Тестер микросхем высокочастотных импульсных преобразователей напряжения

Полезная модель относится к испытательной технике и может быть использована при параметрическом контроле микросхем высокочастотных импульсных преобразователей напряжения (ВЧИПН).
Известны многофункциональные тестеры FORMULA 2K, FT-17HF («Formula 2К» фирмы «Форм», Россия (www.form.ru), предназначенные для контроля параметров большинства микросхем малой и средней степеней интеграции, с рабочей частотой до 20 МГц, уровнями сигналов и напряжением питания до 15 В, количеством выводов от 14 до 128, в частности для цифровых интегральных микросхем (ИМС), включая аппаратную логику, микроконтроллеры и ОЗУ; микросхем смешанного сигнала - ЦАП, АЦП; аналоговых ИМС - ОУ, компараторы, ключи, стабилизаторы, аналоговые БИС на БМК.
Однако применение их для контроля параметров микросхем высокочастотных импульсных преобразователей напряжения не всегда оправдано. Основные причины следующие:
- необходимость разработки и изготовления специального измерителя малых временных интервалов и измерителя длительности фронтов одиночных импульсов в диапазоне от 10 нс с разрешением до 2 нс, не предусмотренных в указанных многофункциональных тестерах;
- неэффективное использование возможностей многофункционального тестера - используется только несколько измерителей и источников напряжения и тока (все остальные расположены в интерфейсной части согласования тестера с тестируемой ИМС);
- необходимость написания программ испытаний на специальных языках программирования, требующих стажировки у разработчиков универсальных тестеров.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является автоматизированного тестирования параметров аналоговых, аналого-цифровых, цифроаналоговых и цифровых изделий [патент RU №2447475], содержащее модульную тестовую установку, состоящую из модулей источников питания, модулей переключателей, модулей выдачи и модулей приема аналоговых и цифровых сигналов, подключенных к внутренней шине модульной тестовой установки, встроенную ЭВМ, управляющую модулями по внутренней шине модульной установки, а также дополнительный интерфейсный модуль с аппаратно-программным комплексом согласования модульной установки и тестируемого изделия.
Недостатком ранее рассмотренных устройств является необходимость разработки и изготовления сложного адаптера (т.е. интерфейсной части согласования тестера с тестируемой ИМС) для каждого типономинала испытуемых микросхем ВЧИПН, содержащего до сотни реле и дополнительные пассивные элементы, критичные к дистанции и потому приближенные к тестируемым микросхемам ВЧИПН. В итоге это приводит к существенному увеличению общего времени тестирования микросхем ВЧИПН различного типа, т.к. при тестирования одного типономинала ИМС требуется заново подключать интерфейсную часть несколькими кабелями к каждому модулю модульной измерительной установки.
Задача полезной модели снижение общего времени тестирования микросхем ВЧИПН различного типа.
Поставленная задача достигается тем, что тестер микросхем высокочастотных импульсных преобразователей напряжения, содержащий модульную измерительную установку (МИУ), состоящую из модулей источников и измерителей токов и напряжений, модулей выдачи и модулей приема аналоговых и цифровых сигналов, модуля центрального контроллера, подключенных к общей для МИУ внутренней шине, и подключенную к внешним разъемам модулей МИУ интерфейсную часть для согласования МИУ и тестируемой микросхемы, отличающийся тем, что интерфейсная часть тестера состоит из общего для различных типов тестируемых микросхем коммутатора, содержащего необходимый набор реле, коммутируемых программой, записанной в памяти МИУ для каждого отдельного теста, с возможность присоединения к коммутатору с помощью разъема индивидуального для конкретного типономинала микросхем адаптера, содержащего необходимый для задания режима работы микросхемы набор пассивных элементов и устройство контактирования с тестируемой микросхемой.
Дополнительным достоинством предлагаемого устройства автоматизировано тестера микросхем ВЧИПН является возможность обеспечить более быструю подготовку к испытаниям новых типов микросхем высокочастотных импульсных преобразователей напряжения, для чего требуется изготовить достаточно простой конструкции адаптер интерфейсной части, на который непосредственно устанавливается тестируемая микросхема, а не всю интерфейсную часть целиком.
На фиг. 1 представлена структурная схема тестера.
Тестер содержит:
1 - шасси (корзина МИУ) PXIe-1078;
2 - внутренняя для МИУ шина PXIe;
3 - модуль центрального контроллера МИУ PXIe-8821;
4 - три модуля «источник-измеритель»: два модуля типа PXIe-4139 и один типа PXIe-4137;
5 - модуль «осциллограф» PXIe-5114;
6 - 4-канальный модуль «источник-измеритель» PXIe-4142»;
7 - 64-канальный модуль цифровых выходов PXIe-2567;
8 - один многофункциональный модуль приема и выдачи аналоговых и цифровых сигналов PXIe-6230;
9 - коммутатор интерфейсной части;
10 - адаптер интерфейсной части.
Для разбраковки ИМС в корпусах непосредственно к коммутатору с помощью разъема на верхней панели присоединяется адаптер, индивидуальный для каждого типономинала ИМС. Под управлением центрального контроллера в тестере осуществляется сборка соответствующих схем для измерения различных параметров, подключение необходимых источников питания и измерителей, сравнение измеренных параметров с заданными значениями, разбраковка испытуемых микросхем, обрабатываются и документируются результаты испытаний.
Принцип действия тестера основан на методах статического контроля и измерения статических параметров микросхем, предписанных ОСТ11.073.944, в соответствии с которым на входы испытуемого устройства подаются стимулирующие воздействия с программируемыми параметрами, а ответные реакции сравниваются с эталонными.
Тестер микросхем высокочастотных импульсных преобразователей напряжения, как специализированный тестер, может применяться для входного контроля и как технологическое оборудование при производстве в заводских условиях полупроводниковых интегральных микросхем высокочастотных импульсных преобразователей напряжения аналогичных, или являющихся частичными аналогами, ИМС следующих типов: ADP3050, МР2012, LM2596, LM2576, LM2676, LT1076, LT1372, LT1170, обеспечивая автоматизированное измерение параметров ИМС и разбраковку.
Работает тестер следующим образом.
В начале работы выбирается тип ИМС, вставляется в контактирующее устройство адаптера испытуемая микросхема, нажимается кнопка запуска и начинается процесс поочередного выполнения тестов. Сначала проверяется контактирование и отсутствие коротких замыканий по выводам тестируемой микросхемы, затем включаются соответствующие реле на коммутаторе интерфейсной части, модули источников-измерителей, тем самым создавая измерительную цепь для очередного теста. Результаты тестирования выводятся в виде сообщения «годен - не годен» либо реализуется разбраковка по 9-ти группам.
Предлагаемый тестер позволяет уменьшить общее времени тестирования микросхем ВЧИПН различного типа, а также обеспечить более быструю подготовку к испытаниям новых типов микросхем высокочастотных импульсных преобразователей напряжения.