集成電路自動測試方法的探討與分析

中國船舶重工集團公司第七一○研究所 王東橋

集成電路自動測試方法的探討與分析

中國船舶重工集團公司第七一○研究所 王東橋

首先介紹集成電路測試基本原理，并結(jié)合作者實際工作對集成電路自動測試方法進行分析說明，同時也提出了集成電路自動測試技術(shù)的發(fā)展趨勢。

集成電路；測試方法；發(fā)展趨勢

0 引言

隨著經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)的進步，半導(dǎo)體集成電路的應(yīng)用已經(jīng)十分普遍。在某些產(chǎn)品中，已經(jīng)成為核心部件的必要組成部分。對這些產(chǎn)品而言，如何保證產(chǎn)品的質(zhì)量，集成電路使用前期的質(zhì)量控制尤為重要。集成電路測試是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中的一個重要環(huán)節(jié)，是保證集成電路性能、質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。作為一個合格的測試人員，不僅需要相應(yīng)的集成電路專業(yè)知識，還需熟知各類測試系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境。

1 集成電路測試基本原理

根據(jù)器件特性，測試方法可以分為很多種類，通常的測試項目種類有：功能測試、直流參數(shù)測試、交流參數(shù)測試。

1.1 功能測試

功能測試主要用于驗證電路是否能完成設(shè)計的預(yù)期和功能，它的基本過程就是從輸入端施加若干激勵信號（測試圖形），按照電路規(guī)定的頻率施加到被側(cè)器件，然后采集輸出的狀態(tài)與預(yù)期的圖形進行比較，根據(jù)兩者相同與否，來判斷電路功能是否正常。

1.2 直流參數(shù)的測試

直流測試是用來確定器件電參數(shù)的穩(wěn)態(tài)測試方法。其中包括接觸測試，輸出負載能力測試，漏電電流測試，電源電流測試，轉(zhuǎn)換電平測試等。

接觸測試（CONTACT）：此測試保證測試接口與器件正常連接，通過測量輸入輸出管腳保護二極管的壓降來確定其連接性。

輸出負載能力測試（VOH、VOL、IOH、IOL）：是用來考核器件在允許的噪聲條件下的帶負載能力。該項測試保證器件在一定的電流負載下達到預(yù)定的輸出電平。

漏電流測試（VOH、VOL、IOH、IOL）：漏電流是由于器件內(nèi)部和輸入管腳之間的絕緣氧化膜在生產(chǎn)過程中太薄引起的，形成一種類似短路的情形，導(dǎo)致電流通過。所以通過這項參數(shù)的測試可以反映器件輸入輸出的負載特性。

電源電流測試（ICC、IDD、IEE）：用來測試器件在規(guī)定電壓條件下的最大電流功耗。它是檢測器件是否存在缺陷的最有效的方法之一。它可分為靜態(tài)電源功耗測試和動態(tài)電源功耗測試。

轉(zhuǎn)換電平測試（VIH、VIL）：此參數(shù)是通過反復(fù)運行功能測試，確定那個導(dǎo)致功能測試失效的臨界電壓值就是轉(zhuǎn)換電平。它反映了器件抗噪聲的能力。

1.3 交流參數(shù)的測試

交流參數(shù)測試是測量器件晶體管轉(zhuǎn)換狀態(tài)時的時序關(guān)系。它的目的是保證器件在規(guī)定的時間內(nèi)發(fā)生狀態(tài)轉(zhuǎn)換。常用的交流測試有傳輸延遲測試，建立和保持時間測試，輸出上升和下降時間測試，以及頻率測試等。

2 集成電路測試方法應(yīng)用

掌握一定的測試理論知識后，還需要根據(jù)不同的測試系統(tǒng)把這些測試方法有機地結(jié)合在一起。例如我公司可靠性實驗室現(xiàn)在使用的北京新潤泰思特測控技術(shù)有限公司生產(chǎn)的BC3196D數(shù)?；旌霞呻娐窚y試系統(tǒng)，本系統(tǒng)可快速、準(zhǔn)確地對各類大、中、小規(guī)模集成電路進行全參數(shù)測試（功能、直流參數(shù)、交流參數(shù)）。

如何測試數(shù)字器件是測試人員關(guān)心的一個重要問題。通過了解數(shù)字器件的測試過程，可以更快的熟悉數(shù)字子系統(tǒng)的各個部分及其功能和使用。BC3196D數(shù)?；旌霞呻娐窚y試系統(tǒng)的軟件部分包括TestShell用戶軟件和TestStation圖形編輯軟件兩個部分。TestShell用戶軟件，主要用于完成開發(fā)、測試和管理用戶測試程序。TestStation圖形編輯軟件，專門為快速開發(fā)數(shù)字/數(shù)?；旌闲酒O(shè)計，用于完成數(shù)字部分配置、測試圖形的編寫和調(diào)試。根據(jù)BC3196D數(shù)?；旌霞呻娐窚y試系統(tǒng)的特點，數(shù)字器件測試需按如下步驟進行。

2.1 設(shè)置測試參數(shù)

在TestShell用戶軟件中，參照數(shù)字器件說明書，按照相應(yīng)技術(shù)要求，對相關(guān)測試參數(shù)進行設(shè)置，確保相應(yīng)測試參數(shù)的高低限值準(zhǔn)確可靠。

2.2 編寫測試程序

測試程序的實現(xiàn)，舉一例來說明：如測試74LS245的ICCH。

MYDLLAPI double icch(double*grpTestValue,short*pingrp)

{

double testvalue=0;

hvforce-v(3,5.25,250);

ptn-to-dut(“2-8”,PS-OFF);

ptn-to-dut(“1,19,11-18”);

run-pattern(0,ST-ADDR,2);

testvalue=hvfvmi(3,5.25,100);

hvpmu-rst(3);

return testvalue;

}

2.3 編輯圖形

在TestStation圖形編輯軟件中，對數(shù)字器件的管腳通道、時鐘頻率、算法圖形、時序、參考電平等內(nèi)容進行編輯，確保數(shù)字器件邏輯功能實現(xiàn)。

集成電路測試是一個比較復(fù)雜的過程，對測試人員要求較高，測試人員必須具備相應(yīng)的專業(yè)知識和熟練的程序編寫能力。

3 結(jié)束語

隨著集成電路芯片的日益復(fù)雜和性能的不斷提高，芯片的測試速度和引腳數(shù)都不斷攀升，對測試的要求也向著高速的數(shù)模混合測試方向發(fā)展。國內(nèi)相應(yīng)的集成電路測試設(shè)備也需改進提高，向模塊化、智能化、高速化上發(fā)展，還需對集成電路從業(yè)人員進行培養(yǎng)，確保該產(chǎn)業(yè)健康、有序發(fā)展。

[1]時萬春.現(xiàn)代集成電路測試技術(shù)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2006,3.

[2]谷健,田延軍等.集成電路測試技術(shù)與應(yīng)用[J].中國慣性技術(shù)學(xué)報,2002,10.