一种集成电路芯片测试分选机的设计-论文

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电子行业中集成电路的设计与测试方法研究

电子行业中集成电路的设计与测试方法研究 1. 引言在当今数字化时代，电子行业中的集成电路（Integrated Circuit，IC）起到了至关重要的作用。它们被广泛应用于各种电子设备和系统中，如手机、电脑、汽车等。集成电路的设计和测试方法是确保电子产品性能和可靠性的关键环节。本文将针对电子行业中集成电路的设计与测试方法进行研究，探讨其最新发展和未来趋势。

2. 集成电路设计方法 2.1 逻辑电路设计方法逻辑电路设计是集成电路设计的基础。常用的方法包括组合逻辑电路设计和时序逻辑电路设计。组合逻辑电路设计主要关注电路的输入信号与输出信号之间的关系，如与门、或门等。时序逻辑电路设计则关注电路的输入与输出之间的时间关系，如时钟信号、时序电路等。设计人员可以通过硬件描述语言（HDL）和计算机辅助设计工具（CAD）来完成逻辑电路的设计。

2.2 物理电路设计方法物理电路设计主要关注将逻辑电路转换为物理实现。该过程包括布图（Layout）、布线（Routing）和版图（Mask）设计等。布图设计将逻辑电路中的器件和互连关系转换为布图中的逻辑单元和连线。布局设计要求考虑电路的性能、功耗和芯片面积等因素，以及避免电路中的互相干扰。布线设计则目标是将逻辑单元之间的信号路径进行最佳布线，以实现满足电路性能要求的连线配置。版图设计包括将布线结果转换为掩膜图形。

3. 集成电路测试方法 3.1 静态测试方法静态测试方法主要包括逻辑仿真和门级仿真。逻辑仿真是通过软件仿真工具对设计的逻辑电路进行逐步验证，以验证电路设计的正确性和功能性。门级仿真是对物理电路进行仿真测试，验证电路中的时序关系、功耗和电压等参数。这些仿真方法提供了对电路设计的全面分析和评估，帮助设计人员检测和排除设计缺陷。

3.2 动态测试方法动态测试方法常用的有片上测试（On-Chip Test）和外部测试（Off-Chip Test）两种方式。片上测试是在芯片内部设计测试电路，通过控制电路和测试数据输入/输出端口进行测试。它可以在制造过程中、芯片封装之前或系统集成之前对芯片进行测试。外部测试是将芯片与测试仪器相连，通过测试仪器对芯片进行自动或手动测试。这种测试方法可以用于芯片出厂测试、系统集成测试和直至电子产品的最终测试。

集成电路设计与集成系统毕业论文文献综述

集成电路设计与集成系统毕业论文文献综述引言集成电路设计与集成系统在现代电子科技领域中起着至关重要的作用。

随着电子产品的不断普及和发展，对于集成电路设计与集成系统的需求也不断增加。

本文将对相关文献进行综述分析，探讨当前集成电路设计与集成系统领域的研究热点与趋势。

1. 集成电路设计流程与方法1.1 电路设计流程电路设计流程是集成电路设计的关键环节，直接影响到电路设计的效率和质量。

通过对不同研究文献的综述，可以发现集成电路设计流程分为需求分析、电路设计、验证验证等多个阶段。

其中，集成电路设计的关键在于如何确定电路的功能需求、选择合适的电路结构与拓扑，并进行相应的仿真验证。

目前，许多研究致力于改进电路设计流程，以提高设计效率和质量。

1.2 电路设计方法在集成电路设计中，不同的设计方法适用于不同的电路拓扑结构与应用场景。

常见的电路设计方法包括非线性规划方法、遗传算法、模拟优化方法等。

其中，非线性规划方法通过数学模型对电路进行建模和优化，能够得到较为准确的设计结果；遗传算法是一种基于自然界进化原理的算法，通过逐代进化找到最优解；模拟优化方法则通过模拟物理过程进行电路设计优化。

未来，随着人工智能和机器学习的发展，也将为电路设计带来新的方法与思路。

2. 集成系统设计与应用2.1 集成系统设计集成系统设计是指将不同功能模块集成到一个芯片中，以实现特定的功能需求。

随着电子技术的发展，集成系统设计已经成为电子产品发展的趋势。

当前，集成系统设计成为研究的热点领域之一。

研究者们关注如何在小尺寸芯片上实现更多的功能模块，并提高整个系统的性能和稳定性。

2.2 集成系统应用集成系统被广泛应用于各个领域，例如智能手机、物联网、人工智能等。

其中，智能手机领域是集成系统应用的典型代表。

在智能手机中，集成系统被用于实现多种功能，如通信、图像处理、声音处理等。

而物联网和人工智能等领域也对集成系统的设计与应用提出了新的要求和挑战。

3. 集成电路设计与集成系统发展趋势3.1 特征尺寸的不断缩小随着半导体工艺的不断进步，集成电路的特征尺寸不断缩小。

ASIC测试论文：亚微米数字集成电路测试与验证方法研究及实现

【中文摘要】随着集成电路技术迅速发展,集成电路工艺尺寸日益缩小,设计复杂度不断提高,集成电路测试与验证设计的重要性愈发突出。目前,芯片测试与验证的投入约占据芯片设计总投入的70%,从事测试与验证的人员是设计人员的2倍,设计方案完成之后测试平台代码约占设计代码的80%。对芯片进行验证是检验芯片设计功能和时序是否符合设计要求；测试的是检验芯片是否存在制造错误。测试与验证的角色已经打破了传统的设计与生产之间的障碍,并且导致了设计与生产技术的不断融合,例如针对时序电路测试所提出的全扫描设计,针对存储器测试所提出的内建自测试设计,针对芯片功能所提出的软硬件协同仿真技术等等。为了控制芯片设计成本,如何高效的在设计中加入可测试性设计,如何实现具有高覆盖率的验证工作,缩短设计时间,成为数字集成电路实现的技术瓶颈之一。本论文在明确上述问题的基础上对亚微米数字集成电路的测试与验证技术进行了深入研究,并将提出的方法在0.35um 1P4M CMOS工艺的税控加油机控制芯片GVC中进行了实现。最终芯片研发成功,通过专家技术鉴定。本文对税控加油机控制芯片GVC进行了简要介绍,主要包括芯片的应用背景、功能和技术指标等。本文深入研究了集成电路可测试技术的理论及其应用,包括全扫描测试、内建自测试和边界扫描测试的设计流程。可测试性设计方法在保证系统的可观测性和可控制性的前提下, 能够提高测试覆盖率,缩短测试时间。在全扫描设计方面,分析了在芯片中的可能出现的故障模型,并给出了解决方法。在内建自测试设计方面,提出了针对RAM的详细设计方案。在边界扫描测试方面,介绍了利用EDA工具的详细设计流程。其中全扫描设计和内建自测试设计在GVC芯片中得到了应用。最后,本文研究了集成电路验证方法的理论及其应用,包括基于仿真的验证和原型验证两种方法的设计流程。其中,基于仿真的验证方法是利用创建Testbench的方法,在GVC中完成了系统级和行为级的仿真与验证；FPGA原型验证在Altera公司的FPGA芯片中得以验证。最终GVC芯片设计完毕,并投片生产,通过了测试与验证,在加油机整机上运行正常。【英文摘要】With the rapid development of integrated circuit technology, the process geometries of Application Specific Integrated Circuit are shrinking and the density of ASIC increases greatly. So the test and verification plays a more and more important role in ASIC design. The test and verification always consumes about 70% of the design effort. The number of test and verification engineers is usually twice the number of RTL designer. After the project finished, the code for test makes up to 80% of the total code volume. Verification is used for check whether function and timing match the design specification, and test is used for check whether there are manufacture errors in chips. The changing role of test has led to the need to break down the traditional barriers with design and fabrication, and is leading to a fusion of these activities, such as Design for Testability which can test timing circuits in chip, Built-in Self-test which could test RAM in chips, software/hardware co-simulation which could test functions, etc.. How to improve the quality of test and the coverage rate of verification and shorten test period has been the essential obstacle for test process. Based on above issues this paper studies in-depth on design for test and verification of sub-micron digital IC design, and the proposed design method was applied in Gas Volume Chip (GVC), whose process is 0.35um 1P4M CMOS.The paper introduces the function and technical specification of the GVC chip, including background, functions and technology parameter, etc. The paper elaborated the theory and approach of Design for Test, including design flows of full scan, memory Built-in Self-Test (MBIST), Boundary Scan Test(BSD). With ensuring the observable and controllable coverage of the system, DFT could improve the fault coverage and reduce test time. For full scan, the paper analyze the fault models and solute the violations. For MBIST, it introduces the specific design scheme around RAM. For BSD, it introduces the specific design flow by EDA tools. Furthermore, full scan and MBIST are implemented in GVC. Lastly, the paper analyzes the theory and approach of verification, including simulation-based verification and FPGA prototype emulation. For Simulation-based verification, designer creates testbeches and finished system level and behavioral level simulation in GVC. FPGA prototype emulation is implemented in the FPGA chip CycloneⅡEP2C20 from Altera Inc.. At last, the chip pass the test and verification. It is sent to be taped out and then brought into production. 【关键词】ASIC测试验证可测性设计【英文关键词】ASIC test Verification DFT 【目录】亚微米数字集成电路测试与验证方法研究及实现摘要8-9ABSTRACT9-10符号说明11-12第一章绪论12-18§1.1 引言12-13§1.2 测试与验证技术简介13-16§1.3 论文主要工作及章节安排16-18第二章税控加油机芯片介绍18-23§2.1 背景18-19§2.2 芯片应用环境19-21§2.3 技术指标21-22§2.4 芯片使用的工艺库22-23第三章可测试技术研究及实现23-55§3.1 可测试设计23-253.1.1 简述23-243.1.2 可测性设计实现24-25§3.2 全扫描测试设计25-373.2.1 简述25-283.2.2 详细设计流程及结果28-37§3.3 内建自测试设计37-453.3.1 简述37-393.3.2 详细设计流程及结果39-45§3.4 边界扫描设计45-553.4.1 简述45-503.4.2 详细设计流程及结果50-55第四章验证方法研究及实现55-74§4.1 验证技术简述55-57§4.2 基于仿真的验证方法57-704.2.1 数据准备58-594.2.2 测试激励生成59-604.2.3 仿真验证过程60-704.2.4 仿真结果分析70§4.3 FPGA原型验证及芯片验证70-744.3.1 内部ROM启动方式70-714.3.2 外部ROM启动方式714.3.3 外部在线调试方式714.3.4 在线编程714.3.5 FPGA验证板的硬件设计71-724.3.6 芯片验证72-74第五章结论与展望74-76参考文献76-79致谢79-80攻读硕士学位期间发表的论文80-81学位论文评阅及答辩情况表81

集成电路设计优化与测试研究

集成电路设计优化与测试研究随着人工智能、物联网等新技术的不断发展，集成电路的需求越来越大。

当今的电子产品，都依赖于各种各样的集成电路，尤其是高性能计算机，更需要高效可靠的集成电路来支撑其运作。

集成电路设计优化与测试是保证集成电路质量的一项重要工作。

集成电路的设计优化能够提高电路的稳定性和功能性能，同时，测试研究也能帮助我们及时发现、排除电路中潜在的缺陷。

本文将结合实例，探讨一下集成电路设计优化与测试的相关方面，希望能够引起广大读者的关注。

一、集成电路设计优化集成电路是复杂的电子系统，其功能完备，需要进行不断的设计优化。

常用的优化方法有：性能优化、功耗优化、面积优化和时序优化等。

下面为大家介绍其中的几种方法。

1. 性能优化性能优化的目的是尽可能提高电路的操作速度。

在实际应用中，性能优化通常需要在牺牲其他方面的代价下进行。

以 DDR4 SDRAM 控制器的性能优化为例。

通过分析 DDR4 SDRAM 访问模式的特点，优化控制器的主要功能。

在性能方面，采用流水线设计，配合 DMA 技术，使得控制器能够同时接收和发送多个数据流，从而提高了数据传输速度。

2. 功耗优化功耗优化的目的是尽可能降低电路的功耗，以节省能源和延长系统续航时间。

功耗优化也是现代集成电路设计工作中非常重要的一环。

以 ARM Cortex-A9 核心的功耗优化为例。

ARM Cortex-A9 是基于 ARMv7-A 架构的高性能处理器核心，具有低功耗、高性能、高集成度等优点。

实现功耗优化的方法主要是通对芯片内部电路进行优化，通过修改处理器核心的组成结构和各个模块的功耗，以达到节省功耗的目的。

3. 面积优化面积优化的目的是尽可能减少电路占用的物理空间，以满足特定应用场景下对硬件尺寸的要求。

以数字电平转换器的面积优化为例。

对电路进行面积优化，可以采取常见的几种方法：①面积共享：将同一逻辑电路共享，可以避免重复设计，减少面积开销；②集成关键模块：将关键的电路模块进行集成，可以减少电路间的开销，提高逻辑的实现效率；③电路冗余：在保证系统功能的前提下，可以去掉不必要的电路，从而降低面积消耗。

集成电路论文

集成电路论文我国集成电路发展状况摘要集成电路产业是知识密集、技术密集和资金密集型产业，世界集成电路产业发展异常迅速，技术进步门新月异。

虽然目前中国集成电路产业无论从质还是从量来说都不算发达，但伴随着全球产业东移的大潮，中国的经济稳定增长，巨大的内需市场，以及充裕的各类人才和丰富的自然资源，可以说中国集成电路产业的发展尽得天时、地利、人和之势，将会崛起成为新的世界集成电路制造中心。

首先，本文介绍了集成电路产业的相关概念，并对集成电路产业的重要特点进行了分析。

其次，在介绍世界集成电路产业发展趋势的基础上本文对我国集成电路产业发展的现状进行了分析和论述, 并给出了发展我国集成电路的策略。

集成电路产业是信息产业和现代制造业的核心战略产业，其已成为一些国家信息产业发展中的重中之重。

相比于其它地区，中国是集成电路产业的后来者，但新世纪集成电路产业的变迁为中国集成电路产业的蚓起带来了机遇，如果我们能抓住这一有利时机，中国不仅能成为集成电路产业的新兴地区，更能成为世界集成电路产业强国。

关键词：集成电路产业；发展现状；发展趋势ABSTRACTIntegrated circuit(IC) industry is of a knowledge，technology and capital concentrated nature. IC industry in the world develops extremely fast and the technology improves everyday．Although currently China’s IC industry is not fully developed，taking into consideration of either quality or quantity of the products．with the shifting of the global industry centre to the east and with the stable economic growth，enormous market demands and abundant human and nature resources available in China，the development of China’s ICindustry has favourable conditions in all aspects．and it is expected that in the near future China will become tire new IC manufacturing centre in the world．Firstly, this paper introduce the concept of IC , and analysis the important points of it. Secondly, this paper introduces the developments of IC in the word especially in China. In the end, this paper gives some advices of the developments of IC in our country.The IC is the core of information industry and modern manufacturing strategic industries. IT has become some national top priority in the development of information industry. Compared with other regions, the latter of the China's integrated circuit industry, but the changes of the IC industry in the new century for China's integrated circuit industry vermis creates opportunity, if we can seize the favorable opportunity, China can not only a new region of the integrated circuit industry, more can become the integrated circuit industry in the world powers.Key words: IC current situations tendency前言我们已经跨入二十一世纪，这个技术高度发达的信息化世纪。

芯片自动检测分选机控制系统改造与应用

ＰＬＣ・变频器・计算机——芯片自动检测分选机控制系统改造与应用　机床电器２０１２．３　芯片自动检测分选机控制系统改造与应用　刘一凡　（肇庆学院电子信息与机电工程学院，５２６０６１）　摘要：将控制系统与凸轮分割器相结合，实现料盘上各工位对应槽中芯片的检测与分选。由ＰＬＣ、变频器及检测　仪表构成的自动检测控制系统，具有高效、可靠、检测精度高以及分选准确等优点。由于变频器具有宽范围、平稳的　调速特性，为检测不同特性和不同规格芯片时设备的调试带来便利，也使系统运行的稳定性得到保障。文中给出了　控制系统结构框图，详细介绍了ＰＬＣ控制系统软硬件设计。　关键词：分选机；ＰＬＣ；变频器　中图分类号：ＴＰ２７４　．３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—０４２０（２０１２）ｏ３—００４９—０３　

Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｆｏｒ　ｃｈｉｐ　ＬＩＵ　Ｙｉ—ｆａｎ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈａｏｑｉｎｇ　ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，５２６０６１）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｃｏｍｂｉｎｅｓ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃａｍ　ｓｐｌｉｔｔｅｒ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｓｏｒｔｉｎｇ　ｆｏｒ　ｃｈｉｐｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｌｏｔ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｆｅｅｄ　ｔｒａｙ．Ｔｈｅ　ａｕｔｏｍａｔｉｃ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｃｏｍｐｏｓｅｄ　ｏｆ　ＰＬＣ，￣ｅｑｕｅｎｅｙ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｔｅｃ　ｔｉｏｎ　ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ｉｔ　ｈａｓ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｒｅｌｉａｂｌｙ，ｈｉｇｈ　ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ａｃｃｕｒａｔｅ　ｓｏｒｔｉｎｇ　ｅｔｃ．　Ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　ｈａｖｅ　ｔｈｅ　ｓｐｅｅｄ—ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ｏｆ　ｗｉｄｅ　ｒａｎｇｅ　ａｎｄ　ｓｍｏｏｔｈｌｙ，ｓｐｅｅｄ　ｉｓ　ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｌｙ　ａｄｊｕｓｔｅｄ　ｗｈｅｎ　ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ　ｃｈｉｐｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｆｒａｍｅ　ｆｉｇｕｒｅ　ｉｓ　ｇｉｖｅｎ，ｈａｒｄｗａｒｅ　ａｎｄ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ＰＬＣ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｏｒｔｉｎｇ　ｍａｃｈｉｎｅ；ＰＬＣ；ｉｎｖｅｒｔｅｒ　

集成电路RFID芯片测试系统设计与实现

中图分类号：ＴＰ２７３
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２—１８４１（２０１３）ｌ１ — ００４４— ０３
ＤｅｓｉｇｎａｎｄＩｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｏｆＴｅｓｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍｆｏｒＲＦＩＤＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＣｈｉｐ
ｓｅｒｉａｌｓＩＣｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｒｔｅｓｔｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，ａｖｏｉｄｉｎｇｔｈｅｗａｓｔｅｏｆｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ．Ｆｏｒｔｅｓｔｉｎｇ，ｉｔｃａｎｄｉｒｅｃｔｌｙｂｅｃｏｎｎｅｃｔｅｄｔｏｔｈｅｔｅｓｔｐａｄｏｆｔｈｅｃｈｉｐ，ｃａｎａｌｓｏｂｅｃｏｕｐｌｅｄｔｅｓｔｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｎｏｎ — ｃｏｎｔａｃｔｔｙｐｅｐｒｏｘｉｍｉｔｙ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｉｎ — ｄｕｓｔｒｉａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｉｔｉｓｓａｔｉｓｉｆｅｄｗｉｔｈｔｈｅｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｏｆｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ａｎｄｈａｄｔｈｅｍｅｒｉｔｓｏｆｅｉｃｆｉｅｎｃｙａｎｄｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ．

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江苏工程职业技术学院学报（综合版）　２０１５正　
作台主要由安装在支座上的转盘和转盘四周的柔性机械手组成，通过控制电磁阀实现柔性机械手对电子　
芯片的抓取、放下，转盘可带动集成电路芯片转换检测工位，进行各种检测。旋转工作台的结构如图２所　
示。由于集成电路芯片要在多个工位进行测试、旋转及分选，并且芯片　
引脚的间距和触点都很小，这对机械手的抓取精度定位要求很高。集　
成电路芯片定位精度不够。会使芯片不能够准确放入测试工位，造成芯　
片损坏　为了保证工位定位的精准，使用专用转台伺服电机系统和定　
位传感器组成精确的定位控制系统。同时采用小惯量伺服电机驱动柔　
性机械手上下动作．可获得极高的运行速度。　

转轴孔　
旋转台　
柔性机械手　

图２旋转工作台　
２．３测试工作台　

测试工作台位于旋转工作台的下方．内有对应于各个芯片的多个工作位。每个工作位上部均具有凹　
腔．便于机械手取放被检测的电子芯片。工作位包括上料位、１－６个测试位、１　２个旋转纠姿位、ｌ～３个剔除　
废料的废料分级位、１￣２个激光打标位、１～４个扩展位、下料位。上料机构将集成电路芯片输入后，机械手精　
准抓取半导体器件，放置到不同工作位；当一种参数检测完毕后，由前一个工作位依次被机械手抓取，随旋　
转工作台的旋转，转移释放到下一个工作位，再进行其他参数的检测，不合格的半导体器件由废料分级位剔　
除出去．合格的半导体器件由下料位送到编带机构包装输送出去。分选机主要实现的检测有以下３项：　
１１电性能测试　针对产品各种电性参数，使用常用的电性能测试模块进行测试以确定产品能正常运　
作。主要包括接触性测试（ｏｓ测试）、阻抗、感抗以及其他有关电磁参数的测试。　
２１引脚三维视觉测试。在半导体芯片的封装尺寸中详细规定了半导体芯片引脚的个数及各个引脚之　
间的间距　本文所描述的引脚三维视觉检测系统需检测各种引脚不良的情况，如引脚个数错误、引脚长宽度　
的偏差及外在缺陷等。采用ＣＣＤ检测器，通过芯片图像软件进行处理分析，将不符合检测标准的芯片定义　
为“不合格芯片”。在测试工位时集成电路芯片电路的方向是唯一的．而气轨运输结构送出的集成电路芯片的　
电路方向并不确定。因此需要在视觉测试工位的下面装一个高速摄像头用来定位芯片电路的方向。通过对芯　
片封装底部中央位置大面积裸露的有缺口的正方形焊盘运用模式匹配方法．获得当前在测电路的方向［３１。视　
觉测试设置两个工作位安装ＣＣＤ检测器。分别检测２Ｄ和３Ｄ图像．２Ｄ检测是通过漫反射板对灯光的漫反射，　
使得光线照射到芯片上，再由ＣＣＤ检测器捕捉棱镜反射的正面；３Ｄ检测是由ＣＣＤ检测器捕捉棱镜反射的　
侧面和芯片底部的图像，采用棱镜模块可节约在芯片正面和侧面设置捕捉图像的检测器的硬件成本。　
３１　Ｍａｒｋ视觉测试。芯片出厂前需要在上面标明产品的描述信息，如商标、型号、产地和追溯码等。不合　
格的芯片会有印字不清晰、印字的字迹断裂等现象。同引脚检测一样，Ｍａｒｋ视觉测试系统主要由摄像机、照　
明系统和专用图像处理软件组成。鉴于需要在静态下对整个芯片进行图像采集．因此选用ＣＣＤ为光感芯片　
的摄像机．采用低角度侧面打光方式获取图像，对芯片表面印字进行检测，杜绝印字不清晰或字迹断裂。　

２．４打标和编带机构　
打标就是在芯片表面制作标志，如生产厂家、制造１３期、保质期等，　
目前普遍采用的是激光打标技术．即利用激光的高能量作用于芯片表　
面．使芯片表面瞬间气化．并按预定的轨迹刻写出具有一定深度的文　
字、图案。本设备采用先进的振镜扫描式激光器，建立振镜基于Ｚ高度　
的　—ｙ平面高速扫描运动的数学模型．利用开发的专用图形处理软件　
实现快速、高精度的芯片图形打印。振镜扫描式激光器刻线工作原理如　
图３所示。编带机构的设计影响着成品的快速收集，对此可采用模块化　
设计及借鉴已经投入生产的编带机的经验　

３控制系统设计　
控制系统是分选机的核心所在．对分选芯片的速度和精度要求贯　图３振镜扫描式激光器原理图　
第２期　苏建国，等：一种集成电路芯片测试分选机的设计　
穿整个工作过程．这就需要控制器反应速度快、控制精度高，所以本研究采用了ＦＰＧＡ作为控制的核心部　
件　ＦＰＧＡ作为专用集成电路（ＡＳＩＣ）领域中的一种半定制电路，具有低成本、高性能、开发周期短、可反复　
编程等优点。图４为ＦＰＧＡ与分选机的信号的传递方式，ＦＰＧＡ与上位机通过数据总线互通数据，详见图　
５　ＦＰＧＡ程序流程如图６所示。该分选机工作时，通过计算机控制各个部件动作：半导体器件从上料机构　
进料，由柔性机械手吸取到上料位．旋转台转动，半导体器件依次被柔性机械手吸取或放置于每一个工作　
位．在测试位检测．在旋转纠姿位旋转纠正姿态，在废料分　
级位剔除次品、废品，在打标位进行激光打标，在可扩展位—　
实现扩　功能．　后　格产品在下料位被吸嘴　置到下料编　
带机构进行编带包装和计数。　圆振，吹气　

测试开始＆终止信号　
电　ｃ　光　分　

墨　皿电　选　机　转　

接　换　分选＆不合格＆结应掣　口　口　器　

图４信号传递途径　

控制信号　
ＰＣＩ　ＦＰＧＡ　
地址　上位机　接口板　

４结语　
图５　ＦＰＧＡ和上位机通信　

Ｎ　
颗拾　

Ｙ　
定位　

旋转定位　
检测站Ａ　
！—一　
检测站Ｂ　

！—一　
检测站Ｃ　

！—一　
检测站Ｄ　

良　
品　

Ｙ　
】　—一　

编带　

￡—一　
强制清空　

图６　ＦＰＧＡ程序流程图　

本文设计的分选机机构能够在一台机器上实现功能检测、激光打印、不良品排放、编带等多种功能
而且可以按需进行功能扩展。经过实际检验，此分选机可明显提高检测分选效率，填补了高效率的极小型　
半导体器件测试分选机的市场空白，可以将其大规模用于极小型半导体器件的测试分选

参考文献：　
［１］李秋跣，洪如欣．中国半导体产业发展态势分析【ＪＪ．中国青年科技，２００７（１６０）：５１—５８
［２】周圣军，郭顺生，缪来虎．表面贴装ＬＥＤ光电参数测试分选系统的研制『Ｊ］
仪表技术与传感器，２００８（８）：１０７—１０９．　

［３］３　Ｌｉｍ　Ｔ，Ｃｏｒｎｅｙ　Ｊ，Ｒｉｔｃｈｉｅ　Ｊ　Ｍ，Ｃｌａｒｋ　Ｄ　Ｅ　Ｒ．Ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇ　ｔｏｏｌｓ　ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ
２００１．３９　

ｆ６１：７７－８３．　
（责任编辑：王晓燕）　

Ｔｈｅ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　Ｓｏｒｔｅｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　Ｃｈｉｐ　
ＳＵ　Ｊｉａｎ—ｇｕｏ．ＨＵ　Ｈａｎ—ｑｉｕ　
（Ｎａｎｔｏｎｇ　Ｈｕａｄａ　Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｇｒｏｕｐ　Ｃｏ．，ＬＴＤ．，Ｎａｎｔｏｎｇ　２２６００４．Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ　ｔｕｒｒｅｔ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ｓｏｒｔｅｒ　ｗａｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ　ｆｏｒ　ｔｅｓｔｉｎｇ，ｍａｒｋｉｎｇ
ｓｏｒｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｂｒａｉｄｉｎｇ　ｏｆ　ｍｉｎｉ—ｓｅｍｉｅ０ｎｄｕｃｔｏｒ　

ｄｅｖｉｃｅｓ．Ｔｈｉｓ　ｓｏｒｔｅｒ　ｅｎｊｏｙｅｄ　ａ　ｆａｓｔ　ｈａｎｄｌｉｎｇ　ｓｐｅｅｄ　ａｎｄ　ｈｉｇｈ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｉｎ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｓｏｒｔｉｎｇ，ａｎｄ　ｄｉｄ　ｌｉｔｔｌｅ　

ｄａｍａｇｅ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｄｅｖｉｃｅｓ，ｗｈｉｃｈ　ｍａｄｅ　ｉｔ　ｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙ　ａｐｐｌｉｃａｂｌｅ　ｆｏｒ　ｔｅｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｓ０ｒｔｉｎｇ　ｏｆ　ｍｉｎｉ
ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　ｄｅｖｉｃｅｓ．　
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＣＣＤ；　ＦＰＧＡ；ｔｈｅ　ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ：ｔｅｓｔｉｎｇ　ｓｏｒｔｅｒ