,fx2 I fmi

IX UiM

Рис 7 17 Эквивалентная схема адаптерной платы

R tBx Rfi - сопротивдение нагрузки и вь[ходное сопротивление драйвера Lkom Ском - паразитные пара метры коммутатора Си - Ск - паразитные емкости контактора (зонда) 1квх Lk вы< - паразитные индуктивности выводов контактора, С,-;-С,- - паразитные емкости ИС, /-цСвых ИСвых-паразит ные индуктивности выводов ИС, Cnpi , Спр2 - паразитные емкости контактора и внутрисхемной ИС, Rapi, RhCbx - проходное и входное сопротивление ИС, ?вхизн, Св -входное сопротивление и па

разитная емкость измерителя

Для выяснения влияющих факторов платы на результаты измерения необходимо провести анализ переходной характеристики (отдельно для входной и выходной цепей). Оценку частотного диапазона, а также амплитудной и временной погрешностей измерения, вносимых адаптерной платой, можно получить как реакцию этих цепей на единичный скачок напряжения. Методами приближенного анализа переходных процессов в сложных цепях можно определить их продолжительность и запаздывание [95*, 102-105].

Расчеты и экспериментальные исследования влияния реальных паразитных параметров адаптерной платы (паразитных параметров отдельных ее конструктивных и схемотехнических элементов) показали [95], что при измерении времени установления ЦАП в диапазоне десятков и единиц наносекунд они во многом определяют погрешности измерения. Вносимая ими погрешность оказывает влияние на время запаздывания выходного сигнала и время прекращения осцилляции и колебаний. Время запаздывания выходного сигнала во многом зависит от сопротивления нагрузки измеряемой ИС и входного сопротивления измерителя. При суммарной их величине, равной 50... 100 Ом, время запаздывания выходного сигнала достигает единиц наносекунд, а разброс времени запаздывания в нескольких образцах адаптерных плат (того же самого типа) составляет сотни пикосекунд Для исключения этой погрешности в измерителях используется ее компенсация (с помощью отрезков коаксиальных кабелей или поправочных коэффициентов, введенных в управляющую ЭВМ). Более трудно компенсировать и оценивать влияние паразитных осцилляции и колебаний, так как они являются совокупностью измеряемого объекта и схемы измерения. Для их уменьшения или устранения необходимо определенным образом подобрать конструкцию адаптерной платы, предусмотреть возможно минимальные геометрические размеры токоведущих частей ее, особенно земляной шины. Продолжительность переходных колебательных процессов при плохой конструкции адаптерной платы

Приведен подробный анализ адаптерных плат

может привести к результатам измерения, значительно превышающим истинные. Например, при измерении времени установления ЦАП К1118ПА1 тем же самым измерителем удлинение геометрической длины проводников, соединяющих выход ЦАП с измерителем, от 10...20 мм до 40...50 мм дает увеличение времени установления от 20...30 НС до 50...70 не.

Глава 8

ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ И АППАРАТУРЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ МИКРОСХЕМ ЦАП И АЦП В ПРОЦЕССЕ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

8.1. КОНТРОЛЬ НА ПЛАСТИНАХ

Первой и наиболее важной операцией измерения в технологическом процессе изготовления ИС является контроль на эпитак-сиальных пластинах. Этой операцией оцениваются результаты всех предыдущих технологических процессов и определяется работоспособность схемы. В качестве контрольной аппаратуры, как правило, используется аппаратура, предназначенная для выходного или входного контроля, работающая совместно с зондовой установкой типов Зонд А-5, ЭМ-680 и др. В тех случаях, когда измеряемые ИС должны работать при повышенной температуре окружающей среды, используются зондовые установки с подогреваемым столиком, например типа ЭМ-6020.

Общим требованием контроля и измерения параметров ИС на пластине является максимальное число измеряемых параметров (как статических, так и динамических), чтобы до минимума уменьшить коэффициент запуска корпусов, который желательно иметь близким к единице. Коэффициент запуска корпусов - соотношение всех собранных ИС к полученным из них годным ИС. Необходимо отметить, что коэффициент запуска корпусов для ЦАП и АЦП в зависимости от их сложности колеблется от единицы до десяти и более. Уменьшение коэффициента запуска корпусов дает не только экономию самых корпусов, но и уменьшение трудоемкости изготовления, а тем самым - и себестоимости ИС Для уменьшения коэффициента запуска корпусов проверка на пластине производится по жестким нормам разбраковки (до двух и более погрешностей измерения параметра).

Высокие точностные характеристики ЦАП и АЦП предъявляют специфические требования к измерению и контролю их параметров на пластине. Основными факторами, во многом вызывающими дополнительные погрешности измерения на пластине, являются надежность и качество контактирования зондов, предназначенных для

подключения измерителя к измеряемой ИС, а также генерации, возникающие в кабелях, соединительных проводах и самих зондах.

Качество и надежность контактирования зондов определяются переходным сопротивлением зонд-площадка подсоединения вывода ИС, а также его стабильностью. Влияние переходного сопротивления на измеряемые параметры ИС очень заметно при больших коммутируемых токах, так как незначительное изменение сопротивления приводит к большим падениям напряжений, что непосредственно влияет на режим измерения, а тем самым - на погрешность измерения. Учитывая, что значения токов потребления быстродействующих ЦАП и АЦП достигают сотен и более миллиампер (например, для К1107ПВ2 ток потребления от источника отрицательного напряжения равен 400...450 мА), незначительные изменения переходного сопротивления зондов приводят к неприемлемым результатам измерения. Для увеличения надежности и стабильности контактирования применяются специальная конструкция зондов, их параллельное соединение, проверка переходных сопротивлений с помощью специальных тестов и тестовых пластин или кристаллов.

Для подключения измеряемого кристалла к измерителю обычно используются универсальные зондовые держатели (типа УК-1), имеющие регулировочные винты, предназначенные для выставления игл на контактные площадки проверяемого кристалла. Такие зондовые держатели широко применяются для проверки ИС с малым числом контактных площадок и достаточно большими их размерами. Основными недостатками таких зондовых держателей, затрудняющих их использование для измерения параметров ЦАП и АЦП, имеющих большое число контактных площадок и потребляющих большие токи, являются сложность установки зондов на площадки (из-за больших геометрических размеров держателей), нестабильность переходного сопротивления, сбои координат игл. Кроме того, иглы таких зондовых держателей имеют сравнительно малый срок службы: 50...500 тыс. контактирований.

Наиболее высокие эксплуатационные параметры обеспечивают зонды с жесткой топологией, называемые устройствами контактными фиксированными (УКФ). Они представляют собой ряд контактирующих игл специальной формы, залитых или запаянных на изоляционную плату. Распайка или заливка (диэлектрическим клеем) игл осуществляется с помощью специальных установок, позволяющих выставить иглы по топологии контактирующих площадок для конкретного типа проверяемого кристалла (индивидуально для каждого типа ИС). Основные параметры регулируемых зондовых держателей и УКФ приведены в табл. 8.1.

Использование УКФ для контроля ЦАП и АЦП на пластине дает возможность уменьшить погрешности измерения и коэффициент запуска корпусов. Кроме того, малые геометрические размеры игл позволяют создавать устройства для оценки динамических параметров на пластине (для АЦП и менее быстродействующих ЦАП).