книги / Оборудование для производства полупроводниковых диодов и триодов

ний

ролик 4

перемещается

по

копиру 5.

с той разницей, что в нем имеется термоим­

При этом корпус узла по направляющим под­

пульсный

пластинчатый

нагреватель. Получе­

нимается

вверх

и собачка

25

защелкивает

ние импульса осуществляется от реле временя,

лапку 24. Прижимная планка 1, расположен­

расположенного на панели 41. Для регули­

ная в верхней части узла, служит для под­

ровки копира 14 в верхней его части распо­

вода вакуума к гнездам барабана в момент

ложены два болта. Лента с упакованными

формовки через шланг 21 и золотник 22. По­

приборами снимается с поверхности барабана

следний включается нажатием корпуса на

направляющими и поступает в механизм от­

шток золотника 6.

При окончании процесса фор­

резки 15. Нож приводится в действие электро­

мовки ролик 26 набегает на копир 8 и собачка

магнитом 16, в свою очередь связанным элек­

выходит из зацепления с лапкой. Под дейст­

трической

цепью со счетным механизмом

19.

вием пружин 30 механизм формовки возвра­

Последний состоит из фотоэлемента, двух ры­

щается в первоначальное положение. Для со­

чажков 17 и осветителя. При движении ленты

здания необходимой

температуры

формовки

по лотку 18 ее выступы цепляют рычажок, на

внутри корпуса 3 имеется пластинчатый элек­

втором конце которого расположен флажок.

тронагреватель. Температура регулируется ав­

Перемещаясь,

флажок перекрывает отверстие

тотрансформатором,

который

поддерживает

фотоэлемента от осветителя и таким образом

определенное

напряжение

на

нагревателе.

отсчитывает

необходимое

количество

прибо­

К механизму лента поступает с катушки 40

ров. Для регулировки уравновешивания ры­

через отклоняющие ролики 32.

чажка предназначены грузики 20.

Отформованная лента поступает под за­

Все механизмы автомата крепятся внутри

грузку. Приборы, засыпанные в вибропитатель,

станины 31. Привод барабана осуществляется

ориентируются

и по направляющим

12 пода­

от электродвигателя 37 через клиновой ремень

ются к механизму загрузки анкерного типа.

35, червячный редуктор

34

и пару шестерен

33 и 23.

Механизм

прост по конструкции. Ролик 9 на­

станины

расположена

ходится в постоянном контакте с поверхностью

На передней части

панель управления 41, где имеются кнопки

барабана.

При

вращении

последнего ролик

управления

электродвигателем

привода

ав­

попадает в ячейки и перемещает рычаг 10, ко­

томата, тумблеры включения нагревателей ба­

торый поштучно выдает приборы. Поступаю­

рабана, формовки, сварки вибробункера и

щая с катушки 39 пленка накрывает приборы

механизма отрезки. На панели имеется сиг­

и перемещается на операцию сварки.

нальная

лампочка,

контролирующая

напря­

Механизм импульсной сварки конструктив­

жение на автомате. Для подачи вакуума в зо­

но

выполнен

подобно

механизму

формовки

лотник предусмотрен

вакуумный

вентиль 42.

Г Л А В А Т Р И Н А Д Ц А Т А Я

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРИБОРОВ

13-1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

в результате контроля на этом оборудовании-

Контроль параметров

полупроводниковых

При

этом выделяются

следующие

основные

классы оборудования:

приборов имеет особое значение, так как по­

1) измерители параметров. Результат кон­

зволяет

объективно

оценивать

качество вы­

троля— истинное (с некоторой погрешностью)

пускаемых изделий и настройки производст­

значение параметра;

оборудование.

Ре­

венного процесса. Он неизменно сопровождает

2)

классификационное

важнейшие технологические операции, начи­

зультат

контроля — рассортировка

полупро­

ная от контроля /7-/г-переходов и кончая испы­

водниковых приборов на группы в зависимо­

танием готовой продукции. Можно выделить

сти от величин параметров и их сочетаний.

несколько характерных, различных по целям

Контроль осуществляется

методом сравнения

операций контроля параметров:

(по принципу больше-меньше) величин пара­

1)

контроль с целью косвенной оценки пра­

метров

испытуемых полупроводниковых

при­

вильности выполнения какой-либо ответствен­

боров и наперед заданных граничных значе­

ной технологической операции;

ний этих параметров с последующей логиче­

2) контроль после технологических опера­

ской обработкой результатов сравнения. Гра­

ций с низким процентом выхода годных изде­

ничные значения и программа логической об­

лий с целью разгрузки оборудования на после­

работки задаются в соответствии с нормами

дующих операциях;

рода

периоди­

технических

условий

на

полупроводниковые

3)

контроль при различного

приборы

или

картами

технологических

про­

ческих испытаниях (на надежность, механи­

цессов;

оборудование.

Резуль­

ческих, климатических и др.);

3)

разбраковочное

4) контроль с целью рассортировки полу­

тат

контроля — разбраковка на две

группы:

проводниковых приборов на группы в зави­

«годные» и «брак» в зависимости от величин

симости от величин параметров и их сочета­

параметров.

Метод контроля такой

же,

как

ний.

в классификационном

оборудовании. Логиче­

Разделение операций контроля по тех­

ская обработка результатов сравнения не тре­

нологическому принципу в некоторой мере

буется,

так

как решение

о принадлежности

характеризует особенности

оборудования для

прибора к группе «брак» принимается после

контроля параметров полупроводниковых при­

контроля каждого параметра.

боров, но использовать его для классифика­

Приведенное здесь

разделение оборудова­

ции

оборудования

затруднительно.

Поэтому

ния на классы в некоторой степени условно,

в основу разделения оборудования на классы

так как имеется комбинированное оборудова­

положен

характер

информации, получаемой

ние,

которому присущи признаки нескольких

сти, н тогда полное дифференциальное сопро­

этому напряжение на конденсаторах Сь и С5

тивление

диода

имеет

чисто

емкостный ха­

точно следит за изменением 6/д.

рактер.

Непрерывное

уменьшение

напряжения на

При выполнении неравенства

диоде смещает его рабочую точку в область

отрицательного

сопротивления,

вследствие че­

го

возникают

релаксационные

колебания

в контуре ИД, Др, С2 и С3, которые усили­

ваются импульсным усилителем. По первому

г д е / — частота,

на

которой

производится

фронту этих колебаний разомкнутся контакты

измерение;

Сд.м„н — минимальная измеряемая

Р\, замкнутся контакты 2—3 реле

Р2 и кон­

емкость, связь измеряемого напряжения с ем­

такты 1—2 реле Р3, катодный повторитель за­

костью диода определяется следующим обра­

прется. Оба конденсатора С4 и С5 заряжены

зом:

до напряжения, которое было на испытуемом

диоде

в

момент

возникновения

колебаний.

В этот момент рабочая точка диода находи­

лась в точке минимума тока, что соответст­

где Со=Ск+С п + С1; Сь- — емкость подключаю­

вует напряжению

щей

колодки

К\;

Сп — паразитная

емкость;

Сх — емкость

подстроечного

конденсатора.

В

канал измерения

1)л

входят

усилитель

ток через микроамперметр

высокой частоты, амплитудный детектор, ка­

тодный

повторитель

и ламповый

вольтметр.

,

_— су, _____

а д

/1

1

В исходном положении, когда испытуемый

Я,

“

2*/яж Д с 0

Со-+- Сц )• (13-1)

диод не вставлен в колодку Кь а ключ Кл\

находится в нейтральном положении, контак1

Из выражения (13-1) следует, что микро­

ты реле блока

автоматики

и Р2 подключа­

амперметр может быть отградуирован в еди­

ют конденсаторы памяти С4 и С5 к выходу ка­

ницах емкости

при выполнении двух условий:

тодного повторителя,

а

контакты реле Р3 со­

С0=А =сопз1,

(13-2)

единяют конденсатор смещения С3 с выходом

источника заряда. В этом положении устанав­

где А — начальная

емкость, для

которой про­

ливается

нуль

измерителя

путем

изменения

ведена

градуировка микроамперметра,

коэффициента усиления УВЧ (стрелка микро­

а д

амперметра МП должна быть на нуле). В этом

(13-3)

случае

а д

2л/7?1Я4 =

сопз*.

=

Первое условие в измерителе выполняется

при

Где V 1— напряжение на катоде левого триода

подключении

параллельно

испытуемому

диоду

подстроечного конденсатора

и регу­

электронного вольтметра; 1/2— напряжение на

лировки его емкости при настройке так, что­

катоде

правого

триода

электронного вольт­

бы

величина

С0 = СК+ С П+ С 1

равнялась А.

метра

(1 / 2

— постоянная

величина,

определяе­

Величина С0 остается всегда постоянной бла­

мая

напряжением на

стабилитроне Д\); К —

годаря жесткому монтажу и экранировке.

коэффициент

передачи

канала

измерения,

Выполнение соотношения (13-2) проверяется

к=^/ид.

начинается

после

установки

при периодической калибровке измерителя по

Измерение

установленным

в

нем

эталонным

конденса­

испытуемого диода в колодку К\ и ключа Кл{

торам.

в положение «Пуск». При этом замыкаются

Выполнение равенства (13-3) достигается

контакты

2—3 реле Р3, и конденсатор С3, за­

стабилизацией питания генератора и схем

ряженный до 0,5 в, начинает разряжаться на

канала измерения С/д, периодическим контро­

испытуемый диод. По мере разряда С3 рабо­

лем и установкой нуля. Так как установка ну­

чая точка диода приближается к минимуму

ля

осуществляется

изменением

коэффициента

тока. Активное дифференциальное сопротивле­

усиления УВЧ, то она позволяет скомпенси­

ние диода растет, что в свою очередь приво­

ровать изменение любой составляющей равен­

дит к увеличению напряжения 1)д. Постоян­

ства (13-3).

время,

достаточное

ная времени цепи заряда конденсаторов памя­

Через

определенное

ти С4 и С5 выбрана меньше постоянной вре­

для заряда конденсатора С3, контакты 2—3

мени

разряда

конденсатора смещения Сь по­

реле Р3 и 1—2 реле Р2 замыкаются, а катод-

бой

величину

IIК т поступает на

вход моду­

лятора, где преобразуется в переменное на­

пряжение низкой частоты, амплитуда которо­

го пропорциональна

1 / к .н-

Переменное напря­

жение усиливается усилителем низкой частоты

и выпрямляется детектором средних значений.

Выходное

напряжение

детектора

измеряется

цифровым вольтметром.

отличается от изме­

4.

И з м е р е н и е

С/б.н

рения напряжения ■^ к.н лишь тем, что на вход

модулятора подается напряжение с базы испы­

туемого транзистора.

токов .

Транзистор

5. И з м е р е н и е

включается в соответствующую схему изме­

рения. Измеряемый ток преобразуется в про­

порциональное ему напряжение, которое про­

ходит следующий

тракт:

модулятор — усили­

тель

низкой частоты — детектор средних

зна­

чений — цифровой вольтметр.

испытуемого

6.

И з м е р е н и е

^/э.пл.

База

транзистора подключается к общей шине. Кол­

лектор соединен с выходом источника 2—200 в.

Эмиттер

подключается

непосредственно

на

вход цифрового вольтметра. Напряжение иа

эмиттере и дает величину (Л>.пл.

автоматиче­

Рис. 13-4. Блок-схема цифрового измерителя парамет­

Цифровой

вольтметр является

ским компенсатором с дискретным уравнове­

ров маломощных транзисторов.

шиванием. Он состоит из следующих узлов:

нальна величине

Эти импульсы уси­

сравнивающего устройства,

блока компенси­

рующего

напряжения, блока автоматического

ливаются

двухкаскадным

импульсным

усили­

управления и блока индикации.

Напряжение, пропорциональное измеряемо­

телем и преобразуются в напряжение постоян­

му параметру, поступает

в

цифровом вольт­

ного тока

пиковым

детектором. Выходное

на­

метре на один из двух входов сравнивающего

пряжение

пикового

детектора поступает

на

устройства. На другой

вход подается компен­

вход цифрового вольтметра.

сирующее

напряжение,

которое

изменяется

2. И з м е р е н и е

Vв. Испытуемый транзи­

дискретно по программе, определяемой рабо­

стор

включается

так же,

как

при измерении

той блока автоматического управления. В этом

-в

1 .

Выходное напряжение пикового де­

блоке имеется программное устройство, кото­

тектора не измеряется, а анализируется его

рое запускается импульсом с устройства авто­

матического выбора пределов после оконча­

полярность, которая индицируется на свето­

ния

выбора.

Программное

устройство вклю­

вом

табло

в виде

знака

>

при перевороте

чает в определенной последовательности триг­

фазы

и <

при отсутствии переворота. Изме­

геры запоминающего регистра, которые в свою

рение проводится следующим образом: изме­

очередь включают

компенсирующее напряже­

няют напряжение источника ’2—200 в до тех

ние необходимой величины. Триггеры остают­

пор,

пока

знак <

не изменится на знак > ;

ся во включенном положении, если с выхода

внешним вольтметром измеряют в этот мо­

сравнивающего устройства не поступает им­

мент напряжение на коллекторе испытуемого

пульс, или выключаются, если такой импульс

транзистора, которое и дает величину

Оа.

поступает.

3. И з м е р е н и е

ИКЛ1. Эмиттер испытуе­

Наличие импульса на выходе сравниваю­

мого транзистора подключается к общей шине.

щего устройства означает, что компенсирую­

Коллектор

через

переменное

сопротивление,

щее напряжение больше напряжения на вхо­

обеспечивающее режим генератора тока и за­

де. По окончании цикла измерения в тригге­

дающее требуемое значение тока коллектора,

рах

запоминающего

регистра

фиксируется

соединен с выходом источника 2—200 в. Ток

тетра-десятичный код (4, 2, 2, 1), соответст­

базы задается стабилизатором тока 0,1—20 ма.

вующий состоянию равенства компенсирующе­

Напряжение коллектора,

представляющее

со­

го и измеряемого

напряжений, т. е. цифровой

в которых используются параллельный и по^

Выражения

(13-4)

и >(13-5) при использо­

следовательный способы соответственно.

вании

многопредельных

измерительных

бло­

Информационные возможности СЛУ с па­

ков преобразуются *

раллельным способом обработки выше, чем

СЛУ с последовательным способом, посколь­

ку при параллельном способе для логической

обработки представляются сразу все резуль­

таты контроля, что дает возможность обрабо­

где I — количество граничных значений в

од­

тать часть результатов при помощи двоичного

ном блоке.

дешифратора. При использовании

последова­

В классификационном оборудовании приме­

тельного способа такой возможности нет, так

няются два способа рассортировки: последова­

как результаты контроля в этом случае участ­

тельный и параллельный. При последователь­

вуют

в

формировании

классификационной

ном способе в классификаторе предусматри­

группы

непосредственно

на

измерительном

вается несколько постов разгрузки, каждый из

посту и не хранятся до окончания контроля

которых

соответствует

определенной

класси­

по всем параметрам.

фикационной

группе.

Испытуемые приборы

Каждому

способу

обработки

результатов

проходят последовательно через эти посты и

контроля

соответствуют

определенные струк­

разгружаются на одном из них.. При парал­

тура и объем памяти. Для случая, когда на

лельном способе разгрузка происходит всегда

каждом измерительном посту величина пара­

на одном посту. Рассортировка производится

метра сравнивается только с одним гранич­

после разгрузки.

ным значением, т. е. применяются

однопре­

В описанном далее полуавтомате класси­

дельные измерительные блоки, и в блоке па­

фикации

используется

последовательный

спо­

мяти

используются

однотактные

регистры

соб рассортировки, а в универсальном класси­

сдвига, необходимый объем памяти, выражен­

фикаторе— параллельный.

Для

реализации

ный в количестве двоичных запоминающих

последовательного способа

необходимо запо­

элементов, можно определить следующим об­

минание результатов определения классифика­

разом:

ционных групп. В этом случае требуется до­

а)

при

параллельном

способе

обработки

полнительный

объем

памяти при

параллель­

ном способе

обработки результатов контроля

Д»',= п(п+

1) .

(13-4)

дг/

("* —О

л г—

2

где п. — общее количество граничных значений;

и при последовательном способе обработки

д„

_

( « , _ * ) ( « _ * +

1)

б)

при

последовательном

способе

обра­

к { к - \ )

ботки

ЛГ2= т я ,

(13-5)

П 2 —

2

2

*

где к — число

постов,

одновременно

являю­

где т — число классификационных групп.

щихся

измерительными

и

классификацион­

ными.

Из отношения

При

параллельном

способе

рассортировки

ДГ, __я +

1

дополнительного объема памяти не требуется.

N2

2т

В зависимости от характера реализуемых

программ

классификационное

оборудование

следует,

что

после п = 2т—1, N1

будет

боль­

можно разделить на две группы:

1)

оборудование

с

жесткой

программой,

ше N2 .

Заданная

программа

испытаний

выполняется

В

случае

применения

многопредельных

полностью

независимо

от

результатов

кон­

измерительных

блоков последовательный спо­

троля. Бракованные приборы выделяются при

соб

обработки

результатов

контроля

имеет

рассортировке. К этой

группе

относится

опи­

преимущества

перед

параллельным, так как

санный

ниже

универсальный

классификатор;

структура

блока

памяти

при последователь­

2)

оборудование

с

гибкой

программой.

ном

способе

не

зависит

от

числа

граничных

Программа испытаний может изменяться в за­

значений

на

каждом

измерительном посту, и

висимости от результатов контроля. Наиболее

поэтому возможно увеличение общего количе­

ства граничных значений без увеличения числа

* В случае, когда все измерительные блоки имеют

измерительных

постов

и объема

памяти.

одинаковое

количество граничных

значении.