混合信号测试潜在质量可测性研究

摘要

该文对摩托罗拉MA900797汽车气囊控制芯片的测试进行研究。该芯片作为汽车气囊电路系统的一部分，控制气囊弹射，具有内部自动检查功能，目前应用于TRW公司的汽车产品。它的使用提高了摩托罗拉在汽车芯片市场上的份额，也体现了摩托罗拉公司产品的优良性能和可靠质量。 该文在介绍电路功能和热可靠性后，详细阐述硅片裂纹问题的解决过程。根据客户使用情况，发现MA900797芯片有硅片裂纹问题。这种裂纹存在于硅片表面，属于表面缺陷，是由于在生产中采用较薄硅片的结果。具有裂纹的芯片在高温工作下可能导致芯片局部过热而被烧毁。剔除裂片的目的是达到摩托罗拉公司对自己产品“零缺陷”的质量要求，彻底消除客户使用中的安全隐患。 该文首先介绍了MA900797芯片的电路结构和功能，通过流体动力学软件验证了在现有的封装基础上的高温可靠性。在晶圆封装测试流程介绍中，分析了可能引起芯片裂纹的原因。其次通过热传导理论计算硅片质量与温度变化的关系，发现测量功率晶体管体二极管的正向导通电压差△Vbe(在常温和加热后的差值)，可以反映芯片裂纹缺陷的存在。根据合格品/不合格品的实验结果确定了该测试项的接收界限。最后的解决方法是在MST(mixed-signaltester，混合信号测试仪)上，使用TPG(testprogramgenerator，测试程序生成器)，通过增加高温工作前后Vbe和其差值△Vbe的测试项，实现了对裂片次品的剔除。 该文在讨论问题的过程中，对热传导分析，半导体芯片封装测试，生产中使用的混合信号测试仪的结构，工作原理以及测试程序生成器的使用方法，编写新测试项的过程作了详细说明。

目录

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第一章汽车气囊驱动芯片的可靠性

1.1芯片介绍

1.1.1MA900797芯片的电路结构和功能

1.1.2热可靠性要求

1.2可靠性分析背景

1.2.1流体动力学计算

1.2.2边界条件

1.2.3客户要求

第二章芯片热可靠性分析

2.1硅片热传导分析

2.1.1一维恒温边界条件

2.1.2三维恒温边界条件

2.1.3三维绝热边界条件

2.2封装模型

2.2.1功率晶体管模型

2.2.2材料敏感性测试

第三章裂片缺陷分析

3.1裂片成因

3.1.1封装流程

3.1.2芯片厚度影响

3.2裂片成因分析

3.2.1测试生产流程

3.2.2裂片成因

3.3裂片测试量

3.4结果分析

第四章MST和TPG

4.1芯片测试

4.2混合信号测试仪MST

4.3测试程序开发

4.4测试程序生成器

第五章用TPG实现裂片剔除

5.1 TPG测试程序结构

5.1.1开路短路测试

5.1.2参数测试

5.1.3系统测试

5.2裂片剔除程序

5.2.1测试步骤

5.2.2用TPG实现

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

附录

致谢