Устройство параметрического контроля интегральных схем

(1% (10 01 К 31 28 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН 3 ГОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 904449, кл. С О 1 К 31/28, 1980.Авторское свидетельство СССРВ 985755, кл. С 01 В. 31/28, 1981.(54) УСТРОЙСТВО ПАРАМЕТРИЧЕСКОГОКОНТРОЛЯ ИНТЕГРАЛЬНЬИ СХЕМ(57) Изобретение относится к области вычислительной техники. Можетбыть применено для параметрическогоконтроля интегральных схем (ИС).Цель изобретения - повышение быстродействия контроля. Устройство содержит входы 1, коммутатор 2, измеритель 12, многоканальный програм1287060 25 30 35 мируемый источник напряжений 14,элемент ИЛИ 15, блок 25 управления,регистр 8. Для достижения поставленной цели в устройство введены многоканальный компаратор 7, блок 13 совпадения, блоки 9, 10 памяти, блок11 нагрузок, блок 16 выделения напряжений, образованы новые функциональные связи. В описании изобретения предложен вариант исполненияблока вьделения напряжений и блокауправления. Работа устройства заклюИзобретение относится к вычислительной технике и может быть применено для параметрического контроляинтегральных схем (ИС),Цель изобретения - повышение быстродействия контроля.На чертеже представлена структурная схема устройства параметрического контроля ИС.Устройство состоит из входов 1,коммутатора 2, состоящего из первойгруппы реле с контактами 3 и обмотками управления 4, второй группы реле с контактами 5 и обмотками управления 6, многоканального компаратора7, регистра 8, первого 9 и второго10 блоков памяти, блока 11 нагрузок,измерителя 12, блока 13 совпадения,многоканального программируемого источника 14 напряжений, элемента ИЛИ15, блока 16 вьделения напряжений,состоящего, например,из первой 17 ивторой 18 диодных групп, первого 19и второго 20 резисторов, первого 21и второго 22 реле, операционного. усилителя 23, группы 24 операционных усилителей; блока 25 управления,состоящего, например, из четырехэлементов задержки 26-29, трех триггеров 30 - 32, двух индикаторов 33и 34, входа 35 "Пуск", генератора36 тактовых импульсов, элемента И37, счетчика 38.Входами 1 устройства являютсяпервые входы коммутатора 2, вторыевходы которого соединены с выходамипервого блока 9 памяти, первые входы которого соединены с выходами регистра 8, первые входы которого соечается в последовательном контролевсех заданных параметров ИС. Устройство позволяет значительно быстрееобеспечить параметрический контроль ИС за счет измерения только на техвыходах ИС, которые имеют наихудшиепараметры. Использование устройства для контроля ИС позволяет резкоповысить производительность контроля в том случае, когда требуетсяпроводить большое количество измере-,ний параметров. 2 з.п. ф-лы, 1 ил,динены с выходами многоканальногокомпаратора 7, измерительные входыкоторого соединены с первыми выходами коммутатора 2, первыми входами блока 11 нагрузок и первыми входами блока 16 вьделения напряжений, вторые входы которого соединены спервыми выходами второго блока 10,вторые выходы которого соединены свходами источника 14 напряжений,первый выход которого соединен совторым входом блока 11 нагрузок,два третьих входа коммутатора 2 соединены с двумя вторыми выходами источника 14 напряжений соответственно, третий выход источника 14 напряжений соединен с третьим входом блока 16 вьделения напряжений, выход которого соединен с.задающим входом многоканального компаратора 7, стро 20 бирующий вход которого соединен с первым выходом блока 25 управления,второй выход которого соединен состробирующим входом регистра 8,сбросовый вход которого соединен свыходом элемента ИЛИ 15. Третьи выходы второго блока 10 памяти соединены с четвертыми входами коммутатора 2, второй выход которого соединен с третьим входом блока 11 иизмерительным входом измерителя 12,второй вход которого соединен с третьим выходом блока 25 управления,четвертые выходы которого соединеныс входами второго блока 10 памяти,четвЕртые выходы которого соединеныс первым входом блока 13. Выход ответа измерителя 12 соединен с первым входом блока 25 управления и870603 12стробирующим входом блока 13, второйвход которого соединен с вторым выхо.дом измерителя 12, Выход блока 13соединен с вторым входом блока 25управления, третий вход которого соединен с пятым выходом второго блокапамяти 10, шестой выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ15, второй вход которого соединен спятым выходом блока 25 управления,седьмой выход блока памяти 10 соеди-.нен с вторым входом блока памяти 9,а восьмой - с четвертым входом блока 16,Устройство работает следующим образом.функцией блока 16 является выделение максимального или минимального из напряжений, имеющихся на егопервых входах и передача этого нап- .ряжения на свой выход. Допустим,что все напряжения на первых входахблока 16 выделения напряжений Щ ,020, где и - количество входов) имеют положительную полярность,и реле 21 и 22 находятся в положении,показанном на чертеже (в случае отрицательных напряжений эти реле должны находиться в положении, обозначенном пунктиром).Напряжения на выходах операционных усилителей группы 24 (ОУ 24) бу 1дут соответственно равны 0 =КО,;ЩП; =К"Н где Кэффициент усиления ОУ 24. Если на третий вход блока выделения напряжений 16 подать нулевой потенциал, то напряжение в точке (39) будет равно максимальному из напряжений ПП, ,П за вычетом падения напряжения на открытом диоде группы 18, т,е,Нь =макс Щ) - П = К макс Я, )-Ц где П - падение напряжения на открытом диоде группы 18. В этом случае на выходе операционного усилителя 23, который имеет коэффициент усиления равный 1/К будет напряжение Пзз =макс (П )П1 К фт.е. на втором выходе блока 16 установится максимальное из напряжений на его первых входах за вычетом поправки. Если же на третий вход блока выделения 16 подать напряжение, боль 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 шее каждого из П ,Н, Нл тонапряжение в точке (39) равно П =мин (П) + Нд = Кфмин (О;)+П тогда, напряжение на выходе операционного усилителя 23 равно 1п: мин (и. )+Ь,хзс т.е. на втором выходе блока 16 установится минимальное из напряжений на его первых входах плюс поправка Нд/К,Аналогичным образом производитсявыбор максимального или минимального из напряжений на первых входахблока выделения 16 тогда, когда ониимеют отрицательную полярностьПриэтом реле 21 и 22 должны быть переведены в положение, обозначенное начертеже пунктиром.Величина П/К выбирается из требований разрешающей способности многоканального компаратора 7, Эта величина напряжения является также ивеличиной допустимой зоны фиксации предельных значений по другимвходам 1. В случае попадания в этузону нескольких входов выбор входа.1 для замера на измерителе 12 осуществляется блоком памяти 9, кото рый из нескольких предельных входоввыделяет один и переключает одноиз реле первой группы.Работа устройства заключается впоследовательном контроле всех заданных параметров ИС. При контролекаждого из параметров выполняетсяследующая последовательность действия: подготовка устройства к контролю очередного параметра; поиск входа 1, который облацает наихудшимзначением контролируемого параметра; измерение значения контролируемого параметра на выбранном входе 1Начинается работа устройства сподачи на вход "Пуск" 35. По этомусигналу сбрасывается счетчик 38 ирегистр 8, а триггера 32 и 30 переводятся в состояние, соответствующее разрешению прохождения тактовыхимпульсов с генератора 36 через элемент И 37 на вход счетчика 38 (индикаторы вГодностьь 34 и "Брак" 33при этом гаснут). При обнулении регистра 8 из блока памяти 9 выбирается ячейка, соответствующая нулевым значениям на его первых входах, 1287060 -независимо от второго входа блока памяти 9 на его выходах появляется код, по которому реле первой группы отключают входы 1 от измерителя 12 и подключают их к реле второй группы.Прн обнулении счетчика 38 сигналом с входа "Пуск" 35 из блока памяти 10 выбирается первая ячейка. По появлении информации, хранящейся в 1этой ячейке на выходах блока памя 1ти 10, производятся следующие действияС четвертых выходов на блок 13 ,подается уставка, соответствующая границе допустимого значения контролируемого параметра, один из разрядов уставки задает больше или меньше данной величины должно быть измеренное значение контролируемого параметра,.С вторых выходов блока памяти 10 подается код на входы многоканального источника 14 напряжения. Приэтом с третьего выхода источника 14 на третий вход блока 16 выделения напряжений подается напряжение в соответствии с тем, какое из напряжений на первых входах блока 16 выделения должно быть выделено на его выходе, максимальное или минимальное, С первого и второго выходов источника 14 подаются напряжения соответственно на второй вход блока 11 нагрузок и третий вход коммутатора 2, необходимые для установки объекта контроля в нужный для контроля режим. С четвертого выхода источника 14 на пятый вход коммутатора 2 подается напряжение, которое необходимо установить на незадействованных при контроле измерительных входах многоканального компаратора 7;С помощью третьих выходов блока памяти 10 реле второй группы коммутатора 2 переключаются в положение,при котором контролируемые входы 1 подключаются ко входам многоканального компаратора 7, первым входом блока 1 нагрузок и первым входом блока 16 выделения напряжений. Остальные входы 1 соединяются со вторым выходом программируемого источника 14.В случае контроля при положительных напряжениях реле 21 и 22 по информации с первых выходов блока памяти 10 переводятся в положение, как показано на чертеже, В случае контроля при отрицательных напряжениях они переводятся в положение, показанное пунктиром.С седьмого выхода блока памяти10 на второй вход блока памяти 9 подается сигнал, указывающий на то, КаО кой из выходов ИС 1 необходимо считать наихудшим, тот который имеетмаксимальное значение контролируемого параметра, или тот, значение параметра у которого минимально.С появлением первого импульса сгенератора тактовых импульсов 36 навходе счетчика 38 его содержимоеувеличивается на единицу, При этомиз блока 10 памяти выбирается вто рая ячейка, содержимое которой рав 1 но содержимому первой ячейки и, поэтому состояние устройства при этомне изменяется. Это сделано для.того,чтобы исключить зависимость от вэа 25 нмного расположения во времени сигналов с генератора 36 и сигнала навходе "Пуск" 35.Этот же импульс пройдет через30 элементы задержки 26-28. Задержка на элементе 26 обеспечивает окончание переходных процессов на входахмногоканального компаратора и выходе блока выделения напряжений 16.Сигнал с выхода элемента 26 поступает на стробирующий вход компаратора7, Вход порога на многоканальном ".компараторе 7 соединен непосредственно с выходом блоха 16 выделения,40 поэтому на выходах многоканальногокомпаратора 7 будет выделен вход 1с наихудшим значением контролируемого параметра. Если наихудшим входом 1 является тот,кото 45 рый имеет наибольшее значение контролируемого параметра, то соответствующий ему выход компаратора 7 будет установлен в состояние логического "0", в то время как другие выходы компаратора находятся в состоянии логической "1". В случае, когданаихудшим входом 1 является тот, укоторого значение контролируемоговывода минимально, соответствующий55 ему выход компаратора 7 будет установлен в состояние логической "1",в то время как другие выходы компаратора будут находиться в состояниилогического 0, 1287060 8При появлении сигнала на выходе . элемента 27 задержки состояние выходов компаратора 7, записывается в регистр 8, откуда поступает на вход блока 9 памяти. При этом, в зависимости от второго входа блока 9 памяти (этот вход установлен в зависимости от того, какой из входов 1 является наихудшим, тот который имеет максимальное или минимальное значение параметра) и первых входов блока 9 памяти на его выходах появляется код, по которому наихудший вход 1 с помощью реле первой группы коммутатора 2 подключается к измерительчому входу измерителя 12.В информации, записанной в блоке 9 памяти, предусмотрен и тот случай, когда разрешающая способность компаратора 7 и блока 16 выделения напряжений не позволяет вьщелить равно один вход 1 с наихудшим значением контролируемого параметра. В этом случае может, например, выбираться тот из наихудших входов 1, который имеет наименьший номер. После появления сигнала на выходе элемента 28 задержки запускается измеритель 12, который к этому моменту подключен к входу 1 с наихудшим значением контролируемого параметра. Для ожидания конца измерений в устройство введен триггер31, который сигналом запуска измерителя 12 переводится в состояние,при котором запрещается прохождение импульсов через элемент И 37. Поэтому состояние устройства не изменяется до тех пор, пока триггер 31 не будет опять переведен в состояние, разрешающее прохождение импульсов через элемент И 37, сигналом 11 Конец измереннй 119 который вырабатывается на первом выходе измерителя 12 и проходит на триггер 31 через элемент 29 задержки. Элемент 29 введен для того, чтобы переход к контролю следующего параметра не начинался до тех пор, пока не будет установлена годность контролируемой ИС по текущему параметру.Решение о годности контролируемой ИС по текушему параметру устанавливается по выходу блока 13, на который со вторых выходов измерителя 12 поступает измеренное значение параметра. Стробируется блок 13 сигналом 1 Конец измерения 1 с перво-35 40 рения соответственно с выводов, имеющих наибольшее и наименьшее значения параметра.Если ни по одному параметру ИС не обнаруживается брак, то с пятого выхода блока 10 памяти триггер 32 переводится в состояние, при котором загорается индикатор "Годность" 34 и запрещается прохождение тактовых импульсов через элемент 37 И. Работа устройства заканчивается. Коммутатор 2 обеспечивает также блокировку тех входов многоканального компаратора 7, которые не используются при контроле данного параметра. В этом случае на них с четвертого выхода многоканального программируемого источника 14 напряжений подается потенциал, соответствующий гарантированной годности ИС по данному параметру, например другой полярности, что обеспечивает исключение выбора вывода ИС, который не участвует в контроле по данному па 50 55 го выхода измерителя 12. Если блок13 устанавливает брак ИС по контролируемому параметру, то на его выходе появляется сигнал, который переводит триггер 30 в состояние, прикотором загорается индикатор "брак"33 и эапрещаетсн прохождение тактовых импульсов через элемент И 37.Работа устройства заканчивается, 10 В случае, если не установлен бракИС по контролируемому параметру,триггер 31 открывает элемент И 37,и очередной тактовый импульс с генератора 36 тактовых импульсов пос тупает на вход счетчика 38 и элемента 26 задержки. Происходит сбросрегистра 8 сигналом с шестого выхода блока памяти 10,.проходящем черезэлемент ИЛИ 15, подготовка устройст ва к контролю следующего параметраИС, нахождение вывода ИС, обладающего наихудшим значением данного параметра и затем непосредственное измерение зйачения параметра на выбранном выводе. Выполняются эти операциианалогично тем, которые описаны дляконтроля первого параметра.Если величина некоторого контролируемого параметра должна находить ся в области между двумя значениямии, следовательно, наихудшими входами являются входы с наибольшим инаименьшим значениями параметра, тов этом случае производится два изме 9 128 раметру, Этот потенциал поступает через контакты 5 реле, которые подключены на соответствующие входы многоканального компаратора 2.Количество измерений, необходимых для контроля ИС с помощью данного устройства равноН =и + 2 п 2,где и, - количество параметров,имеющих одно граничноезначение;и - количество параметров,2имеющих два граничныхзначения.Таким образом, устройство позволяет значительно быстрее обеспечить параметрический контроль ИС за счет измерения только на тех выводах ИС, которые имеют наихудшие параметры.Использование устройства для контроля ИС позволяет резко повысится производительность контроля в том случае, когда требуется проводить большое количество измерений параметров.Формула изобретенияУстройство параметрического контроля интегральных схем, содержащее коммутатор, измеритель, многоканальный программируемый источник напряжений, элемент ИЛИ, блок управления, регистр, причем Б-первых входов коммутатора соединены соответственно с Б-входами устройства, первый измерительный выход коммутатора соединен с измерительным входом измерителя, запускающий вход которого соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения быстродействия контроля, введены многоканальный 1 компаратор, блок совпадения, первый и второй блоки памяти, блок нагрузок, блок вьщеления напряжений, причем Н-вторых входов коммутатора соединены соответственно с М-выходами первого блока памяти, И-первых входов которого соединены с И-выходами регистра соответственно М-первых входов которого соединены с И-выходами многоканального компаратора соответственно, И-измерительных вхо 7060 10 35 40 45 50 5 0 15 20 25 30 дов которого соединены соответственно с Я-вторыми измерительными выходами коммутатора, И-первыми входами блока нагрузок и М-первыми входами блока выделения напряжений, второй вход которого соединен с первымвыходом второго блока памяти, второй выход которого соединен с входом многоканального программируемого источника напряжения, первый выход которого соединен с вторым входом блока нагрузок, третий вход которого соединен с измерительным входом измерителя, у которого выход ответа соединен с первым входом блокауправления и стробовым входом блокасовпадения, выход которого соединенс вторым входом блока управления,третий выход которого соединен сстробовым входом многоканальногокомпаратора, четвертый выход блокауправления соединен с стробовым.входом регистра, вход сброса которогосоединен с выходом элемента ИЛИ, дватретьих входа коммутатора соединеныс двумя вторыми выходами многоканального программируемого источниканапряжения, третий выход которогосоединен с третьим входом блока выделения напряжений, выход которогосоединен с задающим входом многоканального компаратора И-третьих выходов второго блока памяти соединеныс И-четвертыми входами коммутатора соответственно, пятый выход блокауправления соединен с входом второго блока памяти, четвертый выходкоторого соединен с первым входомблока совпадения, второй вход которого соединен с выходом результата измерителя, пятый выход второго блока памяти соединен с третьим входом блока управления, шестой выход - спервым входом элемента ИЛИ, седьмой выход - соединен с вторым входомпервого блока памяти, а восьмой - счетвертым входом блока вьщелениянапряжений.1 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок вьщеления напряжений состоит из первой и второй диодных групп, первого и второго резисторов, двух реле, группы операционных усилителей, операционного усилителя, причем входы группы операционных усилителей являютсяИ-первыми входами блока вьщелениянапряжений, второй вход которого со128 7060 2 Составитель В. СавиновТехред М,Ходанич Корректор Е. Сирохман Редактор И. Сегляник Заказ 7710/47 Тираж 730 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 11единен с обмотками первого реле, первый контакт которого через операционный усилитель соединен с выходом блока выделения напряжений, третий вход которого соединен с первым контактом второго реле, второй контакт которого через первый резистор соединен с вторым контактом второго реле и общим выходом первой диодной группы, раздельные входы которой соединены с соответствующими выходами группы операционных усилителей и с соответствующими раздельными входами второй диодной группы, общий выход которой соединен с третьим контактом первого реле и через второй резистор с третьим контактом второго реле.3. Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок уп-равления состоит из первого, второго, третьего и четвертого элементов задержки, первого, второго и третьего триггеров, первого и второго индикаторов, входа "Пуск", генератора тактовых импульсов, элемента И, - счетчика, причем выход первого элемента задержки является третьим выходом блока управления и соединен с входом второго элемента задержки,выход которого является четвертым выходом блока управления и соединен с входом третьего элемента задержки, выход которого соединен с первым выходом блока управления и первым входом первого триггера, вход "Пуск" соединен с сбросовым входом счетчика, первыми входами второго и третьего триггеров и вторым выходом10 блока управления, пятый выход которого соединен с выходом счетчика, тактовый вход которого соединен с входом первого элемента задержки и выходом элемента И, первый вход бло ка управления через четвертый элемент задержки соединен с вторым входом первого триггера, второй вход блока управления соединен с вторым входом второго триггера, третий вход 20 блока управления соединен с вторымвходом третьего триггера, первые выходы первого, второго и третьего триггеров соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами элемента И, четвертый вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вторые выходы второго и третьего триггеров соединены соответственно с первым и вторым инди каторами.