[發明專利]基于開關電容的TSV測試電路及測試方法

有效

• 申請號: 201710962060.5
• 申請日: 2017-10-16
• 公開（公告）號: CN107765167B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 俞洋;方旭;彭喜元;徐康康
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳昕

1.一種基于開關電容的TSV測試電路，包括：

等效電阻單元，包括復數個等效電阻模塊(2)，每個所述等效電阻模塊(2)對應一待測穿透硅通孔，所述等效電阻模塊(2)包括第一控制輸入端、第二控制輸入端、測試端口、充電端口和接地端，所述測試端口與對應的所述待測穿透硅通孔的測試端連接，所有的所述等效電阻模塊(2)的充電端口共同連接以形成所述等效電阻單元的充電端；

公共測試單元(1)，包括第三控制輸入端、測試輸出端、時鐘端口、供電端和電量輸出端，所述電量輸出端與所述等效電阻單元的充電端連接，所述公共測試單元(1)用以根據所述第三控制輸入端的第三控制信號、所述第一控制輸入端的第一控制信號，及所述第二控制輸入端的第二控制信號控制所述待測穿透硅通孔的充放電狀態，以進行測試，通過所述測試輸出端輸出所述待測穿透硅通孔的測試結果；

其特征在于，所述公共測試單元(1)包括：

三輸入與門(12)，包括第一輸入端、第二輸入端、第三輸入端和輸出端，所述三輸入與門(12)的輸出端形成所述測試輸出端，所述第一輸入端形成所述時鐘端口；

第三傳輸門開關(TG0)，所述第三傳輸門開關(TG0)的一端形成所述供電端；

標準電容，所述標準電容的一端接地，所述標準電容的另一端連接所述第三傳輸門開關(TG0)的另一端；

反相器(11)，所述反相器(11)的輸入端與所述第三傳輸門開關(TG0)的控制端共同形成所述第三控制輸入端，所述反相器(11)的輸出端連接所述三輸入與門(12)的第二輸入端；

驅動器(13)，所述驅動器(13)的輸入端同時連接所述標準電容的另一端和所述第三傳輸門開關(TG0)的另一端共同形成所述公共測試單元(1)的電量輸出端；驅動器(13)的輸出端連接三輸入與門(12)的第三輸入端。

2.根據權利要求1所述的基于開關電容的TSV測試電路，其特征在于，所述等效電阻模塊(2)包括：

第一傳輸門開關，串聯于所述充電端口與所述待測穿透硅通孔的測試端之間，所述第一控制輸入端形成于所述的第一傳輸門開關的控制端；

第二傳輸門開關，串聯于所述待測穿透硅通孔的測試端與所述接地端之間，所述第二控制輸入端形成于所述的第二傳輸門開關的控制端；

所述待測穿透硅通孔的測試端連接于所述第一傳輸門開關和第二傳輸門開關之間。

3.一種基于權利要求2所述的開關電容的TSV測試電路的測試方法，用以逐個對復數個待測穿透硅通孔進行測試，分別將每個待測穿透硅通孔連接于相應的等效電阻模塊中，

等效電阻模塊包括第一控制輸入端、第二控制輸入端、測試端口、充電端口和接地端，測試端口與對應的待測穿透硅通孔的測試端連接，所有的等效電阻模塊的充電端口共同連接以形成所述等效電阻單元的充電端；

等效電阻模塊還包括第一傳輸門開關和第二傳輸門開關；

所述第一傳輸門開關，串聯于充電端口與待測穿透硅通孔的測試端之間，第一控制輸入端形成于第一傳輸門開關的控制端；

所述第二傳輸門開關，串聯于所述待測穿透硅通孔的測試端與所述接地端之間，所述第二控制輸入端形成于所述的第二傳輸門開關的控制端；

所述待測穿透硅通孔的測試端連接于所述第一傳輸門開關和第二傳輸門開關之間；

其特征在于，對每個待測穿透硅通孔進行測試的方法包括下述步驟：

S1.初始化階段，將預設時鐘信號通過時鐘端口輸入至公共測試單元，將第三控制信號通過第三控制輸入端輸入至公共測試單元中，通過第三控制信號控制第三傳輸門開關閉合，使公共測試單元中的標準電容在預設時間內充電至預設電壓，將第一控制信號通過第一控制輸入端輸入至等效電阻模塊中，通過第一控制信號控制第一傳輸門開關斷開，將第二控制信號通過第二控制輸入端輸入至等效電阻模塊中，通過第二控制信號控制第二傳輸門開關閉合，使待測穿透硅通孔在預設時間內對地放電至0V；

S2.測試階段，將預設周期信號通過時鐘端口輸入至公共測試單元中以進行計數，通過第三控制信號控制第三傳輸門開關斷開，以切斷公共測試單元中的標準電容與片上電源的連接；同時，通過第一控制信號和第二控制信號分別控制第一傳輸門開關和第二傳輸門開關以預設周期交替開啟關斷，第一控制信號和第二控制信號在0/1之間周期性切換，獲取標準電容的電壓測試數據，通過公共測試單元將電壓測試數據轉換為脈沖數字信號由測試輸出端輸出，以獲取待測穿透硅通孔的測試結果。