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(多图) IC测试基本原理与ATE测试向量生成

/?? 2014年08月18日 ?? 收藏2
集成电路测试(IC测试)主要的目的是将合格的芯片与不合格的芯片区分开,保证产品的质量与可靠性。随着集成电路的飞速发展,其规模越来越大,对电路的质量与可靠性要求进一步提高,集成电路的测试方法也变得越来越困难。因此,研究和发展IC测试,有着重要的意义。而测试向量作为IC测试中的重要部分,研究其生成方法也日渐重要。

1 IC 测试

1.1 IC测试原理

IC 测试是指依据被测器件(DUT)特点和功能,给DUT提供测试激励(X),通过测量DUT输出响应(Y)与期望输出做比较,从而判断DUT是否符合格。图1所示为IC测试的基本原理模型。

根据器件类型,IC测试可以分为数字电路测试、模拟电路测试和混合电路测试。数字电路测试是IC测试的基础,除少数纯模拟IC如运算放大器、电压比较器、模拟开关等之外,现代电子系统中使用的 大部分IC都包含有数字信号。

图1 IC测试基本原理模型
图1 IC测试基本原理模型

数字IC 测试一般有直流测试、交流测试和功能测试。

1.2 功能测试

功能测试用于验证IC是否能完成设计所预期的工作或功能。功能测试是数字电路测试的根本,它模拟IC的实际工作状态,输入一系列有序或随机组合的测试图形,以电路规定的速率作用于被测器件,再在电路输出端检测输出信号是否与预期图形数据相符,以此判别电路功能是否正常。其关注的重点是图形产生的速率、边沿定时控制、输入/输出控制及屏蔽选择等。

功能测试分静态功能测试和动态功能测试。静态功能测试一般是按真值表的方法,发现固定型(Stuckat)故障。动态功能测试则以接近电路 工作频率的速度进行测试,其目的是在接近或高于器件实际工作频率的情况下,验证器件的功能和性能。

功能测试一般在ATE(Automatic Test Equipment)上进行,ATE测试可以根据器件在设计阶段的模拟仿真波形,提供具有复杂时序的测试激励,并对器件的输出进行实时的采样、比较和判断。

1.3 交流参数测试

交流(AC)参数测试是以时间为单位验证与时间相关的参数,实际上是对电路工作时的时间关系进行测量,测量诸如工作频率、输入信号输出信号随时间的变化关系等。常见的测量参数有上升和下降时间、传输延迟、建立和保持时间以及存储时间等。交流参数最关注的是最大测试速率和重复性能,然后为准确度。

1.4 直流参数测试

直流测试是基于欧姆定律的,用来确定器件参数的稳态测试方法。它是以电压或电流的形式验证电气参数。直流参数测试包括:接触测试、漏电流测试、转换电平测试、输出电平测试、电源消耗测试等。

直流测试常用的测试方法有加压测流(FVMI)和加流测压(FIMV),测试时主要考虑测试准确度和测试效率。通过直流测试可以判明电路的质量。如通过接触测试判别IC引脚的开路/短路情况、通过漏电测试可以从某方面反映电路的工艺质量、通过转换电平测试验证电路的驱动能力和抗噪声能力。

直流测试是IC测试的基础,是检测电路性能和可靠性的基本判别手段。

1.5 ATE测试平台

ATE(Automatic Test Equipment)是自动测试设备,它是一个集成电路测试系统,用来进行IC测试。一般包括计算机和软件系统、系统总线控制系统、图形存储器、图形控制器、定时发生器、精密测量单元(PMU)、可编程电源和测试台等。

系统控制总线提供测试系统与计算机接口卡的连接。图形控制器用来控制测试图形的顺序流向,是数字测试系统的CPU。它可以提供DUT所需电源、图形、周期和时序、驱动电平等信息。

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IC测试? 自动测试设备? 测试向量? 向量生成?

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