Метод аналого-сигнатурного анализа и локализаторы неисправностей SOVTEST SFL1500, SFL2500, SFL3000

Входной контроль компонентов является неотъемлемой частью обеспечения качества продукции в производстве электроники. С повышением уровня сложности производимых изделий увеличивается уровень ответственности компонента в изделии. Особенно важно, чтобы при сборке ответственных узлов управляющих систем был обеспечен входной контроль всех электронных компонентов, так как 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, начиная с резисторов и заканчивая интегральными микросхемами (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 интегральных микросхем требуется оборудование, выполняющее функциональную проверку параметров на соответствие таблице истинности. При большой номенклатуре проверяемых ИМС подобные тестеры являются дорогостоящими, кроме того, достаточно трудоемким является процесс написания тестовых программ.

Обычно производители электроники на входном контроле ограничиваются визуальным осмотром и инструментальным контролем геометрии микросхем. Однако, при отсутствии внешних повреждений корпуса и соответствии чертежам, могут присутствовать дефекты ИМС, выявляемые лишь тестированием компонента.

При проведении тестирования интегральной микросхемы 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 интегральных микросхем, вызванные "пробоем" защитных диодов либо отсутствием связи между кристаллом и выводом ИМС. Поэтому для отбраковки микросхем на входном контроле наиболее доступным решением являются комплексы, анализирующие входные/выходные каскады (рис. 1).

Рис. 1. Локализатор неисправностей SFL3000

Метод аналого-сигнатурного анализа (ASA), заключающийся в сравнении вольтамперной характеристики тестируемого компонента с эталонной, является универсальным методом для диагностики радиокомпонентов, в том числе интегральных микросхем.

Метод ASA позволяет наглядно представить состояние компонентов, в том числе полупроводников. Оборудование, в основу работы которого положен метод ASA, разработано специалистами предприятия ООО "Совтест АТЕ" и представлено на российском рынке тестово-диагоностического оборудования в виде целого модельного ряда локализаторов неисправностей (рис. 2).

Рис. 2. Локализаторы неисправностей SFL1500, SFL2500, SFL3000

Приборы разработаны с целью максимального удовлетворения потребностей заказчиков и рассчитаны на широкий круг потребителей. Различное конструктивное исполнение и различные возможности локализаторов неисправностей позволяют представить приборы в нескольких ценовых категориях.

Суть метода аналогового сигнатурного анализа (ASA), который иногда 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. Различие сигнатур говорит о неисправности конкретного электронного компонента. Сравнение сигнатур выполняется автоматически, т.е. прибор сообщает результат сравнения (ГОДЕН/НЕ ГОДЕН). Порог различия (допуск) сигнатур задается оператором, что позволяет устанавливать любую глубину сравнения.

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

Рис. 3. Сигнатура исправной ИМС 74LS00 (диапазон напряжений LOW, частотный диапазон 50 Гц, щупы подключены ко входу и общему выводу)

Поскольку входной/выходной каскад ИМС выполнен на полупроводниковых элементах (диодом или транзистором), то для исправного компонента будет получена сигнатура, характерная для диода (рис. 3).

Рис. 4. Сигнатура ИМС 74LS00 с "пробитым" входным каскадом (диапазон напряжений LOW, частотный диапазон 50 Гц, щупы подключены ко входу и общему выводу)

При "пробое" входного каскада мы будем наблюдать сигнатуру, характерную для обычного резистора (рис. 4).

Рис. 5. Сигнатура ИМС 74LS00 с "обрывом" между кристаллом и выводом микросхемы (диапазон напряжений LOW, частотный диапазон 50 Гц, щупы подключены ко входу и общему выводу)

При отсутствии связи кристалла с выводом ИМС на экране будет горизонтальная линия (рис. 5).

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.