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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?yàn)榉聪蝌?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(dāng)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(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)動為一種邏輯狀態(tài)時(shí),該線路的溫度就會上升到很高,這種情況下一個(gè)IC的最大安全反向驅(qū)動時(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(dāng)一個(gè)被反向驅(qū)動的輸出突然改變邏輯狀態(tài)時(shí),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(gè)測試時(shí)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(hù)可確保受到反向驅(qū)動的IC焊線沒有足夠的時(shí)間達(dá)到受損溫度。
◆測試時(shí)間限制 一些在線測試儀裝有可以控制最大測試時(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)動的時(shí)間。由于對測試時(shí)間進(jìn)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(yùn)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?yàn)槟炒螠y試時(shí)間太長,也可能因?yàn)橐幌盗袦y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)行測試時(shí)都將受到反向驅(qū)動,如果這10個(gè)元件依次連著進(jìn)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(shí)間,它保證了引腳驅(qū)動器的占空比不超過10%,即驅(qū)動時(shí)間不超過整個(gè)測試時(shí)間的10%。
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