[發明專利]一種集成電路三維電流的磁成像測試方法及裝置

有效

• 申請號: 201910149409.2
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109839582B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 陳智慧;金尚忠;王赟;金懷洲;侯彬;曹馨藝;趙春柳;石巖
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28;G06F17/14;G06T17/00
• 代理公司: 杭州鈐韜知識產權代理事務所(普通合伙) 33329
• 代理人: 唐靈

1.一種集成電路三維電流的磁成像測試方法，其特征在于，通過磁成像裝置實現，所述磁成像裝置包括：芯片級原子磁力計(1)、巨磁電阻傳感器(2)、光電測距傳感器(3)、電路測試探針(4)、可移動檢測平臺(5)和電腦(6)；

所述三維電流的磁成像測試方法包括：

步驟一、通過電路測試探針將測試電流注入待測集成電路板，使用芯片級原子磁力計(1)或巨磁電阻傳感器(2)對待測集成電路板進行逐行掃描獲得待測集成電路板中電流的磁場數據，使用傅里葉變換將磁場數據轉換為電流密度圖像；

步驟二、根據待測集成電路板的封裝形式和電流路徑設計布局建立三維仿真磁場模型；所述三維仿真磁場模型為畢奧-薩伐爾公式：

其中，為從原點到所述芯片級原子磁力計(1)或巨磁電阻傳感器(2)的矢量，表示處的磁感應強度，代表源點的位置矢量，T?m/A表示真空中的磁導率，表示處的電流密度；

步驟三、使用正演法不斷改變畢奧-薩伐爾公式中的變量求解畢奧-薩伐爾公式，將測量的原始磁場數據與待測集成電路板的磁場模擬數據進行比較，通過匹配磁場強度確定三維電流與芯片級原子磁力計(1)或巨磁電阻傳感器(2)的距離；

步驟四、當采用芯片級原子磁力計(1)時，通過電流距芯片級原子磁力計(1)的深度Z和芯片級原子磁力計(1)距待測集成電路板高度z計算電流實際深度h；

當采用巨磁電阻傳感器(2)時，通過電流距巨磁電阻傳感器(2)的深度Z和巨磁電阻傳感器(2)距待測集成電路板高度z計算電流實際深度h；

根據電流實際深度和電流密度圖像建立三維電流圖像，判斷電流實際路徑和電流深度。

2.根據權利要求1中所述的一種集成電路三維電流的磁成像測試方法，其特征在于，所述芯片級原子磁力計(1)用于小于10μA低檢測電流時的快速掃描，在檢測使用時測量頭位于待測集成電路板上方100～200μm處，測量頭側面與用于測量芯片級原子磁力計(1)高度的光電測距傳感器(3)相連接。

3.根據權利要求1中所述的一種集成電路三維電流的磁成像測試方法，其特征在于，所述巨磁電阻傳感器(2)用于80～120μA中等檢測電流量時使用，巨磁電阻傳感器(2)安置于軟懸臂上，檢測時巨磁電阻傳感器(2)與待測集成電路板表面直接物理接觸。

4.根據權利要求1中所述的一種集成電路三維電流的磁成像測試方法，其特征在于，所述可移動檢測平臺上的置物臺可在x、y、z三個方向上自由移動，能夠對放置的待測集成電路板進行自動調平。

5.根據權利要求1中所述的一種集成電路三維電流的磁成像測試方法，其特征在于，所述電腦與芯片級原子磁力計(1)、巨磁電阻傳感器(2)、光電測距傳感器(3)、電路測試探針(4)和可移動檢測平臺(5)相連接，用于數據存儲、三維建模和數據比對。

6.根據權利要求1中所述的一種集成電路三維電流的磁成像測試方法，其特征在于，所述三維電流的磁成像測試方法步驟一中的將磁場數據轉換為電流密度圖像算法如下：

測量區域位置上的磁感應強度B為：

使用快速傅立葉變換來計算B_x的空間傅里葉變換(FT)：

使用卷積定理將畢奧-薩伐爾公式轉換為：

使用逆傅立葉變換獲得期望的電流密度圖像：

其中，d為待測集成電路板的厚度，z為芯片級原子磁力計(1)或巨磁電阻傳感器(2)與待測集成電路板的高度，T?m/A表示真空中的磁導率，為x方向上的磁感應分量，為點上的電流密度，為x方向上的磁感應分量經過空間傅里葉變換后的量，為電流密度J_y經過空間傅里葉變換后的量。

7.根據權利要求1中所述的一種集成電路三維電流的磁成像測試方法，其特征在于，所述三維電流的磁成像測試方法步驟四中電流實際深度的算法為：

h＝Z-z；

其中，h為電流實際深度，Z為電流距芯片級原子磁力計(1)或巨磁電阻傳感器(2)的深度，z為芯片級原子磁力計(1)或巨磁電阻傳感器(2)距待測集成電路板高度。