Способ отбраковки потенциально нестабильных цифровых интегральных микросхем

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1420558 А 1 511 4 G 01 К 31/28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 .;. флр(., * .ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !,:: П1

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СПОСОБ ОТБРАКОВКИ ПОТЕНЦИАЛЬНО НЕСТАБИЛЬНЫХ ЦИФРОВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ (57) Изобретение относится к технике неразрушающего контроля. Цель изобретения — повышение достоверности контроля. (2I) 4141284/24-21 (22) 31.10.86 (46) 30.08.88. Бюл. ¹ 32 (72) В. В. Воинов, И. С. Ледовский и В. В. Кругликов (53) 681.142.32 (088.8) (56) Ледовской И. С., Кругликов В. В., Воинов В. В. и др. Прогнозирование надежности цифровых интегральных микросхем по их низкочастотным шумам. Электронная техника, сер. 8, вып. 5, 1984, с. 23 — 25.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1259817, кл. G 01 R 31/28, 1981.

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 шума 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. I ил.

1420558 где Р! — мощность шума первой микросхемы при ее совместном испытании с идеальной;

Р— — мощность шума второй микросхемы при ее совместном испытании с идеальной.

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

2= !+ 21

Р!з=Р!+) з, 23 — P2+ P3. (2) Решение системы уравнений (2) дает следующий результат:

7 (3) Р23 Pl 2

Таким образом, на основе проведенных измерений мощности шума при совместных испытаниях трех микросхем во всех сочетаниях могут быть получены мощности шума, Изобретение относится к технике неразрушаюшего 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 Р!г. Очевидно, что если обе микросхемы не имеют никаких дефектов и их можно считать идеальными, то Р! =0.

Величина мощности Р 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 !

2 — Pl+P2 (1) обусловленные изменением характеристик переходных процессов элементов микросхем относительно идеально стабильной микросхемы. Этим достигается значительное повышение точности предлагаемого способа по сравнению с известным. При проведении испытаний микросхем не требуется осуществлять многократного интегрирования. Операции предлагаемого способа предусматривают 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 уменьшает 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 микроЗ0 схемы 4 и 5, преобразователи 6 и 7 ток— напряжение, блок 8 вычитания, источники 9 и 10 питания, широкополосный усилитель 11, усилитель 12 с регулируемым коэффициентом усиления, квадратичный детектор 13, интегратор 14, индикатор 15. Выход блока 1

З 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 0 блоком 2 формирования кодового воздействия. Последний вырабатывает сигналы кодового воздействия, которые через измерительную головку 3 подаются на одноименные входы испытываемых микросхем 4 и 5. Изме рительная головка содержит контактирующие устройства для контролируемых микросхем и специальные схемы, необходимые для создания условий контроля (буферные схемы, нагрузка, согласующие, развязывающие

1420558

Р

1

P l 3+ P23 Pl 3 т 1

13+ 23 Pl 2

Формула изобретения

Составитель В. Савинов

Редактор С. Лисина Техред И. Верес Корректор Л. 11атай

Заказ 4327/52 Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое лредприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 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 широкополосным 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.

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 фор10 мулам где Р,, Р2, Рз — относительные мощности шума каждой микросхемы соответственно;

Р,2, Pl3, Р33 — мощности шума при одновременном испытании первой и второй, первой и третьей, второй и третьей микросхем соответственно, а о потенциальной нестабильности микро25 схем судят по величине ее относительной мощности шума.