Устройство для контроля параметров полупроводниковых приборов Советский патент 1980 года по МПК G01R31/26 G01R31/28 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ Изобретение относится к электрон ной промышленности и может быть использовано для контроля параметров транэи.сторов и интегральных микросхем. Известны устройства контроля параметров полупроводниковых приборов, управляемые электронной вычислительной машиной (ЭВМ). Известно устройство, содержащее ЭВМ с оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) и устройством вводавывода, программируемые источники напряжения и тока, измерительный блок;, коммутационную матрицу блоки согласования, управления и игздикации Оператор вводит в ОЗУ ЭВМ универсаль ную управляющую программу, которая содержит все необходимые подпрограммы работы,например подпрограммы режи ма разбраковки,измерения -с выводом р зультатов на печать или на перфолент и т.д., и устанавливает переключател программы в положение, определяемое требуемым режимом работы устройства контроля. ЭВМ выбирает нужную подпрограмму и через блок согласования, программируемые источники напряжения и тока, измерительный блок, блоки управления и индикации, коммутационПРИБОРОВную матрицу осуществляет последовательный контроль необходимых параметров полупроводниковых приборов, а г блок индикации выдает информацию о результатах контроля.,Известное устройство контроля обладает широкими функциональньоми возможностями и универсальностью l . Однако применение устройства ока-, зывается экономически невыгодным изза сложности и высокой стоимости при контроле массовой продукции небольшой номенклатуры изделий. Известно также устройство, содерЖсвдее распределитель, программатор на основе сменных диодных матриц, дешифратор, устройство управления, измерительное устройство, коммутатор цепей, коммутатор напряжений, нульорган, запоминающие ключи и индикатор. По команде с устройства управления распределитель ведет последова тельный опрос шин матрицы программатора . При этом на них появляется двоичный код теста, который преобразует-ся дешифратором в сигналы, устанавливающйе коммутатор цепей, измерительное устройство и коммутатор напряжеНИИ в состояния, соответствующие из .меряемому в данном тесте параметру

эталонному напряжению. Сравнение змерительного параметра с гранич- , ным значением (эталонным напряжением) производится с помощью ну ль-органа. Известное устройство несложно 2 .

Однако устройство .не обладает достаточной точностью разбраковки из-за 5 аналогового способа сравнения измеряемой величины с граничным значением и имеет ограниченные функциональные возможности из-за жесткого задания команд управления,10

Наиболее близким техническим реением к предлагаемому яйляетсй устройство, содержащее регистр сдвига,

связанный с программатором, сёответствук)щие шины которого соединены с 15 цифровым компаратором и через дешифраторы с тестером, цифровым измерителем и блоком управления, блок классификации с выходом-на индикаторт- -л Кроме того, устройство содержит про- д грамматор классификации, двухвходовые схемы совпадения и узелформирования сигналов брак по тесту. Регистр сдвига запускается тактовыми мпульсами с блока управления и осуествляется последовательный опрос 25 тестовых шин программатора, в котором с помощью сменных диодов записана программа испытаний. Дешифраторы преобразуют двоичный код программы в позиционный код. Тестер по командам с 30 программатора формирует требуемую схему измерения параметра, задает режим

измерения и выдает йа вход цифрового измерителя величину Параметра в знао зговбй форме . Цифровой компаратор 35 сравнивает коды результата и Шёрёния и нормы и через узел формирования сигнала брак по тесту, схемы совпадения и программатор классификации выает в блок классификации сигналы дл включения определенной лампы индикатора З . , .

Недостатками устройства являются ограниченность функционсш ных возможностей, так как оно не позволяет 45 работать по нескольким программам изза неудобства построения программатора, кроме того, в устройстве предусмотрен только режим жесткого последовательного опроса программатора ре- 50 гистром сдвига и один режим адрёсаций - н слёдунвдий тестV нйзкаяifpbизводительность при контроле приборов, ripyniia классификаадй

ляётся по двум или более параметрам, jj так как результат контроля определяется только после прохождения всего тестового набора, характеризующего да.нный вид испытаний ..

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства 60 1Г1Й5ШШйШ-11П еЩйтельШе ля,

Цел достигается тем, что в устройбгво дополнительно введены последовательно соединенные первый и второй . 65

мультиплексоры, регистр адреса,блок вентилей, задатчик начального ад реса, декодер и коммутатор, при этом синхронизирующие входы блока вентилей подключены к блоку управления, вь1ход блока вентилей связан с установочным входом регистра сдвига,задатчик начального адреса подключен ко второму мультиплексору, один из входов декодера присоединен к выходу цифрового компаратора, а выходы к блоку управления и блоку классификации, выходы коммутатора подключены к цифровому компаратору и блоку класификации, а в программатор дополнительно введены шины режима адресации дополнительного разряда, режима контроля и адреса, причем шина режима адресаций соединена со вторым входом декодера, шина дополнительного разряда - с комйутатором, шина режима контроля - с коммутатором и блоком классификации, а шины адреса подключены к информационным входам первого мультиплексора и блока классификации

Введение в устройство первого и второго мультиплексора, регистра адреса, блока вентилей и декодера, а также дополнительное введение в программатор шины режима адресации и шин адреса дало возможность вести контроль приборов по разветвленной схеме, т.е. в зависимости от результата контроля в предыдущем тесте и информации, записанной на -шинах адреса и режима адресаций, возможен выход либо на следующий тест, либо на любой из последующих тестов, либо на индикатор. Это сокращает время .контроля путем исключения из процесса контроля тестов, не свойственных данной группе или избыточных для нее

Перечисленные признаки совместно с задатчиком начального адреса обеспечивгиот возможность одновременной работы по нескольким программам (каждая начинается со своего начального адреса), а также резко увеличивают число записанных в ОЗУ программ при данном объеме памяти, так как позволяют использовать ряд общих тестов для различных программ.

Введение коммутатора и шин режима контроля и дополнительного разряда позволяют наряду с режимом адресации работать в режиме последовательного контроля, причем шины последнего разряда нормйг в ЭТОМ случае используются в качестве недостакхцих шин .групп.

На чертеже приведена блок-схема устройстйа контроля параметров полупроводниковых приборов.

Устройство содержит регистр 1 сдвига, программатор 2 с соответствующими шинами конца контроля 3, задерки 4 , номера параметра 5, режима из мерителя б, нормы 7, режима адресации 8, дополнительного разряда 9, режима КОНТР9ЛЯ 10, адреса 11 и тестовыми адинами 12, дешифраторы 13, тестер 14, цифровой измеритель 15,цифро вой компаратор 16,декодер 17,коммута тор 18,блок 19 классификаций, индика тор 20,блок 21 управления,задатчик 2 начального адреса,первый 23 и второй 24 мультиплексоры,регистр 25 адреса и блок .26 вентилей. Регистр 1 сдвига (PC) имеет сбросовый, установочный и сдвигающий вхо ды, обеспечивающие либо последовател ноевозбуждение его выходов в режиме сдвига (n+l) , либо включение любого из последующих выходов по выбранному адресу, и осуществляет опро тестовых шин программатора 2. На вер тикальных шинах-программатора 2, например, с помощью сменных диодов в каждом тесте может быть записана сле дующая программа контроля в двоичном коде: на шинах 5 (п) - номер включае мого параметра, на шинах 4 (3) - тре буемая задержка на время переходных процессов в тестере 14, на шинах 6 (РИ) - диапазон и режим работы цифрового измерителя 15, на шинах х7 (н) норма на параметр (граничное значение) , на шинах 10 (РК) - режим контроля (с адресацией либо последовател ный контроль), на шинах 9 (ДР) - млад ший разряд нормы при контроле с адресацией или недостающие разряды групп в режиме последовательного кон роля, на шинах 8 (РА) - режим адресации, т.е. дальнейшее направление контроля, на шинах 11 (ГО, Г1, ТО, Т1) - адрес этого направления, т.е. номер группы (теста) при контроле с адресацией, либо основные разряды включения групп в позиционном коде в режиме последовательного контроля, на шине 3 (КК) - команда конца контроля (используется только в режиме последовательного контроля), так как сигналом окончания контроля при контроле с адресацией является включени любой лампы индикатора. Дешифраторы 13 преобразуют двоичный код программы испытаний в позиционный код. В тестере 14 по сигналу номера парамет ра формируется схема измерени я данного параметра, задаются требуемые режимы измерения и вырабатывается аналоговая сигнал, пропорциональный величине измеряемого параметра, который поступает на цифровой измеритель 15 и там преобразуется в двоично-дясятичный код. Цифровой компаратор 16 сравнивает величину, измеренного параметра с нормой и вьадает резуль тат сравнения в виде логического уров .ня на декодер 17, который в зависимости от результата сравнения и запи санного на шинах В кода режима адрес ции выбирает одно из пяти возможных направлений дальнейшего контроля: включение следующего теста (р) +1), тестов то и Т1, групп ГО или Г1, адрес которых записан на шинах 11, лри чем индексы О и 1 в обозначениях тестов и групп указывают на логический уровень цифрового компаратора 1б. На шинах 8 программируются в двоичном коде все возможные варианты режима адресации: ТО-Т1, ГО-Г1, ТО-Г1; ГО-Т1, ТО-(п+1), Т1-(п + 1), Г0-(), Г1-(п+1). Коммутатор 18 подключает шины дополнительного разряда 9 программатора 2 в зависимости от выбранного режима контроля либо к цифровому компаратору 16, либо к блоку 19 классификации, который управляет лампами индикатора 20 и работает в двух режимах. В режиме адресации по команде ГО или Г1 с декодера 17 к блоку подключается соответствующая группа шин 11 адреса, где в двоичном коде записан номер выбранной группы. После дешифрации включается соответствующий выход блока. В режиме последовательного контроля по команде ГО с декодера 17 в каждом тесте к блоку 19 классификации подключаются те из шин 9 и 11, на которых записаны в позиционном коде номера запрещенных групп, исключающих загорание соответствующей лампы индикатора 20. Блок 19 классификации построен таким образом, что включение группы с большим порядковым номером (худшей) отключает ранее включенную группу с меньшим номером. Индикатор 20 включается по команде с блока 21 управления по окончании программы контроля, когда в блоке 19 классификации записаны номера всех запрещенных групп для данного испытуемого прибора. Первый 23 . и второй 24 мультиплексоры, регистр 25 адреса и блок 26 вентилей служат для установки в требуемое состояние регистра 1 сдвига, блок 21 управления по командам с программатора 2, цифрового измерителя 15 и декодера 17 синхронизирует работу регистра 1 сдвига,блока 19 классификации,второго мультиплексора 24, регистра 25 адреса (РА) и блока 26 вентилей. В задатчике 22 начального адреса устанавливается с помощью переключателя начальный адрес (НА) требуемой программы контроля из числа,записанных в программаторе 2, причем это число в зависимости от количества .тестов в программе может находиться в пределах от 1 до N, где N - число тестов (горизонтальных шин) програкматора 2, Устройство контроля в режиме адресации работает следующим образом. . После нажатия кнопки Пуск поста ператора или автоматического контакирующего устройства блок 21 управлеия сбрасывает регистр 1 сдвига в нуевое состояние и стирает в блоке 19 лассификации информацию о группе раее измеренного полупроводникового рибора. Затем по команде Запись НА т блока 21 управления информация начальном адресе, соответствующем

выбранной программе , переписывается из задатчика 22 начального адреса во второй мультиплексор 24 и запоминается в регистре 25 адреса по команде Запись РА. После прихода импульса Запись PC схемы совпадения блока 26 вентилей открываются, устанавливая регистр 1 сдвига в положение, соответствующее начальному тесту, возбуждается горизонтальная шина программатора 2 этого теста, В тестере 14 формируется схема измерения первого

ГараМётра, подключаются соответствующие выводы испытуемого прибора, устанавливается требуемый режим измерения . Включается диапазон и режим цифрового измерителя 15, ко второй группе входов цифрового компаратора 16 подключаются шины 7 и 9 с запрограммированной нормой на параметр, включается задержка на время переходного процесса тестера 14. Подготавливаются цепи дальнейшего направления контроля согласно плану классифик-ации, например, на шинах 8 запрограммировано включение следующего теста при логическом нуле цифрового компаратора 1б, и включение;группы, записанной на шинах 11 (Г1) , - при логич.еской единице. окончании времени задержки блок 21 управления запускает-, цифровой измеритель 15, после завершения процесса счета на второй группе входов цифрового компаратора 16 устанавливается код результ&та йзмёреНия и по импульсу конца измерения в блоке 21 управления формируется сигнал, разрешающий сравнение цифровому компаратору 16. На выхъдё последнего устанавливается, например, нуль. Тогда включается выход (п+1) декодера 17 и через блок 21 управления регистр 1 сдвига получает команду перехода на следующий тест. Возбуждается следующая горизонтальная шина программатора 2, причем на шинах 8 запрограммировано, например, включение теста Т1, записанного на шинах 11 (Т1) при логической единице на выходе цифрового компаратора 16 и включение следующего теста - при нуле..

Работа системы до включения цифрового компаратора 13 аналогична вышеописанному. Пусть на выходе цифрового компаратора 15 устанавливается единица. Тогда выключается выход Т1 деко дера 17, первый мультиплексор 23 записывает адрес теста/ блок 21 управления сбрасывает регистр 1 сдвига в ; нулевое состояние. По командам Запись А и Запись РА этот адрес пере писываётся во второй My SbiHilDieifSop 24 и запоминается в регистре 25 адреса, а по команде Запись PC регистр 1 сдвига через блок 26 вентилей устаШИггйваётсй в положение, соответствующее требуемому адресу (тесту) . Процёсс контроля протекает аналогично ,

до тех пор, пока в зависимости от уровня выхода цифрового компаратора 15 и информации, записанной на шинах 8, не включится один из выходов ГО или Т1 декодера 17. В этом случае в блок 19 классификации с шин 11 записывается код номера группы, дешифруется и запоминается. Включается соответствующая лампа индикатора. На этом процесс контроля заканчивается.

Устройство контроля в режиме последовательного контроля работает аналогично вышеописанному со следующими отличиями,Во-первых,регистр сдвга i работае только в режиме следующего теста(п+1),опрашивая последовательно с первого по последний тест программы контроля.Во-вторых,в каждом тесте в 19 классификации п результатам, сравнения с выхода декодра 17 запоминаются все запрещенные группы,записанные на шинах И.В-третьих окончательные результаты контроля блок 19 классификации выдает только после завершения всей программы испытаний по команде с блока 21 управления.

В качестве программатора 2 могут быть использованы как диодные матрицы так и постоянные перепрограммируемые запоминающие устройства (ППЗУ) в интегральном исполнении. Тестер 14 может быть совмещен с цифровым измерителем 15, а также может состоять .из блока подключения и управляемого источника задания режима измерения.

Введение новых элементов и связей {лервого и второго мультиплексора, ре1истра адреса, блока вентилей, задатчика начального адреса, декодера, коммутатора, дополнительных шин программатора отличает предлагаемое устройство от известного за счет введения режима адресации, позволяет намного улучшить использование памяти устройства позволяет записать в ПЗУ в 3-4 раза большее число программ) и уменьшить в 1,5-2 раза время контроля. Кроме того, конструкция программатора, являющегося единственным сменным узлоМ в системе, упрощается за счет исключения программатора классификации и оперативного использования шин дополнительного разряда в различных режимах работы.

Формула изобретения

Устройство для контроля параметро полупроводниковых приборов, содержащее регистр сдвига, связанный с программатором, соответствующие шины которого соединены с цифровым компара ором и через дешифраторы с тестером, цифровым измерителем и блоком управления; блок классификации с выходом на индикатор, отличающееся тем; что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и повышения производитель-, ности, в него дополнительно введены последовательно соединенные первый и второй мультиплексоры,регистр адреса, блок вентилей, задатчик начального адреса, декодер и коммутатор, при этом синхронизирующие входы блока вентилей подключены к блоку управления, выход блока вентилей связан с установочным входом регистра сдвига, задатчик начального адреса подключен ко второму мультиплексору, один из входов декодера присоединен к выходу цифрового компаратора, а выходы - к блоку управления и блоку классификации, выходы коммутатора подключены к цифровому компаратору и блоку классификации, а в программатор дополнительно введены шины режима адресации, дополнительного ра;зряда.

режима контроля и адреса, причем шина режима адресации соединена со вторым входом декодера,шина дополнительного разряда - с коммутатором, шина режима контроля - с коммутатором и блоком классификации, а шины адреса подключены к информационным входам первого мультиплексора и блока классификации.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.. Авторское свидетельство СССР №393748, кл. G 06 F 15/46, 1970.

2.Горазеев Н. Т.и др. Прибор для производственного контроля микро5сборок . Обмен опытом в радиопромыш.ленности, 1973, №7, с..49.

3.Авторское свидетельство СССР

№528520, кл. G 01 R 31/28, 1976 (прототип).