SU1640660A2 - Способ отбраковки КМОП интегральных схем по уровн м надежности - Google Patents

Abstract

Изобретение i позвол ет повысить точность отбраковки путем уменьшени  ошибки первого рода, определ ющей долю элементов пониженного качества, попавших в класс повышенного качества. Цель изобретени  - повышение достоверности отбраковки. Отбраковку осуществл ют по величине переменного резистора 2 нагрузки , включенного в цепь источника 1 питани  последовательно с испытуемой микросхемой 3. Критическим считаетс  сопротивление , при котором наступает функциональный отказ испытуемой микросхемы, регистрируемый блоком 4 функционально- параметрического контрол . В способе оптимизировано число испытаний дл  достижени  заданной надежности. 1 ил.

Description

У

е

Оч

&

о

Os

о

ю

Изобретение относитс  к технической диагностике и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по авт. св. № 1269061.

Цель изобретени  - повышение достоверности отбраковки.

Сущность способа основана на том, что функционирование микросхем контролируют методом функционально-параметрического контрол , а под отказом микросхемы понимают функциональный отказ, т.е. в процессе испытаний контролируют величину выходного напр жени  на i-м выходе микросхемы через врем  задержки 1К после подачи на вход микросхемы сигнала логического нул  или логической единицы. Под функциональным отказом понимают отклонение выходного напр жени  логической единицы в меньшую, а логического нул  в большую сторону по сравнению с заданными в технических услови х.

Параметр считаетс  соответствующим норме, если выходное напр жение микросхемы через врем  tK соответствует заданному в технических услови х. Включение резистора нагрузки в цепь питани  микро- схемы и увеличение его сопротивлени  приводит к тому, что, начина  с некоторого критического значени  (Ркрит) сопротивлени  резистора нагрузки, микросхема перестает срабатывать, т.е. у нее наступает функцио- нальный отказ в приведенном выше смысле.

Таким образом, дл  отбраковки микросхемы определенной серии выбирают контрольную партию. Осуществл ют проверку функционировани  каждой микросхемы партии в процессе увеличени  сопротивлени  резистора нагрузки с шагом 100 - 300 Ом. Определ ют величину критического сопротивлени  нагрузки каждой микросхемы из партии. По результатам измерений стро т гистограмму распределени  Вкрит. По гистограмме определ ют наиболее веро тное значение Вкрит.м в контрольной партии и его среднеквадратическое отклонение

.32

а

крит. (1)

где . - дисперси  распределени .

Микросхемы считают ненадежными, если выполн етс  условие

| Ккрит. - Нкрит.м а.(2)

Эти микросхемы отбраковывают.

Задача повышени  достоверности отбраковки сводитс  к выбору из отобранной совокупности изделий тех из них, которые составл ют класс повышенного качества.

По результатам отбора исходим из того, что в процессе дальнейших испытаний отобранные микросхемы должны работать безотказно . Определим количество испытаний,

5

0 5 0

5 0

5 0

5

0

5

(5)

(6)

которые необходимо произвести с каждой микросхемой, чтобы гарантировать требуемую веро тность безотказной работы Ртр при заданной доверительной веро тности у и нижней границе ее изменени  Руд

Известно, что при проведении испытаний по биноминальной схеме при отсутствии отказов в процессе испытаний

Ру (1-у,О)

где п - минимальное количество испытаний.

Дл  определени  количества минимально необходимых испытаний положим Ру Ртр.

При этом условии соотношение (3) принимает вид

РтР(1-у)1/п(4)

Логарифмиру  неравенство (4), получим

KiT

° - ID Ртр

Ограничива сь минимальным значением п, получим

n-K1-X)t

. 1П Ртр

откуда и следует формула изобретени .

На чертеже показана схема реализации способа.

На схеме обозначены источник 1 питани , переменный резистор 2 нагрузки, испытуема  микросхема 3, блок 4 функционально-параметрического контрол , например стенд контрол  интегральных схем Повод.

Напр жение питани  с источника 1 подаетс  на последовательно соединенные резистор 2 нагрузки и испытуемую микросхему 3. С блока 4 функционально-параметрического контрол  подают на входы интегральной микросхемы напр жение логического нул  и логической единицы. Одновременно блок 4 регистрирует напр жение на соответствующих выходах испытуемой логической микросхемы через врем  задержки сигнала tt. Этим достигаетс  проверка функционировани  микросхемы.

Способ осуществл етс  следующим образом .

Измен ют величину сопротивлени  резистора нагрузки через 100 - 300 Ом. При каждом значении сопротивлени  резистора нагрузки осуществл ют проверку функционировани  и регистрируют величину сопротивлени  резистора нагрузки, при котором наступает функциональный отказ микросхемы . Это сопротивление считаетс  Икрит. Далее повтор ют измерение Якрит дл  каждой микросхемы ограниченной выборки. По данным измерений стро т гистограмму распределени  значений Ркрит По гистограмме

наход т значение Ркрит.м..соответствующее максимуму распределени , и среднеквадра- тическое отклонение а.

Устанавливают критерий отбраковки

| °крит - Нкрит.м О,

Дл  всех микросхем, не вход щих в выборку , повтор ют измерение по трем пунктам и считают микросхему негодной, если она соответствует условию отбраковки, в противном случае схему считают годной.

При условии годности микросхемы дл  требуемой веро тности безоткаэанной работы РТр и доверительной веро тности у по формуле (6) определ ют количество испытаний п.

Устанавливают сопротивление резистора нагрузки минимальное дл  микросхем, признанных годными, равное

R Ккрит.м о, и повтор ют контроль функционировани .

Если в п испытани х микросхема ни разу не отказала, то ее считают надежной , в противном случае ее отбраковывают.

Применение способа обеспечивает существенное повышение надежности отобран- ной партии микросхем. Этим достигаетс  высока  гарантированна  надежность дорогосто щей аппаратуры, в состав которой вход т КМОП микросхемы, а следовательно, и значительна  экономи  средств, обуслов-

ленна  увеличением времени их безотказной эксплуатации.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ отбраковки КМОП интегральных схем по уровн м надежности по авт. св. № 1269061, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности отбраковки , задают доверительную веро тность и требуемую веро тность безотказной работы интегральной схемы в процессе испытаний , повтор ют многократно испытани  интегральной схемы при сопротивлении нет грузки, определ емом по формуле

   R e Ккрит.м ОС, )

   где Якрит.м - сопротивление, соответствующее максимуму распределени  критических сопротивлений в ограниченной выборке микросхем;

   а- среднеквадратичное отклонение, распределени  критических сопротивлений ,

   причем число испытаний п определ ют по формуле

   П-Н1-У),

   1П Ртр

   где у-доверительна  веро тность;

   Ртц требуема  веро тность безотказной работы, и признают ненадежными интегральные схемы, отказавшие хот  бы один раз в процессе дополнительных испытаний.