CN117607734A - 芯片引脚短路的检测方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了芯片引脚短路的检测方法及设备，所述芯片包括N个待测试引脚，该方法包括：将芯片上除被测引脚之外的其他引脚均接地，向芯片中被测引脚施加测量电流，检测所述被测引脚的电压；根据所述电压确定所述被测引脚短路情况。利用引脚电路中二极管的单向导电特性，针对每个引脚向其对应的IO单元提供正向和/或负向电流来构建测试量，根据IO单元对应的测试量情况即可确定IO单元对应的引脚短路情况，减少了检测的次数，降低检测时间，进而可以提高检测芯片引脚短路的效率。

Description

芯片引脚短路的检测方法及设备

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及芯片引脚短路的检测方法。

背景技术

图1展示了现有技术提供的一种芯片100的示意图。

作为举例，如图1所示，芯片100包括核心区域(“CORE area”)以及位于CORE area外围的IO单元(“I/O cell”)。在芯片设计过程中，芯片的核心区域的面积、IO单元的数量以及每个IO单元的尺寸都是固定的。随着集成电路集成度的提升芯片的IO单元也越来越多，如芯片周围排满了成百上千的IO单元。在芯片中IO单元位于CORE area的外围并且布置成一圈的形式，如对于CORE area的每条边仅布置成与该边平行的一排。如图1中所示，对应第一条边布置一排IO单元110，对应第二条边布置一排IO单元120，对应第三条边布置一排IO单元130以及对应第四条边布置一排IO单元140。

图2展示了现有技术提供的芯片的IO单元对应的简化电路结构示意图。

作为举例，如图2所示，IO单元包括两个二级管(DIODE1和DIODE2)、三个MOS管(MP0、MN0、MN1)、RC定时器电路(RC timer)以及电阻(R)。VDD表示电源；VSS表示接地；IO表示IO端口(输入输出端口)。从IO端口输入的电流会通过二级管DIODE1或者DIODE2传输。

发明内容

随着半导体技术的高速发展，半导体集成电路的系统集成度越来越高，功能越来越多，由于功能的增加从而需要在芯片上增加引脚。引脚的增加造成芯片在生产封装等过程中无可避免出现一定比率的信号短路，特别是封装基板的短路是难以避免的。而引脚之间的短路现象会造成产品DPPM(Defect part per million每百万颗芯片中的不良品数)过高，进而造成芯片产品后续的返修率过高从而导致芯片无法量产。

对于引脚较多的芯片，要检测其中任何两个引脚之间是否存在短路是复杂且耗时的。例如，芯片上有1000个引脚，检测包括＝499500种引脚的两两组合的情况。在检测过程中要完成/>种组合的短路检测是极其耗时的。另外，也可以通过购买专用的检测治具来检测，而通过专用的检测治具又引入高昂的成本。

本发明希望能降低引脚较多芯片的引脚短路检测的成本与复杂度基础上，能够快速有效识别众芯片中多引脚中可能存在的任何短路现象。

根据本发明的第一方面，提供了根据本发明第一方面的第一芯片引脚短路的检测方法，所述芯片包括N个待测试引脚，包括：将芯片上除被测引脚之外的其他引脚均接地；向芯片中所述被测引脚施加测量电流，检测所述被测引脚的电压；根据所述电压确定所述被测引脚短路情况。

根据本发明的第一方面的第一芯片引脚短路的检测方法，提供了根据本发明第一方面的第二芯片引脚短路的检测方法，所述测量电流包括正向电流和/或负向电流。

根据本发明的第一方面的第二芯片引脚短路的检测方法，提供了根据本发明第一方面的第三芯片引脚短路的检测方法，在所述测量电流为正向电流情况下，检测所述被测引脚是否存在正向电压；若所述被测引脚存在正向电压，则所述被测引脚未短路。

根据本发明的第一方面的第二或第三芯片引脚短路的检测方法，提供了根据本发明第一方面的第四芯片引脚短路的检测方法，其中，在所述测量电流为负向电流情况下，检测所述被测引脚是否存在负向电压；若所述被测引脚存在负向电压，则所述被测引脚未短路。

根据本发明的第一方面的第一至第四任一项芯片引脚短路的检测方法，提供了根据本发明第一方面的第五芯片引脚短路的检测方法，逐个向芯片中各个引脚依次施加测量电流，检测得到各个引脚的电压；根据各个引脚对应的电压确定出各个引脚短路情况；其中，每次检测一个引脚，每次检测的引脚作为该次的被测引脚，每次检测向其对应的被测引脚一个施加测量电流；对每个引脚进行检测时，除被测引脚之外，芯片上其他引脚均接地。

根据本发明的第一方面的第五芯片引脚短路的检测方法，提供了根据本发明第一方面的第六芯片引脚短路的检测方法，向芯片中第一引脚施加第一测量电流，检测得到所述第一引脚对应的第一电压；根据第一电压确定出第一引脚的短路情况；又向芯片中第二引脚施加第二测量电流，检测得到所述第二引脚对应的第二电压；根据第二电压确定出第二引脚的短路情况；其中，第二引脚与第一引脚为芯片中不同引脚。

根据本发明的第二方面，提供了根据本发明第一方面的设备，该设备包括：测试向量生成电路和检测电路；测试向量生成电路，用于将芯片上除被测引脚之外的其他引脚均接地，以及向芯片中被测引脚施加测量电流；检测电路，用于检测所述被测引脚的电压；以及根据所述电压确定所述被测引脚短路情况。

本发明利用引脚电路中二极管的单向导电特性，针对每个引脚向其对应的IO单元提供正向和/或负向电流来构建测试量，根据IO单元对应的测试量情况即可确定IO单元对应的引脚短路情况，减少了检测的次数，降低检测时间，进而可以提高检测芯片引脚短路的效率。

附图说明

图1展示了现有技术提供的一种芯片100的示意图；

图2展示了现有技术提供的芯片引脚未短路时，IO单元对应的简化电路结构示意图；

图3展示了本发明实例提供的芯片引脚未短路时，提供正向电流时，IO单元内部电流的走向示意图；

图4展示了本发明实例提供的芯片引脚短路时，提供正向电流时，IO单元内部电流的走向示意图；

图5A展示了本发明实例提供的对芯片引脚进行短路检测的示意图；

图5B展示了本发明实例提供的对芯片引脚进行短路检测的示意图；

图5C展示了本发明实施例提供的检测芯片中引脚短路情况的示意图；

图6展示了本发明实例提供的芯片引脚未短路时，提供负向电流时，IO单元内部电流的走向示意图；

图7A展示了本发明实例提供的又一对芯片引脚进行短路检测的示意图；

图7B展示了本发明实例提供的又一对芯片引脚进行短路检测的示意图；

图8A展示了本发明实施例提供的芯片的部分引脚示意图；

图8B展示了对图8A中B7引脚检测的结果示意图；

图8C展示了对图8A中C7引脚检测的结果示意图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

图3展示了本发明实例提供的芯片引脚未短路时，提供正向电流时，IO单元内部电流的走向示意图。

作为举例，如图3所示，由于二级管具有正向导电特性，当向IO单元的引脚提供正向电流时，二级管DIODE2导通，二级管DIODE1未导通，电流通过二级管DIODE2形成回路最终流到地(如图3中标注的电流走向)。在此情况下，IO单元内部二级管DIODE2两端就存在一个可检测出的电压差。

图4展示了本发明实例提供的芯片引脚短路时，提供正向电流时，IO单元内部电流的走向示意图。

作为举例，如图4所示，当芯片引脚同某个其他引脚短路时，将该其他引脚接地，会引起该芯片引脚也接地。从而向该芯片引脚对应的IO单元提供正向电流时，正向电流会直接流到大地，不会流经二级管DIODE2。此情况下，二级管DIODE2两端不会存在电压差，以及该芯片引脚与地等电压。

由于芯片引脚短路和某个其他引脚存在短路与不短路两种情况下，在向该芯片引脚施加正电流后，该芯片引脚对应的IO单元中二级管DIODE2两端电压差不同，继而使得该芯片引脚的电压不同，从而可以向芯片提供一个正向电流，通过检测引脚的电压来确定该引脚是否和某个其他引脚短路。

根据本申请实施例，对于芯片中所有待测试的引脚(其数量为N)，选择其中之一(记为引脚A)向其施加正电流，以及将除了引脚A之外的其他所有待测试引脚都接地。测量引脚A的电压，若引脚A的电压与接地电压的差大于阈值，表明引脚A同其他所有待测试引脚的任何一个都不存在短路。若引脚A的电压等于接地电压或者引脚A的电压与接地电压的差小于阈值，表明引脚A同其他所有待测试引脚的一个或多个存在短路。从而，通过仅一次测试(即向引脚A施加正电流，并测量引脚A的电压)完成了对引脚A与其他N-1个引脚之间是否存在短路的测试。在引脚A同其他所有待测试引脚的任何一个存在短路时，该芯片测试不通过。

若引脚A同其他所有待测试引脚的任何一个都不存在短路，接下来选择该待测试芯片的下一个引脚(记为引脚B)，并重复上述测试过程来完成对引脚B的测试，包括将除了引脚B之外的其他所有待测试引脚都接地，向引脚B施加正电流并检测引脚B的电压。

从而对于包括N个待测试引脚的芯片，最多执行N-1次根据本申请实施例的测试过程，即可确定这N个待测试引脚之间是否存在任意2个引脚存在短路。若这N个引脚中，任意两个引脚之间都不存在短路，该芯片的引脚短路测试通过。若这N个引脚中，有任意2个引脚存在短路，该芯片的引脚短路测试不通过。从而，将需要次测试才能完成的对N个引脚中是否有任意2个引脚存在短路的测试过程，简化为仅通过N-1次测试即可完成，极大的降低了测试成本和时间。

在一次测试中，向被测引脚提供正向电流，将其他待测试引脚接地，将这样的测试激励的组合称为一个检测向量(Vector)。

图5A展示了本发明实例提供的对芯片引脚进行短路检测的示意图。

作为举例，如图5所示，芯片上包括N个待测试引脚。在对芯片中引脚短路情况进行检测时，需要分别依次对每个引脚与其他待测试引脚的短路情况进行检测。例如，一次检测一个引脚。在对各引脚进行检测过程中，向被测引脚提供正电流时，芯片上其它所有待测试引脚全部接地。当被测引脚如果没有和任何其它待测试引脚短路，此时在被测引脚对应的IO单元中就会形成如图3所示的电流回路，被测引脚上就能量到一个正电压，这样就能判定被测引脚与其他待测试引脚都没有短路。

图5B展示了本发明实例提供的对芯片引脚进行短路检测的示意图。

作为举例，如图5B，向被测引脚提供一个正电流时，芯片上其它所有剩余的引脚全部接地。当被测引脚与其他待测试引脚的至少一个短路时，由于其它引脚全部接地的，所以施加给被测引脚的正电流会直接流到地上，此时在被测引脚中就会形成如图4所示的电流回路，被测引脚上此时就无法量到正电压，这样就能判定被测引脚与其他待测试引脚的至少一个短路。

图5C展示了本发明实施例提供的检测芯片中引脚短路情况的示意图。

作为举例，芯片上包括多个引脚，为了检测出每个引脚的短路情况，需要对每个引脚施加正向电流和/或负向电流来检测电压情况。如图5C所示，展示了芯片中的待测引脚(编号127～150)检测过程，其中,“M”表示对被测引脚施加一个正向电流，“O”表示对应引脚接地。如，在检测编号为127的引脚时，编号127的引脚被施加一个正向电流，其他引脚接地。在检测编号为128的引脚时，编号128的引脚被施加一个正向电流，其他引脚接地。依此类推。图5C中，横向表示时间流逝方向。在同一时刻，向编号为127-150的引脚中的仅一个施加正电流，而其他引脚全部接地，将这样的激励信号组合称为一个测试向量。从而对于编号为127-150的待测试引脚，通过23个测试向量以及对应的23次测试即可完成对其中任意两个引脚是否存在短路的测试。

图6展示了本发明实例提供的芯片引脚未短路时，提供负向电流时，IO单元内部电流的走向示意图。

作为举例，如图6所示，当向IO单元提供负向电流时，电流从地端经过二级管DIODE1流到IO端(如图6所示虚线)。二级管DIODE1导通，二级管DIODE1两端就存在一个电压差，使得在IO端可测量到不等于地的电压。

又作为举例，若IO单元对应的芯片引脚与其他引脚短路，在其他引脚接地时，向该IO单元提供负向电流，此时，负向电流直接流到地端，二级管DIODE1两端就不存在一个电压差。此时，被测引脚上就无法测量到负电压。

芯片中包括多个待测试引脚，在检测芯片引脚短路情况时，作为举例，与向被测引脚提供一个正向电流类似，当给被测引脚提供一个负向电流，其它所有剩余引脚全部接地，当被测引脚如果没有和其它引脚短路，此时被测引脚对应的电路电流就形成回路。测试引脚未短路测试电路结构如图7A所示。此时被测引脚上就能检测到一个负电压，这样就能判定被测信号引脚没有短路。当被测引脚和其它的引脚存在短路的情况，由于其它引脚全部接地的，所以向被测引脚提供的负电流直接流到地上，被测引脚上此时就无法测量到负电压，这样就能判定被测引脚短路，测试引脚短路测试电路结构如下图7B所示。

可选地，依次向芯片各个引脚对应的IO单元仅提供正向电流，以把存在引脚短路的芯片筛选出来，或者依次向芯片各个引脚对应的IO单元仅提供负向电流，以把存在引脚短路的芯片筛选出来；又或者通过向芯片各个引脚对应的IO单元提供正向电流得到测量结果，以及向各个引脚对应的IO单元提供负向电流的测量结果，将提供正向电流得到的测量结果与提供负向电流得到的测量结果进行结合来把存在引脚短路的芯片筛选出来，进而提供测量的可靠性。

如图8A所示，芯片包括多个引脚，如引脚B7和引脚C7。为了检测引脚B7和C7的短路情况。针对B7引脚检测，将芯片上除B7引脚之外，其他引脚接地，对B7引脚施加一个正向电流，并检测B7引脚的电压情况。针对C7引脚检测，将芯片上除C7引脚之外，其他引脚接地，对C7引脚施加一个正向电流，并检测C7引脚的电压情况。如图8B所示，NFI_C7_CE_N_0对应于引脚B7，从图8B中可以看出向引脚B7施加一正向电流时，对于引脚B7没有检测到一正的电压波形，故引脚B7处于短路状态。从而识别出引脚B7同其他某个引脚短路。如图8C所示，NFI_C7_DQ_0(对应于引脚C7，从图8C中可以看出向引脚C7施加一正向电流时，对于引脚C7没有检测到一正的电压波形，故引脚C7处于短路状态。从而识别出引脚C7同其他某个引脚短路。

本发明实施例所提供的方案，利用引脚电路中二极管的单向导电特性，针对每个引脚向其对应的IO单元提供正向和/或负向电流来构建测试量，根据IO单元对应的测试量情况即可确定IO单元对应的引脚短路情况，减少了检测的次数，降低检测时间，快速抓出存在引脚短路的芯片，进而可以提高检测芯片引脚短路的效率。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种芯片引脚短路的检测方法，所述芯片包括N个待测试引脚，其特征在于，所述方法包括：

将芯片上除被测引脚之外的其他引脚均接地；

向芯片中所述被测引脚施加测量电流，检测所述被测引脚的电压；

根据所述电压确定所述被测引脚短路情况。

2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，其中，所述测量电流包括正向电流和/或负向电流。

3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，

在所述测量电流为正向电流情况下，检测所述被测引脚是否存在正向电压；

若所述被测引脚存在正向电压，则所述被测引脚未短路。

4.根据权利要求2或3所述的检测方法，其特征在于，其中，

在所述测量电流为负向电流情况下，检测所述被测引脚是否存在负向电压；

若所述被测引脚存在负向电压，则所述被测引脚未短路。

5.根据权利要求1-4任一项所述的检测方法，其特征在于，其中，

逐个向芯片中各个引脚依次施加测量电流，检测得到各个引脚的电压；

根据各个引脚对应的电压确定出各个引脚短路情况；其中，

每次检测一个引脚，每次检测的引脚作为该次的被测引脚，每次向其对应的被测引脚一个施加测量电流；对每个引脚进行检测时，除被测引脚之外，芯片上其他引脚均接地。

6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，其中，

将芯片上除第一引脚之外的其他引脚均接地；向芯片中第一引脚施加第一测量电流，检测得到所述第一引脚对应的第一电压；根据第一电压确定出第一引脚的短路情况；

当所述第一引脚检测完成，将芯片上除第二引脚之外的其他引脚均接地；向芯片中第二引脚施加第二测量电流，检测得到所述第二引脚对应的第二电压；根据第二电压确定出第二引脚的短路情况；其中，第二引脚与第一引脚为芯片上不同引脚。

7.一种设备，其特征在于，包括：测试向量生成电路和检测电路；

测试向量生成电路，用于在检测一被测引脚时，将芯片上除被测引脚之外的其他引脚均接地，以及向芯片中被测引脚施加测量电流；

检测电路，用于检测所述被测引脚的电压；以及根据所述电压确定所述被测引脚短路情况。