30-12
2015

Качество начинается с входного контроля

Входной контроль компонентов является неотъемлемой частью обеспечения качества продукции в производстве электроники. С повышением уровня сложности производимых изделий, повышается уровень ответственности компонента в изделии. Особенно важна 100% исправность комплектующих изделий при сборке ответственных узлов управляющих систем, когда неисправность какой-либо одной детали может повлечь за собой выход из строя других деталей, узлов, а возможно, и всего комплекса в целом.

Проведение входного контроля необходимо для любых типов компонентов, от резисторов и до интегральных микросхем (ИМС).

Очень важно на этапе входного контроля оценить работоспособность ИМС.

На сегодняшний день ассортимент выпускаемых микросхем ТТЛ и КМОП логики настолько велик, что самым доступным решением при тестировании ИМС является универсальное устройство, позволяющее проводить проверку большого количества элементов.

Как правило, для контроля ИМС, требуется оборудование, выполняющее функциональную поверку параметров на соответствие Таблицы истинности. При большой номенклатуре проверяемых ИМС подобные тестеры являются дорогостоящими, а процесс написания тестовых программ - трудоемким.

Обычно, производители электроники на входном контроле ограничиваются визуальным осмотром и инструментальным контролем геометрии микросхем.

Однако, при отсутствии внешних повреждений корпуса и соответствии чертежам, могут наблюдаться дефекты ИМС, выявляемые лишь тестированием компонента. При проведении тестирования ИМС, ее серия и тип известны, и микросхема считается исправной, при условии соответствия всех контролируемых входных и выходных сигналов для данной ИМС нормативным требованиям ТУ.

Статистические данные говорят о том, что на практике до 80% дефектов ИМС, выявленных на входном контроле – это повреждения входных/выходных каскадов ИМС, вызванные "пробоем" защитных диодов, либо отсутствие связи между кристаллом и выводом ИМС. Поэтому, для отбраковки ИМС на входном контроле наиболее доступным решением являются комплексы, анализирующие входные/выходные каскады.

Метод аналогового сигнатурного анализа (ASA) – сравнение вольт-амперной характеристики тестируемого компонента с эталонной, является универсальным методом для диагностики радиокомпонентов, в том числе интегральных микросхем. Метод ASA позволяет наглядно представить состояние компонента, в том числе, и полупроводников.

Суть метода аналогового сигнатурного анализа (ASA), иногда этот метод называют VI (напряжение - ток), заключается в том, что прибор выводит на экран ПК вольтамперную характеристику (сигнатуру) анализируемой цепи, которая сравнивается с эталонной. Эталонная сигнатура может быть получена от исправного компонента, из электронной библиотеки компонентов, либо из альбома эталонных сигнатур, поставляемого с прибором. Отличие сигнатур говорит о неисправности.

При тестировании компонентов до монтажа на плату используется ZIF колодка с "нулевым усилием" Возможно изготовление специализированной оснастки с учетом особенностей корпуса элемента.

Поскольку входной/выходной каскад ИМС сформирован полупроводниковым элементом (диодом или транзистором), то для исправного компонента будет получена сигнатура, характерная для диода, представленная на Рис. 1.

 

При "пробое" входного каскада мы будем наблюдать сигнатуру, характерную для обычного резистора (Рис. 2).

 

При отсутствии связи кристалла с выводом ИМС на экране будет горизонтальная линия (Рис. 3).

  

Сигнатуры являются уникальными для каждого типа логики ТТЛ или КМОП, а также могут быть различны для ИМС разных производителей и, даже, разных партий. Поэтому, для подтверждения типа ИМС необходимо использовать в качестве эталона хотя бы одну, заведомо годную, микросхему из партии.

Приборы имеют несколько режимов работы:

В режиме реального времени (непосредственного сравнения) прибор сравнивает два одинаковых устройства – эталонное и тестируемое и результат тестирования выводится на монитор ПК.

В режиме быстрого тестирования прибор тестирует многовыводные компоненты (в основном разъемы и ИМС), используя мультиплексор, имеющий 128 каналов. По каждому каналу последовательно опрашивается состояние всех выводов тестируемого устройства относительно общего, оценивая совпадение/несовпадение сигнатур в заданном поле допуска. Результат тестирования выводится на экран монитора с указанием дефектного вывода. Для контактирования с выводами ИМС используются тестовые клипсы, изготавливаемые для любых типов корпусов микросхем. Набор эталонных сигнатур для микросхемы необходимо сохранить в памяти ПК, присвоив соответствующее имя, и использовать для тестирования целой партии, формируя, таким образом собственную библиотеку компонентов.

В режиме программирования прибор производит проверку проверяемого изделия по заданной программе тестирования. Оператор устанавливает пробники согласно командам программы, а сравнение сигналов выполняется прибором автоматически. Наличие файла эталонных сигнатур позволяет обойтись при тестировании без использования второго (эталонного) устройства.

Достоинства применения метода ASA:

• Автоматизация: Прибор обеспечивает автоматическое сравнение проверяемого модуля с эталонным и сообщает результат тестирования ГОДЕН / НЕГОДЕН.
• Универсальность: Позволяет диагностировать любые виды электронных компонентов.
• Простота в освоении и эксплуатации: Эксплуатировать данное оборудование может осуществлять персонал со средней квалификацией.
• Безопасность тестирования: Тестирование производится без подключения питания к проверяемым и эталонным компонентам.

Технические характеристики

Область использования прибора не ограничивается описанным в настоящей статье методом применения.

Прибор может быть использован производителями электроники и сервисными центрами для поиска неисправностей в электронных модулях на компонентном уровне.