ODHALOVÁNÍ PADĚLKŮ SOUČÁSTEK PARAMETRICKÝM MĚŘENÍM

Transkript

1 ODHALOVÁNÍ PADĚLKŮ SOUČÁSTEK PARAMETRICKÝM MĚŘENÍM Unites Systems a.s recyklace ZDROJE PROBLÉMOVÝCH SOUČÁSTEK degradace parametrů přehřátím při demontáži, ESD problémy apod. vyřazení při testech/ neprovedený test přeznačené součástky levnější typ v pouzdře zcela jiné součástky v pouzdře prázdná pouzdra 2 1

2 METODY ODHALOVÁNÍ PADĚLKŮ SOUČÁSTEK Analýza pouzdra a označení Analýza pomocí RTG záření Měření voltampérových charakteristik vývodů Parametrická kontrola diskrétní součástky standardizované integrované obvody obecné integrované obvody 3 TESTER rozdílné požadavky na měřené veličiny = nemožnost použití jednoho hardware speciální interface (tzv. adaptér) 4 2

3 DISKRÉTNÍ SOUČÁSTKY Tester principiální blokové schéma Měření svodů VN zdroj B C Řízení zdrojů, měření a zpracování hodnot DUT Matice (typu kelvin) 5 Tester DISKRÉTNÍ SOUČÁSTKY několik přesných programovatelných měřicích zdrojů U/I velmi rychlé zdroje (nastavení požadované hodnoty veličiny i měření) ->možnost měřit součástky při plném zatížení bez jejich nežádoucího ohřevu (např. R DS(on) výkonového tranzistoru MOSFET) synchronní procesy nastavení hodnoty U (I) i jejich měření modulace střídavým signálem např. h 21e bipolárních tranzistorů možnost obvykle měřit všechny typy diskrétních součástek 6 3

4 DISKRÉTNÍ SOUČÁSTKY V CE(sat) bipolárního tranzistoru připojení báze tranzistoru ke zdroji B, kolektoru ke zdroji C (pomocí matice) nastavení zdrojů na požadovaný bázový a kolektorový proud měření požadované veličiny (napětí mezi kolektorem a emitorem) vypnutí zdrojů odpojení součástky od zdrojů vyhodnocení naměřené hodnoty dle limitů PŘÍKLAD MĚŘENÍ 7 DISKRÉTNÍ SOUČÁSTKY Vadná série triaků občasné spínání triaku odhalení testem svodu při jmenovitém napětí v pouzdře pravděpodobně triaky na menší napětí než bylo uvedeno Standardní tranzistor v pouzdře Darlingtonovy dvojice Usměrňovací můstek se zvýšeným svodem PŘÍKLADY Z PRAXE Diodyse zvýšeným svodem po umytí plošného spoje (=problém v materiálu pouzdra) 8 4

5 DISKRÉTNÍ SOUČÁSTKY Dynamické parametry součástek rychlé usměrňovací diody DSEP 30-06A PŘÍKLADY Z PRAXE mnohem větší hodnota Trr oproti specifikaci = značně větší rušení oproti diodám z předchozích sérií trr<30ns trr>45ns 9 STANDARDIZOVANÉ INTEGROVANÉ OBVODY operační zesilovače klasické a LDO stabilizátory obvody pro řízení spínaných zdrojů standardní logické obvody řady 74xx,4xxx některé typy pamětí 10 5

6 OPERAČNÍ ZESILOVAČE Tester principiální blokové schéma Vs Comp Ref DUT Řízení zdrojů -měření a zpracování hodnot programovatelná zpětnovazební síť 11 OPERAČNÍ ZESILOVAČE zapojení do měřicí zpětnovazební smyčky simulace podmínek, které výrobce operačního zesilovače udává jako podmínky měření parametrů součástky v katalogovém listu možnost měření všech udávaných parametrů operačního zesilovače vstupních proud v řádu pa, GBP do cca 200MHz, zesílení otevřené smyčky atd. 12 6

7 V os (offset) OPERAČNÍ ZESILOVAČE PŘÍKLAD MĚŘENÍ měřený vzorek -> vytvoření zesilovače s přesně definovaným zesílením (např. 500) připojení k napájecímu napětí nulové napětí na vstup vzniklého zesilovače měření zesíleného offset na jeho výstupu 13 OPERAČNÍ ZESILOVAČE PŘÍKLADY Z PRAXE vysokonapěťové operační zesilovače OPA445 nezvládnutí deklarovaného maximálního napájecího napětí = výrazné přehřátí (nákup přes ebay) precizní operační zesilovače (1) pravděpodobnost levnějšího typu zesilovače v pouzdře zhoršená přesnost výrobku (měřicí zařízení) - velký offset a zřejmě i drift precizní operační zesilovače (2) dodané kusy vykazovaly o řád větší bias current a nebyly typu rail to rail opět pravděpodobnost levnějšího typu zesilovače v pouzdře 14 7

8 REGULÁTORY NAPĚTÍ nutnost napájení obvodů v celém rozsahu jejich napájecího napětí & zatížení maximálním proudem impulsní zátěž -> testování obvodů bez chlazení 15 REGULÁTORY NAPĚTÍ Tester principiální blokové schéma DUT Vs Detekce oscilací Zátěž Řízení zdrojů, zátěže, -měření a zpracování hodnot 16 8

9 Load regulation REGULÁTORY NAPĚTÍ PŘÍKLAD MĚŘENÍ připojení DUT k napájecímu napětí naprogramování zátěže na požadovanou hodnotu proudu & impulzní zatížení DUT -> odečet výstupního napětí přeprogramování zátěže na jiný proud (dle datasheetu) & opětovné měření výstupního napětí rozdíl výstupních napětí = měřený parametr kontrola oscilací v okamžicích měření výstupního napětí (eliminace nesmyslných výsledků) 17 REGULÁTORY NAPĚTÍ v praxi zatím bez podezření na padělané standardní nebo LDO regulátory přesto poměrně časté přeměřování (aerospace oblast) PŘÍKLADY Z PRAXE možnost nekorektního chování obvodu ve finálním zapojení standardní i LDO regulátory vyrábí mnoho výrobců pod stejným označením nejčastější problémy -> kmitání obvodu např. nevhodným blokováním, příliš malou zátěží atd pozor na toleranci obvodu na chyby v návrhu schématu výrobku 18 9

10 STANDARDNÍ LOGICKÉ OBVODY A HRADLA zájem o testování především aerospace a defence zkoušení/ měření vlivu expozice různých prostředí na funkci DUT např. zvyšující se dávka ionizujícího záření = zvýšení svodů; v případě zesilovačů snížení zesílení až k úplné degradaci a chybám ve funkci obvodu 19 STANDARDNÍ LOGICKÉ OBVODY A HRADLA obvody řady 74xx, 4xxx / varianty HC, HCT, ACT... vzájemná podobnost logických obvodů = možnost měření většiny na jednom typu testovacího zařízení nutné funkce testeru: změny své rozhodovací úrovně nastavení různých vstupních napětí obvodů testování pravdivostní tabulky měření časů zpoždění na obvodech atd. testovací adaptéry pamětí = velmi podobné bloky generování patternů, adres, programovacích napětí atd

11 STANDARDNÍ LOGICKÉ OBVODY A HRADLA Tester principiální blokové schéma Vd Pindriver Měření zpoždění Měření vstupních proudů Řízení zdrojů, pindriveru, měření a zpracování hodnot DUT 21 LOGICKÉ OBVODY Kontrola vstupních úrovní a pravdivostní tabulky obvodu: PŘÍKLAD MĚŘENÍ zdroj Vd poskytne měřenému obvodu požadované napájení pindriver je nastaven na zaručované hodnoty vstupních napětí Vil a Vih pomocí pindriveru jsou logickému obvodu předkládány různé kombinace vstupních úrovní a je vyhodnocována jejich správnost 22 11

12 ŘIDICÍ OBVODY SPÍNANÝCH ZDROJŮ A MĚNIČŮ stejné bloky (oscilátor, chybový zesilovač, reference, budič MOSFETu.) = stejný testovací hardware nižšímírastandardizace (vs. operační zesilovačea logické obvody) rozložení pinů, obvody "softstart", proudové ochrany, napájení, rozmítání oscilátoru atd. kvalita testu = schopnosti vývojáře a programátora konkrétního testu 23 ŘIDICÍ OBVODY SPÍNANÝCH ZDROJŮ A MĚNIČŮ Tester principiální blokové schéma Zátěž programovatelná zpětnovazební síť Matice Řízení zdrojů, měření a zpracování hodnot DUT Měření frekvence 24 12

13 náročnější měření A/D & D/A PŘEVODNÍKY společné prvky různých typů převodníků digitální interface vnitřní nebo vnější reference napěťový nebo proudový výstup rozdíly jednotlivých typů = individuálníkonkrétní zapojení i algoritmus testování 25 A/D & D/A PŘEVODNÍKY Tester principiální blokové schéma Precizní zdroj napětí (cca 18bit) DUT 4 5 Sada referencí Precizní diferenc. voltmetr Řízení zdrojů, měření a zpracování hodnot Měření zpoždění Pindriver Seriový-paralelní interface 26 13

14 A/D & D/A PŘEVODNÍKY PŘÍKLAD MĚŘENÍ Diferenciální a integrální nelinearita AD převodníku: přivedení napájecího a referenčního napětí podle požadavku vzorku vyhledání všech "schodů" AD převodníku - pomocí precizního zdroje napětí a pindriveru(přes sériový-paralelní interface) výpočet hodnoty integrální a diferenciální nelinearity (matematickými postupy z množiny nalezených přechodů AD převodníku) diferenciální nelinearita = rozdíl mezi aktuální šířkou "schodu" převodníku a ideální hodnotou 1LSB integrální nelinearita ukazuje rozdíl mezi skutečnou převodní funkcí a ideální funkcí = přímkou 27 OBECNÉ INTEGROVANÉ OBVODY budiče, některé typy DCDC modulů apod. nutnost individuálního přístupu = nemožnostpoužití standardních postupů 28 14

15 DĚKUJI ZA POZORNOST 29 15