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利用反向驱动电流检测技术提高在线测试性能


  如果瞬态电压脉冲的幅度大到超过规定的电压值,就会损伤节点上的器件,而更严重的是瞬态电压会使被测器件表现为一个短暂的逻辑状态转换,从而使被测器件判为失效。
  为防止这一情况发生,在线测试仪使用了一种称为“抑制”的技术。图1中在U8测试的时候会驱动节点N1为低电平,避免U3输出改变状态,这样可使U3输出保持为低电平,并在U8进行测试时状态不发生改变。
  通过对连接电路进行分析以及在多个层次上使用禁止和抑制技术,测试仪可以将被测元件隔离开来,大大减少板上电路的干扰,从而施加更加全面的测试信号。这些隔离技术提高了在线数字测试的精度、稳定性和重复性,在生产测试中能得到准确的结果。

  反向驱动有害吗?

  在线测试应用反向驱动已有二十多年了,但也一直存在着争论,这是因为反向驱动常常造成电流超过元件的额定值。一些业界的研究证明,反向驱动技术使用不当会对数字元件产生过大的压力或者引起永久性损害。反向驱动造成的失效可分为两类:

  ◆热失效 受到反向驱动的元件上面流过的电流会提高元件输出节点和焊线的温度,温度升高与多个变量有关,包括电流大小、持续时间、元件封装和所用技术等。当元件内连在一个焊接线路上的多个输出脚同时被反向驱动为一种逻辑状态时,该线路的温度就会上升到很高,这种情况下一个IC的最大安全反向驱动时间是受驱动输出的数量和电流总量的函数。
  如果反向驱动产生的电流使焊线温度升至它的熔点以上,就会使焊线失效。此外,重复的电流脉冲即使不使引线温度升至熔点之上也仍然会使其产生疲劳,导致潜在缺陷和早期失效。

  ◆晶体管闭锁 在一些数字元件(主要是CMOS元件)引脚上施加大于元件“安全值”的电压将会使晶体管处于大电流甚至是破坏状态,当一个被反向驱动的输出突然改变逻辑状态时,会产生触发闭锁状态的过压或欠压。
  防止反向驱动问题
  为防止反向驱动造成可能的损伤,在线测试仪使用了下面一些方式:

  ◆电流回馈 一些在线测试仪具有固定电流回馈电路,限制驱动器在整个测试时间内施加反向驱动电流的总量,这一内置的硬件保护可确保受到反向驱动的IC焊线没有足够的时间达到受损温度。

  ◆测试时间限制 一些在线测试仪装有可以控制最大测试时间的可编程定时器,这种方法可作为一种附加的保护限制反向驱动的时间。由于对测试时间进行了限制,所以反向驱动产生的热应力可保持在元件运行的安全范围内。

  ◆自动冷却延迟 元件引脚应力过大不只是因为某次测试时间太长,也可能因为一系列测试都在同一节点进行。例如有一个元件输出脚要驱动10个不同元件的输入脚,该输出脚在这10个元件进行测试时都将受到反向驱动,如果这10个元件依次连着进行测试,则该输出脚上的反向驱动应力将超过其额定值。
  为防止这种情况导致输出引脚应力过大,一些测试仪在每次数字测试之间插入一段自动冷却延迟时间,它保证了引脚驱动器的占空比不超过10%,即驱动时间不超过整个测试时间的10%。

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