Лекція 10

План лекції:

• Діагностування цифрових пристроїв з застосуванням зондів;

• Тестування цифрових пристроїв методом аналогового сигнатурного аналізу (АСА);

• Тестування цифрових пристроїв методом цифрового сигнатурного аналізу (ЦСА).

10. Діагностування цифрових пристроїв з застосуванням зондів і методами сигнатурного аналізу

    1. Діагностування цифрових пристроїв з застосуванням зондів

Невпинний розвиток технології виробництва напівпровідникових схем, зокрема, цифрових, висуває нові вимоги до обладнання, що повинно забезпечувати тестування таких схем. Висока щільність цифрових схем, що викликана високим ступенем їх інтеграції (до десятків мільйонів вентилів на кристалі), багатовиводові корпуси (число виводів сягає понад 700), висока щільність виводів (віддаль між виводами ≤200 мкм), розташування виводів не тільки по периметру корпусу мікросхеми, а й по всій площині, роблять практично неможливим застосування ручних методів тестування таких схем. Складним є тестування не тільки справності власне мікросхем, а й якості їх монтажу на друкованих платах. В результаті зростає потреба в автоматизації процесу тестування електронних виробів.

Одним з підходів до автоматизації процесу тестування плат з встановленими на них електронними компонентами є використання зондів.

Зонд – це, найчастіше, пристрій, що забезпечує контактування приладу (системи) для тестування з контрольними точками об’єкту діагностування (ОД).

Обов’язкові вимоги до сучасного тестового обладнання є наступними:

• двостороннє тестування плати;

• наявність зондів з автоматичним високоточним позиціонуванням;

• наявність різноманітних адаптерів;

• підтримка аналогового сигнатурного аналізу – безвекторного високошвидкісного методу тестування, що не вимагає інформації про схему електричну принципову вузла;

• можливість розроблення програм тестування методом трансляції координат тестових точок з середовища САПР;

• локалізація непропаяних і короткозамкнених виводів мікросхем;

• аналогове внутрішньо схемне тестування:

  • малоомних резисторів;

  • резисторів;

  • конденсаторів;

  • індуктивностей;

  • діодів і стабілітронів;

  • реле;

  • тестування на короткі замикання і розриви;

  • повторне тестування несправних ланцюгів і компонентів;

  • розпізнавання реперних знаків за допомогою встановленої візуальної системи;

  • компенсація скривлень плати шляхом зміни кута нахилу зонду при контакті;

  • можливість програмного керування швидкості подачі і зусилля притискання зондів і ін.

Світовим лідером в розробленні і виготовленні діагностичних установок, які відповідають перерахованим вимогам, є фірма Takaya (Японія). Прикладом може служити установка з 4-ма рухомими зондами APT9411, яка забезпечує:

• високу розділову здатність (1,25 мкм) переміщення зондів з мінімальним кроком між ними ≤200 мкм;

• високу стабільність позиціонування по осях X, Y завдяки використанню масивної гранітної плити, що захищає ОД від вібрацій;

• високу швидкість переміщення зондів по трьох осях X, Y , Z, що дозволяє перевіряти елементи з різною висотою;

• високу точність вимірювань при широкій номенклатурі компонентів;

• наявність відео контролю завдяки вмонтованій відеокамері;

• простоту програмування – тестову програму отримують конвертуванням з CAD-файлу.

Система випускається у варіантах для автономного застосування і як вбудована у технологічну лінію на виробництві електронних пристроїв. Важливою перевагою вказаної системи є 4-контактний рухомий зонд, завдяки якому відпадає потреба у конструюванні адаптерів для різних пристроїв.