魏全順

珠海格力電器股份有限公司 廣東珠海 519000

IC電路封裝時，需要對焊盤管腳和襯底漏電流進行檢測，對于后封裝設備，需要確保不毀壞芯片的基礎上實現(xiàn)迅速檢測，這對于漏電檢測而言十分重要。基于此，本文從漏電流檢測技術展開研究，以微小漏電流的檢測難點和特點作為開端，設計能夠滿足測試要求的半導體管腳漏電流檢測系統(tǒng)，確保電路能夠正常運行。

1 半導體器件管腳漏電檢測技術概述

1.1 檢測要求

不同芯片在工藝要求上也不同，其參數(shù)設定不同導致管腳和導線之間的連接點也有所差異，在進行檢測時，需要分別對電壓、漏電流范圍、持續(xù)時間等進行分別設置。首先，檢測時通常盡可能減少工作電流，避免由于檢測而導致芯片損壞，并提高檢測速度。其次，檢測工作具有較高的可靠性要求，每個引腳的檢測點有2個，而由于檢測速度及其準確性相互矛盾，因此，檢測時必須要注意設備以及電磁的干擾，尤其是微小電流快速檢測，需要采用特殊方式才能夠完成[1]。

1.2 技術難點

半導體器件各有差異，但是不管是何種器件，焊盤和襯底皆表現(xiàn)以下幾點：一是絕緣，這時電阻呈現(xiàn)無窮大表現(xiàn)；二是電阻與二極管之間存在串聯(lián)通路；三是測試時線路由于傳輸干擾等虛擬電容而受到干擾，盡管虛擬電容pF比較少，但是其存在極有可能影響漏電流測試。其為測試器件模型代表，其中，任意器件焊盤和襯底都能夠使用一個電阻、一個二極管和PN電容形成并聯(lián)構成電路，在對其線路進行測量時，虛擬電容可以代表并聯(lián)器件兩端，也就是半導體電路模型[2]。通常情況下，虛擬電容不會消失，其是在回路中反應出來的一種無法可視東西，但是其能夠被測量。電阻阻抗相較于二極管而言要小，TTL電路中焊盤和襯底存在二極管特征，MOS電路中焊盤和襯底屬于絕緣體，其具有節(jié)電容特征。在測試漏電流時，需要注意非線性器件模型。

在了解器件物理模型后，我們可以根據(jù)其特點來解決技術難題。為了能夠保護芯片在測試中不會受損，需要施加直流或交流電壓，其中，交流信號抗干擾性較強，極易被實現(xiàn)。其為檢測系統(tǒng)原理圖，通過設置參數(shù)來實現(xiàn)串行接口，掉電后工藝參數(shù)可以被保存在系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)能夠實現(xiàn)動態(tài)上傳下載。而IO接口與測試有著直接的關系，其能夠使實時檢測速度提升，有利于控制器直接操控端口[3]。不過，串行接口以及并行IO接口彼此相互隔離，其在運行速度上比較快。信號采樣通過數(shù)字處理直接能夠傳輸?shù)街醒胩幚砥髦?，進而利用軟件算法對漏電流進行判斷。

2 半導體器件管腳漏點檢測結構設計

2.1 硬件設計

（1）微處理模塊。該系統(tǒng)為智能測量系統(tǒng)，芯片為ATmega16，其中含有8位通用工作寄存器，16kB程序存儲器，1KB數(shù)據(jù)存儲器和512字節(jié)在線可編程數(shù)字存儲器，以及下載接口。利用軟件算法能夠與不同芯片測量相適應，接口屬于標準串行接口，利用IO接口實時觸發(fā)裝置來測試，使測試速度能夠得以提升。

（2）串并口和電源系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用的通信模式是RS422/485，便于用戶應用，這一模式下，通信距離最大可達到1.2km，同時能夠實現(xiàn)單雙工位的可切換通信，為了便于用戶實時操作設計，建設并口用于測試啟停，當然，若是對速度不作出考慮，一個串口就能夠完成全部操作[4]。

芯片中含有JTAGA和ISP兩個接口，能夠在線下載編程。工藝參數(shù)具備掉電保護功能，出于可靠性，系統(tǒng)單獨為其提供了220V電源進行供電，整個接口利用高速光帶你隔離實現(xiàn)輸入輸出。

（3）線性整流比較電路。信號Uo為異常交流信號，其幅值直接反應了漏電流。而計數(shù)器數(shù)值直接表現(xiàn)了這一情況，通過數(shù)字化處理模擬信號，來了解漏電流。除了錢，可以通過線性整流電路來處理信號。

（4）采樣放大電路?；芈仿╇娏鞅容^小，通常無法通過采樣獲取信號，一般需要應用差分式電路來，將零點漂移抑制住，做好共模抑制比，降低干擾。對于襯底而言，電路管腳為負載，若負載回路出現(xiàn)漏電流，就需要對電壓進行輸入監(jiān)測。

2.2 軟件設計

（1）主程序設計。檢測系統(tǒng)主程序開始時，需要先對堆棧指針進行設置，建立軟件堆棧區(qū)，并將中斷寄存器進行初始化，之后將I/O端口進行初始化，選擇好工作的參數(shù)和方式。之后對內設看門狗，為軟件運行提供保障。系統(tǒng)中，使用軟件定時器來實現(xiàn)外部和串口通信兩部分的中斷。

（2）中斷程序。系統(tǒng)中，T0定時器可以進行定時中斷，其直接決定系統(tǒng)計數(shù)周期，并通過外部中斷啟動檢測功能。其為INT1中斷程序，測試和內部定時器同時啟動，工藝參數(shù)決定了內部定時器時間，限定期間內，利用算反對漏電流進行判斷，并對芯片管腳連線進行判斷[5]。

3 結語

從上文中可以發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)通過對管腳漏電流進行檢測對芯片管腳連接性進行判斷，多次測試無誤判。實驗中，管腳斷開無漏電流，差分放大電路所輸出的電壓極小，管腳連接可靠，電路輸出的電壓則比較大，二者相差幅度大于為100-200mV，若是管腳在芯片中短路，則二者會出現(xiàn)最大電壓差。