CN106569118B - 一种芯片短路失效检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芯片短路失效检测系统及方法，其中该系统构包括有指令处理模块、数据存储模块、固件更新模块、电源电压控制模块、失效检测模块及过冲电压控制模块，所述指令处理模块、数据存储模块、固件更新模块、电源电压控制模块、失效检测模块及过冲电压控制模块均设置于嵌入式微处理器中。本发明解决了失效分析对测试机台的依赖，方便用户使用，携带方便，引入自动化测量及修复方法，实现对芯片自动化控制，具备多种短路失效分析模式和自适应电压对冲技术等自动化检测和修复机制，解决人员重复劳动和效率低下问题，整个过程减少人参与，大大提高工作效率。
Description
技术领域
本发明属于芯片检测技术领域，特别涉及一种基于32位嵌入式微处理器控制的对芯片绑定失效检测及修复的装置。
背景技术
芯片生产完成后wafe要进行切粒，每粒芯片也成为die，在批量推广前要对裸die进行测试和封装等，以便了解芯片设计是否满足指标要求及应用需求，在对die进行测试前需要将芯片绑定到准备的PCB板上或者封装基板上以供指标测试和系统应用，绑定技术的好坏直接影响到芯片性能指标的测试和封装的好坏，也给后期测试时间、产品推广时间及用户应用体验带来影响，绑定是芯片生产工艺中一种连接芯片和系统板的实现方式，一般用于封装和测试前将芯片内部电路用金线与封装管脚和PCB基板连接；芯片绑定到电路板和封装基板的过程中会出现绑定线的移位，又叫绑定走位的问题，绑定走位是引起芯片关键短路的重要原因，因此需要有检测装置进行失效检测；受绑定人员的本身的技能和细心程度的影响，在绑定过程中使得绑定线走位和遗留绑定线头等等问题，以至于增加不必要的查找和定位问题时间，严重时可能造成对芯片的问题的误判，在一定程度上增加芯片再次FIB投入的成本和时间；芯片由于绑定线位移短路而表现出异常，不能实现所需的功能或者不能正常工作，严重可将芯片损坏，严重影响用户生产和测试进展；绑定走线短路问题在芯片绑定完成打胶后出现，要通过高温烘烤的办法去除胶，对系统电路板的性能和寿命也会造成一定的影响。因此，需要对芯片进行检测。
如专利申请201310021901.4公开了一种成像盒、成像盒芯片及其短路规避方法。该成像盒芯片包括电路板及设置于所述电路板上的存储元件，所述电路板至少配置有两个连接端子，包括第一连接端子和第二连接端子。其中，所述成像盒芯片还包括：第一短路检测端子，整体或部分地布置在所述第一连接端子与第二连接端子之间；供电单元，与所述第一短路检测端子连接；短路处理单元，与所述供电单元直接或间接连接，以及在所述第一短路检测端子与特定端子发生短路时，执行短路规避处理。本发明能够及时检测出短路现象以避免芯片中的电子元件损坏。但是，该申请是仅仅是通过短路检测端子进行检测和规避，并不能进行修复。
目前已有的检测和修复装置是独立分开的，借助于各仪器的测试功能实现对这种短路问题进行检测的，对芯片因绑定出现短路的检测设备没有一个完整的检测修复装置，不能高效的进行短路检测及修复的同时进行，并且还需要人为参与，大量重复工作使得人力物力与时间资源的成本增高，人工成本较高，检测和修复分开，造成硬件成本增大，后续的可维护性难度加大；绑定短路会对芯片封装和测试的功能和性能都会造成一定的影响，严重时会使测试人员对问题误判，增加设计成本和测试时间；在测试中会浪费大量时间定位问题，给测试带来了麻烦，很容易使芯片烧坏；基于测试机台的检测设备，设备携带不便，不能有效的运用于用户和测试，在用户端进行检测和修复受限，由于测试机台程序开发复杂对通用C语言和汇编语言的支持程度不够，造成开发难度及后续的维护较为复杂，人员技能要求较高；检测装置开发模式受到传统开发思路的影响，没有完整的专用性检测和修复一体的装置，只能依赖于其他设备手动单独进行分析，效率低下。
发明内容
基于此，因此本发明的首要目地是提供一种芯片短路失效检测系统及方法，该系统及方法旨在利用32位嵌入式微处理器为主控，对芯片绑定短路进行检测及修复，同时可以检测多种失效分析模式。
本发明的另一个目地在于提供一种芯片短路失效检测系统及方法，该系统及方法能够在多电压控制下进行自适应调整，整个检测和修复过程无需人为参与自动化程度较高，电源控制和失效检测集成一体最大程度上节省硬件成本和软件设计周期，较少维护复杂度，提高人员效率。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种芯片短路失效检测系统，其中该系统构包括有指令处理模块、数据存储模块、固件更新模块、电源电压控制模块、失效检测模块及过冲电压控制模块，所述指令处理模块、数据存储模块、固件更新模块、电源电压控制模块、失效检测模块及过冲电压控制模块均设置于嵌入式微处理器中；
所述指令处理模块，主要是接收控制指令和数据，检测及修复装置根据相关命令调用相关的功能模块进行处理，为满足用户不同方式设定的需求，指令处理模块包含指令校验、差错处理、模式控制、信息反馈、仪表控制及数据读取等相关操作，通过指令处理模块可以实现对系统进行手动和自动控制，以便满足用户不同需求；
数据存储模块用于存放文件索引表、芯片失效数据信息文件、芯片型号、标识信息及芯片设计指标等相关信息；数据存储模块根据检测及修复系统接收到数据存储命令进行存储模块初始化，获取数据存储请求信息，并将所请求的数据信息存储到数据存储模块；
固件更新模块，主要实现能在线嵌入式微处理器芯片进行固件程序调试、更新或下载，固件更新模块根据用户的不同需求可进行全更新和部分更新等功能；
电源电压控制模块，主要包含外部DAC、OP运算放大器和电子开关等组成；电源电压控制模块生成嵌入式微处理器通过SPI接口向外部DAC写入所需的电源数据，根据芯片配置文件自适应调整输出电压，通过外部DAC转换出来的信号量，经过运算放大器，为不同被测芯片提供供电电压输出给被测芯片，经过稳压器稳定输出电压电流，然后经过通道切换对芯片进行上掉电操作，使得电源模块输出满足芯片所需的供电电压；
失效检测模块，主要是完成嵌入式微处理器和被测芯片之间是否放置正确和接触是否良好的电气链接特性检测，以判断其失效的类型，进而进行修复；
过冲电压控制模块，根据失效检测结果的种类进行针对性的修复，控制电子开关先将地接到被测芯片的地上，再将DAC或者仪器仪表输出的电源在短路的绑定线管脚上做短暂的接触放电，调用失效检测模块进行测量；
数据处理模块，包含指令数据帧处理、固件更新处理、仪表及检测模块处理等等，判断发送的数据帧是否正确、判断USB连接错误处理、外置高精度ADC/DAC连接是否正常、固件更新等事件的错误处理，各功能模块在程序运行过程的错误处理机制、数据的效验机制，数据出错处理及数据重传，超时处理等。
该系统除了能给芯片绑定短路检测和修复提供必要手段外，还可以作为一套短路检测系统检测芯片管脚间的电气连接特性，在线模式下和离线两种应用方式下，来检测芯片多场景失效模式下的短路现象，其中包含芯片本身电气连接特性，且根据相关问题进行尝试性修复。
进一步，为减少数据信息占用微控制器自身存储空间和提高数据写入速度和加快存储，数据存储模块采用外部NOR FLASH类型外置存储模块。外置存储模块划分为文件索引区和数据区。文件索引表存放芯片的基本信息，如芯片型号、数据大小、存放位置、失效信息地址区和其他备用信息等存储器地址信息；数据区用来存放文件索引表所示地址的数据。
进一步，失效检测是要判断芯片是否短路和短路的类型，用以确认信号引脚之间、引脚与电源之间或引脚与地之间发生短路。失效检测首次使用微处理器检测，确认问题后进而使用仪表设备检测进行确认或者使用微处理器再次确认均可。短路检测原理是断开VDD的引脚，将被测芯片的IO端口和GND与嵌入式微处理器的IO端口连接，检测被测芯片的IO端口电平，若是高电平(嵌入式微处理器内部有上拉电阻)，表示引脚连接正常，若是低电平，则表示有引脚短路，管脚对电源对地短路同样原理可以检测。通过继电器定位可以到被测芯片的任意一个管脚。
进一步，过冲电压控制模块如果未能排除故障，同上将DAC或者仪器仪表输出的电源连接到芯片电源上地在假定短路绑定线芯片管脚上做短暂的接触放电，调用失效检测模块进行测量；如果还是未能排除故障，将DAC或者仪器仪表输出的电源正极和负极在假定短路的绑定线管脚为中心和相邻的两边管脚做短暂的接触放电，再次测量，看是否排除故障。ADC不断检测DAC给出的电压，达到设定之后，嵌入式微处理器开始切换电子开关，在设定值5％范围调整过冲电压，且每次调整过冲电压电子开关都会切断，完成切换后电子开关打开并进行接触放电，进而判断故障是否排除。
一种芯片短路失效检测系统及方法，该方法包括如下步骤：
101、启动系统，进行初始化；
包括有检测及修复装置上电，系统模块自检，时钟系统、IO端口、外设接口、仪器仪表、电源电压系统及过冲电压控制等模块初始化，接着完成USB通信枚举握手，检查配置文件，包含芯片信息、设计指标文件、电气特性指标、耐压范围及电压输入范围信息等数据。
102、配置文件，并选择模式，根据模式分别进入在线检测及修复步骤或离线检测及修复步骤；
系统检查有没有用户配置文件信息，并提示用户将指定文件输入到指定位置，直到检查到配置文件才继续执行。
103、在线检测及修复步骤；
进入在线模式，读取配置文件，判断被检测芯片的类型，检测及修复装置将芯片类型信息、设计指标文件及电气信息保存，接着将配置文件及相关信息按照文件种类建立索引表，按照索引表文件序列组装成传输数据包格式打包发送给系统，最后系统按照传输帧格式组织数据并按照顺序将信息存放至存储单元；进行短路检测，分别对不同短路模式进行判断和修复；
104、离线测及修复步骤；进入离线模式，系统进入失效检测模块，判断被测芯片存在短路失效等故障发生，进行短路检测，分别对不同短路模式进行判断和修复；
105、关闭电源电压控制模块、失效检测模块和过冲电压控制模块，保存检测信息并提示用户检测与修复结果，结束整个修复过程。
检测及修复系统是每次对芯片是否短路失效的循环查询工作状态的一个过程，不断的查询和状态判断，命令的解析，目的是把在线模式、离线模式、失效检测、故障修复，智能设备控制及自适应过冲电压控制、数据比较、信息提示及固件更新结合，实现自动化的检测及修复。
进一步包括有1031、升级固件程序：
读取固件程序文件，与新版本固件程序文件对比，不是最新版本，提示用户是否需要更新，需要更新直接进入固件更新模式进行更新，更新完毕进入101步骤，进行系统重启和自检等系列初始化动作，如果固件程序是最新版本，等待用户需求命令，接收到用户命令开始执行命令解析，继而进行短路检测，分别对不同短路模式进行判断和修复。
所述103步骤中，对不同短路模式进行判断和修复，进一步包括：
1032、检测模式判断芯片是否短路，如果没有短路现象，结束整个修复过程，否则分析短路类型，保存短路类型，然后进入失效修复模式，失效模式分为对地短路、对电源短路和管脚间短路等类型，以下针对失效类型进行修复；
1033、对电源短路修复，首先读取芯片配置文件，确定过压控制电压值和电子开关通断时间，开启电源电压控制模块和过冲电压控制模块，接着系统根据芯片类型产生电压脉冲和脉冲时长，然后关闭过冲电压控制模块，开启失效检测模块，对故障电路重新检测，且检测次数不大于三次，再次调用过冲电压控制模块调节脉冲电压，判断故障修复脉冲电压在范围内进行故障修复；
1034、对地短路修复，读取芯片配置文件，获取芯片相关信息，通过电子开关调整过冲电压控制模块与芯片故障点管脚连接关系，调整过冲电压控制模块输出端与地端的接触，接触电压地端瞬间接触故障点后关闭电子开关，以作短暂放电修复，对故障电路重新检测且检测次数小于三次，调用过冲电压控制模块调节放电脉冲电压，脉冲电压在范围内进行故障修复；
1035、对管脚间短路修复，读取芯片配置文件，获取芯片相关信息，通过电子开关将脉冲过压正输出端接至管脚，通过电子开关控制脉冲电压负端接触相邻管脚做瞬间放电，对故障电路重新检测且检测次数小于三次，通过电子开关将脉冲过压负输出端接至管脚，通过电子开关控制脉冲电压正端接触相邻管脚做瞬间放电，调节脉冲输出电压，如果在脉冲电压输出范围内进行故障修复。
所述104步骤中，为方便用户使用，整个检测及修复过程在外加LCD显示模块中进行显示。
本发明是将芯片检测和修复装置合成一体的集成系统装置，采用32位嵌入式微处理器，程序和数据存储空间、外围接口、处理能力及通信速率等方面的能力增强，能够实现在线固件更新、系统自检等实际应用需求；集成化的设计思想，解决了失效分析对测试机台的依赖，方便用户使用，携带方便；由于采用一体化的检测和修复手段，大大降低了用挑针手动清理芯片上的铝线残留物对芯片的损坏；降低生产的不良率和挽救某些特殊较为贵重的芯片，解决做完FIB后的绑定短路芯片，减少了再次做FIB的成本和时间；同时，引入自动化测量及修复方法，实现对芯片自动化控制，具备多种短路失效分析模式和自适应电压对冲技术等自动化检测和修复机制，解决人员重复劳动和效率低下问题，整个过程减少人参与，大大提高工作效率。
本发明可以内含自适应电源调节模块以适应不同电源系统类型的芯片，多电源输出形式，以满足系统的需要；可以外挂仪器仪表，满足在分辨率更高的电压过冲技术上的需求；引入多模式失效分析检测及修复设计方法，解决多场景业务分析需求，节省了硬件成本和软件设计周期，具有较少维护复杂度，提高了人员效率。
附图说明
图1是本发明所实施的硬件结构框图。
图2是本发明所实施的指令处理流程图。
图3是本发明所实施的失效检测流程图。
图4是本发明所实施过冲电压控制流程图。
图5是本发明所实施的总体控制流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种芯片短路检测及修复的系统(简称系统)如图1所示。该系统除了能给研发设计端绑定片测试和工厂封装的芯片绑定短路检测和修复提供必要手段，提高工作效率外；另一方面，可以作为一套短路检测系统检测芯片管脚间的电气连接特性，在线模式下和离线两种应用方式下，来检测芯片多场景失效模式下的短路现象，其中包含芯片本身电气连接特性，且根据相关问题进行尝试性修复。其中该系统包括有指令处理模块、数据存储模块、固件更新模块、电源电压控制模块、失效检测模块和过冲电压控制模块。
指令处理模块的指令处理流程如图2所示，指令处理模块主要是接收控制软件或者控制按键发送的控制指令和数据，检测及修复装置根据相关命令调用功能模块进行处理，为满足用户不同方式设定的需求，单板控制系统指令处理模块包含指令校验、差错处理、模式控制、信息反馈、仪表控制及数据读取等相关操作，通过指令控制单元可以实现对系统进行手动和自动控制，以便满足用户不同需求，返回操作结果。
数据存储模块是存放文件索引表、芯片失效数据信息文件、芯片型号、标识信息及芯片设计指标等相关信息，检测及修复系统接收到数据存储命令，进行存储模块初始化，获取数据存储请求信息，并将所请求的数据信息存储到数据存储模块，同时反馈数据传输信息以提示。为减少数据信息占用微控制器自身存储空间和提高数据写入速度和加快存储，数据存储模块采用外部NOR FLASH类型外置存储模块。外置存储模块划分为文件索引区和数据区。文件索引表存放芯片的基本信息，如芯片型号、数据大小、存放位置、失效信息地址区和其他备用信息等存储器地址信息；数据区用来存放文件索引表所示地址的数据。
固件更新模块，主要实现能在线嵌入式微处理器芯片进行固件程序调试、更新或下载，固件更新模块根据用户的不同需求可进行全更新和部分更新等功能，省去芯片来回焊接带来的芯片和系统的损坏，用户可以对嵌入式微处理器应用程序或时序进行修正或升级，对后续的系统功能和性能的拓展提供便捷，由于具备程序调试功能，能加速软件开发和缩短产品应用需求。固件更新模块可通过现有技术实现，在此不再赘述。
电源电压控制模块,主要包含外部DAC、OP运算放大器和电子开关等组成，嵌入式微处理器通过SPI接口向外部DAC写入所需的电源数据，根据芯片配置文件自适应调整输出电压，通过外部DAC转换出来的信号量，经过运算放大器，为不同被测芯片提供供电电压输出给被测芯片，经过稳压器稳定输出电压电流，然后经过通道切换对芯片进行上掉电操作，使得电源模块输出满足芯片所需的供电电压。被测芯片供电可以利用微处理器控制外围DAC实现，也可使用微处理器控制仪表设备实现，具体使用方式可根据用户需求进行选择。电源电压开张模块可通过现有技术实现，在此不再赘述。
失效检测模块，主要是完成嵌入式微处理器和被测芯片之间是否放置正确和接触是否良好的电气链接特性检测，以判断其失效的类型，进而进行修复。失效检测是要判断芯片是否短路和短路的类型，用以确认信号引脚之间、引脚与电源之间或引脚与地之间发生短路。失效检测首次使用微处理器检测，确认问题后进而使用仪表设备检测进行确认或者使用微处理器再次确认均可。短路检测原理是断开VDD的引脚，将被测芯片的IO端口和GND与嵌入式微处理器的IO端口连接，检测被测芯片的IO端口电平，若是高电平(嵌入式微处理器内部有上拉电阻)，表示引脚连接正常，若是低电平，则表示有引脚短路，管脚对电源对地短路同样原理可以检测。通过继电器定位可以到被测芯片的任意一个管脚。失效检测流程图如图3所示。
S101、初始化失效检测模块及电子开关。
S102、进入管脚间短路检测，关闭电源，配置微处理器端口电平输出，读取检测管脚状态。
S103、判断管脚是否短路。是则进入下一步，否则超时退出并报警，反馈连接信息并保存状态信息。
S104、退出管脚间短路检测，还原端口配置状态，进入对电源短路判断。
S105、启动电源模块，切换电子开关，配置端口状态。
S106、判断电源是否短路。是则进入下一步，否则超时退出并报警，反馈连接信息并保存状态信息。
S107、退出电源短路检测，还原端口配置状态，进入对地短路判断。
S108、关闭电源模块，切换电子开关，配置端口状态。
S109、判断对地是否短路。是则进入下一步，否则超时退出并报警，反馈连接信息并保存状态信息。
S110、关闭电源模块，关闭电子开关。
S111、反馈连接信息并保存状态信息,指示灯提示用户。
过冲电压控制模块，如图4所示，此模块包含高精度DAC和ADC、运算放大器、电子开关和仪器仪等单元，根据失效检测结果的种类进行针对性的修复，控制电子开关先将地接到被测芯片的地上，再将DAC或者仪器仪表输出的电源在短路的绑定线管脚上做短暂的接触放电，调用失效检测模块进行测量；如果未能排除故障，同上将DAC或者仪器仪表输出的电源连接到芯片电源上地在假定短路绑定线芯片管脚上做短暂的接触放电，调用失效检测模块进行测量；如果还是未能排除故障，将DAC或者仪器仪表输出的电源正极和负极在假定短路的绑定线管脚为中心和相邻的两边管脚做短暂的接触放电，再次测量，看是否排除故障。ADC不断检测DAC给出的电压，达到设定之后，嵌入式微处理器开始切换电子开关，小范围调整过冲电压，切每次调整电压电子开关都会切断，完成切换后电子开关打开并进行接触放电，进而判断故障是否排除，以上方法是根据失效检测结果的种类进行针对性的修复。
其处理流程为：
S201、系统启动，初始化外部高精度ADC、DAC、电子开关。
S202、读取芯片配置文件，配置外部高精度ADC、DAC，获取失效状态信息。
S203、判断是否有短路。是则进入下一步，否则断开过冲电压控制模块，保存失效信息及失效类型。
S204、根据芯片配置信息计算出失效修复电压调节范围和过冲电压节点列表。
S205、根据过冲电压节点列表配置外部高精度DAC，使之输出过冲电压。
S206、外部ADC采集DAC输出的电压数据信息。
S207、判断是否达到输出精度，是则进行下一步，否则返回S205步骤。
S208、稳定输出电压，根据配置文件控制电子开关通断产生过冲电压。
S209、调用失效检测模块，检测是否换短路。
S210、判断是否短路。否则进一步判断是否大于3次，是则产生报警提示不可修复，保存信息，断开过冲控制模块，保存失效信息及失效类型；否则返回S208步骤；是短路，进入下一步。
S211、读取过冲电压节点列表，设置下一个列表节点。
S212、调用失效检测模块，检测是否还短路。如果短路则返回S208步骤，否则断开过冲控制模块，保存失效信息及失效类型。
数据处理模块，包含指令数据帧处理、固件更新处理、仪表及检测模块处理等等，判断发送的数据帧是否正确、判断USB连接错误处理、外置高精度ADC/DAC连接是否正常、固件更新等事件的错误处理，各功能模块在程序运行过程的错误处理机制、数据的效验机制，数据出错处理及数据重传，超时处理等。数据处理模块可通过现有技术实现，在此不再赘述。
本发明所实现检测及修复方法如图5所示，包括下列步骤：
S301、启动系统，系统上电，系统模块自检，时钟系统、IO端口、外设接口、仪器仪表、电源电压系统及过冲电压控制等模块初始化，接着完成USB通信枚举握手，检查配置文件，包含芯片信息、设计指标文件、电气特性指标、耐压范围及电压输入范围信息等数据。
S302、系统检查没有用户配置文件信息，并提示用户将指定文件输入到指定位置，直到检查到配置文件才继续执行。接着等待启动系统检测模式，开始等待用户选择进入在线模式还是离线模式，如果用户选择进入在线模式，开始执行S303、S304、S305、S306、S307、S308、S309等步骤。否则执行S310等步骤。
S303、进入在线模式，首先读取配置文件芯片电气指标，判断被检测芯片的类型，系统将芯片类型信息、设计指标文件及电气信息保存，接着将配置文件及相关信息按照文件种类建立索引表，按照索引表文件序列组装成传输数据包根式打包发送给系统，最后系统按照传输帧格式组织数据并按照顺序将信息存放至存储单元。
S304、读取固件程序文件，与新版本固件程序文件对比，如果不是最新版本，提示用户是否需要更新，需要更新直接进入固件更新模式进行更新，更新完毕进行系统重启和自检等系列初始化动作，如果固件程序是最新版本，等待用户需求命令，接收到用户命令开始执行命令解析，继而进行短路检测模式，分别对不同短路模式进行判断和修复。
S305、检测模式判断芯片是否短路，如果没有短路现象，结束整个修复过程，否则分析短路类型，保存短路类型，然后进入失效修复模式，失效模式分为对地短路、对电源短路和管脚间短路等类型，以下针对失效类型进行修复。
S306、对电源短路修复，首先读取芯片配置文件，确定过压控制电压值和电子开关通断时间，开启电源电压模块和过冲电压控制模块，接着根据芯片类型控制过冲电压控制模块产生电压脉冲和脉冲时长，然后关闭过冲电压控制模块，开启失效检测模块，对故障电路重新检测，且检测次数不大于三次，再次调用过冲电压控制模块调节脉冲电压，判断故障修复脉冲电压在范围内进行故障修复，否则重复执行S306，如果故障修复次数大于三次且脉冲电压不在范围，执行S309。
S307、对地短路修复，如步骤S306，首先获取芯片相关信息和初始化内部所需功能模块，通过电子开关调整过冲电压控制模块与芯片故障点管脚连接关系，调整过冲电压控制模块输出端与地端的接触，接触电压地端瞬间接触故障点后关闭电子开关，以作短暂放电修复，对故障电路重新检测且检测次数小于三次，调用过冲电压控制模块调节放电脉冲电压，脉冲电压在范围内进行故障修复，否则重复执行S307，如果故障修复次数大于三次且脉冲电压不在范围，执行S309。
S308、对管脚间短路修复，如步骤S306，首先获取芯片相关信息和初始化内部所需功能模块，通过电子开关将脉冲过压正输出端接至管脚，通过电子开关控制脉冲电压负端接触相邻管脚做瞬间放电，对故障电路重新检测且检测次数小于三次，通过电子开关将脉冲过压负输出端接至管脚，通过电子开关控制脉冲电压正端接触相邻管脚做瞬间放电，调节脉冲输出电压，如果在脉冲电压输出范围内，执行S308，否则执行S309。
S309、关闭电源电压控制系统、失效检测和过冲电压控制模块，保存检测信息并提示用户检测与修复结果，结束整个修复过程。
S310、进入离线模式，为方便用户使用，整个检测及修复过程可在外加LCD显示模块中进行显示，首先系统初始化LCD显示模块，进入失效检测模块，判断被测芯片存在短路失效等故障发生，执行S305、S306、S307、S308、S309等步骤进行芯片失效检测和故障修复。如果没有短路现象，结束整个过程。
检测及修复系统是每次对芯片是否短路失效的循环查询工作状态的一个过程，不断的查询和状态判断，命令的解析，目的是把在线模式、离线模式、失效检测、故障修复，智能设备控制及自适应过冲电压控制、数据比较、信息提示及固件更新结合，实现自动化的检测及修复系统。
本发明利用失效检测和过冲电压技术对多种电路短路失效模式进行测试和修复，已消除由于绑定短路造成的短路失效，同时可以减少芯片做FIB的成本和时间、降低对电路板的性能和寿命造成的影响及防止对芯片造成损伤，在一定程度上节省测试人员和设计人员调试和定位问题的时间。解决由于芯片绑定线短路失效带来的用户损失，设备使用和携带方便，同时节省芯片设计企业对用户支持的人力资源成本和提高开发效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种芯片短路失效检测系统，其特征在于该系统包括有指令处理模块、数据存储模块、固件更新模块、电源电压控制模块、失效检测模块及过冲电压控制模块，所述指令处理模块、数据存储模块、固件更新模块、电源电压控制模块、失效检测模块及过冲电压控制模块均设置于嵌入式微处理器中；
所述指令处理模块，接收控制指令和数据，检测及修复装置根据相关命令调用相关的功能模块进行处理；
数据存储模块用于存放文件索引表、芯片失效数据信息文件、芯片型号、标识信息及芯片设计指标等相关信息；数据存储模块根据检测及修复系统接收到数据存储命令进行存储模块初始化，获取数据存储请求信息，并将所请求的数据信息存储到数据存储模块；
固件更新模块，主要实现能在线嵌入式微处理器芯片进行固件程序调试、更新或下载，固件更新模块根据用户的不同需求可进行全更新和部分更新等功能；
电源电压控制模块，电源电压控制模块生成嵌入式微处理器通过SPI接口向外部DAC写入所需的电源数据，根据芯片配置文件自适应调整输出电压，通过外部DAC转换出来的信号量，经过运算放大器，为不同被测芯片提供供电电压输出给被测芯片，经过稳压器稳定输出电压电流，然后经过通道切换对芯片进行上掉电操作，使得电源模块输出满足芯片所需的供电电压；
失效检测模块，完成嵌入式微处理器和被测芯片之间是否放置正确和接触是否良好的电气链接特性检测，以判断其失效的类型，进而进行修复；
过冲电压控制模块，根据失效检测结果的种类进行针对性的修复，控制电子开关先将地接到被测芯片的地上，再将DAC或者仪器仪表输出的电源在短路的绑定线管脚上做短暂的接触放电，调用失效检测模块进行测量；
数据处理模块，判断发送的数据帧是否正确、判断USB连接错误处理、外置高精度ADC/DAC连接是否正常、固件更新事件的错误处理，各功能模块在程序运行过程的错误处理机制、数据的效验机制，数据出错处理及数据重传，超时处理。
2.如权利要求1所述的芯片短路失效检测系统，其特征在于数据存储模块采用外部NORFLASH类型外置存储模块，所述外置存储模块划分为文件索引区和数据区。
3.如权利要求1所述的芯片短路失效检测系统，其特征在于失效检测是要判断芯片是否短路和短路的类型，用以确认信号引脚之间、引脚与电源之间或引脚与地之间发生短路；短路检测是断开VDD的引脚，将被测芯片的IO端口和GND与嵌入式微处理器的IO端口连接，检测被测芯片的IO端口电平，若是高电平，表示引脚连接正常，若是低电平，则表示有引脚短路，管脚对电源对地短路同样原理可以检测。
4.如权利要求1所述的芯片短路失效检测系统，其特征在于过冲电压控制模块如果未能排除故障，同上将DAC或者仪器仪表输出的电源连接到芯片电源上地在假定短路绑定线芯片管脚上做短暂的接触放电，调用失效检测模块进行测量；如果还是未能排除故障，将DAC或者仪器仪表输出的电源正极和负极在假定短路的绑定线管脚为中心和相邻的两边管脚做短暂的接触放电，再次测量，看是否排除故障。
5.如权利要求4所述的芯片短路失效检测系统，其特征在于ADC不断检测DAC给出的电压，达到设定之后，嵌入式微处理器开始切换电子开关，在设定值10％范围调整过冲电压，且每次调整过冲电压电子开关都会切断，完成切换后电子开关打开并进行接触放电，进而判断故障是否排除。
6.一种芯片短路失效检测方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
101、启动系统，进行初始化；
102、配置文件，并选择模式，根据模式分别进入在线检测及修复步骤或离线检测及修复步骤；
103、在线检测及修复步骤；
进入在线模式，读取配置文件，判断被检测芯片的类型，检测及修复装置将芯片类型信息、设计指标文件及电气信息保存，接着将配置文件及相关信息按照文件种类建立索引表，按照索引表文件序列组装成传输数据包格式打包发送给系统，最后系统按照传输帧格式组织数据并按照顺序将信息存放至存储单元；进行短路检测，分别对不同短路模式进行判断和修复；
104、离线测及修复步骤；进入离线模式，系统进入失效检测模块，判断被测芯片存在短路失效等故障发生，进行短路检测，分别对不同短路模式进行判断和修复；
105、关闭电源电压控制模块、失效检测模块和过冲电压控制模块，保存检测信息并提示用户检测与修复结果，结束整个修复过程。
7.如权利要求6所述的芯片短路失效检测方法，其特征在于所述102步骤中，系统检查有没有用户配置文件信息，并提示用户将指定文件输入到指定位置，直到检查到配置文件才继续执行。
8.如权利要求6所述的芯片短路失效检测方法，其特征在于该方法，进一步包括有1031、升级固件程序：
读取固件程序文件，与新版本固件程序文件对比，不是最新版本，提示用户是否需要更新，需要更新直接进入固件更新模式进行更新，更新完毕进入101步骤，进行系统重启和自检等系列初始化动作，如果固件程序是最新版本，等待用户需求命令，接收到用户命令开始执行命令解析，继而进行短路检测，分别对不同短路模式进行判断和修复。
9.如权利要求6所述的芯片短路失效检测方法，其特征在于所述103步骤中，对不同短路模式进行判断和修复，进一步包括：
1032、检测模式判断芯片是否短路，如果没有短路现象，结束整个修复过程，否则分析短路类型，保存短路类型，然后进入失效修复模式，失效模式分为对地短路、对电源短路和管脚间短路等类型，以下针对失效类型进行修复；
1033、对电源短路修复，首先读取芯片配置文件，确定过压控制电压值和电子开关通断时间，开启电源电压控制模块和过冲电压控制模块，接着系统根据芯片类型产生电压脉冲和脉冲时长，然后关闭过冲电压控制模块，开启失效检测模块，对故障电路重新检测，且检测次数不大于三次，再次调用过冲电压控制模块调节脉冲电压，判断故障修复脉冲电压在范围内进行故障修复；
1034、对地短路修复，读取芯片配置文件，获取芯片相关信息，通过电子开关调整过冲电压控制模块与芯片故障点管脚连接关系，调整过冲电压控制模块输出端与地端的接触，接触电压地端瞬间接触故障点后关闭电子开关，以作短暂放电修复，对故障电路重新检测且检测次数小于三次，调用过冲电压控制模块调节放电脉冲电压，脉冲电压在范围内进行故障修复；
1035、对管脚间短路修复，读取芯片配置文件，获取芯片相关信息，通过电子开关将脉冲过压正输出端接至管脚，通过电子开关控制脉冲电压负端接触相邻管脚做瞬间放电，对故障电路重新检测且检测次数小于三次，通过电子开关将脉冲过压负输出端接至管脚，通过电子开关控制脉冲电压正端接触相邻管脚做瞬间放电，调节脉冲输出电压，如果在脉冲电压输出范围内进行故障修复。
10.如权利要求6所述的芯片短路失效检测方法，其特征在于所述104步骤中，为方便用户使用，整个检测及修复过程在外加LCD显示模块中进行显示。
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