CN111273164A - 一种电压调整器动态emmi分析系统及分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电压调整器动态EMMI分析系统及分析方法,包括:EMMI平台、PCB基板、外部电源、信号发生器、V‑I源。PCB基板置于EMMI平台上,PCB基板上通过插针安装有夹具一和夹具二,PCB基板包括信号端、电源端、公共地、负载端4个端口,4个端口分别与信号发生器、外部电源、系统地、V‑I源相连,夹具一和夹具二分别用以安装失效电压调器和正常电压调整器。通过包含外部电源、信号发生器、V‑I源在内的动态EMMI分析系统,能够使电压调整器内部器件进入工作状态,从而有效激发能够被微光显微镜获所取的缺陷。将失效电压调整器和正常电压调整器进行相同方式的加电,并且通过开关进行统一切换,能够快速实现动态EMMI图像的对比。
Description
技术领域
本发明涉及半导体测试分析技术领域,具体为一种电压调整器动态EMMI 分析系统及分析方法。
背景技术
电压调整器是电源管理技术中的一种重要器件,具有噪声低、输出阻抗低、面积小、功耗低、精度高、纹波小等特点,基于这些特点,电压调整器可以将特性比较差的直流输入电压转换为特性比较好的直流输出电压,进而保证被供电电路的性能。电压调整器由于过电应力、静电放电、固有缺陷、栅氧化层击穿等原因会发生失效。如果要分析电压调整器的失效机理,首先需要进行失效缺陷定位,有些失效缺陷定位可以直接通过静态直流检测得到,比如,当失效电压调整器的端口I-V特性曲线表征与正常器件不同时,采用传统的微光显微镜 (EMMI)和光束诱导电阻变化(OBIRCH),并将失效电压调整器与正常器件进行对比从而定位失效缺陷。但对于通过I-V特性曲线无法侦测出静态电流异常的电压调整器,采用静态EMMI进行失效定位变得十分困难。因此,需要一种能够实现电压调整器动态EMMI的分析系统,并且具有分析速度快、操作简单、成本低等优点。
与本发明最为接近的已有技术是李强、蔡恩静于2014年公开的发明专利《一种动态EMMI系统及其实现方法和应用方法》,该发明中所涉及的系统包括通用 EMMI平台、安装有需分析芯片的PCB基板、信号发生器以及外部电源,但是测试方法主要对象是存储芯片和简单逻辑IC,无法用来针对电压调器进行动态 EMMI分析。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足,提供一种电压调整器动态EMMI分析系统及分析方法,从而能够通过速度快、操作简单、成本低的动态EMMI实现对电压调整器的失效分析。
为了达到上述的目的,本发明提供一种电压调整器动态EMMI分析系统,包括:EMMI平台、PCB基板、外部电源、信号发生器、V-I源;PCB基板置于EMMI平台上,与信号发生器、外部电源、V-I源相连。
上述一种电压调整器动态EMMI分析系统,其中,所述PCB基板上通过插针安装有夹具一和夹具二,夹具一和夹具二分别用以安装失效电压调器和正常电压调整器。
上述一种电压调整器动态EMMI分析系统,其中,所述PCB基板包括信号端、电源端、公共地、负载端4个端口,4个端口分别与信号发生器、外部电源、系统地、V-I源相连。
上述一种电压调整器动态EMMI分析系统,其中,所述夹具一和夹具二都包含调整端、使能端、输入端、接地端、输出端5个端口,夹具一和夹具二对应的使能端、输入端、接地端、输出端分别通过1个可掷开关进行切换,再通过微带线分别与PCB基板上的信号端、电源端、公共地、负载端4个端口相连接,夹具一和夹具二对应的调整端通过1个可掷开关进行切换,再通过微带线与PCB基板上的电阻网络相连接。
上述一种电压调整器动态EMMI分析系统,其中,所述电阻网络由1个滑动变阻器和1个电阻串联构成,电阻网络的两端分别与PCB基板的负载端和公共地相连接,滑动变阻器和电阻的连接点与夹具一调整端和夹具二调整端的可掷开关相连接。
上述一种电压调整器动态EMMI分析系统,其中,所述PCB基板的公共地与外部电源、信号发生器、V-I源的系统地相连接。
上述一种电压调整器动态EMMI分析系统,其中,所述夹具一和夹具二均支持安装标准封装的电压调整器。
上述一种电压调整器动态EMMI分析系统,其中,所述外部电源输出端与 PCB基板电源端相连,PCB基板负载端与V-I源输出端相连,PCB基板信号端和信号发生器输出端相连,PCB基板公共地、外部电源系统地、V-I源系统地、信号发生器系统地相连。
上述一种电压调整器动态EMMI分析系统的分析方法,其中,包括步骤如下:
1)将PCB基板上的可掷开关全部选择切至夹具二;
2)在不破坏器件内部结构的前提下,分别将失效电压调整器和正常电压调整器开封;
3)将开封后的失效电压调整器安装在PCB基板上的夹具一上,将开封后的正常电压调整器安装在PCB基板上的夹具二上;
4)将PCB基板的信号端、电源端、公共地、负载端分别与信号发生器、外部电源、系统地、V-I源相连;
5)启动信号发生器使电压调整器的使能端打开;
6)启动外部电源并输出电压调整器的典型输入电压;
7)调节电压调整器调整端使其输出典型输出电压;
8)启动V-I源并输出电压调整器的典型输出电流;
9)启动EMMI平台,通过微光显微镜获取正常电压调整器在工作状态下的芯片动态EMMI图像,并拍照记录;
10)将PCB基板上的选通开关全部选择切至夹具一;
11)启动EMMI平台,并通过微光显微镜获取失效电压调整器在工作状态下的芯片动态EMMI图像,并拍照记录;
12)对比正常电压调整器和失效电压调整器的动态EMMI图像,再结合电压调整器的工作原理,实现失效电压调整器的失效缺陷定位。
本发明可以通过以下技术方案实现:提供一种电压调整器动态EMMI分析系统,包括:EMMI平台、PCB基板、外部电源、信号发生器、V-I源。PCB基板置于EMMI平台上,PCB基板上通过插针安装有夹具一和夹具二,PCB基板包括信号端、电源端、公共地、负载端4个端口,4个端口分别与信号发生器、外部电源、系统地、V-I源相连,夹具一和夹具二分别用以安装失效电压调器和正常电压调整器。
优选的,所述的电压调整器动态EMMI分析系统中,夹具一和夹具二都包含调整端、使能端、输入端、接地端、输出端5个端口,夹具一和夹具二对应的使能端、输入端、接地端、输出端分别通过1个可掷开关进行切换,再通过微带线分别与PCB基板上的信号端、电源端、公共地、负载端4个端口相连接,夹具一和夹具二对应的调整端通过1个可掷开关进行切换,再通过微带线与PCB 基板上的电阻网络相连接。
优选的,所述的电压调整器动态EMMI分析系统中,电阻网络由1个滑动变阻器和1个电阻串联构成,电阻网络的两端分别与PCB基板的负载端和公共地相连接,滑动变阻器和电阻的连接点与夹具一调整端和夹具二调整端的可掷开关相连接。
优选的,所述的电压调整器动态EMMI分析系统中,PCB基板的公共地与外部电源、信号发生器、V-I源的系统地相连接。
优选的,所述的电压调整器动态EMMI分析系统中,夹具一和夹具二均支持安装标准封装的电压调整器。
本发明的另一技术方案在于,提供上述电压调整器动态EMMI分析系统的分析方法,包括以下步骤:
1)将PCB基板上的5个可掷开关全部选择切至夹具二。
2)在不破坏器件内部结构的前提下,分别将失效电压调整器和正常电压调整器开封。
3)将开封后的失效电压调整器安装在PCB基板上的夹具一上,将开封后的正常电压调整器安装在PCB基板上的夹具二上。
4)将PCB基板的信号端、电源端、公共地、负载端分别与信号发生器、外部电源、系统地、V-I源相连。
5)启动信号发生器使电压调整器的使能端打开。
6)启动外部电源并输出电压调整器的典型输入电压。
7)调节电压调整器调整端使其输出典型输出电压。
8)启动V-I源并输出电压调整器的典型输出电流。
9)启动EMMI平台,通过微光显微镜获取正常电压调整器在工作状态下的芯片动态EMMI图像,并拍照记录。
10)将PCB基板上的5个选通开关全部选择切至夹具一。
11)启动EMMI平台,并通过微光显微镜获取失效电压调整器在工作状态下的芯片动态EMMI图像,并拍照记录。
12)对比正常电压调整器和失效电压调整器的动态EMMI图像,再结合电压调整器的工作原理,实现失效电压调整器的失效缺陷定位。
与现有技术相比,本发明的技术有益效果是,
1.通过包含外部电源、信号发生器、V-I源在内的动态EMMI分析系统,能够使电压调整器内部器件进入工作状态,从而有效激发能够被微光显微镜获所取的缺陷。
2.将失效电压调整器和正常电压调整器进行相同方式的加电,并且通过开关进行统一切换,能够快速实现动态EMMI图像的对比。
附图说明
本发明的一种电压调整器动态EMMI分析系统及分析方法由以下的实施例及附图给出。
图1为一种电压调整器动态EMMI分析系统的结构示意图。
图2为一种电压调整器动态EMMI分析系统中的PCB基板结构示意图。
图3为一种电压调整器动态EMMI分析系统中的夹具结构示意图。
图4为一种电压调整器动态EMMI分析系统中的夹具剖面结构示意图。
图中:1-外部电源,2-外部电源输出端,3-PCB基板电源端,4-PCB基板, 5-PCB基板负载端,6-V-I源输出端,7-V-I源,8-V-I源系统地,9-PCB基板公共地,10-PCB基板信号端,11-信号发生器输出端,12-信号发生器系统地,13- 信号发生器,14-外部电源系统地,15-EMMI平台、16-夹具一,17-夹具二,18- 开关一,19-开关二,20-开关三,21-开关四,22-开关五,23-夹具一调整端,24- 夹具一使能端,25-夹具一输入端,26-夹具一接地端,27-夹具一输出端,28-夹具二调整端,29-夹具二使能端,30-夹具二输入端,31-夹具二接地端,32-夹具二输出端,33-电阻网络,34-变阻器,35-电阻。
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说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发行。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
请参考图1~4,本发明所提供的一种电压调整器动态EMMI分析系统,包括:PCB基板4置于EMMI平台15上,并与外部电源1、信号发生器13、V-I 源7通过铜导线连接,连接方式为:外部电源输出端2与PCB基板电源端3相连,PCB基板负载端5与V-I源输出端6相连,PCB基板信号端10和信号发生器输出端11相连,PCB基板公共地9、外部电源系统地14、V-I源系统地8、信号发生器系统地12相连,夹具一16和夹具二17通过插针安装在PCB基板4 上。
所述的夹具一调整端23和夹具二调整端28通过开关一18进行切换,并通过微带线与PCB基板4中的电阻网络33相连,夹具一使能端24和夹具二使能端29通过开关二19进行切换,并通过微带线与PCB基板信号端10相连,夹具一输入端25和夹具二输入端30通过开关三20进行切换,并通过微带线与PCB 基板电源端3相连,夹具一接地端26和夹具二接地端31通过开关四21进行切换,并通过微带线与PCB基板公共地9相连,夹具一输出端27和夹具二输出端 32通过开关五22进行切换,并通过微带线与PCB基板负载端5相连。
所述的电阻网络33由滑动变阻器34和电阻35串联构成,电阻网络33的一端通过微带线与PCB基板负载端5相连,电阻网络33的另一端通过微带线与 PCB基板公共地9相连,变阻器34和电阻35的连接点通过微带线与开关一18 相连。
所述的夹具一16和夹具二17可安装MO-078封装的电压调整器。
本发明所涉及的一种电压调整器动态EMMI分析系统的分析方法如下:
1)将开关一18、开关二19、开关三20、开关四21、开关五22切至夹具二17,实现正常电压调整器与动态EMMI分析系统的电气连接。
2)在不破坏器件内部结构的前提下,将MO-078封装的失效电压调整器和正常电压调整器开封并令芯片暴露,使得微光显微镜可以获取芯片的EMMI图像。
3)将开封后的失效电压调整器安装在PCB基板上的夹具一16上,将开封后的正常电压调整器安装在PCB基板上的夹具二17上。
4)将PCB基板电源端3、PCB基板负载端5、PCB基板信号端10分别与外部电源输出端2、V-I源输出端6、信号发生器输出端11相连接,将PCB基板公共地9与V-I源系统地8、信号发生器系统地12、外部电源系统地14相连接。
5)根据正常电压调整器的典型工作参数:启动信号发生器13并输出零电平,使正常电压调整器的使能端打开并切换到正常工作模式;启动外部电源1 并输出正常电压调整器的典型输入电压26V;调节夹具二调整端28使正常电压调整器输出典型输出电压26V;根据电压调整器的典型工作参数,启动V-I源7 并输出正常电压调整器的典型输出电流1A。
6)启动EMMI平台,通过微光显微镜获取正常电压调整器在工作状态下的芯片动态EMMI图像,并拍照记录。
7)将开关一18、开关二19、开关三20、开关四21、开关五22切至夹具一16,实现失效电压调整器与动态EMMI分析系统的电气连接。
8)启动EMMI平台,通过微光显微镜获取失效电压调整器在工作状态下的芯片动态EMMI图像,并拍照记录。
9)对比正常电压调整器和失效电压调整器的动态EMMI图像,失效电压调整器的动态EMMI图像存在某些亮点(芯片动态热点),但正常电压调整器的动态EMMI图像在相应的位置不存在亮点,结合电压调整器的工作原理进行分析证明失效器件亮点差异的地方存在异常漏电,异常漏电位置即为失效电压调整器的失效缺陷。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何更改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电压调整器动态EMMI分析系统,其特征在于,包括:EMMI平台、PCB基板、外部电源、信号发生器、V-I源;PCB基板置于EMMI平台上,与信号发生器、外部电源、V-I源相连。
2.如权利要求1所述的一种电压调整器动态EMMI分析系统,其特征在于,所述PCB基板上通过插针安装有夹具一和夹具二,夹具一和夹具二分别用以安装失效电压调器和正常电压调整器。
3.如权利要求2所述的一种电压调整器动态EMMI分析系统,其特征在于,所述PCB基板包括信号端、电源端、公共地、负载端4个端口,4个端口分别与信号发生器、外部电源、系统地、V-I源相连。
4.如权利要求3所述的一种电压调整器动态EMMI分析系统,其特征在于,所述夹具一和夹具二都包含调整端、使能端、输入端、接地端、输出端5个端口,夹具一和夹具二对应的使能端、输入端、接地端、输出端分别通过1个可掷开关进行切换,再通过微带线分别与PCB基板上的信号端、电源端、公共地、负载端4个端口相连接,夹具一和夹具二对应的调整端通过1个可掷开关进行切换,再通过微带线与PCB基板上的电阻网络相连接。
5.如权利要求4所述的一种电压调整器动态EMMI分析系统,其特征在于,所述电阻网络由1个滑动变阻器和1个电阻串联构成,电阻网络的两端分别与PCB基板的负载端和公共地相连接,滑动变阻器和电阻的连接点与夹具一调整端和夹具二调整端的可掷开关相连接。
6.如权利要求5所述的一种电压调整器动态EMMI分析系统,其特征在于,所述PCB基板的公共地与外部电源、信号发生器、V-I源的系统地相连接。
7.如权利要求6所述的一种电压调整器动态EMMI分析系统,其特征在于,所述夹具一和夹具二均支持安装标准封装的电压调整器。
8.如权利要求7所述的一种电压调整器动态EMMI分析系统,其特征在于,所述外部电源输出端与PCB基板电源端相连,PCB基板负载端与V-I源输出端相连,PCB基板信号端和信号发生器输出端相连,PCB基板公共地、外部电源系统地、V-I源系统地、信号发生器系统地相连。
9.如权利要求1所述的一种电压调整器动态EMMI分析系统的分析方法,其特征在于,步骤如下:
1)将PCB基板上的可掷开关全部选择切至夹具二;
2)在不破坏器件内部结构的前提下,分别将失效电压调整器和正常电压调整器开封;
3)将开封后的失效电压调整器安装在PCB基板上的夹具一上,将开封后的正常电压调整器安装在PCB基板上的夹具二上;
4)将PCB基板的信号端、电源端、公共地、负载端分别与信号发生器、外部电源、系统地、V-I源相连;
5)启动信号发生器使电压调整器的使能端打开;
6)启动外部电源并输出电压调整器的典型输入电压;
7)调节电压调整器调整端使其输出典型输出电压;
8)启动V-I源并输出电压调整器的典型输出电流;
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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