FI104998B - Method for testing the reliability of integrated circuits - Google Patents
Method for testing the reliability of integrated circuits Download PDFInfo
- Publication number
- FI104998B FI104998B FI970378A FI970378A FI104998B FI 104998 B FI104998 B FI 104998B FI 970378 A FI970378 A FI 970378A FI 970378 A FI970378 A FI 970378A FI 104998 B FI104998 B FI 104998B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- circuit
- circuits
- voltage
- tested
- test
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
Description
104998104998
Menetelmä integroitujen piirien luotettavuuden testaamiseksi Tämän keksinnön kohteena on menetelmä integroitujen piirien luo-tettavuuden testaamiseksi. Tarkemmin ottaen keksintö liittyy sellaisiin testausme-5 netelmiin, joissa kussakin testattavassa piirissä liitokset kytketään yhteen halutulla tavalla testaustarkoituksiin sopivan vastuksen aikaansaamiseksi piirissä, ja testattavat piirit kytketään virtalähteeseen mittausvirran syöttämiseksi testattavien piirien läpi, jolloin mittaus suoritetaan jännitemittauksena kunkin piirin yli.The present invention relates to a method for testing the reliability of integrated circuits. More particularly, the invention relates to test methods in which the connections in each test circuit are coupled as desired for testing purposes to provide a suitable resistance within the circuit, and the test circuits are coupled to a power supply to supply a measuring current through the test circuits.
Uudet, vähän tilaa vievät komponenttien valmistusteknologiat joissa lO johdinliitokset tehdään suoraaan piisubstraatille, kuten flip chip, COB (Chip on Board), CSP (Chip Scale Packaging) ja TAP (Tape Automated Bonding), ovat mielenkiintoisia erityisesti pienissä ja kannettavissa, mutta yhä monimutkaisemmissa elektroniikkatuotteissa. Luotettavuuden kannalta näiden piirityyppien liitokset ovat avainasemassa, joten ennen siirtymistä niihin valmistajan on siis varmis-15 tettava valitsemansa komponenttiteknologian liitosten luotettavuuden.New low-volume component fabrication technologies where 10-conductor connections are made directly to silicon substrates, such as flip chip, COB (Chip on Board), CSP (Chip Scale Packaging) and TAP (Tape Automated Bonding), are interesting especially for small and portable but increasingly sophisticated electronic products. . The reliability of these types of circuits is key to reliability, so the manufacturer must ensure the reliability of the component technology connections of his choice before moving on to them.
Yksi tavanomaisimmista testaustavoista on altistaa piirejä lämpötilan sykliseen vaihteluun. Tämä tehdään kytkemällä piirien liitokset yhteen ns. daisy-chain-konfiguraatiossa, sijoittamalla tilastollisisesti merkittävien tulosten edellyttämä määrä testattavia piirejä testikaappiin ja syöttämällä niihin virta, joka 20 aiheuttaa jännitehäviön liitosten yli. Tätä jännitehäviötä monitoroidaan joko suoraan piirin liitosten yli tai sen ja sen kanssa sarjassa olevan tarkan sarjavastuksen yli mittaamalla, jolloin muutos liitoksissa aiheuttaa virran muutoksen ja näkyy siten jännitemuutoksena mittarissa.One of the most common testing methods is to expose the circuits to cyclic temperature variations. This is done by connecting the circuits of the circuits together in a so-called. daisy-chain configuration by placing the number of test circuits required for statistically significant results in a test cabinet and supplying them with a current that causes a voltage drop across the connections. This voltage drop is monitored either directly over the circuit junctions or by measuring it with the exact series resistor in series with it, whereby the change in the junctions causes a change in current and thus appears as a voltage change in the meter.
Ongelmana on se, että jokaiselle piirille on tuotava oma virransyöttö, 25 jolloin kaapeloinnin määrä virransyötön osalta on 2n, jossa n=testattavien komponenttien lukumäärä. Mikäli halutaan käyttää ns. nelipistemenetelmää, jokaiseen -* komponenttiin tulee lisäksi tiedonkeruukaapelit, jolloin kaapeloinnin määrä koko naisuudessaan on 4n. Rinnakkaisella virransyötöllä kaapeloinnin määrä siis kasvaa ja jos komponentteja on paljon, voi käydä niinkin, että paksu kaapelinippu ei 30 mahdu testikaappiin sisään.The problem is that each circuit must have its own power supply, whereby the amount of cabling for the power supply is 2n, where n = the number of components to be tested. If you want to use the so-called. 4-point method, each - * component is additionally equipped with data acquisition cables, resulting in a total cabling of 4n. Thus, parallel power supply increases the amount of cabling and, if there are many components, it may happen that the thick cable bundle does not fit into the test cabinet.
Toinen ongelma on se, että rinnakkaisella syötöllä ei koskaan saada ehdottomasti samansuuruista virtaa kaikille komponenteille, koska liitoksista, 2 104998 kaapelinpituuksista, mahdollisesti käytettävästä sarjavastuksesta jne. johtuen syntyy aina kontrolloimattomia jännitehäviöitä, jotka muuttavat virran suuruut-ta.Virransyötön erilaisuudesta johtuen mitatut jännitehäviöt eivät siis ole täysin r vertailukelpoisia keskenään.Another problem is that parallel supply will never provide absolutely equal current for all components, because of the connections, 2,104,998 cable lengths, the possible series resistor, etc., there will always be uncontrolled voltage losses, which will change the magnitude of the current. fully r comparable to each other.
5 Piirit voidaan luonnollisesti myös kytkeä sarjaan, jolloin kaapeloin nin tarve vähenee. Ongelmana on tässä se, että jos yksi sarjaan kytketyistä piireistä hajoaa, kaikki piirit jäävät virrattomiksi ja testaus jää niiden osalta kesken. Siten tunnetuissa menetelmissä piirit kytketään rinnakkain ja kukin ketjutettu piiri varustetaan omalla virransyötöllä.5 Of course, the circuits can also be connected in series, reducing the need for cabling. The problem here is that if one of the circuits connected in series breaks down, all circuits will be power-free and will not be tested for them. Thus, in known methods, the circuits are connected in parallel, and each of the chained circuits is provided with its own power supply.
10 Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada testausmenetelmä, jolla edellä mainitut haitat ovat vältettävissä, ja joka perustuu siihen, että testattavat piirit kytketään sarjaan virtalähteeseen mittausvirran syöttämiseksi kaikkien testattavien piirien läpi yhtä aikaa, jolloin mittaus suoritetaan jännitemittauksena kunkin piirin yli. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että 15 jokaisen piirin yli kytketään mittausvirtaan nähden myötäsuuntainen diodi, että mittausvirta syötetään vakiovirtalähteestä siten, että piirien yli oleva jännite on alhaisempi kuin diodin kynnysjännite, jolloin hajonneen piirin aiheuttama virta-katkos aiheuttaa diodin johtavaan tilaan siirtyminen, jonka jälkeen vakiovirtalähde korjaa mittausvirran suuruus entiselleen.It is an object of the present invention to provide a test method which avoids the above disadvantages and is based on connecting the test circuits in series to a power supply to supply a measuring current through all the circuits under test, wherein the measurement is performed as voltage measurement over each circuit. The method according to the invention is characterized in that a diode downstream of the measuring current is connected across each circuit, so that the measuring current is supplied from a constant current source so that the voltage across the circuits is lower than the threshold voltage of the diode. the constant current source corrects the magnitude of the measurement current.
20 Keksinnön edullisille sovellutusmuodoille on tunnusomaista se, mitä jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa on esitetty.Preferred embodiments of the invention are characterized in what is set forth in the claims below.
;·, Keksinnön mukaisesti virta syötetään rinnakkaissyötön asemasta sarjassa kaikille komponenteille käyttäen vakiovirtageneraattoria ja ohitusdiodia jokaisen komponentin kohdalla. Mikäli jokin komponentti hajoaa testin aikana sen 25 virtapiiri katkeaa, mutta virta alkaakin kulkea ohitusdiodin kautta vakiovirtagene-raattorin huolehtiessa virran pysymisestä samana katkoksesta huolimatta.In accordance with the invention, the current is supplied to all components in series instead of the parallel supply using a constant current generator and a bypass diode for each component. If any component breaks down during the test, its circuit 25 will be interrupted, but current will begin to flow through the bypass diode with the constant current generator taking care to maintain the current despite the interruption.
Keksinnöllä tarvittavan kaapeloinnin määrää voidaan vähentää merkittävästi, pelkän virransyötön osalta arvosta 2n arvoon 2, ja nelipistemittaus-kytkennässä arvosta 4n arvoon 2n+2, joka esim. 10 komponentin mittauksessa 30 vähentää kaapeleiden lukumäärää 40:stä 22:een. Lisäksi, koska kaikkien komponenttien kautta kiertää yksi ja sama virta, saadaan mittaustietona täsmälleen vertai-lukelpooinen jännite eri komponenttien yli.The amount of cabling required by the invention can be significantly reduced, from 2n to 2 for power supply alone, and from 4n to 2n + 2 in four-point metering, which, for example in 10 component measurements 30, reduces the number of cables from 40 to 22. In addition, since the same current circulates through all the components, a precisely comparable voltage across the various components is obtained as the measurement data.
3 1049983, 104998
Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin esimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää tapaa kytkeä piirin liitokset yhteen ns. daisy-chain menetelmällä; 5 kuvio 2 esittää keksinnön mukaista menetelmää vastaavaa mittaus- kytkentää; kuvio 3 esittää esimerkin keksinnön mukaisella mittausmenetelmällä saatavista tuloksista.The invention will now be described in more detail by way of example with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 illustrates a way of connecting so-called circuit connections. daisy-chain method; Figure 2 shows a measuring circuit corresponding to the method according to the invention; Figure 3 shows an example of the results obtained by the measuring method according to the invention.
Kuten kuviossa 1 on esitetty, kytketään daisy-chain menetelmällä 10 piirin kaikki liitosnystyt 1 yhteeen siten, että ne on liitetty toisiinsa vuoroin substraatin puolella 2a, vuoroin piirin puolella 2b. Näin saadaan aikaan suhteellisen korkea vastusarvo piirin virransyöttöpisteiden välillä. Kuvion 1 mukaisessa ns. nelipistekytkennällä mittausvirta I syötetään piiriin virtalähteellä 3 eri johtoja pitkin ja eri kohtiin la kuin mistä piirin yli oleva jännite (mV) mitataan jännite-15 mittarilla 4. Näin virransyöttöjohtojen ja -liitäntöjen jännitehäviöillä ei ole vaikutusta daisy-chain -ketjun mitattavaan vastukseen. Kytkennällä voidaan esim. syk-laustestissä mitata kussakin piirissä tapahtuvat suhteelliset resistanssiarvojen muutokset. Tunnetuissa virran rinnakkaissyöttöön perustuvissa ratkaisuissa kutakin piiriä varten tarvitaan neljä johtoa.As shown in Fig. 1, the daisy-chain method 10 connects all the connection bumps 1 of the circuit to the joint so that they are connected to each other alternately on the substrate side 2a, alternately on the circuit side 2b. This results in a relatively high resistance value between the power supply points of the circuit. 1. by four-point switching, the measuring current I is supplied to the circuit by a power supply 3 along different wires and at positions la over which the voltage across the circuit (mV) is measured by voltage-15 meter 4. Thus, the voltage losses of the power supply lines and The coupling can be used, for example, to measure the relative changes in resistance values in each circuit in a cycling test. In the known parallel current supply solutions, four wires are required for each circuit.
20 Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaista menetelmää vastaava mittauskytkentä. Testattavat piirit IC1...IC5, jotka tässä on esitetty vastuksina, j. koska niiden vastus on mittauksen kannalta oleellisin tieto, on kytketty sarjaan.Figure 2 shows a measuring circuit corresponding to the method according to the invention. Circuits IC1 to IC5 to be tested, shown here as resistors, j. since their resistance is the most important information for the measurement, it is connected in series.
Käytännössä piirejä voi olla Saijaan kytkettynä jopa satoja. Jokaisen piirin yli on lisäksi kytketty bypass-diodi D1...D5. Jännite mitataan kustakin piiristä erikseen, 25 joko kuvion 1 mukaisesti nelipistemittauksella tai suoraan piirin ja diodin napojen yli. Diodit D1...D5 (esim. 1N5626) on kytketty mittausvirtaan nähden myötäsuun-täiseksi. Vakiovirtalähteestä 3 tuleva mittausvirta I on sen suuruinen (esim. 18 mA), että piirien IC1...IC5 yli oleva jännite on alhaisempi, esim. luokkaa 0,2 V, kuin diodin kynnysjännite, joka lN5626:n kohdalla on 0,63V/10mA.In practice, there may be up to hundreds of circuits connected to Saija. In addition, a bypass diode D1 ... D5 is connected across each circuit. Voltage is measured separately for each circuit, either by four-point measurement as shown in Figure 1, or directly across the terminals of the circuit and the diode. Diodes D1 ... D5 (e.g., 1N5626) are connected in a direction downstream of the measuring current. The measuring current I from the constant current source 3 is (such as 18 mA) such that the voltage across the circuits IC1 ... IC5 is lower, e.g., about 0.2 V, than the threshold voltage of the diode at 0.63V at IN5626. 10mA.
30 Kun joku piiri hajoaa, sen aiheuttama virtakatkos piirissä nostaa jännitteen piirin ja bypass-diodin yli niin suureksi, että se aiheuttaa diodin johta-·. vaan tilaan siirtymisen, eli virtakatkos eliminoituu. Tämän jälkeen vakiovirtalähde 4 104998 korjaa mittausvirran I suuruus entiselleen, mahdollistaen testauksen jatkumisen keskeytyksettä riippumatta testin aikana hajonneista piireistä.30 When a circuit breaks down, the resulting power failure in the circuit raises the voltage across the circuit and the bypass diode so high that it causes the diode to conduct. but entering a state, that is, a power failure is eliminated. Thereafter, the constant current source 4 104998 corrects the magnitude of the measuring current I again, allowing the test to continue uninterrupted, regardless of the circuits broken during the test.
Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisella menetelmällä aikaansaatuja testituloksia 20 piirin osalta 60 kappaleen kokonaismäärästä. Testissä oli 5 mukana kolme eri tyyppistä flip-chip-piiriä A, AA ja B, jotka testattiin samassa sarjakytkennässä testikammiossa, jossa lämpötilan annettiiin vaihdella välillä -40°C - +125°C kahden tunnin sykleissä yhteensä 1000 sykliä. Jännitelukemia otettiin sekä korkeissa (h) että matalissa (c) lämpötiloissa. Kun jännite nousee diodin kynnysjännitteen lukemaan, on se merkki piirin hajoamisesta (f). Hajoami-10 nen voidaan siis todeta välittömästi testin aikana, mikä on edullista seuraavien testien kannalta, koska ne yleensä suunnitellaan edellisten testien aikana. Eri piiri-tyyppien erot tulevat myös hyvin näkyviin, esim. piirityypillä A on jonkin verran alhaisempi resistanssi kuin muilla, toisaalta sen luotettavuus on muita huonompi.Figure 3 shows the test results obtained by the method of the invention for 20 circuits out of a total of 60. The test included three different types of flip-chip circuits A, AA, and B, which were tested in the same series connection in a test chamber at which the temperature was allowed to vary from -40 ° C to + 125 ° C for two hour cycles for a total of 1000 cycles. Voltage readings were taken at both high (h) and low (c) temperatures. When the voltage rises to the diode threshold voltage, it is a sign of circuit breakdown (f). Thus, degradation can be detected immediately during the test, which is advantageous for subsequent tests as they are usually designed during previous tests. Differences between different circuit types are also well visible, e.g. circuit A has a somewhat lower resistance than others, and on the other hand has less reliability.
Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri suoritusmuodot 15 eivät rajoitu yllä esitettyihin esimerkkeihin, vaan että ne voivat vaihdella jäljempänä olevien patenttivaatimusten puitteissa. Siten keksinnön mukainen menetelmä soveltuu kaikkien komponettien luotettavuustesteihin, esim. edellä esitetyn läm-pösyklitestin lisäksi myös jännitesyklitestiin ja muihin liitosten vaurioitumista aiheuttaviin testeihin.It will be apparent to one skilled in the art that various embodiments of the invention are not limited to the above examples, but that they may vary within the scope of the following claims. Thus, the method according to the invention is applicable to the reliability tests of all components, e.g.
• « * >• «*>
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI970378A FI104998B (en) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | Method for testing the reliability of integrated circuits |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI970378 | 1997-01-30 | ||
FI970378A FI104998B (en) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | Method for testing the reliability of integrated circuits |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI970378A0 FI970378A0 (en) | 1997-01-30 |
FI970378A FI970378A (en) | 1998-08-12 |
FI104998B true FI104998B (en) | 2000-05-15 |
Family
ID=8547912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI970378A FI104998B (en) | 1997-01-30 | 1997-01-30 | Method for testing the reliability of integrated circuits |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI104998B (en) |
-
1997
- 1997-01-30 FI FI970378A patent/FI104998B/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI970378A0 (en) | 1997-01-30 |
FI970378A (en) | 1998-08-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3818329A (en) | Cable testing circuit employing a pair of diodes to detect specific conductor pair conditions | |
CN101231322B (en) | Test connection method for integrated circuit open circuit/ short-circuit | |
US5909112A (en) | Configuration and test process for semiconductor overcurrent detecting circuit | |
KR20120139795A (en) | Measurement device and measurement method | |
TWI793179B (en) | Resistance measuring device, substrate inspection device, and resistance measuring method | |
US4720671A (en) | Semiconductor device testing device | |
US9377504B2 (en) | Integrated circuit interconnect crack monitor circuit | |
WO2002082109A1 (en) | Integrated circuit with power supply test interface | |
US7105856B1 (en) | Test key having a chain circuit and a kelvin structure | |
JP6972843B2 (en) | Calibration method of resistance measuring device, resistance measuring device, board inspection device, and reference resistor | |
US5528151A (en) | Thermal fatigue testing using plural test trips with graduated sizing and recessed anchoring | |
FI104998B (en) | Method for testing the reliability of integrated circuits | |
US5786700A (en) | Method for determining interconnection resistance of wire leads in electronic packages | |
US4498007A (en) | Method and apparatus for neutron radiation monitoring | |
US6531885B1 (en) | Method and apparatus for testing supply connections | |
FI104290B (en) | Method for testing the reliability of integrated circuits | |
US6703841B2 (en) | Method for detecting a discontinuity in the electrical connections of a microchip and circuit using said method | |
CN219873008U (en) | Packaging structure of current sampling resistor | |
US12140612B2 (en) | Current detection device | |
CN101359009B (en) | Measuring device for chip resistance | |
CN222545452U (en) | A test fixture for power chip | |
US20210208197A1 (en) | On-chip current sensor | |
TWI650568B (en) | Test system and method for testing an integrated circuit and a circuit board including the integrated circuit | |
CN117367616A (en) | Temperature sensor, temperature sensor packaging method and temperature measuring method | |
JPH03185744A (en) | Semiconductor element |