JPH0627780B2 - 集積回路のバ−ンイン方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は集積回路のバーンイン方法、特に集積回路の初
期不良を除去するために製造後の集積回路に所定のデー
タ信号（命令信号を含む）を与えて該集積回路内部を全
体的に動作させる〔通常「バーンイン」（Burn In）と
いう〕方法ならびに該方法の実施に使用する装置に関す
る。

従来の技術 従来より集積回路の初期不良、例えばAl配線が切れかけ
ているとかあるいはPSG被膜に穴があきかけているよう
な集積回路を製造後の段階で除去し出荷しないようにす
るために、製造後の集積回路を恒温炉中において高温状
態（例えば１２５℃程度の）で数時間動作させ（すなわ
ち「バーンイン」を行い）、上述したような初期不良を
有する集積回路についてはその不良状態を積極的に加速
させ、その後の出荷試験によってそのような不良品を除
去することによって、一旦出荷された製品についてはそ
の経年変化をも含めた長期にわたる信頼性を保証するこ
とができる。

そして従来におけるこの種の集積回路のバーンイン方法
としては、例えば第５図に示すように該集積回路１に動
作電圧Ｖ_CCと外部クロック信号CLKを入力することが行
われている。

しかし最近のマイコン等に用いられる集積回路では、集
積度が飛躍的に向上したため上述したような外部クロッ
ク信号の入力のみで該集積回路中の全トランジスタに対
して数％のトランジスタ（主としてクロック回路に関係
する部分のトランジスタ）がオン・オフを繰返すのみ
で、大部分のトランジスタはオンかオフの状態のままと
なっており、十分なバーンイン効果を期待することがで
きるないという問題があった。

また上記外部クロック信号のほかに、ランダムな信号波
形、例えば周期を異にした数種類のクロック信号から適
宜選択された波形の信号を、複数個のデータピンに無行
為的に入力するような方法も考えられているが、かかる
方法によっても、その集積回路全体が確実に所定の動作
をしているという保障はえられない。

この点に関し更に詳述すると、一般にマイコン等に用い
られる集積回路においては、外部からクロック信号CLK
を入力した場合、集積回路内部の分周回路によって適当
な比率で分周された内部クロック信号φを生成させ、こ
れをもとにして所定の命令サイクルが順次実行されるよ
うになっている。

ここで例えば、外部から入力されるクロック信号CLKを
もとにして、集積回路内部でこれを４分周して内部クロ
ック信号φとしている場合を考えると、その内部クロッ
ク信号φとしては、第３図(b)に示されるように互に位
相を異にした４種類の状態が考えられる。

一方、この種の集積回路の各端子は、通常その集積回路
における内部クロック信号の立上り時又は立下り時とい
った様な時点において外部から順次データ（命令）を取
り込むように決められているため、上述したように内部
クロックとして例えば４通りの状態が考えられる集積回
路に対して無行為的にデータを与えても、所定の命令サ
イクルにおいて確実に該命令サイクルに対応するデータ
（命令）が取り込まれるという所期の動作を、すべての
集積回路について期待することはできないのである。

そこで例えば第６図に示されるように、外部から集積回
路１にクロック信号CLKが入力されたとき、該集積回路
内部で生成された内部クロック信号φの位相をコントロ
ーラ５において判断し、該内部クロック信号φの位相を
合せてパターンジェネレータ６からその集積回路に一連
のデータ（命令）信号を順次供給して、該集積回路にお
ける所定の命令サイクルにおいて、該パターンジェネレ
ータ６から該命令サイクルに対応するデータ（命令）を
該集積回路に確実に入力させることが考えられるけれど
も、このような方法では集積回路１個に対しパターンジ
ェネレータが１個必要となり、それだけ装置が大規模と
なって実用性に乏しいものとなる。

また集積回路に特別のリセット信号を外部から入力する
ことによって内部クロック信号φの位相を揃えることも
考えられるが、この場合には、該集積回路にそのような
特別のリセット用端子を割付けなければならないという
問題点が生ずる。

発明が解決しようとする問題点 本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
集積回路における内部クロック信号の位相を判断しそれ
に合せてデータを入力するというような大規模な装置に
よることなく、外部クロック信号を基準とした比較的簡
単な構成によって、該内部クロック信号の位相状態に拘
らず、どの集積回路に対しても所定の命令サイクルにお
いて確実に該サイクルに対応したデータ（命令）を順次
入力させ、該集積回路全体に所期の動作すなわちバーン
インを行わせることにより、初期不良のものを積極的に
除去し集積回路製品の信頼性を保証するというバーンイ
ン本来の目的を確実に達成しうるようにしたものであ
る。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明の一形態によれ
ば、外部クロックを所定の比率で分周して内部クロック
とする集積回路に所定のデータ信号を順次入力して該集
積回路をバーンインさせるにあたり、該分周数と対応し
た該外部クロックの複数サイクルを１サイクルとし、か
つ該集積回路における内部クロックの位相状態に拘ら
ず、該１サイクル中に含まれる該内部クロックの所定の
時点において所定のデータ信号を該集積回路に入力させ
るように該データ信号の切換えを行う、集積回路のバー
ンイン方法が提供される。

また本発明の他の形態によれば、外部クロックを所定の
比率で分周して内部クロックとする集積回路に所定のデ
ータ信号を順次入力して該集積回路のバーンインを行わ
せるための装置であって、該外部クロックをカウントし
所定のカウント数に達する毎に所定のアドレス信号を出
力するカウンタ回路、および該カウンタ回路からアドレ
ス信号が入力されることによって該カウント数と対応し
た該外部クロックの複数サイクルを１サイクルとして当
該アドレスから順次データ信号を出力する記憶回路をそ
なえ、該集積回路における内部クロックの位相状態に拘
らず、該１サイクル中に含まれる該内部クロックの所定
の時点において所定のデータ信号が該集積回路に入力さ
れるように該データ信号の切換えが行われる、集積回路
のバーンイン装置が提供される。

作用 本発明方法においては外部クロックを分周して生成され
る集積回路内の内部クロックの位相状態の如何に拘ら
ず、該集積回路はその内部クロックの所定のサイクルに
おける立上り時又は立下り時といった様なあらかじめ定
められた時点に必う該サイクルに対応した所定のデータ
信号を順次取り込み、該集積回路内の全トランジスタを
オンオフさせて所期の動作すなわちバーンインを行うこ
ととなる。

また上記本発明方法を実施するために使用される本発明
装置においては、カウンタ回路が外部クロックをカウン
トし、所定数の外部クロックをカウントする毎にその出
力信号の値を１づつ増加して該出力信号をアドレス信号
としてEPROMに供給し、該EPROMは該アドレス信号により
指定されたアドレスから所定のデータ信号を出力し、該
データ信号がドライバ回路を経て所定個数の集積回路に
入力され、該集積回路の所期の動作すなわちバーンイン
を行わせる。

実施例 第３図は、本発明方法の１実施例を実施した場合の外部
クロック信号、集積回路内で生成される内部クロック信
号、および集積回路に入力されるデータ信号それぞれの
タイミング波形を示している。

すなわち、第３図(a)は、集積回路に入力される外部ク
ロック信号CLKの波形を示し、第３図(b)は、該外部クロ
ック信号CLKを集積回路内で４分周して内部クロック信
号とした場合に、該内部クロック信号としてはそれぞれ
位相を異にする４通りの状態（この場合、何れも外部ク
ロック信号の所定の立下り時においてＨレベルとＬレベ
ルとの切換えが行われている）が考えられることを示し
ている。

ところで一般にマイコン等に用いられる集積回路の各端
子は、通常その集積回路における内部クロック信号の立
上り時又は立下り時において外部から順次データを取り
込むように決められていることは前述したとおりである
が、本発明ではこの点を利用して、内部クロック信号の
立上り時にデータを取り込む端子については、第３図
(b)に示されるそれぞれの内部クロック信号の所定のサ
イクルにおける立上り時、すなわちＡ，Ｂ，ＣおよびＤ
点を１つのサイクルに包含する第３図(c)に示されるタ
イミング（すなわち所定の外部クロックの立上り時と、
その外部クロックのあと４個目の到来する外部クロック
の立上り時とを１サイクルとする）でデータ信号を切り
換えるようにする。

このようにすれば、該集積回路の内部クロック信号が第
３図(b)に示される４通りの状態のうちの何れであって
も、該集積回路はその内部クロックの所定のサイクルに
おける立上り時であるＡ，Ｂ，ＣまたはＤの何れかの時
点で必ず、所定の同一データ（命令）を取り込み、その
実行をすることになる。このようにして順次データ信号
を入力させることにより、内部クロックの位相状態の如
何に拘らず、集積回路内の全トランジスタをオンオフさ
せて所期の動作すなわちバーンインを行うことができ
る。

また内部クロック信号の立下り時にデータを取り込む端
子については、第３図(b)に示されるそれぞれの内部ク
ロック信号の立下り、すなわちＥ，Ｆ，Ｇ，およびＨ点
を１つのサイクルに包含する第３図(d)に示されるタイ
ミングでデータ信号を切り換えるようにすればよい。

なお上記実施例においては外部クロック信号を４分周し
て内部クロック信号とする場合について説明したが、そ
の分周の比率は必ずしも４分周に限られるわけではな
い。

第４図は、本発明方法の他の実施例として外部クロック
信号を６分周して内部クロック信号とする集積回路に適
用される場合が示される。この場合、内部クロック信号
としては、第４図(b)に示されるように６通りの位相状
態（この場合、何れも外部クロック信号の所定の立上り
時においてＨレベルとＬレベルとの切換えが行われてい
る）が考えられる。

いま該集積回路の各端子が該内部クロック信号の立上り
時にデータを取り込むものとすると、該６通りの内部ク
ロック信号それぞれの所定のサイクルにおける立上り
時、すなわちＩ，Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍ、およびＮ点すなわち
６個の外部クロックを１つのサイクルに包含する第４図
(c)に示されるタイミングでデータ信号を切り換えるよ
うにする。

なおこの実施例においては、データ（命令）信号を順次
入力するにあたり、上記Ｉ点に対応する外部クロックの
立上りエッジに対し充分なセットアップ時間ｔ_Sを確保
し、それから６個目の外部クロックの立上りエッジ（上
記Ｎ点に対応する）から充分なホールド時間ｔ_Hをとる
ようにしてデータ信号の切り換えが行われる。（この様
にイデータ信号の切換えは必ずしも外部クロックの立上
り時に行なわなくともよい） したがってこの実施例においても、該集積回路の内部ク
ロック信号の位相状態の如何に拘らず、該集積回路は該
Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌ，Ｍ，およびＮの何れかの時点で必ず所
定の同一データを取り込むことは、第３図の場合と同様
である。

第１図は、上述した本発明方法を実施するために使用さ
れる本発明装置の一実施例を示す。該図中、２は外部か
ら入力されるクロック信号CLKのクロック個数を数える
カウンタ回路である。この外部クロック信号は集積回路
１にも直接入力され、該集積回路内で分周されて上述し
たように内部クロック信号が生成される。

そして上述した本発明方法の第１実施例のようにこの内
部クロック信号が外部クロック信号を４分周することに
より生成される場合には、該カウンタ回路２は、上記外
部クロックCLKの個数を４個数える毎にその出力信号の
値を１づつ増加してこれをアドレス信号としてEPROM３
に供給する。これにより該EPROM３の所定のアドレスか
ら順次所定のデータ（命令）が読み出され、該データ信
号はドライバ回路４を経て集積回路１に入力される。な
お図には集積回路１が１個のブロックとして示されてい
るが、実際にはドライバ回路４の先に例えば数十個の集
積回路が接続されるものであり、かかる多数の集積回路
を一度に駆動できるようにドライバ回路４によってEPRO
M３のデータ出力を増巾するものである。

第２図は、第１図におけるカウンタ回路２、EPROM３、
ドライバ回路４、および該ドライバ回路４に接続される
集積回路１の内部構成の１例を示している。なお第２図
にも集積回路１としては１個のチップ１１しか示されて
いないが、実際には例えば数十個の集積回路チップが一
度に駆動されることは前述したとおりである。

そして第２図に例示されるものでは、カウンタ回路２の
内部は４個のチップ２１，２２，２３，および２４で構
成され、例えば外部クロック信号CLKを４個数える毎に
各チップの出力側Ｑ_A乃至Ｑ_Dから出力される出力信号の
値を１づつ増加してEPROM３に対するアドレス信号Ａ_０
〜Ａ₁₃として該EPROM３に供給される。EPROM３は、図示
の例では、２個のチップ３１，３２で構成され、それら
の出力側からとり出されたデータ内容Ｏ_０〜Ｏ_７が、ド
ライバ回路４を構成する３個のチップ４１，４２，４３
の各入力側（チップ４１における１Ａ〜４Ａおよびチッ
プ４２，４３における１Ａ〜６Ａ）に導かれる。そして
該チップ４１の出力側１Ｙ〜４Ｙおよびチップ４２，４
３それぞれの出力側１Ｙ〜６Ｙからは、１６本の信号線
から構成されるデータバスを通してデータ信号が集積回
路１の各チップの所定の端子に供給されるようになって
いる。そしてEPROMあるいはドライバ回路などの個数を
適宜選択することにより各集積回路チップの全端子に所
定のデータ信号を入力することもできる。

上述したように、本発明方法を実施するために使用され
る本発明装置は、カウンタ回路、EPROM、および必要に
応じて付加されるドライバ回路からなるもので、その構
成は比較的簡単であり、必要数の集積回路を一度にバー
ンインすることができる。

そしてEPROMを取り換え、そのデータ内容を変更するこ
とにより、どの集積回路をバーンインする場合にも適用
でき、更に出荷試験そのものを兼ねるようにすることも
できる。

発明の効果 本発明方法によれば、集積回路内における内部クロック
信号の位相状態に拘らず、どの集積回路に対しても所定
のサイクルのおいて確実に該サイクルに対応したデータ
（命令）が順次入力され、該集積回路内の全トランジス
タをオンオフさせて所期の動作すなわち完全なバーンイ
ンを行うことができる。

また本発明装置によれば、比較的簡単な構成によって、
上記バーンイン動作を必要とするすべての集積回路に対
し本発明方法を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明装置の一実施例としての集積回路のバ
ーンイン装置の全体構成を示すブロック図、 第２図は、第１図装置における、カウンタ回路、EPRO
M、ドライバ回路、および該ドライバ回路に接続される
集積回路の内部構成の１例を示す図、 第３図は、本発明方法の１実施例における外部クロック
信号、集積回路、内部のクロック信号、および該集積回
路に入力されるデータ信号それぞれのタイミング波形を
示す図、 第４図は、本発明方法の他の実施例における、上記第３
図に対応する各信号のタイミング波形を示す図、 第５図および第６図は、それぞれ従来技術における集積
回路のバーンイン方法の１例を説明するブロック図であ
る。 （符号の説明） １……集積回路、２……カウンタ回路、３……EPROM、
４……ドライバ回路、５……コントローラ、６……パタ
ーンジェネレータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外部クロックを所定の比率で分周して内部
   クロックとする集積回路に所定のデータ信号を順次入力
   して該集積回路をバーンインさせるにあたり、該分周数
   と対応した該外部クロックの複数サイクルを１サイクル
   とし、かつ互いに位相がずれている各該内部クロックで
   の順次連続した該分周数分の立上り時点又は立下り時点
   において共通のデータ信号を該集積回路に入力させるよ
   うに該データ信号の切換えを行うことを特徴とする集積
   回路のバーンイン方法。
2. 【請求項２】外部クロックを所定の比率で分周して内部
   クロックとする集積回路に所定のデータ信号を順次入力
   して該集積回路のバーンインを行わせるための装置であ
   って、該外部クロックをカウントし該分周数に達する毎
   に所定のアドレス信号を出力するカウンタ回路、および
   該カウンタ回路から該アドレス信号が入力されることに
   よって該分周数分と対応した該外部クロックの複数サイ
   クルを１サイクルとして該アドレス信号により指定され
   たアドレスからのデータ信号を順次出力するＥＰＲＯＭ
   を備え、互いに位相がずれている各該内部クロックでの
   順次連続した該分周数分の立上り時点又は立下り時点に
   おいて共通のデータ信号を該集積回路に入力させるよう
   に該データ信号の切換えが行われることを特徴とする集
   積回路のバーンイン装置。