Устройство для испытаний микросхем Советский патент 1982 года по МПК H05K13/08 H01L21/66 

Изобретение относится к испытательной Технике, в частности, к установкам для испытаний на безотказность интегральных микросхем в условиях воздействия повышенных температур и электрических нагрузок, ч может быть использовано на этапах выходного и входного контроля.

Известны устройства для испытаний микросхем на безотказность, включающие в себя термоизолированную камеру, в полезном объеме которой установлены вставки, на которых размещены контактирующие элементы с испытуемыми микросхемами, а электрический режим задается через специальные коммутаторы и платы эквивалентных нагрузок. В этих устройствах, как правило, осуществляется проверка микросхем по статическим параметрам на соответствие требо- . вайиям технических условий в процессе длительных испытаний (500, 1000 и более часов) при воздействии тепловых и электрических нагрузок и далее обеспечивается отбор изделий, имеющих достаточный эксплуатационный запас по параметрам и прогнозирование надежности -1. .

Недостатками устройства является то, что иcпытye lь e изделия практически имеют нулевую помехозащищенность относительно окружающих помех, а также внутренних помех, вызываемых регулятором температуры, источниками питания, а также значительная величина погонной емкости между выводами испытуемых микросхем и разъемами для контроля параметров.

И, как следствие, данные устройства из-за грубых характеристик не обладают достаточными диагностирующими .свойствами при испытании на безотказность и практически не выявляют микросхемы со скрытыми дефекта15ми, которые в процессе эксплуатации радиоэлектронной аппаратуры могут выз вать отказы.

Кроме того, эти устройства предназначены для длительных испытаний

20 на надежность (500 ч и более), что требует больших производственных затрат, а получаемая в результате инфоЬмация о надежности недостаточна и су1чественно запаздывает по отноше25нию к поставкам продукции потребителю. .

Наиболее близким по технической сущности является устройство для испытаний микросхем, содержащее тепловую камеру с двумя парами гребенок

30 2 пружинными контактами, блок задан электрического режима, регулятор те пературы и измерительный прибор 2j Однако устройство обладает недостаточной точностью и достоверность измерения и прогнозирования вероятности безотказной работы микросхем при кратковременных испытаниях, всл ствие того, что отсутствует помехоз щищенность испытуемых изделий в кор се камеры. Подключаемые через разъе регулятор температуры и через пружи ные контакты гребенок блок задания электрического режима создают значи тельные низкочастотныепомехи,что в принципе не дает возможности осущес влять внутрикамерные измерения прог нозирующего параметра. Кроме того, размегаение подвижных гребенок с пружинными контактами в одну сторону приводит к тому, что при измерении статических и динамических параметров необходимо отсоеди нить камеру от блока задания электрического режима, перенести и точно установить на измерительный прибор. Это усложняет процесс испытания, увеличивает время испытания и создает дополнительные погрешности. Цель изобретени-я - повышение точ ности измерений. Поставленная цель достигается тем .что устройство для испытаний микросхем, содержащее термоизолированную тепловую камеру, в корпусе которой размещены гребенки с пружинными кон тактами, регулятор температуры, блок задания электрического режима и измерительный прибор, снабжено защитны кожухом, в котором расположена каме ра с возможностью вертикального перемещения, охваченная экраном, элект рически соединенным с защитным кожухом/ а блок задания электрического режима размещен между основанием защитного кожуха и экраном, причем в верхней части защитного кожуха выполнены окна .для гребенок, пружинные контакты которых расположены вертикально с возможностью подключения измерительного прибора и блока задания электрического режима. На фиг. 1. изображено устройство, общий вид; на фиг,. 2 - тепловая камера в экране с двумя парами гребенок с пружинными контактами. Устройство для испытаний микросхем состоит из экранированного защитного кожуха 1, разделенного на ряд отсеков металлическими перегород ками. При этом в одном отсеке установлен прецизионный блок 9 питания, в другом отсеке Б размещен блок 3 задания электрического режима, в отсеке с крышкой уста.навливается многоместная. тепловая камера 4, помещенная в экран-. В верхней части здщитного кожуха расположены окна 5, предназначенные для выхода пружинных контактов гребенки и подключения внешнего измерительного прибора. На защитном кожухе 1 закреплены бронзовые экранирующие пружины б, предназначенные для соединения экрана камеры 4 с защитным кожухом 1 устррйства. Камера 4 установлена в направляющих 7 на основании 8 с возможностью вертикального перемещения при помощи механизма 9 подъема. Высокочастотный разъем 10 служит для контроля функционирования испытуемых микросхем. В состав устройства также входит регулятор 11 температуры и соединительный шланг 12, В соответствии с фиг, 2 многоместная тепловая камера 4 состоит из термоизолированного основания 13, где расположен нагреватель пластинчатого типа (не показан), параллельно которому в гнездах установлена одна пара гребенок с пружинными контактами 14 и на которых устанавливаются испытуемые микросхемы 15, В теплоизолированной крышке 16 камеры также установлен подпружиненный нагреватель (не показан), параллельно которому установлена вторая пара гребенок с пружинными контактами 17, контакты которых служат для подключения в процессе измерения одной стороной к выводам испытуемых микросхем, а другой (при подъеме камеры вверх) к измерительному прибору. Вторйя пара гребенок выполнена подвижной и может подниматься и опускаться с помощью центрального винта 18 для снижения паразитной емкости в испытательном режиме. Основание 13 и крьпака 16 камеры помещены в экран 19 из фольги или могут быть покрыты другим токопроводящим составом. Крышка 16 крепится к основанию с помощью защелки 20, Испытуемые микросхемы 15 устанавливаются в гнезда камеры на пружинные контакты 14 основания 13, а сверху поджимаются пружинными контактами 17 гребенки, установленной в крышке 16, Крышка .16 и основание 13 закрепляются защелкой 20. Камера 4 тепла с испытуемыми микросхемами 15 через крыи:ку в отсеке по направляющим 7 и с помощью механизма 9 подъема плавно опускается и поджимается к металлическому основанию 8,при этом экранирующие пружины 6, установленные на основании 8, скользят по металлизированной поверхности основания камеры 4 и поджимаются. При закрывании крыьчки экранирующие пружины 6, , установленные на крыике отсека, также скользят по экрану 19 камеры 4. Тем caMbUi, с помощью пружин 6 по всему периметру экрана 19 камеры ocyiiecTвляется электрический контакт с экранированныг кожухом 1 и экрану камеры придается потенциал нуля, т.е. корпу камеры заземляется. В результате, ис пытуемые микросхемы 15, находящиеся в камере 4, и сама камера находятся в двойном экране, От регулятора 11 температуры задается заданный температурный режим Напряжения, необходимые для задания режима испытания, подаются от блока питания и блока 3 задания электричес кого режима через экранированные отсеки. Используя в качестве внешних воздействий питающие напряжения, нагрузочные токи, уровни входных сигналов воздействия повышенной температуры и другие вспомогательные сигналы, с помощью внешних прецизионных прибо ров, подключаемых к высокочастотному разъему 10, проводят проверку микросхем не только на соответствие техническим условиям, но и на наличие правильной реакции на внегиние воздей ствия. При измерении шумовых парамет ров, а также статических и динамичес ких параметров микросхем камера 4 с помощью винта механизма 9 подъема перемещается вверх. Контакты 17 чере окна в крьпике 16 выходят наружу, кон такты 14 отжимаются от основания 8, пружины б крьЕаки камеры поджимаются и, тем самым, камера 4 принимает взвешенное состояние. На контактные пружины 17 гребенки ставится головка измерительного прибора, которая также должна иметь общий потен-. циал с корпусом устройства. Осуществляется процесс измерения параметров первой и последующих иcпытye ыx микросхем. Таким образом, предлагаемая конструкция за счет двойного экранирова ния камеры тепла и наикратчайших рас стояний между выводами испытуемых микросхем и блоком задания электрического режима обеспечивает проверку реакции микросхем в условиях воздействия вне1аних факторов, а за счет подъема и взвешивания камеры на момент измерения позволяет исключить как внешние, так и внутренние помехи и тем самым обеспечивает условия для измерения тонких (шумовых), а также статических и динамических параметров. Все это в комплексе гарантирует условия для точной и достоверной диагностики параметров и, со-, ответственно, уточненного прогнозирования надежности микросхемы на ранних этапах проектирова,ния, своевременному выявлению причин отказов и принятия мер по их предупреждению. Формула изобретения Устройство для испытаний микросхем, содержащее термоизолированную тепловую камеру, в корпусе которой размещены гребенки с пружинными контактами, регулятор температуры, блок задания электрического режима и измерительный прибор, отличающееся тем, что, с -целью повышения точности из-, мерений, оно снабжено защитным кожухом, в котором расположена камера с возможностью вертикального перемегчения, охваченная экраном, электрически соединенным с защитным, кожухом, а блок задания электрического режима размещен между основанием защитного кожуха и экраном, причем в верхней части защитного кожуха выполнены окна для гребенок, пружинные, контакты которых расположены вертикально с возможностью подключения измерительного прибора и блока задания электрического режима. Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе 1. Электронная техника, сер. 8, 1979, вып. 5. 2.Авторское свидетельство.СССР 646709, кл. Н 01 L 21/70, 1976 (прототип).