Effective diagnostic method of quality control of the digital integrated circuits (DIC) is measurement of their thermal parameters. Values of thermal parameters of real products are defined by quality of their production and can significantly differ from calculated values. A method for measuring the transient thermal characteristics (TTC) of the digital integrated circuits (DIC) with the temperature dependence of the frequency of the DIC ring oscillator has been described. An iterative algorithm for calculating parameters of the linear one-dimensional Foster thermal circuit uses the values of TTC, which correspond to the zeros of the TTC second derivative, has been shown. The algorithm was tested in determining the zeros of the second derivative of TTC by direct numerical differentiation method and by differentiating the 9-th order polynomial approximating function. It has been shown that TTC of the tested DIC corresponds to the three-stage thermal circuit. Both methods of calculation give almost identical values of thermal parameters of the thermal scheme which well corresponds to different technological layers of the DIC structure.
Литература
1. Закс Д.И. Параметры теплового режима полупроводниковых микросхем. – М.: Ра-дио и связь, 1983. – 128 с.
2. Чернышов А.А., Тюхин А. А. Контроль тепловых характеристик интегральных схем // Зарубежная радиоэлектроника. – 1983. – № 5. – С. 90–95.
3. IC thermal measurement method – electrical test method (single semiconductor device) EIA/JEDEC JESD51-1 standard. – URL: www.jedec.org/download/search/jesd51-1.pdf (дата обращения: 8.02.2017).
4. T3Ster – Thermal Transient Tester. – URL: www.mentor.com/micred (дата обращения: 8.02.2017).
5. Сергеев В.А., Юдин В.В. Измерение тепловых параметров полупроводниковых из-делий с применением амплитудно-импульсной модуляции греющей мощности // Метро-логия. – 2010. – № 4. – С. 37–47.
6. Сергеев В.А., Тетенькин Я. Г., Юдин В.В. Способ определения теплового сопро-тивления переход-корпус цифровых интегральных микросхем // Патент России № 2569922, 2015. Бюл. № 34.
7. Сергеев В. А., Тетенькин Я. Г. Определение тепловых параметров цифровых мик-росхем по температурным зависимостям времени задержки сигнала // Автоматизация процессов управления. – 2015. – №3. – С. 89–97.
8. Сергеев В. А., Тетенькин Я. Г. Алгоритм определения тепловых параметров циф-ровых интегральных схем по переходной тепловой характеристике // Автоматизация про-цессов управления. – 2016. – № 1. – С. 112–119.
9. Szekely V., Tran van Bien. Fine structure of heat flow path in semiconductor devices: а measurement and identification method // Solid-State Electronics. – 1988. – Vol. 31. – No. 9. – Р. 1363–1368.
10. Вяхирев В. Измерение тепловых характеристик полупроводниковых электронных компонентов // Технологии в электронной промышленности. – 2013. – № 3. – С. 90–92.
11. Schweitzer D., Раре Н., Сhеп L. Transient measurement of the junction-to-case thermal resistance using structure functions: chances and limits // Proc. of 24th IEEE SEMI-THERM Symposium. – San Jose, California, USA. – 2008. – Р. 193–199.
12. CD4011 Datasheet(PDF) – Texas Instruments. – URL: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/26846/TI/CD4011.html (дата обращения: 8.02.2017).
13. Горлов М. И., Николаева Е.П. Расчет надежности интегральных микросхем: ме-тодические указания к выполнению индивидуальных заданий. – Воронеж: ВГТУ, 2006. – 31 с.