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CPU封装与芯片测试技术

发布人:utsocket1 时间:2014-11-13 来源:工程师 发布文章

将芯片用金刚石锯切割成为小片,将有墨水标记的芯片筛选出来。然后进行连线封装,即将CPU核心的信号连接到CPU封装引 脚上, 连线是一种高度自动化的过程,开始时将芯片固定到一个引脚框架上,连线设备将金丝压焊在芯片周围的焊盘上,金丝的另一端连接到纤细的金属引脚上。连接芯片 的金丝非常纤细,1克黄金可以做成56米长的金丝。最后将硅晶片封入一个陶瓷的或塑料的封壳中,防止环境对它的危害(如图1所示)。
CPU的引线

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图1 CPU的引线

封装后的CPU需要进行工作频率标定测试,加工质量好的CPU被标定为髙频率CPU封装,一些工作状态不稳定的CPU降低工作频率再进行标定。然后采用激光刻蚀工艺标记公司名称、版权、类型、速度、工作电压、批号等参数。最后一件工作是包装出厂。

芯片测试技术

对CPU核心部分进行測试的目的是,检査电路是否能够按照设计者的要求那样正确工作。芯片测试的另一个目的是确定电路失效的原因与部位。但是集成电路的可测试性往往与电路的复杂程度成反比。一个包含了几千万甚至上亿个晶体管的CPU系统,测试难度是可想而知的。

CPU芯片的测试过程包括:测试码生成、测试验证和测试设计三个方面。测试码是验证电路的一组或几组测试信号。測试验证往往是通过故障模拟来进行的。测试设计是添加 适当的逻辑电路,提高测试的效率。

CPU 的测试方式包含:功能测试和完全测试。功能测试是对芯片的运算功能和逻辑功能进行测试。在CPU批量生产阶段,通常采用功能测试来提髙测试效率。完全测试 指对芯片的全部状态和功能进行测试。在CPU研制阶段,为了分析电路中可能存在的问题, 因此往往对CPU进行全面测试。

为了降低测试的难度,往往将电路分为一个个组成单元,然后分别对每个单元的各个节点进行测试。

造成电路失效的原因很多,如芯片材料微观缺陷、带电粒子的污染、接触区接触不良、金属线路开路等。芯片测试时不可能按照这些失效的原因一个一个地去查找,而只能对失效造成的结果一电路中的信号故障进行測试,即只能測试可见的信号错误(如图2所示)。

CPU测试

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图2 CPU测试[dt_gap height="5" /]
显而易见,CPU测试不可能采用人工完成,必须借助于计算机测试软件进行。一个良好的测试方案应当具备以下特点:
1.容易产生测试代码。
2.尽量小的测试代码集。
3.容易实现故障定位。
4.附加CPU测试电路尽可能少。
5.附加电路的引出线尽可能少。

CPU内部自测试技术

目 前的CPU内部都设计有自测试电路,它们集成在CPU内部。这种测试电路有两种工作模式,一种是正常工作模式,另外—种是自测试模式。在正常工作模式下, 自测试电路被禁止。CPU测试电路需要解决三个问题:隔离、控制和观察。隔离的目的是防止测试逻辑对正常逻辑产生影响。控制是为了使测试逻辑有序地工作, 完成测试任务。观察是由比较逻辑组成,作用是监视CPU测试结果。

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