第三章 封裝及測(cè)試技術(shù)ok

1、EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)雙列直插式（雙列直插式（DIP：Dual In-line Package)表面安裝封裝（表面安裝封裝（SMP：Surface Mounted Package）球型陣列封裝（球型陣列封裝（BGA：Ball Grid Arrag）芯片尺寸封裝（芯片尺寸封裝（CSP：Chip Scale Package)晶圓級(jí)尺寸封裝（晶圓級(jí)尺寸封裝（WLP：Wafer Level CSP）薄型封裝（薄型封裝（PTP：Paper Thin Package ）多層薄型封裝（多層薄型封裝（Stack PTP）裸芯片封裝（裸芯片封裝（COB ，F(xiàn)li

2、p chip）3.1 系統(tǒng)封裝EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì) DIP封裝結(jié)構(gòu)形式 1965年陶瓷雙列直插式年陶瓷雙列直插式DIP和和 塑料包封結(jié)構(gòu)式塑料包封結(jié)構(gòu)式DIP 引腳數(shù)：引腳數(shù)：664， 引腳節(jié)距：引腳節(jié)距：2.54mm 衡量一個(gè)芯片封裝技術(shù)先進(jìn)與否的重要指標(biāo)是芯片面積衡量一個(gè)芯片封裝技術(shù)先進(jìn)與否的重要指標(biāo)是芯片面積與封裝面積之比，這個(gè)比值越接近與封裝面積之比，這個(gè)比值越接近1越好。越好。 例：例：40根根I/O引腳塑料雙列直插式封裝引腳塑料雙列直插式封裝(PDIP)的的CPU 芯片面積/封裝面積=33/15.2450=1：86 這種封裝尺寸遠(yuǎn)比芯片大，說明封裝效率很低，占去了這

3、種封裝尺寸遠(yuǎn)比芯片大，說明封裝效率很低，占去了很多有效安裝面積。很多有效安裝面積。 Intel公司這期間的公司這期間的CPU如如8086、80286都采用都采用PDIP封裝。封裝。EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)SMP表面安裝封裝1980年出現(xiàn)表面安裝器件，包括：年出現(xiàn)表面安裝器件，包括：小外型晶體管封裝（小外型晶體管封裝（SOT）翼型（翼型（L型）引線小外型封裝（型）引線小外型封裝（SOP）丁型引線小外型封裝（丁型引線小外型封裝（SOJ）塑料丁型四邊引線片式載體（塑料丁型四邊引線片式載體（PLCC）塑料塑料L型四邊引線扁平封裝（型四邊引線扁平封裝（PQFP）引線數(shù)為：引線數(shù)為：3300，

4、 引線節(jié)距為引線節(jié)距為1.270.4mmEE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)例：例：0.5mm焊區(qū)中心距，焊區(qū)中心距，208根根I/O引腳的引腳的QFP封裝封裝的的CPU 外形尺寸外形尺寸2828mm，芯片尺寸，芯片尺寸1010mm， 芯片面積芯片面積/封裝面積封裝面積=1010/2828=1：7.8 QFP比比DIP的封裝尺寸大大減小。的封裝尺寸大大減小。QFP的特點(diǎn)是的特點(diǎn)是:1.適合用適合用SMT表面安裝技術(shù)在表面安裝技術(shù)在PCB上安裝布線上安裝布線;2.封裝外形尺寸小，寄生參數(shù)減小，適合高頻應(yīng)用封裝外形尺寸小，寄生參數(shù)減小，適合高頻應(yīng)用;3.操作方便操作方便;4.可靠性高。可靠性高。在

5、這期間，在這期間，Intel公司的公司的CPU，如，如Intel 80386就采就采用塑料四邊引出扁平封裝用塑料四邊引出扁平封裝PQFP。EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì) BGA球柵陣列封裝90年代出現(xiàn)球柵陣列封裝，年代出現(xiàn)球柵陣列封裝，BGA封裝特點(diǎn)封裝特點(diǎn):1.I/O引腳數(shù)雖然增多，但引腳間距遠(yuǎn)大于引腳數(shù)雖然增多，但引腳間距遠(yuǎn)大于QFP，從而提高了組裝成品率從而提高了組裝成品率;2.雖然它的功耗增加，但雖然它的功耗增加，但BGA能用可控塌陷芯片能用可控塌陷芯片法焊接，從而可以改善它的電熱性能；法焊接，從而可以改善它的電熱性能； 3.厚度比厚度比QFP減少減少1/2以上，重量減輕以上，重

6、量減輕3/4以上以上;4.寄生參數(shù)減小，信號(hào)傳輸延遲小，使用頻率大寄生參數(shù)減小，信號(hào)傳輸延遲小，使用頻率大大提高大提高;5.組裝可用共面焊接，可靠性高組裝可用共面焊接，可靠性高;6.BGA封裝仍與封裝仍與QFP一樣，占用基板面積過大。一樣，占用基板面積過大。EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì) BGA球柵陣列封裝EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)BGA的外引線為焊料球，焊球節(jié)距為的外引線為焊料球，焊球節(jié)距為1.51.0mm。BGA封裝比封裝比QFP先進(jìn)，但它的芯片面積先進(jìn)，但它的芯片面積/封裝面積封裝面積的比值仍很低。的比值仍很低。改進(jìn)型的改進(jìn)型的BGA稱為稱為BGA，按，按0.5mm焊區(qū)中

7、心距，焊區(qū)中心距，芯片面積芯片面積/封裝面積的比為封裝面積的比為1:4，比，比BGA前進(jìn)了一前進(jìn)了一大步。大步。 Intel公司對(duì)這種集成度很高公司對(duì)這種集成度很高(單芯內(nèi)達(dá)單芯內(nèi)達(dá)300萬只以上萬只以上晶體管晶體管)，功耗很大的，功耗很大的CPU芯片，如芯片，如Pentium、Pentium Pro、Pentium 采用陶瓷針柵陣列封采用陶瓷針柵陣列封裝裝CPGA和陶瓷球柵陣列封裝和陶瓷球柵陣列封裝CBGA，并在外殼，并在外殼上安裝微型排風(fēng)扇散熱，從而達(dá)到電路的穩(wěn)定可上安裝微型排風(fēng)扇散熱，從而達(dá)到電路的穩(wěn)定可靠工作。靠工作。EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì) CSP芯片尺寸封裝1994年年

8、9月日本三菱電氣研究出一種月日本三菱電氣研究出一種 芯片面積芯片面積/封裝面積封裝面積=1：1.1的封裝結(jié)構(gòu)，其封裝的封裝結(jié)構(gòu)，其封裝外形尺寸只比裸芯片大一點(diǎn)點(diǎn)。也就是說，單個(gè)外形尺寸只比裸芯片大一點(diǎn)點(diǎn)。也就是說，單個(gè)IC芯片有多大，封裝尺寸就有多大，從而誕生了芯片有多大，封裝尺寸就有多大，從而誕生了一種新的封裝形式一種新的封裝形式CSP。 CSP封裝具有以下特點(diǎn)封裝具有以下特點(diǎn):1.滿足了滿足了LSI芯片引出腳不斷增加的需要芯片引出腳不斷增加的需要;2.解決了解決了IC裸芯片不能進(jìn)行交流參數(shù)測(cè)試和老化裸芯片不能進(jìn)行交流參數(shù)測(cè)試和老化篩選的問題篩選的問題;3.封裝面積縮小到封裝面積縮小到BGA

9、的的1/4至至1/10，延遲時(shí)間，延遲時(shí)間縮小到極短。縮小到極短。 EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)晶圓級(jí)尺寸封裝WLPWLPWLP可以有效提高封裝集成度，是芯片尺寸封可以有效提高封裝集成度，是芯片尺寸封裝裝CSPCSP中空間占用最小的一種。中空間占用最小的一種。傳統(tǒng)封裝是以劃片后的單個(gè)芯片為加工目標(biāo)，傳統(tǒng)封裝是以劃片后的單個(gè)芯片為加工目標(biāo)，而而WLPWLP的處理對(duì)象為晶圓，直接在晶圓上進(jìn)的處理對(duì)象為晶圓，直接在晶圓上進(jìn)行封裝和測(cè)試，隨后切割成一顆顆己經(jīng)封裝行封裝和測(cè)試，隨后切割成一顆顆己經(jīng)封裝好的好的ICIC，然后在，然后在ICIC上生長(zhǎng)金屬凸點(diǎn)，用倒裝上生長(zhǎng)金屬凸點(diǎn)，用倒裝技術(shù)粘貼到基

10、板或玻璃基底上，最后再裝配技術(shù)粘貼到基板或玻璃基底上，最后再裝配到到PCBPCB上。上。 EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì) 晶圓級(jí)尺寸封裝WLPEE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)薄型封裝PTP和多層薄型封裝（Stack PTP） 單層單層PTP厚度：厚度：3050微米微米 在在IC卡的應(yīng)用中多采用單層的卡的應(yīng)用中多采用單層的PTP 多層多層PTP： 大生產(chǎn)大生產(chǎn) 35層層 實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室 1014層層EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)裸芯片技術(shù)（COB ，F(xiàn)lip chip）COB技術(shù)：技術(shù)：芯片主體和I/O端子在晶體的上方，在焊接時(shí)將此裸片用導(dǎo)電、導(dǎo)熱膠粘接在PCB上，凝固后用Bong

11、er機(jī)將金屬絲（Al/Au）在超聲、熱壓的作用下，分別連接在芯片的I/O端子焊區(qū)和PCB相應(yīng)的焊盤上，測(cè)試合格后，再封上樹脂膠。與其它封裝技術(shù)相比，COB技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)： 價(jià)格低廉、節(jié)約空間、工藝成熟。缺點(diǎn)：另配焊接機(jī)和封裝機(jī)、封裝速度慢、PCB貼片對(duì)環(huán)境要求更為嚴(yán)格、無法維修。EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì) Flip chip技術(shù)：技術(shù)：又稱為倒裝片，與COB相比，芯片結(jié)構(gòu)與I/O端子（錫球）方向朝下，由于I/O引出端分布于整個(gè)芯片表面，故在封裝密度和處理速度上已達(dá)到頂峰。它可以采用SMT技術(shù)的手段來加工，是封裝技術(shù)及高密度安裝的方向。90年代，該技術(shù)已在多種行業(yè)的電子產(chǎn)品中加以推廣，

12、特別是用于便攜式的通信設(shè)備中。EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì) 將高集成度、高性能、高可靠的將高集成度、高性能、高可靠的CSP芯片芯片(IC)和和專用集成電路芯片專用集成電路芯片(ASIC)在高密度多層互聯(lián)基在高密度多層互聯(lián)基板上用表面安裝技術(shù)板上用表面安裝技術(shù)(SMT)組裝成為多種多樣電組裝成為多種多樣電子組件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)。子組件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)。 MCM的特點(diǎn)有的特點(diǎn)有:1.1.封裝延遲時(shí)間縮小，易于實(shí)現(xiàn)組件高速化。封裝延遲時(shí)間縮小，易于實(shí)現(xiàn)組件高速化。2.2.縮小整機(jī)縮小整機(jī)/ /組件封裝尺寸和重量，一般體積減組件封裝尺寸和重量，一般體積減小小1/41/4，重量減輕，重量減輕1/31

13、/3。 3.3.可靠性大大提高。可靠性大大提高。4.4.更多的更多的I/OI/O端。端。 5.5.具有系統(tǒng)功能的高級(jí)混合集成組件。尤其適具有系統(tǒng)功能的高級(jí)混合集成組件。尤其適用于通訊和個(gè)人便攜式應(yīng)用系統(tǒng)。用于通訊和個(gè)人便攜式應(yīng)用系統(tǒng)。EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)二維MCM：所有元件安置在一個(gè)平面上。：所有元件安置在一個(gè)平面上。三維MCM：在：在X-Y平面和平面和Z方向上安置元件，所方向上安置元件，所有元件以疊層的方式被封裝在一起。有元件以疊層的方式被封裝在一起。三維MCM的特點(diǎn)： 重量更輕重量更輕 體積更小體積更小 更高的組裝效率更高的組裝效率 更高的可靠性更高的可靠性 縮短信號(hào)延遲時(shí)

14、間縮短信號(hào)延遲時(shí)間 降低功耗降低功耗 減小信號(hào)噪聲減小信號(hào)噪聲EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì) MCM封裝模式EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)q作為新一代集成技術(shù)的片上系統(tǒng)（作為新一代集成技術(shù)的片上系統(tǒng)（SOC）直接將系統(tǒng)設(shè)計(jì)并制作在同一個(gè)芯片上。直接將系統(tǒng)設(shè)計(jì)并制作在同一個(gè)芯片上。qSOC具有高性能、高密度、高集成度、高具有高性能、高密度、高集成度、高可保性和低費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)，有著十分誘人的可保性和低費(fèi)用的優(yōu)點(diǎn)，有著十分誘人的應(yīng)用前景。應(yīng)用前景。目前在實(shí)際應(yīng)用中目前在實(shí)際應(yīng)用中SOCSOC還而臨著很多限制因還而臨著很多限制因素，包括現(xiàn)階段素，包括現(xiàn)階段lPlP資源還不夠豐富、研發(fā)資源還不

15、夠豐富、研發(fā)成本高及設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成成本高及設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成品率不高等。此外在品率不高等。此外在SOCSOC中采用混合半導(dǎo)體中采用混合半導(dǎo)體技術(shù)（如技術(shù)（如GaAsGaAs和和SiGeSiGe）也存在問題。）也存在問題。 EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)q封裝工藝 質(zhì)量因子（英寸/10-9秒）（英寸/英寸2）q SOC 28.0q MCM 14.0q PCB 2.2EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)隨著芯片規(guī)模的不斷擴(kuò)大，可以將一個(gè)完整的電子系統(tǒng)集成隨著芯片規(guī)模的不斷擴(kuò)大，可以將一個(gè)完整的電子系統(tǒng)集成在一塊芯片中，即系統(tǒng)級(jí)芯片在一塊芯片中，即系統(tǒng)級(jí)芯片SOCSOC

16、。SOCSOC有高性能、低功耗、有高性能、低功耗、體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，是下一代集成電路發(fā)展的主要方向。體積小等諸多優(yōu)點(diǎn)，是下一代集成電路發(fā)展的主要方向。MCMMCM在速度、密度和費(fèi)用上比不上在速度、密度和費(fèi)用上比不上SOCSOC，但，但MCMMCM允許多電源和多允許多電源和多工藝混合的電路。將多個(gè)工藝混合的電路。將多個(gè)ICIC和無源元件封裝在高性能基板上和無源元件封裝在高性能基板上形成一個(gè)系統(tǒng)，它可方便兼容不同制造技術(shù)的芯片，例如形成一個(gè)系統(tǒng)，它可方便兼容不同制造技術(shù)的芯片，例如CMOSCMOS硅芯片，硅芯片，RFRF、大功率電路、大功率電路SiCSiC、SiGeSiGe、GeAsGeAs芯片，

17、從而使芯片，從而使封裝由單芯片級(jí)進(jìn)入系統(tǒng)集成級(jí)。封裝由單芯片級(jí)進(jìn)入系統(tǒng)集成級(jí)。安裝在安裝在MCMMCM上的所有芯片可以預(yù)先測(cè)試，也可以更換。基片上上的所有芯片可以預(yù)先測(cè)試，也可以更換?；系牟季€也可預(yù)先測(cè)試和修理。因此有較大的靈活性和比的布線也可預(yù)先測(cè)試和修理。因此有較大的靈活性和比SOCSOC更更高的成品率。高的成品率。MCMMCM的金屬熔合和熱消除是目前存在的問題。的金屬熔合和熱消除是目前存在的問題。EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì) 任何集成電路不論在設(shè)計(jì)過程中經(jīng)過了怎樣的任何集成電路不論在設(shè)計(jì)過程中經(jīng)過了怎樣的仿真和檢查，在制造完成后都必須通過測(cè)試來仿真和檢查，在制造完成后都必須通

18、過測(cè)試來最后驗(yàn)證設(shè)計(jì)和制作的正確性。最后驗(yàn)證設(shè)計(jì)和制作的正確性。 集成電路測(cè)試技術(shù)的綜合性：半導(dǎo)體技術(shù)、電集成電路測(cè)試技術(shù)的綜合性：半導(dǎo)體技術(shù)、電路技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、儀器儀表技術(shù)等。路技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、儀器儀表技術(shù)等。q測(cè)試的意義：（1）直觀地檢查設(shè)計(jì)的具體電路能像設(shè)計(jì)者要）直觀地檢查設(shè)計(jì)的具體電路能像設(shè)計(jì)者要求的那樣正確工作。求的那樣正確工作。（2）確定電路失效的原因和所發(fā)生的具體部位，）確定電路失效的原因和所發(fā)生的具體部位，以便改進(jìn)設(shè)計(jì)和修正錯(cuò)誤。以便改進(jìn)設(shè)計(jì)和修正錯(cuò)誤。3.2 系統(tǒng)測(cè)試EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)q測(cè)試的分類： 鑒定測(cè)試鑒定測(cè)試 生產(chǎn)測(cè)試生產(chǎn)測(cè)試 用戶測(cè)試用戶測(cè)試 可

19、靠性測(cè)試可靠性測(cè)試 電學(xué)性能測(cè)試電學(xué)性能測(cè)試EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)q鑒定測(cè)試：為了鑒定與檢驗(yàn)產(chǎn)品在規(guī)定為了鑒定與檢驗(yàn)產(chǎn)品在規(guī)定環(huán)境條件下各種指標(biāo)是否滿足規(guī)定要求環(huán)境條件下各種指標(biāo)是否滿足規(guī)定要求而進(jìn)行的測(cè)試。而進(jìn)行的測(cè)試。q生產(chǎn)測(cè)試：新產(chǎn)品定型投產(chǎn)以后在生產(chǎn)新產(chǎn)品定型投產(chǎn)以后在生產(chǎn)線上進(jìn)行某些項(xiàng)目的測(cè)試和檢驗(yàn)，其目線上進(jìn)行某些項(xiàng)目的測(cè)試和檢驗(yàn)，其目的是保證出廠產(chǎn)品質(zhì)量的合格性和監(jiān)督的是保證出廠產(chǎn)品質(zhì)量的合格性和監(jiān)督生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定程度。生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定程度。（1）園片測(cè)試（管芯測(cè)試、初測(cè)）園片測(cè)試（管芯測(cè)試、初測(cè)）（2）成品測(cè)試（成測(cè)、末測(cè)）成品測(cè)試（成測(cè)、末測(cè)）EE141VLSI集

20、成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)q用戶測(cè)試：考慮到誤測(cè)、裝運(yùn)、儲(chǔ)存考慮到誤測(cè)、裝運(yùn)、儲(chǔ)存所引起的缺陷或失效及用戶的特殊要所引起的缺陷或失效及用戶的特殊要求。求。（1）驗(yàn)收測(cè)試：與廠家成測(cè)的內(nèi)容相）驗(yàn)收測(cè)試：與廠家成測(cè)的內(nèi)容相同，但對(duì)集成電路進(jìn)行百分之百的功同，但對(duì)集成電路進(jìn)行百分之百的功能檢查。能檢查。（2）插件板和系統(tǒng)測(cè)試：將集成電路）插件板和系統(tǒng)測(cè)試：將集成電路與其它電路組成插件板或整機(jī)后，模與其它電路組成插件板或整機(jī)后，模擬實(shí)際使用情況進(jìn)行測(cè)試。擬實(shí)際使用情況進(jìn)行測(cè)試。EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)q可靠性測(cè)試：為評(píng)價(jià)和分析集成電路為評(píng)價(jià)和分析集成電路可靠性進(jìn)行的測(cè)試。可靠性進(jìn)行的測(cè)試。 （1）篩

21、選測(cè)試）篩選測(cè)試 （2）壽命測(cè)試）壽命測(cè)試q電學(xué)性能測(cè)試： （1）直流測(cè)試）直流測(cè)試 （2）交流測(cè)試）交流測(cè)試 （3）動(dòng)態(tài)測(cè)試）動(dòng)態(tài)測(cè)試 （4）功能測(cè)試）功能測(cè)試 （5）工作范圍測(cè)試）工作范圍測(cè)試EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì) 測(cè)試、生產(chǎn)和應(yīng)用的關(guān)系測(cè)試系統(tǒng)芯片測(cè)試工程測(cè)試成品測(cè)試 測(cè)試儀 程序設(shè)計(jì)生產(chǎn)控制數(shù)據(jù)處理生產(chǎn)計(jì)劃用戶要求電路應(yīng)用產(chǎn)品市場(chǎng)質(zhì)量保證設(shè)計(jì)工程工藝控制測(cè)試工程質(zhì)量控制EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)q集成電路芯片測(cè)試的兩種基本形式完全測(cè)試：對(duì)芯片進(jìn)行全部狀態(tài)和功能的測(cè)試，對(duì)芯片進(jìn)行全部狀態(tài)和功能的測(cè)試，要考慮集成電路的所有狀態(tài)和功能，即使在要考慮集成電路的所有狀態(tài)和

22、功能，即使在將來的實(shí)際應(yīng)用中有些并不會(huì)出現(xiàn)。完全測(cè)將來的實(shí)際應(yīng)用中有些并不會(huì)出現(xiàn)。完全測(cè)試是完備集。在集成電路研制階段，為分析試是完備集。在集成電路研制階段，為分析電路可能存在的缺陷和隱含的問題，應(yīng)對(duì)樣電路可能存在的缺陷和隱含的問題，應(yīng)對(duì)樣品進(jìn)行完全測(cè)試。品進(jìn)行完全測(cè)試。功能測(cè)試：只對(duì)集成電路設(shè)計(jì)之初所要求的運(yùn)只對(duì)集成電路設(shè)計(jì)之初所要求的運(yùn)算功能或邏輯功能是否正確進(jìn)行測(cè)試。功能算功能或邏輯功能是否正確進(jìn)行測(cè)試。功能測(cè)試是局部測(cè)試。在集成電路的生產(chǎn)階段，測(cè)試是局部測(cè)試。在集成電路的生產(chǎn)階段，通常采用功能測(cè)試以提高測(cè)試效率降低測(cè)試通常采用功能測(cè)試以提高測(cè)試效率降低測(cè)試成本。成本。EE141VLSI

23、集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)q完全測(cè)試的含義例如：N個(gè)輸入端的邏輯，它有個(gè)輸入端的邏輯，它有2N個(gè)狀態(tài)。個(gè)狀態(tài)。組合邏輯：在靜態(tài)狀態(tài)下，需要在靜態(tài)狀態(tài)下，需要2N個(gè)順序測(cè)試矢?jìng)€(gè)順序測(cè)試矢量。量。動(dòng)態(tài)測(cè)試應(yīng)考慮狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)的延遲配合問動(dòng)態(tài)測(cè)試應(yīng)考慮狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)的延遲配合問題，僅僅順序測(cè)試是不夠的。題，僅僅順序測(cè)試是不夠的。時(shí)序電路：由于記憶單元的存在，電路的狀態(tài)不由于記憶單元的存在，電路的狀態(tài)不但與當(dāng)前的輸入有關(guān)，還與上一時(shí)刻的信號(hào)有但與當(dāng)前的輸入有關(guān)，還與上一時(shí)刻的信號(hào)有關(guān)。它的測(cè)試矢量不僅僅是枚舉問題，而是一關(guān)。它的測(cè)試矢量不僅僅是枚舉問題，而是一個(gè)排列問題。最壞情況下它是個(gè)排列問題。最壞情況下它是2N個(gè)

24、狀態(tài)的全排個(gè)狀態(tài)的全排列列，它的測(cè)試矢量數(shù)目是一個(gè)天文數(shù)字。，它的測(cè)試矢量數(shù)目是一個(gè)天文數(shù)字。 可測(cè)試性成為VLSI設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要部分EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題的提出：從測(cè)試技術(shù)的角度而言要解決測(cè)試從測(cè)試技術(shù)的角度而言要解決測(cè)試的可控制性和可觀測(cè)性，希望內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)都是的可控制性和可觀測(cè)性，希望內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)都是“透明的透明的”，這樣才能通過測(cè)試判定電路失效，這樣才能通過測(cè)試判定電路失效的癥結(jié)所在。但是，電路制作完成后，各個(gè)內(nèi)的癥結(jié)所在。但是，電路制作完成后，各個(gè)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)將不可直接探測(cè)，只能對(duì)系統(tǒng)輸入一定部節(jié)點(diǎn)將不可直接探測(cè)，只能對(duì)系統(tǒng)輸入一定的測(cè)試矢量，在輸出端觀察到所測(cè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)

25、。的測(cè)試矢量，在輸出端觀察到所測(cè)節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。測(cè)試的難點(diǎn)：可測(cè)試性與電路的復(fù)雜性成正比，可測(cè)試性與電路的復(fù)雜性成正比，對(duì)于一個(gè)包含了數(shù)萬個(gè)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的對(duì)于一個(gè)包含了數(shù)萬個(gè)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的VLSI系統(tǒng)，系統(tǒng)，很難直接從電路的輸入很難直接從電路的輸入/輸出端來控制和觀察這輸出端來控制和觀察這些內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的電學(xué)行為。些內(nèi)部節(jié)點(diǎn)的電學(xué)行為。為解決可測(cè)試性問題，從設(shè)計(jì)之初就要予以考慮。EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)q可測(cè)試性設(shè)計(jì)的基本方法 轉(zhuǎn)變測(cè)試思想將輸入信號(hào)的枚舉與排列的測(cè)試轉(zhuǎn)變測(cè)試思想將輸入信號(hào)的枚舉與排列的測(cè)試方法轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)電路內(nèi)部各個(gè)節(jié)點(diǎn)的測(cè)試，即直方法轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)電路內(nèi)部各個(gè)節(jié)點(diǎn)的測(cè)試，即直接對(duì)電路硬件

26、組成單元進(jìn)行測(cè)試。具體方法：接對(duì)電路硬件組成單元進(jìn)行測(cè)試。具體方法：（1）分塊測(cè)試，降低測(cè)試的復(fù)雜性。）分塊測(cè)試，降低測(cè)試的復(fù)雜性。（2）采用附加電路使測(cè)試生成容易，改進(jìn)電路）采用附加電路使測(cè)試生成容易，改進(jìn)電路的可控制性和可觀察性，覆蓋全部的硬件節(jié)點(diǎn)。的可控制性和可觀察性，覆蓋全部的硬件節(jié)點(diǎn)。（3）加自測(cè)電路，使測(cè)試具有智能化和自動(dòng)化。）加自測(cè)電路，使測(cè)試具有智能化和自動(dòng)化。EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)q測(cè)試基礎(chǔ)（1）內(nèi)部節(jié)點(diǎn)測(cè)試方法的基本思想： 由于電路制作完成后，各個(gè)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)由于電路制作完成后，各個(gè)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)將不可直接探測(cè)，只能通過輸入將不可直接探測(cè)，只能通過輸入/輸出輸出來觀測(cè)。

27、對(duì)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)測(cè)試思想是：假來觀測(cè)。對(duì)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)測(cè)試思想是：假設(shè)在待測(cè)試節(jié)點(diǎn)存在一個(gè)故障狀態(tài)，設(shè)在待測(cè)試節(jié)點(diǎn)存在一個(gè)故障狀態(tài)，然后反映和傳達(dá)這個(gè)故障到輸出觀察然后反映和傳達(dá)這個(gè)故障到輸出觀察點(diǎn)。在測(cè)試中如果輸出觀察點(diǎn)測(cè)到該點(diǎn)。在測(cè)試中如果輸出觀察點(diǎn)測(cè)到該故障效應(yīng)，則說明該節(jié)點(diǎn)確實(shí)存在假故障效應(yīng)，則說明該節(jié)點(diǎn)確實(shí)存在假設(shè)的故障。否則，說明該節(jié)點(diǎn)不存在設(shè)的故障。否則，說明該節(jié)點(diǎn)不存在假設(shè)的故障。假設(shè)的故障。EE141VLSI集成電路和系統(tǒng)設(shè)計(jì)（2）可測(cè)試性的三個(gè)重要方面故障模型的提?。簩㈦娐肥С橄鬄楣蕦㈦娐肥С橄鬄楣收夏Ｐ?。障模型。測(cè)試生成：產(chǎn)生驗(yàn)證電路的一組測(cè)試矢：產(chǎn)生驗(yàn)證電路的一組測(cè)試矢量。量。測(cè)試設(shè)計(jì)：考慮測(cè)試效率問題，加入適：考慮測(cè)試