集成電路測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用研究

天津市電子儀表實(shí)驗(yàn)所 王 輝

近年來(lái)在現(xiàn)代科技水平的助力之下集成電路技術(shù)也不斷創(chuàng)新，這也意味著在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造時(shí)需要面對(duì)更為繁瑣的步驟。一個(gè)有效的測(cè)試能夠在很大程度上提高集成電路生產(chǎn)的質(zhì)量，能夠保障生產(chǎn)中各個(gè)環(huán)節(jié)不出差錯(cuò)。相反，沒有一個(gè)良好的測(cè)試流程，產(chǎn)品批量生產(chǎn)中有很大概率會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的狀況。因此本文對(duì)集成電路測(cè)試流程展開相關(guān)闡述，并分別介紹了集成電路測(cè)試中的幾個(gè)應(yīng)用。

1.集成電路測(cè)試的目的

集成電路測(cè)試的主要目的在于檢測(cè)系統(tǒng)中是否存在故障，這種測(cè)試也被稱之為合格測(cè)試。在測(cè)試的過(guò)程中能夠有效發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障的位置所在，這種情況稱為故障定位。多數(shù)人會(huì)把測(cè)試和故障診斷混淆在一起，二者有極大的相似之處但又不完全一樣。測(cè)試的主要目的是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，而對(duì)于測(cè)試結(jié)果來(lái)也可能會(huì)出現(xiàn)沒有故障的情況，當(dāng)有故障的情況下也并不是都需要進(jìn)行故障定位的，這就和故障診斷區(qū)別開了。對(duì)于故障診斷而言，指的是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)電路存在故障的情況下對(duì)故障位置進(jìn)行精確定位，不僅如此大部分時(shí)候還需要對(duì)故障的類型展開詳細(xì)的分析。

2.集成電路測(cè)試技術(shù)的原理

集成電路測(cè)試技術(shù)在不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)包含的原理存在差異，并且對(duì)于不同的環(huán)節(jié)在產(chǎn)品器件的選擇上也有所不同。關(guān)于集成電路測(cè)試技術(shù)主要可以分類為三種：直流測(cè)試、功能測(cè)試、交流測(cè)試，下面就此分別展開分析。

2.1 直流測(cè)試

產(chǎn)品在生產(chǎn)過(guò)程中偶爾會(huì)遇到參數(shù)不穩(wěn)定的狀況，而經(jīng)過(guò)直流測(cè)試能夠有效避免此類情況的發(fā)生。在直流測(cè)試中也包含幾個(gè)種類，例如電源測(cè)試、漏電測(cè)試、接觸測(cè)試等。拿漏電測(cè)試為例，顧名思義指的就是為了檢測(cè)器件是否存在電流泄漏的狀況。產(chǎn)生漏電的原因主要是由于短路，為了防止器件內(nèi)部和外部之間電流短路，會(huì)在二者之間加入一定的絕緣氧化膜，當(dāng)氧化膜厚度不夠的情況下往往就會(huì)發(fā)生短路現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致電流泄漏。為了避免此類情況的發(fā)生，在漏電測(cè)試的作用之下能夠及時(shí)發(fā)生器件中出現(xiàn)的問題，進(jìn)而能夠在漏電事故發(fā)生前進(jìn)行修復(fù)。另外對(duì)于接觸測(cè)試而言主要的目的是為了防止器件中一些接口存在連接不當(dāng)?shù)臓顩r，其中連接狀況直接受到輸入輸出管腳二極管壓降的影響。電源測(cè)試是一項(xiàng)極為關(guān)鍵的測(cè)試，它能夠反映出器件是否完好，在測(cè)試的過(guò)程中也有動(dòng)態(tài)測(cè)試和靜態(tài)測(cè)試這兩種，都能夠有效測(cè)量出在額定電壓下電流的最大功耗。

2.2 功能測(cè)試

在集成電路設(shè)計(jì)之初會(huì)列出一個(gè)預(yù)期的目標(biāo)，而關(guān)于制造出來(lái)的集成電路是否達(dá)到規(guī)定要求主要就是通過(guò)功能測(cè)試來(lái)進(jìn)行。在功能測(cè)試中測(cè)試圖形發(fā)揮重要功效，將其安插到電路的各個(gè)輸入端中并且再配合測(cè)試器件，以設(shè)定好的電路頻率進(jìn)行測(cè)試，能夠得到一個(gè)輸出的形態(tài)，最后將這個(gè)形態(tài)和最初設(shè)計(jì)好的圖形作出一定的比對(duì)，就能清晰看出集成電路的功能是否能夠達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。整個(gè)功能測(cè)試環(huán)節(jié)之中測(cè)試圖形占據(jù)著關(guān)鍵的地位，因?yàn)檫@是器件功能好壞參照的重要標(biāo)準(zhǔn)，一些質(zhì)量高點(diǎn)的測(cè)試圖形幾乎能覆蓋所有的器件故障，并且能夠在極短時(shí)間內(nèi)找到器件中存在的問題。以時(shí)間順序作為集成電路區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)，包含了集合矢量生成和時(shí)序矢量生成這兩類，其中在時(shí)序測(cè)試電路中又有模擬測(cè)試碼和電路模型這兩種生成算法之分。

2.3 交流測(cè)試

交流測(cè)試的主要功能在于維持好晶體管轉(zhuǎn)換的時(shí)序關(guān)系，在時(shí)序關(guān)系正常的情況下相關(guān)器件就能夠順利進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在交流測(cè)試中同樣也涉及到幾個(gè)層面的分類，有在頻率方面的測(cè)試，也有在建立時(shí)間上的測(cè)試。

3.集成電路測(cè)試流程及實(shí)際測(cè)試介紹

集成電路的測(cè)試流程具有一定的復(fù)雜性，下面就集成電路的測(cè)試流程及實(shí)際測(cè)試展開一定介紹。

3.1 測(cè)試流程

在測(cè)試之初需要確認(rèn)好產(chǎn)品文件包含的東西，正常情況下一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品文件應(yīng)該包含相關(guān)線路、功能介紹、測(cè)試回路及項(xiàng)目、測(cè)試參數(shù)等等。在參數(shù)的測(cè)定上主要是使用測(cè)試儀進(jìn)行，在測(cè)試儀的種類上有數(shù)字化和模擬化之分，隨著科技水平的不斷發(fā)展，如今的測(cè)試儀基本都是自動(dòng)化操作的，運(yùn)用夾具及線路板在例如C語(yǔ)言、機(jī)器語(yǔ)言的測(cè)試程序之下完成測(cè)試程序。

3.2 實(shí)際電路測(cè)試介紹

在實(shí)際電路測(cè)試中拿 CD 2025CP作為例子進(jìn)行說(shuō)明。首先對(duì)CD 2025CP這款產(chǎn)品的基本原理及特性需要進(jìn)行一定了解，需要了解這款產(chǎn)品是屬于雙聲道頻率功放電路，并且關(guān)于內(nèi)部線路圖需要清晰的掌握，再結(jié)合引端的基本功能就能夠進(jìn)行測(cè)試設(shè)備的選擇了。然后是夾具的選定，參考的主要依據(jù)為測(cè)試回路。接下來(lái)就是測(cè)試程序的設(shè)定，將測(cè)試條件進(jìn)行一定整理再結(jié)合測(cè)量?jī)x進(jìn)行編寫。最后就可以將夾具和測(cè)試程序結(jié)合在一起進(jìn)行功能調(diào)試了，確認(rèn)無(wú)誤的情況下完成交付使用。關(guān)于程序的編寫涉及復(fù)雜，也可以根據(jù)實(shí)際的需求加入如數(shù)據(jù)測(cè)試這樣的元素。

4.集成電路測(cè)試應(yīng)用

正是由于集成電路測(cè)試的重要性，當(dāng)其集成電路測(cè)試涉及到多方面的應(yīng)用，如IDDQ測(cè)試、J750測(cè)試、ETS770測(cè)試，下面一一展開相關(guān)分析。

4.1 IDDQ測(cè)試

IDDQ測(cè)試是集成電路測(cè)試較為常見的一項(xiàng)應(yīng)用，其最為主要的功能在于判斷一項(xiàng)產(chǎn)品在質(zhì)量上是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，由此在故障報(bào)告之下及時(shí)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量方面展開改進(jìn)，能夠有效提升產(chǎn)品的可靠性。除此之外，IDDQ測(cè)試還能夠進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，判斷產(chǎn)品是否能夠達(dá)到設(shè)計(jì)之初所要求達(dá)到的功能。通俗來(lái)講IDDQ指的就是靜態(tài)電源電流，當(dāng)CMOS電路處于靜態(tài)的時(shí)候，在這種情況下電源電流會(huì)處于一個(gè)非常小的狀態(tài)，由于電路出現(xiàn)故障的情況下大部分會(huì)引發(fā)電流的突然升高，因此只需要經(jīng)過(guò)IDDQ測(cè)試后對(duì)電流大小進(jìn)行記錄，然后和標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對(duì)就能夠有效判斷電路是否正常運(yùn)行。舉個(gè)例子，當(dāng)電路中出現(xiàn)漏電流現(xiàn)象時(shí)，這樣一來(lái)地面和電源就形成了很好的導(dǎo)通狀態(tài)，由此使得靜態(tài)電流增大，出現(xiàn)電路故障。

4.2 J750測(cè)試

J750測(cè)試主要針對(duì)的電路類型為半導(dǎo)體式，關(guān)于J750在測(cè)試設(shè)備上主要包含儲(chǔ)存器、VLSI 器件等，并且J750能夠順利測(cè)試的對(duì)象幾乎包含了所有領(lǐng)域。在平臺(tái)上更是涉及廣泛，例如Catalyst、J973、IP750等等，對(duì)于產(chǎn)品故障類型也涵蓋極廣，如處理器故障、客戶特殊邏輯錯(cuò)誤等等。這個(gè)系統(tǒng)是建立在Windows的基礎(chǔ)上運(yùn)行的，因此對(duì)于操作者而言使用起來(lái)更為簡(jiǎn)便，尤其是對(duì)于初用者而言非常容易上手。

4.3 ETS770測(cè)試

多數(shù)測(cè)試方法存在一個(gè)弊端，就是在集成測(cè)試板和測(cè)試系統(tǒng)之間不能夠建立起良好的連接。而ETS770測(cè)試有效的解決了此類問題，不僅能夠使得二者進(jìn)行有效連接，還能夠使得芯片處理更為完善，完美的實(shí)現(xiàn)邏輯功能驗(yàn)證。在ETS770測(cè)試系統(tǒng)的界面設(shè)置上采用的窗口化處理，這種處理方式對(duì)于操作者而言使用起來(lái)更為簡(jiǎn)便，并且窗口化的模式在處理起來(lái)更為迅速。對(duì)于不同的測(cè)試系統(tǒng)在相關(guān)配置和開發(fā)環(huán)境上存在差異，因此對(duì)于工程師而言需要將各個(gè)器件的邏輯關(guān)系掌握透徹，這樣一來(lái)才能夠使得測(cè)試流程的制定上更加科學(xué)化，還能夠有效將系統(tǒng)資源進(jìn)行利用，使得測(cè)試時(shí)間得到大幅度減少。

5.結(jié)語(yǔ)

在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中集成電路測(cè)試技術(shù)發(fā)揮著重要的功效。經(jīng)過(guò)上述分析有效了解了集成電路的具體應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)對(duì)于產(chǎn)品生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié)在測(cè)試方法的選擇上有所不同，制定一個(gè)有效的測(cè)試方式能夠精確將劣質(zhì)產(chǎn)品篩選出來(lái)，從而使得產(chǎn)品整體質(zhì)量得到提升。雖然當(dāng)前我國(guó)集成電路測(cè)試技術(shù)已經(jīng)較為成熟，但未來(lái)仍需要相關(guān)人員的不斷努力，從實(shí)際工作中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。