CN110058146A - 一种换模通用老炼试验装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种换模通用老炼试验装置及其操作方法，包括子板和母板，子板上设置有器件插座，器件插座用于安装待老炼器件，多个子板分别通过对应的插接件间隔设置在母板上，母板上设置的电源、老炼向量和回检信号分别与对应的器件插座连接构成换模通用老炼试验装置，母板接收老炼设备发送的设定信号后经信号修整和扩展后发送至子板上，通过子板送到待老炼器件的外接脚位上进行老炼试验，同时接收回检信号传递给设备。本发明便于设计人员进行快速验证、高效设计大规模集成电路老炼板，可广泛应用在集成电路老炼领域。

Description

一种换模通用老炼试验装置及其操作方法

技术领域

本发明属于集成电路老炼技术领域，具体涉及一种换模通用老炼试验装置及其操作方法,适用于集成电路的老炼试验、快速验证及可靠性验证工作。

背景技术

随着集成电路在军用、航天、航空、战略武器等领域的广泛应用，而大规模集成电路是这些领域里的核心部件，因此对这些集成电路的可靠性应用要求也越来越高。为了确保大规模集成电路产品的可靠应用，除了加强产品设计、材料和制造工艺质量之外，老炼试验就是尤为关键的一个验证和评估手段。老炼试验是在一定时间内对集成电路施加一定的电流、电压、温度等，从而剔除一些有缺陷的器件，保证出厂的产品质量。

目前集成电路老炼装置一般采用焊接好元器件及插座的老炼板作为底座，将集成电路插接在老炼板的插座上，将老炼板放入高温箱内，对集成电路施加电流电压，再进行加温处理。而针对大规模集成电路设计的老炼板具有很强的专用行，往往设计时由于器件功能复杂、管脚多，使得老炼电路设计繁琐，需要前期先设计一块老炼验证板，在验证板上反复进行老炼功能验证，待验证完后，才能进行老炼板的设计，而设计好的老炼板由于布线复杂，很难保证一块老炼板上有足够多的工位需求，老炼器件的容积率低，使其器件老炼成本居高不下，所以开发一款大规模集成电路老炼板的周期就相对偏长，无法及时响应客户需求，而设计好的老炼板由于专用性强，其利用率很低。

以上原因导致开发大规模集成电路老炼板的造价成本高、周期长、老炼工位数量少、验证困难、设计复杂、利用率低及维修性困难等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种换模通用老炼试验装置及其操作方法，解决开发大规模集成电路老炼板的造价成本高、设计周期长、老炼工位数量少、验证困难、设计复杂、利用率低及维修性困难的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种换模通用老炼试验装置，包括子板和母板，子板上设置有器件插座，器件插座用于安装待老炼器件，多个子板分别通过对应的插接件间隔设置在母板上，母板上设置的电源、老炼向量和回检信号分别与对应的器件插座连接构成换模通用老炼试验装置，母板接收老炼设备发送的设定信号后经信号修整和扩展后发送至子板上，通过子板送到待老炼器件的外接脚位上进行老炼试验，同时接收回检信号传递给设备。

具体的，多个子板依次层叠设置在母板上，子板之间通过插接件连接。

具体的，母板与老炼设备的尺寸和金手指接口匹配，老炼设备信号驱动板将所有老练信号发送至母板的单工位接插件上，老练信号包括数字信号、模拟信号、老炼向量、回检信号和电源信号。

具体的，母板上设置有线性电源D2，线性电源D2的第一引脚分别于第二引脚、电容C2的正极、电容C1的一端和VCC连接；第四引脚分别于第五引脚、电容C3的一端、电容C4正极以及1.8V电源连接；第三引脚分别于电容C1的另一端，电容C2的负极，电容C3的另一端，电容C的负极以及GND连接。

进一步的，线性电源D2为1.2V、1.5V或1.8V。

具体的，子板和母板之间为可拆卸式连接。

本发明的另一个技术方案是，一种换模通用老炼试验装置的操作方法，将多个待老炼器件通过对应的子板与母板相连，将母板送入待老炼试验箱；老炼设备将设定的信号发送至母板，再由母板经过信号修整和扩展后送到子板上，最后由子板送到待老炼器件的外接脚位上执行老炼试验。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

现有老炼设备将所有老炼向量信号、回检信号以及电源信号引至设备接口的金手指处，本发明一种换模通用老炼试验装置，将老炼设备提供的所有的老炼向量、回检信号都引到老炼母板的单工位插座上，在制作老炼板和PCB布线时，可以只考虑单一工位布线，将所需老炼向量和回检信号连接至单工位的插座定义上，不必考虑多个工位整体布局所带来的布线难度，简化了多管脚器件多工位布线的复杂度。

进一步的，在单工位上扩展一块子板，在子板上增加保护措施和功能扩充，对子板的电压和电流进行保护设计、对老炼向量进行信号修整和信号扩展设计，增加了单工位的保护功能和扩展使用。

进一步的，采用了老炼母板和子板分体结构，在老炼母板上不必考虑器件管脚对布线影响等其他因素，可以有效地利用老炼板的面积，达到增加老炼工位数的目的，可对在相同老炼条件下，不同封装和不同品种的器件使用同一个老炼母板进行试验验证，有效的利用了老炼资源。

进一步的，某些老炼设备在提供的输出低电压下运行不稳定，在老炼母板上增加1.8V，1.5V，1.2V电源设计，扩充老炼板使用范围。

进一步的，本发明在使用过程中某个工位或者老炼插座损坏，可直接更换该工位的老炼子板，降低了维修成本并提高了利用率。

本发明还公开了一种换模通用老炼试验装置的操作方法，不用更换老炼母板，只更换老炼子板即可满足不同器件不同品种，在同一老炼板上进行老炼的目的，提高了老炼板的利用率，节约了生产成本。

综上所述，本发明便于设计人员进行快速验证、高效设计大规模集成电路老炼板，可广泛应用在集成电路老炼领域。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明中的通用老炼试验装置原理框图；

图2为本发明中的通用老炼试验装置结构图，其中，(a)为主视图，(b)为侧视图；

图3为本发明保护及信号修整后老炼试验装置结构示意图；

图4为本发明电源扩展电路，其中，(a)为1.8V，(b)为1.5V，(c)为1.2V；

图5为本发明实施例8工位换模通用老炼试验装；

图6为本发明前后老炼板工位对比图，。

其中：1.子板；2.母板；3.老炼试验箱；4.器件插座；5.接插件。

具体实施方式

本发明提供了一种换模通用老炼试验装置，采用老炼母板与多个子板相结合的架构，对大规模集成电路进行老炼筛选和验证评估。能够将设定的信号从老炼设备上提炼到老炼母板上，再由老炼母板经过信号修整和扩展后送到老炼子板上，最后由老炼子板送到待老炼器件的外接脚位上以执行老炼试验。

请参阅图1和图2，本发明提供了一种换模通用老炼试验装置，包括母板2和多个子板1，母板2上依次间隔设置有多个插接件5，多个子板1分别通过对应的插接件5与母板2连接构成换模通用老炼试验装置，每个子板1上设置有用于安装待老练器件的器件插座4。

母板2与老炼设备的尺寸和金手指接口相匹配的，母板2每工位老炼信号均从老炼设备信号驱动板而来，母板2进行标准化布线布局，可扩展信号修整、电源扩展和待老炼器件保护功能，母板可以满足不同类型器件老炼使用。

子板1通过接插件5同母板2连接，对母板2和子板1进行标准化定义(包括尺寸、接口、信号)，子板1上连接待老炼的器件插座4及外围器件。老炼时通过更换子板到达老炼不同品种器件的功能。

由于设备上提供的所有信号已经通过母板2传递至单工位插座上，对于子板1来说，所有信道均可由母板2的单工位插座提供，老炼时所用的信号通过相互配合的接插件传至子板1上，再通过PCB走线连接到器件管脚。

请参阅图3，由于老炼板上会插接多个集成电路进行老炼，受位置和布线的影响，所施加的应力有少许差别，尤其是对于大规模高速器件，其影响更是巨大。对于老炼向量信号有特殊要求的器件，采用本发明技术方案，可以在单工位上扩展一块第二子板，在第二子板上增加保护措施和功能扩充，对第一子板的电压和电流进行保护设计、对老炼向量进行信号修整和信号扩展设计，避免了此类问题。

例如：国内现行使用的老炼设备一般提供的老炼向量频率最高能达到1M，如要老炼高频器件时，通常使用的方法就是降频老炼，或者寻找更高级的老炼设备进行器件老炼，使用本发明，可以在第二子板上对老炼频率信号进行倍频或增加高频向量设计，使之现有老炼设备支持高频器件的老炼扩充了老炼设备和老炼板的使用功能。

老炼器件通过多个老炼子板和老炼母板相连，一起送入待老炼试验箱。不同器件老炼时不必更换老炼母板，只更换老炼子板即可快速实现不同种类大规模老炼器件的高温老炼。通过老炼母板，把单一功能的老炼板扩充为通用型功能的老炼系统板，大大增加老炼板的使用弹性，这种老炼母板与多个老炼子板相结合的架构设计，将不在局限于以往的单一品种老炼板的设计，相对的，任何不同老炼需求将可被更有效率地利用以达到满足更多不同规模器件、不同品种的集成电路老炼的目的，本发明扩大了老炼板的应用范围和提高了老炼板的使用率，并简化了老炼板的设计和开发难度。

请参阅图4，在老炼母板上增加电源设计，如图5所示，这里给出一种使用LT1764系列线性电源扩展电源的设计，扩充老炼板使用范围。

线性电源D2选用LT1764-1.8，线性电源D2的第一引脚分别于第二引脚、电容C2的正极、电容C1的一端和VCC连接；第四引脚分别于第五引脚、电容C3的一端、电容C4正极以及1.8V电源连接；第三引脚分别于电容C1的另一端，电容C2的负极，电容C3的另一端，电容C4的负极以及GND连接。

线性电源D3选用LT1764-1.5，线性电源D3的第一引脚分别于第二引脚、电容C12的正极、电容C11的一端和VCC连接；第四引脚分别于第五引脚、电容C13的一端、电容C14正极以及1.5V电源连接；第三引脚分别于电容C11的另一端，电容C12的负极，电容C13的另一端，电容C14的负极以及GND连接。

线性电源D4选用LT1764-1.2，线性电源D4的第一引脚分别于第二引脚、电容C22的正极、电容C21的一端和VCC连接；第四引脚分别于第五引脚、电容C23的一端、电容C24正极以及1.5V电源连接；第三引脚分别于电容C21的另一端，电容C22的负极，电容C23的另一端，电容C24的负极以及GND连接。

本发明还提供了一种换模通用老炼试验装置的操作方法，包括以下步骤：

S1、待老炼器件通过多个老炼子板1和老炼母板2相连，一起送入待老炼试验箱3；

S2、不同器件老炼时不必更换老炼母板2，只更换老炼子板1即可快速实现不同种类大规模老炼器件的高温老炼。

本发明通过老炼母板2将单一功能的老炼板扩充为通用型功能的老炼系统板，大大增加老炼板的使用弹性，这种老炼母板与多个老炼子板相结合的架构设计，将不在局限于以往的单一品种老炼板的设计，相对的，任何不同老炼需求将可被更有效率地利用以达到满足更多不同规模器件、不同品种的集成电路老炼的目的，本发明扩大了老炼板的应用范围和提高了老炼板的使用率，并简化了老炼板的设计和开发难度。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

请参阅图5，根据本发明的内容，设计一款换模通用老炼试验装置，其老炼母板按市场上常用的集成电路高温动态老炼系统进行标准化设计，其尺寸为610mm*280mm，工位为8个，适用于大规模多管脚集成电路的老炼，其老炼子板的尺寸为110mm*120mm。设计中考虑到可靠性和成本控制采用两层板进行布线，并进行电源扩充。

此装置在SPIC-T系列集成电路高温动态老炼系统中应用，确实可以实现上述发明的效果，达到善用老炼板、简化老炼板设计、缩短老炼板开发周期，节约老炼板制作成本和增大老炼容积及利用率的目的，从而使得不同的大规模集成电路可以在统一平台上进行设计和老炼。相较于以往一个老炼板只针对一种大规模器件，并耗时几个月去设计和验证，不仅利用率不高，且制板成本费用较高，工位数较少，这样的通用老炼装置设计可以做到节省成本，重复利用老炼板，快速设计和验证的好处，无论从金钱和时间上考虑还是从可靠性的角度考虑都具有很大的优势。

请参阅图5和图6，按现有方法，老炼板一次老炼5只器件，采用本发明一次老炼8只，产能提高160％，也在一个子板上同时布4个插座，一次老炼32只，产能提高200％，

本发明具有以下优点：

1)简化老炼板设计，加快老炼板研发周期，在考虑大规模复杂器件多工位进行布板时，由于器件管脚多，其老炼向量和回检信号数量多，在多工位布板时会造成走线复杂繁琐，且容易引起信号交叉干扰，采用本发明，所有的老炼向量和回检信号都已经引到单工位的插座上，在布线时，可以只考虑单一工位布线，将所需老炼向量和回检信号连接至单工位的插座定义上，不必考虑整体布局所带来的布线难度，简化了多管脚器件多工位布线的复杂度。

2)增加老炼板的使用可靠性和固有可靠性，对老炼母板可根据不同的老炼系统进行标准化设计，统一布线布局，将老炼系统中的老炼向量、回检信号以及电源引入到单工位插座上，固化了母板的布线，使老炼母板做到批量生产，增加了母板的可靠性。

3)增加了老炼工位，提高了老炼效率，由于采用了老炼母板和子板分体结构，在老炼母板上不必考虑器件管脚对布线影响等其他因素，可以有效地利用老炼板的面积，达到增加老炼工位数的目的。

4)提高了老炼板的利用率，节约了生产成本，本发明不更换老炼母板，只更换老炼子板即可满足不同器件不同品种，在同一老炼板上进行老炼的目的。

5)批量生产老炼母板，综合降低了生产成本，受大规模器件老炼板在工位、布线和专用性的影响，本发明可极大降低制板费用及提高老炼板使用率。

6)改进了老炼验证方法，以往的老炼验证，不同封装、不同品种的器件受插座不通用的限制，无法在同一老炼板上进行老炼验证，即使只有1只器件，也要占用1个老炼板和老炼系统的一个老炼区，对老炼资源造成了浪费。采用本发明设计，因为采用了母板和子板分离的结构，可对在相同老炼条件下，不同封装和不同品种的器件使用同一个老炼母板进行实验验证，有效的利用了老炼资源。

7)由于老炼板上会插接多个集成电路进行老炼，受位置和布线的影响，所施加的应力有少许差别，尤其是对于大规模高速器件，其影响更是巨大。对于老炼向量信号有特殊要求的器件，采用本发明，可以在单工位上扩展一块子板2，在子板2上增加保护措施和功能扩充，对子板1的电压和电流进行保护设计、对老炼向量进行信号修整和老炼信号扩展设计，完成以前老炼设备无法老炼特殊要求器件的目的(比如高频器件的老炼)，结构如图3和图4所示。

8)扩充了老炼板使用功能，由于大规模集成电路很多都是低压芯片，要用到1.8V，1.5V，1.2V电源，而实际的老炼设备有时无法提供此类电源，采用本专利设计，可以在老炼母板上增加电源设计，如图5所示，这里给出一种使用LT1764系列线性电源扩展电源的设计，扩充老炼板使用范围。

9)便于维修，简化了维修方法，老炼板上老炼器件的插座，由于频繁使用，会造成插座损坏，由于插座焊接在老炼板上，不易解焊，造成维修复杂，成本高，并且维修后的可靠性降低，易造成二次损坏，本发明在使用过程中某个工位或者老炼插座损坏，可直接更换该工位的老炼子板，降低了维修成本并提高了利用率。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种换模通用老炼试验装置，其特征在于，包括子板(1)和母板(2)，子板(1)上设置有器件插座(4)，器件插座(4)用于安装待老炼器件，多个子板(1)分别通过对应的插接件(5)间隔设置在母板(2)上，母板(2)上设置的电源、老炼向量和回检信号分别与对应的器件插座(4)连接构成换模通用老炼试验装置，母板(2)接收老炼设备发送的设定信号后经信号修整和扩展后发送至子板(1)上，通过子板(1)送到待老炼器件的外接脚位上进行老炼试验，同时接收回检信号传递给设备。

2.根据权利要求1所述的换模通用老炼试验装置，其特征在于，多个子板(1)依次层叠设置在母板(2)上，子板(1)之间通过插接件(5)连接。

3.根据权利要求1所述的换模通用老炼试验装置，其特征在于，母板(2)与老炼设备的尺寸和金手指接口匹配，老炼设备信号驱动板将所有老练信号发送至母板(2)的单工位接插件上，老练信号包括数字信号、模拟信号、老炼向量、回检信号和电源信号。

4.根据权利要求1或2或3所述的换模通用老炼试验装置，其特征在于，母板(2)上设置有线性电源D2，线性电源D2的第一引脚分别于第二引脚、电容C2的正极、电容C1的一端和VCC连接；第四引脚分别于第五引脚、电容C3的一端、电容C4正极以及1.8V电源连接；第三引脚分别于电容C1的另一端，电容C2的负极，电容C3的另一端，电容C(4)的负极以及GND连接。

5.根据权利要求4所述的换模通用老炼试验装置，其特征在于，线性电源D2为1.2V、1.5V或1.8V。

6.根据权利要求1所述的换模通用老炼试验装置，其特征在于，子板(1)和母板(2)之间为可拆卸式连接。

7.一种根据权利要求1至6中任一项所述换模通用老炼试验装置的操作方法，其特征在于，将多个待老炼器件通过对应的子板与母板相连，将母板送入待老炼试验箱；老炼设备将设定的信号发送至母板，再由母板经过信号修整和扩展后送到子板上，最后由子板送到待老炼器件的外接脚位上执行老炼试验。