[发明专利]一种超大规模集成电路结到壳热阻测试的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型的超大规模集成电路结到壳热阻测试的方法，属于集成电路封装测试领域。

背景技术

一直以来集成电路的热阻测试都是依靠制作专门的热测试芯片来完成的。在此芯片上包含加热单元和温度敏感测量单元，如图1所示为热阻芯片测试原理示意图，首先在加热单元上施加一定的功率，使整个芯片发热，然后对温度敏感单元电压与温度的关系进行测量，利用公式即可计算出热阻。

根据发热结构的不同，目前集成电路封装结到壳的热阻测试方法主要有两种，一种是基于热阻测试芯片的测试方法；另一种是在集成电路内部具有温敏二极管的情况下，直接使用集成电路产品进行热阻测试的方法。热阻芯片也是一种集成电路的热学简化模型，但是要使这个模型尽可能准确也需要大量的工作，并且需要制作专门的芯片。对于不设计和生产芯片的封测厂来说，热阻芯片是最好的比较不同封装热特性的方法。但这个过程周期长而且成本比较高，且随着芯片规模的增大，热阻芯片表面温度分布不均匀，而且加热面积也很有限，对于超大规模和特大规模集成电路来说热阻芯片的设计难度会比较大。另一个原因就是使用热阻测试芯片进行热阻测试时，需要单独进行设计、流片和封装，这严重影响了测试的效率，并且不能对集成电路热阻特性进行百分之百的筛选。

发明内容

本发明的的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种超大规模集成电路结到壳热阻测试的方法，该方法对待测的集成电路根据芯片的工艺结构选择热阻测试中的加热单元和温度敏感单元，使集成电路封装结到壳的热阻测试不再需要专用的热阻测试芯片，有效的简化了热阻测试的步骤，提高了测试的效率。

本发明的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：

一种超大规模集成电路结到壳热阻测试的方法，包括如下步骤：

步骤（一）、将T3Ster热阻测试仪开机，设定T3Ster热阻测试仪的测量模式为二极管模式，两端的定义是A为正和C为地，所述被测的集成电路包括两组或两组以上的电源和地回路，将所述被测集成电路的外围电源与地之间的隔离二极管作为温度敏感单元，然后将所述被测集成电路外围的所有电源管脚连接到T3Ster热阻测试仪的C端，外围的所有地管脚连接到T3Ster热阻测试仪的A端；

步骤（二）、测试所述被测集成电路的外围电源与地之间的隔离二极管两端的伏安特性，并确定测试电流；

步骤（三）、在T3Ster热阻测试仪的计算机上启动T3Ster热阻测试软件，将T3Ster热阻测试仪的温控油槽打开，通过T3Ster热阻测试软件将所述温控油槽启动，并设置温度范围，将被测集成电路放入温控油槽中，在所述设置的温度范围内测量温度敏感单元的K系数；

步骤（四）、将被测集成电路的芯片粘接面所在的外壳平面和T3Ster热阻测试仪的恒温平台紧密接触，在T3Ster热阻测试仪上利用通气的压力装置顶紧被测集成电路；

步骤（五）、将所述被测集成电路的内核电源与地之间的隔离二极管作为加热单元，然后将被测集成电路的内核回路中所有电源管脚连接到T3Ster热阻测试仪的加热恒流源的负端，所有地管脚接到加热恒流源的正端，对所述隔离二极管两端的伏安特性进行测试，确定正向压降；

步骤（六）、选择被测集成电路实际工作时的最大功率作为加热功率，与步骤（五）中测得的正向压降相除即得到需要施加的加热电流，将加热电流施加在所述加热单元上，当加热单元两端的压降不再发生改变即达到热平衡状态；

步骤（七）、待达到热平衡状态以后，停止施加在被测集成电路上的加热电流，并对所述温度敏感单元的正向导通压降进行记录，直致达到新的热平衡状态停止记录；T3Ster热阻测试仪自动记录被测集成电路的冷却曲线，所述冷却曲线的纵坐标是电压的变化值，横坐标是时间的对数坐标；

步骤（八）、将被测集成电路的芯片粘接面所在的外壳平面涂上导热硅脂，将所述外壳平面与T3Ster热阻测试仪的恒温台紧密接触，重复步骤（五）—（七），再次得到被测集成电路的冷却曲线；

步骤（九）、由所述两次得到的冷却曲线进行计算，将两条冷却曲线导入上T3Ster热阻测试仪的分析软件中的结构函数计算模块，计算得到被测集成电路结到壳热阻。

在上述超大规模集成电路结到壳热阻测试的方法中，步骤（二）中确定的测试电流为隔离二极管两端的伏安特性的拐点电流。

在上述超大规模集成电路结到壳热阻测试的方法中，步骤（三）中设置的温度范围为30℃-85℃。