集成電路(IC)測試工作原理

集成電路(IC)測試工作原理   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　本系列一共四章，下面是第一部分，主要討論芯片開發(fā)和生產(chǎn)過程中的IC測試基本原理，內(nèi)容覆蓋了基本的測試原理，影響測試決策的基本因素以及IC測試中的常用術(shù)語。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

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　　2 數(shù)字集成電路測試的基本原理   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　器件測試的主要目的是保證器件在惡劣的環(huán)境條件下能實現(xiàn)設計規(guī)格書所規(guī)定的功能及性能指標。用來完成這一功能的自動測試設備是由計算機控制的，，測試工程師對計算機科學編程和操作系統(tǒng)有詳細的認識，測試工程師清晰了解測試設備與器件的接口，懂得怎樣模擬器件將來的電操作環(huán)境，這樣器件被測試的條件類似于將來的應用環(huán)境。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

溫馨提示：將鼠標指針放在圖片上，滾動鼠標可以動態(tài)改變圖片大小，方便分析電路圖。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　首先有一點明顯的是，測試成本是一個很重要的因素，關(guān)鍵目的之一幫助降低器件的生產(chǎn)成本，甚至在優(yōu)化的條件下，測試成本有時能占到器件總體成本的40%左右，良品率和測試時間達到一個平衡，以取得最好的成本效率。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　2.1 不同測試目標的考慮   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　依照器件開發(fā)和制造階段的不同，采用的工藝技術(shù)的不同，測試項目種類的不同以及待測器件的不同，測試技術(shù)可以分為種類。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　器件開發(fā)階段的測試：特征分析：保證設計的正確性，決定器件的性能參數(shù);   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　產(chǎn)品測試：確保器件的規(guī)格和功能正確的前提下減少測試時間提高成本效率; 可靠性測試：保證器件能在規(guī)定的年限之內(nèi)正確工作;   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　來料檢查：保證在系統(tǒng)生產(chǎn)過程中使用的器件都能滿足它本身規(guī)格書要求，并能正確工作。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　制造階段的測試：   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　圓片測試：在圓片測試中，要讓測試衣管腳與器件盡地靠近，保證電纜，測試衣和器件的阻抗匹配，以便于時序和矯正。因而探針卡的阻抗匹配和延時問題加以考慮。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　封裝測試：器件插座和測試頭的電線引起的電感是芯片載體及封裝測試的一個首要的考慮因素。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　特征分析測試，門臨界電壓、多域臨界電壓、旁路電容、金屬場臨界電壓、多層間電阻，金屬多點接觸電阻、擴散層電阻，接觸電阻以及FET寄生漏電等參數(shù)測試。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　通常的工藝種類：   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　TTL、ECL、CMOS、NMOS、Others   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　通常的測試項目種類：   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　功能測試：真值表、算法向量生成   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　直流參數(shù)測試：開路/短路測試，輸出驅(qū)動電流測試、漏電電源測試、電源電流測試、轉(zhuǎn)換電平測試等。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　交流參數(shù)測試：傳輸延遲測試，建立保持時間測試、功能速度測試、存取時間測試、刷新/等待時間測試，上升/下降時間測試。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　2.2 直流參數(shù)測試   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　直流測試是基于歐姆定律的用來確定器件電參數(shù)的穩(wěn)態(tài)測試方法。比如，漏電流測試在輸入管腳施加電壓，這使輸入管腳與電源或地的電阻上有電流通過，然后測量其該管腳電流的測試，輸出驅(qū)動電流測試在輸出管腳上施加電流，然后測量該管腳與地或電源的電壓差。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　通常的DC測試：   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　接觸測試(短路-開路)：這項測試保證測試接口與器件正常連接，接觸測試通過測量輸入輸出管腳上保護二極管的自然壓降來確定連接性。二極管上施加一個適當?shù)恼�向偏置電流，二極管的壓降將是0.7V左右，接觸測試就可以由以下步驟來完成：   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　(1)管腳設為0V，   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　(2)待測管腳上施加正向偏置電流"I"，   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　(3)測量"I"引起的電壓，   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　(4)該電壓小于0.1V，說明管腳短路，   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　(5)電壓大于1.0V，說明該管腳開路，   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　(6)電壓在0.1V到1.0V，說明該管腳正常連接。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　漏電(IIL，IIH，IOZ)：理想條件下，可以認為輸入及三態(tài)輸出管腳和地是開路的，但，為高電阻，的最大的電流就稱為漏電流�；蚍謩e稱為輸入漏電流和輸出三態(tài)漏電流，漏電流是器件內(nèi)部和輸入管腳的絕緣氧化膜在生產(chǎn)過程中太薄引起的，形成一種類似于短路的情形，導致電流通過。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　三態(tài)輸出漏電IOZ是當管腳為輸出高阻時，在輸出管腳使用VCC(VDD)或GND(VSS)驅(qū)動時測量得到的電流，三態(tài)輸出漏電流的測試和輸入漏電測試類似，不同的是待測器件被設置為三態(tài)輸出。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　轉(zhuǎn)換電平(VIL，VIH)。轉(zhuǎn)換電平測量用來決定器件工作時VIL和VIH的值。(VIL是器件輸入管腳從高變換到低時所需的最大電壓值，相反，VIH是輸入管腳從低變換到高的時候所需的最小電壓值)。這些參數(shù)通常是通過反復運行常用的功能測試，升高(VIL)或降低(VIH)輸入電壓值來決定的，那個導致功能測試失效的臨界電壓值轉(zhuǎn)換電平，這一參數(shù)加上保險量VIL或VIH規(guī)格，保險量代表了器件的抗噪聲能力。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　輸出驅(qū)動電流(VOL，VOH，IOL，IOH)。輸出驅(qū)動電流測試保證器件能在的電流負載下保持預定的輸出電平，VOL和VOH規(guī)格用來保證器件在器件允許的噪聲條件下所能驅(qū)動的多個器件輸入管腳的能力。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　電源消耗(ICC，IDD，IEE)。該項測試決定器件的電源消耗規(guī)格，也電源管腳在規(guī)定的電壓條件下的最大電流消耗，電源消耗測試可分為靜態(tài)電源消耗測試和動態(tài)電源消耗測試，靜態(tài)電源消耗測試決定器件在空閑下時最大的電源消耗，而動態(tài)電源消耗測試決定器件工作時的最大電源消耗。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　2.3 交流參數(shù)測試   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　交流參數(shù)測試測量器件晶體管轉(zhuǎn)換時的時序關(guān)系。交流測試的目的是保證器件在正確的時間發(fā)生轉(zhuǎn)換，輸入端輸入指定的輸入邊沿，特定的時間后在輸出端檢測預期的轉(zhuǎn)換。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　常用的交流測試有傳輸延遲測試，建立和保持時間測試，以及頻率測試等。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　傳輸延遲測試是指在輸入端產(chǎn)生一個(邊沿)轉(zhuǎn)換和導致相應的輸出端的(邊沿)轉(zhuǎn)換的延遲時間，該時間從輸出端的某一特定的電壓開始到輸出端的某一特定的電壓結(jié)束，更嚴格的時序測試還會以下的這些項目：   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　三態(tài)轉(zhuǎn)換時間測試   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　TLZ，THZ：從輸出使能關(guān)閉到輸出三態(tài)完成的轉(zhuǎn)換時間。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　TZL，TZH：從傳輸使能開始到輸出有效數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換時間。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　存儲器讀取時間--從內(nèi)存單元讀取數(shù)據(jù)所需的時間，測試讀取時間的步驟如下   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　(1)往單元A寫入數(shù)據(jù)"0"，   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　(2)往單元B寫入數(shù)據(jù)"1"，   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　(3)保持READ為使能并讀取單元A的值，   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　(4)地址轉(zhuǎn)換到單元B，   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　(5)轉(zhuǎn)換時間從地址轉(zhuǎn)換開始到數(shù)據(jù)變換的時間。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　寫入恢復時間--在寫操作之后的到能讀取某一內(nèi)存單元所等待的時間。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　暫停時間--內(nèi)存單元能保持的時間，本質(zhì)上測量內(nèi)存數(shù)據(jù)的保持時間。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　刷新時間--刷新內(nèi)存的最大允許時間。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　建立時間--輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換提前鎖定輸入時鐘的時間。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　保持時間--在鎖定輸入時鐘之后輸入數(shù)據(jù)保持的時間。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�

　　頻率--通過反復運行功能測試，改變測試周期，來測試器件運行的速度，周期和頻率通常通過二進制搜索的辦法來進行變化。頻率測試的目的是找到器件所能運行的最快速度。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正。》

　　上面討論了數(shù)字集成電路測試的基本目的和原理，也定義了測試上的關(guān)鍵術(shù)語，在接下來的章節(jié)里，我們將討論怎么把這些基本原理應用到的IC測試中去。   <<版權(quán)聲明：本文由容源電子網(wǎng)（www_dziuu_com）整理提供，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡，如有侵犯到你的權(quán)利請與我們聯(lián)系更正�！�