Измерение наряду с контролем и испытаниями (измерительным и контрольным) являются единственно возможными операциями, выполняющими уникальную функцию получения информации о ходе (идентификации хода) разработки, производства и эксплуатации изделий микроэлектроники [1]. При этом имеет место следующие тенденции в эволюции названных операций:
а) от измерения - к контролю (по мере роста объема производства изделий);
б) от измерения и контроля - к измерительному и контрольному испытаниям соответственно (по мере роста сложности изделий);
в) от измерения - к контрольным испытаниям (по мере роста объема производства и сложности изделий).
Таким образом, при значительных объемах производства сложных изделий ключевой операцией, позволяющей проверить качество изделия и не допустить брак до потребителя, является операция контрольного испытания. К потребительским видам этой операции относят такие важнейшие составляющие проверки качества микроэлектронных изделий как функциональный и параметрический контроль.
Функциональный контроль (ФК) интегральных схем (ИС) заключается в подаче на ИС входного набора сигналов, формировании выходного эталонного набора сигналов и получении результатов логического сравнения эталонного и выходного (с ИС) наборов сигналов [2]. Для сложных ИС высокой степени интеграции и обладающих памятью совокупность процедур ФК составляет до 90% от всего объема контроля.
Сегодняшнее положение дел в отечественной электронной промышленности требует внедрения новых средств контроля качества изделий микроэлектроники, в частности, оборудования ФК. Основные фонды контрольно-измерительного оборудования стремительно устаревают как морально, так и физически. Их эксплуатация сопряжена с повышенными расходами на электроэнергию и учащающейся потребностью в ремонте, что, в свою очередь, может приводить к остановкам производственного процесса. Все это повышает и без того значительные затраты на операции контроля. Выходом из сложившейся проблемной ситуации является разработка новых систем ФК с применением современной элементной базы.
К рассмотрению предлагается проект минисистемы ФК «Бекар». Важными потребительскими характеристиками этого прибора являются достаточные для нужд отечественных производителей электроники технические характеристики, низкая себестоимость, компактные размеры, малое энергопотребление.
Основные технические характеристики:
- число двунаправленных каналов драйверов/компараторов - 16;
- максимальная частота ФК - 15 МГц;
- глубина тестовой последовательности (ТП) - 256 Кбит на канал;
- разрядность задающего уровни напряжений ЦАПа - 14 двоичных разрядов;
- формат выдачи тестовых воздействий - NRZ.
Основные возможности:
- программируемые уровни напряжения для задания входных воздействий и контроля ответных реакций;
- программируемый строб компаратора;
- программируемая частота ФК в диапазоне 1кГц - 15МГц;
- память ошибок с программируемым на всем диапазоне ТП окном шириной 1Кбит;
- коммутатор каналов;
- возможность организации 2-х независимых групп каналов с разными уровнями напряжения задания входных воздействий и контроля ответных реакций;
- выдача синхросигнала на любом заданном шаге ТП;
- выдача опорной частоты ФК;
- возможность внешней синхронизации;
- основные характеристики генератора слова:
- линейное выполнение ТП или любого ее фрагмента;
- зацикливание группы тестовых векторов (ТВ);
- останов выдачи ТВ на произвольном шаге ТП или в результате брака;
- режим поиска логического состояния.
Электрическая схема канальной электроники была разработана на основе ординарных дискретных элементов без применения дорогостоящих готовых решений; цифровая логика реализована на основе ПЛИС. Вышеперечисленные схемотехнические особенности рассматриваемой минисистемы ФК позволили существенно снизить ее себестоимость без ущерба производительности, что в совокупности с конструктивно-технологическим преимуществами делают ее весьма привлекательным продуктом на рынке промышленного оборудования контроля изделий микроэлектроники.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Бондаревский А.С., Петрухнова Г.В. Микроэлектроника: применяемость, сущность и соотношение операций измерения, контроля, испытаний.
- Эйдукас Д.Ю. и др. Измерение параметров цифровых интегральных схем. - М.: Радио и связь, 1982. - 368 с.
Работа представлена на научную заочную электронную конференцию «Новые измерительные приборы и оборудование», 15-20 октября 2005г.