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ICチップの入出力信号線の弛張発振回路を用いた破断予兆検出法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17H01715
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 計算機システム
研究機関徳島大学

研究代表者

橋爪 正樹  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 教授 (40164777)

研究分担者 四柳 浩之  徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (90304550)
横山 洋之  秋田大学, 情報統括センター, 准教授 (80250900)
多田 哲生  徳島文理大学, 理工学部, 教授 (40368832)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円)
2020年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2017年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード電気検査法 / 断線 / 電流テスト / 3次元積層IC / アセンブリ基板 / インターコネクトテスト / 実装基板回路 / 欠陥検出法 / 電気的検査法 / 計算機システム / ディペンダブル・コンピューティング / 電子デバイス・機器 / 予兆検出 / 抵抗断線 / 破断検出
研究成果の概要

本研究ではICチップとプリント配線板間の配線に発生する破断予兆となる断線欠陥を電気検査で発見するための検査用回路とそれを用いた検査法を開発した。そこではチップ内に組み込んだ弛緩発振器に検査時にのみ電流を流し発振させその発振周波数の異常でその予兆を検出する検査法だけでなく、検査時に流す電流の静的値による検査法とその検査回路も開発した。それにより電子製品を市場に出荷する前に行う検査だけでなく、製品出荷後に市場で行う検査も可能となった。さらにICチップを積層し作製する3次元積層IC内のチップ間配線に発生する破断予兆となる断線を発見する検査法ならびに不良配線を良品配線に置き換える救済法も開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

電子機器の小型化要求により、狭ピッチICを用いた実装基板回路やICチップを積層して作る3次元積層ICが作られるようになってきた。その回路ではICチップ間に発生した断線の発見がその回路を用いた電子機器の信頼性低下を招き問題となっている。特に自動車や電車等、長期に亘って高信頼性が求められる場合にその断線を確実に発見することが求められているが、既存の検査法ではそれが行えない。本研究で開発した検査回路ならびにそれを用いた検査法では破断し信号伝搬できない配線の検出だけでなく、一部破断し信号が伝搬する配線までも検出できる能力を有しており、社会が求める高信頼性の実現への寄与が期待できる。

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (8件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 7件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] NTUST(その他の国・地域(台湾))

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] UTeM(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] 台湾科技大学(中華民国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] マラッカ技術大学(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] 台湾科技大学(中華民国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] フロリダアトランティック大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] マラッカ技術大学(マレーシア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] NTUST(Taiwan)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Open Defect Detection in Assembled Circuit Boards with Built-In Relaxation Oscillators2021

    • 著者名/発表者名
      Ikiri Yuki, Fumiya Sako, Hashizume Masaki, Yotsuyanagi Hiroyuki, Shyue-Kung Lu, Toru Yazaki, Yasuhiro Ikeda and Yutaka Uematsu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology

      巻: 11 号: 6 ページ: 931-943

    • DOI

      10.1109/tcpmt.2021.3079159

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Detectable Resistance Increase of Open Defects in Assembled PCBs by Quiescent Currents through Embedded Diodes2021

    • 著者名/発表者名
      Yuya Okumoto, Hiroyuki Yotsuyanagi, Masaki Hashizume and Shyue-Kung Lu
    • 雑誌名

      Proc. of 2021 International Conference on Electronics Packaging (ICEP)

      巻: -

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Temperature Sensing with a Relaxation Oscillator in CMOS ICs2020

    • 著者名/発表者名
      Fumiya Sako, Yuki Ikiri, Masaki Hashizume, Hiroyuki Yotsuyanagi, Hiroshi Yokoyama and Shyue-Kung Lu
    • 雑誌名

      Proc. of The 35th International Technical Conference on Circuits/Systems, Computers and Communications

      巻: - ページ: 141-144

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Open Defect Detection Not Utilizing Boundary Scan Flip-Flops in Assembled Circuit Boards2020

    • 著者名/発表者名
      Michiya Kanda, Masaki Hashizume, Binti ALI Fara Ashikin, Hiroyuki Yotsuyanagi, Shyue-Kung Lu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology

      巻: 10 号: 5 ページ: 895-907

    • DOI

      10.1109/tcpmt.2020.2973182

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Electrical Field Test Method of Resistive Open Defects between Dies by Quiescent Currents through Embedded Diodes2019

    • 著者名/発表者名
      Soneda Hanna、Hashizume Masaki、Yotsuyanagi Hiroyuki、Lu Shyue-Kung
    • 雑誌名

      Proc. of The IEEE 2019 International 3D Systems Integration Conference

      巻: 1 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1109/3dic48104.2019.9058777

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Design for Testability of Open Defects at Interconnects in 3D Stacked ICs2018

    • 著者名/発表者名
      ASHIKIN Fara、HASHIZUME Masaki、YOTSUYANAGI Hiroyuki、LU Shyue-Kung、ROTH Zvi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E101.D 号: 8 ページ: 2053-2063

    • DOI

      10.1587/transinf.2018EDP7093

    • NAID

      130007429462

    • ISSN
      0916-8532, 1745-1361
    • 年月日
      2018-08-01
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Stand-by Mode Test Method of Interconnects between Dies in 3D ICs with IEEE 1149.1 Test Circuits2018

    • 著者名/発表者名
      Kanda Michiya、Yabui Daisuke、Hashizume Masaki、Yotsuyanagi Hiroyuki、Lu Shyue-Kung
    • 雑誌名

      Proc. of IEEE CPMT Symposium Japan 2018

      巻: 1 ページ: 189-192

    • DOI

      10.1109/icsj.2018.8602560

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Recovery of Defective TSVs with A Small Number of Redundant TSVs in 3D Stacked ICs2021

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ikiri, Masaki Hashizume, Hiroyuki Yotsuyanagi, Hiroshi Yokoyama and Shyue-Kung Lu
    • 学会等名
      The 21st IEEE Workshop on RTL and High Level Testing
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 弛緩発振器を用いた組込み型温度センサによる温度推定の可能性2020

    • 著者名/発表者名
      硲 文弥, 伊喜利 勇貴, 橋爪 正樹, 四柳 浩之, 横山 洋之, Shyue-Kung Lu
    • 学会等名
      電気・電子・情報関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アナログ素子で構成する弛緩発振器によるCMOS IC内温度測定2020

    • 著者名/発表者名
      大寺 佑都, 硲 文弥, 伊喜利 勇貴, 四柳 浩之, 橋爪 正樹, Shyue-Kung Lu
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 電流テストによるダイ間断線検出のためのpMOSのオン抵抗値を用いた断線抵抗値の推定2020

    • 著者名/発表者名
      奥本 裕也, 曽根田 伴奈, 橋爪 正樹, 四柳 浩之, Shyue-Kung Lu
    • 学会等名
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 電気試験法による実装基板内抵抗断線の出荷後検出法2019

    • 著者名/発表者名
      曽根田 伴奈, 神田 道也, 四柳 浩之, 橋爪 正樹, Shyue-Kung Lu
    • 学会等名
      第29回マイクロエレクトロニクスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] バウンダリスキャンテストによる3D IC内ダイ間抵抗断線検出可能性調査2019

    • 著者名/発表者名
      池内 康祐, 神田 道也, 四柳 浩之, 橋爪 正樹, Shyue-Kung Lu
    • 学会等名
      第29回マイクロエレクトロニクスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] バウンダリスキャンテスト回路を用いた待機モード時電気試験を可能にするTAPCの開発2019

    • 著者名/発表者名
      池内 康祐, 神田 道也, 平井 智士, 四柳 浩之, 橋爪 正樹
    • 学会等名
      第33回エレクトロニクス実装学会春季講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Health Monitoring of Electronic Circuits in IoT Systems2019

    • 著者名/発表者名
      Masaki Hashizume
    • 学会等名
      The 5-th International Forum on Advanced Technologies
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] リングオシレータを用いた3D IC内ダイ間断線検出のMOS製造ばらつきによる影響2018

    • 著者名/発表者名
      宮武 典子, 四柳 浩之, 横山 洋之, 橋爪 正樹, 多田 哲生
    • 学会等名
      電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] MOS製造ばらつきに対するダイオード組込型検査用回路を用いた検査法の抵抗断線検出能力2018

    • 著者名/発表者名
      曽根田 伴奈, 神田 道也, 橋爪 正樹, 四柳 浩之, Shyue-Kung Lu
    • 学会等名
      電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Oscillation Frequency Estimation of Ring Oscillator for Interconnect Tests in 3D Stacked ICs2018

    • 著者名/発表者名
      Miyatake Noriko, Masaki Hashizume, Hiroyuki Yotsuyanagi, Hiroshi Yokoyama and Tetsuo Tada
    • 学会等名
      2018 RISP International Workshop on Nonlinear Circuits, Communications
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リングオシレータを用いた3D IC内ダイ間配線検査法の発振周波数の温度依存性調査2017

    • 著者名/発表者名
      宮武 典子, 四柳 浩之, 横山 洋之, 橋爪 正樹, 多田 哲生
    • 学会等名
      電気関係学会四国支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] BC1タイプのバウンダリスキャンテスト回路を用いた実装基板のオンライン配線検査法2017

    • 著者名/発表者名
      薮井 大輔, 四柳 浩之, 橋爪 正樹
    • 学会等名
      第27回マイクロエレクトロニクスシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A Defective Level Monitor of Open Defects in 3D ICs with a Comparator of Offset Cancellation Type2017

    • 著者名/発表者名
      Michiya Kanda, Masaki Hashizume, Hiroyuki Yotsuyanagi and Shyue-Kung Lu
    • 学会等名
      2017 IEEE Int. Symposium on Defect and Fault Tolerance in VLSI and Nanotechnology Systems
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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