Технологія випробування мікросхеми К155 ЛА7 за категорією К5 (стр. 3 из 7)

Мікросхема при роботі розсіює електричну потужність, викликає розігрів елементів. Тому її поверхня завжди має температуру на кілька градусів вище температури оточуючого середовища. Таким чином, будь-яка ІМ є джерелом інфрачервоного випромінювання. Спектр, потужність та просторові характеристики випромінювання залежать головним чином від температури елементів ІМ та стану її поверхні. З підвищенням температури потужність випромінювання швидко зростає, причому максимум спектральної інтенсивності зсувається в короткохвильову область.

1.3Радіаційні методи контролю

Радіаційні методи неруйнівного контролю ґрунтуються на використанні інформації, що отримана в результаті взаємозв’язку випромінювання з виробом, що контролюється. До числа радіаційних методів контролю відносяться: рентгенівські методи, метод фотоакустичної спектроскопії та ін.

1.3.1 Рентгенівські методи

Рентгенівські методи контролю і аналізу структури матеріалів та виробів використовуються в сучасній мікроелектроніці. Вони дозволяють отримати інформацію про орієнтації та структурну досконалість вихідних монокристалів, про величину деформації і параметри кристалічної решітки, про фазовий склад об’єктів, а також контролювати щільність і розподіл дефектів в кристалах та епітаксій них плівках без руйнування об’єктів дослідження, знаходити макровключення, геометричні відхилення правильності збирання ІМ та ін. Для аналізу відмов можуть бути використані наступні ти властивості рентгенівського випромінювання: поглинання, відхил в кристалічній решітці, власне випромінювання. В залежності від використання цих властивостей та способу перетворення і реєстрації інформації рентгенівські методи діляться на рентгенодифракційні, рентгеноструктурні, рентгеноспектральні, рентгенівські тіньові.

Методи рентгенівського аналізу основані на контролі виробу шляхом випромінювання рентгенівських дифракційних спектрів. Фізична сутність цих методів полягає в тому, що рентгенівські промені, проходячи через речовину, впливають на електрони його атомів. При цьому електронам передається коливальний рух, частота якого співпадає з частотою первинних електромагнітних коливань рентгенівського випромінювання. Промені, розсіяні електронами атомів, інтерференціюють між собою. Якщо первинне випромінювання складається з хвиль різної довжини, то отримуємо велику кількість інтерференційних максимумів від кожної родини площин з різними міжплощинними відстанями. Вимірювання цієї відстані дозволяє здійснити рентгеноструктурний аналіз. За способом реєстрації дифракційної картини методи рентгеноструктурного аналізу діляться на фотографічні і іонізаційні (за допомогою лічильників). За допомогою методів рентгеноструктурного аналізу визначається кристалічна структура і фізико-хімічна природа фаз, що утворюються в результаті технологічного процесу, старіння, вплив оточуючого середовища, а також порушення кристалічних структур.

1.3.2 Фотоакустична спектроскопія (ФАС)

Серед переваг цього методу аналізу хімічного складу матеріалів на першому місці стоять ширина і універсальність застосування і можливості отримання інформації не тільки про хімічний склад, але і про фізичні параметри матеріалів. Позитивна якість полягає також в тому, що він не потребує виготовлення спеціальних зразків та застосовується для дослідження кристалічних, аморфних і порошкоподібних матеріалів. Метод заснований на фото акустичному ефекті, що полягає в генерації акустичних коливань в газу, що оточує тверде тіло, при впливі на його поверхню імпульсного електромагнітного випромінювання (УФ-, видимого або ІЧ-діапазонів). Акустичні коливання, тобто періодичні коливання тиску газу, виникають за рахунок періодичного нагріву і охолодження поверхні (або об’єму) твердого тіла в результаті часткового поглинання ним випромінювання. Температурні зміни в газі зосереджені головним чином на прилеглому до поверхні шарі, товщина якого залежить від теплопровідності газу і частоти модуляції випромінювання. акустичні коливання реєструються мікрофоном. Вимірюючи інтенсивність акустичного сигналу від мікрофона як функцію довжини джерела випромінювання, отримують фотоакустичний спектр. На основі аналізу фотоакустичного спектру або величини фотоакустичного сигналу можна визначити коефіцієнт оптичного поглинання, теплопровідність та ін. параметри дослідних тіл. метод ФАС використовується також для вивчення адсорбції і хемосорбції.

II. ІНТЕГРАЛЬНА МІКРОСХЕМА К155 ЛА7

Мікросхема представляє собою два логічних елементи 4І-НІ з відкритим колектором і великим коефіцієнтом розгалуження по виходу. Корпус К155 ЛА7 типу 201.14-1, маса не більше 1г і у К155 ЛА7 типу 201.14-8, не більше 2.2г.

Рисунок 2.1 – Корпус К155 ЛА7

Умовне графічне зображення

1, 2, 4, 5, 9, 10, 12, 13 – входи Х1 – Х8;

6 – вихід У1;

7 – спільний;

8 – вихід У2;

14 – напруга живлення.

Електричні параметри

1	Номінальна напруга живлення	5 В 5%
2	Вихідна напруга низького рівню	не більше 0.4 В
3	Вихідна напруга високого рівню	не менше 2.4 В
4	Напруга на антизвоному діоді	не менше -1.5 В
5	Вхідний струм низького рівню	не більше -1.6 мА
6	Вхідний струм високого рівню	не більше 0.04 мА
7	Вхідний пробивний струм	не більше 1 мА
8	Струм короткого замикання	-18…-70 мА
9	Струм вживання при низькому рівні вихідної напруги	не більше 22 мА
10	Струм вживання при високому рівні вихідної напруги	не більше 8 мА
11	Вживана статична потужність на один логічний елемент	не більше 39.4 мВт
12	Час затримки розповсюдження при включенні	не більше 18 нс
13	Час затримки розповсюдження при виключенні	не більше 60 нс

III. ВИПРОБУВАННЯ ІНТЕГРАЛЬНОЇ МІКРОСХЕМИ К155 ЛА7

Дослідження ІМ на кліматичний вплив проводять для перевірки спроможності виробів виконувати свої функції, зберігати параметри та/або зовнішній вигляд в межах встановлених норм під дією та після неї.

Кліматичні дослідження проводять не тільки на стадії проектування ІМ,але і в серійному виробництві для відбраківки потенційно не надійних виробів і для контролю стабільності виробництва. Режими і умови випробування ІМ встановлюють в залежності від ступеня жорсткості, яка, в свою чергу, визначається умовами подальшої експлуатації ІМ в складі системи. Вироби вважають такими, що витримали випробування, якщо вони під час та після його проведення задовольняють вимогам, заданим в технічних вказівках (ТВ) для даного виду випробувань.

Для підвищення інформативності та ефективності кліматичних досліджень при освоєні та виробництві виробів доцільно проводити їх в такій послідовності, при якій кожне наступне випробування підсилює дію попереднього, яке могло б залишитися не поміченим. Пропонується так звана нормалізована послідовність кліматичних випробувань, що включає випробування при підвищеній температурі, короткочасне випробування на вологостійкість в циклічному режимі (перший цикл), випробування на вплив знижених температур і атмосферного тиску, випробування на вологостійкість в циклічному режимі (решта циклів). При цьому між будь-якими вказаними випробуваннями допускається перерва не більше 3 діб, за виключенням інтервалу між випробуваннями на вологість і на вплив зниженої температури, який не повинен перевищувати 2 доби. Параметри виробів зазвичай вимірюють с початку і вкінці нормалізованої послідовності.

3.1Вплив зміни температури середовища

3.1.1 Механізм дії температур

Випробування на вплив зміни температури середовища проводять для перевірки працездатності і збереження зовнішнього вигляду ІМ після вказаного впливу. В залежності від призначення і умов експлуатації, а також від конструктивних особливостей ІМ випробування проводять за методом або двох камер (для ІМ, які в умовах експлуатації підлягають швидкій зміні температур середовища), або однієї камери (при повільній зміні температури середовища). Для випробування встановлюють три цикли, якщо інше їх число не обумовлено в технічних вказівках (ТВ). Кожний цикл складається з двох етапів-випробувань: при зниженій і підвищеній температурі середовища.

При випробувані за методом двох камер ІМ виключеному стані поміщують в камеру холоду, а потім в камеру тепла, температуру в яких попередньо доводять до граничних значень. Вироби розміщують на спеціальному транспортному пристрої, який автоматично переміщує їх з однієї камери в іншу. Для виключення випадіння роси на поверхні виробів допускається розміщати їх в поліетиленових мішках, що повинно бути обумовлено в ТВ. Час переносу з камери холоду в камеру тепла і назад повинно бути мінімальним (не більше 5 хв.). При цьому рекомендується, щоб час досягнення заданого температурного режиму в камері після загрузки в неї виробів також не перевищував цього значення.

При випробуванні ІМ методом однієї камери вироби в виключеному стані розміщують в камері тепла і холоду КТХ-0.4-65/155 (рис.3.1). Температуру в камері спочатку знижують, а потім підвищують до граничного значення. Швидкість зміни температури при охолодженні рекомендується встановлювати не менше 1⁰С/хв., а при нагріві – не менше 2⁰С/хв. Для обох методів випробувань ІМ витримують при заданих температурах в продовж часу, що необхідний для досягнення виробами теплової рівноваги по всьому об’єму. Під час випробування електричне навантаження на ІМ не подають, а їх електричні параметри вимірюють до і після всіх циклів випробування, попередньо витримавши ІМ в нормальних кліматичних умовах. Одночасно з вимірюванням необхідних електричних параметрів виконують огляд ІМ.