集成電路自動(dòng)測(cè)試方法的探討與分析

中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一○研究所 王東橋

集成電路自動(dòng)測(cè)試方法的探討與分析

中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一○研究所 王東橋

首先介紹集成電路測(cè)試基本原理，并結(jié)合作者實(shí)際工作對(duì)集成電路自動(dòng)測(cè)試方法進(jìn)行分析說(shuō)明，同時(shí)也提出了集成電路自動(dòng)測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

集成電路；測(cè)試方法；發(fā)展趨勢(shì)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)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(duì)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(cè)試是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中的一個(gè)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(gè)合格的測(cè)試人員，不僅需要相應(yīng)的集成電路專(zhuān)業(yè)知識(shí)，還需熟知各類(lèi)測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境。

1 集成電路測(cè)試基本原理

根據(jù)器件特性，測(cè)試方法可以分為很多種類(lèi)，通常的測(cè)試項(xiàng)目種類(lèi)有：功能測(cè)試、直流參數(shù)測(cè)試、交流參數(shù)測(cè)試。

1.1 功能測(cè)試

功能測(cè)試主要用于驗(yàn)證電路是否能完成設(shè)計(jì)的預(yù)期和功能，它的基本過(guò)程就是從輸入端施加若干激勵(lì)信號(hào)（測(cè)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(jìn)行比較，根據(jù)兩者相同與否，來(lái)判斷電路功能是否正常。

1.2 直流參數(shù)的測(cè)試

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

接觸測(cè)試（CONTACT）：此測(cè)試保證測(cè)試接口與器件正常連接，通過(guò)測(cè)量輸入輸出管腳保護(hù)二極管的壓降來(lái)確定其連接性。

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

漏電流測(cè)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(guò)程中太薄引起的，形成一種類(lèi)似短路的情形，導(dǎo)致電流通過(guò)。所以通過(guò)這項(xiàng)參數(shù)的測(cè)試可以反映器件輸入輸出的負(fù)載特性。

電源電流測(cè)試（ICC、IDD、IEE）：用來(lái)測(cè)試器件在規(guī)定電壓條件下的最大電流功耗。它是檢測(cè)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(cè)試和動(dòng)態(tài)電源功耗測(cè)試。

轉(zhuǎn)換電平測(cè)試（VIH、VIL）：此參數(shù)是通過(guò)反復(fù)運(yùn)行功能測(cè)試，確定那個(gè)導(dǎo)致功能測(cè)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(cè)試

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

2 集成電路測(cè)試方法應(yīng)用

掌握一定的測(cè)試?yán)碚撝R(shí)后，還需要根據(jù)不同的測(cè)試系統(tǒng)把這些測(cè)試方法有機(jī)地結(jié)合在一起。例如我公司可靠性實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在使用的北京新潤(rùn)泰思特測(cè)控技術(shù)有限公司生產(chǎn)的BC3196D數(shù)模混合集成電路測(cè)試系統(tǒng)，本系統(tǒng)可快速、準(zhǔn)確地對(duì)各類(lèi)大、中、小規(guī)模集成電路進(jìn)行全參數(shù)測(cè)試（功能、直流參數(shù)、交流參數(shù)）。

如何測(cè)試數(shù)字器件是測(cè)試人員關(guān)心的一個(gè)重要問(wèn)題。通過(guò)了解數(shù)字器件的測(cè)試過(guò)程，可以更快的熟悉數(shù)字子系統(tǒng)的各個(gè)部分及其功能和使用。BC3196D數(shù)模混合集成電路測(cè)試系統(tǒng)的軟件部分包括TestShell用戶(hù)軟件和TestStation圖形編輯軟件兩個(gè)部分。TestShell用戶(hù)軟件，主要用于完成開(kāi)發(fā)、測(cè)試和管理用戶(hù)測(cè)試程序。TestStation圖形編輯軟件，專(zhuān)門(mén)為快速開(kāi)發(fā)數(shù)字/數(shù)模混合芯片設(shè)計(jì)，用于完成數(shù)字部分配置、測(cè)試圖形的編寫(xiě)和調(diào)試。根據(jù)BC3196D數(shù)模混合集成電路測(cè)試系統(tǒng)的特點(diǎn)，數(shù)字器件測(cè)試需按如下步驟進(jìn)行。

2.1 設(shè)置測(cè)試參數(shù)

在TestShell用戶(hù)軟件中，參照數(shù)字器件說(shuō)明書(shū)，按照相應(yīng)技術(shù)要求，對(duì)相關(guān)測(cè)試參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，確保相應(yīng)測(cè)試參數(shù)的高低限值準(zhǔn)確可靠。

2.2 編寫(xiě)測(cè)試程序

測(cè)試程序的實(shí)現(xiàn)，舉一例來(lái)說(shuō)明：如測(cè)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(duì)數(shù)字器件的管腳通道、時(shí)鐘頻率、算法圖形、時(shí)序、參考電平等內(nèi)容進(jìn)行編輯，確保數(shù)字器件邏輯功能實(shí)現(xiàn)。

集成電路測(cè)試是一個(gè)比較復(fù)雜的過(guò)程，對(duì)測(cè)試人員要求較高，測(cè)試人員必須具備相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和熟練的程序編寫(xiě)能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

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(cè)試速度和引腳數(shù)都不斷攀升，對(duì)測(cè)試的要求也向著高速的數(shù)模混合測(cè)試方向發(fā)展。國(guó)內(nèi)相應(yīng)的集成電路測(cè)試設(shè)備也需改進(jìn)提高，向模塊化、智能化、高速化上發(fā)展，還需對(duì)集成電路從業(yè)人員進(jìn)行培養(yǎng)，確保該產(chǎn)業(yè)健康、有序發(fā)展。

[1]時(shí)萬(wàn)春.現(xiàn)代集成電路測(cè)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(cè)試技術(shù)與應(yīng)用[J].中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào),2002,10.