CN112557869B - 一种音频芯片的检测方法及检测设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种音频芯片的检测方法及检测设备,用于对待测音频芯片进行电学功能检测和失效原因分析，包括装夹步骤一、电测步骤、评价步骤一、成像步骤一、评价步骤二、装夹步骤二、成像步骤二、分析步骤，其中成像步骤由成像设备和透视成像夹具对待测音频芯片的引脚外观连接情况和封装内部结构情况进行成像并得到成像结果，从而通过成像分析手段实现了对音频芯片在电学功能检测过程中是否存在由于连接问题导致的不良品误判的校核过程，并为进一步分析封装内部导致失效或功能参数低下的积电路结构提供了分析基础，提高了音频芯片的生产效率和制造工艺改进能力。
Description
技术领域
本发明涉及音频芯片的生产检测领域，尤其涉及一种音频芯片的检测方法及检测设备。
背景技术
在工业产品的量化生产过程中，为了保证出厂产品的质量，会在生产各阶段中对产品的半成品或成品进行测量和检测。对于芯片类产品，其在完成产品总封装后，会经由质量检验流程对其进行功能检测，以确保芯片产品的各项功能技术指标符合技术要求。通常，这个质量检验流程包括电学检测步骤，其经由人工或自动化设备将芯片产品与电学检测设备或检具电性连接，再由设备运行或开启针对该芯片产品预先设计好的功能检测程序或功能检测电路，通过测量芯片产品所反馈的电学参数来判断芯片产品是否满足设计要求，是否为良品或次品。
作为芯片产品与外界电路的连接环节，芯片针脚通常具有低强度、易弯折的机械性能，在上述质量检验过程中经常，由于人工装夹操作或非高精自动化设备的装夹误差，易发声芯片针脚与检具的连接不良，使得检测设备反馈错误的性能参数，最终导致对芯片产品质量检验结果的误判。并且，在生产过程中，应当对次品的产出成因开展分析，以确保排出生产设备的系统性误差和改进生产过程，但是由于芯片产品的封装总成，由于其主要功能性部件均封装于芯片总成内部，难以对其内部真实结构和状态进行高效的可视化捕捉和分析。
发明内容
针对现有技术中的上述缺点，本发明提供一种音频芯片的检测方法，用于对待测音频芯片进行电学功能检测和失效原因分析，包括：
装夹步骤一S110：由电测夹具将待测音频芯片转移至电测治具进行装夹；
电测步骤S120：所述电测治具对所述待测音频芯片进行电学功能检测，以判断所述待测音频芯片的电学功能是否合格。
评价步骤一S130：根据所述电学功能检测的检测结果判断检测流程是否结束，若所述电学功能检测的检测结果为合格，则判断所述待测音频芯片为良品，并结束检测流程；若所述电学功能检测的检测结果为不合格，则继续进行检测流程。
成像步骤一S140：由直接成像设备对所述待测音频芯片的引脚外观连接情况进行直接成像并得到直接成像结果。
评价步骤二S150：根据所述直接成像结果判断所述待测音频芯片的引脚与所述电测治具间是否存在连接不良；若是，则返回装夹步骤一S110；若否，则继续依次进行装夹步骤二S160及后续步骤。
装夹步骤二S160：由转移夹具夹取所述待测音频芯片并与透视成像夹具组合。
成像步骤二S170：由透视成像设备和所述透视成像夹具对所述待测音频芯片的封装内部结构情况进行透视成像并得到透视成像结果。
分析步骤S180：由分析设备根据所述透视成像结果判断所述待测音频芯片的封装内部结构情况，并分析所述待测音频芯片的失效原因。
优选地，所述透视成像步骤采用超声波成像手段对所述待测音频芯片的封装内部结构进行成像。
优选地，所述透视成像设备以所述待测音频芯片的基板异于封装表面的一侧平面作为透视成像平面。
优选地，所述透视成像结果的显示精度为0.04微米。
优选地，所述分析步所骤通过分析所述待测音频芯片的封装内部载带、键合线以及引线的键合状态判断所述待测音频芯片的失效原因。
优选地，所述分析步所骤通过分析所述待测音频芯片的封装内部积体电路的各层组件的状态判断所述待测音频芯片的失效原因。
优选地，所述积体电路的各层组件包括扩散层、灌输层、多晶硅层、金属层和接触层。
优选地，所述积体电路的各层组件的状态包括所述各层组件的尺寸状态和所述各层组件之间的连接状态。
优选地，所述检测方法还包括交叉分析步骤，所述交叉分析步骤结合所述电学功能检测所得到的电学参数与所述分析步骤所得到的状态参数，对所述待测音频芯片的制造工艺进行评价，并得到工艺调整参数。
本发明还提供了一种音频芯片的检测设备，用于上述音频芯片的检测方法，其具体包括：
电测夹具，用于将待测音频芯片转移至电测治具；电测治具，用于装夹所述待测音频芯片并对所述待测音频芯片进行电学功能检测，判断所述待测音频芯片的电学功能是否合格；处理模块，用于根据所述电学功能检测的检测结果判断检测流程是否结束，若所述电学功能检测的检测结果为合格，则判断所述待测音频芯片为良品，并结束检测流程；若所述电学功能检测的检测结果为不合格，则继续进行检测流程；以及，用于根据所述直接成像结果判断所述待测音频芯片的引脚与所述电测治具间是否存在连接不良，并依照判断结果决定检测流程的走向；直接成像设备，用于对所述待测音频芯片的引脚外观连接情况进行直接成像和透视成像并得到直接成像结果；转移夹具，用于将所述待测音频芯片与所述电测治具进行分离，并将所述待测音频芯片与所述透视成像夹具进行装配；透视成像夹具，用于对所述待测音频芯片进行装夹以供成像设备对所述待测音频芯片进行成像处理；透视成像设备，用于在所述透视成像夹具的配合下对所述待测音频芯片的封装内部结构情况进行透视成像并得到透视成像结果；分析设备，用于根据所述透视成像结果判断所述待测音频芯片的封装内部结构情况，并分析所述待测音频芯片的失效原因。
优选地，所述透视成像设备为超声波成像设备。
优选地，所述透视成像夹具为底部形状与所述待测音频芯片基板形状相匹配的凹槽形结构，所述底部设置有与所述待测音频芯片的引脚相匹配的通孔，所述待测音频芯片的引脚能够穿过所述通孔；所述底部涂覆有超声波成像耦合剂。
优选地，所述底部为厚度不超过0.012毫米的柔性薄膜结构，所述透视成像设备与所述柔性薄膜结构间通过超声波成像耦合剂相接触。
优选地，所述底部具有能够滑动开启的滑动结构，所述滑动结构开启后，所述透视成像设备与所述待测音频芯片的基板异于封装表面的一侧平面间通过超声波成像耦合剂相接触。
优选地，柔性薄膜结构的整体渗透系数不大于4.8cm/s。
本发明针对音频芯片电学功能检测环节的误判和失效原因分析问题，在音频芯片的电学功能检测中加入成像检测和分析手段，通过成像分析校核音频芯片在电学功能检测过程中是否存在由于连接问题导致的不良品误判，节省人工，降低良品误判比例，提高了生产效率；同时，借助透视成像手段对失效产品的封装内部积电路结构开展分析，以判断导致产品失效或功能指标低下的结构原因，为进一步的工艺分析和工艺改进提供数据分析基础，提高了音频芯片制造的工艺改进能力。
附图说明
图1为本发明实施例音频芯片的检测方法流程简图。
图2为本发明实施例音频芯片的检测设备的结构简图。
图3为音频芯片封装内部结构示意图。
图4为音频芯片封装内部积体电路结构示意图。
其中，S110-装夹步骤一、S120-电测步骤、S130-评价步骤一、S140-成像步骤一、S150-评价步骤二、S160-装夹步骤二、S170-成像步骤二、S180-分析步骤。
待测音频芯片-100、基板-110、封装-120、积体电路-130、键合线-140、引脚-150。
音频芯片的检测设备-200、电测夹具-210、电测治具-220、处理模块-230、转移夹具-240、透视成像夹具-250、直接成像设备-260、透视成像设备-270、分析设备-280。
检测结果-31、直接成像结果-32、透视成像结果-33。
具体实施方式
为了解决音频芯片在电学功能检测环节的误判和失效原因分析问题，本发明所提供的音频芯片的检测方法及检测设备是通过以下技术方案实现的：
实施例1：
请参阅图1、图3以及图4，其中，图1为本发明实施例音频芯片的检测方法流程简图；图3为音频芯片封装内部结构示意图；图4为音频芯片封装内部积体电路结构示意图。
本实施例提供一种音频芯片的检测方法，用于对待测音频芯片100进行电学功能检测和失效原因分析，包括：
装夹步骤一S110：由电测夹具210将待测音频芯片100转移至电测治具220进行装夹；
电测步骤S120：所述电测治具220对所述待测音频芯片100进行电学功能检测，以判断所述待测音频芯片100的电学功能是否合格。
评价步骤一S130：根据所述电学功能检测的检测结果31判断检测流程是否结束，若所述电学功能检测的检测结果31为合格，则判断所述待测音频芯片100为良品，并结束检测流程；若所述电学功能检测的检测结果31为不合格，则继续进行检测流程。
成像步骤一S140：由直接成像设备260对所述待测音频芯片100的引脚外观连接情况进行直接成像并得到直接成像结果32。
评价步骤二S150：根据所述直接成像结果32判断所述待测音频芯片100的引脚与所述电测治具220间是否存在连接不良；若是，则返回装夹步骤一S110；若否，则继续依次进行装夹步骤二S160及后续步骤。
装夹步骤二S160：由转移夹具240夹取所述待测音频芯片100并与透视成像夹具250组合。
成像步骤二S170：由透视成像设备270和所述透视成像夹具250对所述待测音频芯片100的封装内部结构情况进行透视成像并得到透视成像结果33。
分析步骤S180：由分析设备280根据所述透视成像结果33判断所述待测音频芯片100的封装内部结构情况，并分析所述待测音频芯片100的失效原因。
在上述步骤中，直接成像可由常规照相或摄像设备完成，其通过直接对待测音频芯片100引脚与电测治具220的连接部进行光学成像，结合可视化分析对引脚与电测治具220是否存在接触不良进行判断，以初步验证电测步骤的检测结果31是否为由于虚接、漏接等接触问题所导致，以便后续进行重新装夹和电学功能检测重新测试，以降低待测音频芯片100的误检率；而对于在直接成像步骤中未检出连接问题的待测音频芯片100，以及在二次电学功能检测中仍存在功能问题或指标低下的待测音频芯片100，则判定其具有功能缺陷或质量问题，则对其进行透视成像步骤，通过透视成像设备270对待测音频芯片100的封装内部积电路结构进行透视成像，得到其封装内部的积电路真实结构，并将其用于分析步骤。而分析步骤则通过对待测音频芯片100封装内部的积电路真实尺寸信息判断和分析导致待测音频芯片100功能缺陷的原因，并结合工艺流程对实际工艺过程的实施情况作出评价，得到针对工艺流程的改善方式或改善指标。该分析步骤可以通过计算机仿真软件和/或人工分析完成。
具体地，上述透视成像步骤采用超声波成像对待测音频芯片100的封装内部结构进行成像。
更具体地，上述透视成像设备270以所述待测音频芯片100的基板110异于封装表面的一侧平面和/或封装平面和/或封装侧面作为透视成像平面。
由于音频芯片制程的要求，成像结果的显示精度能够达到0.04微米，由超声波成像设备通过频率为0.88MHz至25MHz的超声波及SAW(Surface Acoustic Wave)滤波器实现对其的测量和绘像。
此外，上述分析步所骤通过分析所述待测音频芯片100的封装内部载带、键合线以及引线的键合状态判断所述待测音频芯片100的失效原因。例如，封装内部载带、键合线、引线是否存在虚接、断裂、断开，何处载带、键合线、引线存在虚接、断裂、断开，以及载带、键合线、引线的连接部位的尺寸参数是否符合工艺要求和工艺水平等。
以及，上述分析步所骤还通过分析所述待测音频芯片100的封装内部积体电路的各层组件的状态判断所述待测音频芯片100的失效原因。所述积体电路的各层组件包括扩散层、灌输层、多晶硅层、金属层和接触层。所述积体电路的各层组件的状态包括所述各层组件的尺寸状态和所述各层组件之间的连接状态，例如，积体电路的各层组件件的接触是否良好，是否存在设计外断开，各层组件的结构尺寸是否符合设计要求等。
最后，该检测方法还包括交叉分析步骤，交叉分析步骤结合所述电学功能检测所得到的电学参数与所述分析步骤所得到的状态参数，对所述待测音频芯片100的制造工艺进行评价，并得到工艺调整参数。
本实施例针对音频芯片在电学功能检测环节的误判和失效原因分析问题，提出了一种音频芯片的检测方法，通过直接成像步骤和透视成像步骤，校核音频芯片在电学功能检测过程中是否存在由于连接问题导致的不良品误判，并对失效产品的封装内部积电路结构开展分析以判断导致产品失效或功能指标低下的结构原因，在提升生产效率的同时为进一步的工艺分析和工艺改进提供数据分析基础，提高了音频芯片制造的工艺改进能力。
实施例2：
请参阅图2，其中，图2为本发明实施例音频芯片的检测设备的结构简图。
本实施例提供一种音频芯片的检测设备200，用于实现上述音频芯片的检测方法，其具体包括：
电测夹具210，用于将待测音频芯片100转移至电测治具220；电测治具220，用于装夹所述待测音频芯片100并对所述待测音频芯片100进行电学功能检测，判断所述待测音频芯片100的电学功能是否合格；处理模块230，用于根据所述电学功能检测的检测结果31判断检测流程是否结束，若所述电学功能检测的检测结果31为合格，则判断所述待测音频芯片100为良品，并结束检测流程；若所述电学功能检测的检测结果31为不合格，则继续进行检测流程；以及，用于根据所述直接成像结果32判断所述待测音频芯片100的引脚与所述电测治具220间是否存在连接不良，并依照判断结果决定检测流程的走向；直接成像设备260，用于对所述待测音频芯片100的引脚外观连接情况进行直接成像和透视成像并得到直接成像结果32；转移夹具240，用于将所述待测音频芯片100与所述电测治具220进行分离，并将所述待测音频芯片100与所述透视成像夹具250进行装配；透视成像夹具250，用于对所述待测音频芯片100进行装夹以供成像设备对所述待测音频芯片100进行成像处理；透视成像设备270，用于在所述透视成像夹具250的配合下对所述待测音频芯片100的封装内部结构情况进行透视成像并得到透视成像结果33；分析设备280，用于根据所述透视成像结果33判断所述待测音频芯片100的封装内部结构情况，并分析所述待测音频芯片100的失效原因。
具体地，上述透视成像设备270为超声波成像设备，其以待测音频芯片100的基板110异于封装表面的一侧平面和/或封装平面和/或封装侧面作为透视成像平面。
为了使得待测音频芯片100能够完成超声波透视成像过程，需要相应的透视成像夹具250完成其在超声波透视成像过程中的装夹和耦合剂涂覆。该透视成像夹具250为底部形状与待测音频芯片100基板110形状相匹配的凹槽形结构，待测音频芯片100能够在与其基板110形状相匹配的凹槽结构中被包容，并且在透视成像夹具250涂覆有超声波成像耦合剂的底部设置有与所述待测音频芯片100的引脚相匹配的通孔，待测音频芯片100的引脚能够穿过所述通孔，以固定待测音频芯片100在透视成像平面内的自由度。
在一种实施方式中，上述底部为厚度不超过0.012毫米的柔性薄膜结构，该柔性膜结构通过一个夹层框架结构固定在透视成像夹具250与透视成像设备270相接触的一侧，所述成像设备与所述柔性薄膜结构间通过超声波成像耦合剂相接触。该柔性薄膜结构可以为渗透系数小于6.75cm/s的高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚氯乙烯(PVC)、氯化聚乙烯(CPE)、氯磺聚乙烯(CSPE)、塑化聚烯烃(ELPO)、乙烯一丙烯橡胶(EPDM)、氯丁橡胶(CBR)、丁烯橡胶(PBR)、热塑性合成橡胶、氯醇橡胶中的一种或几种分层组合而成，该柔性薄膜结构的整体渗透系数不大于4.8cm/s。
在另一种实施方式中，上述底部具有能够滑动开启的滑动结构，所述滑动结构开启后，所述成像设备与所述待测音频芯片100的基板110异于封装表面的一侧平面间通过超声波成像耦合剂相接触。
本实施例提供了一种音频芯片的检测设备，其通过直接成像步骤和透视成像步骤，校核音频芯片在电学功能检测过程中是否存在由于连接问题导致的不良品误判，并对失效产品的封装内部积电路结构开展分析以判断导致产品失效或功能指标低下的结构原因，在提升生产效率的同时为进一步的工艺分析和工艺改进提供数据分析基础，提高了音频芯片制造的工艺改进能力。
需要注意的是，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，在上述实施例的指导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行各种改进和变形，而这些改进或者变形落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种音频芯片的检测方法，用于对待测音频芯片进行电学功能检测和失效原因分析，其特征在于，包括：
装夹步骤一S110：由电测夹具将待测音频芯片转移至电测治具进行装夹；
电测步骤S120：所述电测治具对所述待测音频芯片进行电学功能检测，以判断所述待测音频芯片的电学功能是否合格；
评价步骤一S130：根据所述电学功能检测的检测结果判断检测流程是否结束，若所述电学功能检测的检测结果为合格，则判断所述待测音频芯片为良品，并结束检测流程；若所述电学功能检测的检测结果为不合格，则继续进行检测流程；
成像步骤一S140：由直接成像设备对所述待测音频芯片的引脚外观连接情况进行直接成像并得到直接成像结果；
评价步骤二S150：根据所述直接成像结果判断所述待测音频芯片的引脚与所述电测治具间是否存在连接不良；若是，则返回装夹步骤一S110；
装夹步骤二S160：由转移夹具夹取所述待测音频芯片并与透视成像夹具组合；
所述透视成像夹具为底部形状与所述待测音频芯片基板形状相匹配的凹槽形结构，所述底部设置有与所述待测音频芯片的引脚相匹配的通孔，所述待测音频芯片的引脚能够穿过所述通孔；所述底部涂覆有超声波成像耦合剂；所述底部为厚度不超过0.012毫米的柔性薄膜结构，所述透视成像设备与所述柔性薄膜结构间通过超声波成像耦合剂相接触；所述底部具有能够滑动开启的滑动结构，所述滑动结构开启后，所述透视成像设备与所述待测音频芯片的基板异于封装表面的一侧平面间通过超声波成像耦合剂相接触；
成像步骤二S170：由透视成像设备和所述透视成像夹具对所述待测音频芯片的封装内部结构情况进行透视成像并得到透视成像结果；
分析步骤S180：由分析设备根据所述透视成像结果判断所述待测音频芯片的封装内部结构情况，并分析所述待测音频芯片的失效原因；
所述成像步骤二采用超声波成像手段对所述待测音频芯片的封装内部结构进行透视成像；
所述透视成像设备以所述待测音频芯片的基板异于封装表面的一侧平面作为透视成像平面；
所述透视成像平面与超声波成像有耦合剂相接触。
2.根据权利要求1所述音频芯片的检测方法，其特征在于，所述透视成像结果的显示精度为0.04微米。
3.根据权利要求1所述音频芯片的检测方法，其特征在于，所述分析步骤通过分析所述待测音频芯片的封装内部载带、键合线以及引线的键合状态判断所述待测音频芯片的失效原因。
4.根据权利要求1所述音频芯片的检测方法，其特征在于，所述分析步骤通过分析所述待测音频芯片的封装内部积体电路的各层组件的状态判断所述待测音频芯片的失效原因。
5.根据权利要求4所述音频芯片的检测方法，其特征在于，所述积体电路的各层组件包括扩散层、灌输层、多晶硅层、金属层和接触层。
6.根据权利要求4所述音频芯片的检测方法，其特征在于，所述积体电路的各层组件的状态包括所述各层组件的尺寸状态和所述各层组件之间的连接状态。
7.根据权利要求1所述音频芯片的检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括交叉分析步骤，所述交叉分析步骤结合所述电学功能检测所得到的电学参数与所述分析步骤所得到的状态参数，对所述待测音频芯片的制造工艺进行评价，并得到工艺调整参数。
8.一种音频芯片的检测设备，用于实现权利要求1至7中任一项所述的音频芯片的检测方法，其特征在于，包括：
电测夹具，用于将待测音频芯片转移至电测治具；
电测治具，用于装夹所述待测音频芯片并对所述待测音频芯片进行电学功能检测，判断所述待测音频芯片的电学功能是否合格；
处理模块，用于根据所述电学功能检测的检测结果判断检测流程是否结束，若所述电学功能检测的检测结果为合格，则判断所述待测音频芯片为良品，并结束检测流程；以及，用于根据所述直接成像结果判断所述待测音频芯片的引脚与所述电测治具间是否存在连接不良，并依照判断结果决定检测流程的走向；
直接成像设备，用于对所述待测音频芯片的引脚外观连接情况进行直接成像并得到直接成像结果；
转移夹具，用于将所述待测音频芯片与所述电测治具进行分离，并将所述待测音频芯片与所述透视成像夹具进行装配；
透视成像夹具，用于对所述待测音频芯片进行装夹以供透视成像设备对所述待测音频芯片进行透视成像处理；
所述透视成像夹具为底部形状与所述待测音频芯片基板形状相匹配的凹槽形结构，所述底部设置有与所述待测音频芯片的引脚相匹配的通孔，所述待测音频芯片的引脚能够穿过所述通孔；所述底部涂覆有超声波成像耦合剂；所述底部为厚度不超过0.012毫米的柔性薄膜结构，所述透视成像设备与所述柔性薄膜结构间通过超声波成像耦合剂相接触；所述底部具有能够滑动开启的滑动结构，所述滑动结构开启后，所述透视成像设备与所述待测音频芯片的基板异于封装表面的一侧平面间通过超声波成像耦合剂相接触；
透视成像设备，用于在所述透视成像夹具的配合下对所述待测音频芯片的封装内部结构情况进行透视成像并得到透视成像结果；
分析设备，用于根据所述透视成像结果判断所述待测音频芯片的封装内部结构情况，并分析所述待测音频芯片的失效原因。
9.根据权利要求8所述音频芯片的检测设备，其特征在于，所述透视成像设备为超声波成像设备。
10.根据权利要求9所述音频芯片的检测设备，其特征在于，所述柔性薄膜结构的整体渗透系数不大于4.8cm/s。
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