集成電路測試技術的應用研究

魯巧云

摘要：隨著我國先進科學技術水平的不斷提升，國內的電子信息技術發展推動了集成電路技術的進步，電子產品的設計和制造也越來越復雜化，因此，在生產集成電路的途中必須進行有效的測試。借助集成電路測試技術為各個環節的生產質量提供保障，確保集成電路成品的質量。一個好的產品必須通過嚴格的測試，才能將產品中存在的缺陷發現，從而將該缺陷完善。因此，集成電路測試技術的應用研究能在一定程度上影響電子行業的發展。

關鍵詞：集成電路；測試技術；應用

在當前電子技術產業中，封裝業、制造業、測試業相互支持，其中集成電路測試技術補充了設計以及制造方面的不足，加快了集成電路產業發展。在集成電路產業帶動下，國內出現很多新興產業，如消費類電子產業、通信產業等，與此同時集成電路的測試技術也得到了全面發展，下面重點分析集成電路測試技術的應用。

一、檢測——集成電路的發展關鍵

集成電路測試是貫穿于整個集成電路設計、制造、封裝及應用過程中的工作，在生產中的每一個環節都需要進行相應的測試，從而保證集成電路在整個流程中不會出現較大的問題。集成電路測試的對象包括數字IC、模擬IC、低頻、射頻和數模混合信號電路等設備。一般來說，集成電路測試可分為兩大類：功能測試和參數測試。測試的主要目的是對集成電路元件的各項功能及參數指標進行檢驗，保證各項參數能夠達標。就日常工作流程而言，集成電路測試流程可分為4個部分：設計驗證測試。該部分是通過特征分析對設計的正確性和器件的性能參數進行確認；圓晶測試。圓晶測試是運用測試探針臺等設備來進行的；封裝測試。封裝測試包括功能、直流與交流參數等測試；可靠性測試。保證器件的可靠性，即器件在額定的使用壽命期限之內能夠安全正常地工作。

測試是集成電路產業鏈中的重要一環，同時也是集成電路出廠前各項參數指標的驗證環節。隨著集成電路的發展，測試已經由早期的一個小工序發展成為一個不可或缺、專業化和高技術化的重要環節，它為集成電路的設計、制造、封裝提供了強力的支撐，為集成電路的發展起到了重要的推動作用。

二、集成電路測試目的

確定系統中是否存在故障，稱為合格（失效）測試，或稱故障檢測；確定故障的位置，稱為故障定位。在某些情況下，測試與故障診斷是有細微差別的。測試是面對產品的檢測而言，因此測試的結果可能有故障，也可能沒有故障；如果有故障，則有可能作故障定位，也可能不需要作故障定位。而故障診斷一般均指在確定的電路有故障的前提下來確定故障的位置，有時還需要確定故障的類型和其它問題。

三、集成電路測試技術的應用

（一）IDDQ測試技術應用

IDDQ測試即靜態電源電流，能夠改善產品質量和可靠性，是故障分析的重要方法。正常情況下集成電路靜態電流很小，大多數故障后引起電流升高，因此可以依照測試電流來發現故障。與傳統邏輯測試相比，IDDQ測試采用較小的電流測試集就能夠得到很大的故障覆蓋率，一組測試碼有時能夠檢測到所有可能故障。在單故障模型中，能夠監測到邏輯冗余故障。IDDQ測試無需關注故障點的實際電壓值，只需要以故障點為紐帶，就能夠找到最適合橋接故障的測試。如裸芯片測試篩選中，利用IDDQ測試技術能夠檢測出功能測試無法檢測出的故障，能夠減少測試消耗。不少研究認為芯片失效與氧化層針孔老化情況有關，在裸芯片的篩選中，利用IDDQ測試技術來進行補充，能夠縮短篩選時間，降低試驗成本。在測試中，在125℃、7.0V、6小時測試條件下進行IDDQ測試和功能測試，同時開展單獨功能測試，剔除不合格樣品后，再次測試，計算失效率。結果發現第二次IDDQ測試失效率僅僅為0.10%，單獨進行功能測試失效率在0.23%，說明利用IDDQ測試能夠減小器件早期失效率。IDDQ篩選出的故障芯片包括了柵氧短路、金屬橋接、絕緣層損壞、通孔開路等。

IDDQ測試技術也存在一定的缺點，不能取代電壓測試，這種測試技術測試速度慢，要求穩定后才能夠測試。隨著集成電路工藝不斷復雜，晶體管關閉狀態漏電流的控制難度更大，這些都會引起電流大大增加，當電流值達到威亞微米級，IDDQ測試就會非常困難。

（二）ETS770測試技術應用

ETS770測試系統相對完善，所覆蓋的測試產品故障也相對全面。采用了Windows操作系統，設計了用戶體驗界面，操作方面，硬件解耦股也相對健全。ETS770在測試集成電路器件時，直接連接測試系統，利用操作芯片來驗證邏輯功能。每套測試系統均配置了開發系統，因此在測試時只需要合理選擇電路器件結構，就能夠得到測試系統情況，節省測試時間。

如LCD驅動電路測試中，該集成電路用來顯示時鐘，由于采用了CMOS技術，因此耗能較低。集成電路設計中涵蓋了頻率部分、控制部分、時鐘部分等。LCD驅動電路功能測試包括頻率顯示測試、時鐘顯示測試。利用ETS770測試技術來實現測試，頻率時鐘顯示選擇端CF。S=0，RST=1，進入時顯示測試。參數測試一部分在功能測試中實現，如工作電壓、輸入電壓等，其他參數均在參數測試環節實現。分別在頻率顯示模式和時鐘顯示模式下測試電源工作電壓，頻率顯示模式下電流值在3.6mA以下為合格，時鐘顯示模式下電流在110μA以下為合格。

（三）J750測試

J750測試主要針對半導體電路，測試平臺包括J791、J973等，所覆蓋的集成電路產品故障也相對全面。J750測試機硬件架構基于板卡，維護性能好，基本能夠滿足芯片的測試需求，性價比也比較高。如在一款芯片測試中，SORT測試時間在100分鐘左右，成品率誤差為零，失效BIN分析，內部比對在失效BIN方面吻合度很高。在管腳施加不同的條件，所引起的變化基本相一致，沒有引起測試數值異常。

四、結語

總而言之，集成電路測試是貫穿于整個集成電路產業鏈之中的，其為集成電路產業的規范、快速發展提供了重要的支撐，成為了與集成電路設計、制造、封裝并舉的四大產業之一，為信息產業的發展提供了強有力的支撐。

參考文獻：

[1]竇玥.我國集成電路測試技術現狀及發展策略[J].中國新通信，2016，18（17）：116.

[2]馬兆寧，王巍.集成電路封裝測試行業的生產設備管理系統設計[J].科技廣場，2016（3）：47-49.

[3]陳輝，馬金元.數字集成電路測試系統[J].自動化博覽，2017（05）：22-23.