Устройство для контроля параметров полупроводниковых приборов

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВИзобретение относится к электронной промышленности и может быть использовано для контроля параметровтранзисторов и интегральных микросхем,5Из вест ны устройств а контроля параметров полупроводниковых приборов,управляемые электронной вычислительной машиной (ЭВМ).Известно устройство, содержащееЭВМ с оперативным запоминающим устройством (ОЗУ) и устройством вводавывода, программируемые источникинапряжения и тока, измерительныйблок, коммутационную матрицу блоки 5согласования, управления и индикации.Оператор вводит в ОЗУ ЭВМ универсальную управляющую программу, котораясодержит все необходимые подпрограм-мы работы, например подпрограммы режима разбраковки,измерения с выводом результатов на печать или на перфолентуи т,д., и устанавливает переключательпрограммы в положение, определяемоетребуемым режимом работы устройства 25контроля, ЭВМ выбирает нужную подпрограмму и через блок согласования,программируемые источники напряженияи тока, измерительный блок, блокиуправленич и индикации, коммутацион. 30 ную матрицу осуществляет последовательный контроль необходимых параметров полупроводниковых приборов, а блок индикации выдает информацию о результатах контроля. Известное устройство контроля обладает широкими функциональными возможностями и универсальностью (1) .Однако применение устройства оказывается экономически невыгодным иэза сложности и высокой стоимости при контроле массовой продукции небольшой номенклатуры изделий.Известно также устройство, содержащее распределитель, программатор на основе сменных диодных матриц, дешифратор, устройство управления, измерительное устройство, коммутатор цепей, коммутатор напряжений, нуль- орган, запоминающие ключи и индикатор . По команде с устройства управления распределитель ведет последовательный опрос шин матрицы программатора. При этом на них появляется двоичный код теста, который преобразуется дешифратором в сигналы, устанавливающие коммутатор цепей, измерительное устройство и коммутатор напряже ний в состояния, соответствующие иэ меряемому в данном тесте параметруи эталонному напряжению. Сравнениеизмерительного параметра с граничным значением (эталонным напряжением)производится с помощью нуль-оргайа.Известное устройство несложно 2 .Однако устройство не обладает достаточной точностью разбраковки из-зааналогового способа сравнения измеряемой величины с граничным значением и имеет ограниченные Функциональные воэможностй из-за жесткогозадания команд управления. 0Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство, содержащее регистр сдвига,связанный с программатором, сбответствующие шины которого соединены с 5цифровым компаратором и через дешифраторы с тестером, цифровым измерителем и блоком управления, блок классификации с выходом на индикатор гКроме того, устройство содержит программатор классификации, двухвходо"вые схемы совпадения и узелформирования сигналов "брак по тесту", Регистр сдвига запускается тактовымиимпульсами с блока управления и осуществляется последовательный опрос , тестовых шин программатора, в которомс помощью сменных диодов записанапрограмма испытаний. Дешифраторы преобразуют двоичный код программы в позиционный код. тестер по командам с 30программатора Формирует требуемую схему измерения параметра, задает режимизмерения и выдает ва вход цифровогоизмерителя величину йараметра в ана" логовой форме. цифровой компаратор 35сравнивает коды результата-измеренияи нормы и через узел формирования сигнала "брак по тестуф, схемы совпадения и программатор классификации выдает в блок классификации сигналы 40включения определенной лампы индикатора 3.Недостатками устройства являютсяограниченность функциональнйх воз -можностей, так как оно не позволяет 45работать по нескольким программам изза неудобства построения программатора, кроме того, в устройстве йредусмотрен только режим жесткого последовательного опроса программатора регистром сдвига и один режим адресации - на следующий тест, низкая производительность при контроле приборов,груйпа классификации которых определяется по двум или более параметрам,так как результат контроля определяется только после прохождения всеготестового набора, характеризующегоданный вид испытаний .Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства 60и МИИИбйИЪ пФйзвбдитеяьно:"Гй -контроля.Цель"достигается тем, что в устрой-"ство-"дополнительно введены последовательно соединенные первый и второй 65 мультиплексоры, регистр адреса, блок вентилей, задатчик начального адреса, декодер и коммутатор, при этом синхрониэирунщие входы блока вентилей подключены к блоку управления, выход блока вентилей связан с установочным входом регистра сдвига, эадатчик начального адреса подключен ко второму мультиплексору, один иэ входов декодера присоединен к выходу цифрового компаратора, а выходы - к блоку управления и блоку классификации, выходы коммутатора подключенык цифровому компаратору и блоку классификации, а в программатор дополнительно введены шины режима адресации, дополнительного разряда, режима контроля и адреса, причем шина режима адресации соединена со вторым входом декодера, шина дополнительного разряда - с комйутатором, шина режима контроля - с коммутатором и блоком классификации, а шины адреса подключены к информационным входам первого мультиплексора и блока классификации.Введение в устройство первого и второго мультиплексора, регистра адреса, блока вентилей и декодЕра, а также дополнительное введение в программатор шины режима адресации и шин адреса дало воэможность вести контроль приборов по разветвленной схеме, т,е. в зависимости от результата контроля в предыдущем тесте и информации, записанной на шинах адреса и режима адресации, возможен выход либо на следующий тест, либо на любой иэ последующих тестов, либо на индикатор, Это сокращает время контроля путем исключения иэ процесса контроля тестов, не свойственных данной группе или избыточных для нее.Перечисленные признаки совместно с эадатчиком начального адреса обеспечивают возможность одновременной работы по нескольким программам (каждая начинается со своего начального адреса), а также резко увеличивают число записанных в ОЗУ программ при данном объеме памяти, так как позволяют использовать ряд общих тестов для различных программ,Введение коммутатора и шин режима контроля и дополнительного разряда позволяют"наряду с режимом адресации работать в режиме последовательного контроля; причем шины последнего разряда норьЫ вэтом случае используются в качестве недостающих шин .групп.На чертеже приведена блок-схема устройства-КОнтроля параметров полупроводниковых приборов.Устройство содержит регистр 1 сдвига, программатор 2 с соответствующими шинами конца контроля 3, задержки 4, номера параметра 5, режима измерителя б, нормы 7, режима адресации 8, дополнительного разряда 9, режима контроля 10, адреса 11 и тестовыми шинами 12, дешифраторы 13, тес-( тер 14, цифровой измеритель 15,цифровой компаратор 16,декодер 17,коммутатор 18,блок 19 классификации, индикатор 20,блок 21 управления,задатчик 22 начального адреса, первый 23 и второй 24 мультиплексоры, регистр 25 адреса ъ и блок .26 вентилей. Регистр 1 сдвига (РС) имеет сбросовый, установочный и сдвигающий входы, обеспечивающие либо последователь-Оноевозбуждение его выходов в режиме сдвига п+1), либо включение любогб из последующих выходов по выбранному адресу, и осуществляет опроСтестовых шин программатора 2. На вертикальных шинах программатора 2, например, с помощью сменных диодов вкаждом тесте может быть записана следующая программа контроля в двоичномкоде: на шиках 5 (П) - номер включае-,мого параметра, на шинах 4 (3) - требуемая задержка на время переходныхпроцессов в тестере 14, на шинах 6(РИ) - диапазон и режим работы цифрового измерителя 15, на шинах,7 (Н) -норма на параметр (граничное значение), на шинах 10 (РК) - режим контроля (с адресацией либо последовательный контроль), на шинах 9 (ДР) - младший разряд нормы при контроле с адресацией или недостающие разряды 30групп в режиме последовательного контроля, на шинах 8 (РА) - режим адресации,т,е . дальнейшее направлениеконтроля, на шинах 11 (ГО, Г 1, ТО,Т 1) - адрес этого направления, т .е, 35номер группы (теста) при контролес адресацией, либо основные разрядывключения групп в позиционном коде в режиме последовательного контроля, на шине 3 (КК) - команда конца контроля (используется только в режиме последовательного контроля), так как сигналом окончания контроля при контроле с адресацией является включение любой лампы индикатора . Дешифраторы 13 преобразуют двоичный код програм мы испытаний в позиционный код. В тестере 14 по сигналу номера параметра Формируется схема измерения данного параметра, задаются требуемые режимы измерения и вырабатывается 50 аналоговый. сигнал, пропорциональный величине измеряемого параметра, ко. торый поступает на цифровой измеритель 15 и там преобразуется в двоично-дясятичный код. ЦиФровой компара тор 16 сравнивает величину измеренного параметра с нормой и выдает результат сравнения в виде логического уровня на декодер 17, который в зависимости от результата сравнения и записанного на шинах 8 кода режима адреса-ф 0 . ции выбирает одно из пятИ возможных направлений дальнейшего контроля: включение следующего теста+1), тестов ТО и Т 1, групп ГО или Г 1, адрес которыхзаписан на шинах 11, лри чем индексы 0 и 1 в обозначениях тестов и групп указывают на логический уровень цифрового компаратора 16 . На шинах 8 программируются в двоичном коде все возможные варианты режима адресации: То-т 1, ГО-Г 1, то-Г 1; ГО-Т 1, тО-(и+1), т 1-(и+1), ГО-(в+1), Г 1-(и+1). Коммутатор 18 подключает шины дополнительного разряда 9 программатора 2 в зависимости от выбранного режима контроля либо к цифровому компаратору 16, либо к блоку 19 классификации, который управляет лампами индикатора 20 и работает в двух режимаХ. В режиме адресации по команде ГО или Г 1 с декодера 17 к блоку подключается соответствующая группа шин 11 адреса, где в двоичном коде записан номер выбранной группы . После дешифрации включается соответствующий выход блока. В режиме последовательного контроля по команде ГО с декодера 17 в каждом тесте к блоку 19 классификации подключаются те иэ шин 9 и 11, на которых записаны в позиционном коде номера запрещенных групп, исключающих загорание соответствующей лампы индикатора 20, Блок 19 классификации построен таким образом, что включение группы с большим порядковым номером (худшей) отключает ранее включенную группу с меньшим номером. Индикатор 20 включается по команде с блока 21 управления по окончании программы контроля, когда в блоке 19 классификации записаны номера всех запрещенных групп для данного испытуемого прибора. Первый 23 и второй 24 мультиплексоры; регистр 25 адреса и блок 26 вентилей служат для установки в требуемое состояние регистра 1 сдвига, блок 21 управления по командам с программатора 2, цифрового измерителя 15 и декодера 17 синхронизирует работу регистра 1 сдвига, блока 19 классификации, второго мультиплексора 24, регистра 25 адреса (РА) и блока 26 вентилей. В эадатчике 22 начального адреса устанавливается с помощью переключателя начальный адрес (НА) требуемой программы контроля иэ числа, записанных в программаторе 2, причем это число в зависимости от количества, тестов в программе может находиться в пределахот 1 до М, где й - число тестов (горизонтальных шин) программатора 2.Устройство контроля в режиме адресации работает следующим образом,После нажатия кнопки "Пуск" поста оператора или автоматического контактирующего устройства блок 21 управления сбрасывает регистр 1 сдвига в нулевое состояние и стирает в блоке 19 классификации информацию о группе ранее измеренного полупроводникового прибора. Затем по комавде фЗапись НАф от блока 21 управления информация о начальном адресе, соответствующемвыбранной программе, переписываетсяиз задатчика 22 начального адреса вовторой мультиплексор 24 и запоминается в регистре 25 адреса по команде"Запись РА". После прихода импульса"Запись РСф схемы совпадения блока26 .вентилей открываются, устанавливаярегистр 1 сдвига в положение, соот- ветствукицее начальному тесту, возбуждается горизонтальная шина програм.матора 2 этого теста. В тестере 14Формируется схема измерения первого О"парайетра, подключаются соответствующие ныноды испытуемого прибора, устанавливается требуемый режим измерения. Включается диапазон и режим цифрового измерителя 15, ко второй группе входов цифрового компаратора 16подключаются шины 7 и 9 с запрограммированной нормой напараметр, включается задержка на время переходногопроцесса тестера 14, Подготавливаются цепи дальнейшего направления контроля согласно плану классификации,например, на шинах 8 запрограммировано включение следующего тестапри логическом нуле цифрового компаратора 16, и включение группы, записанной нашинах 11 (Г 1), - при логической единице. По окончании времени задержки блок 21 управлениязапускает. цифровой измеритель 15,после завершения процесса счета на 30второй группе входов цифрового компаратора 16 устанавливается код резуль" "тата измерения и по импульсуконцаизмерения в блоке 21 управления формируется сигнал, разрешающий сравнение цифровому компаратору 16, На выходе последнего устанавливается, например, нуль. Тогда включается выход (и+1) декодера 17 и через блок21 управления регистр 1 сдвига полу Очает команду перехода на следующийтест. Возбуждается следующая горизонтальная шина программатора 2, причем на шинах 8 запрограммировано,например, нключение теста Т 1, записанного на шинах 11 (Т 1) при логичес.кой единице на выходе цифрового компаратора 16 и включение следующеготеста - при нуле .Работа системы до включения цифроного компаратора 13 аналогична вышеописанному. Пусть на выходе цифрового.компаратора 15 устанавливается единица. Тогда выключается выход Т 1 декодера 17, первый мультиплексор 23 за 55писывает адрес теста, блок 21 управления сбрасывает регистр 1 сдвига внулевое состояние. По командам "Запись Аф и "Запись РАф этОт адрес переписывается новторой мультййпексор24 и запоминается в регистре 25 адреса, а по команде "Запись РС" регистр .1 сдвига через блок 26 вентилей уста "йавлйвается в положение, соответствующее требуемому адресу (тесту) . Процесс контроля протекает аналогично до тех пор, пока в зависимости от уровня выхода цифрового компаратора 15 и информации, записанной на шинах 8, не включится один иэ ныходов ГО или Т 1 декодера 17. В этом случае в блок 19 классификации с шин 11 записывается код номера группы, дешифруется и запоминается . Включается соответствующая лампа индикатора . На этом процесс контроля заканчивается.Устройство контроля в режиме последовательного контроля работает аналогично вышеописанному со следующими отличиями.Во-первых, регистр сдвига 1 работаеФ только в режиме следующего теста(п+1),опрашивая последовательно с первого по последний тест программы контроля.Во-вторых,в каждом тесте в блоке 19 классификации по результатам, сравнения с выхода декодера 17 запоминаются все запрещенные группы, записанные на шинах 11.В-тре- тьих окончательные результаты контроля блок 19 классификации выдает только после завершения всей программы испытаний по команде с блока 21 управления.В качестве программатора 2 могут быть использованы как диодные матрицы, так и постоянные перепрограммируемые запоминающие устройства (ППЗУ) в интегральном исполнении. Тестер 14 может быть совмещен с цифровым измерителем 15, а также может состоять иэ блока подключения и управляемого источника задания режима измерения.Введение новых элементов и связей(первого и второго мультиплексора, регистра адреса, блока вентилей, задатчика начального адреса, декодера, коммутатора, дополнительных шин программатора) отличает предлагаемое устрой -ство от известного за счет введениярежима адресации, позволяет намногоулучшить использование памяти устройства (позволяет записать в ПЗУ в 3-4раза большее число программ) и уменьшить в 1,5-2 раза время контроля. Кроме того, конструкция программатора,являющегося единственным сменным узлом н системе, упрощается за счет исключения программатора классификациии оперативного использования шин дополнительного разряда в различныхрежимах работы,Формула изобретенияУстройство для контроля параметров полупроводниковых приборов, содержащее регистр сдвига, связанный с программатором, соответствующие шины которого соединены с цифровым компаратором и через дешифраторы с тестером, цифровым измерителем и блоком управления, блок классификации с выходом на индикатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расшире781721 10 оставитель Ю. Брызгаловехред Ж.Кастелевич Корректор Синицка Редактор И . Черн Тираж 1019И Государственногделам изобретенийМосква, 3-35, Ра аз 8122/4 Подписно комитета СССР и открытий ушскаянаб., д./5 130 илиал ППП "Пат ния функциональных возможностей устройства и повышения производительности, в него дополнительно введеныпоследовательно соединенные первыйи второй мультиплексоры, регистр адреса, блок вентилей, задатчик начального адреса, декодер и коммутатор, при этом синхрониэируницие входы блока вентилей подключены к блокууправления, выход блока вентилей связан с установочным входом регистрасдвига, эадатчик начального адресаподключен ко второму мультиплексору,один из входов декодера присоединенк выходу цифрового компаратора, а выходы - к блоку управления и блокуклассификации, выходы коммутатораподключены к цифровому компараторуи блоку классификации, а в программатор дополнительно введены шины режимаадресации, дополнительного разряда,режима контроля и адреса, причем шина режима адресации соединена со вторым входом декодера, шина дополнительного разряда - с коммутатором, шинарежима контроля - с коммутатором иблоком классификации, а шины адресаподключены к информационным входам-первого мультйплексора и блока классификации. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1,. Авторское свидетельство СССР 9393748, кл. С 06 Е 15/46, 1970.2, Горазеев Н. Т.и др, Прибор для производственного контроля микро- сборок. Обмен опытом в радиопромьаа,ленности, 1973, Р 7, с, 49 .3. Авторское свидетельство СССР 9528520, кл. С 01 В 31/28, 1976 (про- тотипЛ Ужгород, ул. Проектная