[发明专利]具有预测性安全防护装置的半导体封装

说明书

本公开的各实施例涉及具有预测性安全防护装置的半导体封装。本公开描述了用于通过包括附加接触件(即，端子)和电路的功能接触件来现场检测包括集成电路(IC)组件的设备的故障或性能退化的技术，功能接触件被用于将电路连接到系统，电路是系统的一部分。这些附加接触件可以在封装表面的外部，并且可以被用于测量随时间动态变化的电特性，例如，电压、电流、容量、温度和阻抗。这些电特性可以表示一个或多个故障模式并且可以被视为设备健康状态(SOH)的指标。

技术领域

本公开涉及集成电路的现场可靠性测试。

背景技术

在操作使用期间，半导体器件的性能可能退化或故障，这有时被称为现场故障。在一些示例中，在没有可检测的现场故障的情况下，半导体器件的性能可能随时间退化。在要求高可靠性的应用中，诸如商用飞机、汽车、火车、电网和类似应用中，可靠性问题可以通过例如定期更换某些组件来减轻。但是，按计划进行更换可能很昂贵，并且对于仍能完全发挥功能的组件，半导体组件的按计划更换也可能发生。

在其他示例中，在高可靠性应用中使用的组件可能会受到严格的设计和测试要求，这可能会显著增加组件成本。

发明内容

总体上，本公开针对通过包括附加接触件(即，端子)和功能接触件来检测集成电路(IC)组件的现场故障或性能退化的技术，功能接触件被用于将IC连接至系统，IC是系统的一部分。这些附加接触件可以在IC封装内部或封装表面外部，并且可以被用于测量随时间动态变化的电特性，例如，电压、电流、容量、温度和阻抗。这些电特性可以表示一个或多个故障模式，并且可以被视为针对IC内部或通过信号发送到包括IC的系统的产品健康状态(SOH)的指标。

在一个示例中，本公开描述了设备，设备包括被配置为执行一个或多个电路操作的IC以及包括第一端子和第二端子的多个外部端子。多个外部端子被配置为提供到IC的电连接并且在IC正在执行一个或多个电路操作时，提供对第一端子与第二端子之间的电特性的测量，以及其中所测量的电特性指示设备的健康状态(SOH)。

在另一示例中，本公开描述了系统，系统包括：被配置为执行一个或多个电路操作的IC设备，IC设备包括多个外部端子，多个外部端子包括第一端子和第二端子。多个外部端子被配置为提供到集成电路的电连接，并且多个端子中的第一端子被配置为在IC正在执行一个或多个电路操作时，提供对第一端子与第二端子之间的电特性的测量。所测量的电特性指示设备的健康状态(SOH)。系统还包括被配置为确定电特性的测量电路，其中电特性确定电压、电流、阻抗和温度中的一个或多个。

在另一示例中，本公开描述了方法，方法包括：在第一时间，通过测量电路来测量IC的第一端子与第二端子之间的电特性。第一端子和第二端子是IC的、被配置为提供到IC的电连接的端子，以及其中IC被配置为执行一个或多个电路操作。方法还包括在不同于第一时间的第二时间，通过测量电路来测量IC的第一端子与第二端子之间的电特性；将在第一时间所测量的电特性与在第二时间所测量的电特性进行比较；以及在IC正在执行一个或多个电路操作时，基于比较来确定IC的健康状态(SOH)。

在附图和以下描述中阐述了本公开的一个或多个示例的细节。根据说明书和附图以及根据权利要求书，本公开的其他特征、目的和优点将显而易见。

附图说明

图1是图示了根据本公开的一个或多个技术的用于测量集成电路(IC)的两个端子之间的电特性的系统的概念图。

图2是图示了根据本公开的一个或多个技术的被配置为测量IC的两个端子之间的电特性的IC的概念图。

图3是图示了根据本公开的一个或多个技术的测量IC的端子之间的电特性的另一示例的概念图。

图4是图示了根据本公开的一个或多个技术的被添加到IC来测量IC的至少两个端子之间的电特性的多个附加端子的示例的概念图。