Государственный комитет РФ

По народному образованию

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ леса

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

ДИАГНОСТИКА ЦИФРОВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ

МИКРОСХЕМ

(Для студентов специальностей 0606, 0608, 0624)

Москва – 2005

Министерство высшего и среднего специального образования РФ

Московский Государственный Университет леса

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

ДИАГНОСТИКА ЦИФРОВЫХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ

МИКРОСХЕМ

(Для студентов специальностей 0606, 0608, 0624)

Москва – 2005

Одобрено и рекомендовано к изданию

Редакционно-издательским советом университета

Кафедра “Технология приборостроения”

Составитель - доцент Молодык А.М.

Рецензент - к.т.н. Николаев В.Е.

Редактор РИО Петрова Е.Г.

По тематическому плану внунтривузовских изданий

Методической литературы на 2005 год. Поз. 74

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью настоящей работы является изучение и освоение студентами принципов диагностического контроля цифровых интегральных схем (ЦИС) по понятным диагностическим параметрам.

Время выполнения работы 4 часа.

Задание

1. Познакомиться с основами контроля качества интегральных микросхем и содержанием используемых видов контроля.

2. Изучить принципы диагностирования ЦИС и основы выбора диагностических параметров.

3. Освоить работу измерительного комплекса, используемого при диагностическом контроле ЦИС.

4. Предложенным методом диагностического контроля произвести отбор высоконадёжных образцов ЦИС из партии, предъявленной на диагностирование.

5. Проанализировать результаты диагностирования всей партии согласно методическим указаниям по диагностическому контролю.

6. Составить отчёт о проделанной работе и ответить на поставленные вопросы.

КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ АППАРАТУРА И ОСНАСТКА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Измерение диагностических параметров партии диагностируемых ЦИС типонаминала, заданного преподавателем, производится на автоматизираванном испытателем интегральных схем ИИС-1Д.

В состав испытателя ИИС-1Д входит:

• блок автоматики;

• блок питания;

• высокочастотный коммутатор;

• коммутационная колодка;

• нагрузочная колодка для контролируемой ЦИС;

• держатель интегральной микросхемы.

Меры безопастности проведения работы

1. К проведению лабораторной работы допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопастности.

2. Корпуса всех используемых измерительных приборов должны быть тщательно заземлены.

3. Питание испытателя ИИС-1Д осуществляется от сети переменного тока 220 В+-10%; 50+-1 Гц, поэтому при работе с ним необходимо соблюдать осторожность и не допускать прикосновение к токоведущим чатям.

4. Не допускается смена программирующих карт и контактирующих устройств при подключенном испытателе ИИС-1Д к питающей сети и пневмосети.

5. Во избежании поврахдения ИС статическим электричеством все измерения производить с применением заземленного браслета.

Порядок выполнения работы

1. Получить у преподавателя партию интегральных микросхем определённого типонаминала для диагностиравания.

2. Познакомиться с помощью справочника с характеристикой и составом представленной для диагностирования серией микросхем с электрической схемой и электрическими параметрами заданного типонаминала ИС.

3. Познакомиться с методическим указаниями по диагностированию ЦИС и сотавом измерительного комплекса, используемого для диагностического контроля. Измерительный комплекс должен быть подготовлен учебным мастером к контролю заданного терминала ИС.

4. Проверить наличие заземления измерительного комплекса.

5. Проверить исходное положение органов управления и коммутационных элементов измерительного комплекса.

Для используемого испытателя интегральных схем ИИС-1Д исходное положение следующее:

А) на блоке питания:

• тумблер “СЕТЬ” в выключенном положении;

• кнопки переключателей “КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЙ”, “ГЕН”, “Д1, Д2”, “ИС, БП”, “ПРЕДЕЛЫ”, “ПОЛЯРНОСТЬ” в выключенном положении;

б) на высокочастотном коммутаторе:

• для контролируемого типонаминала ИС вставлены в соответствующие разъёмы нагрузочная колодка коммутационная колодка и держатель микросхемы;

• тумблеры “РАБОТА-КОНТРОЛЬ и ” на боковой стенке коммутатора в положении “КОНТРОЛЬ”;

в) на блоке автоматики:

• все кнопки переключателей в выключенном положении;

г) на программирующем устройстве давление воздуха по манометру должно быть равным 1,8 + 2 атм.

6. Произвести включение измерительного комплекса в следующей последовательности:

а) на блоке питания:

• включить нажатием кнопку переключателя “ГЕН-И1”;

• включить тумблер “СЕТЬ”, при этом загорается сигнальная лампочка;

б) на блоке автоматики:

• включить нажатием кнопку “ИЗМЕР” переключателя “РЕЖИМ”, кнопку “0,1 H” переключателя “ДИАПОЗОН”, кнопку “ИМ11” переключателя “РЕЖИМ-РАБОТЫ”, кнопки “ЗАПРЕТ” в выключенном положении;

нажать кнопку “СБРОС” переключателя “РУЧНОЙ ВЫБОР” и общую кнопку “СБРОС” – цифровой индикатор блока должен показывать “0”.

7. Произвести измерение указанных преподавателем диагностических параметров (не более двух) у контролируемой партии ИС при номинальном напряжении питания в ручном режиме, для чего проделать следующие операции:

• надеть на руку заземлённый статический браслет;

• установить держатель микросхему и проверить напряжение питания ИС по встроенному прибору блока питания для чего нажать кнопки “ИС” переключателя “КОНТРОЛЬ НАПРЯЖЕНИЙ”, “1OB”, переключателя “ПРЕДЕЛЫ”, “+” переключателя “ПОЛЯРНОСТЬ”, “E1”, переключателя “ИС”;

• на приборе должно быть показание номинального значения напряжения для проверяемого типонаминала ИС; после проверки напряжения восстановить первоначальное положение кнопок включения кнопок питания;

• нажть кнопку “СБРОС” на блоке автоматики;

• нажимая кнопку “ПУСК” на блоке автоматики измерить диагностические параметры по цифорному табло на всех запрограммированных тестах по 3 и 5 параметру теста, и результаты измерений занести в табл. 1.

№№ контролируемых ИС

Значения диагностических параметров

При номинальном напряжении При допустимом мини-

Питания ИС мальном напряжении пита-

ния ИС B

X Y X Y

I

50

• при окончании измерений параметров контролируемой ИС нажать кнопку “СБРОС” и снять её с держателя;

• контроль последующих микросхем партии производить в соответствии с порядком, указанном в данном пункте, при этом микросхемы контролируемой партии должны быть пронумерованы или разложены в строгом порядке последовательности их проверки.

8. Произвести измерение контролируемых диагностических параметров партии

ИС при допустимом минимальном напряжении их питания, указанном в справочнике для данного типонаминала, причём контроль ИС произвести в том же последовательном порядке, в каком они проверялись при номинальном напряжении.

Последовательность операций подключения и измерения параметров ИС аналогично указанным в пункте 7. При проверке напряжения питания ИС, его минимальное значение должно быть установлено с помощью учебного мастера. После окончания измерения параметров у всех ИС напряжение питания установить вновь номинальным.

8. После проведения всех измерений параметров диагностируемой партии ИС показать табл. 1 с результатами измерений преподавателю.

9. После проверки и утверждения преподавателем результатов измерений параметров ИС произвести выключение измерительного комплекса, для чего включить нажатием кнопку “ГЕН И1”, поставить все кнопки блока автоматики в выключенное положение и тумблер “СЕТЬ” выключить. Выключение измерительного комплекса фиксируется погасанием сигнальной лампочки на его передней панели.

10. После выключения сдать комплект интегральных микросхем преподавателю. Снять электростатический браслет с руки и сдать рабочее место учебному мастеру.

11. По результатам измерений построить гистограммы распределения значений диагностических параметров. Вычислить для каждого распределения математическое ожидание М и среднеквадратическое отклонение . (Построение гистограммы и необходимые расчёты могут быть проделаны с помощью ЭВМ и имеющихся на кафедре соответствующих программ).

Нанести на полученные гистограммы распределений, соответствующие каждой из гистограмм значения М, М+ ,М- , выделив тем самым центральные зоны распределений.

8. Произвести классификацию ИС по уровням надёжности, использовав первый критерий отбора согласно применяемому методу диагностирования . В данном случае к группе с более высоким уровнем надёжности относятся ИС, удовлетворяющие условиям:

где - измеренные значения контролируемых диагностических параметров X и Y i – ой микросхемы;

- математическое ожидание проконтролированных диагностических параметров X и Y для полученных распределений;

- среднеквадратические отклонения параметров X и Y для полученных распределений.

8. Для отобранной группы ИС с высоким уровнем надёжности произвести их классификацию по второму критерию отбора данного метода диагностирования. В этом случае к группе ИС с более высоким уровнем надёжности относятся микросхемы, удовлетворяющие условию:

, где изм. погрешность измерения контролируемого параметра на измерительном комплексе.

8. Отметить в таб. 1 интегральные микросхемы, отвечающие одновременно требованиям первого и второго критерия, то есть ИС, характеризующиеся наиболее высоким уровнем надёжности. Полученные результаты показать преподавателю.

9. Составить отчёт по результатам проделанной работы.