 - схема формирования одиночных импульсов; на фиг. 3 - конструкция контактного элемента.

Устройство (фиг. 1) для контроля контактирования БИС 1, например матричной, включающей первый 2 и второй 3 выводы питания, вывод 4 земли, входной 5 и выходной 6 выводы, входной буферный элемент 7, базовые логические элементы 8.1-8.г и выходной буферный элемент 9, содержит формирователь 10 одиночных импульсов, элемент 11 задержки, первый 12 и второй 13 / 5-триггеры, элемент НЕ 14 с общим коллектором, элемент НЕ 15, первый 16 и второй 17 резисторы, первый конденсатор 18, первый диод 19, транзистор 20, элемент И- НЕ 21, индикатор 22, контактный элемент 23 и источник 24 питания. Источник 24 питания соединен минусовым выводом с шиной земли устройства, плюсовым выводом - с выводом питания индикатора 22. Элемент И-НЕ 21 соединен первым входом с выходом элемента 11 задержки. Выход первого -триггера 12 соединен с входом индикатора 22. Первый выход формирователя 10 одиночных импульсов подсоединен к клемме для подключения первого вывода питания интегральной схемы. Второй и третий выходы интегральной схемы 1 соединены соответственно с R- и S-вхо- дами второго / 5-триггера 13, вывод питания - с плюсовым выводом источника 24 питания и клеммой для подключения второго вывода питания интегральной схемы. Клемма для подключения вывода земли интегральной схемы связана через первый резистор 16 с шиной земли устройства. Q-выход второго / 5-триггера 13 соединен через последовательно включенные элемент НЕ 14 с общим коллектором и второй резистор 17 с первым выводом конденсатора 18, входом контактного элемента 23 и анодом диода 19. Катод диода 19 связан с базой транзистора 20, эмиттер которого соединен с шиной

земли устройства и вторым выводом конденсатора 18. Коллектор транзистора 20 через элемент НЕ 15 подсоединен к второму входу элемента И-НЕ 21. Вход элемента 11 задерж- 5 ки соединен с Q-выходом второго / 5-триг- гера 13. Выход элемента И-НЕ 21 подключен к / -входу первого / S-триггера 12, S-вход которого соединен с Q-выходом второго RS- триггера 13.

Формирователь 10 одиночных импульсов (фиг. 2) состоит из кнопки 25, второго 26 и третьего 27 конденсаторов, третьего 28 и четвертого 29 резисторов, а также второго 30, третьего 31 и четвертого 32 диодов. Контактный элемент 23 (фиг. 3) содер5 жит металлическую иглу 33, пружину 34 и контакт 35.

Размыкающий контакт первой группы контактов кнопки 25 соединен с третьим выходом формирователя 10, переключающий контакт первой группы контактов кнопки

25 - с шиной земли устройства, замыкающий контакт - с вторым выходом формирователя 10, первым выводом второго конденсатора 26 и первым выводом третьего резистора 28. Второй вывод третьего резистора 28

5 соединен с выводом питания формирователя 10 и анодом второго диода 30. Катод диода 30 связан через резистор 29 с первым выводом конденсатора 27 и замыкающим контактом второй группы контактов кнопки 25. Переключающий контакт второй груп0 пы контактов кнопки 25 соединен с вторым выводом конденсатора 26, размыкающий контакт кнопки - с вторым выводом конденсатора 27 и первым выводом формирователя 10, размыкающий контакт кнопки 25 - через последовательно соединенные вто5 рой 31 и третий 32 диоды с шиной земли устройства.

Устройство работает следующим образом. Устройство решает задачу контроля контактирования выводов 3-5 корпуса БИС 1

« с контактами контактного устройства (не показано), подключающего эти выводы к средствам функционального или параметрического контроля БИС 1 (не показаны). В результате исключения каналов контроля по току для каждою из выводов (по

5 сравнению с прототипом) и использования одного канала контроля по напряжению на выводе достигается упрощение схемы устройства.

БИС 1 (например, матричная) содержит базовые логические элементы 8./, на которых реализуется электрическая схема БИС 1,

содержащая комбинационные и последова- тельностные (триггерные) схемы. Входы базовых логических элементов 8./ соединяются с выводами 5 БИС 1 через входные буферные элементы 7, предназначенные для сопряжения БИС 1 с другими БИС по логическому уровню и нагрузке. Выходы базовых логических элементов 8.г соединены с выводами б БИС 1 через выходной буферный элемент 9, предназначенный для сопряжения БИС 1 с другими БИС по логическому уровню и нагрузке. Напряжение питания базовых логических элементов +2В.

Питание входных 7 и выходных 9 буферных элементов осуществляется от отдельного источника 24 питания напряжением Еп2 (+5В).

При включении питания Ет и Ет состояния всех логических элементов 8./ БИС 1 не определены, так как специальный установочный тест на входные выводы БИС 1 не подается. В связи с этим логические состояния на входах буферных элементов 9 также не определены и эти элементы могут находиться как в состоянии «О, так и в состоянии «1 на выходе или в третьем состоянии «Отключено.

В исходном состоянии / 5-триггер 13 установлен сигналом «О с кнопки 25 в состояние «1 на Q-выходе, элемент НЕ 14, выполненный по схеме с общим коллектором, открыт и имеет на выходе «О, конденсатор 18 разряжен через резистор 17 до нулевого напряжения. Нулевой уровень с Q- выхода AJS-триггера 13, поступает на S-вход / 5-триггера 12 и устанавливает на его выходе уровень «1, выключающий индикатор 22.

Для контроля контактирования выводов 2 и 3 питания БИС 1 контактный элемент 23 подключается к выводу БИС 1. Формирователь 10 формирует на выводе 2 кратковременный (от 20 до 100 мкс) отрицательный (относительно уровня земли) импульс. Этот импульс для контроля контактирования выводов 2 и 3 не используется, но необходим для контроля контактирования по логическим выходным выводам 6.

После окончания отрицательного импульса формирователя 10 через выводы 2 и 3 протекает ток источника 24 по следующей цепи: « + источника 24 - вывод 3 - вывод питания Ет буферного логического элемента 9 - вход элемента 9 - выход логического элемента 8./ - вывод питания Јш логического элемента 8л - вывод 2 - выход формирователя 10 - диоды 31 и 32 - общая шина - «- источника 24. Поскольку в качестве диодов 31 и 32 используются кремниевые диоды с «пяткой по напряжению 0,7В от протекания тока источника 24 по этим диодам на выходе формирователя )0 создается положительное напряжение, которое через контактный элемент 23 прикладывается к конденсатору 18. В результате воздействия этого напряжения (1,4-1,5В)

0

через диод 19 открывается гоанзас ; 2;. и на выходе элемента НЕ iu форммрхе-тс .

Одновременно с формированием огрицательного импульса от нажат мя кнопки 25 переключается / 5-триггер 13 з еоею мне « на Q-выходе, которая разрешает ирьем информации в / 5-триггер 12. При этом пад с «1 в «О на Q-выходе / S-ipnivepa .; зап скает элемент 11 задержки, который через время т (большее, чем максима.u H:IH длительность отрицательного импульса на выходе формирователя 10) формирует на входе элемента И-НЕ 21 стробирующий положительный импульс. В результате, если

5 контактирование выводов 2 и 3 имеется и транзистор 20 открыт напряжением с вывода 2. в момент стробирования на выходе элемента И-НЕ 21 формируется «О, переключающий / 5-триггер 12 в состояние «О на выходе, что приводит к свечению инднна0 тора 22, свидетельствующему о нормальном контактировании выводов 2 и 3 питания БИС 1.

Поскольку на Q-выходе /W-триггера 13 при отрицательном импульсе с формирова5 теля 10 устанавливается «О, а элемент НЕ 14 выполнен по схеме с общим коллектором закрыт, конденсатор 18 не разряжается через резистор 17 на элемент НЕ 14 и не заряжается от этого элемента, а заряд конденсатора 18 зависит только от потенциала на

0 контактном элементе 23.

Протекание тока по цепи: «-J- источника 24 - вывод 3 - вывод питания Јлг зы- ходного буферного элемента 9 - вход б - ферного логического элемента 9 - выход базового логического элемента 8./ - вывод 2,

5 обусловлено следующими причинами. Например, пусть в качестве элементов 9 и 8./ использованы элементы типа TiVJLU. Поскольку установочный тест на БИС 1 не подается, базовый логический элемент 8 можс быть открыт или закрыт (на коллекторе иы0 ходного транзистора элемента 8 «О или «I соответственно).

Если выходной транзистор базового логического элемента 8./ закрыт, то ток от i-1 ,- источника 24 протекает через вывод 3 БИС и входной каскад буферного элемента 9 на выход базового логического элемента 8./ и далее через нагрузочный резистор выходного транзистора и вывод 2 на диоды 3 и 32 формирователя 10. Напряжение с диодов 31, 32

Q прикладывается через контактный элемент 23 к конденсатору 18.

Если выходной транзистор базового логического элемента 8./ открыт, то гок от источника 24 протекает через вы вод 3 ВИС 1. входной каскад б ферного элемента 9, вы5 вод 4 и резистор 16 на «-- источника 24, При этом на резисторе 16 создается падение напряжения, которое прикладывается к конденсатору 18. Номинал резистора 16 выбирается таким образом, чтобы падение на5

пряжения на нем от протекания токов питания буферных элементов 9 превышало порог срабатывания диода 19 и транзистора 20.

В результате при наличии контактирова; ния выводов 2 и 3 на контактном элементе 23, подключенном к выводу 2, имеется напряжение, которое обеспечивает включение индикатора 22. Если контактирования по одному из выводов 2 или 3 нет, то индикатор 22 после нажатия кнопки 25 не горит.

Для контроля контактирования вывода 4 земли БИС 1 контактный элемент 23 подключается к этому выводу, выход формирователя 10 отключается от вывода 2 и этот вывод 2 подключается к источнику напряжения питания Еп. Ток питания элементов 7, 8.1 и 9, часть которых находится в открытом, а часть в закрытом состоянии, протекает через резистор 17 и создает на нем падение напряжения, достаточное для отпирания транзистора 20 и включения индикатора 22 так же, как при контроле контактирования выводов 2, 3. При подключении контактного элемента 23 к выводу 4 горение индикатора 22 свидетельствует о наличии контактирования, отсутствие горения - об отсутствии контактирования.

После установления наличия контакта по выводу 4 можно определить, по какому из выводов 2 или 3 имелся неконтакт. Для этого нужно подключать по очереди напряжение Бч и &2 к выводам 2 и 3, а контактный элемент 23 - к выводу 4. Если при подаче напряжения на данный вывод 2 (3) при отключенном другом выводе 3 (2) индикатор 22 не горит, значит по этому выводу контактирование отсутствует.

Для контроля контактирования входного вывода 5 БИС контактный элемент подключается к этому выводу. При этом ток от « + источника 24 через буферный элемент 7, вывод 5, контактный элемент 23 и диод 19 поступает на базу транзистора 20, что открывает транзистор 20. При нажатии кнопки 25 стробируется элемент 21, в триггер 12 записывается «О и включается индикатор 22 Отсутствие горения индикатора 22 свидетельствует об отсутствии контактирования по входному выводу 5 БИС 1.

Для контроля контактирования выходного вывода 6 БИС 1 контактный элемент 23 подключается к этому выводу, а выход формирователя 10 - к выводу 2 БИС 1.

Длительность отрицательного импульса формирователя 10 имеет разброс в зависимости от нагрузки (от числа элементов 8.i БИС 1, находящихся в состоянии «1, которое не определено), поэтому обеспечить стро- бирование элемента 21 с элемента 11 в момент прохождения тока через элемент 9 невозможно. Конденсатор 18 служит для запоминания напряжения, возникшего на выво- де 6 при воздействии отрицательного импульса формирователя 10 на элементы 8./. Анализ напряжения на конденсаторе 18 производится всегда в один и тот же момент вре

5

0

Q

5

5

0

5

0

мени, отсчитанный от нажатия кнопки 25, с помощью задержанного элементом 11 строба элемента И-НЕ 21.

Кроме того, конденсатор 18 осуществляет фильтрацию помех, возникающих из-за дребезга контактов контактного элемента 23, а также при переключении выходного буферного элемента 9.

Максимальная длительность отрицательного импульса формирователя 10 выбирается в микросекундном диапазоне, что исключает возможность его влияния на работоспособность элементов 7, 8.i и 9.

При контроле контактирования как входных, так и выходных 6 выводов БИС можно отключить вывод 4 земли от резистора 16 (вывод 4 в «воздухе). При этом за счет использования отрицательного импульса по шине Еш питания БИС I возможно для любого из элементов, используемых в качестве элемента 9, сформировать на выходе элемента 9 высокий потенциал и проверить контактирование. Отключение вывода 4 обеспечивает полную защиту БИС I от приложения отрицательного напряжения по шине Ет, так как цепь отрицательного напряжения при этом разорвана.

Формирователь 10 одиночных импульсов (фиг. 2) работает следующим образом.

До нажатия кнопки 25 конденсатор 26 заряжается через резистор 28 и диоды 31 и 32 до напряжения . (на верхней обкладке), а конденсатор 27 через диод 30, резистор 29 также до напряжения -4-&г на верхней обкладке относительно шины земли. При нажатии кнопки 25 «- конденсатора 26 соединяется с «-)- конденсатора 27, «+ конденсатора 26 подключается к земле, что обеспечивает последовательное включение конденсаторов 26 и 27, сложение их напряжений и формирование на выводе 2 отрицательного напряжения, близкого удвоенному -2Јnz. Разряд конденсаторов 26, 27 происходит на БИС 1, которая является нагрузкой. Диод 30 исключает разряд конденсатора 26 на себя, резистор 28 ограничивает ток заряда конденсатора 26, протекающий через диоды 31 и 32, и развязывает шину питания &г от замыкания на землю. Резистор 29 ограничивает ток заряда конденсатора 27, протекающий через диоды 31, 32, и ток его перезаряда при разряде на БИС 1. Диоды 31 и 32 изолируют вывод 2 от земли при разряде конденсаторов 26, 27.

Контактный элемент (фиг. 3} содержит металлическую иглу 33, подпружиненную пружиной 34, которая обеспечивает токоот- вод на контакт 35. Контактный элемент в момент контакта с выводами БИС 1 нажимает на рабочую головку кнопки 25 и обеспечивает таким образом одновременно и токо- отвод и запуск устройства в работу, что повышает производительность труда при контроле контактирования, так как не требуется двух раздельных операций: контактирования и нажатия кнопки.

Формула изобретения

зистора, эмиттер которого соединен с шиной земли устройства и вторым выводом конденсатора, коллектор транзистора соединен через элемент НЕ с вторым входом элемента И-НЕ, вход элемента задержки соединен с Q-выходом второго / 5-триггера, выход элемента И-НЕ соединен с / -входом первого / -триггера, 5-вход которого соединен с Q-выходом второго / 5-триггера.

что формирователь одиночных импульсов содержит кнопку, первый и второй конденсаторы, первый и второй резисторы, первый, второй и третий диоды, размыкающий кон5 такт первой группы контактов кнопки соединен с третьим выходом формирователя, переключающий контакт первой группы контактов кнопки - с шиной земли устройства, замыкающий контакт первой группы контактов кнопки - с вторым выходом форми0 рователя, первым выводом первого конденсатора и первым выводом первого резистора, второй вывод которого соединен с выводом питания формирователя и анодом первого диода, катод которого соединен через второй резистор с первым выводом второго конденсатора и замыкающим контактом второй группы контактов кнопки, переключающий контакт второй группы контактов которой соединен с вторым выводом первого конденсатора, а размыкающий контакт второй групQ пы контактов - с вторым выводом второго конденсатора и первым выходом формирователя непосредственно, а через последовательно соединенные второй и третий диоды с шиной земли устройства.

5

фаг. 2

gj-- г. . ..

Фаг. 5