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利用反向驅(qū)動(dòng)電流檢測(cè)技術(shù)提高在線測(cè)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(huì)損傷節(jié)點(diǎn)上的器件,而更嚴(yán)重的是瞬態(tài)電壓會(huì)使被測(cè)器件表現(xiàn)為一個(gè)短暫的邏輯狀態(tài)轉(zhuǎn)換,從而使被測(cè)器件判為失效。
  為防止這一情況發(fā)生,在線測(cè)試儀使用了一種稱為“抑制”的技術(shù)。圖1中在U8測(cè)試的時(shí)候會(huì)驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)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(jìn)行測(cè)試時(shí)狀態(tài)不發(fā)生改變。
  通過對(duì)連接電路進(jìn)行分析以及在多個(gè)層次上使用禁止和抑制技術(shù),測(cè)試儀可以將被測(cè)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(cè)試信號(hào)。這些隔離技術(shù)提高了在線數(shù)字測(cè)試的精度、穩(wěn)定性和重復(fù)性,在生產(chǎn)測(cè)試中能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。

  反向驅(qū)動(dòng)有害嗎?

  在線測(cè)試應(yīng)用反向驅(qū)動(dòng)已有二十多年了,但也一直存在著爭(zhēng)論,這是因?yàn)榉聪蝌?qū)動(dòng)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(dòng)技術(shù)使用不當(dāng)會(huì)對(duì)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(dòng)造成的失效可分為兩類:

  ◆熱失效 受到反向驅(qū)動(dòng)的元件上面流過的電流會(huì)提高元件輸出節(jié)點(diǎn)和焊線的溫度,溫度升高與多個(gè)變量有關(guān),包括電流大小、持續(xù)時(shí)間、元件封裝和所用技術(shù)等。當(dāng)元件內(nèi)連在一個(gè)焊接線路上的多個(gè)輸出腳同時(shí)被反向驅(qū)動(dòng)為一種邏輯狀態(tài)時(shí),該線路的溫度就會(huì)上升到很高,這種情況下一個(gè)IC的最大安全反向驅(qū)動(dòng)時(shí)間是受驅(qū)動(dòng)輸出的數(shù)量和電流總量的函數(shù)。
  如果反向驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的電流使焊線溫度升至它的熔點(diǎn)以上,就會(huì)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(diǎn)之上也仍然會(huì)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(huì)使晶體管處于大電流甚至是破壞狀態(tài),當(dāng)一個(gè)被反向驅(qū)動(dòng)的輸出突然改變邏輯狀態(tài)時(shí),會(huì)產(chǎn)生觸發(fā)閉鎖狀態(tài)的過壓或欠壓。
  防止反向驅(qū)動(dòng)問題
  為防止反向驅(qū)動(dòng)造成可能的損傷,在線測(cè)試儀使用了下面一些方式:

  ◆電流回饋 一些在線測(cè)試儀具有固定電流回饋電路,限制驅(qū)動(dòng)器在整個(gè)測(cè)試時(shí)間內(nèi)施加反向驅(qū)動(dòng)電流的總量,這一內(nèi)置的硬件保護(hù)可確保受到反向驅(qū)動(dòng)的IC焊線沒有足夠的時(shí)間達(dá)到受損溫度。

  ◆測(cè)試時(shí)間限制 一些在線測(cè)試儀裝有可以控制最大測(cè)試時(shí)間的可編程定時(shí)器,這種方法可作為一種附加的保護(hù)限制反向驅(qū)動(dòng)的時(shí)間。由于對(duì)測(cè)試時(shí)間進(jìn)行了限制,所以反向驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的熱應(yīng)力可保持在元件運(yùn)行的安全范圍內(nèi)。

  ◆自動(dòng)冷卻延遲 元件引腳應(yīng)力過大不只是因?yàn)槟炒螠y(cè)試時(shí)間太長(zhǎng),也可能因?yàn)橐幌盗袦y(cè)試都在同一節(jié)點(diǎn)進(jìn)行。例如有一個(gè)元件輸出腳要驅(qū)動(dòng)10個(gè)不同元件的輸入腳,該輸出腳在這10個(gè)元件進(jìn)行測(cè)試時(shí)都將受到反向驅(qū)動(dòng),如果這10個(gè)元件依次連著進(jìn)行測(cè)試,則該輸出腳上的反向驅(qū)動(dòng)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(cè)試儀在每次數(shù)字測(cè)試之間插入一段自動(dòng)冷卻延遲時(shí)間,它保證了引腳驅(qū)動(dòng)器的占空比不超過10%,即驅(qū)動(dòng)時(shí)間不超過整個(gè)測(cè)試時(shí)間的10%。

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