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CPU封裝與芯片測試技術

http://www.moduwu.com 2014-11-12 21:00 蘇州聯業和精密科技有限公司

將芯片用金剛石鋸切割成為小片,將有墨水標記的芯片篩選出來。然后進行連線封裝,即將CPU核心的信號連接到CPU封裝引 腳上, 連線是一種高度自動化的過程,開始時將芯片固定到一個引腳框架上,連線設備將金絲壓焊在芯片周圍的焊盤上,金絲的另一端連接到纖細的金屬引腳上。連接芯片 的金絲非常纖細,1克黃金可以做成56米長的金絲。最后將硅晶片封入一個陶瓷的或塑料的封殼中,防止環境對它的危害(如圖1所示)。
CPU的引線

圖1 CPU的引線

封裝后的CPU需要進行工作頻率標定測試,加工質量好的CPU被標定為髙頻率CPU封裝,一些工作狀態不穩定的CPU降低工作頻率再進行標定。然后采用激光刻蝕工藝標記公司名稱、版權、類型、速度、工作電壓、批號等參數。最后一件工作是包裝出廠。

芯片測試技術

對CPU核心部分進行測試的目的是,檢査電路是否能夠按照設計者的要求那樣正確工作。芯片測試的另一個目的是確定電路失效的原因與部位。但是集成電路的可測試性往往與電路的復雜程度成反比。一個包含了幾千萬甚至上億個晶體管的CPU系統,測試難度是可想而知的。

CPU芯片的測試過程包括:測試碼生成、測試驗證和測試設計三個方面。測試碼是驗證電路的一組或幾組測試信號。測試驗證往往是通過故障模擬來進行的。測試設計是添加 適當的邏輯電路,提高測試的效率。

CPU 的測試方式包含:功能測試和完全測試。功能測試是對芯片的運算功能和邏輯功能進行測試。在CPU批量生產階段,通常采用功能測試來提髙測試效率。完全測試 指對芯片的全部狀態和功能進行測試。在CPU研制階段,為了分析電路中可能存在的問題, 因此往往對CPU進行全面測試。

為了降低測試的難度,往往將電路分為一個個組成單元,然后分別對每個單元的各個節點進行測試。

造成電路失效的原因很多,如芯片材料微觀缺陷、帶電粒子的污染、接觸區接觸不良、金屬線路開路等。芯片測試時不可能按照這些失效的原因一個一個地去查找,而只能對失效造成的結果一電路中的信號故障進行測試,即只能測試可見的信號錯誤(如圖2所示)。

CPU測試

圖2 CPU測試[dt_gap height="5" /]
顯而易見,CPU測試不可能采用人工完成,必須借助于計算機測試軟件進行。一個良好的測試方案應當具備以下特點:
1.容易產生測試代碼。
2.盡量小的測試代碼集。
3.容易實現故障定位。
4.附加CPU測試電路盡可能少。
5.附加電路的引出線盡可能少。

CPU內部自測試技術

目 前的CPU內部都設計有自測試電路,它們集成在CPU內部。這種測試電路有兩種工作模式,一種是正常工作模式,另外—種是自測試模式。在正常工作模式下, 自測試電路被禁止。CPU測試電路需要解決三個問題:隔離、控制和觀察。隔離的目的是防止測試邏輯對正常邏輯產生影響。控制是為了使測試邏輯有序地工作, 完成測試任務。觀察是由比較邏輯組成,作用是監視CPU測試結果。

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