集成电路测试论文
集成电路测试与可靠性设计
结课论文
基于FPGA的图像处理开发板设计
姓名：岑鉴峰
班级：B09212
学号：20094021211
模拟集成电路设计与应用
摘要
近年来，随着集成电路工艺技术的进步，整个电子系统可以集成在一个芯片上。这些变化改变了模拟电路在电子系统中的作用，并且影响着模拟集成电路的发展。随着信息技术及其产业的迅速发展，当今社会进入到了一个崭新的信息化时代。微电子技术是信息技术的核心技术，模拟集成电路又是微电子技术的核心技术之一，因而模拟集成电路成为信息时代的重要技术领域。已广泛应用于信号放大、频率变换、模拟运算、计算机接口、自动控制、卫星通信等领域。
关键词：模拟集成电路；微电子技术；信号放大；频率变换
引言
集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。
集成电路具有体积小，重量轻，引出线和焊接点少，寿命长，可靠性高，性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。
集成电路按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。
模拟集成电路又称线性电路,用来产生、放大和处理各种模拟信号（指幅度随时间边疆变化的信号。例如半导体收音机的音频信号、录放机的磁带信号等），其输入信号和输出信号成比例关系。
下面就我所学的和了解到的知识简单的介绍一下模拟集成电路555定时器的设计与应用。
内容
一、模拟集成电路555定时器
555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，是美国Signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5k Ω的电阻而得名。此电路后来竟风靡世界。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙地结合在同一硅片上的组合集成电路。
二、集成电路555定时电路的组成
555集成定时器由五个部分组成：
（1）由三个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器；
（2）两个电压比较器C1和C2：
v+＞v－，vo=1；
v+＜v－，vo=0。
（3）基本RS触发器；
（4）放电三极管T及缓冲器G
图1 555 定时器的内部单元组成框图和外引脚排列图
它的各个引脚功能如下：
1脚：GND(或Vss)外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
8脚：VCC(或VDD)外接电源VCC ，双极型时基电路VCC 的范围是4.5～16V ，CMOS 型时基电路VCC 的范围为3～18V 。一般用5V 。
3脚：OUT （或Vo ）输出端。
2脚：TR 低触发端。
6脚：TH 高触发端。
4脚：R 是直接清零端。当R 端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR 、TH 处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：CO(或VC)为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF 电容接地，以防引入干扰。
7脚：D 放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。电阻分压器由三个5k Ω的等值电阻串联而成。电阻分压器为比较器C1、C2提供参考电压，比较器C1的参考电压为2/3Vcc ，加在同相输入端，比较器C2的参考电压为1/3Vcc ，加在反相输入端。比较器由两个结构相同的集成运放C1、C2组成。高电平触发信号加在C1的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS 触发器R 端的输入信号；低电平触发信号加在C2的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS 触发器S 端的输入信号。基本RS 触发器的输出状态受比较器C1、C2的输出端控制。
三、集成电路555定时电路的工作原理
由555 定时器的内部电路图可知，它的功能主要由两个比较器决定当
5脚悬空时，比较器C1和C2的比较电压分别为cc V 32和cc V 31
（1）当vI1>cc V 32，vI2>cc V 31时，比较器 C1输出低电平，C2输出高电平，
基本RS 触发器被置0，放电三极管T 导通，输出端vO 为低电平。
（2）当vI1 基本RS 触发器被置1，放电三极管T 截止，输出端vO 为高电平。 （3）当vI1 平，即基本RS 触发器R=1，S=1，触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。 由于阈值输入端(vI1) 为高电平（>cc V 32）时，定时器输出低电平，因此 也将该端称为高触发端（TH ）。 因为触发输入端(vI2)为低电平（ 将该端称为低触发端（TL ）。 如果在电压控制端（5脚）施加一个外加电压（其值在0～VCC 之间），比较器的参考电压将发生变化，电路相应的阈值、触发电平也将随之变化，并进而影响电路的工作状态。 另外，RD 为复位输入端，当RD 为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出vo 为低电平，即RD 的控制级别最高。正常工作时，一般应将其接高电平。其功能如下表1所示： 四、555时基电路的设计与应用 由555时基电路构成常见的最基本的典型应用电路有：单稳态触发电路、双稳态触发电路、无稳态电路，而用这3种方式中的1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路，如定时器、分频器、脉冲信号发生器、元件参数和电路检测电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源交换电路、频率变换电路、自动控制电路等。 下面就简单的介绍三种由555时基电路构成的应用。 1、单稳态电路 单稳态触发器只有一个稳态状态。在未加触发信号之前，触发器处于稳定状态，经触发后，触发器由稳定状态翻转为暂稳状态，暂稳状态保持一段时间后，又会自动翻转回原来的稳定状态。单稳态触发器一般用于延时和脉冲整形电路。单稳态触发器电路的构成形式很多。图2(a)所示为用555定时器构成的单稳态触发器，R、C为外接元件，触发脉冲u 1 由2端输入。5端不用时一般通过0.01uF电容接地，以防干扰。下面对照图2(b)进行分析。 a b 图2 单稳态触发器 (1) 稳态 接通电源后，经R给电容C充电，当u c 上升到大于时，基本RS触发器复 位，输出u 0=0。同时，晶体管T导通，使电容C放电。此后u c< ，若不加触发 信号，即u 1>，则u 保持0状态。电路将一直处于这一稳定状态。 (2) 暂稳态 在t=t 1瞬间，2端输入一个负脉冲，即u 1< ，基本RS触发器置1，输出为高电 平，并使晶体管T截止，电路进入暂稳态。此后，电源又经R向C充电，充电时间常数=RC，电容的电压按指数规律上升。 在t=t 2时刻，触发负脉冲消失(u 1> )，若u c< ，则=1，=1，基本 RS触发器保持原状态，u 仍为高电平。 在t=t 3时刻，当u c 上升略高于时，=0，=1，基本RS触发器复位， 输出u 0=0，回到初始稳态。同时，晶体管T导通，电容C通过T迅速放电直至u c 为0。这时=1，=1，电路为下次翻转做好了准备。 输出脉冲宽度t p 为暂稳态的持续时间，即电容C的电压从0充至所需的时间。由=(1-)得 由上式可知： ①改变R、C的值，可改变输出脉冲宽度，从而可以用于定时控制。 ②在R、C的值一定时，输出脉冲的幅度和宽度是一定的，利用这一特性可对边沿不陡、幅度不齐的波形进行整形。 2、多谐振荡器——产生矩形脉冲波的自激振荡器 在数字电路中,常常需要一种不需外加触发脉冲就能够产生具有一定频率和幅度的矩形波的电路。由于矩形波中除基波外,还含有丰富的高次谐波成分,因此我们称这种电路为多谐振荡器。它常常用作脉冲信号源。 多谐振荡器没有稳态,只具有两个暂稳态,在自身因素的作用下,电路就在两个暂稳态之间来回转换。它的电路组成及其工作原理： 图3 用555定时器构成的多谐振荡器 如图3所示 为555定时器构成的多谐振荡器，接通VCC 后，VCC 经R1和R2对C 充电。当uc 上升到2VCC/3时，uo=0，T 导通，C 通过R2和T 放电，uc 下降。当uc 下降到VCC/3时，uo 又由0变为1，T 截止，VCC 又经R1和R2对C 充电。如此重复上述过程，在输出端uo 产生了连续的矩形脉冲。 振荡频率的估算和占空比可调电路 电容C 充电时间：C R R t w )(7.0211+= 电容C 放电时间：C R t w 227.0= 电路谐撼振频率f 的估算： 振荡周期为：C R R T )2(7.021+= 振荡频率为： C R R R R T f )2(43.1)2(7.0112121+≈+== 占空比 D ： 2121212112)2(7.0)(7.0R R R R R R C R R T t D w ++=++== 3、模拟声响发生器 图4是由两个多谐振荡器构成的模拟声响发生器。左侧振荡器Ⅰ的振荡频率较低（整定元件为RA1、RB1、C1）比如2Hz ；右侧的振荡器Ⅱ的振荡频率较高（整定元件为RA2、RB2、C2）比如为1kHz 。由于低频振荡器Ⅰ的输出端3接到高频振荡器Ⅱ的复位端4，故当振荡器Ⅰ的输出电压uo1为高电平时，振荡器Ⅱ就振荡；当uo1为低电平时，振荡器Ⅱ停止振荡，从而使扬声器便发出间歇声响。 C R 1 u c 8 4 7 3 6 555 2 5 1 0.01μF u o V CC R 2 u c u o t t t P1 t P2 0 V CC /3 2V CC /3 0 (a) 电路 (b) 工作波形 总结 这次论文的完成不仅是对所学过的基础理论和专业知识进行一次全面、系统地回顾和总结，而且也是对自己能力的一种提高。在本次论文中，我遇到了很多的困难，通过查阅大量有关资料和自学，但更多的是得到王玉峰老师的帮助和指导才得以顺利解决。并使我明白了原来自己的知识还比较欠缺，不够全面。学习是一个长期积累的过程，我应在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 由于自己水平有限，论文中难免有疏漏不足之处、还望老师指点、修正并提出宝贵意见，使本论文更加完善。在此表示衷心的感谢。 参考文献：[1]陆秀令，韩清涛.模拟电子技术.北京:北京大学出版社，2008 [2]谢自美.电子线路设计?实验?测试（第三版）.武汉：华中科技大学出版社，2006 [3]吴运昌．模拟集成电路原理与应用.广州：华南理工大学出版社，1995 [4]姚福安.电子电路设计与实践.山东：山东科学技术出版社，2001 [5]百度百科.555定时器： https://www.360docs.net/doc/5513075227.html,/view/1102178.htm. 集成电路的检测方法 现在的电子产品往往由于一块集成电路损坏，导致一部分或几个部分不能常工作，影响设备的正常使用。那么如何检测集成电路的好坏呢?通常一台设备里面有许多个集成电路，当拿到一部有故障的集成电路的设备时，首先要根据故障现象，判断出故障的大体部位，然后通过测量，把故障的可能部位逐步缩小，最后找到故障所在。 要找到故障所在必须通过检测，通常修理人员都采用测引脚电压方法来判断，但这只能判断出故障的大致部位，而且有的引脚反应不灵敏，甚至有的没有什么反应。就是在电压偏离的情况下，也包含外围元件损坏的因素，还必须将集成块内部故障与外围故障严格区别开来，因此单靠某一种方法对集成电路是很难检测的，必须依赖综合的检测手段。现以万用表检测为例，介绍其具体方法。 我们知道，集成块使用时，总有一个引脚与印制电路板上的“地”线是焊通的，在电路中称之为接地脚。由于集成电路内部都采用直接耦合，因此，集成块的其它引脚与接地脚之间都存在着确定的直流电阻，这种确定的直流电阻称为该脚内部等效直流电阻，简称R内。当我们拿到一块新的集成块时，可通过用万用表测量各引脚的内部等效直流电阻来判断其好坏，若各引脚的内部等效电阻R内与标准值相符，说明这块集成块是好的，反之若与标准值相差过大，说明集成块内部损坏。测量时有一点必须注意，由于集成块内部有大量的三极管，二极管等非线性元件，在测量中单测得一个阻值还不能判断其好坏，必须互换表笔再测一次，获得正反向两个阻值。只有当R内正反向阻值都符合标准，才能断定该集成块完好。 在实际修理中，通常采用在路测量。先测量其引脚电压，如果电压异常，可断开引脚连线测接线端电压，以判断电压变化是外围元件引起，还是集成块内部引起。也可以采用测外部电路到地之间的直流等效电阻(称R外)来判断，通常在电路中测得的集成块某引脚与接地脚之间的直流电阻(在路电阻)，实际是R内与R外并联的总直流等效电阻。在修理中常将在路电压与在路电阻的测量方法结合使用。有时在路电压和在路电阻偏离标准值，并不一定是集成块损坏，而是有关外围元件损坏，使R外不正常，从而造成在路电压和在路电阻的异常。这时便只能测量集成块内部直流等效电阻，才能判定集成块是否损坏。根据实际检修经验，在路检测集成电路内部直流等效电阻时可不必把集成块从电路上焊下来，只需将电压或在路电阻异常的脚与电路断开，同时将接地脚也与电路板断开，其它脚维持原状，测量出测试脚与接地脚之间的R内正反向电阻值便可判断其好坏。 例如，电视机内集成块TA7609P瑢脚在路电压或电阻异常，可切断瑢脚和⑤脚(接地脚)然后用万用表内电阻挡测瑢脚与⑤脚之间电阻，测得一个数值后，互换表笔再测一次。若集成块正常应测得红表笔接地时为8.2kΩ，黑表笔接地时为272kΩ的R内直流等效电阻，否则集成块已损坏。在测量中多数引脚，万用表用R×1k挡，当个别引脚R内很大时，换用R ×10k挡，这是因为R×1k挡其表内电池电压只有1.5V，当集成块内部晶体管串联较多时，电表内电压太低，不能供集成块内晶体管进入正常工作状态，数值无法显现或不准确。 总之，在检测时要认真分析，灵活运用各种方法，摸索规律，做到快速、准确找出故障 摘要：判断常用集成电路的质量及好坏 一看: 封装考究,型号标记清晰,字迹,商标及出厂编号,产地俱全且印刷质量较好,(有的 为烤漆,激光蚀刻等) 这样的厂家在生产加工过程中,质量控制的比较严格。 二检: 引脚光滑亮泽,无腐蚀插拔痕迹, 生产日期较短,正规商店经营。 三测: 对常用数字集成电路, 为保护输入端及工厂生产需要,每一个输入端分别对VDD 毕业设计（论文）集成电路封装与测试 摘要 IC封装是一个富于挑战、引人入胜的领域。它是集成电路芯片生产完成后不可缺少的一道工序，是器件到系统的桥梁。封装这一生产环节对微电子产品的质量和竞争力都有极大的影响。按目前国际上流行的看法认为，在微电子器件的总体成本中，设计占了三分之一，芯片生产占了三分之一，而封装和测试也占了三分之一，真可谓三分天下有其一。封装研究在全球范围的发展是如此迅猛，而它所面临的挑战和机遇也是自电子产品问世以来所从未遇到过的；封装所涉及的问题之多之广，也是其它许多领域中少见的，它需要从材料到工艺、从无机到聚合物、从大型生产设备到计算力学等等许许多多似乎毫不关连的专家的协同努力，是一门综合性非常强的新型高科技学科。 媒介传输与检测是CPU封装中一个重要环节，检测CPU物理性能的好坏，直接影响到产品的质量。本文简单介绍了工艺流程，机器的构造及其常见问题。 关键词：封装媒介传输与检测工艺流程机器构造常见问题 Abstract IC packaging is a challenging and attractive field. It is the integrated circuit chip production after the completion of an indispensable process to work together is a bridge device to the system. Packaging of the production of microelectronic products, quality and competitiveness have a great impact. Under the current popular view of the international community believe that the overall cost of microelectronic devices, the design of a third, accounting for one third of chip production, packaging and testing and also accounted for a third, it is There are one-third of the world. Packaging research at the global level of development is so rapid, and it faces the challenges and opportunities since the advent of electronic products has never been encountered before; package the issues involved as many as broad, but also in many other fields rare, it needs to process from the material, from inorganic to polymers, from the calculation of large-scale production equipment and so many seem to have no mechanical connection of the concerted efforts of the experts is a very strong comprehensive new high-tech subjects . Media transmission and detection CPU package is an important part of testing the physical properties of the mixed CPU, a direct impact on product quality. This paper describes a simple process, the structure of the machine and its common problems. Keyword: Packaging Media transmission and detection Technology process Construction machinery Frequently Asked Questions 第一章 集成电路的测试 1.集成电路测试的定义 集成电路测试是对集成电路或模块进行检测，通过测量对于集成电路的输出回应和预期输出比较，以确定或评估集成电路元器件功能和性能的过程，是验证设计、监控生产、保证质量、分析失效以及指导应用的重要手段。 .2.集成电路测试的基本原理 输入Y 被测电路DUT（Device Under Test）可作为一个已知功能的实体，测试依据原始输入x 和网络功能集F（x），确定原始输出回应y，并分析y是否表达了电路网络的实际输出。因此，测试的基本任务是生成测试输入，而测试系统的基本任务则是将测试输人应用于被测器件，并分析其输出的正确性。测试过程中，测试系统首先生成输入定时波形信号施加到被测器件的原始输入管脚，第二步是从被测器件的原始输出管脚采样输出回应，最后经过分析处理得到测试结果。 3.集成电路故障与测试 集成电路的不正常状态有缺陷（defect）、故障（fault）和失效（failure）等。由于设计考虑不周全或制造过程中的一些物理、化学因素，使集成电路不符合技术条件而不能正常工作，称为集成电路存在缺陷。集成电路的缺陷导致它的功能发生变化，称为故障。故障可能使集成电路失效，也可能不失效，集成电路丧失了实施其特定规范要求的功能，称为集成电路失效。故障和缺陷等效，但两者有一定区别，缺陷会引发故障，故障是表象，相对稳定，并且易于测试；缺陷相对隐蔽和微观，缺陷的查找与定位较难。 4.集成电路测试的过程 1.测试设备 测试仪：通常被叫做自动测试设备，是用来向被测试器件施加输入，并观察输出。测试是要考虑DUT的技术指标和规范，包括：器件最高时钟频率、定时精度要求、输入\输出引脚的数目等。要考虑的因素：费用、可靠性、服务能力、软件编程难易程度等。 1.测试界面 测试界面主要根据DUT的封装形式、最高时钟频率、ATE的资源配置和界面板卡形等合理地选择测试插座和设计制作测试负载板。 集成电路封装考试答案 https://www.360docs.net/doc/5513075227.html,work Information Technology Company.2020YEAR 名词解释： 1.集成电路芯片封装： 利用膜技术及微细加工技术，将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接，引用接线端子并通过可塑性绝缘介质灌装固定，构成整体立体结构的工艺。 2.芯片贴装： 3.是将IC芯片固定于封装基板或引脚架芯 片的承载座上的工艺过程。 4.芯片互联： 5.将芯片与电子封装外壳的I/O引线或基 板上的金属布线焊区相连接。 6.可焊接性: 指动态加热过程中，在基体表面得到一个洁净金属表面，从而使熔融焊料在基体表面形成良好润湿能力。 7.可润湿性： 8.指在焊盘的表面形成一个平坦、均匀 和连续的焊料涂敷层。 9.印制电路板： 10.为覆盖有单层或多层布线的高分子复 合材料基板。 11.气密性封装： 12.是指完全能够防止污染物（液体或固 体）的侵入和腐蚀的封装。 13.可靠性封装： 14.是对封装的可靠性相关参数的测试。 15.T/C测试： 16.即温度循环测试。17.T/S 测试： 18.测试封装体抗热冲击的能力。 19.TH测试： 20.是测试封装在高温潮湿环境下的耐久 性的实验。 21.PC测试： 22.是对封装体抵抗抗潮湿环境能力的测 试。 23.HTS测试： 24.是测试封装体长时间暴露在高温环境 下的耐久性实验。封装产品长时间放置在高温氮气炉中，然后测试它的电路通断情况。 25.Precon测试： 26.模拟包装、运输等过程，测试产品的 可靠性。 27.金线偏移： 28.集成电路元器件常常因为金线偏移量 过大造成相邻的金线相互接触从而产生短 路，造成元器件的缺陷。 29.再流焊： 30.先将微量的铅锡焊膏印刷或滴涂到印 制板的焊盘上，再将片式元器件贴放在印制板表面规定的位置上，最后将贴装好元器件分印制板放在再流焊设备的传送带上。 UESTC-Ning Ning 1 Chapter 2 Chip Level Interconnection 宁宁 芯片互连技术 集成电路封装测试与可靠性 UESTC-Ning Ning 2 Wafer In Wafer Grinding (WG 研磨)Wafer Saw (WS 切割)Die Attach (DA 黏晶)Epoxy Curing (EC 银胶烘烤)Wire Bond (WB 引线键合)Die Coating (DC 晶粒封胶/涂覆) Molding (MD 塑封)Post Mold Cure (PMC 模塑后烘烤)Dejunk/Trim (DT 去胶去纬) Solder Plating (SP 锡铅电镀)Top Mark (TM 正面印码)Forming/Singular (FS 去框/成型) Lead Scan (LS 检测)Packing (PK 包装) 典型的IC 封装工艺流程 集成电路封装测试与可靠性 UESTC-Ning Ning 3 ? 电子级硅所含的硅的纯度很高，可达99.9999 99999 % ? 中德电子材料公司制作的晶棒( 长度达一公尺，重量超过一百公斤 ) UESTC-Ning Ning 4 Wafer Back Grinding ?Purpose The wafer backgrind process reduces the thickness of the wafer produced by silicon fabrication (FAB) plant. The wash station integrated into the same machine is used to wash away debris left over from the grinding process. ?Process Methods: 1) Coarse grinding by mechanical.(粗磨)2) Fine polishing by mechanical or plasma etching. (细磨抛光 ) H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 集成电路测试原理及方法简介 院系：电气工程及自动化学院 姓名： XXXXXX 学号： XXXXXXXXX 指导教师： XXXXXX 设计时间： XXXXXXXXXX 摘要 随着经济发展和技术的进步，集成电路产业取得了突飞猛进的发展。集成电路测试是集成电路产业链中的一个重要环节，是保证集成电路性能、质量的关键环节之一。集成电路基础设计是集成电路产业的一门支撑技术，而集成电路是实现集成电路测试必不可少的工具。 本文首先介绍了集成电路自动测试系统的国内外研究现状，接着介绍了数字集成电路的测试技术，包括逻辑功能测试技术和直流参数测试技术。逻辑功能测试技术介绍了测试向量的格式化作为输入激励和对输出结果的采样，最后讨论了集成电路测试面临的技术难题。 关键词：集成电路；研究现状；测试原理；测试方法 目录 一、引言 (4) 二、集成电路测试重要性 (4) 三、集成电路测试分类 (5) 四、集成电路测试原理和方法 (6) 4.1.数字器件的逻辑功能测试 (6) 4.1.1测试周期及输入数据 (8) 4.1.2输出数据 (10) 4.2 集成电路生产测试的流程 (12) 五、集成电路自动测试面临的挑战 (13) 参考文献 (14) 一、引言 随着经济的发展，人们生活质量的提高，生活中遍布着各类电子消费产品。电脑﹑手机和mp3播放器等电子产品和人们的生活息息相关，这些都为集成电路产业的发展带来了巨大的市场空间。2007年世界半导体营业额高达2.740亿美元，2008世界半导体产业营业额增至2.850亿美元，专家预测今后的几年随着消费的增长，对集成电路的需求必然强劲。因此，世界集成电路产业正在处于高速发展的阶段。 集成电路产业是衡量一个国家综合实力的重要重要指标。而这个庞大的产业主要由集成电路的设计、芯片、封装和测试构成。在这个集成电路生产的整个过程中，集成电路测试是惟一一个贯穿集成电路生产和应用全过程的产业。如：集成电路设计原型的验证测试、晶圆片测试、封装成品测试，只有通过了全部测试合格的集成电路才可能作为合格产品出厂，测试是保证产品质量的重要环节。 集成电路测试是伴随着集成电路的发展而发展的，它为集成电路的进步做出了巨大贡献。我国的集成电路自动测试系统起步较晚，虽有一定的发展，但与国外的同类产品相比技术水平上还有很大的差距，特别是在一些关键技术上难以实现突破。国内使用的高端大型自动测试系统，几乎是被国外产品垄断。市场上各种型号国产集成电路测试，中小规模占到80%。大规模集成电路测试系统由于稳定性、实用性、价格等因素导致没有实用化。大规模/超大规模集成电路测试系统主要依靠进口满足国内的科研、生产与应用测试，我国急需自主创新的大规模集成电路测试技术，因此，本文对集成电路测试技术进行了总结和分析。 二、集成电路测试重要性 随着集成电路应用领域扩大，大量用于各种整机系统中。在系统中集成电路往往作为关键器件使用，其质量和性能的好坏直接影响到了系统稳定性和可靠性。 如何检测故障剔除次品是芯片生产厂商不得不面对的一个问题，良好的测试流程，可以使不良品在投放市场之前就已经被淘汰，这对于提高产品质量，建立生产销售的良性循环，树立企业的良好形象都是至关重要的。次品的损失成本可以在合格产品的售价里得到相应的补偿，所以应寻求的是质量和经济的相互制衡，以最小的成本满足用户的需要。 作为一种电子产品，所有的芯片不可避免的出现各类故障，可能包括：1.固定型故障；2.跳变故障；3.时延故障；4.开路短路故障；5桥接故障，等等。测试的作用是检验芯片是否存在问题，测试工程师进行失效分析，提出修改建议，从工程角度来讲，测试包括了验证测试和生产测试两个主要的阶段。 名词解释： 1.集成电路芯片封装： 利用膜技术及微细加工技术，将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连接，引用接线端子并通过可塑性绝缘介质灌装固定，构成整体立体结构的工艺。 2.芯片贴装： 是将IC芯片固定于封装基板或引脚架芯片的承载座上的工艺过程。 3.芯片互联： 将芯片与电子封装外壳的I/O引线或基板上的金属布线焊区相连接。 4.可焊接性: 指动态加热过程中，在基体表面得到一个洁净金属表面，从而使熔融焊料在基体表面形成良好润湿能力。 5.可润湿性： 指在焊盘的表面形成一个平坦、均匀和连续的焊料涂敷层。 6.印制电路板： 为覆盖有单层或多层布线的高分子复合材料基板。 7.气密性封装： 是指完全能够防止污染物（液体或固体）的侵入和腐蚀的封装。 8.可靠性封装： 是对封装的可靠性相关参数的测试。 9.T/C测试： 即温度循环测试。10.T/S 测试： 测试封装体抗热冲击的能力。 11.TH测试： 是测试封装在高温潮湿环境下的耐久性的实验。 12.PC测试： 是对封装体抵抗抗潮湿环境能力的测试。 13.HTS测试： 是测试封装体长时间暴露在高温环境下的耐久性实验。封装产品长时间放置在高 温氮气炉中，然后测试它的电路通断情况。 14.Precon测试： 模拟包装、运输等过程，测试产品的可靠性。 15.金线偏移： 集成电路元器件常常因为金线偏移量过大造成相邻的金线相互接触从而产生短路，造成元器件的缺陷。 16.再流焊： 先将微量的铅锡焊膏印刷或滴涂到印制板的焊盘上，再将片式元器件贴放在印制 板表面规定的位置上，最后将贴装好元器件 分印制板放在再流焊设备的传送带上。 简答： 1.芯片封装实现了那些功能？ 传递电能、传递电路信号、提供散热途径、结构保护与支持 2．芯片封装的层次 五个层次：零级层次:在芯片上的集成电路元器件间的连线工艺 第一层次：芯片层次的封装 第二层次：将第一个层次完成的封装与其他电子元器件组成的一个电路卡的工艺 第三层次：将第一个层次完成的封装组装成的电路卡组合成在一个主电路板上使之成为一个部件或子系统的工艺 第四层次：将数个子系统组装成一个完整电子产品的工艺过程 3.简述封装技术的工艺流程 硅片减薄、硅片切割、芯片贴装、芯片互联、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码 4.芯片互联技术有哪几种?分别解释说明 打线健合技术（WB）：将细金属线或金属按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上形成电路互联。 载带自动键合技术（TAB）：将芯片焊区与电子封装外壳的I/O或基板上的金属布线焊区用具有引线图形成金属箔丝连接的技术工艺。 倒装芯片键合技术(FCB):芯片面朝下，芯片焊区与基板焊区直接相连的一种方法。5.常用的芯片贴装有哪三种？请对这三种芯片贴装方法做出简单说明。 共晶粘贴法：Au-Si共晶合金粘贴到基板上 焊接粘贴法：Pb-Sn合金焊接 导电胶粘贴法：在塑料封装中最常见的方法是使用高分子聚合物贴装到金属框架上 6.请说明热压焊和超声焊的工艺原理，并指出优缺点。 将细金属线按顺序打在芯片与引脚的封装基板的焊垫上而形成电路互连。 超声焊：优点为键合温度低、键合尺寸较小且导线回绕高度较低，缺点为必须沿着金属线回绕的方向排列 热压焊：优点为导线可以球形接点为中心改变位置 7.厚膜技术的概念 使用网印与烧结方法，用以制作电阻、电容等电路中的无源元件。 8.薄膜制备的技术有哪几种？请举例说明。 溅射、蒸发、电镀、光刻工艺 9.通过厚膜与薄膜技术的比较分析，简述它们各自的优缺点 薄膜技术使用光刻工艺形成的图形具有更窄、边缘更清晰的线条。这一特点促进了薄膜技术在高密度和高频率的使用。薄膜工艺比厚膜工艺成本高，多层结构的制造极为困难，受限于单一的方块电阻率。 10.助焊剂的主要成分是什么？ 活化剂、载剂、溶剂、和其他特殊功能的添加物。 一、填空题 1、将芯片及其他要素在框架或基板上布置，粘贴固定以及连接，引出接线端子并且通过可塑性绝缘介质灌封固定的过程为狭义封装 ;在次基础之上，将封装体与装配成完整的系统或者设备，这个过程称之为广义封装。 2、芯片封装所实现的功能有传递电能；传递电路信号；提供散热途径；结构保护与支持。 3、芯片封装工艺的流程为硅片减薄与切割、芯片贴装、芯片互连、成型技术、去飞边毛刺、切筋成形、上焊锡、打码。 4、芯片贴装的主要方法有共晶粘贴法、焊接粘贴法、导电胶粘贴发、玻璃胶粘贴法。 5、金属凸点制作工艺中，多金属分层为黏着层、扩散阻挡层、表层金保护层。 6、成型技术有多种，包括了转移成型技术、喷射成型技术、预成型技术、其中最主要的是转移成型技术。 7、在焊接材料中，形成焊点完成电路电气连接的物质叫做焊料；用于去除焊盘表面氧化物，提高可焊性的物质叫做助焊剂；在SMT中常用的可印刷焊接材料叫做锡膏。 8、气密性封装主要包括了金属气密性封装、陶瓷气密性封装、玻璃气密性封装。 9、薄膜工艺主要有溅射工艺、蒸发工艺、电镀工艺、 光刻工艺。 10、集成电路封装的层次分为四级分别为模块元件（Module）、电路卡工艺（Card）、主电路板（Board）、完整电子产品。 11、在芯片的减薄过程中，主要方法有磨削、研磨、干式抛光、化学机械平坦工艺、电化学腐蚀、湿法腐蚀、等离子增强化学腐蚀等。 12、芯片的互连技术可以分为打线键合技术、载带自动键合技术、倒装芯片键合技术。 13、DBG切割方法进行芯片处理时，首先进行在硅片正面切割一定深度切口再进行背面磨削。 14、膜技术包括了薄膜技术和厚膜技术，制作较厚薄膜时常采用丝网印刷和浆料干燥烧结的方法。 15、芯片的表面组装过程中，焊料的涂覆方法有点涂、 丝网印刷、钢模板印刷三种。 16、涂封技术一般包括了顺形涂封和封胶涂封。 二、名词解释 1、芯片的引线键合技术(3种) 是将细金属线或金属带按顺序打在芯片与引脚架或封装基板的焊垫上 集成电路测试技术 测试概论 可测性设计技术 DFT） 雷鑑铭RCVLSI&S 扫描前综合：主要在综合中介绍。在这一步中综合工具会 Multiplexed Flip-Flop 使用一个可选择的数据输入端来实现串行移位的能力。在功能模式时，扫描使能信号选择系统数据输入；在扫描模式时，扫描使能信号选择扫描数据输入。扫描输入的数据来自扫描输入端口或者扫描链中前一个单元的扫描输出端口。为测试使能端，控制数据的输入。 时选通测试模式，测试数据从端输入；时为功能模式，这时系统数据从端输入。 Multiplexed Flip-Flop 扫描形式为工艺库普遍支持的一种模式。 Multiplexed Flip-Flop 结构 扫描 扫描形式使用一个特定的边沿触发测试时钟来提供串行移位的能力。在功能模式时，系统时钟翻转，系统数据在系统时钟控制下输入到单元中；扫描移位时，测试时钟翻转，扫描数据在测试时钟控制下进入到单元中。 为系统时钟，翻转时系统数据从D 钟，翻转时扫描数据从端输入。 Clocked-Scan 雷鑑铭 编译器支持三种变化的扫描形式：单边锁存，双边锁存和时钟控制单边锁存和双边锁存变化都要用到典型的LSSD 扫描单元，如上图所示。该单元含有一对主从锁存器。 主锁存器有两个输入端，能够锁存功能数据或者扫描数据。在功能模式下，系统主时钟控制系统数据的输入；在扫描模式下，测试主时钟控制从数据输入端到主锁存器的数据传输。从时钟控制数据从主锁存器到从锁存器的传输。 典型的LSSD 、扫描测试的步骤 1 各步骤的功能如下： 扫描输入阶段：在这一阶段中，数据串行加入到扫描输入端；当时钟沿到来时，该扫描数据被移入到扫描链。同时，并行输出被屏蔽。 并行测试：这一周期的初始阶段并行输入测试数据，此周期的末段检测并行输出数据。在此周期中时钟信号保持无效，CUT 并行捕获：这一阶段时钟有一次脉冲，在该脉冲阶段从扫描链中捕获关键并行输出数据。CUT 态。捕获到的数据用于扫描输出。 第一次扫描输出：此阶段无时钟信号，出端对扫描链输出值采样，检测第一位扫描输出数据。扫描输出阶段：扫描寄存器捕获到的数据串行移出，在每一周期在扫描输出端检测扫描链输出值。扫描测试是基于阶段的测试过程，典型的测试时序分SI 交叠，待测芯片的测试状态控制信号于有效状态。第一次扫描输出阶段时钟信号保持无效，出端之后每一扫描移位阶段都有一时钟信号，测试机也会采样一次SO 的状态；在最后一个扫描移位阶段用于产生并行输出的有效数 集成电路封装的发展现 状及趋势 公司内部档案编码：[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08] 序号：39 集成电路封装的发展现状及趋势 姓名：张荣辰 学号： 班级：电科本1303 科目：微电子学概论 二〇一五年 12 月13 日 集成电路封装的发展现状及趋势 摘要： 随着全球集成电路行业的不断发展，集成度越来越高，芯片的尺寸不断缩小，集成电路封装技术也在不断地向前发展，封装产业也在不断更新换代。 我国集成电路行业起步较晚，国家大力促进科学技术和人才培养，重点扶持科学技术改革和创新，集成电路行业发展迅猛。而集成电路芯片的封装作为集成电路制造的重要环节，集成电路芯片封装业同样发展迅猛。得益于我国的地缘和成本优势，依靠广大市场潜力和人才发展，集成电路封装在我国拥有得天独厚的发展条件，已成为我国集成电路行业重要的组成部分，我国优先发展的就是集成电路封装。近年来国外半导体公司也向中国转移封装测试产能，我国的集成电路封装发展具有巨大的潜力。下面就集成电路封装的发展现状及未来的发展趋势进行论述。 关键词：集成电路封装、封装产业发展现状、集成电路封装发展趋势。 一、引言 晶体管的问世和集成电路芯片的出现，改写了电子工程的历史。这些半导体元器件的性能高，并且多功能、多规格。但是这些元器件也有细小易碎的缺点。为了充分发挥半导体元器件的功能，需要对其进行密封、扩大，以实现与外电路可靠的电气连接并得到有效的机械、绝缘等 方面的保护，防止外力或环境因素导致的破坏。“封装”的概念正事在此基础上出现的。 二、集成电路封装的概述 集成电路芯片封装（Packaging，PKG）是指利用膜技术及微细加工技术，将芯片及其他要素在框架或基板上布置、粘贴固定及连线，引出接线端并通过可塑性绝缘介质灌封固定，构成整体立体结构的工艺。此概念称为狭义的封装。 集成电路封装的目的，在于保护芯片不受或少受外界环境的影响，并为之提供一个良好的工作条件，以使集成电路具有稳定、正常的功能。封装为芯片提供了一种保护，人们平时所看到的电子设备如计算机、家用电器、通信设备等中的集成电路芯片都是封装好的，没有封装的集成电路芯片一般是不能直接使用的。 集成电路封装的种类按照外形、尺寸、结构分类可分为引脚插入型、贴片型和高级封装。 引脚插入型有DIP、SIP、S-DIP、SK-DIP、PGA DIP：双列直插式封装；引脚在芯片两侧排列，引脚节距，有利于散热，电气性好。 SIP：单列直插式封装；引脚在芯片单侧排列，引脚节距等特征与DIP基本相同。 ATE solutions to 3D-IC test challenges The rea diness of Advantest’s V93000 Scott Chesnut scott.chesnut@https://www.360docs.net/doc/5513075227.html, Robert Smith robert.j.smith@https://www.360docs.net/doc/5513075227.html, Florent Cros florent.cros@https://www.360docs.net/doc/5513075227.html, Lakshmikanth Namburi lakshmikanth.namburi@https://www.360docs.net/doc/5513075227.html, Advantest America San Jose, California USA Abstract—Three dimensional integrated circuits (3D-IC) require that automatic test equipment develop capability to address the challenges brought on by these structures. Such capability is found in test solutions which provide multiple clock domains, granular hardware porting per 3DIC layer, powerful test languages to control this hardware and collaborative software development environments. Advantest’s introduction of clock domain per pin, multi-port, concurrent test, and protocol aware software, MEMS probes, and SmarTest program manager address the test challenges of 3DIC in an effective effectively. They allow production solutions to be architected to the degree of granularity required by the development teams. Keywords—Protocol aware, Clock domain per pin, multi-port hardware, concurrent test framework, Protocol aware, SmarTest program manager, PLL Keep Alive, 3DIC TSV, 25uM pitch, MEMS Probes, ATE, BIST, JTAG, Pico Ampere Meter, interposer, spatial translation, MEMS, planarity, probes, cantilever, beam. I.I NTRODUCTION 3D chips are multi-system entities whose test challenges dwarf those presented by yesterday’s System in a Package (SiP) and/or System On a Chip (SOC). Substantial infrastructure must be readied in order to position any Automatic Test Equipment (ATE) to succeed in a production test environment. A good approach to understanding what the real challenges are would be to eliminate those with already known solutions. Past efforts to reduce test time, increase test coverage, and coordinate the software efforts of large groups of test engineers have solved 2D related production test problems. While these solutions had been developed for reasons other than 3DIC/TSV production test, we find they may lend themselves well to the task. Many of the perceived 3DIC/TSV test problems actually already have solutions. What follows is a description of how the existing features of Advantest’s V93000 might address many of these challenges. A.Test Program Software Maintenance – SmarTest Program Manager. Historically, a chip had one function. As more functions where added they became systems on a chip and then the migration to system in a package occurred. 3DIC systems in a stack add even greater complexity. Whether 3D stacks are assembled from Known Good Die (KGD) or Pretty Good Die (PGD) it can be assumed that “some” level of test will occur at both the chip level and then the stack level. Without assurance that chip layers are somewhat functional, a single layer’s defect can result with failing of the entire stack. Test costs become prohibitive as many good die are lost due to a single bad layer. Testing die before and after stack assembly requires use of variations of the same test program. One program version is used for the single die, another for the assembled stack. This is because test at the chip level will target its subcomponents while test at the stack level will exercise mission mode system level performance. It is likely that the same program be used for both activities with the difference being in how it perceives its current purpose. That is, a well architected test program can receive instructions from an operator or prober/handler and branch into chip or stack level test. Whether testing PGD, KGD, on the chip or stack level, use of the same program to test both reduces the correlation burden between chip test and assembled stack test. Proper maintenance of these program variations will require tighter book keeping than in the past. 3D structures, being built from multiple separate chip layers have associated with them legions of test, product and design engineers responsible for performance of each layer. Large groups of people who, while in the past never had reason to collaborate, in the future will find it absolutely necessary. Since each layer represents man years of test development effort, the test programs of each engineering group will have 集成电路封装与系统测试课程实验报告电子、集成专业 （2014—2015学年第一学期） 课程名称集成电路封装与系统测试 课程类别□必修□√限选 班级 学号 姓名 任课教师 考试日期 目录 一、实验目的......................................................... - 2 - 二、实验原理......................................................... - 2 - BC3199集成电路测试系统简介 ..................................... - 2 -测试电路原理图................................................... - 3 -测试参数分析..................................................... - 3 -测量输出电压Vo ............................................. - 3 - 测量电源电压调整率.......................................... - 4 - 测量负载电压调整率.......................................... - 4 - 三、实验设备......................................................... - 4 - 四、实验步骤......................................................... - 4 - 焊制电路板...................................................... - 4 -建立LM7805测试程序............................................. - 5 -测试数据及结果.................................................. - 5 - 五、实验结论......................................................... - 6 - 六、心得体会......................................................... - 6 -附录：............................................................... - 7 - 1、引线键合技术的分类及结构特点？ 答： 1、热压焊：热压焊是利用加热和加压力，使焊区金属发生塑性形变，同时破坏压 焊界面上的氧化层，使压焊的金属丝与焊区金属接触面的原子间达到原子的引 力范围，从而使原子间产生吸引力，达到“键合”的目的。 2、超声焊：超声焊又称超声键合，它是利用超声波(60-120kHz)发生器产生的能量， 通过磁致伸缩换能器，在超高频磁场感应下，迅速伸缩而产生弹性振动经变幅 杆传给劈刀，使劈刀相应振动；同时，在劈刀上施加一定的压力。于是，劈刀 就在这两种力的共同作用下，带动Al丝在被焊区的金属化层(如Al膜）表面迅 速摩擦，使Al丝和Al膜表面产生塑性形变。这种形变也破坏了Al层界面的氧 化层，使两个纯净的金属面紧密接触，达到原子间的“键合”，从而形成牢固 的焊接。 3、金丝球焊：球焊在引线键合中是最具有代表性的焊接技术。这是由于它操作方 便、灵活，而且焊点牢固，压点面积大，又无方向性。现代的金丝球焊机往往 还带有超声功能，从而又具有超声焊的优点，有的也叫做热(压)(超)声焊。可实 现微机控制下的高速自动化焊接。因此，这种球焊广泛地运用于各类IC和中、 小功率晶体管的焊接。 2、载带自动焊的分类及结构特点？ 答：TAB按其结构和形状可分为 Cu箔单层带：Cu的厚度为35-70um， Cu-PI双层带 Cu-粘接剂-PI三层带 Cu-PI-Cu双金属 3、载带自动焊的关键技术有哪些？ 答：TAB的关键技术主要包括三个部分： 一是芯片凸点的制作技术； 二是TAB载带的制作技术； 三是载带引线与芯片凸点的内引线焊接和载带外引线的焊接术。制作芯片凸点除作为TAB内引线焊接外，还可以单独进行倒装焊（ＦＣＢ） 4.倒装焊芯片凸点的分类、结构特点及制作方法？ 答：蒸镀焊料凸点：蒸镀焊料凸点有两种方法，一种是C4 技术，整体形成焊料凸点； 电镀焊料凸点：电镀焊料是一个成熟的工艺。先整体形成UBM 层并用作电镀的导电层，然后再用光刻胶保护不需要电镀的地方。电镀形成了厚的凸点。 印刷焊料凸点：焊膏印刷凸点是一种广泛应用的凸点形成方法。印刷凸点是采用模板直接将焊膏印在要形成凸点的焊盘上，然后经过回流而形成凸点钉头焊料凸点：这是一种使用标准的球形导线键合技术在芯片上形成的凸点方法。可用Au 丝线或者Pb 基的丝线。 化学凸点：化学镀凸点是一种利用强还原剂在化学镀液中将需要镀的金属离子还原成该金属原子沉积在镀层表面形成凸点的方法。集成电路的检测方法
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