Способ измерения теплового сопротивления переход-корпус цифровых интегральных микросхем

(191 114 а О 1 28 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКОМ нический точнос- тивления ейн Е,1982,ыир 7.им-. одом, тоянремен темГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Ицкович З.С., ФинкельштЭлектронная техника, Сер.8.вып.б, с.23-26.Закс Д.И. Параметры тепловогожима полупроводниковых микросхемМ.: Радио и связь, 1983.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕПЛОВОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПЕРЕХОД - КОРПУС ЦИФРОВЫХИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ(57) Изобретение может быть использовано для контроля качества цифровых интегральных микросхем (ИС),Цель изобретения - повышениети измерения теплового сопроИС. Устройство, реализующее способ,содержит контактную колодку 1 дляподключения циАровой ИС, источник 2питания, генератор 3 переключающихимпульсов, модулятор 4, генератор 5гармонических колебаний, масштабнусилитель 6, селективный вольтметНа логические элементы ИС подаютпульсы, частоту которых модулируютпо гармоническому закону с перина порядок большим тепловой посной времени данного вида ИС. Пеную составляющую электрическогопературочувствительного параметра имеряют на частоте модуляции, 1 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля качества цифровых интегральных микросхем и оценкиих температурных запасов. 5Цель изобретения - повышение точности измерения теплового сопротивления интегральных микросхем путем измерения переменной составляющей температурочувствительного параметрапри модуляции раэогревающей мощностиза счет частотной модуляции импульсов, подаваемых на вход микросхемы,Цель достигается тем, что логичес 15кое состояние одного или несколькихлогических элементов (ЛЭ) интегральной схемы изменяют путем подачи наих входы переключающих импульсов иизмеряют температурочувствительныйпараметр того ЛЭ, логическое состоя 20ние которого не изменяется, приэтом частоту следования переключающих импульсов изменяют (модулируют)по гармоническому закону с известнойамплитудой и периодом Тм, превышающим на порядок тепловую постояннуювремени переход - корпус данного типа микросхем, и измеряют переменнуюсоставляющую температурочувствительного параметра на частоте модуляцииам = (2"Т) ,Для повышения точности измеренияамппитуду температурочувствительногопараметра на частоте модуляции Й мизмеряют с помощью селективноговольтметра,Сущность предлагаемого способасостоит в следующем, Мощность Р,рассеиваемая микросхемой возрастаетлинейно с частотой переключения Р40 Р Р + К Ргде Ро - средняя мощность, рассеиваемая микросхемой при частоте переключения Р, стре 45мящейся к нулю;К - крутизна зависимости Р(Р),РВ частности для МОП- и КМОП-микросхем Р =О, а Кр моо =СИТ ио фКр.кмоп= СМ 13 соответственно, гдеС - емкостная нагрузка шины синхросигналов; Ц - амплитуда синхросигналов С - емкость нагрузки мика нросхемы П - напряжение источникаа в55питания микросхемы,Таким образом, при изменениичастоты переключения по законуР = Ро + дЕ сов й, , (2)где Р - средняя частота переключения;дГ - девиация частоты,.мощностьа рассеиваемая микросхемой, также изменяется Во гармоническому закону с частотой Й м: Р = Р + дР совам,(3)где Рср Ро + КрРо аЬР = Кр дУ Если период модуляции мощности Тм = 1/ Л м много больше, чем тепловая постоянная времени переход - корпус микросхемы Г, .то для температуры поверхности кристалла микросхемы можно записать Т + дТ сов Й,С,срТк + Рср т,О-ксредняя температура поверхности кристалла микросхемы;температура корпуса микросхемы;тепловое сопротивление переход - корпус микросхемы,(4) Кр где Т р(5) Птбтак К, К,фтРгде К - температурный коэФАициент1температурочувствительногопараметра.Для увеличения полезного сигнала,а следовательно, и точности измерения необходимо увеличивать глубинумодуляции. Для этого необходимо вы -бирать среднкао частоту переключенияР и девиацию частоты ЬГ равнымиополовине максимальной частоты переключения 0,5 РПредлагаемый способ может бытьреализован с помощью устройства,структурная схема которого показанана чертеже,Устройство содержит контактнуюколодку для подключения цифровойинтегральной микросхемы 1, содержащей и ЛЭ, источник 2 питания, генератор 3 переключающих импульсов,КК дй,Тогда, измеряя амплитуду переменной составляющей температурочувствительного параметра П т на частоте Й м нетрудно определить величинум тк т,п.-й:130754 Составитель В,СтепанкинТехред А,Кравчук Редактор А.Огар Корректор А.Зимокосов Заказ 1887/42 Тираж 731ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 модулятор 4, генератор 5 гармонических колебаний, масштабный усилитель б и селективный вольтметр 7,Способ осуществляют на примере этого устройства следующим образом. 5На микросхему 1 подают напряжение питания с источника 2 питания величиной Е, На входы нескольких (К)ЛЭ (где К сп) подают переключающие импульсы с частотой следования О Г с генератора 3, При помощи модулятора 4 и генератора 5 частоту следования переключающих импульсов изменяют по гармоническому закону с заданным периодом и девиацией частоты АГ. Переменную составляющую температурочувствительного параметра п-го Э (напряжение 1) усиливают масштабным усилителем 6 и измеряют вольтметром 7. С помощью соответствующе го выбора коэффициента усиления усилителя 6 можно получить показание вольтметра 7 в единицах теплового сопротивления в выбранной системе единиц (масштаба)1 В качестве температурочувствительного параметра можно использовать выходное напряжение "0" или "1".Температурный коэффициент может быть определен по известным температурным зависимостям,Формула изобретенияСпособ измерения теплового сопротивления переход - корпус цифровыхинтегральных микросхем, заключающийся в том, что на контролируемую интегральную микросхему подают напряжение питания, на входы одного илиболее логических элементов интегральной микросхемы подают входные импульсы, предварительно устанавливают дру"гой логический .элемент в заданное выходное логическое состояние, измеряют электрические температурочувствительные параметры этого логического элемента, по результатам измерения определяют тепловое сопротивление переход - корпус интегральноймикросхемы, о т л и ч а ю щ и Й с ятем, что, с целью повышения точности измерения, частоту следованиявходных импульсов модулируют по гармоническому закону с периодом, напорядок большим тепловой постояннойвремени данного вида интегральныхмикросхем, и измеряют переменную составляющую электрического температурочувствительного параметра на частоте модуляции,