河北省2023年職業(yè)院校“集成電路開發(fā)及應(yīng)用”（高職組）技能大賽賽項樣題

2023集成電路開發(fā)及應(yīng)用河北省2023年職業(yè)院校技能大賽集成電路開發(fā)及應(yīng)用賽項

[量時：210分鐘]競賽樣題

注意事項一、競賽任務(wù)概述本賽項包括集成電路工藝仿真、集成電路應(yīng)用、集成電路測試和職業(yè)素養(yǎng)與安全生產(chǎn)等4個競賽任務(wù)，各任務(wù)分值分別為20、30、45、5分，本賽項滿分為100分。二、注意事項1.如出現(xiàn)任務(wù)書缺頁、字跡不清等問題，請及時向裁判示意，并進行任務(wù)書的更換。2.參賽隊應(yīng)在指定時間內(nèi)完成任務(wù)書規(guī)定內(nèi)容。3.競賽設(shè)備包含1臺計算機。選手在競賽過程中創(chuàng)建的測試程序必須存儲到“ D:\2023JCDL”文件夾中，未存儲到指定位置的運行記錄或程序文件不作為競賽成果予以評分。計算機編輯文件請實時存盤，建議5-10分鐘存盤一次，客觀原因斷電情況下，酌情補時不超過十五分鐘。4.任務(wù)書中只得填寫競賽相關(guān)信息，不得出現(xiàn)學(xué)校、姓名等與身份有關(guān)的信息或與競賽過程無關(guān)的內(nèi)容，否則成績無效。5.由于參賽選手人為原因?qū)е赂傎愒O(shè)備損壞，以致無法正常繼續(xù)比賽，將取消參賽隊競賽資格。6.參賽選手在焊接等操作過程中應(yīng)當嚴格遵守安全操作規(guī)范，注意安全用電，保持桌面整潔。7.模擬測試任務(wù)提供部分元器件，供選手自行選擇，設(shè)計并制作測試電路。8.選手須在競賽開賽30分鐘內(nèi)確認焊接套件的器件缺失情況，如有缺失可申請補領(lǐng)器件，開賽30分鐘后每補領(lǐng)1個器件將被扣1分。集成電路測試部分任務(wù)不提供備用板供選手替換。綜合測試裝配的電路板現(xiàn)場評分結(jié)束后提交裁判評判，若選手裝配的綜合應(yīng)用電路板功能不正確，僅提供套件供選手裝配，但將按照規(guī)程酌情扣分。9.選手僅可攜帶賽項規(guī)程中允許攜帶的物品進入賽場，其余電子產(chǎn)品不得帶入賽場。10.參賽選手按照大賽規(guī)定通過現(xiàn)場下發(fā)的U盤提交相關(guān)文檔和競賽結(jié)果。11.選手不得做出影響其他賽位選手比賽的行為，如大聲喧嘩等，必須按照裁判長的指揮完成競賽任務(wù)。

第一部分集成電路工藝仿真該部分為局域網(wǎng)機考試題，軟件操作須知:根據(jù)要求在指定的網(wǎng)址上運行“IC制造虛擬仿真教學(xué)平臺(考核版)”軟件，本任務(wù)所有答題均在該軟件中運行。在打開界面的輸入框內(nèi)輸入本次競賽的賽位號、規(guī)定的試卷號口令(現(xiàn)場下發(fā)口令）確認后，點擊“開始測試”，依次進行集成電路制造工藝題、集成電路工藝交互動畫實操等環(huán)節(jié)的答題。答題完成后，點擊“提交”，即完成集成電路工藝仿真任務(wù)。注意:集成電路工藝交互動畫實操每做完一道交互動畫題需要單獨提交一次，提示“本題結(jié)束”并跳轉(zhuǎn)到下一道交互動畫題，完成提交后視為答題結(jié)束且不能再次答題，不提交該道交互動畫題將無成績。任務(wù)1:集成電路制造工藝一、單選題1、窄間距小外形封裝的英文簡稱為（）。A、SIPB、SOPC、SSOPD、QFP2、視頻展示的是封裝工藝中引線鍵合的操作過程，其中現(xiàn)象①表示的環(huán)節(jié)是（）。A、燒球B、植球C、走線D、壓焊4、在外觀檢查中發(fā)現(xiàn)料管破損，應(yīng)()。A、繼續(xù)使用B、及時更換C、對破損部位進行修補D、視情況而定5、管裝包裝時，將真空包裝的編帶盤放入內(nèi)盒、合上蓋子后，需要在內(nèi)盒的封口邊()處貼上“合格”標簽。A、左側(cè)B、右側(cè)C、中央D、任意位置6、SOP封裝的芯片一般采用()形式進行包裝。A、卷盤B、編帶C、料管D、料盤7、晶圓貼膜過程中，需要外加一個（），它起到支撐的作用。A、晶圓基底圓片B、晶圓貼片環(huán)C、藍膜支撐架D、固定掛鉤8、下圖中，不屬于晶須的是（）。A、圖1B、圖2C、圖3D、圖49、干-濕-干氧化過程中，第一次干氧氧化的目的是（）。A、形成所需的二氧化硅膜厚度B、獲得致密的二氧化硅表面C、提高二氧化硅和光刻膠的黏附性D、改善二氧化硅和硅交界面的性能10、平移式設(shè)備芯片檢測工藝流程中，上料之后的環(huán)節(jié)通常是()。A、測試B、分選C、真空包裝D、外觀檢查二、多選題1、編帶具有()等優(yōu)點。A、容量大B、體積小C、節(jié)約存放空間D、保護元器件不受污染或損壞2、涂膠過程中，造成圖中所示的異?，F(xiàn)象的原因可能是什么？A、滴膠時膠中帶有氣泡B、旋涂時間過長C、噴膠時膠液偏離襯底中心D、給膠量不足？3、通常情況下，以下()封裝形式的芯片采用重力式分選機設(shè)備進行測試。A、LGAB、DIPC、SOPD、QFN4、晶圓檢測工藝的外檢環(huán)節(jié)可能會檢查到的異常情況有：()。A、墨點沾污B、扎針異常C、墨點大小點D、長形點三、填空題1、加溫測試時將需要高溫加熱的晶圓放置在_____上，根據(jù)晶圓測試隨件單上的加溫條件對晶圓進行加溫。2、在完成料管真空包裝后，如果發(fā)現(xiàn)包裝袋有明顯空氣殘留，就需要_______。3、對單晶硅錠進行外形整理主要包括切割分段、_______研磨、定位面研磨。4、完整的編帶由蓋帶和______組成。任務(wù)2:晶圓制造工藝仿真操作晶圓制造工藝仿真操作包含硅提純、單晶硅生長等相關(guān)工藝知識點。任務(wù)3:晶圓測試工藝仿真操作晶圓測試工藝仿真操作包含導(dǎo)片、扎針測試、打點、外檢、真空入庫等相關(guān)工藝知識點。任務(wù)4:集成電路封裝工藝仿真操作集成電路封裝工藝仿真操作包含晶圓切割、引線鍵合、塑封、激光打字、切筋成型等相關(guān)工藝知識點。

第二部分集成電路應(yīng)用一、比賽要求集成電路應(yīng)用部分由MCU主控模塊、人機交互模塊、傳感器模塊和功能模塊組成。選手需將測試通過的芯片焊接到應(yīng)用模塊的指定位置，焊接裝配完成后，將各模塊板根據(jù)任務(wù)說明進行級聯(lián)，編寫代碼并下載到MCU核心板實現(xiàn)相應(yīng)功能。二、比賽內(nèi)容1.硬件級聯(lián)說明將MCU主控模塊、人機交互模塊和所有應(yīng)用模塊進行級聯(lián)，所有模塊板之間的級聯(lián)均采用杜邦線由選手自行連接。2.功能要求（1）開機自檢功能編寫代碼實現(xiàn)開機自檢功能，上電后數(shù)碼管、LED、LCD、蜂鳴器等，需展現(xiàn)任務(wù)描述的現(xiàn)象。按下任意鍵后，可實現(xiàn)消隱功能。傳感器功能實現(xiàn)編寫代碼實現(xiàn)傳感器檢測功能，并按任務(wù)說明將壓力值顯示到數(shù)碼管或LCD上。（3）組合功能實現(xiàn)編寫代碼實現(xiàn)各模塊組合后的功能，傳感器獲取數(shù)據(jù)，功能模塊根據(jù)傳感器數(shù)值進行變化。

第三部分集成電路測試一、比賽要求比賽現(xiàn)場下發(fā)比賽所需的集成電路芯片、配套的焊接套件及相關(guān)技術(shù)資料（芯片資料手冊、焊接套件清單等）。參賽選手在規(guī)定時間內(nèi)，按照相關(guān)電路原理與電子裝接工藝，設(shè)計、焊接、調(diào)試集成電路功能測試工裝板，借助于測試平臺完成相應(yīng)測試任務(wù)。二、比賽內(nèi)容1.元器件核查參賽選手按照賽題所提供的焊接套件清單進行元器件的辨識、清點和焊接。賽題所涉及的元器件種類可能包括：電阻、電容、電感、二極管、三極管、電位器、LED發(fā)光二極管、MCU、晶振、74系列芯片、CMOS系列芯片、運算放大器芯片等，包含DIP、SOP等常見集成電路封裝形式，具體涉及到的元器件以現(xiàn)場下發(fā)為準。2.測試工裝焊接調(diào)試參賽選手針對現(xiàn)場下發(fā)的芯片，按照給定的芯片資料和現(xiàn)場下發(fā)的測試工裝DUT板、Mini轉(zhuǎn)換板及綜合應(yīng)用電路板上焊接測試工裝并調(diào)試，完成測試工裝與測試平臺之間的信號接入。測試工裝電路板焊接調(diào)試完成后，必須用萬用表測試測試工裝板VCC及GND之間是否存在短路，若存在短路現(xiàn)象，必須排除后方可使用測試平臺進行測試，以免造成設(shè)備損壞。注意：每個測試任務(wù)所需的工裝僅裝配在一個Mini轉(zhuǎn)換板及DUT板中，選手演示測試結(jié)果供裁判評判時不得再次進行接線操作，僅允許選手更換測試程序接受測試。選手需要重新接線的測試任務(wù)，裁判將不予以測試，該任務(wù)以0分計入總成績。3.集成電路測試程序的編寫參賽選手在Windows10操作系統(tǒng)的VS2013開發(fā)環(huán)境下編寫基于C語言的測試程序，賽題提供測試所用的相應(yīng)函數(shù)，在提供的參考程序基礎(chǔ)上按照任務(wù)書的要求編寫測試程序并完成調(diào)試及測試任務(wù)。參賽選手根據(jù)任務(wù)書測試要求及被測集成電路的芯片資料，將需要測試的結(jié)果按照要求通過編寫的上位機程序界面呈現(xiàn)。4.芯片參數(shù)、基本功能及綜合應(yīng)用電路的測試測試時僅評判任務(wù)書要求測試的相關(guān)功能，對于選手未按照要求額外完成的功能不予以評判。測試結(jié)果在屏幕呈現(xiàn)，具體呈現(xiàn)要求見任務(wù)書描述。測試集成電路的某些基本參數(shù)時持續(xù)時間不能過長（例如運算放大器的最大短路輸出電流），以免損壞芯片或者測試平臺。本測試任務(wù)中涉及的所有集成電路引腳從其第1腳開始編號依次為PIN1、PIN2…….。5.測試輔助元件集成電路測試任務(wù)提供測試輔助元器件，其中電阻均為0805封裝，電位器均為3296封裝，可供選擇的電阻阻值包括：100、1K、1.5K、2K、2.4K、2.7K、3K、3.3K、6.8K、7.5K、10K、15K、20K、100K（每個品種不少于2只），電位器阻值為：20K（2只），數(shù)碼管，撥碼開關(guān)。三、比賽任務(wù)任務(wù)一、數(shù)字集成電路測試 需要選手測試的數(shù)字集成電路型號為74HC00，芯片參考資料參見下發(fā)資料中相應(yīng)文檔。任務(wù)描述：設(shè)計測試工裝電路，在下發(fā)的MiniDUT板中完成焊接裝配，裝入DUT轉(zhuǎn)換板中，完成測試平臺信號接入，根據(jù)測試任務(wù)要求，編寫測試程序完成測試并將測試結(jié)果在屏幕顯示，若需要顯示的信息存在單位，必須同步顯示，顯示要求見相應(yīng)任務(wù)說明。注意：選手需將測試芯片放入8~24P的直插芯片測試座，再將測試座裝配入MiniDUT板中。（1）參數(shù)測試。1．開短路測試2．輸入高電平電壓3．輸入低電平電壓4．輸出高電平電壓5．輸出低電平電壓（2）功能測試。1．與非門邏輯測試。2.芯片應(yīng)用電路設(shè)計與驗證任務(wù)二、模擬集成電路測試 需要選手測試的模擬集成電路型號為：TL072，放大器芯片參考資料參見下發(fā)資料中相應(yīng)文檔。任務(wù)描述：設(shè)計測試工裝電路，在下發(fā)的MiniDUT板中完成焊接裝配，裝入DUT轉(zhuǎn)換板中，完成測試平臺信號接入，根據(jù)測試任務(wù)要求，編寫測試程序完成測試并將測試結(jié)果在屏幕顯示，若需要顯示的信息存在單位，必須同步顯示，顯示要求見相應(yīng)任務(wù)說明。注意：選手需將測試芯片放入8~24P的直插芯片測試座，再將測試座裝配入MiniDUT板中。測試條件：在下列測試任務(wù)中，芯片TL072電源供電電壓均為±10V。（1）參數(shù)測試。1．短路電流測試2．