[发明专利]倒扣封装芯片抗单粒子效应性能测试装置及方法

说明书

本发明公开了倒扣封装芯片抗单粒子效应性能测试装置和方法，该装置包括工装、PCB板和待测芯片，其中，通过合理设计工装，使满足待测芯片直接置于工装内即可进行抗单粒子效应性能的测试，且工装不会对对待测芯片形成遮挡，进而实现将待测芯片的基片减薄到足够薄以获取足够数量的重离子种类。本发明避免了待测芯片在焊接过程中损坏的可能，从而节省试验准备时间和成本。

技术领域

本发明涉及卫星通信系统设计与性能评估领域，特别涉及倒扣封装芯片抗单粒子效应性能测试装置及方法。

背景技术

航天器工作的空间环境恶劣，在轨运行期间航天器电子系统的芯片会因为单粒子效应、总剂量效益、位移效应等多种空间效应而无法正常工作。因此，航天器在研制过程中，需要对电子系统进行抗辐射加固设计，提高电子系统的抗辐射性能，相应地，需要对电子系统的芯片进行抗辐射性能评估。

在对航天器电子系统的芯片进行性能评估过程中，通常采用重离子辐照试验，测试获取芯片的LET翻转截面，这里，LET翻转截面是芯片抗单粒子性能的重要指标，也是航天器电子系统抗辐射加固设计过程中选择抗单粒子效应加固手段的基础参数和依据。

随着微电子技术和计算机技术的发展，航天器电子系统选用的芯片的功能密度越来越高，这些高功能密度的芯片由于需要引出的信号数量多，无法采用正面封装，往往采用倒扣封装；在采用倒扣封装的芯片设计的电路板中，芯片的基片朝上，芯片下面是PCB板。

在对倒扣封装的芯片进行抗单粒子效应性能测试时，无论从正面还是背面对该芯片进行辐照试验，重离子都会因遮挡而难以到达芯片，所以，通常采用将芯片的基片减薄，然后进行重离子辐照试验。然而，如果将芯片的基片减薄到理想厚度，由于芯片结构过薄，在将芯片焊接到PCB板时，会由于高温而导致芯片裂开；相对地，如果为保证芯片结构强度，确保芯片在焊接到PCB板过程中不会因高温而损坏芯片，则可供选择的重离子种类数量太少，而使得无法得到该芯片的LET翻转截面；再者，即使先将芯片焊接到PCB板时，而因PCB板厚度不均匀，使得难以将芯片的基片减薄到理想的厚度。

因此，找到一种既能确保足够种类的重离子供辐照试验选择，又能保证电子系统的芯片正常工作的高功能密度的倒扣封装芯片抗单粒子效应性能测试方法成为了现今亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种既能保证高功能密度的倒扣封装芯片的基片减薄到足够厚度，又能保证芯片在电子系统中能够正常工作的同时有足够多种类的重离子可供选择，进而测试获取高功能密度的倒扣封装芯片的LET翻转截面的试验方法。

为了解决上述问题，本发明提供了倒扣封装芯片抗单粒子效应性能测试装置，包括工装、PCB板和待测芯片，其中，所述工装固定设置于所述PCB板上，所述工装与所述PCB板接触的接触面上设置有若干引脚触点；所述工装开设有一空腔，所述空腔在与所述接触面相对的一端面上设有第一开口；所述工装包括一旋转螺丝，所述旋转螺丝穿过所述第一开口，并可沿垂直于所述接触面的方向移动，所述旋转螺丝沿其移动方向开设有一第一贯通孔；进行测试时，所述待测芯片放置在所述空腔内，通过旋转所述旋转螺丝，使所述旋转螺丝向所述接触面方向移动并压紧所述待测芯片，使所述待测芯片通过所述引脚触点与所述PCB板形成电连接，重离子通过所述第一贯通孔直接辐照至所述待测芯片。

较佳地，所述工装包括芯片容器上盖、芯片容器和芯片容器底板，其中，所述芯片容器底板固定设置于所述PCB板上，所述引脚触点设置于所述芯片容器底板上；所述芯片容器固定设置于所述芯片容器底板上，所述芯片容器开设有一第二贯通孔，所述第二贯通孔的第一端口与所述芯片容器底板相接触，形成所述空腔，所述第二贯通孔的第二端口即为所述第一开口；所述旋转螺丝穿设于所述芯片容器上盖上，所述芯片容器上盖通过一扣紧结构扣紧在所述芯片容器上。

较佳地，进行测试时，所述待测芯片的裸芯片位于所述第一贯通孔径向截面在所述接触面的投影范围内。