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1、第一章 测试的基础知识第一节 基础知识(一. 集成电路(IC)元件的基本组成模拟三极管()数字三极管 模拟二极管数字二极管电阻(Resistance)电容(capacitance)电源(power)电线(wire)1 测试分为以下五大类1)从设计的角度进行测试2)从制造的角度进行测试3)从系统设计的角度进行测试4)从失效分析的角度进行测试5)针对客户的要求进行测试2 测试在IC产业中的重要性1) 测试新产品的功能是否都有用2) 寻找产品在制造过程中的缺陷3) 取得测试数据来得到客户认可3 IC测试未来的发展趋势1) 设计Self-Test芯片2) 独立的IP核心测试3) 可以测试多种功能芯片的
2、综合型测试机台4) 用高端的机台测试简单的产品来提高测试效率5) 缩短软件的开发时间二 在IC制造业中的测试类型1 分为五大类:1) 设计测试:具体包括 设计模拟测试(软件),设计调试测试,设计特性测试和设计良率测试2) 制造测试:具体包括 过程测试,电性测试,工程测试和良率测试3) 量产测试:具体包括 晶元点针测试,封装测试,和最终测试(FT)4) 可靠性测试:具体包括 特性测试和质量测试5) 失效分析测试三 产品测试的分类1 IC领域的产品测试分为五类1) 存储器(Memory)-ROM(Read Only Memory),RAM(Read Access Memory)2) 逻辑(Logi
3、c)-可编程逻辑器件3) 系统芯片-Embedded(镶嵌式的,eg.Memory 中含有功能),Microcontroller(微控制器),SOC(System On Chip)4) 混合信号(Mixed-Signal)-模拟和数字器件5) 射频(RF/Radio Frequence)-光学和通信器件6) LCD(Liquid Crystal Display)-显示器驱动芯片2 测试的目的1) 对Design House和Foundry来说,可以保证产品可以与设计的初衷一致,并且预先对产品的可靠性进行测试,对产品的制程进行评估,来满足客户的要求2) 对客户来说,可以确认产品的功能,控制产品的
4、质量四 测试的基本流程运输IC制造测试 良率: 质量: 废弃 五 基本DUT流程六 测试成本的影响1) 投资量的预算来决定测试成本2) 芯片量来决定测试成本3) 产品流程是否成熟4) 产品的复杂程度来决定测试成本5) 产品测试时间来决定成本七 测试周期的影响1) 自我测试系统设计到芯片内2) 特性测试来增加周期3) 可靠性测试的评估4) 预先量产测试前的评估5) 量产测试6) 量率测试的高与低7) 设计芯片功能提高8) 测试成本降低,使周期提高9) 生产成本降低,周期长第二节 测试分类和制造量产流程一 测试分类1 Memory测试(SRAM,DRAM,EEPROM,FLASH Memory,E
5、mbedded Memory)2 Logic测试(ASIC,FPGA,PLD,CPU)3 Mixed Signal测试(ADC,AAC,DAC,DDC,RF)4 SOC测试:把存储器,逻辑电路,混合信号电路,CPU等电路设计到一个芯片上5 LCD测试:驱动像素信号波的芯片 6 IP测试(PLL,ADC,AAC,DAC,DDC,USB,Bandgap,Vergulator,High-Speed I/O)IP Core:核芯片,在设计中大部分用在通信接口部分二 制造测试流程三 量产测试流程第三节 自动测试设备一 测试能力来划分测试机台1 Bench-top 测试机台:用分类小型测试仪器组成的测试环
6、境 包括电脑,功率表,波形发生器,信号发生器,电源,电压表,电流表,示波器等2 自动测试机台(ATE):软件的开发与控制来完成测试 Credence,Advantest,HP93000,Mosid,Teradyne等二 以功能来划分测试机Logic Device:Credence Tester,HP93000 Tester, Teradyne Tester等Memory Device: Advantest, Mosaid Tester等Mixed-Signal Device: Teradyne Tester,HP93000,Yokogawa Tester等SOC/LCD Device:Tera
7、dyne Tester,Yokogawa Tester等IP Testchip(Bench-top 和ATE)三 其他重要的设备1 Probe Station2 Handler3 镭射修复机/镭射Mark4 Probe Card5 DUT Board第四节 基本测试参数一 DC测试参数(静态):通过测量一个电流或者电压值正确与否,来体现芯片的好与坏1 连续性测试(Open&Short)2 Leakage测试(Iil/Iih)3 输出驱动测试(Vol/Voh,Iol/Ioh)4 动态电流测试(功率消耗)5 静态电流测试(待机和关闭)6 DC参数测试的Datasheet二 功能测试(Functio
8、n Test)(P32)1 功能测试的定义:当芯片在做逻辑功能测试时,输入数据到测试点,并且同时有一个输出的数据被测出,这个输出数据通过与否被称为功能测试(机台里已经存了正确的数据)2 配置测试(注册表,状态机,输出配置和逻辑功能)一个功能里有几条线,每条可以有单独的结果输出。也可以把几条线结合起来完成一个功能3 Pattern测试(编成,校验或读写,不同Pattern的测试,Memory功能)eg.Memory存东西时,用提前设定好的一组数据写入Memory,此格式可以把每个晶体管的好坏都测试出来4 读出放大器功能测试Memory读电流或电压,以强弱来判断高低电位,超过标准为高,进行放大,低
9、于标准为低,使其为“0”5三 AC参数测试(P33)1 AC参数测试的定义:AC测试要设定合适的时间值(时间沿的位置)和在芯片AC规格中定义的信号格式,并且执行一系列功能性测试AC testing is performed by setting up the appropriate timing values (edge placements) and signal formats as defined in the device AC specification and then executing a functional test sequence.2 Setup Time(建立时间)数
10、据输入建立时间与WE在低电位变到高电位有关3 Hold Time(保持时间)数据输入保持时间与WE在低电位变到高电位有关 4 Output Propagation Delay(输出传播延迟) 输出传播延迟与地址生效时间有关5 Pulse Width(脉冲宽度)Rising Time(上升时间)Falling Time(下降时间)6 AC参数测试的Datasheet7 AC参数测试(时间表)8 AC信号波形图9 功能测试与DC测试的关系:10 功能测试与AC的关系:11 可靠性相关测试1) 程序循环测试2) 程序高温测试3) 在一步一步的测试之间烘烤4) 在一步一步的测试之间加负载烘烤第五节 测
11、试方法和测试流程一 测试内容1 DC测试和参数2 AC测试和参数3 功能程序测试4 保持力/持久力可靠性测试5 写/读/修改功能测试6 混合信号转换测试7 高速I/O驱动测试8 检测自测试电路9 频率/时间输入和输出测试二 测试方法1 理解产品工艺(Memory,SoC,Mixed-Signal或者Logic CPU)2 理解测试规格和标准(Datasheet,spec,设计结构)了解测试通道和测试速度3 生成一个块测试流程(整体的测试步骤)4 产生一个有详细的规格的测试流程(程序测试流程)5 程序开发程序调试程序确认6 将程序交给测试工程师或者产品工程师三 块测试流程四 测试程序流程五 软件完成测试1 Wafersort 1(CP 1)测试程序2 Wafersort 2(CP 2)测试程序3 FT测试程序14 FT测试程序256 QA/QC测试程序(为交货做检测)第六节 总结一 复杂IC的测试是整个产品成本中第二高投资的(第一高为制造)二 测试所需要的资金是非常多的,并且如果产品有一些变革的话,测试成本可能会更高1 高度集成电路(混合数字,模拟信号和Embedded Memory)2 高速信号(超过500MHZ)