ЭТТ, или когда в резюме можно написать, что профессионально моргаю светодиодом
ЭлектроТермоТренировка (ЭТТ) — один из самых действенных производственных методов технологической тренировки и отбраковки изделий электроники и микроэлектроники. На картинке приведена классическая зависимость интенсивности отказов любого устройства во времени.
Чтобы не допустить первый всплеск большого числа отказов в начальный период времени у конечного покупателя (потребителя) производители стараются «не выносить сор из избы» и «убить» потенциально слабые или бракованные изделия непосредственно в цикле производства. Для разного вида техники могут применяться разные виды тренировки — обкатка, старение, притирка и так далее. Для изделий микроэлектроники (микросхем) наиболее действенным, но в тоже время и очень дорогим является ЭлектроТермоТренировка.
ЭлектроТермоТренировка — это один из методов отбраковки микросхем, при котором в течение достаточно длительного времени (обычно 168 часов или 7 дней) микросхема находится в предельно-допустимом электрическом режиме, т.е. работает при максимальных, но допустимых рабочем напряжении питания, уровнях входных воздействий, нагрузках на выводах, тактовых частотах и так далее и при максимальной рабочей температуре. Есть другие — более «легкие» варианты, например ТермоТренировка — когда микросхемы подвергаются только максимальной температуре (она может быть больше максимальной рабочей), или ЭлектроТренировка — только электрические режимы, но в нормальной температуре. Данные виды тренировки менее затратные, но если к микросхемам предъявляются повышенные требования, то проведение ЭТТ обязательно.
Для ЭТТ только-что изготовленные микросхемы размещаются в специальные кассеты.
Кассета для установки микросхем на ЭТТ
В одной кассете может быть до сотни микросхем. Для подключения микросхемы используются контактирующие устройства (КУ), позволяющие подключить питание и сигналы, ведь запаивать микросхему нельзя.
Заполненные микросхемами кассеты размещаются в термошкафах, внутри которых обеспечивается максимальная рабочая температура.
Установка кассет с микросхемами в термошкаф
После чего подается питание, в шкафу набирается необходимая температура (обычно +125С) и начинается сам процесс тренировки.
Термошкафы для проведения ЭТТ
Поскольку при массовом производстве испытательная кассета непрерывно используется, и через нее проходит большое число микросхем, в результате кассеты достаточно быстро стареют. Чтобы продлить срок службы кассеты все активные и пассивные элементы, которые необходимы для работы тестируемых микросхем, вынесены на шлейфах в отдельный модуль, который располагается вне термошкафа и не подвергается воздействию предельных температур. Этот модуль обычно называют «эквивалент нагрузки». Что из себя представляет этот эквивалент? Как уже было отмечено ранее микросхема должна находится в предельно-допустимых рабочих режимах. Т.е. кроме максимального напряжения питания и максимальной температуры тестируемая микросхема должна работать на максимальной частоте. На входы должны подаваться реальные сигналы, а выходы микросхемы должны переключаться и быть нагружены максимально допустимым выходным током. Именно эти функции и реализует плата эквивалента нагрузки.
Классическая условная схема для проведения ЭТТ представлена на рисунке
Резисторы нагрузки R1-R4 на выходах микросхемы к «Земле» и к «Питанию» обеспечивают максимальные выходные токи. У этой схемы есть недостаток, что даже при редком переключении или даже при переводе вывода в третье состояние через резисторы будет течь ток (обычно 4–6 мА). Если же выводов у микросхемы много, например 100, то это уже 500 мА. А так как одновременно тестируется до нескольких сотен микросхем, то общий ток потребления достигает сотен Ампер. Когда возникают случаи, когда обеспечить одновременно максимальными все воздействия проблематично, допускается упростить схему. Для минимизации этих «лишних» токов нагрузки выходов используется схема, когда через резистор объединяются несколько выходов тестируемой микросхемы.
В этом случае есть гораздо легче регулировать нагрузку на выводы, так как максимальный ток протекает только тогда, когда на выходы выдаются противоположные сигналы, если же уровни выдаваемых сигналов равны, то тока нет.
Иногда для проведение ЭТТ используют некоторые природные хитрости. Например, для тестирования схем ОЗУ. Микросхема памяти всегда находится в режиме чтения, на адресные входы поступает сигнал с обычного счетчика, а для того что бы на выходе данных были переключающиеся сигналы используется знакомый многим программистам эффект, когда неинициализированная память содержит «мусор» (случайные значения) чтение которых и обеспечивает переключения на шине данных микросхемы.
При проведении ЭТТ нет полноценного контроля функционирования, факт функционирования микросхемы обычно определяется только по морганию светодиода, который висит на одном из выводов тестируемой микросхемы. И здесь есть богатое поле для творчества для любителей поморгать светодиодами.
При проведении ЭТТ возможны отказы, собственно целью этого теста и является «убийство» микросхем с дефектами. После ЭТТ все микросхемы еще раз полноценно тестируются с контролем всех параметров. Если после ЭТТчисло забракованных микросхем ниже заранее определенного уровня, то все признанные годные микросхемы отправляются потребителям. Если же уровень отказов после ЭТТ превысил заданный уровень, то это говорит о наличии какой-то системной или технологической проблеме при их изготовлении и вся партия может быть забракована.
И пока наши инженеры придумывают как еще можно поморгать светодиодами или сколько можно намайнить на микроконтроллерах, скажите о каких этапах производства микросхем вы хотите узнать, и мы расскажем «Как это работает?»
