CN112964979A - 一种集成电路芯片封装测试系统 - Google Patents

一种集成电路芯片封装测试系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112964979A
CN112964979A CN202110147940.3A CN202110147940A CN112964979A CN 112964979 A CN112964979 A CN 112964979A CN 202110147940 A CN202110147940 A CN 202110147940A CN 112964979 A CN112964979 A CN 112964979A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
resistor
relay
chip
capacitance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110147940.3A
Other languages
English (en)
Inventor
倪瑶
周家辉
高源�
谢祖炜
刘一清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East China Normal University
Original Assignee
East China Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East China Normal University filed Critical East China Normal University
Priority to CN202110147940.3A priority Critical patent/CN112964979A/zh
Publication of CN112964979A publication Critical patent/CN112964979A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2801—Testing of printed circuits, backplanes, motherboards, hybrid circuits or carriers for multichip packages [MCP]
    • G01R31/281—Specific types of tests or tests for a specific type of fault, e.g. thermal mapping, shorts testing
    • G01R31/2812—Checking for open circuits or shorts, e.g. solder bridges; Testing conductivity, resistivity or impedance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851—Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2896—Testing of IC packages; Test features related to IC packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种集成电路芯片封装测试系统，该系统包括：单片机模块、FPGA模块、LCD触摸显示模块、电阻检测模块、电容检测模块、继电器模块及待检测芯片封装模块，所述单片机模块与FPGA模块连接；LCD触摸显示模块与单片机模块连接；电阻检测模块与FPGA模块连接；电容检测模块与FPGA模块连接；继电器模块与电阻检测模块连接；继电器模块与电容检测模块连接；待检测芯片封装模块与继电器模块连接。通过LCD触摸屏自定义检测顺序和判别标准，进行待检测芯片封装引脚中所有电阻值和电容值的检测，同时将检测结果通过LCD屏幕显示。本发明减少人力浪费，避免引脚疏漏与操作误差。适用于各类芯片封装，在集成电路芯片封装的电阻电容值检测中具有较强的实用价值。

Description

一种集成电路芯片封装测试系统
技术领域
本发明涉及电子技术与具体实物操作领域，具体地说是一种通过控制继电器通断测量电容充放电的时间，判断芯片封装各引脚间电阻值和电容值的全自动测试系统，适用于任何芯片封装。
背景技术
随着集成电路越来越复杂的工艺发展，工艺尺寸的不断减小，芯片工作速度的增加，芯片的引脚越来越多，引脚间距越来越小，人工点触式测量往往工作量巨大，难度上升，且容易疏漏，测试存在误差等。封装引脚间的电阻值和电容值可以反映集成电路封装的连接性以及封装内部的电气特性，传统的电阻电容测试方法利用谐振电路，将电阻电容值转换为谐振频率，通过ADC采集得到谐振频率从而计算得到电阻值或电容值，但ADC采集会引入大量的噪声和误差，电阻电容的测试精度有限。同时，市面上的集成电路芯片封装测试系统专用性强，一种测试系统仅能测试一种特定的芯片封装，无法适用于不同芯片封装的检测。
发明内容
本发明的目的是针对日趋复杂的集成电路芯片封装中电阻值和电容值的全自动测量而提出的一种集成电路芯片封装测试系统，旨在：
(1)自定义集成电路芯片封装测试中的测试顺序和判断标准值；
(2)通过程控继电器的通断，构成芯片未上电时，各引脚间的电容充放电回路，测量电容充电时间，求得当前引脚间的电阻值或电容值；
(3)将测量得到的电阻值或电容值与标准值对比后，通过外接LCD显示屏显示电阻或电容检测结果，并判断是否符合要求。
实现本发明目的的具体技术方案是：
一种集成电路芯片封装测试系统，该系统包括：单片机模块、FPGA模块、LCD触摸显示模块、电阻检测模块、电容检测模块、继电器模块及待检测芯片封装模块，所述FPGA模块与单片机模块连接；LCD触摸显示模块与单片机模块连接；电阻检测模块与FPGA模块连接；电容检测模块与FPGA模块连接；继电器模块分别与电阻检测模块、电容检测模块连接；待检测芯片封装模块与继电器模块连接；其中：
所述电阻检测模块和电容检测模块具体电路相同，其具体电路包括电容充放电电路和比较器电路，所述电容充放电电路由电阻R1、电阻Rz、继电器K1、电容C1、电阻R2及继电器K2组成，电阻R1的一端连接电源、另一端连接继电器K1，继电器K1的另一端连接电阻Rz，电阻Rz的另一端连接电容C1的充电端，电容C1的另一端连接地，电容C1的充电端连接电阻R2，电阻R2的另一端连接继电器K2，继电器K2的另一端连接地；
所述比较器电路包括比较芯片U1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9及电阻R10，其中比较芯片U1的3脚连接电阻R7和电阻R8的一端，电阻R7的另一端连接比较芯片U1的1脚，电阻R8的另一端连接电阻R9和电阻R10的一端，电阻R9的另一端连接电源，电阻R10的另一端连接地，比较芯片U1的2脚连接所述电容充电电路中电容C1的充电端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接比较芯片U1的5脚，比较芯片U1的6脚连接电阻R5和电阻R6的一端，电阻R5的另一端连接电源，电阻R6的另一端连接地；比较芯片U1的4脚连接地，比较芯片U1的7脚连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接比较芯片U1的5脚，比较芯片U1的8脚连接电源；
电阻R5和电阻R6分压得到比较低电平，电阻R9和电阻R10分压得到比较高电平，本发明通过检测比较芯片U1的1脚和7脚输出电平，得到电容C1电压由低电平充电至高电平的时间，计算得到引脚间的电阻值或电容值，实现了判断并显示芯片各引脚间的电阻值和电容值的全自动检测功能。
本发明的有益效果是：
(1)本发明在选通芯片封装中电阻或电容时，选用继电器而非模拟开关，即仅用纯机械连接方式构成回路，有效防止信号串扰。
(2)本发明通过直接检测电阻电容的充电时间，可实现1Ω的电阻测试精度，10nF的电容测试精度。
(3)本发明原理清晰易懂，模块体系功能明确，集成便捷。对于不同封装不同引脚的芯片，只需更改待检测芯片封装的底座以及配套部分代码，即可实现功能。
(4)本发明采用触摸屏自定义检测顺序和判别标准，可以轻松，快速，准确的完成测量，并通过显示屏进行结果展示，有效降低人工成本与测试误差。
(5)本发明在工作时，待检测芯片不需要供电，若为直插型芯片则不需要焊接，有效降低测试过程中误操作对芯片造成的危害。
(6)本发明可通过按键实现系统复位，方便安全。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明中的电阻检测模块具体电路原理图；
图3为本发明中的电容检测模块具体电路原理图；
图4为本发明实施例中的继电器模块与电阻检测模块、电容检测模块及待检测芯片封装模块具体连接方式示意图。
具体实施方式
实施例
以M4A芯片封装为待检测芯片封装为例，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
参阅图1，本实施例中单片机模块1采用GD32F450IKH6型单片机，FPGA模块2采用GW2ALV55PG484型FPGA，以所述单片机和FPGA为控制核心实现一个集成电路芯片封装测试系统即检测芯片封装内部电阻电容值的全自动系统。本实施例中待检测芯片封装模块7采用M4A芯片封装，所述M4A芯片封装为256脚封装，在系统板上有封装底座，测试时插上即可，对芯片无焊接等损伤。本实施例中继电器模块6共有516个继电器，516个继电器与FPGA的引脚相连，通过FPGA直接控制516个继电器的通断。FPGA模块2与单片机模块1相连，FPGA模块2与电阻检测模块4相连，FPGA模块2与电容检测模块5相连，FPGA模块2接受单片机模块1自定义的检测顺序与检测标准，控制继电器模块6的通断，构成M4A芯片未上电时，M4A芯片封装256个引脚间的电阻电容充放电回路，FPGA模块2计算得到电阻检测模块4和电容检测模块5的检测结果，并将检测得到的电阻值和电容值回传给单片机模块1，最后通过LCD触摸显示模块3显示检测结果，并将检测结果与标准值对比，判断是否符合标准。LCD触摸显示模块3与单片机模块1直接连接，用于用户检测时交互，包括：芯片信息、开始检测、暂停检测、停止检测、检测顺序、测试标准、当前测试进度，以及测试结果显示。本发明各模块均可单独工作、关闭或者拆下，互不干扰。
参阅图2，电阻检测模块4与FPGA模块2和继电器模块6相连，本实施例采用SGM8745比较器芯片U1，通过构建滞回比较电路实现电阻电容充电时间检测，通过充电时间计算得到电阻值。电阻Rz的A端与C端分别与继电器模块6相连，FPGA模块2控制电阻检测模块4的继电器K2闭合，电容C1放电，保证电容C1上无电荷积累。充分放电后，通过FPGA模块2控制继电器K2断开，继电器K1闭合，电容C1通过电源电压和电阻Rz充电，电源电压通过电阻R5和电阻R6分压得到低电平Vlow，电源电压通过电阻R9和电阻R10分压得到高电平Vhigh，SGM8745比较器芯片U1将电容C1两端的充电电压与高电平Vhigh和低电平Vlow比较，输出比较结果。通过FPGA模块2检测SGM8745比较器芯片1脚和7脚的两个输出电平，得到电容C1由低电平Vlow充电至高电平Vhigh的充电时间，当电容C1值已知时，计算可得电阻Rz阻值。计算公式如下：
Figure BDA0002931401960000041
本实施例采用电源电压为1.8V，设置高电平Vhigh为1.291V，低电平Vlow为0.185V，电阻R1取100Ω。测试电阻Rz阻值时，电容C1取值440nF。
参阅图3，电容检测模块5与FPGA模块2和继电器模块6相连，本实施例采用SGM8745比较器芯片U1，通过构建滞回比较电路实现电阻电容充电时间检测，通过充电时间计算得到电容值。电容C1的B端与D端分别与继电器模块6相连，其余电路原理图与电阻检测模块相同。当电阻Rz阻值已知时，计算可得电容C1的电容值。计算公式如下：
Figure BDA0002931401960000042
本实施例采用电源电压为1.8V，设置高电平Vhigh为1.291V，低电平Vlow为0.185V，电阻R1取100Ω。测试电容C1的电容值时，电阻Rz取值1KΩ。
参阅图4，继电器模块6包括512个继电器、2个电阻检测模块选通继电器和2个电容检测模块选通继电器，共516个继电器。本实施例M4A芯片共256个引脚，每个引脚的一端需连接电阻检测模块4的A端和电容检测模块5的B端，另一端需连接地，因此共需512个继电器构成各个引脚的电阻电容充放电回路，继电器S5～S516共同构成所述512个继电器。继电器S1和继电器S3构成所述2个电阻检测模块选通继电器，继电器S1连接电阻检测模块4具体电路的A端，继电器S3连接电阻检测模块4具体电路的C端，实现待检测芯片封装模块7各引脚间的电阻检测。继电器S2和继电器S4构成所述2个电容检测模块选通继电器，继电器S2连接电容检测模块5具体电路的B端，继电器S3连接电容检测模块5具体电路的D端，实现待检测芯片封装模块7各引脚间的电容检测。采用继电器而非模拟开关，旨在采用纯机械方式进行电路的连接断开，有效防止信号串扰。

Claims (1)

1.一种集成电路芯片封装测试系统，其特征在于，该系统包括：单片机模块（1）、FPGA模块（2）、LCD触摸显示模块（3）、电阻检测模块（4）、电容检测模块（5）、继电器模块（6）及待检测芯片封装模块（7），所述FPGA模块（2）与单片机模块（1）连接；LCD触摸显示模块（3）与单片机模块（1）连接；电阻检测模块（4）与FPGA模块（2）连接；电容检测模块（5）与FPGA模块（2）连接；继电器模块（6）分别与电阻检测模块（4）、电容检测模块（5）连接；待检测芯片封装模块（7）与继电器模块（6）连接；其中：
所述电阻检测模块（4）和电容检测模块（5）具体电路相同，其具体电路包括电容充放电电路和比较器电路，所述电容充放电电路由电阻R1、电阻Rz、继电器K1、电容C1、电阻R2及继电器K2组成，电阻R1的一端连接电源、另一端连接继电器K1，继电器K1的另一端连接电阻Rz，电阻Rz的另一端连接电容C1的充电端，电容C1的另一端连接地，电容C1的充电端连接电阻R2，电阻R2的另一端连接继电器K2，继电器K2的另一端连接地；
所述比较器电路包括比较芯片U1、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9及电阻R10，其中比较芯片U1的3脚连接电阻R7和电阻R8的一端，电阻R7的另一端连接比较芯片U1的1脚，电阻R8的另一端连接电阻R9和电阻R10的一端，电阻R9的另一端连接电源，电阻R10的另一端连接地；比较芯片U1的2脚连接所述电容充电电路中电容C1的充电端和电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接比较芯片U1的5脚，比较芯片U1的6脚连接电阻R5和电阻R6的一端，电阻R5的另一端连接电源，电阻R6的另一端连接地；比较芯片U1的4脚连接地，比较芯片U1的7脚连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接比较芯片U1的5脚，比较芯片U1的8脚连接电源；
通过检测比较芯片U1的1脚和7脚输出电平，得到电容C1电压由低电平充电至高电平的时间，计算得到引脚间的电阻值或电容值。
CN202110147940.3A 2021-02-03 2021-02-03 一种集成电路芯片封装测试系统 Pending CN112964979A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110147940.3A CN112964979A (zh) 2021-02-03 2021-02-03 一种集成电路芯片封装测试系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110147940.3A CN112964979A (zh) 2021-02-03 2021-02-03 一种集成电路芯片封装测试系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112964979A true CN112964979A (zh) 2021-06-15

Family

ID=76273718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110147940.3A Pending CN112964979A (zh) 2021-02-03 2021-02-03 一种集成电路芯片封装测试系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112964979A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113777468A (zh) * 2021-08-30 2021-12-10 上海芯凌微电子有限公司 基于充放电来检测芯片引脚电容正确接入的电路及方法
CN113777469A (zh) * 2021-08-30 2021-12-10 上海芯凌微电子有限公司 基于电容范围来检测芯片引脚电容正确接入的电路及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202696574U (zh) * 2012-06-08 2013-01-23 东莞市翔丰电子科技实业有限公司 触摸按键引脚自动识别电路
CN105842539A (zh) * 2016-03-22 2016-08-10 西安电子科技大学 基于fpga-tdc的电阻测量系统及方法
CN206609920U (zh) * 2017-02-13 2017-11-03 常熟理工学院 一种基于单片机的多量程电容测量仪
CN207964952U (zh) * 2018-03-20 2018-10-12 刘俞辰 一种电阻电容测量电路
CN109975689A (zh) * 2019-03-28 2019-07-05 华东师范大学 一种集成电路io特性智能测试仪
CN110687356A (zh) * 2019-07-19 2020-01-14 国网辽宁省电力有限公司大连供电公司 超级电容容量与内阻快速检测装置的检测方法
CN110806539A (zh) * 2019-11-26 2020-02-18 深圳赛意法微电子有限公司 一种继电器与驱动芯片的检测器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202696574U (zh) * 2012-06-08 2013-01-23 东莞市翔丰电子科技实业有限公司 触摸按键引脚自动识别电路
CN105842539A (zh) * 2016-03-22 2016-08-10 西安电子科技大学 基于fpga-tdc的电阻测量系统及方法
CN206609920U (zh) * 2017-02-13 2017-11-03 常熟理工学院 一种基于单片机的多量程电容测量仪
CN207964952U (zh) * 2018-03-20 2018-10-12 刘俞辰 一种电阻电容测量电路
CN109975689A (zh) * 2019-03-28 2019-07-05 华东师范大学 一种集成电路io特性智能测试仪
CN110687356A (zh) * 2019-07-19 2020-01-14 国网辽宁省电力有限公司大连供电公司 超级电容容量与内阻快速检测装置的检测方法
CN110806539A (zh) * 2019-11-26 2020-02-18 深圳赛意法微电子有限公司 一种继电器与驱动芯片的检测器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113777468A (zh) * 2021-08-30 2021-12-10 上海芯凌微电子有限公司 基于充放电来检测芯片引脚电容正确接入的电路及方法
CN113777469A (zh) * 2021-08-30 2021-12-10 上海芯凌微电子有限公司 基于电容范围来检测芯片引脚电容正确接入的电路及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106501618B (zh) 电容容值测量电路
US7282927B1 (en) Use of a configurable electronic controller for capacitance measurements and cable break detection
CN112964979A (zh) 一种集成电路芯片封装测试系统
CN101315398B (zh) 电容值测量装置及方法
CN101435838B (zh) 电容容量测量装置
CN103543406B (zh) 测定系统
CN103513106A (zh) 一种测量方法、测量电路及监控装置
CN105826963B (zh) 一种检测电池电压的方法、充电电路及终端
CN101315395B (zh) 智能型的多功能测量装置及其测量方法
KR101068930B1 (ko) 배터리의 비존재를 측정하는 회로 및 방법
CN104160385B (zh) 具有门控逻辑的输入捕获周边装置
CN204302356U (zh) 一种负电压检测装置的电路结构及负电压检测装置
CN204347146U (zh) 电容测量仪
CN113376441A (zh) 一种薄膜电容器寄生电感参数的测量系统和方法
CN112504413B (zh) 一种用于六分量天平电桥检测的全数字化变换方法及装置
CN102841246A (zh) 一种高精度电压测量电路
CN2365677Y (zh) 利用单片机对电阻值进行测量的装置
CN107064719B (zh) 一种开尔文连接故障检测电路及方法
CN107121647B (zh) 一种磁芯电感的敏感度测量方法及系统
CN206353180U (zh) 基于分频方式的相位差精确测量系统
CN106407486A (zh) 工艺偏差检测电路及方法
CN204347145U (zh) 一种电容容值测量装置的电路结构及测量装置
CN214845495U (zh) 接地电阻在线检测仪
JPH04303780A (ja) 蓄電池残存容量計
CN203337730U (zh) 一种多路有效功率采集仪

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20210615

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication