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基于激光电子散斑干涉技术的IC芯片封装热变形测试系统的研究

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第一章 绪论

§1.1 课题来源

§1.2 课题研究背景和意义

§1.3 国内外研究现状

§1.4 论文各章主要内容

第二章 ESPI的测量原理

§2.1 散斑技术的起源与发展

§2.2 散斑的物理性质

§2.3 ESPI测量原理

§2.4 本章小结

第三章 恒温控制器的设计

§3.1 概述

§3.2 恒温控制器的硬件设计

§3.3 恒温控制系统的软件设计

§3.4 系统调试

§3.5 本章小结

第四章 图像处理

§4.1 散斑图像处理概述

§4.2 直方图图像增强

§4.3 中值滤波

§4.4 二值化

§4.5 本章小结

第五章 测试系统框图及其搭建

§5.1 IC芯片封装测试系统的设计思路

§5.2 系统搭建及其调试

§5.3 本章小结

第六章 测试系统的应用及实验结果

§6.1 加速寿命实验步骤

§6.2 加速寿命试验应力及其应力模式的选取

§6.3失效机理一致性判定

§6.4 寿命预测模型

§6.5 实验过程和数据分析

§6.6 本章小结

第七章 总结与展望

§7.1 工作总结

§7.2 展望

致谢

参考文献

作者在攻读硕士期间的主要研究成果

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摘要

目前,由于集成电路发展迅速,芯片可靠性地位越来越重要,封装热变形测试已成为集成电路产业链中的一个重要环节,因此深入研究IC芯片封装的热变形测试系统对集成电路的稳定及其安全使用具有重大的意义。本文对芯片封装热变形的测量以激光测量法为主,具有非接触、纳米量级的灵敏度、全场分析测量等优点。
  首先,针对现有测试系统的不足,设计并搭建了一套完整的测试系统,主要包括恒温控制系统、温度检测系统、光学测试平台及其图像处理。本系统中温度控制是系统的重点,文中采用固态继电器和自整定PID算法来进行温度的恒定,使用固态继电器控制发热丝的通断,PID算法进行温差控制,使温差能够趋近于零;根据实验对采集到的温度精度要求,选用了AD590进行温度检测,并对其参数进行了分析;其次,利用ESPI软件采集散斑图,由于采集到的散斑图像有许多噪声,所以利用图像增强、中值滤波和二值化方法进行图像处理。
  本文采用以离面位移作为失效敏感参数的寿命预测模型,最后根据该模型对实验器件进行寿命预测。通过实验结果与相关资料的比较,证明该系统的设计方案具有可行性等特点,为今后进行激光电子散斑干涉法测量VLSI封装热可靠性分析系统研究奠定了基础。

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