CN108919023A - 一种高密度封装键合丝瞬时触碰加电检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高密度封装的键合丝触碰的加电测试方法，包括以下步骤：步骤一：键合丝触碰信号引出电路设计；步骤二：键合丝触碰信号检测电路设计；步骤三：检测电路有效性验证；步骤四：机械冲击试验平台搭建；步骤五：步进式机械冲击试验方法研究；步骤六：机械冲击条件下电加载方法研究；步骤七：键合丝瞬时触碰失效判据。该方法考虑了半导体集成电路键合丝密度高，在使用环境中发生的机械冲击条件下可能发生瞬时触碰但检测困难的问题，利用电信号检测灵敏度高的特点，将相邻键合丝瞬时触碰的物理现象通过单片机转化为电压信号进行输出，分析输出信号的特征设计相应的信号检测电路对相邻键合丝瞬时触碰失效进行检测与分析，并用高精度示波器对检测方法进行了有效性验证。此方法属于高密度封装器件可靠性测试技术领域。

Description

一种高密度封装键合丝瞬时触碰加电检测方法

(一)技术领域：

本发明涉及一种高密度封装的键合丝触碰的加电测试方法，考虑到高密度封装的键合丝在机械冲击条件下可能发生触碰但检测困难的问题，利用电信号检测灵敏度高的特点，将相邻键合丝瞬时触碰的物理现象通过单片机转化为电压信号进行输出，分析输出信号的特征设计相应的信号检测电路对相邻键合丝瞬时触碰失效进行检测与分析。此方法属于高密度封装器件可靠性测试技术领域。

(二)背景技术：

随着电子设备小型化的需求，半导体器件引线键合的密度越来越高。对于高密度封装集成电路，通常采用超细间距引线键合工艺，芯片焊盘间距不断减小，相邻键合丝间距最小可达0.1mm以内。同时，键合丝直径随着封装密度的提高而不断减小，通常在18-25μm之间。对于叠层封装等高密度封装形式，键合丝跨距可以大于3mm。长跨距、细直径的键合丝稳定性差，受到机械应力后的形变幅值较大。对于高密度封装集成电路，相邻键合丝间距很小，受到机械应力后相邻键合丝会发生瞬时触碰失效，导致高密度封装集成电路逻辑功能异常，瞬时通过的大电流甚至会导致相邻键合丝烧接在一起造成器件的短路烧毁。

然而，目前针对集成电路开展的试验主要来源于GJB 548和MIL-STD-883。针对键合点强度和键合丝质量的试验主要包括随机振动试验和机械冲击试验等。其中，在机械冲击试验条件下，键合丝会发生瞬时弹动，但GJB 548中规定的机械冲击试验属于不加电检测，对机械冲击试验过程中相邻键合丝的瞬时触碰无法检测。因此，本方法设计了一种键合丝瞬时触碰电信号检测电路，实现了对高密度封装键合丝在机械冲击条件下触碰的在线检测。

(三)发明内容：

1、目的：本发明的目的是：提供一种高密度封装键合丝瞬时触碰加电检测方法，该方法考虑了半导体集成电路键合丝密度高，在使用环境中发生的机械冲击条件下可能发生瞬时触碰的风险。与传统的示波器实现在线检测方法相比，该检测方法将信号检测电路进行集成，具有成本低、对检测空间要求低、检测方便等优点。

2、技术方案：本发明一种高密度封装键合丝瞬时触碰加电检测方法，它包括如下步骤：

步骤一：键合丝触碰信号引出电路设计

信号引出电路是将相邻键合丝的机械触碰转换为电压信号输出，为后续的电压信号检测电路提供输入。选取容易发生相邻键合丝瞬时触碰失效的敏感键合丝作为测试端口，并与信号引出电路相连，待测偶数端键合丝作为高电平测试点，待测奇数端键合丝与地端相连。当发生相邻键合丝瞬时触碰时，信号引出电路导通，此时高电平测试点的电压开始转变，通过检测下降沿判断是否发生键合丝的触碰。

步骤二：键合丝触碰信号检测电路设计

考虑到信号引出电路输出电压信号的特征，本文采取单片机外部中断检测原理实现相邻键合丝瞬时触碰失效的检测。首先利用高精度示波器捕捉在实际情况下相邻键合丝瞬时触碰电压信号，分析其脉冲宽度的量级，选取一定工作频率的单片机设计键合丝瞬时触碰信号检测电路。

步骤三：检测电路有效性验证

采用检测电路和高精度示波器同时对电压脉冲信号进行监测。当单片机的系统时钟频率足够高时，可以在下降沿和0V维持阶段多次检测到低电平信号，可以确保检测的有效性；当单片机的系统时钟频率过低时，两次采样时间间隔未检测到下降沿至低电平至上升沿至高电平的故障信号，便无法对触碰信号进行检测。通过检测电路和高精度示波器的结果对比，监测是否出现漏检情况。

步骤四：机械冲击试验平台搭建

设计试验平台进行带电机械冲击试验，通过将相邻键合丝的机械触碰转换为电信号并利用检测电路进行实时监测，保证检测电路的有效性并进行交叉验证，同时选取高精度示波器进行辅助检测，用于验证设计的信号检测电路的有效性。主要试验设备为：直流稳压电源、高精度示波器、冲击试验台、检测电路、试验样件及夹具等。

步骤五：步进式机械冲击试验方法研究

在对待测的相邻键合丝开展试验前，对发生相邻键合丝瞬时触碰失效的敏感冲击载荷量级未知。因此，可以首先逐次按照GJB548开展机械冲击试验，在此基础上可以得到一个节点区间，即在试验条件k(k＝1,2,3,4,5)情况下，没有检测到相邻键合丝瞬时触碰信号，而在试验条件k+1情况下，检测到了相邻键合丝瞬时触碰信号，此时，临界机械冲击载荷的峰值加速度在[试验条件k峰值加速度，试验条件k+1峰值加速度]之间，不再进行试验。

步骤六：机械冲击条件下电加载方法研究

在进行机械冲击带电检测试验时，具体的电加载方法和电加载流程如下：

1.利用夹具将待测器件固定于机械冲击试验台上；

2.利用5V直流稳压电源对待测器件键合丝端进行供电，奇数段与信号引出电路高电平测试端相连，奇数端与信号引出电路低电平测试端相连；

3.将信号引出电路高电平测试端分别于高精度示波器1通道和信号检测电路高电平测试端相连，信号引出电路低电平测试端与高精度示波器2通道相连；

4.利用5V直流稳压电源对信号引出电路和信号检测电路进行供电；

5.对高精度示波器、电脑、机械冲击试验台进行供电；

6.开始试验。

步骤七：键合丝瞬时触碰失效判据

若高精度示波器没有检测到相邻键合丝瞬时触碰的特征电压信号且检测电路没有检测到相邻键合丝瞬时触碰的检测结果时，认为在此机械冲击载荷条件下不存在相邻键合丝瞬时触碰失效短路的隐患；若高精度示波器检测到相邻键合丝瞬时触碰的特征电压信号且检测电路检测到相邻键合丝瞬时触碰的检测结果时，则认为此机械冲击载荷条件下存在相邻键合丝瞬时触碰失效短路的隐患。

(四)附图说明：

图1是实施步骤流程示意图

图2是偶数端和奇数端键合丝触碰信号引出电路图

图3是敏感位置键合丝连接示意图

图4是发生触碰时的电压脉冲信号图

图5是单片机外部中断触发特征信号图

图6是单片机外部中断寄存器示意图

图7是键合丝触碰信号检测与显示电路原理图

图8是键合丝触碰信号检测程序流程图

图9是检测电路结构图及其检测结果

图10是键合丝瞬时触碰信号检测电路对比验证

图11是机械冲击试验平台

图12是试验样件结构图

图13是试验夹具及样件

图14是步进式机械冲击试验流程图

图15是电加载方法连接示意图

图16是相邻键合丝瞬时触碰特征信号图

(五)具体实施方式：

下面将结合附图和高密度封装键合丝样件在机械冲击下触碰检测方法的案例，对本发明作进一步的详细说明。

本发明一种高密度封装键合丝瞬时触碰加电检测方法，具体步骤如下：

步骤一：键合丝触碰信号引出电路设计

信号引出电路的目的是为了将相邻键合丝的机械触碰转换为一个电压信号输出，为后续的电压信号检测电路提供输入。信号引出电路是偶数端键合丝与奇数端键合丝的组合，等效于一个开关，奇数端键合丝与地端相连，偶数端键合丝与高电平测试点相连，等效开关与电阻和5V直流稳压电源共同构成一个直流电路。偶数端和奇数端键合丝彼此相邻，且当键合丝不发生触碰时，等效开关断开，信号引出电路不导通，此时高电平测试点的电压为电源电压5V，信号引出电路如图2所示。

对高密度封装集成电路进行测试时，选取容易发生相邻键合丝瞬时触碰失效的敏感键合丝作为测试端口，通过研究高密度封装内部容易发生相邻键合丝瞬时触碰失效的位置在芯片边缘，将信号引出电路与芯片边缘的敏感触碰位置键合丝相连，待测偶数端键合丝接电阻后与5V电源电压相连，待测奇数端键合丝与地端相连，待测偶数端键合丝作为高电平测试点，连接示意图如图3所示。

当发生相邻键合丝瞬时触碰时，信号引出电路导通，此时高电平测试点的电压开始转变，由5V向0V变化。由于信号引出电路中没有电容，同时可以采用绝缘导线来降低导线中的寄生电感，因此电压下降过程的时间间隔很短，通常只有几十纳秒。此后高电平测试点维持0V低电压，直到相邻键合丝触碰发生分离为止。分离后信号引出电路的通路断开，此时高电平测试点的电压开始转变，由0V向5V变化，这个变化过程同样在非常短的时间内完成。相邻键合丝发生触碰时的故障信号电压为下降沿，且下降沿的脉宽很窄，通常只有50ns左右，下降沿后会维持0V低电压一段时间，此后电压恢复成5V，形成一个向下的电压脉冲信号，其具体形式如图4所示。

步骤二：键合丝触碰信号检测电路设计

考虑到信号引出电路输出向下电压脉冲信号的特征，本发明采取单片机外部中断检测原理实现相邻键合丝瞬时触碰失效的检测。单片机的外部中断触发信号如图5所示，即信号引出电路输出电压脉冲信号的下降沿作为单片机外部中断触发信号，中断的处理程序可以在捕获中断信号后，在中断程序中进行处理，因此具有较高的灵敏度。考虑到触碰信号的时间较短，先利用高精度示波器捕捉在实际情况下相邻键合丝瞬时触碰电压信号，分析其脉冲宽度的量级在百纳秒至微妙级别，因此选取STC12C5A60S2型号单片机的外部中断进行检测，STC12C5A60S2的外部中断源如下：

1)INT0(外部中断0)，中断向量地址0003H，C语言编程：voidInt0_Routeine(void)interrupt0；

2)INT1(外部中断1)，中断向量地址0013H，C语言编程：void Int1_Routine(void)interrupt2。

控制外部中断的主要寄存器包括IE、IE2、IP、IP2、IPH、IP2H、TCON，中断控制的原理图如图6所示。其中，IE、IE2为中断允许控制寄存器，对于INT0而言，只有当IE允许的情况下，外部中断才能开始工作；IP、IP2、IPH、IP2H为中断优先级控制寄存器，通过改变寄存器中的值可以改变外部中断的优先级，本发明只有一个外部中断，因此该寄存器不需要设置；TCON为控制寄存器，当TCON.0/IT0＝0时，外部中断触发方式为低电平触发，触发信号的低电平至少维持2个系统时钟周期才能确保触发信号被CPU检测到；当TCON.0/IT0＝1时，外部中断触发方式为下降沿触发，触发信号的高低电平均需保持1个系统时钟以上。低电平触发和下降沿触发方式的主要不同为检测的灵敏度，每一个系统时钟对相应外部中断引脚进行一次采样，为了保证检测到外部中断信号，需要至少保持2个系统时钟。

当选取STC12C5A60S2的晶振为24M时，一个系统时钟周期近似为42ns，当采用下降沿触发方式时，低电平只需维持42ns以上即可被检测到，若采用低电平触发方式，则需要低电平信号至少维持84ns才可被检测到。

外部中断的触发信号即为高电平测试端的信号，将信号引出电路和单片机外部中断检测电路连接起来，即为相邻键合丝触碰检测电路，其原理图如图7所示。左上角是简化的信号引出电路，其中TEST为高电平测试点，与单片机的INT0端口相连，信号检测电路主要包括STC12C5A60S2和LCD1602，其对应的连接如下：

1)LCD1602的I/O口D0～D7与单片机的P0口相连；

2)LCD_VO为背光调节端口，连接可调式电阻端，通过调节分压阻值的大小可以控制LCD的背光强度；

3)EN为LCD1602的使能端，与单片机的P2.7口相连，RS和RW分别为LCD1602的选择端和读写控制端，分别与单片机的P2.6和P2.5口相连；

4)Vcc与BL+与电源端相连，Gnd与BL-与地端相连。

单片机还包括复位系统和晶振系统，可以实现复位和系统频率的选择，根据相邻键合丝的触碰信号来决定单片机的工作频率。检测的流程图如图8所示。外部中断信号就是由信号引出电路检测到相邻键合丝触碰后产生的电压信号5V至0V的低电平信号，单片机STC12C5A60S2的外部中断检测灵敏度很高，约为1个系统时钟。在采用24M外部晶振的情况下，触碰信号的低电平只需保持43ns以上即可确保被检测到。进入中断程序后的处理时间不影响检测的灵敏度，由于相邻键合丝触碰的时间量级在百纳秒至几微妙量级，因此可以实现检测。

信号检测电路的实物图如图9所示，主要包括信号处理模块和显示模块，在中断程序中调用了LCD做出检测结果的显示。

步骤三：检测电路有效性验证

当单片机的系统时钟频率足够高时，可以在下降沿和0V维持阶段多次检测到低电平信号，可以确保检测的有效性。通过分析示波器捕捉到的相邻键合丝触碰信号，发现相邻键合丝触碰的时间量级为百纳米至几微妙，远大于STC12C5A60S2外部中断触发需要的低电平持续时间，因此利用检测电路进行相邻键合丝瞬时触碰信号检测时，理论上应不存在漏检的情况。

在机械冲击试验过程中，选用的高精度示波器的最大采样速率为2.5GS/s，最小可检测的脉冲宽度可小于2ns，检测电路最小可检测的脉冲宽度为43ns。在进行检测电路有效性验证时，采用检测电路和高精度示波器同时对电压脉冲信号进行监测，其结果如图10所示，检测电路可以实现80ns脉冲下降沿、250ns脉宽电压脉冲信号的检测。因此设计的信号引出电路和信号检测电路可以实现机械冲击试验过程中相邻键合丝瞬时触碰电信号的检测。

步骤四：机械冲击试验平台搭建

搭建机械冲击试验平台来进行键合丝发生瞬时触碰失效的检测，并进一步验证信号检测电路的有效性。主要试验设备有直流稳压电源、高精度示波器、冲击试验台、试验样件及夹具、检测电路等，如图11所示。

其中对于试验样件的设计，不仅检测相邻键合丝的瞬时触碰，还可以检测单根键合丝在一定冲击载荷条件下的初始振幅，因此在单根键合丝的附近设置一个在受到冲击载荷后不会发生位移的导电凸台，当单根键合丝受到冲击应力产生振动时，如果接触到导电凸台，则电路同样会导通，此时便可测量单根键合丝的初始振幅。1#和9#为电源端，接入直流稳压电源后，键合丝丝组的所有偶数端键合丝为高电平测试端；2#、3#、10#和11#与所有奇数端键合丝相连；4#～9#及12#～16#分别与相应的导电凸台相连，且与导电凸台相邻的键合丝与对应的1#和9#电源端相连，如图12所示。直流回路为：直流稳压电源—>电阻(1KΩ)—>1#和9#中的一个电源端—>偶数端键合丝与奇数端键合丝组成的等效开关—>2#～9#和10#～16#中的一个端口—>电阻(1KΩ)—>地端。

表1键合丝参数表

键合丝位置	跨距	弧高	直径
				奇数端	4mm	400μm	25μm
偶数端	4.1mm	400μm	25μm

表2试验样件单根键合丝与相邻导电凸台间距

编号	4#	5#	6#	7#	8#	12#	13#	14#	15#	16#
											间距/μm	358.0	237.0	206.0	183.0	143.0	72.5	59.5	81.0	129.9	79.5

对于试验夹具的设计，如图13所示。试验样件所在平面与冲击加速度方向平行，样件通过盖板密封后通过螺丝固定在夹具上，且样件上12路端口通过细导线引出，用于连接检测电路和电源等。底部的6个固定孔将夹具固定在机械冲击试验台上，试验样件通过4个竖直的固定孔固定在夹具上，且与试验样件相连的导线可以通过固定条压制在试验夹具上，防止机械冲击试验过程中连接点的脱落或者干扰信号的引入。

步骤五：步进式机械冲击试验方法研究

在对待测的相邻键合丝开展试验之前，对发生相邻键合丝瞬时触碰失效的敏感冲击载荷量级未知。因此，可以首先按照GJB548方法2002进行机械冲击试验，如下表3。本方法的案例中针对的是横向摆动造成的键合丝瞬时触碰失效，所以只需要针对与键合丝所在平面垂直的Y1方向进行试验即可。

表3 GJB 548中的机械冲击试验条件

试验条件	峰值加速度/m/s2	脉冲宽度/ms
			A	4900(500g)	1.0
B	14700(1500g)	0.5
			C	29400(3000g)	0.3
D	49000(5000g)	0.3
			E	98000(10000g)	0.2
F	196000(20000g)	0.2

在此基础上可以得到一个节点区间，即在试验条件k(k＝1,2,3,4,5)情况下，没有检测到相邻键合丝瞬时触碰信号，而在试验条件k+1情况下，检测到了相邻键合丝瞬时触碰信号，此时，临界机械冲击载荷的峰值加速度在[试验条件k峰值加速度，试验条件k+1峰值加速度]之间。如果在试验条件A情况下即检测到了相邻键合丝瞬时触碰的电压信号，则判定临界机械冲击载荷的峰值加速度在[0，500g]之间。如果在试验条件C情况下仍然没有得到相邻键合丝瞬时触碰信号，则判定超出试验条件区间，不再进行试验。

试验平台搭建完成后，以试验样件的13#端口的键合丝与相邻导电凸台为例进行试验，13#端口键合丝与导电凸台的间距为59.5μm，为所有间距中的最小值，本文由小到大进行顺序测量。步进式冲击试验的流程图如图14所示。

1、9#连接键合丝触碰信号引出电路的高电平检测端；

2、13#连接键合丝触碰信号引出电路的低电平检测端；

3、按照试验条件逐次进行机械冲击试验并观察示波器是否捕捉到相邻键合丝触碰电信号，得到临界机械冲击载荷的一个测试区间。

4、假设在区间下限a不发生触碰，在区间上限b发生触碰，选取机械冲击载荷峰值加速度(a+b)/2进行机械冲击试验，若发生触碰，则a＝a，b＝(a+b)/2，若不发生触碰，则a＝(a+b)/2，b＝b，即采用二分法逐步缩小临界机械冲击载荷的估计区间。

5、判断b-a<ε，若成立则进行步骤6，若不成立则重复步骤4；

6、记录此间距条件下的临界冲击载荷为(a+b)/2。

步进式冲击载荷试验的目的是为了得到临界机械冲击载荷，在此机械冲击载荷条件下单根键合丝的初始振幅为测距设备测量得到的键合丝与相邻导电凸台的间距值，例如对于试验样件的13#，在临界机械冲击载荷条件下键合丝的初始振幅为59.5μm。对于键合丝丝组，步进式冲击载荷的主要流程和单根键合丝的试验流程基本一致，得到的是相邻键合丝发生触碰的临界冲击载荷，即在此间距条件下相邻键合丝发生瞬时触碰的机械冲击载荷的最小值。

步骤六：机械冲击条件下电加载方法

在进行机械冲击带电检测试验时，具体的电加载方法和电加载流程如下：

1.利用夹具将待测器件固定于机械冲击试验台上；

2.利用5V直流稳压电源对待测器件键合丝端进行供电，奇数段与信号引出电路高电平测试端相连，奇数端与信号引出电路低电平测试端相连；

3.将信号引出电路高电平测试端分别于高精度示波器1通道和信号检测电路高电平测试端相连，信号引出电路低电平测试端与高精度示波器2通道相连；

4.利用5V直流稳压电源对信号引出电路和信号检测电路进行供电；

5.对高精度示波器、电脑、机械冲击试验台进行供电；

6.开始试验。

具体连接结构简图如图15所示。

步骤七：键合丝瞬时触碰失效判据

高精度示波器捕获的触碰特征信号如图16所示。可以看出双通道示波器捕获到的高电平测试端的电压信号从电源电压开始下降，同时，双通道示波器捕获到的低电平测试端的电压信号变化趋势与黄线相反，图中产生的电信号颤动主要来源于电路中的寄生电感和寄生电容，可以判定发生相邻键合丝瞬时触碰失效。

同时采用设计的检测电路对机械冲击试验过程中产生的相邻键合丝瞬时触碰失效进行检测，在一定的冲击加速度下可以观察到显示器LCD1602中显示Detected！的字样，如果显示器上没有显示，则可以判定没有发生相邻键合丝瞬时触碰失效。

机械冲击条件下键合丝触碰试验的结果如表4所示。

表5试验样件4组平行键合丝临界冲击载荷数据

编号	2#	3#	10#	11#
					间距/μm	146.8	208.7	348.2	240.6
临界冲击载荷/g	1556g	1705g	2195g	1805g

同样，单根键合丝与相邻导电凸台发生瞬时触碰失效临界冲击载荷的估计区间如表5所示。

表6单根键合丝与相邻导电凸台测试结果数据

通过上述试验得到键合丝受到机械冲击时初始的最大摆幅，结合键合丝在机械冲击条件下的振动规律，触碰的条件由初始振幅、固有频率、阻尼系数和相邻键合丝的间距共同决定，得到键合丝触碰的一般规律。而本发明的方法则为键合丝在机械冲击条件下的触碰提供在线检测，提高灵敏度的同时降低成本，检测信号电路的集成度也缩小了检测的空间体积，使用方便。

Claims (7)

1.一种高密度封装键合丝瞬时触碰加电检测方法，其特征在于：考虑到高密度封装的键合丝在机械冲击条件下可能发生触碰但检测困难的问题，利用电信号检测灵敏度高的特点，将相邻键合丝瞬时触碰的物理现象通过单片机转化为电压信号进行输出，分析输出信号的特征设计相应的信号检测电路对相邻键合丝瞬时触碰失效进行检测与分析，该方法具体步骤如下：

步骤一：键合丝触碰信号引出电路设计

步骤二：键合丝触碰信号检测电路设计

步骤三：检测电路有效性验证

步骤四：机械冲击试验平台搭建

步骤五：步进式机械冲击试验方法研究

步骤六：机械冲击条件下电加载方法研究

步骤七：键合丝瞬时触碰失效判据。

2.根据权利要求1所述的一种高密度封装键合丝瞬时触碰加电检测方法，其特征在于：在步骤二中所述的采取单片机外部中断检测原理实现相邻键合丝瞬时触碰失效的检测，其具体过程如下：

信号引出电路输出电压脉冲信号的下降沿作为单片机外部中断触发信号，中断的处理程序可以在捕获中断信号后，在中断程序中进行处理，因此具有较高的灵敏度。考虑到触碰信号的时间较短，先利用高精度示波器捕捉在实际情况下相邻键合丝瞬时触碰电压信号，分析其脉冲宽度的量级在百纳秒至微妙级别，选取STC12C5A60S2型号单片机的外部中断进行检测，STC12C5A60S2的外部中断源如下：

1)INT0(外部中断0)，中断向量地址0003H，C语言编程：voidInt0_Routeine(void)interrupt0；

2)INT1(外部中断1)，中断向量地址0013H，C语言编程：void Int1_Routine(void)interrupt2。

控制外部中断的主要寄存器包括IE、IE2、IP、IP2、IPH、IP2H、TCON。其中，IE、IE2为中断允许控制寄存器，对于INT0而言，只有当IE允许的情况下，外部中断才能开始工作；IP、IP2、IPH、IP2H为中断优先级控制寄存器，通过改变寄存器中的值可以改变外部中断的优先级，本发明只有一个外部中断，因此该寄存器不需要设置；TCON为控制寄存器，当TCON.0/IT0＝0时，外部中断触发方式为低电平触发，触发信号的低电平至少维持2个系统时钟周期才能确保触发信号被CPU检测到；当TCON.0/IT0＝1时，外部中断触发方式为下降沿触发，触发信号的高低电平均需保持1个系统时钟以上。低电平触发和下降沿触发方式的主要不同为检测的灵敏度，每一个系统时钟对相应外部中断引脚进行一次采样，为了保证检测到外部中断信号，需要至少保持2个系统时钟。

当选取STC12C5A60S2的晶振为24M时，一个系统时钟周期近似为42ns，当采用下降沿触发方式时，低电平只需维持42ns以上即可被检测到，若采用低电平触发方式，则需要低电平信号至少维持84ns才可被检测到。

外部中断的触发信号即为高电平测试端的信号，将信号引出电路和单片机外部中断检测电路连接起来，即为相邻键合丝触碰检测电路。左上角是简化的信号引出电路，其中TEST为高电平测试点，与单片机的INT0端口相连，信号检测电路主要包括STC12C5A60S2和LCD1602，其对应的连接如下：

1)LCD1602的I/O口D0～D7与单片机的P0口相连；

2)LCD_VO为背光调节端口，连接可调式电阻端，通过调节分压阻值的大小可以控制LCD的背光强度；

3)EN为LCD1602的使能端，与单片机的P2.7口相连，RS和RW分别为LCD1602的选择端和读写控制端，分别与单片机的P2.6和P2.5口相连；

4)Vcc与BL+与电源端相连，Gnd与BL-与地端相连。

单片机还包括复位系统和晶振系统，可以实现复位和系统频率的选择，根据相邻键合丝的触碰信号来决定单片机的工作频率。外部中断信号就是由信号引出电路检测到相邻键合丝触碰后产生的电压信号5V至0V的低电平信号，单片机STC12C5A60S2的外部中断检测灵敏度很高，约为1个系统时钟。在采用24M外部晶振的情况下，触碰信号的低电平只需保持43ns以上即可确保被检测到。进入中断程序后的处理时间不影响检测的灵敏度，由于相邻键合丝触碰的时间量级在百纳秒至几微妙量级，因此可以实现检测。

信号检测电路主要包括信号处理模块和显示模块，在中断程序中调用了LCD做出检测结果的显示。

3.根据权利要求1所述的一种高密度封装键合丝瞬时触碰加电检测方法，其特征在于：在步骤三中所述的当单片机的系统时钟频率足够高时，可以在下降沿和0V维持阶段多次检测到低电平信号，可以确保检测的有效性。，其具体过程如下：

通过分析示波器捕捉到的相邻键合丝触碰信号，发现相邻键合丝触碰的时间量级为百纳米至几微妙，远大于STC12C5A60S2外部中断触发需要的低电平持续时间，因此利用检测电路进行相邻键合丝瞬时触碰信号检测时，理论上应不存在漏检的情况。

在机械冲击试验过程中，选用的高精度示波器的最大采样速率为2.5GS/s，最小可检测的脉冲宽度可小于2ns，检测电路最小可检测的脉冲宽度为43ns。在进行检测电路有效性验证时，采用检测电路和高精度示波器同时对电压脉冲信号进行监测，其结果如图10所示，检测电路可以实现80ns脉冲下降沿、250ns脉宽电压脉冲信号的检测。因此设计的信号引出电路和信号检测电路可以实现机械冲击试验过程中相邻键合丝瞬时触碰电信号的检测。

4.根据权利要求1所述的一种高密度封装键合丝瞬时触碰加电检测方法，其特征在于：在步骤四中所述的搭建机械冲击试验平台来进行键合丝发生瞬时触碰失效的检测。对于试验样件的设计，不仅可以检测相邻键合丝的瞬时触碰，还可以检测单根键合丝在一定冲击载荷条件下的初始振幅。对于试验夹具的设计，试验样件通过4个竖直的固定孔固定在夹具上，且与试验样件相连的导线可以通过固定条压制在试验夹具上，防止机械冲击试验过程中连接点的脱落或者干扰信号的引入。

5.根据权利要求1所述的一种高密度封装键合丝瞬时触碰加电检测方法，其特征在于：在步骤五中所述的步进式机械冲击试验方法，其具体过程如下：

按照GJB548方法2002进行机械冲击试验，确定冲击条件。在此基础上得到一个节点区间，即在试验条件k(k＝1,2,3,4,5)情况下，没有检测到相邻键合丝瞬时触碰信号，而在试验条件k+1情况下，检测到了相邻键合丝瞬时触碰信号，此时，临界机械冲击载荷的峰值加速度在[试验条件k峰值加速度，试验条件k+1峰值加速度]之间。如果在试验条件A情况下即检测到了相邻键合丝瞬时触碰的电压信号，则判定临界机械冲击载荷的峰值加速度在[0，500g]之间。如果在试验条件C情况下仍然没有得到相邻键合丝瞬时触碰信号，则判定超出试验条件区间，不再进行试验。

6.根据权利要求1所述的一种高密度封装键合丝瞬时触碰加电检测方法，其特征在于：在步骤六中所述的机械冲击条件下电加载方法，其具体过程如下：

a.利用夹具将待测器件固定于机械冲击试验台上；

b.利用5V直流稳压电源对待测器件键合丝端进行供电，奇数段与信号引出电路高电平测试端相连，奇数端与信号引出电路低电平测试端相连；

c.将信号引出电路高电平测试端分别于高精度示波器1通道和信号检测电路高电平测试端相连，信号引出电路低电平测试端与高精度示波器2通道相连；

d.利用5V直流稳压电源对信号引出电路和信号检测电路进行供电；

e.对高精度示波器、电脑、机械冲击试验台进行供电；

f.开始试验。

7.根据权利要求1所述的一种高密度封装键合丝瞬时触碰加电检测方法，其特征在于：在步骤七中所述的键合丝瞬时触碰失效判据，采用设计的检测电路对机械冲击试验过程中产生的相邻键合丝瞬时触碰失效进行检测，在一定的冲击加速度下观察显示器LCD1602中是否显示Detected！的字样，如果显示器上没有显示，则可以判定没有发生相邻键合丝瞬时触碰失效。