Способ измерения теплового сопротивления переход-корпус цифровых интегральных микросхем

 

Изобретение может быть использовано для контроля качества цифровых интегральных микросхем (НС). Цель изобретения - повышение точности измерения теплового сопротивления ИС. Устройство, реализующее способ, содержит контактную колодку 1 для подключения цифровой ИС, источник 2 питания, генератор 3 переключающих импульсов, модулятор 4, генератор 5 гармонических колебаний, масштабный усилитель 6, селективный вольтметр 7. На логические элементы ИС подают имг пульсы, частоту которых модулируют по гармоническому закону с периодом, на порядок большим тепловой постоянной времени данного вида ИС, Переменную составляющую электрического температурочувствительного параметра измеряют на частоте модуляции. 1 ил. 19 (Л О5 о 01 4

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (И) А1 (зр 4 0 01 R 31/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3912623/24-21 (22) 17.06.85 (46) 15.05.87.Бюл, У 18 (71) Ульяновский политехнический институт (72) В.А. Сергеев, Г.Ф.Афанасьев, Б.Н.Романов и В.В.Юдин (53) 621.317.799 (088.8) (56) Ицкович З.С., Финкельштейн Е ° Я.

Электронная техника, Сер.8. 1982, вып.6, с.23-26.

Закс Д.И. Параметры теплового режима полупроводниковых микросхем, M. Радио и связь, 1983 . (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕХОД вЂ” КОРПУС ЦИФРОВЫХ

ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ (57) Изобретение может быть использовано для контроля качества цифровых интегральных микросхем (ИС), Цель изобретения — повышение точности измерения теплового сопротивления

ИС. Устройство, реализующее способ, содержит контактную колодку 1 для подключения циАровой ИС, источник 2 питания, генератор 3 переключающих импульсов, модулятор 4, генератор 5 гармонических колебаний, масштабный . ° усилитель 6, селективный вольтметр 7.

На логические элементы ИС подают им-.

Ж пульсы, частоту которых модулируют по гармоническому закону с периодом, на по р ядок б ольшим теплово и по сто янной времени данного вида ИС. Переменную составляющую электрического температурочувствительного параметра из-— меряют на частоте модуляции, 1 ил.

1310754

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля качества цифровых интегральных микросхем и оценки их температурных запасов. 5

Цель изобретения — повышение точности измерения теплового сопротивления интегральных микросхем путем измерения переменной составляющей температурочувствительного параметра при модуляции раэогревающей мощности за счет частотной модуляции импульсов, подаваемых на вход микросхемы, Цель достигается тем, что логичес15 кое состояние одного или нескольких логических элементов (ЛЭ) интегральной схемы изменяют путем подачи на их входы переключающих импульсов и измеряют температурочувствительный параметр того ЛЭ, логическое состоя20 ние которого не изменяется, при этом частоту следования переключающих импульсов изменяют (модулируют) по гармоническому закону с известной амплитудой и периодом Т, превышающим на порядок тепловую постоянную времени переход. — корпус данного типа микросхем, и измеряют переменную составляющую температурочувствительного параметра на частоте модуляции а„= (2"Т )

Для повышения точности измерения амппитуду температурочувствительного параметра на частоте модуляции 0 ц измеряют с помощью селективного вольтметра.

Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. Мощность Р, рассеиваемая микросхемой, возрастает линейно с частотой переключения F

40 с где Ро — средняя мощность, рассеиваемая микросхемой при частоте переключения F стре45 мящейся к нулю;

К вЂ” крутизна зависимости P(F) .

В частности для МОП- и КМОП-мик1 т росхем Р О, à Ко О„=СИ и

О

К „„„= С„11 „соответственно, где

С вЂ” емкостная нагрузка шины синхросигналов; U — амплитуда синхросигналов С вЂ” емкость нагрузки микю н росхемы U — напряжение источника

Ф в

55 питания микросхемы, Таким образом, при изменении частоты переключения по закону

F = Fо + hf cos Qм ° t (2) где F — средняя частота переключения; д — девиация частоты,. мощность, рассеиваемая микросхемой, также изменяется по гармоническому закону с частотой A > .

P(t) = Рс> + hP costs?„t, (3) где Р, =Р, +KF,;

hP — Kp hf

Если период модуляции мощности

Тц = 1/ A „ много больше, чем тепловая постоянная времени переход— корпус микросхемы Г, „, то для температуры поверхности кристалла микросхемы можно записать (4) Т + Т cos Й„,t ср

Tx + Рср RT, n-к средняя температура поверхности кристалла микросхемы; температура корпуса микросхемы; тепловое сопротивление переход — корпус микросхемы, кр где Т

"Р

Т

К т,п-к

RT.A.K 6Р (5) Пт

RTnê К К,bf 9 ()

P где К вЂ” температурный коэффициент T температурочувствительного параметра.

Для увеличения полезного сигнала, а следовательно, и точности измерения необходимо увеличивать глубину модуляции. Для этого необходимо вы— бирать средины частоту переключения

Г и девиацию частоты Г равными

0 половине максимальной частоты перекFì кс

Предлагаемый способ может быть реализован с помощью устройства, структурная схема которого показана на чертеже, Устройство содержит контактную колодку для подключения цифрсвой интегральной микросхемы 1, содержащей п ЛЭ, источник 2 питания, гене— ратор 3 перекпючаloIIIHx импульсов, RT н-к

Тогда, измеряя амплитуду переменной составляющей температурочувствительного параметра П т на частоте h нетрудно определить величину

И )

R т,п.-lt:

13!0754

Составитель В. Степанкин

Техред А.Кравчук

Редактор А.Огар

Корректор А.Зимокосов

Заказ 1887/42

Тираж 731

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óærîðîä, ул.Проектная, 4 модулятор 4, генератор 5 гармонических колебаний, масштабный усилитель б и селективный вольтметр 7 °

Способ осуществляют на примере этого устройства следующим образом.

На микросхему 1 подают напряжение питания с источника 2 питания величиной Е, На входы нескольких (К)ЛЭ (где К ап) подают переключающие импульсы с частотой следования

F с генератора 3, При помощи модулятора 4 и генератора 5 частоту следования переключающих импульсов изменяют IIQ гармоническому закону с заданным периодом и девиацией частоты

Переменную составляющую температурочувствительного параметра п-ro .Э. (напряжение "1") усиливают масштабным усилителем 6 и измеряют вольтметром 7. С помощью соответствующего выбора коэффициента усиления усилителя 6 можно получить показание вольтметра 7 в единицах теплового сопротивления в выбранной системе единиц (масштаба)..

В качестве температурочувствительного параметра можно использовать выходное напряжение "0" или "1".Температурный коэффициент может быть определен по известным температурным зависимостям, Формула изобретения

Способ измерения теплового сопротивления переход — корпус цифровых интегральных микросхем, заключающийся в том, что на контролируемую интегральную микросхему подают напряжение питания, на входы одного или более логических элементов интегральной микросхемы подают входные импульсы, предварительно устанавливают другой логический .элемент в заданное выходное логическое состояние, измеряют электрические температурочувствительные параметры этого логического элемента, по результатам измерения определяют тепловое сопротивление переход — корпус интегральной микросхемы, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, частоту следования входных импульсов модулируют по r&pмоническому закону с периодом, на порядок большим тепловой постоянной времени данного вида интегральных микросхем, и измеряют переменную составляющую электрического температурочувствительного параметра на частоте модуляции,