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利用反向驅(qū)動電流檢測技術(shù)提高在線測試性能


  如果瞬態(tài)電壓脈沖的幅度大到超過規(guī)定的電壓值,就會損傷節(jié)點上的器件,而更嚴重的是瞬態(tài)電壓會使被測器件表現(xiàn)為一個短暫的邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)換,從而使被測器件判為失效。
  為防止這一情況發(fā)生,在線測試儀使用了一種稱為“抑制”的技術(shù)。圖1中在U8測試的時候會驅(qū)動節(jié)點N1為低電平,避免U3輸出改變狀態(tài),這樣可使U3輸出保持為低電平,并在U8進行測試時狀態(tài)不發(fā)生改變。
  通過對連接電路進行分析以及在多個層次上使用禁止和抑制技術(shù),測試儀可以將被測元件隔離開來,大大減少板上電路的干擾,從而施加更加全面的測試信號。這些隔離技術(shù)提高了在線數(shù)字測試的精度、穩(wěn)定性和重復(fù)性,在生產(chǎn)測試中能得到準確的結(jié)果。

  反向驅(qū)動有害嗎?

  在線測試應(yīng)用反向驅(qū)動已有二十多年了,但也一直存在著爭論,這是因為反向驅(qū)動常常造成電流超過元件的額定值。一些業(yè)界的研究證明,反向驅(qū)動技術(shù)使用不當會對數(shù)字元件產(chǎn)生過大的壓力或者引起永久性損害。反向驅(qū)動造成的失效可分為兩類:

  ◆熱失效 受到反向驅(qū)動的元件上面流過的電流會提高元件輸出節(jié)點和焊線的溫度,溫度升高與多個變量有關(guān),包括電流大小、持續(xù)時間、元件封裝和所用技術(shù)等。當元件內(nèi)連在一個焊接線路上的多個輸出腳同時被反向驅(qū)動為一種邏輯狀態(tài)時,該線路的溫度就會上升到很高,這種情況下一個IC的最大安全反向驅(qū)動時間是受驅(qū)動輸出的數(shù)量和電流總量的函數(shù)。
  如果反向驅(qū)動產(chǎn)生的電流使焊線溫度升至它的熔點以上,就會使焊線失效。此外,重復(fù)的電流脈沖即使不使引線溫度升至熔點之上也仍然會使其產(chǎn)生疲勞,導(dǎo)致潛在缺陷和早期失效。

  ◆晶體管閉鎖 在一些數(shù)字元件(主要是CMOS元件)引腳上施加大于元件“安全值”的電壓將會使晶體管處于大電流甚至是破壞狀態(tài),當一個被反向驅(qū)動的輸出突然改變邏輯狀態(tài)時,會產(chǎn)生觸發(fā)閉鎖狀態(tài)的過壓或欠壓。
  防止反向驅(qū)動問題
  為防止反向驅(qū)動造成可能的損傷,在線測試儀使用了下面一些方式:

  ◆電流回饋 一些在線測試儀具有固定電流回饋電路,限制驅(qū)動器在整個測試時間內(nèi)施加反向驅(qū)動電流的總量,這一內(nèi)置的硬件保護可確保受到反向驅(qū)動的IC焊線沒有足夠的時間達到受損溫度。

  ◆測試時間限制 一些在線測試儀裝有可以控制最大測試時間的可編程定時器,這種方法可作為一種附加的保護限制反向驅(qū)動的時間。由于對測試時間進行了限制,所以反向驅(qū)動產(chǎn)生的熱應(yīng)力可保持在元件運行的安全范圍內(nèi)。

  ◆自動冷卻延遲 元件引腳應(yīng)力過大不只是因為某次測試時間太長,也可能因為一系列測試都在同一節(jié)點進行。例如有一個元件輸出腳要驅(qū)動10個不同元件的輸入腳,該輸出腳在這10個元件進行測試時都將受到反向驅(qū)動,如果這10個元件依次連著進行測試,則該輸出腳上的反向驅(qū)動應(yīng)力將超過其額定值。
  為防止這種情況導(dǎo)致輸出引腳應(yīng)力過大,一些測試儀在每次數(shù)字測試之間插入一段自動冷卻延遲時間,它保證了引腳驅(qū)動器的占空比不超過10%,即驅(qū)動時間不超過整個測試時間的10%。

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