IC中測各參數(shù)及功能測試的技巧(共4頁)

1、IC中測各參數(shù)及功能測試的技巧【摘要】：本文主要論述在IC中測時軟硬件設(shè)計方面應(yīng)注意的幾個方面的問題。全文以IC中測時需要測試的直流參數(shù)、交流參數(shù)和功能測試三方面加以論述，總結(jié)測試的一些技巧。關(guān)鍵字：直流參數(shù)；交流參數(shù)；功能測試；測試方案；一、引言當今是信息高速發(fā)展的時代，其中大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展在其中起著推波助瀾的作用，不管是在高科技行業(yè)應(yīng)用的計算機，還是各種玩具中安裝的小芯片，都是科技高速發(fā)展的見證！但不管是計算機中使用的超大規(guī)模的各種IC，還是玩具中安裝的小規(guī)模IC，它們在投入市場使用前都必須經(jīng)過測試，特別是中測！因而有必要就中測方面應(yīng)注意的問題加以論述！二、IC中測的目的及測試要求

2、在Fabrication廠家流片完成以后，Wafer在劃片之前必須經(jīng)過中測這道工序！這樣做的原因一方面是可以起到驗證IC各項參數(shù)及功能是否達到設(shè)計要求；另一方面可以把參數(shù)或功能失效的IC從中標示出來，綁定時就不必綁定這些功能失效的IC，因而提高了成品率，并且節(jié)約成本！中測主要是對直流參數(shù)、交流參數(shù)和功能進行測試！直流參數(shù)包括靜態(tài)電流、動態(tài)電流、驅(qū)動能力，漏電流， Open /short 等；交流參數(shù)主要是對頻率的測試；這兩項參數(shù)的測試根據(jù)IC設(shè)計公司提供的參數(shù)在程序中設(shè)定！功能測試從它字面上我們就能夠知道是驗證該IC功能是否達到設(shè)計的要求！根據(jù)設(shè)計公司提供的測試向量或功能波形圖，我們根據(jù)此加入

3、激勵信號，然后檢測輸出端的數(shù)據(jù)是否正確！只有各項參數(shù)及功能均滿足設(shè)計要求的IC才算是合格的！否則就認為是失效IC！三、IC中測需要注意的問題及技巧現(xiàn)在對IC進行測試的儀器一般均是基于C語言平臺的設(shè)計環(huán)境，因而只需要你掌握了一般的C語言就可以進行測試程序的編制！但是要編制出一個好的程序還是要花費一番功夫的，它不但要求測試工程師具有軟件設(shè)計的能力，而且還必須具有硬件設(shè)計分析方面的能力！（1）對于直流參數(shù)測試編程，測試工程師必須全面理解設(shè)計公司的技術(shù)說明，比如有些參數(shù)并不需要我們進行精確的測試，只需要知道它滿足設(shè)計要求即可時，我們就可以用 “go on go”的測試方法進行測試；因為“go on g

4、o”的測試方法可以節(jié)約測試的時間，對于一顆IC來說這時間可忽略不計，但隨著集成電路工藝的發(fā)展以及Wafer直徑最終會發(fā)展到12英寸，因而一片Wafer上可以制作34 萬顆IC，甚至更多，因而這個時間就不能被忽略！而且現(xiàn)在測試費用一般都是安一片的測試時間長短來計算的！但如果設(shè)計公司要求安電流的大小進行分檔歸類，這是我們就不能應(yīng)用“go on go”的方式來測試，而必須用“PMU”（Precision Measure Unit）或“DPS”對電流進行測試，而且“PMU”或“DPS”的量程必須選擇正確，盡量用接近最大值的量程來進行測量！這樣測試的數(shù)據(jù)的精度才能夠得到保證！測試驅(qū)動能力有時要結(jié)合功能測

5、試一起測，只有在被測試的管腳輸出為“High”或“Low”時，才可以用PMU來施加電流測電壓（、）或施加電壓測電流（、），必須注意，測試功能施加的Clock必須停止，以使IC工作狀態(tài)維持在當前狀態(tài)不變以便于測試該項參數(shù)！Open/Short 就是測試IC每一Pin的保護二極管是否存在開、短路現(xiàn)象！因為在設(shè)計時為每一Pin設(shè)計出了一對保護二極管，一般接電源和接地端，用來對每一Pin進行限壓保護的作用，如圖一所示（有時只設(shè)計接電源或接地的其中一種二極管）；如果管腳比較多時，可采用只測試排位圖的四個角上的幾個點即可，當然在調(diào)試程序時最好全部測試,注意一點：測試時電源VDD和地VSS均加0V電壓，然后

6、通過PMU施加電流測試電壓，通過讀出的電壓值的大小是否在合格范圍內(nèi)來判斷芯片該項測試是否失效。PMUPMU 測試保護二極管Open/short時的測試測試電流施加方法 圖（一）（2）對于交流參數(shù)測試主要是頻率的測試。一般IC要求測試的輸出端的頻率并不高，而且均是經(jīng)過內(nèi)部分頻后的信號，因而測試儀可以不需設(shè)計專門硬件電路進行分頻，就可以直接測試出芯片的工作頻率；但如果是高頻工作的IC，這時測試就必須考慮多方面的綜合因素：如果需要分頻才能夠測試出頻率，必須設(shè)計出分頻電路經(jīng)過轉(zhuǎn)換再測試！如果存在干擾，就必須在軟硬件兩方面采取措施排除各種干擾；硬件上如可以采取屏蔽測試，軟件上可編制出濾波的程序！對于一些

7、因為設(shè)計的原因而造成IC起振慢的缺陷，這時一方面要向設(shè)計人員反饋；另一方面必須權(quán)衡各方面的因素盡量提高測試的成品率！有時直流參數(shù)的測試和交流參數(shù)的測試是相互聯(lián)系的，比如一般的表（三位半、六位半等）以及驅(qū)動LCD的IC，測試它的工作電流時必須要等到芯片完全起振以后再測試，只有完全起振以后它的電流才穩(wěn)定下來，這時的電流才最小！必要時可以采用反復(fù)多測幾次的方法來提高測試的成品率！還有一些IC剛加電就起振，這時就有必要改變參數(shù)的測試順序，以便正確地測試出芯片的靜態(tài)電流！（3）至于測試功能，應(yīng)該說是最簡單的！但一般的測試程序人員往往對此非常害怕！接到一個測試項目以后，其他各項參數(shù)都測試通過，就是功能不能

8、夠通過！這是什么原因呢？其實在測試功能時我們首先弄明白這幾點就可以了：第一、功能測試的電壓是多少，頻率是多少！第二.測試時輸入（激勵）信號加的對不對；第三、是否完全按照測試說明書的要求施加各種信號！做到這幾點以后，可以說就已經(jīng)完成了功能測試任務(wù)的，剩下的就是要求測試工程師具有處理各種特殊情況的能力，也可以說是必須具備的測試知識！如對正倍壓、負倍壓概念的理解；外加時鐘還是以IC本身時鐘進行功能測試；以及測試時Strobe點選擇的問題,還有最重要的一點就是Clock施加的方式，下面是幾種施加Clock方式的波形模式圖： TP1 TP2 TP3 TP4 TP5PATTERN 1 0 1 1 0 VI

9、H NF VIL VIH RTZ VIL VIH RTO VIL VIH SBC VIL VIHNRZ VIL START STOP START STOP START STOP START STOP START STOP Waveform Format 圖（二） 一般最常用的是RTZ（Return To Zero）和NF（No Format）兩種方式！調(diào)試程序時主要也就是通過改變TP（Test Period）、Start、Stop、Strobe 的值來增加測試程序的穩(wěn)定性。另外需要注意的問題就是功能測試方案的選擇以及具有良好的溝通能力，特別適合設(shè)計人員的溝通能力！四、實例分析說明我們就測試的幾

10、個實例來加以分析說明。首先是一個簡單八位計數(shù)器的測試問題：對直流和交流參數(shù)測試都比較簡單就不加以闡述，主要是對功能測試需要注意的問題進行必要的論述。由于該芯片設(shè)計時是正倍壓，因而測試時基準電壓就是0伏，但如果是負倍壓的話，就必須以負電壓為基準電壓（大部分電子表均是負倍壓）！在設(shè)置、時就必須加以注意！再加上該芯片沒有設(shè)計加速測試端，所以如果以它本身的自振頻率進行測試，則測試一顆的時間大約要6.5s左右，因而必須提高功能測試地頻率！于是我們設(shè)計出一個外加分頻電路，如圖（三）所示，從圖中我們可以看到為什么沒有把CD4040分頻后的Clock信號直接接到芯片的灌頻率端呢？這是因為芯片的工作電壓是3V,

11、 而CD4040的工作電壓為5V，因而分頻出的信號的峰值也為5V，所以不能把該分頻信號直接灌進頻率端！所以用CD4053來進行轉(zhuǎn)換，其中： 。因而這樣輸出的信號的幅值才與芯片工作的電壓相匹配，而且波形是標準的方波！同時在捕捉信號的變化時不能夠精確的確定高低電平脈沖的寬度，因為時鐘不能夠被控制，失去了捕捉高低電平變化的同步點，所以只能以match的方式來測試功能！該芯片工作頻率為3K左右，我們灌進的Clock頻率可以達到125K左右，使得最終測試的時間可以縮小至2s左右，選擇這個測試方案可以提高三倍的測試產(chǎn)量，大大提高了生產(chǎn)效率！還要著重指出的是開始這樣測試后的產(chǎn)品經(jīng)客戶反映還可以，但最后客戶卻

12、反映有些IC上電以后不顯示全0，而他的客戶要求首先必須顯示全0 ，所以我們就加了一項測試：上電就測試是否顯示全0！也就是說測試功能的測試方案是非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)！必須考慮周全，力求在不增加測試時間的基礎(chǔ)上提高功能測試的錯誤覆蓋率！ 圖（三）另一個例子是一個遙控器的測試問題。剛開始設(shè)計公司提供的測試向量和我們所使用的測試儀要求的在時序上不相匹配，因而在跑向量時不能夠抓到同步點，不管怎樣改變TP、Start、Stop、Strobe 的值不能夠使向量完全跑通！于是我們就向設(shè)計人員詳細介紹了我們的測試儀測試功能時所需向量的要求！通過溝通以后，設(shè)計人員重新仿真得出新的測試向量！這個向量在測試儀上跑的時候

13、，還是有問題！主要就是在一些有信號跳變時不能夠很好地得到同步，只有通過Match的方式才能夠勉強通過！而設(shè)計要求是在信號跳變時不允許使用Match的方式！應(yīng)該是能夠很好地保持同步！我們在全面分析程序和綜合測試儀性能的基礎(chǔ)上認為：這個問題應(yīng)該不是我們測試的問題，應(yīng)該需要設(shè)計人員對原理圖進行分析！在接受我們地建議后，設(shè)計該芯片的項目負責(zé)人在了解向量在什么地方需要Match以后，對照仿真圖形進行全面分析的基礎(chǔ)上得出這個結(jié)果：認為是輸出Pin的上拉電阻的阻值加大了，建議我們把上拉電阻阻值從10K降為1K進行測試！按照他的建議我們改變上拉電阻在跑向量時，一次通過，在信號跳變的地方也不需要使用Match的方式！原因設(shè)計人員肯定不會告訴我們，但我們對此稍加分析也能夠有所收獲！通過這個實例我們有理由認為一個好的設(shè)計人員需要具備一定的測試知識，同樣測試工程師也必須對邏輯電路有深入的理解，具備分析電路的能力,只有這樣才能夠真正成為一個合格的測試工程師！五、結(jié)束語 隨著大規(guī)模集成