1、IC芯片（微型電子器件）
産品詳情
6.IC電子芯片（包括自動化電氣設備延伸IC電子）元器件，PC傳媒、IT、家電、消費類周邊線材産品
6.1，IC芯片（微型電子器件）
IC芯片(Integrated Circuit Chip)是將(jiāng)大量的微電子元器件（晶體管、電阻、電容等）形成(chéng)的集成(chéng)電路放在一塊塑基上，做成(chéng)一塊芯片。IC芯片包含晶圓芯片和封裝芯片，相應 IC 芯片生産線由晶圓生産線和封裝生産線兩(liǎng)部分組成(chéng)。
中文名
IC芯片
外文名
Integrated Circuit Chip
材 料
大量的微電子元器件
組 成(chéng)
晶圓芯片和封裝芯片
有關術語
集成(chéng)電路
學(xué) 科
電子、計算機
目錄
1. 1 集成(chéng)電路
2. 2 類别
3. 3 芯片外觀檢測
4. 4 集成(chéng)電路故障檢測
集成(chéng)電路
集成(chéng)電路（integrated circuit）是一種(zhǒng)微型電子器件或部件，采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、二極管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起(qǐ)，制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然後(hòu)封裝在一個管殼内，成(chéng)爲具有所需電路功能(néng)的微型結構；其中所有元件在結構上已組成(chéng)一個整體，使電子元件向(xiàng)著(zhe)微小型化、低功耗和高可靠性方面(miàn)邁進(jìn)了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。
晶體管發(fā)明并大量生産之後(hòu)，各式固态半導體組件如二極管、晶體管等大量使用，取代了真空管在電路中的功能(néng)與角色。到了20世紀中後(hòu)期半導體制造技術進(jìn)步，使得集成(chéng)電路成(chéng)爲可能(néng)。相對(duì)于手工組裝電路使用個别的分立電子組件，集成(chéng)電路可以把很大數量的微晶體管集成(chéng)到一個小芯片，是一個巨大的進(jìn)步。集成(chéng)電路的規模生産能(néng)力，可靠性，電路設計的模塊化方法确保了快速采用标準化集成(chéng)電路代替了設計使用離散晶體管---分立晶體管。
集成(chéng)電路對(duì)于離散晶體管有兩(liǎng)個主要優勢：成(chéng)本和性能(néng)。成(chéng)本低是由于芯片把所有的組件通過(guò)照相平版技術，作爲一個單位印刷，而不是在一個時(shí)間隻制作一個晶體管。性能(néng)高是由于組件快速開(kāi)關，消耗更低能(néng)量，因爲組件很小且彼此靠近。2006年，芯片面(miàn)積從幾平方毫米到350 mm²，每mm²可以達到一百萬個晶體管。第一個集成(chéng)電路雛形是由傑克·基爾比于1958年完成(chéng)的，其中包括一個雙極性晶體管，三個電阻和一個電容器，相較于現今科技的尺寸來講，體積相當龐大。
類别
一、根據一個芯片上集成(chéng)的微電子器件的數量，集成(chéng)電路可以分爲以下幾類：
小型集成(chéng)電路（SSI英文全名爲Small Scale Integration）邏輯門10個以下或 晶體管100個以下。
中型集成(chéng)電路（MSI英文全名爲Medium Scale Integration）邏輯門11~100個或 晶體管101~1k個。
大規模集成(chéng)電路（LSI英文全名爲Large Scale Integration）邏輯門101~1k個或 晶體管1,001~10k個。
超大規模集成(chéng)電路（VLSI英文全名爲Very large scale integration）邏輯門1,001~10k個或 晶體管10,001~100k個。
極大規模集成(chéng)電路（ULSI英文全名爲Ultra Large Scale Integration）邏輯門10,001~1M個或 晶體管100,001~10M個。
GLSI（英文全名爲Giga Scale Integration）邏輯門1,000,001個以上或晶體管10,000,001個以上。
二、按功能(néng)結構分類：集成(chéng)電路按其功能(néng)、結構的不同，可以分爲模拟集成(chéng)電路和數字集成(chéng)電路兩(liǎng)大類。
三、按制作工藝分類：集成(chéng)電路按制作工藝可分爲單片集成(chéng)電路和混合集成(chéng)電路，混合集成(chéng)電路有分爲厚膜集成(chéng)電路和薄膜集成(chéng)電路。
四、按導電類型不同分類：集成(chéng)電路按導電類型可分爲雙極型集成(chéng)電路和單極型集成(chéng)電路。雙極型集成(chéng)電路的制作工藝複雜，功耗較大，代表集成(chéng)電路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等類型。單極型集成(chéng)電路的制作工藝簡單，功耗也較低，易于制成(chéng)大規模集成(chéng)電路，代表集成(chéng)電路有CMOS、NMOS、PMOS等類型。
五、按用途分類：集成(chéng)電路按用途可分爲電視機用集成(chéng)電路。音響用集成(chéng)電路、影碟機用集成(chéng)電路、錄像機用集成(chéng)電路、電腦(微機)用集成(chéng)電路、電子琴用集成(chéng)電路、通信用集成(chéng)電路、照相機用集成(chéng)電路、遙控集成(chéng)電路、語言集成(chéng)電路、報警器用集成(chéng)電路及各種(zhǒng)專用集成(chéng)電路。
芯片外觀檢測
集成(chéng)電路（IC）芯片在封裝工序之後(hòu)，必須要經(jīng)過(guò)嚴格地檢測才能(néng)保證産品的質量，芯片外觀檢測是一項必不可少的重要環節，它直接影響到 IC 産品的質量及後(hòu)續生産環節的順利進(jìn)行。外觀檢測的方法有三種(zhǒng)：一是傳統的手工檢測方法，主要靠目測，手工分檢，可靠性不高，檢測效率較低，勞動強度大，檢測缺陷有疏漏，無法适應大批量生産制造；二是基于激光測量技術的檢測方法，該方法對(duì)設備的硬件要求較高，成(chéng)本相應較高，設備故障率高，維護較爲困難；三是基于機器視覺的檢測方法，這(zhè)種(zhǒng)方法由于檢測系統硬件易于集成(chéng)和實現、檢測速度快、檢測精度高，而且使用維護較爲簡便，因此，在芯片外觀檢測領域的應用也越來越普遍，是 IC 芯片外觀檢測的一種(zhǒng)發(fā)展趨勢。 [1]
集成(chéng)電路故障檢測
集成(chéng)電路芯片的硬件缺陷通常是指芯片在物理上所表現出來的不完善性。集成(chéng)電路故障（Fault）是指由集成(chéng)電路缺陷而導緻的電路邏輯功能(néng)錯誤或電路異常操作。導緻集成(chéng)電路芯片出現故障的常見因素有元器件參數發(fā)生改變緻使性能(néng)極速下降、元器件接觸不良、信号線發(fā)生故障、設備工作環境惡劣導緻設備無法工作等等。電路故障可以分爲硬故障和軟故障。軟故障是暫時(shí)的，并不會(huì)對(duì)芯片電路造成(chéng)永久性的損壞。它通常随機出現，緻使芯片時(shí)而正常工作時(shí)而出現異常。在處理這(zhè)類故障時(shí)，隻需要在故障出現時(shí)用相同的配置參數對(duì)系統進(jìn)行重新配置，就(jiù)可以使設備恢複正常。而硬故障給電路帶來的損壞如果不經(jīng)維修便是永久性且不可自行恢複的。
通常集成(chéng)電路芯片故障檢測必需的模塊有三個：源激勵模塊，觀測信息采集模塊和檢測模塊。源激勵模塊用于將(jiāng)測試向(xiàng)量輸送給集成(chéng)電路芯片，以驅使芯片進(jìn)入各種(zhǒng)工作模式。故，通常希望測試向(xiàng)量集能(néng)盡量多得包含所有可能(néng)的輸入向(xiàng)量。觀測信息采集模塊負責對(duì)之後(hòu)用于分析和處理的信息進(jìn)行采集。觀測信息的選取對(duì)于故障檢測至關重要，它應當盡量多的包含故障特征信息且容易采集。檢測模塊負責分析處理采集到的觀測信息，將(jiāng)隐藏在觀測信息中的故障特征識别出來，以診斷出電路故障的模式。
最早的電路故障診斷方法主要依靠一些簡單工具進(jìn)行測試診斷，它極大地依賴于專家或技術人員的理論知識和經(jīng)驗。在這(zhè)些測試方法中，最常用的主要有四類：虛拟測試、功能(néng)測試、結構測試和缺陷故障測試。虛拟測試不需要檢測實際芯片，而隻測試仿真的芯片，适用于在芯片制造前進(jìn)行。它能(néng)及時(shí)檢測出芯片設計上的故障，但它并未考慮芯片在實際的制造和運行中的噪聲或差異。功能(néng)測試依據芯片在測試中能(néng)否完成(chéng)預期的功能(néng)來判定芯片是否存在故障。這(zhè)種(zhǒng)方法容易實施但無法檢測出非功能(néng)性影響的故障。結構測試是對(duì)内建測試的改進(jìn)，它結合了掃描技術，多用于對(duì)生産出來的芯片進(jìn)行故障檢驗。缺陷故障測試基于實際生産完成(chéng)的芯片，通過(guò)檢驗芯片的生産工藝質量來發(fā)現是否包含故障。缺陷故障測試對(duì)專業技術人員的知識和經(jīng)驗都(dōu)要求很高。芯片廠商通常會(huì)將(jiāng)這(zhè)四種(zhǒng)測試技術相結合，以保障集成(chéng)電路芯片從設計到生産再到應用整個流程的可靠性和安全性。然而，對(duì)于日趨複雜的電路系統，這(zhè)些早期方法越發(fā)顯得捉襟見肘。經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn)和創新，許多新的思想和方法相繼問世。
電壓診斷出現較早且運用較廣。電壓測試的觀測信息是被(bèi)測電路的邏輯輸出值。此方法通過(guò)對(duì)電路輸入不同的測試向(xiàng)量得到對(duì)應電路的邏輯輸出值，然後(hòu)將(jiāng)采集的電路邏輯輸出值與該輸入向(xiàng)量對(duì)應的電路預期邏輯輸出值進(jìn)行對(duì)比，來達到檢測電路在實際運行環境中能(néng)否實現預期邏輯功能(néng)的目的。此方法簡單卻并不适用于冗餘較多的大規模的集成(chéng)電路。若缺陷出現在冗餘部分就(jiù)無法被(bèi)檢測出來。而且當電路規模較大時(shí)，測試向(xiàng)量集也會(huì)成(chéng)倍增長(cháng)，這(zhè)會(huì)直接導緻測試向(xiàng)量的生成(chéng)難且診斷效率低下等問題。此外，如果故障隻影響電路性能(néng)而非電路邏輯功能(néng)時(shí)，電壓診斷也無法檢測出來。由于集成(chéng)電路輸出的電壓邏輯值并不一定與電路中的所有節點相關，電壓測試并不能(néng)檢測出集成(chéng)電路的非功能(néng)失效故障。于是，在 80 年代早期，基于集成(chéng)電路電源電流的診斷技術便被(bèi)提出。電源電流通常與電路中所有的節點都(dōu)是直接或間接相關的，因此基于電流的診斷方法能(néng)覆蓋更多的電路故障。然而電流診斷技術的提出并非是爲了取代電壓測試，而是對(duì)其進(jìn)行補充，以提高故障診斷的檢測率和覆蓋率。電流診斷技術又分爲靜态電流診斷和動态電流診斷。靜态電流診斷技術的核心是將(jiāng)待測電路處于穩定運行狀态下的電源電流與預先設定的阈值進(jìn)行比較，來判定待測電路是否存在故障。可見，阈值的選取便是決定此方法檢測率高低的關鍵。早期的靜态電流診斷技術采用的固定阈值，然而固定的阈值并不能(néng)适應集成(chéng)電路芯片向(xiàng)深亞微米的發(fā)展。于是，後(hòu)人在靜态電流檢測方法上進(jìn)行了不斷的改進(jìn)，相繼提出了差分靜态電流檢測技術，電流比率診斷方法，基于聚類技術的靜态電流檢測技術等。動态電流診斷技術于 90 年代問世。動态電流能(néng)夠直接反應電路在進(jìn)行狀态轉換時(shí)，其内部電壓的切換頻繁程度。基于動态電流的檢測技術可以檢測出之前兩(liǎng)類方法所不能(néng)檢測出的故障，進(jìn)一步擴大故障覆蓋範圍。随著(zhe)智能(néng)化技術的發(fā)展與逐漸成(chéng)熟，集成(chéng)電路芯片故障檢測技術也朝著(zhe)智能(néng)化的趨勢前進(jìn) [2] 。
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