综合型集成电路高温动态老化装置 本发明涉及一种综合型集成电路高温动态老化装置，用于各种输入信号少于64通道的数字逻辑电路、模拟电路、A/D、D/A、混合电路、门阵列电路、静、动态存储器电路(以下简称试品)作高温动态老化试验，供用户对品种广泛的试品进行老化筛选试验分析用。
随着微电子行业的发展，生产厂家生产出引脚数极多，复杂程度越来越高的集成电路(简称IC)，IC的引脚数越多，往往意味着芯片具有更多的功能，许多高引脚数IC要求更为复杂的老化功能，在输入信号方面比以前的要求更为复杂。目前市场上销售和使用的IC试验设备基本上都是适用于单一品种的，如用户需对使用的几十种IC进行动态老化时往往要购买几个或几十个试验装置，该现状存在以下缺点：
一、设备利用率低，互相不能兼顾，筛选成本提高。
二、设备购置费用大，占有大量厂房和操作人员，劳动生产率
低下。
三、自动化程度低，用简单的EPROM信号发生器难以满足日
益复杂器件试验要求。
四、低功率的驱动电路只能作动态灌电流老化且带寨载能力
低。
五、固定的老化板布线设计不能适应IC型号、品种增加的需
要，如每一种试品设计一种老化板大大增加设备和试验费
用。
本发明的目的在于提供一种适用于品种、类型广泛、且总体体积小、自动化程度高、成本低、试品多的IC高温动态老化筛选装置。
本发明由一个信号控制电路控制至少一个置于高温烘箱环境中的老化板，老化板装载有试品，该信号控制电路具有：
一个模拟、数字信号发生装置，该装置发生并输出集成电路老化所需要的模拟、数字信号，至信号驱动装置，信号驱动装置连接老化板，该信号控制电路还具有：一个安装有专用老化软件的主控计算机，该主控计算机至通讯接口连接一个由单片机组成的下位机，下位机还连接至少一个模拟、数字信号发生装置，信号回检和二级电源回检装置连接至少一个二级老化电源，该二级老化电源与特定的老化板对接；所述二级老化电源在接到下位机的输出电压程控信号后，向老化板馈送试品工作电压；所述模拟、数字信号发生装置接到下位机的信号后编辑成老化数据、图形信号至信号驱动装置，信号回检和二级电源回检装置位机选通阵列开关接示波器，单独显示试品输出端的工作状态；该装置二级电压回检置地输入端和老化板上的二级电源输入端连接，通过下位机接通讯接口，将二级电源测试数据回送到主控计算机。
本发明的优点是：
1.设备利用率高，试验工位多达2000～12000工位，各种试品可在单一设备的四个区域中进行不同品种、规格、不同试验电压、不同封装形式的老化试验。
2.设备购置费用降低，占地面积小，操作人员减少，大大降低筛选老化成本。
3.用市售PC机作主控计算机，单片机作下位机，自动化程度高，存储信息量大，信息发送后PC机可脱机工作，可发生出宽范围频率、类别占空比的老化信号，且编程方便，特别是对于复杂程度高的IC芯片老化，极大地提高工作效率。
4.老化板设置了编程区区在同一块老化板上可对相同封装的、相同Vcc、地线引出端的任意试品作试验，大大减少了老化板的数量，减少筛选试验成本。
5.设置了信号回检电路，保证每路数字信号在输出短路、损坏或超差时产生超差报警信号，保证了试验的真实性、可靠性。
6.采用模块化结构，增强部件的标准化、通用化程度，缩短了更换备品的时间，便于维修，对于一些不可中断的试验，优点是显而易见的。
用本发明的试验装置可对试品施加电应力、时间应力、温度应力，使试品加速暴露潜在缺陷，提早进入早期失效，剔除不合格品，可广泛应用于集成电路的生产厂家，也可应用于集成电路的使用厂、所。
下面结合图进一步说明本发明：
图(1)是综合型集成电路老化装置方框图。
图(2)是通讯接口示意图。
图(3)是信号发生装置方框图。
图(4)是信号驱动装置方框图。
图(5)是老化板编程、网络吸收示意图。
本装置的试验腔可放置48块标准宽度的老化板，可分为4个不同老化电压的工作区，每区为12块老化板、老化板上装有老化夹具、隔离电阻、RC元件组成的终端吸收网络，老化板前端的编程区装有64个二选一短路器，作用于输入的64路数字信号，根据相应管脚是输入还是输出来进行选择。输入状态时使数字信号与老化器件输入管脚的隔离电阻接通，输出状态时使灌电流老化电平(Vmux)与老化器件输出管脚隔离电阻接通。
老化板采用双层或多层印制板，平行放置，插拔容易，安装牢固，电信号连接可靠，通过调节高温箱控制器，调节老化室试品工作温度。老化板输出端与信号驱动装置、二级老化电源装置、信号回检和二级老化电源回检装置接通。信号控制电路由一个安装有老化专用软件的主控计算机与下位机相连，主控计算机(简称上位机)采用市售PC机基本配置，下位机采用单片机电路，上、下位机通讯采用RS485全双工串行通讯。老化软件以中文WINDOWS95为平台设计的专用软件，有鼠标拖动和点击功能，通过运用老化软件，按试品技术规范编辑老化信号、电压等条件，上位机通过通讯接口装置可靠地向下位机发送、接收数据、指令、波形，下位机接到上位机指令，经存贮处理后，给模拟信号装置发送2～4路频率、幅度、波形类别可调的模拟信号；给数字信号发生装置发送64路占空比、频率可调、具有低电平、高电平、高阻三种状态，有数字、地址、地址切换功能的数字信号；给二级程控电源发出电压程控信号控制二级老化电源Vcc、Vce、Vclk、Vmux电压；给信号回检和二级电源回检装置发出选通信号，控制回检阵列选通继电器，将老化板上试品输出端信号波形在示波器上显示，用以监测试品工作状态；将老化板上二级电源值馈送回上位机屏幕进行实时检测显示。模拟信号驱动电路接到信号发生装置输出的模拟信号后，经驱动放大输出分辨率高、输出电流能力大于1A、正弦、锯齿、三角、矩形四种波形可选、频率1H～15KH可选、峰值、偏移量可调的独立的模拟信号，输出到老化板信号输入端，数字信号驱动电路接到信号发生装置输出的数字信号后，经驱动放大输出拉、灌电流各大于200mA，占空比、频率、三态、峰值均可调节的数字信号，输出到老化板64选一编程区。由于该装置具有多种可调的低阻模拟、数字信号和可程控的二级老化电源，可适用相当不同品种、规格的数字、模拟、混合电路、存储器电路、CPU电路老化筛选的要求。
本发明的工作过程如下：
试品安装在相应的老化板上，插好二选一编程短路器，在调试台上检查正常后插入试验架与电连接装置接触良好，开启高温箱，温度设定在125℃或需要的温度上，开启老化电源、系统电源、上位机、示波器的电源开关，待计算机启动后通过键盘或鼠标器输入设置的试验日期、试品型号、编辑老化信号或从器件库中取出存储的老化信号、二级老化电源数据、参数报警上下限、失效判据上下限，确信预置参数正确后按确认键存盘，发送信号；上、下位机通讯由75154驱动芯片和75175接收芯片进行通讯，信号发生装置的数字信号发生器、模拟信号发生器、一、二级程控老化电压信号发生电路、信号回检电路均由下位机(单片机)控制的，数字信号发生器的主频是一个20M晶振、接口电路8255对计数器74LS163进行计数频率控制后再通过整形产生分辨率为100nS数字时钟信号，该时钟信号作为单片机地址产生电路的时钟，通过计数器74LS163产生A0～A14地址信号，寻址深度为1～32768可选。单片机通过74LS245对地址信号、地址总线进行切换，使信号存储器处于读、写两种状态，写信号状态时，把计算机输入的图形写入RAM空间储存，读信号状态时把已存入RAM空间的图形读出来，地址切换阵列对产生的64路数字信号和16路三态信号进行属性分类，对静态地址属性进行深度扩展，扩展深度为4096，对动态地址属性进行交叉切换使输出双地址信号，满足动态存储器老化时地址信号的要求，对属于行列性的信号则将其输出控制打开，对地址交叉切换的时序相位进行控制。数字信号发生电路输出的信号输入到驱动电路，由7400组成的整形电路再经7406、7408的倒相后输入到TN0104功率输出级，由2只低开启高速功率器件采用推挽输出形式作电流放大，灌、拉电流可达200mA以上，能真正对试品起到动态老化的目的。自检电路由高速比较器26LS32对每路数字信号输入、输出进行比较，由7409、7486和7400组成了比较窗口，在窗口比较器电路上设置了高低电平调节装置进行电平预置，若输出信号超出偏差时，产生超差报警信号。
模拟信号发生器的主频为20M，波形以数字形式存储在中，共设计了方波、锯齿波、三角波、正弦波四种波形，每种波形占用256个内存单元，下位机对EPROM地址信号频率、寻址区域进行控制，时钟频率为4096，这种数字化的模拟信号通过D/A电路转换还原成模拟的连续信号，同时通过D/A电路的输出运放进行加法运算实现模拟信号偏移量的调节；程控老化电源发生电路由3片四路D/A电路MAX7226执行下位机输入的程控电压，按程序控制PS+、PS-一级老化电源和三组二级正电源(Vcc、Vclk、Vmux)一组二级负电源(Vee)。
工作过程为程控信号通过电阻分压网络至LM723的5端，作为误差放大器的基准信号，输出信号送至LM723的4端，作为误差放大器的输出采样信号，这两个信号通过放大后，控制调整管输出，从而组成一个负反馈的稳压电路，同时从调整管的输出采样电阻两端取出电流信号送至LM723的端，作为过流保护采样，另外两路LM329分别将输出电压与程控信号进行比较，一路比较高电平过压，一路比较低电平欠压，组成过压、欠压保护电路，其输出与开保护信号OPEN、关电源信号RES、开电源信号OPEN组合起来控制D型触发器的输出端，而该输出端通过OC反向器控制LM723的保护输入端13脚，OPEN、RES、OPEN′三个信号是由8255的输出端口产生的，当OPEN为高时，过压、欠压保护处于关闭状态，当RES处于低时，将使二级电源关闭，当RES为高时，当OPEN′为低，将开启二级电源，然后将OPEN置低，则二级电源正常工作。
负电源误差放大器采用LM385，过流保护由2N2222控制，而过、欠压电路与正电源一样。
老化板装置由老化编程区、老化区、终端吸收网络三部分组成，老化编程区由64个二选一短路器组成，只作用于数字信号。短路器排列顺序和老化器件各管脚序号一一对应，短路器的选择是根据相应管脚是输入还是输出决定的。如果是输入，则短路器插于输入状态，如果是输出，则短路器插于输出状态。输入状态将使数字信号与老化器件输入管脚的隔离电阻接通，输出状态将使Vmux与老化器件管脚的隔离电阻接通。
老化区由老化座、隔离电阻、电源端滤波电容组成。根据被老化器件的封装形式、管脚数，老化板一般被设计成各种系列的通用板，隔离电阻对于输入信号来说，是为了使输入电平处于正常的逻辑高电平或逻辑低电平，这是由于输入管脚存在输入和输出电流，隔离电阻对于输出信号来说，是为了给输出端提供额定的拉、灌电流，以真正达到老化目的，所以隔离电阻的取值与被老化器件的类型、直流参数、交流参数有很大的关系，电源端滤波电容加于被老化器件的Vcc端，以限制由于动态老化和远距离传输而造成的干扰，稳定老化电源。
终端吸收网络是由RC电路组成，它被加于隔离电阻的输入端，对于输入信号来说，是为了限制由于分布参引起的信号过冲和反冲，对于输出信号来说，是为了限制由于老化器件输出电路动态特性引起的自激。