试论集成电路的检测及维护方法

刘利国

中国人民解放军65589部队 黑龙江大庆 163000

1 集成电路的工作原理及组成结构

集成电路，一般简称IC，英文名为integrated circuit，它是一种新型、微型的电子元件或者零部件。通常情况下集成电路采用一种特定的工艺方法，把很多的微电子元件集成到一个硅片上，一般这些电子元件包括晶体管、二极管、电容电阻、电感等，现如今基本所有集成电路的都是以硅作为基础材料，再在其基础上通过扩散或者渗透的工艺方法让其形成N型、P型的半导体或者P-N结。让其在电路板上结合其他元器件一起来完成一些特定功能的电路模块，比如说一些我们平时生活中常见的一些承担运算、导电、存储功能的电子设备。人们把集成电路也称作半导体集成电路，因为一般的集成电路的基板都是半导体材料，然后再在基板上把把至少一个有源元件或者更多的元件相互之间连接到一起，让其完成一些特定功能的元器件。它们一般通过半导体材料所特有的电子空穴导电能了来进行通电，让电流通过半导体上的引线和引脚来进行输入或者输出电流信号，完成半导体集成电路的索要完成的特定功能。人们一般认为集成电路是罗伯特?诺伊思（在硅（Si）的基础上发明的集成电路）和杰克?基尔比（在锗（Ge）的基础上发明的集成电路）发明的。而后随着集成电路的一步步持续改进，现如今市面上大多数的的半导体集成电路都是在硅的基础上进行生产的，一般情况下半导体的工艺过程是氧化→光刻→扩散→外延→蒸铝，然后形成集成电路所需要的半导体材料，把另外一些所需要的二极管、电容、电阻等元器件再焊接到加工好的特定的半导体材料上，就加工成了我们所需要的一些半导体集成电路。它们会有各种各样的样式，比如有扁平式的、圆壳式的、双列直插式的等等，而且它们所实现的功能也是各种各样。

2 集成电路的检测和维护

我们在检测前要了解集成电路及其相关电路的工作原理，熟悉所用集成电路的功能、内部电路、主要电气参数、各引脚的作用以及引脚的正常电压、波形与外围元件组成电路的工作原理。具体如下：要知道信号从那个引脚输入到集成电路内部，对于信号在集成电路内部的处理知道结果就可以了；而输出是从那个引脚到外电路的，修理时要人为的输入一个信号以检查输出正确与否。如是放大还是衰减。电源引脚与电源相连，当集成电路各个引脚均无直流电压时，要检查电源引脚的连接。同时要使用大内阻测量工具测量集成电路引脚直流电压，否则对某些引脚电压会有较大的测量误差。如果确定集成电路部分电路损坏且无备件时，加接外围元件代替集成电路内部已损坏部分，应选用小功率元器件，接线要合理以免造成不必要的寄生耦合，对于高频电路尤其重要。在检测比如像电源电路等大功率电路时，要注意功率集成电路的散热。功率集成电路应散热良好，不允许不带散热器而处于大功率的状态下工作。散热方式可以是散热片或者风扇等，当然大型的高功率电路会用到液冷方式或者热辐射等方式。在检测集成电路故障时，要有防止静电冲击对集成电路损坏的意识。一般的集成电路普遍使用CMOS或者TTL电路，是小功耗的元器件，人体静电的冲击有时会达上千伏，早已超过了它们的极限参数，从而导致电路损坏。对于维修器件也是一样不要带电操作，其原理是一样的。

3 具体集成电路检测和故障分析

3.1 集成电路检测常识

在每次维修一个集成电路前，我们应该首先熟悉其内部的电路走向，各个电路的功能，各元件的参数，电压要求，各引线引脚的走向、波形以及整个集成电路的工作原理。在我们每次带电测量电路中元器件或用示波器测试波形时，应该注意避免造成短路现象，经常测量时因为引脚的短接而损害电路，而最安全的方式与引脚直接连接外围进行测量。在测量集成电路时我们要加倍小心，由于任何不经意间的短路都可能造成不能挽回的损失。电路焊接时一定要焊接牢固，不能出现焊锡的堆积、气孔现象，这样很容易出现虚焊。焊接的时候每次焊接要快，烙铁要尽量用正规的内热式的，对焊接完成的电路板不要立刻通电测试，要先观察焊接是否牢固，必要时用表测试是否有短路现象，确认无误后方可通电测试。任何情况的带电接触带有集成电路的电气设备严格禁止在无电源隔离变压器的带有集成电路的电气设备比如电视、录像等设备直接用外壳已经接地的仪器设备直接测试。因为在不了解设备自身是否带有电源隔离变压器情况下，可能因为你的带电操作而造成整个电气设备的集成电路短接，这样造成的后果不可估量。在使用电烙铁时，我们在焊接的时候是不准带电操作的，因为不知道电烙铁的绝缘性是否达标，一旦在焊接集成电路有电流通过，可能会对电路造成更大的损坏。尤其是在进行焊接MOS电路时，更因加倍小心。

3.2 集成电路常见的控制措施

缺陷定位。缺陷的具体定位是集成电路失效地位中一项重要而且困难的问题。确定了元件的具体失效位置才能进行下一步的工作。所以缺陷定位重要性不言而喻。OBIRCH技术、Emission显微镜技术以及液晶热点检测技术是集成电路失效分析缺陷定位提供了更多的方法。电路分析法。就是通过集成电路的原理图和芯片电路的图纸，结对比芯片失效情况，逐步排查集成电路的失效形式，缩小检查的范围，然后运用)微探针检测技术确定失效的元件的方法。微探针检测技术。微探针检测技术一般是配合着电路分析法一起使用，用微探针来测量内部器件上的电压参数值，比如引脚的电压、电流、伏安特性曲线等。

4 结语

在集成电路产业中，坚持研发新型的、先进制程工艺技术是未来集成电路产业的的发展方向，而实际中各种各样的加工制程工艺特点又个不相同，先进制造工艺和传统制造工艺灵活运用于不同的产品，中国集成电路产业在未来的发展之路任重道远。