DE4207226A1

DE4207226A1 - Integrierte schaltung

Info

Publication number: DE4207226A1
Application number: DE4207226A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl Phys Conzelmann; Gerhard Dipl Ing Fiedler; Ulrich Dr Ing Fleischer
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-03-07
Filing date: 1992-03-07
Publication date: 1993-09-09
Anticipated expiration: 2012-03-08
Also published as: US5394032A; JPH065709A; JP3502409B2; DE4207226B4

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung nach der je weiligen Gattung der einander nebengeordneten Patentansprüche 1 und 2.

Die Anforderungen an die Kenndaten integrierter Schaltungen werden immer höher. Der Abgleich von Hybridschaltungen während der Ferti gung, beispielsweise mittels eines Lasers, oder von monolithisch integrierten Schaltungen auf dem Wafer beim Waferproben mittels Stromstößen zum Durchbrennen von Leiterbahnbrücken oder Kurz schließen von Komponenten, beispielsweise mittels Zener-Zapping, ist ein bewährtes Mittel, um bereits relativ hohe Forderungen zu er füllen. Diese Lösungen finden jedoch ihre Grenzen durch die Weiter verarbeitung in der Montage. Hierbei treten nämlich mehr oder weniger große mechanische Verspannungen auf, die die Kenndaten einzelner Komponenten mehr oder weniger stark verändern.

Es ist deshalb bereits bekanntgeworden, verpackte Bauelemente ab zugleichen bzw. zu korrigieren, wobei für jeden Abgleich- bzw. Korrekturschritt eine zusätzliche Anschlußleitung erforderlich ist.

Die bekannten Verfahren werden auch zum Programmieren von Funktionsvarianten bzw. in der Digitaltechnik zum einmaligen Programmieren von ROMs eingesetzt.

Die europäische Patentanmeldungsveröffentlichung 02 51 212 bezüglich eines Verfahrens zum Abgleich von Widerstandsnetzwerken enthält einen Hinweis, daß sich das vorgeschlagene Verfahren auch zum Abgleich verpackter Bauelemente eignet; hierzu ist jedoch für jeden Abgleich- bzw. Programmierschritt mindestens eine zusätzliche Anschlußleitung erforderlich.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße integrierte Schaltung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 oder des Anspruches 2 hat demgegenüber den Vorteil, daß sie es erlaubt, ohne zusätzliche Anschlüsse oder mit einem Minimum an zusätzlichen Anschlüssen im verpackten Zustand nachabgeglichen oder umprogrammiert zu werden. Hierdurch wird es möglich, montagebedingte Driften des vor der Montage ausgeführten Abgleichs zu kompensieren und damit die Ausbeute anzuheben oder aber Funktionen bereits auf Lager liegender Bauelemente nachträglich umzuprogrammieren. Beide Maßnahmen tragen zur Kostensenkung bei. Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen 3 bis 13.

Zeichnung

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. Die Fig. 1 bis 10 zeigen je ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen monolithisch integrierten Schaltung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die vorgesehenen Abgleichverfahren erfordern grundsätzlich Strom stöße, um Leiterbahnen durchzubrennen, Schaltungselemente kurz zuschließen oder dgl.; sie werden erzeugt durch Anlegen von Zünd potentialen. Um nun reguläre Anschlüsse der integrierten Schaltung dafür verwenden zu können, müssen diese Zündpotentiale außerhalb der Betriebspotentiale dieser Anschlüsse liegen, etwa durch Ändern von Polarität und/oder Amplitude. Mittels geeigneter Selektionsmittel wird erreicht, daß die Abgleich- bzw. Programmierfunktion nur durch die vorgesehenen Zündpotentiale ausgelöst wird. Als Selektionsmittel eignen sich Halbleiterstrecken mit mindestens einem PN-Übergang, wie Dioden, Z-Dioden, Transistoren, Thyristoren, Diacs oder dgl., sowie Kondensator-Widerstandkombinationen als Differenzier- oder In tegrierglieder. Die Schaltung zur Selektion der Zündimpulse kann aus einer Kombination mehrerer der genannten Selektionsmittel bestehen. Bei ihrer Dimensionierung ist darauf zu achten, daß auch während des Betriebs einer integrierten Schaltung gemäß der Erfindung, etwa in einem Kraftfahrzeug, leitungsgeführte und eingestrahlte Störgrößen überlagert sein können und diese eine etwaige Abgleich- oder Pro grammierfunktion nicht auslösen dürfen. Diese Forderung, vor allem auch zusammen mit der Forderung, daß der betroffene Schaltungsteil durch das Zündpotential nicht geschädigt werden darf, wird schal tungstechnisch besonders einfach durch einen zusätzlichen Anschluß erfüllt. Dieser kann auch vorteilhaft sein, wenn an der verpackten integrierten Schaltung eine Vielzahl von Operationen auszuführen ist.

In allen Figuren sind gleiche Teile auch gleich bezeichnet. So ist die gesamte integrierte Schaltung stets mit 1 bezeichnet. Sie be steht aus einem regulären Schaltungsblock 2 und einem Schaltungs block 3 oder mehreren Schaltungsblöcken 31, 32, . . ,die zum Ab gleichen oder Programmieren dienen.

Von der Vielzahl möglicher Verknüpfungsglieder für logische Ope rationen sind hier lediglich UND-Glieder 4 und Inverter 5 verwendet. Nach außen führende Anschlüsse der integrierten Schaltung 1 sind mit 61, 62 und so fort bezeichnet; diese Bezeichnung wird auch für die in das Innere führenden Leitungen beibehalten. Leitungszüge im Innern der integrierten Schaltung, etwa nach einer logischen Ver knüpfung, sind mit 7 bezeichnet. Der Eingriff des Schaltungsblocks 3 bzw. der Schaltungsblöcke 31, 32, . . in den regulären Schal tungsblock 2 erfolgt über die Leitung 8 bzw. über die Leitungen 81, 82, . . .

Fig. 1 zeigt das Blockschaltbild mit einem Schaltungsblock 3, der seinen Strom zum Durchbrennen der Leiterbahn oder dgl. aus den An schlüssen für den Betriebsstrom der integrierten Schaltung und das Zündpotential aus einer weiteren Klemme bezieht; in der Anordnung nach Fig. 2 liefert die Quelle für das Zündpotential auch den Strom zum Durchbrennen. In Fig. 3 ist die Anordnung nach Fig. 1 und in Fig. 4 die nach Fig. 2 erweitert auf zwei Abgleich- bzw. Pro grammierfunktionen. Fig. 5 zeigt zwei Abgleich- bzw. Pro grammierfunktionen, davon je eine nach Fig. 1 und Fig. 2. In Fig. 6 wird das Zündpotential mittels einer UND-Verknüpfung aus zwei Zündpotentialen gewonnen; in Fig. 7 ist dagegen dargestellt, wie sich mittels eines Inverters mit einem Anschluß zwei Abgleich- bzw. Programmierfunktionen bedienen lassen. In den Fig. 8 und 9 sind die regulären Anschlüsse um einen zusätzlichen Anschluß für Zünd potentiale erweitert. Die Fig. 10 schließlich zeigt die komplette Schaltung des Schaltungsblocks 3 eines im einzelnen ausgeführten Beispiels.

In Fig. 1 sind 61 der positive Pol und 64 der negative Pol der Be triebsspannungsquelle für die integrierte Schaltung 1; beide Anschlüsse sind auch in den Schaltungsblock 3 geführt als Quelle für den Strom zum Durchbrennen. Das Zündpotential ist beispielsweise an die Anschlüsse 62, 64; 62, 61 oder aber gegen beliebig andere Anschlußpaare zu legen. Der Schaltungsblock 3 greift über die Leitung 8 auf den regulären Schaltungsblock 2 ein, um dort einen Abgleich, eine Programmierfunktion oder dgl. zu verändern. Dabei kann die Spannung der Betriebsspannungsquelle im Bereich der regulären Betriebsspannung liegen. Sie kann aber auch erheblich höher gewählt werden, insbesondere dann, wenn sie synchron zum Zündpotential nur kurzzeitig angelegt wird.

Nach Fig. 2 kann die Quelle für das Zündpotential gleichzeitig auch den Strom zum Durchbrennen liefern. Die Anschlüsse 61, 64 können wie in Fig. 1 wieder der positive und negative Pol der Betriebsspannung oder aber auch beliebig andere Anschlüsse der integrierten Schaltung sein.

In den Fig. 3 bis 5 ist gezeigt, wie sich Anordnungen nach den Fig. 1 und 2 erweitern und kombinieren lassen auf zwei Schaltungsblöcke 31, 32; das Vorgehen läßt sich grundsätzlich auf weitere Schaltungsblöcke 33, 34, . . , anwenden.

In Fig. 6 wird der Schaltungsblock 3 über die Leitung 7 mit einem Zündpotential getriggert, das durch Verknüpfen von zwei gleichzeitig anzulegenden Zündpotentialen - Anschlüsse 62, 63 - gebildet ist. Dieses Vorgehen kann auch dann große Sicherheit gegen ungewolltes Zünden des Schaltungsblocks 3 bieten, wenn den regulären Betriebspotentialen Störgrößen überlagert sind. Ist sichergestellt, daß die Betriebspotentiale von zwei Anschlüssen Potentialbereiche aufweisen, die nicht gleichzeitig durchlaufen werden, so können die Zündpotentiale auch innerhalb des regulären Betriebsbereichs liegen. Das Verfahren läßt sich auch auf die Verknüpfung von mehr als zwei Anschlüssen ausdehnen.

In einer Anordnung nach Fig. 7 ist mittels des Inverters 5 sym bolisch angedeutet, wie sich mittels nur eines Anschlusses 65 zwei Schaltungsblöcke 31 und 32 ansteuern lassen, beispielsweise durch positive und negative Polarität der beiden Zündpotentiale.

Durch nur einen zusätzlichen Anschluß 67 lassen sich, wie bereits eingangs erwähnt, Probleme vermeiden. Fig. 8 zeigt ein mögliches Ausführungsbeispiel, wobei beispielsweise die Zündpotentiale für den Schaltungsblock 31 an die Anschlüsse 67, 61 und für den Schaltungs block 32 an die Anschlüsse 67, 65 anzulegen sind. In Fig. 9 ist wieder beispielhaft ein Inverter 5 eingeführt, wodurch über den An schluß 67 beide Schaltungsblöcke 31 und 32 mit je einem positiven und negativen Zündpotential zu bedienen sind.

In dem ausgeführten Beispiel nach Fig. 10 ist die Eingangsschaltung eines steuerbaren, durch Abgleiche beim Waferproben eng tolerierten Stromreglers wiedergegeben. Die Steigung seiner Transferkennlinie läßt sich nachträglich mit dem Verfahren gemäß der Erfindung korri gieren, in diesem Fall geringfügig absenken. Es bedeuten 62 den Masseanschluß der integrierten Schaltung, 61 den Anschluß für die zwischen Null und +7,5 V variierende Steuerspannung. 10 ist die Brennstrecke, 11× sind Widerstände, und zwar 112, 113 ein Spannungs teiler, durch den die Steigung der Transferkennlinie bestimmt wird. Sein Abgriff ist durch die Leitung 9 mit der eigentlichen Regler schaltung verbunden. 111 ist der Korrekturwiderstand, dem die Brenn strecke 10 parallelgeschaltet ist. Der Spannungsteiler mit den Widerständen 114, 115 dient zum Festlegen des Zündpotentials. 116 ist der Basisbahnwiderstand des NPN-Transistors 14 im Zündkreis des planaren Thyristors 15, der in Reihe zur Brennstrecke 10 zwischen den Anschlüssen 61, 62 liegt. Der Widerstand 117 verbindet das kathodenseitige Gate des Thyristors 15 mit seiner Kathode und bestimmt so den Zündstrom mit, der vom Tran sistor 14 zum anodenseitigen Gate fließen muß, um die Zündung auszu lösen. Neben dem Spannungsteiler 114, 115 wird das Zündpotential hauptsächlich noch bestimmt durch die Z-Diode 132, der noch die Diode 131 in Reihe liegt, um den Zweig zum Zünden im Bereich der regulären Steuerspannung an den Anschlüssen 61, 62 aufzutrennen. Mit 12 ist ein Sperrschichtkondensator bezeichnet.

Der Schaltungsblock 3 arbeitet nach dem Prinzip von Fig. 2, d. h., daß die Quelle für das Zündpotential auch den Strom zum Durchbrennen der Brennstrecke 10 liefert, wobei der Anschluß 62 positiv und der Anschluß 61 negativ ist. Als Quelle für das Zündpotential dient der Stoßkondensator 17, dessen Stoßstrom durch den niederohmigen Wider stand 118 begrenzt ist; er wird von der Spannungsquelle 16 über den hochohmigen Widerstand 119 auf ca. 40 V aufgeladen. Um die Steigung der Transferkennlinie zu reduzieren, wird der Stoßkondensator mittels des Schalters 20 auf die Anschlüsse 61, 62 geschaltet. Es fließt Strom im Zündkreis des Thyristors, von dem Anschluß 62 durch den Widerstand 116 zur Basis des Transistors 14, weiter zu dessen Emitter, parallel durch die Anode des Thyristors 15 und das anoden seitige Gate zum Kollektor des Transistors 14, dann weiter durch die Z-Diode 132, die Diode 131 und den Widerstand 114 zum Anschluß 61. Selektionsmittel in dieser Schaltung sind die Diode 131 und die Z-Diode 132, ergänzt durch das aus den Widerständen 114, 115 und dem Kondensator 12 gebildete Integrierglied. Letzteres ist erforderlich, da die Anschlüsse 61, 62 mit einem relativ langen Kabel verbunden sind, auf dem im hochfrequenten Störfeld Amplituden bis zu 20 V influenziert werden. Diese würden ausreichen, den Thyristor 15 leit fähig zu machen und so die Funktion des Stromreglers zu stören. Die Brennstrecke wäre bei dem zu erzielenden geringen Strom nicht ge fährdet.

Claims

1. Integrierte Schaltung, insbesondere monolithisch integrierte Schaltung, von der im verpackten Zustand mindestens ein Kennwert und/oder mindestens eine Funktion veränderbar ist, dadurch gekenn zeichnet, daß zum Verändern des mindestens einen Kennwerts und/oder der mindestens einen Funktion Mittel zum Durchbrennen von Leiter bahnen oder zum Kurzschließen von Schaltungselementen vorgesehen sind, die über wenigstens zwei (61, 64) der nach außen führenden regulären Anschlüsse (61, 62, 63, 64, 65, 66) der integrierten Schaltung (1) durch Anlegen mindestens eines Zündpotentials betätig bar sind.

2. Integrierte Schaltung, insbesondere monolithisch integrierte Schaltung, mit nach außen führenden regulären Anschlüssen, von der im verpackten Zustand wenigstens zwei Kennwerte und/oder wenigstens zwei Funktionen durch Mittel zum Durchbrennen von Leiterbahnen oder zum Kurzschließen von Schaltungselementen veränderbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß außer den nach außen führenden regulären An schlüssen wenigstens ein zusätzlicher Anschluß (67) vorgesehen ist in Verbindung mit logischen Verknüpfungsgliedern zum Ansteuern der Mittel zum Durchbrennen von Leiterbahnen oder zum Kurzschließen von Schaltungselementen.

3. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine Zündpotential außerhalb des während des Be triebszustands der integrierten Schaltung an den betreffenden An schlüssen liegenden regulären Potentialbereichs ist.

4. Integrierte Schaltung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch mindestens ein den Mitteln zum Durchbrennen von Leiterbahnen bzw. zum Kurzschließen von Schaltungselementen vorgeschaltetes Se lektionsmittel zum Abtrennen des Zündpotentials von den während des Betriebszustands der integrierten Schaltung an den betreffenden An schlüssen liegenden regulären Potentialen.

5. Integrierte Schaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auslösen eines Abgleich- bzw. Funktionsänderungs-Vorgangs mindestens zwei Zündpotentiale vor gesehen sind, die durch Mittel innerhalb der integrierten Schaltung logisch verknüpft sind.

6. Integrierte Schaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auslösen eines Abgleich- bzw. Funktionsänderungs-Vorgangs mindestens zwei Zündpotentiale vorgesehen sind, die durch Mittel innerhalb der integrierten Schaltung logisch verknüpft sind, wobei mindestens eines der Zündpotentiale innerhalb des während des Be triebszustands der integrierten Schaltung an den betreffenden An schlüssen liegenden regulären Potentialbereichs ist.

7. Integrierte Schaltung, insbesondere monolithisch integrierte Schaltung, von der wenigstens zwei Kennwerte und/oder Funktionen im verpackten Zustand veränderbar sind durch Mittel zum Durchbrennen von Leiterbahnen oder zum Kurzschließen von Schaltungselementen, nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel innerhalb der integrierten Schaltung zum logischen Verknüpfen von mindestens zwei Zündpotentialen vorgesehen sind.

8. Integrierte Schaltung, insbesondere monolithisch integrierte Schaltung, von der wenigstens zwei Kennwerte und/oder Funktionen im verpackten Zustand veränderbar sind durch Mittel zum Durchbrennen von Leiterbahnen oder zum Kurzschließen von Schaltungselementen, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei verschiedene Zündpotentiale über einen Anschluß zum Auslösen von zwei Abgleich- bzw. Funktionsänderungs-Vorgängen in Verbindung mit Selektionsmitteln vorgesehen sind.

9. Integrierte Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Durchbrennen von Leiter bahnen oder zum Kurzschließen von Schaltungselementen Transistoren und/oder Thyristoren verwendet sind.

10. Integrierte Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromquelle zum Durchbrennen von Leiterbahnen oder zum Kurzschließen von Schaltungselementen die Be triebsstromquelle der integrierten Schaltung verwendet ist.

11. Integrierte Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromquelle für die Mittel zum Durchbrennen von Leiterbahnen oder zum Kurzschließen von Schaltungs elementen eine Stromquelle vorgesehen ist, die mit den Anschlüssen für die Betriebsstromquelle der integrierten Schaltung verbunden ist, und daß ihre Spannung außerhalb des Betriebsspannungsbereichs liegt.

12. Integrierte Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Stromquelle zum Durchbrennen von Leiterbahnen oder zum Kurzschließen von Schaltungselementen min destens eine der Zündpotential-Quellen verwendet ist.

13. Integrierte Schaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Selektionsmittel Halbleiterstrecken mit mindestens einem PN-Übergang, beispielsweise Dioden, Zener dioden, Transistoren und Thyristoren und/oder Konden sator-Widerstandskombinationen als Differenzier- oder Integrier glieder und Kombinationen daraus verwendet sind.