Метод диагностирования БМК по температурным режимам

• Автор: Цырлов, Андрей Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Орел
• Количество страниц: 156 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ГЛАВА 1 ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ИС

1.1 ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ИС

1.2 АНАЛИЗ ДЕФЕКТОВ И МЕХАНИЗМОВ ОТКАЗОВ

1.3 СТАТИСТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ОТКАЗОВ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ

1.4 ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЕ СРЕДСТВА ДИАГНОСТИРОВАНИЯ И КОНТРОЛЕПРИГОДНОСТЬ ИС

1.5 ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТОИМОСТНОЙ АНАЛИЗ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

1.6 ИНТЕГРАЦИЯ РАЗРАБОТКА - ПРОИЗВОДСТВО

1.7 ВЫВОДЫ
ГЛАВА 2 МЕТОДИКА СКВОЗНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОНТРОЛЕПРИГОДНОСТИ ИС НА БМК

2.1 КОНТРОЛЕПРИГОДНОСТЬ И РАСЧЕТОПРИГОДНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ БМК КР1580ХМЗ

2.2 ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ МИКРОСХЕМ НА БМК
2.3 МОДЕЛИ КОМПОНЕНТОВ ИС
2.4 ТЕСТОВАЯ И ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ ИС
2.5 МОДЕЛЬ МНОГОМЕРНОГО АНАЛИЗА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИС
2.6 МЕТОД КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ИС ПРИ КОНТРОЛИРУЕМОМ САМОРАЗОГРЕВЕ
2.7 РЕАЛИЗАЦИЯ МИКРОСХЕМ НА БМК КР1580ХМЗ
2.8 ВЫВОДЫ
ГЛАВА 3 СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ
3.1 ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС
3.2 ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
3.3 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕТОДА
3.4 ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
4.1 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ПАК
4.2 АНАЛИЗ КРИСТАЛЛОВ ИС, ИЗГОТОВЛЕННЫХ В РАМКАХ МЕТОДИКИ СКВОЗНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ
4.3 ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ ИС
4.4 АНАЛИЗ И ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЗАМЕНЫ ЭТТ МЕТОДАМИ ДК
4.5 ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение 1 Зависимости параметров БМК КР1580ХМЗ
Приложение 2 Технологический маршрут изготовления БМК
Приложение 3 Эскиз габаритного чертежа корпуса 2101.8-1
Приложение 4 Методика диагностирования ИС на БМК

Актуальность темы. Современный этап развития отечественного производства характеризуется широким внедрением энергосберегающих технологий с целью снижения себестоимости продукции. В тоже время качество и надежность продукции определяются ее конструктивнотехнологическими особенностями, позволяющими изделию функционировать в широком диапазоне температур и внешних факторов. Процесс отбраковочных испытаний изделия как по контролю его работоспособности в диапазоне температур, так и по стимулированию скрытых дефектов, требует создания соответствующих температурных условий. Эти испытания по определению являются энергозатратным, что создает противоречие между обеспечением качества продукции и снижением ее себестоимости.
Актуальность проблемы наиболее отчетливо проявляется для изделий электронной техники (ИЭТ), так как основным требованием, определяющим потребительскую стоимость данной продукции, является обеспечение надежности. Основным фактором обеспечения надежности является неремон-топригодность ИЭТ. Особая сложность обеспечения качества проявляется при разработке и производстве интегральных микросхем (ИС), характеризующихся большим количеством элементов конструкции, сформированных в монолитном кристалле, и большим количеством функциональных и физических параметров, требующих контроля.
Следует отметить, что на противоречие между обеспечением высокого качества ИС и их низкой себестоимости накладываются проблемы, вызванные возникновением новых требований к элементной базе, основными из которых являются сокращение сроков освоения, малая серийность производства и финансирование НИОКР за счет средств изготовителя.
В рамках традиционных подходов к реализации заказных микросхем, соответствующих требованиям приемки гражданской продукции или продукции военного назначения [1-4], основные требования не реализуемы в си

гласования с нагрузкой; матрица нескоммутированных базовых ячеек; трассировочное пространство, предназначенное для коммутации элементов.
В общем случае исполнение периферийной части и трассировочного пространства определяется техническими требованиями к разрабатываемым на БМК микросхемам. Трассировочное пространство представляет собой систему заранее расположенных или закладываемых при проектировании трасс для связи между собой функциональных узлов, элементов, а так же разводку цепей "питание-земля". Система трасс может быть многослойной. В свою очередь матричная часть в большей степени определяется технологией изготовления БМК. Базовая ячейка биполярных БМК представляет собой набор транзисторов и резисторов, содержащих до нескольких десятков компонентов.
Подробный разбор конструктивно-схемотехнических решений БМК, выполненных по ТТЛ, ТТЛШ и ЭСЛ технологиям, приведен в источнике [55]. В ходе разработки БМК КР1580ХМЗ проведен анализ схемотехники КМОП БМК для определения наиболее перспективного варианта [55, 56].
БМК КР1580ХМЗ ориентирован на разработку драйверов для управления устройствами индикации и автоматики, поэтому кристалл обладает мощным выходом и малой емкостью в 500 пар транзисторов. Эффективное использование КМОП БМК достигается позиционированием библиотечных элементов во всех 500 местах встык друг к другу. Разработанный БМК имеет традиционную архитектуру, представленную на рисунке 2.2. По периметру кристалла располагаются периферийные ячейки с контактными площадками и схемами согласования входных и выходных цепей трех видов.
Контактные площадки 16 (питание) и 8 (земля) непосредственно без дополнительных цепей выходят на внутренние цепи БМК. Контактные площадки 4, 12, 15 предназначены для использования в качестве входов, поэтому эти периферийные ячейки включают в себя только схему защиты по входу, которая представлена на рисунке 2.3 а. Универсальные периферий-