RU2187126C1 - Device for rejection of digital integrated microcircuits - Google Patents

Device for rejection of digital integrated microcircuits Download PDF

Info

Publication number
RU2187126C1
RU2187126C1 RU2001120793A RU2001120793A RU2187126C1 RU 2187126 C1 RU2187126 C1 RU 2187126C1 RU 2001120793 A RU2001120793 A RU 2001120793A RU 2001120793 A RU2001120793 A RU 2001120793A RU 2187126 C1 RU2187126 C1 RU 2187126C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
generator
control
terminals
Prior art date
Application number
RU2001120793A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.А. Сергеев
Original Assignee
Ульяновский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ульяновский государственный технический университет filed Critical Ульяновский государственный технический университет
Priority to RU2001120793A priority Critical patent/RU2187126C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2187126C1 publication Critical patent/RU2187126C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electronics, incoming and outgoing control over quality of integrated microcircuits by value of thermal resistance. SUBSTANCE: device for rejection of digital integrated microcircuits has contact block with terminals for connection of leads of tested microcircuit, source of power supply connected to terminals of supply leads of tested microcircuit, generator of change-over pulses and modulator. One input of modulator is connected to generator of change-over pulses, output of modulator is connected to terminals for connection of leads which are inputs of several logic elements of tested microcircuit. Device is supplemented with generator of linearly rising voltage, control unit, former of threshold voltage, comparator, former of gate pulse, time selector, counter and indicator. Output of control unit is connected to control input of counter, to one input of former of gate pulse and to control input of generator of linearly rising voltage which output is connected to second input of modulator. Terminal for connection of logic element of tested microcircuit which logic state does not change is connected to input of former of threshold voltage and to one input of comparator whose second input is connected to output of former of threshold voltage and whose output is connected to second input of former of gate pulse. Output of former of gate pulse is connected to control input of time selector whose signal input is connected to output of generator of change-over pulses and whose output is connected to counting input of counter which outputs are connected to inputs of indicator. EFFECT: increased speed of test and rejection. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике контроля тепловых параметров полупроводниковых приборов и интегральных микросхем и может быть использовано на выходном и входном контроле качества МОП и КМОП цифровых интегральных микросхем для отбраковки дефектных микросхем по величине теплового сопротивления. The invention relates to a technique for monitoring the thermal parameters of semiconductor devices and integrated circuits and can be used in output and input quality control of MOS and CMOS digital integrated circuits for rejecting defective circuits according to the value of thermal resistance.

Известно устройство для измерения теплового сопротивления и отбраковки по его величине цифровых интегральных микросхем [см. А.С. СССР N 1310754. Способ измерения теплового сопротивления переход-корпус цифровых интегральных микросхем. Бюл. изобр. 1987 г. N 18], содержащее контактную колодку для подключения контролируемой цифровой интегральной схемы (ИС), источник питания, генератор переключающих импульсов, модулятор, генератор гармонических колебаний, масштабный усилитель и селективный вольтметр. В указанном устройстве на один или несколько логических элементов (ЛЭ) контролируемой ИС подают переключающие импульсы, частоту следования которых модулируют по гармоническому закону с периодом, на порядок большим тепловой постоянной времени переход-корпус данного типа ИС, а тепловое сопротивление переход-корпус определяют по амплитуде переменной составляющей температурочувствительного параметра на частоте модуляции. В известном устройстве в качестве температурочувствительного параметра используется напряжение логической "1" одного из тех ЛЭ ИС, логическое состояние которого не изменяется. A device for measuring thermal resistance and rejection by its size of digital integrated circuits [see A.S. USSR N 1310754. A method of measuring the thermal resistance of the transition-housing of digital integrated circuits. Bull. fig. 1987, N 18], containing a terminal block for connecting a controlled digital integrated circuit (IC), a power source, a switching pulse generator, a modulator, a harmonic oscillation generator, a scale amplifier and a selective voltmeter. In this device, switching pulses are applied to one or more logical elements (LEs) of the controlled IC, the pulse repetition rate of which is modulated according to a harmonic law with a period that is an order of magnitude greater than the thermal time constant of the transition-case of this type of IC, and the thermal resistance of the transition-case is determined by the amplitude variable component of the temperature-sensitive parameter at the modulation frequency. In the known device as a temperature-sensitive parameter, the voltage of the logical "1" of one of those LE ICs is used, the logical state of which does not change.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие: время, необходимое для контроля одной ИС, составляет несколько десятков тепловых постоянных времени переход-корпус данного типа ИС. A disadvantage of the known device is the low speed: the time required to control one IC is several tens of thermal time constants of the transition-case of this type of IC.

Технический результат - повышение быстродействия контроля и отбраковки. The technical result is an increase in the speed of control and rejection.

Технический результат достигается тем, что в известное устройство, содержащее контактную колодку с клеммами для подключения выводов контролируемой микросхемы, источник питания, соединенный с клеммами для подключения выводов питания контролируемой микросхемы, генератор переключающих импульсов и модулятор, один из входов которого соединен с выходом генератора переключающих импульсов, а выход - с клеммами для подключения выводов, являющихся входами нескольких логических элементов контролируемой микросхемы, введены генератор линейно нарастающего напряжения, устройство управления, устройство формирования порогового напряжения, устройство сравнения, схема формирования строб-импульса, временной селектор, счетчик и индикатор, при этом выход устройства управления соединен с управляющим входом счетчика, одним из входов устройства формирования строб-импульса и управляющим входом генератора линейно нарастающего напряжения, выход которого соединен с вторым входом модулятора, клемма для подключения вывода того логического элемента контролируемой микросхемы, логическое состояние которого не изменяется, соединена с входом устройства формирования порогового напряжения и с одним из входов устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом устройства формирования порогового напряжения, а выход - со вторым входом устройства формирования строб-импульса, выход устройства формирования строб-импульса соединен с управляющим входом временного селектора, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора переключающих импульсов, а выход - со счетным входом счетчика, выходы которого соединены с входами индикатора. The technical result is achieved by the fact that in a known device containing a terminal block with terminals for connecting the terminals of the controlled microcircuit, a power source connected to terminals for connecting the power terminals of the controlled microcircuit, a switching pulse generator and a modulator, one of the inputs of which is connected to the output of the switching pulse generator and the output - with terminals for connecting pins, which are inputs of several logic elements of the controlled microcircuit, a linearly rising voltage, control device, threshold voltage generating device, comparison device, strobe pulse forming circuit, time selector, counter and indicator, while the output of the control device is connected to the counter control input, one of the strobe pulse forming device inputs and the generator control input linearly increasing voltage, the output of which is connected to the second input of the modulator, a terminal for connecting the output of that logical element of the controlled microcircuit, a logical the state of which does not change, is connected to the input of the threshold voltage generating device and to one of the inputs of the comparison device, the second input of which is connected to the output of the threshold voltage forming device, and the output is connected to the second input of the strobe pulse forming device, the output of the strobe forming device is connected with the control input of the temporary selector, the signal input of which is connected to the output of the switching pulse generator, and the output is with the counting input of the counter, the outputs of which are connected to odes indicator.

Структурная схема устройства представлена на фиг.1. На фиг.2 представлены эпюры, поясняющие принцип работы устройства. The block diagram of the device shown in figure 1. Figure 2 presents diagrams explaining the principle of operation of the device.

Устройство содержит контактную колодку 1 для подключения контролируемой микросхемы, источник питания 2, генератор переключающих импульсов 3, модулятор 4, устройство управления 5, генератор линейно нарастающего напряжения 6, устройство формирования порогового напряжения 7, устройство сравнения 8, устройство формирования строб-импульса 9, временной селектор 10, счетчик 11, индикатор 12. The device comprises a terminal block 1 for connecting a controlled microcircuit, a power supply 2, a switching pulse generator 3, a modulator 4, a control device 5, a ramp generator 6, a threshold voltage generating device 7, a comparison device 8, a strobe pulse generating device 9, temporary selector 10, counter 11, indicator 12.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Контролируемую микросхему устанавливают в контактную колодку 1, на соответствующие выводы контролируемой микросхемы поступает напряжение питание с источника питания 2. С генератора переключающих импульсов 3 на вход модулятора 4 поступают переключающие импульсы фиксированной частоты Fм. В момент времени t1= 0 устройство управления 5 вырабатывает управляющий импульс (см. фиг. 2, а), который обнуляет счетчик 11, запускает устройство формирования строб-импульса 9 и генератор линейно нарастающего напряжения 6. Напряжение с выхода генератора линейно нарастающего напряжения 6 (фиг.2, б) поступает на управляющий вход модулятора 4, который изменяет (модулирует) частоту следования переключающих импульсов F1(t) по закону изменения модулирующего напряжения, то есть по линейному закону (фиг.2, в)
F(t)=SF•t, (1)
где SF - крутизна нарастания частоты, t - время. Переключающие импульсы линейно нарастающей частоты с выхода модулятора 4 поступают на входы нескольких логических элементов контролируемой микросхемы. При этом для МОП и КМОП цифровых интегральных микросхем рассеиваемая контролируемой микросхемой мощность P(t) и температура перехода (поверхности) Tп(t) будут также изменяться по линейному закону (см., например, Афанасьев Г.Ф., Сергеев В.А., Тамаров П.Г. Устройство для автоматизированного контроля теплового сопротивления переход-корпус мощных биполярных транзисторов/ Межвуз. сборник научных трудов "Автоматизация измерений" - Рязань.: РРТИ, 1993 - с. 86-90). Там же показано, что в приближениии двухэлементной тепловой модели микросхемы и через некоторое время после начала линейного нарастания рассеиваемой мощности, превышающее 3τТП-К, где τТП-К - тепловая постоянная времени переход-корпус данного типа микросхем, изменение температуры перехода может быть аппроксимировано (с погрешностью не более 5%) выражением
ΔTП = T0-TП(t) = SP•SF•RТП-К•(t-τТП-К), (2)
где Т0 - температура корпуса микросхемы, Sp - крутизна частотной зависимости рассеиваемой мощности (P(t)=Sp•F), RТП-К - тепловое сопротивление переход-корпус контролируемой микросхемы. По такому же закону будет изменяться температурочувствительный параметр uтп(t) контролируемой микросхемы, в качестве которого в данном устройстве используется напряжение логической "1" на выходе того элемента, логическое состояние которого не изменяется
uТП(t) = uТП(0)+kT•SP•SF•RТП-К•(t-τТП-К), (3)
где uТП(0) - значение температурочувствительного параметра до начала изменения частоты переключающих импульсов и, соотвественно, до начала линейного нарастания рассеиваемой мощности, kT - температурный коэффициент температурочувствительного параметра. Напряжение логической "1" с выхода логического элемента, логическое состояние которого не изменяется, поступает на вход устройства формирования порогового напряжения 7 и на один из входов устройства сравнения 8. Устройство формирования порогового напряжения 7 вырабатывает постоянное пороговое напряжение (фиг.2, г)
uпор = uТП(0)+Δu0 (4)
где Δu0 - постоянное смещение, определяемое для каждого типа контролируемых микросхем исходя из целей и задач отбраковки. Пороговое напряжение uпор поступает на второй вход устройства сравнения 8. В момент сравнения текущего значения температурочувствительного параметра uТП(t) с пороговым напряжением uпор (фиг. 2, г), устройство сравнения 8 вырабатывает короткий управляющий импульс (фиг. 2, д), который с выхода устройства сравнения 8 поступает на второй вход устройства формирования строб-импульса 9. В результате устройство формирования строб-импульса 9 формирует строб-импульс (фиг. 2, ж) длительностью Тс=t2-t1, который поступает на управляющий вход временного селектора 10, на сигнальный сход которого поступают переключающие импульсы фиксированной частоты Fм. За время действия строб-импульса на счетчик 11 пройдет m импульсов
m = TC•FM = (t2-t1)•FM. (5)
Это число высветит индикатор 12.The controlled microcircuit is installed in the terminal block 1, the voltage from the power supply 2 is supplied to the corresponding terminals of the controlled microcircuit 2. From the switching pulse generator 3, the switching pulses of a fixed frequency F m are fed to the input of the modulator 4. At time t 1 = 0, the control device 5 generates a control pulse (see Fig. 2, a), which resets the counter 11, starts the strobe-pulse generator 9 and the ramp generator 6. Voltage from the output of the ramp generator 6 (Fig.2, b) is supplied to the control input of the modulator 4, which changes (modulates) the repetition frequency of the switching pulses F 1 (t) according to the law of variation of the modulating voltage, that is, according to the linear law (Fig.2, c)
F (t) = S F • t, (1)
where S F is the steepness of the frequency rise, t is time. Switching pulses of ramp frequency from the output of the modulator 4 are fed to the inputs of several logic elements of the controlled microcircuit. Moreover, for MOS and CMOS digital integrated circuits, the power dissipated by a controlled microcircuit P (t) and the transition temperature (surface) T p (t) will also vary linearly (see, for example, Afanasyev G.F., Sergeev V.A. ., Tamarov PG Device for automated control of thermal resistance of the junction-case of powerful bipolar transistors / Interuniversity collection of scientific papers "Automation of measurements" - Ryazan: RRTI, 1993 - pp. 86-90). It is also shown there that in the approximation of the two-element thermal model of the microcircuit and some time after the beginning of the linear increase in dissipated power, exceeding 3τ TP-K , where τ TP-K is the thermal transition time-case constant of the case of this type of microcircuit, the change in the transition temperature can be approximated (with an error of not more than 5%) by the expression
ΔT P = T 0 -T P (t) = S P • S F • R TP-K • (t-τ TP-K ), (2)
where T 0 is the temperature of the microcircuit housing, S p is the steepness of the frequency dependence of the dissipated power (P (t) = S p • F), R TP-K is the thermal resistance of the transition-housing of the controlled microcircuit. According to the same law, the temperature-sensitive parameter u tp (t) of the controlled microcircuit will be changed, which is used in this device as a logical "1" voltage at the output of that element whose logical state does not change
u TP (t) = u TP (0) + k T • S P • S F • R TP-K • (t-τ TP-K ), (3)
where u TP (0) is the value of the temperature-sensitive parameter before the change in the frequency of the switching pulses and, accordingly, before the linear increase in power dissipation begins, k T is the temperature coefficient of the temperature-sensitive parameter. The logic voltage "1" from the output of the logic element, the logical state of which does not change, is fed to the input of the threshold voltage generating device 7 and to one of the inputs of the comparison device 8. The threshold voltage generating device 7 generates a constant threshold voltage (Fig. 2, d)
u por = u TP (0) + Δu 0 (4)
where Δu 0 is the constant bias determined for each type of controlled microcircuit based on the goals and objectives of rejection. The threshold voltage u then goes to the second input of the comparison device 8. At the time of comparing the current value of the temperature-sensitive parameter u TP (t) with the threshold voltage u then (Fig. 2d), the comparator 8 generates a short control pulse (Fig. 2, d ), which from the output of the comparison device 8 is fed to the second input of the strobe-pulse forming device 9. As a result, the strobe-forming device 9 generates a strobe-pulse (Fig. 2, g) of duration T c = t 2 -t 1 , which to the control input of a temporary village vector 10, the signal gathering of which receives switching pulses of a fixed frequency F m During the action of the strobe pulse on the counter 11 will pass m pulses
m = T C • F M = (t 2 -t 1 ) • F M. (5)
This number will display indicator 12.

Число импульсов, подсчитанных счетчиком, связано с тепловым сопротивлением переход-корпус контролируемой микросхемы простым соотношением, которое получается, если записать условие равенства uТП(t) и uпор в виде
Δu0 = kT•SP•SF•RТП-К•(TC-τТП-К), (6)
откуда

Figure 00000002

или
Figure 00000003

Задавая предельно допустимое значение теплового сопротивления переход-корпус RТП-К пред для данного типа контролируемых микросхем, нетрудно рассчитать граничное значение числа m mгр, соответствующее уровню отбраковки
Figure 00000004

При m < mгр контролируемая микросхема подлежит отбраковке.The number of pulses counted by the counter is related to the thermal resistance of the junction-case of the controlled microcircuit by a simple relation, which is obtained by writing the equality condition u TP (t) and u pores in the form
Δu 0 = k T • S P • S F • R TP-K • (T C -τ TP-K ), (6)
where from
Figure 00000002

or
Figure 00000003

By setting the maximum permissible value of the thermal resistance of the junction-case R TP-K pre for this type of controlled microcircuit, it is easy to calculate the boundary value of the number mm gr corresponding to the reject level
Figure 00000004

When m <m gr, the controlled microcircuit is subject to rejection.

Предложенный алгоритм справедлив при условии, что τТП-К = const для данного типа микросхем. Для уменьшения влияния разброса значений τТП-К от образца к образцу на эффективность отбраковки следует выбирать параметры узлов устройства и режимы их работы из условия

Figure 00000005
аThe proposed algorithm is valid provided that τ TP-K = const for this type of microcircuit. To reduce the influence of the spread of τ TP-K values from sample to sample on the rejection efficiency, one should select the parameters of the device nodes and their operation modes from the condition
Figure 00000005
a

Claims (1)

Устройство для отбраковки цифровых интегральных микросхем, содержащее контактную колодку с клеммами для подключения выводов контролируемой микросхемы, источник питания, соединенный с клеммами для подключения выводов питания контролируемой микросхемы, генератор переключающих импульсов и модулятор, один из входов которого соединен с выходом генератора переключающих импульсов, а выход - с клеммами для подключения выводов, являющихся входами нескольких логических элементов контролируемой микросхемы, отличающееся тем, что в него введены генератор линейно нарастающего напряжения, устройство управления, устройство формирования порогового напряжения, устройство сравнения, устройство формирования строб-импульса, временной селектор, счетчик и индикатор, при этом выход устройства управления, вырабатывающего управляющий импульс, который обнуляет счетчик, запускает устройство формирования строб-импульсов и генератор линейно нарастающего напряжения, соединен соответственно с управляющим входом счетчика, одним из входов устройства формирования строб-импульса и управляющим входом генератора линейно нарастающего напряжения, выход которого соединен с вторым входом модулятора, клемма для подключения вывода того логического элемента контролируемой микросхемы, логическое состояние которого не изменяется, соединена с входом устройства формирования порогового напряжения и одним из входов устройства сравнения, второй вход которого соединен с выходом устройства формирования порогового напряжения, а выход - с вторым входом устройства формирования строб-импульса, выход устройства формирования строб-импульса соединен с управляющим входом временного селектора, сигнальный вход которого соединен с выходом генератора переключающих импульсов, а выход - со счетным входом счетчика, выходы которого соединены с входами индикатора. A device for rejecting digital integrated circuits, comprising a terminal block with terminals for connecting the terminals of the controlled microcircuit, a power source connected to terminals for connecting the power terminals of the controlled microcircuit, a switching pulse generator and a modulator, one of the inputs of which is connected to the output of the switching pulse generator, and the output - with terminals for connecting pins, which are inputs of several logical elements of a controlled microcircuit, characterized in that a linearly increasing voltage generator, a control device, a threshold voltage generating device, a comparison device, a strobe pulse forming device, a time selector, a counter and an indicator, while the output of the control device generating a control pulse that resets the counter starts the strobe forming device and a linearly increasing voltage generator, connected respectively to the control input of the counter, one of the inputs of the strobe-pulse forming device and control the input of the ramp generator, the output of which is connected to the second input of the modulator, a terminal for connecting the output of the logical element of the controlled microcircuit, the logical state of which does not change, is connected to the input of the threshold voltage generation device and one of the inputs of the comparison device, the second input of which is connected to the output of the threshold voltage generation device, and the output, with the second input of the strobe pulse forming device, the output of the strobe pulse forming device connected to the control input of the time gate the signal input of which is connected to the output of the switching pulse generator, and an output - with a counter counting input, the outputs of which are connected to inputs of an indicator.
RU2001120793A 2001-07-24 2001-07-24 Device for rejection of digital integrated microcircuits RU2187126C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001120793A RU2187126C1 (en) 2001-07-24 2001-07-24 Device for rejection of digital integrated microcircuits

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001120793A RU2187126C1 (en) 2001-07-24 2001-07-24 Device for rejection of digital integrated microcircuits

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2187126C1 true RU2187126C1 (en) 2002-08-10

Family

ID=20252061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001120793A RU2187126C1 (en) 2001-07-24 2001-07-24 Device for rejection of digital integrated microcircuits

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2187126C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2485529C1 (en) * 2011-12-27 2013-06-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") System for functioning tests and burn-in testing of digital integrated circuits (ic) and very large scale integrated circuits (vlsic)
RU2808715C1 (en) * 2022-06-21 2023-12-01 СинМикро Электроникс Ко., Лтд. Single-line bidirectional direct communication channel between on-chip pads and method for creating it

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2485529C1 (en) * 2011-12-27 2013-06-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") System for functioning tests and burn-in testing of digital integrated circuits (ic) and very large scale integrated circuits (vlsic)
RU2808715C1 (en) * 2022-06-21 2023-12-01 СинМикро Электроникс Ко., Лтд. Single-line bidirectional direct communication channel between on-chip pads and method for creating it

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230122803A1 (en) On-chip oscilloscope
RU2640089C2 (en) System and method of monitoring working condition of igbt device in real time
RU2187126C1 (en) Device for rejection of digital integrated microcircuits
RU2463618C1 (en) Method for determining thermal impedance of cmos digital integrated microcircuits
US4362955A (en) Current boost circuit for a pulse generator output stage
US6590405B2 (en) CMOS integrated circuit and timing signal generator using same
US6433567B1 (en) CMOS integrated circuit and timing signal generator using same
US5869992A (en) Delay time control circuit
KR20040062647A (en) Test machine for testing an integrated circuit with a comparator
RU2504793C1 (en) Method for determination of heat-transfer resistance for digital cmos integrated circuits
RU2178893C1 (en) Process determining thermal resistance of junction-package of semiconductor diodes
RU2327177C1 (en) Method for determining thermal resistance of digital integrated microcircuits
US6462598B1 (en) Delay time control circuit
RU2174692C1 (en) Device for measuring transition-body heat resistance of digital integral microcircuits
US3752980A (en) Apparatus for measuring electroluminescent device parameters
RU2723968C1 (en) Device for determining load capacity of microcircuits
JPH0792492B2 (en) Electronic device drive circuit
RU2569922C1 (en) Method to determine heat junction-to-case resistance of digital integrated microcircuits
RU2787328C1 (en) Method for measuring transition-case thermal resistance and transition-case thermal time constant of a semiconductor product
RU2172493C1 (en) Method measuring heat resistance of junction-package of digital integrated microcircuits
RU2003128C1 (en) Method of determination of thermal resistance of junction-can of semiconductor diodes
SU532961A1 (en) Threshold clocked device
Górecki et al. Comparison of methods for measuring the turn-off energy of SiC FETs
SU1092436A1 (en) Method of determination of life-time of monitory carriers in p-n-junction semiconductor devices
SU1122983A1 (en) Device for measuring transistor current gain