[實用新型]基于電子散斑干涉技術的集成電路封裝熱阻測量裝置

有效

• 申請號: 201220369051.8
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN202770797U
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 袁縱橫;王天永;張麗娟
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01N25/20
• 分類號: G01N25/20
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 陳躍琳

技術領域

本實用新型涉及集成電路試件封裝熱阻測試領域，特別涉及一種基于電子散斑干涉技術的集成電路封裝熱阻測量裝置。

背景技術

近年來，隨著電子工業的蓬勃發展，集成電路試件朝著高功率，高復雜性，小體積，低成本的方向發展，由此引起了單位面積上的熱流密度上升，加之新材料和新的封裝工藝的不斷出現，對集成電路試件封裝熱阻的測試難度加大。目前，熱阻的測量方法主要有化學方法，物理方法，電學方法，和光學方法（非干涉測量方法）。這些方法大多為實驗性的研究，在實際的應用中都有一定的局限性，化學的方法是通過化學材料來測量器件的溫度，化學材料對被測集成電路試件有一定的腐蝕作用；物理方法需要對器件開封裝，操作不方便；電學測試方法測試結溫時需要預先引出引線，操作繁瑣；光學方法主要是紅外掃面法，測試時需要開封裝，且價格昂貴。相比之下，采用電子散斑干涉技術的測量方法具有全場，快速，無損，操作簡單，不需要開封裝等優點。國內一些學者開展電子散斑干涉技術測量半導體在熱應力的下可靠性的研究，對半導體封裝在熱應力下的形變進行了分析。2009年，熊顯名、黃莉等人在《光電子.激光》上發表基于電子散斑干涉技術的IC芯片加速壽命預測研究。袁縱橫、宋美杰等人在《光電子.激光》上發表了基于激光電子散斑干涉技術快速評價半導體器件可靠性的論文。這些都僅僅從熱應力和應變角度來研究集成電路的可靠性，未對集成電路封裝的熱阻進行研究。

實用新型內容

本實用新型所解決的技術問題提供一種基于電子散斑干涉技術的集成電路封裝熱阻測量裝置，該方法能夠快速有效的提取集成電路封裝的熱阻，且對被測集成電路試件沒有任何損害性。

為解決上述問題，本實用新型是通過以下技術方案實現的：

一種基于電子散斑干涉技術的集成電路封裝熱阻測量裝置，主要由功率加載單元、溫度測量裝置、電子散斑干涉測量平臺、離面位移計算單元、關系因子提取單元、響應方程生成單元、微分單元、以及反卷積運算單元組成；待測集成電路試件放置在電子散斑干涉測量平臺中；功率加載單元與待測集成電路試件相連；溫度測量裝置設置在測集成電路試件附件，溫度測量裝置的輸出端與關系因子提取單元的輸入端相連；電子散斑干涉測量平臺的輸出端經由離面位移計算單元連接至關系因子提取單元的輸入端；關系因子提取單元的的輸出端與響應方程生成單元的輸入端相連，響應方程生成單元的輸出端經微分單元連接反卷積運算單元的輸入端，反卷積運算單元的輸出端輸出的即為熱阻和熱容關系曲線。

上述方案中，所述電子散斑干涉測量平臺主要由激光器、分光鏡、2個反射鏡、2個擴束鏡、成像透鏡、棱鏡、電耦合元件、圖像采集卡、以及安裝有干涉圖像采集軟件的計算機組成；激光器發出的光經過分光鏡后分成兩束，一束作為測量光，另一束作為參考光；參考光經第一反射鏡和第二反射鏡的反射以及由第一擴束鏡擴束后照射到棱鏡上；測量光過第二擴束鏡擴束后照射到被測集成電路試件上；經被測集成電路試件表面反射回來的光經成像透鏡后和參考光在棱鏡上匯合發生干涉，電耦合元件在棱鏡后采集到干涉圖像，并進過圖像采集卡數字化后送到計算機。

上述方案中，所述溫度測量裝置為靜止空氣測溫箱，待測集成電路試件放置在靜止空氣測溫箱內。

與現有技術相比，本實用新型的優點是：

1.解決了傳統的測量熱阻方法中需要開封裝的的問題，避免了對被測集成電路試件的破壞。

2．通過電子散斑干涉測量技術來實現，能夠實時準確的測量離面位移的響應過程，具有快速性和準確性。

3.對響應方程進行反卷積運算，不僅僅能夠提取集成電路封裝的穩態熱阻，而且能夠全面地分析封裝各層熱阻-熱容的關系。

附圖說明

圖1是一種基于電子散斑干涉技術的集成電路封裝熱阻測量裝置的原理框圖。

圖2是電子散斑干涉測量平臺的示意圖。

圖3是離面位移和溫度關系因子K提取圖。

圖4是離面位移的瞬態響應曲線圖。

圖5是離面位移瞬態響應反卷積運算后時間常數譜圖。

圖6是熱阻-熱容關系曲線圖。

具體實施方式