[发明专利]一种高密度封装键合丝瞬时触碰加电检测方法

说明书

本发明涉及一种高密度封装的键合丝触碰的加电测试方法，包括以下步骤：步骤一：键合丝触碰信号引出电路设计；步骤二：键合丝触碰信号检测电路设计；步骤三：检测电路有效性验证；步骤四：机械冲击试验平台搭建；步骤五：步进式机械冲击试验方法研究；步骤六：机械冲击条件下电加载方法研究；步骤七：键合丝瞬时触碰失效判据。该方法考虑了半导体集成电路键合丝密度高，在使用环境中发生的机械冲击条件下可能发生瞬时触碰但检测困难的问题，利用电信号检测灵敏度高的特点，将相邻键合丝瞬时触碰的物理现象通过单片机转化为电压信号进行输出，分析输出信号的特征设计相应的信号检测电路对相邻键合丝瞬时触碰失效进行检测与分析，并用高精度示波器对检测方法进行了有效性验证。此方法属于高密度封装器件可靠性测试技术领域。

(一)技术领域：

本发明涉及一种高密度封装的键合丝触碰的加电测试方法，考虑到高密度封装的键合丝在机械冲击条件下可能发生触碰但检测困难的问题，利用电信号检测灵敏度高的特点，将相邻键合丝瞬时触碰的物理现象通过单片机转化为电压信号进行输出，分析输出信号的特征设计相应的信号检测电路对相邻键合丝瞬时触碰失效进行检测与分析。此方法属于高密度封装器件可靠性测试技术领域。

(二)背景技术：

随着电子设备小型化的需求，半导体器件引线键合的密度越来越高。对于高密度封装集成电路，通常采用超细间距引线键合工艺，芯片焊盘间距不断减小，相邻键合丝间距最小可达0.1mm以内。同时，键合丝直径随着封装密度的提高而不断减小，通常在18-25μm之间。对于叠层封装等高密度封装形式，键合丝跨距可以大于3mm。长跨距、细直径的键合丝稳定性差，受到机械应力后的形变幅值较大。对于高密度封装集成电路，相邻键合丝间距很小，受到机械应力后相邻键合丝会发生瞬时触碰失效，导致高密度封装集成电路逻辑功能异常，瞬时通过的大电流甚至会导致相邻键合丝烧接在一起造成器件的短路烧毁。

然而，目前针对集成电路开展的试验主要来源于GJB 548和MIL-STD-883。针对键合点强度和键合丝质量的试验主要包括随机振动试验和机械冲击试验等。其中，在机械冲击试验条件下，键合丝会发生瞬时弹动，但GJB 548中规定的机械冲击试验属于不加电检测，对机械冲击试验过程中相邻键合丝的瞬时触碰无法检测。因此，本方法设计了一种键合丝瞬时触碰电信号检测电路，实现了对高密度封装键合丝在机械冲击条件下触碰的在线检测。

(三)发明内容：

1、目的：本发明的目的是：提供一种高密度封装键合丝瞬时触碰加电检测方法，该方法考虑了半导体集成电路键合丝密度高，在使用环境中发生的机械冲击条件下可能发生瞬时触碰的风险。与传统的示波器实现在线检测方法相比，该检测方法将信号检测电路进行集成，具有成本低、对检测空间要求低、检测方便等优点。

2、技术方案：本发明一种高密度封装键合丝瞬时触碰加电检测方法，它包括如下步骤：

步骤一：键合丝触碰信号引出电路设计

信号引出电路是将相邻键合丝的机械触碰转换为电压信号输出，为后续的电压信号检测电路提供输入。选取容易发生相邻键合丝瞬时触碰失效的敏感键合丝作为测试端口，并与信号引出电路相连，待测偶数端键合丝作为高电平测试点，待测奇数端键合丝与地端相连。当发生相邻键合丝瞬时触碰时，信号引出电路导通，此时高电平测试点的电压开始转变，通过检测下降沿判断是否发生键合丝的触碰。

步骤二：键合丝触碰信号检测电路设计

考虑到信号引出电路输出电压信号的特征，本文采取单片机外部中断检测原理实现相邻键合丝瞬时触碰失效的检测。首先利用高精度示波器捕捉在实际情况下相邻键合丝瞬时触碰电压信号，分析其脉冲宽度的量级，选取一定工作频率的单片机设计键合丝瞬时触碰信号检测电路。

步骤三：检测电路有效性验证