[發明專利]預測性芯片維護

在審

• 申請號: 202110400213.3
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113533931A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: I·埃舍爾-珀佩爾;T·邁爾;G·珀佩爾
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G01R31/28
• 分類號: G01R31/28
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 黃倩

本公開的各實施例涉及預測性芯片維護。本公開描述了用于通過包括附加觸點(即，端子)和功能觸點來檢測包括集成電路(IC)的電路的現場故障或性能退化的技術，功能觸點被用于將電路連接到系統，電路是系統的一部分。這些附加觸點可以被用于測量隨時間動態變化的電特性，例如，電壓、電流、溫度和阻抗。當電路在現場執行時，這些電特性可以表示某個故障模式并且可以是電路健康狀態(SOH)的指示器。

技術領域

本公開涉及集成電路的可靠性測試。

背景技術

在操作使用期間，半導體器件的性能可能退化或故障，這有時被稱為現場故障。在一些示例中，半導體器件的性能可能隨時間退化，而沒有可檢測的現場故障的情況。在要求高可靠性的應用中，諸如商用飛機、汽車、火車、電網和類似應用中，可靠性問題可以通過例如定期更換某些組件來減輕。但是，按計劃進行更換可能很昂貴，并且半導體組件的按計劃更換可能會用于仍完全運行的組件。

在其他示例中，在高可靠性應用中使用的組件可能會受到嚴格的設計和測試要求，這可能會顯著增加組件成本。在其他示例中，高可靠性應用中的系統可能包括用于早期檢測系統組件的故障或退化的附加傳感器。

發明內容

總體上，本公開描述了用于通過包括附加觸點(即，端子)和功能觸點來檢測包括集成電路(IC)的電路的現場故障或性能退化的技術，功能觸點被用于將電路連接到系統，電路是系統的一部分。這些附加觸點可以被用于測量隨時間動態變化的特性，例如，電壓、電流、溫度和阻抗。當電路在現場執行時，這些電特性可以表示某個故障模式并且可以是電路健康狀態(SOH)的指示器。

在一個示例中，本公開描述了設備，設備包括：電路，被配置為執行一個或多個電路操作；以及附加端子，包括電路測試元件，其中電路測試元件位于電路與附加端子之間，并且其中在附加端子處的所測量的電特性隨時間的變化指示電路健康狀態(SOH)。

在另一示例中，本公開描述了系統，系統包括電路封裝，電路封裝包括電路以及附加端子，電路被配置為執行一個或多個電路操作，附加端子包括電路測試元件。電路測試元件位于電路和附加端子之間，以及在附加端子處所測量的電特性隨時間的變化指示電路封裝的健康狀態(SOH)。系統還包括測量設備，測量設備被配置為測量電特性并且電連接到附加端子，其中測量設備被配置為在電路正在執行一個或多個電路操作時，確定電特性隨時間的變化。

在一個示例中，本公開針對方法，方法包括：將測量設備連接到電路封裝的供電端子，電路封裝被配置為在測試環境外部執行一個或多個電路操作；將測量設備連接到包括電路測試元件的附加端子，其中電路測試元件位于附加端子與電路封裝的供電端子之間；在第一時間測量供電端子與附加端子之間的電特性；在第一時間之后的第二時間測量供電端子與附加端子之間的電特性；將第一時間確定的電特性與第二時間確定的電特性進行比較；基于第一時間確定的電特性到第二時間確定的電特性的變化，在測試環境外部確定電路封裝的健康狀態(SOH)。

在附圖和以下描述中闡述了本公開的一個或多個示例的細節。根據說明書和附圖以及根據權利要求書，本公開的其他特征、目的和優點將顯而易見。

附圖說明

圖1是圖示了根據本公開的一個或多個技術的用于測量電路的端子之間的電特性的系統的概念圖。

圖2是根據本公開的一個或多個技術的用于測量系統中的電路的特性來監視IC的健康狀態的系統的框圖。

圖3A是圖示了根據本公開的一個或多個技術的具有用于監視IC健康狀態的附加端子的示例IC封裝的示意圖。

圖3B是圖示了使用ESD保護二極管來確定IC的溫度，作為監視IC健康狀態的一部分的示意圖。

圖4A是圖示了根據本公開的一個或多個技術的使用BGA連接的IC的連接端子來監視IC的健康狀態的概念圖。