Программно-аппаратная реализация проходной камеры

В наше время существует большое количество микросхем различного рода, которые способны выполнять огромное количество задач. Каждая из интегральных схем способна обладать как аналоговыми, так и цифровыми блоками, что в свою очередь может усложнить процесс последующего измерения статических и динамических параметров. В связи с этим у предприятий-разработчиков интегральных схем возникает потребность в автоматизации процесса измерения и контроля параметров. Поэтому актуальность данной работы заключается в том, чтобы автоматизированное измерение было достаточно точным, уменьшило общее время измерений, а также не повышало общую стоимость всего производства. Для этого инженеры-тестировщики ежедневно изучают и применяют в своей работе всё новые области тестирования, что позволяет автоматизировать процесс измерений, ведь ключевым условием контроля интегральных схем является способность измерить большее количество образцов в кратчайшие сроки и за минимальную стоимость. Поэтому, несомненно, важно автоматизировать методы проведения контроля параметров.

В составе аппаратной части стоит отметить две неотъемлемые составляющие, это измерительный стенд V93000 (рис. 1), а также проходную установку (КП32). Упомянутый стенд состоит из рабочей станции и различных модулей, позволяющих осуществить процесс коммутации, подать требуемое питание и измерить нужные параметры интегральной схемы.

Рис. 1. Измерительный стенд V93000: а) структурная схема стенда, б) внешний вид стенда

Под конкретно выбранное изделие было разработано устройство согласования -оснастка с контактирующим устройством игольчатого типа Pogo Pin P75-A2, которое позволит не распаивать каждую последующую интегральную схему на плату. Поэтому для контактирования устройства со- гласования и интегральной схемы был создан приёмник «башня» (рис.2) с встроенными иголками - Pogopin P75-A2. Алюминиевые направляющие «рога» были выполнены для надежности и точности позиционирования интегральных схем.

Рис. 2. Внешний вид контактирующего устройства башни-приемника

Ниже представлена разработанная схема электрическая принципиальная (рис. 3) для одного из изделий в 48-выводном корпусе

Рис. 3. Схема электрическая принципиальная интегральной схемы в 48-выводном корпусе

Говоря об автоматизации измерения, стоит отметить конкретный корпус изделия H16.48-2BH (рис. 4) под который были разработаны: проходная камера, устройство согласования и устройство контактирования.

Рис. 4. Пример интегральной схемы в 48-выводном корпусе типа H 16.48-2BH

Камера проходная (КП32) состоит из: силового блока, питающего термокамеру, который управляется от ПИД-регулятора; блока управления пневмоцилиндрами транспортной системы и других вспомогательных узлов, необходимых для функционирования проходной камеры (рис. 5). В свою очередь, установка способна проводить измерение и контроль параметров интегральных схем в диапазоне температур -60...+125°С.

После включения камеры проводится инициализация всех встроенных и исполь- зуемых интерфейсов, в том числе считывание адреса интерфейсной шины общего назначения - General Purpose Interface Bus. Среди основных характеристик проходной камеры стоит отметить такие как: 1) Рабочий диапазон температуры -60…125°С; 2) Средний интервал достижения предельных значений температуры около 30 минут; 3) Максимальное количество образцов находящихся в рабочей зоне составляет 100 штук.

Рис. 5. Внутреннее устройство проходной камеры

С помощью встроенного интерфейса управления в память камеры была создана и записана прошивка с командами управления. Данные команды управления подаются с рабочего компьютера измерительного стенда, подключенного с помощью GPIB шины данных к проходной камере. Команды делятся на короткие, которые выполняются сразу: 1) команда #IDN - запрашивающая информационную строку о состоянии камеры; 2) команда #SBROS – производящая сброс всей системы (очистка ошибок) и перевод в исходное состояние камеры; 3) #TEMPn – выводящая текущую температуру зоны n в десятых долях градусах, где n = 1..4 – номер датчика температуры внутри проходной камеры. А также команды бывают длинные, которые требуют для своего выполнения некоторо- го времени: 1) #STOP – останавливает текущий цикл, после этого ожидает команду сброса; 2) #UNLOADn – запускает процедуру выгрузки загруженных спутников из рабочей зоны в выходной лоток n, где n = 1..4 – номер лотка выгрузки, с учетом того, что n = 1 – брак, n = 2 – плохой контакт, n = 3 – годен, n = 4 – годен.

Внутри длинных команд существует несколько подкоманд, которые заложены в камеру, поэтому признаком окончания выполнения команды было решено сделать вывод строки, в консоль компьютера, с названием этой команды с двоеточием в конце. Команды не зависят от регистра, поэтому могу вводиться как заглавными, так и прописными буквами. В любом случае, необходимо всегда дожидаться признака окончания выполнения команды прежде, чем подавать следующую, иначе возникнет сбой оборудования, требующий последующего перезапуска. В случае происхождения подобного сбоя, паде-ние/повышение температуры при темпера- турных измерениях неизбежно, что в свою очередь заставит заново производить температурную выдержку измеряемых образцов изделия, а также ожидание выхода на температуру проходной камеры.