集成電路測試技術(shù)的應(yīng)用研究

魯巧云

摘要：隨著我國先進(jìn)科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，國內(nèi)的電子信息技術(shù)發(fā)展推動了集成電路技術(shù)的進(jìn)步，電子產(chǎn)品的設(shè)計和制造也越來越復(fù)雜化，因此，在生產(chǎn)集成電路的途中必須進(jìn)行有效的測試。借助集成電路測試技術(shù)為各個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)質(zhì)量提供保障，確保集成電路成品的質(zhì)量。一個好的產(chǎn)品必須通過嚴(yán)格的測試，才能將產(chǎn)品中存在的缺陷發(fā)現(xiàn)，從而將該缺陷完善。因此，集成電路測試技術(shù)的應(yīng)用研究能在一定程度上影響電子行業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：集成電路；測試技術(shù)；應(yīng)用

在當(dāng)前電子技術(shù)產(chǎn)業(yè)中，封裝業(yè)、制造業(yè)、測試業(yè)相互支持，其中集成電路測試技術(shù)補(bǔ)充了設(shè)計以及制造方面的不足，加快了集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。在集成電路產(chǎn)業(yè)帶動下，國內(nèi)出現(xiàn)很多新興產(chǎn)業(yè)，如消費(fèi)類電子產(chǎn)業(yè)、通信產(chǎn)業(yè)等，與此同時集成電路的測試技術(shù)也得到了全面發(fā)展，下面重點(diǎn)分析集成電路測試技術(shù)的應(yīng)用。

一、檢測——集成電路的發(fā)展關(guān)鍵

集成電路測試是貫穿于整個集成電路設(shè)計、制造、封裝及應(yīng)用過程中的工作，在生產(chǎn)中的每一個環(huán)節(jié)都需要進(jìn)行相應(yīng)的測試，從而保證集成電路在整個流程中不會出現(xiàn)較大的問題。集成電路測試的對象包括數(shù)字IC、模擬IC、低頻、射頻和數(shù)?；旌闲盘栯娐返仍O(shè)備。一般來說，集成電路測試可分為兩大類：功能測試和參數(shù)測試。測試的主要目的是對集成電路元件的各項(xiàng)功能及參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)，保證各項(xiàng)參數(shù)能夠達(dá)標(biāo)。就日常工作流程而言，集成電路測試流程可分為4個部分：設(shè)計驗(yàn)證測試。該部分是通過特征分析對設(shè)計的正確性和器件的性能參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)；圓晶測試。圓晶測試是運(yùn)用測試探針臺等設(shè)備來進(jìn)行的；封裝測試。封裝測試包括功能、直流與交流參數(shù)等測試；可靠性測試。保證器件的可靠性，即器件在額定的使用壽命期限之內(nèi)能夠安全正常地工作。

測試是集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)，同時也是集成電路出廠前各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)的驗(yàn)證環(huán)節(jié)。隨著集成電路的發(fā)展，測試已經(jīng)由早期的一個小工序發(fā)展成為一個不可或缺、專業(yè)化和高技術(shù)化的重要環(huán)節(jié)，它為集成電路的設(shè)計、制造、封裝提供了強(qiáng)力的支撐，為集成電路的發(fā)展起到了重要的推動作用。

二、集成電路測試目的

確定系統(tǒng)中是否存在故障，稱為合格（失效）測試，或稱故障檢測；確定故障的位置，稱為故障定位。在某些情況下，測試與故障診斷是有細(xì)微差別的。測試是面對產(chǎn)品的檢測而言，因此測試的結(jié)果可能有故障，也可能沒有故障；如果有故障，則有可能作故障定位，也可能不需要作故障定位。而故障診斷一般均指在確定的電路有故障的前提下來確定故障的位置，有時還需要確定故障的類型和其它問題。

三、集成電路測試技術(shù)的應(yīng)用

（一）IDDQ測試技術(shù)應(yīng)用

IDDQ測試即靜態(tài)電源電流，能夠改善產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，是故障分析的重要方法。正常情況下集成電路靜態(tài)電流很小，大多數(shù)故障后引起電流升高，因此可以依照測試電流來發(fā)現(xiàn)故障。與傳統(tǒng)邏輯測試相比，IDDQ測試采用較小的電流測試集就能夠得到很大的故障覆蓋率，一組測試碼有時能夠檢測到所有可能故障。在單故障模型中，能夠監(jiān)測到邏輯冗余故障。IDDQ測試無需關(guān)注故障點(diǎn)的實(shí)際電壓值，只需要以故障點(diǎn)為紐帶，就能夠找到最適合橋接故障的測試。如裸芯片測試篩選中，利用IDDQ測試技術(shù)能夠檢測出功能測試無法檢測出的故障，能夠減少測試消耗。不少研究認(rèn)為芯片失效與氧化層針孔老化情況有關(guān)，在裸芯片的篩選中，利用IDDQ測試技術(shù)來進(jìn)行補(bǔ)充，能夠縮短篩選時間，降低試驗(yàn)成本。在測試中，在125℃、7.0V、6小時測試條件下進(jìn)行IDDQ測試和功能測試，同時開展單獨(dú)功能測試，剔除不合格樣品后，再次測試，計算失效率。結(jié)果發(fā)現(xiàn)第二次IDDQ測試失效率僅僅為0.10%，單獨(dú)進(jìn)行功能測試失效率在0.23%，說明利用IDDQ測試能夠減小器件早期失效率。IDDQ篩選出的故障芯片包括了柵氧短路、金屬橋接、絕緣層損壞、通孔開路等。

IDDQ測試技術(shù)也存在一定的缺點(diǎn)，不能取代電壓測試，這種測試技術(shù)測試速度慢，要求穩(wěn)定后才能夠測試。隨著集成電路工藝不斷復(fù)雜，晶體管關(guān)閉狀態(tài)漏電流的控制難度更大，這些都會引起電流大大增加，當(dāng)電流值達(dá)到威亞微米級，IDDQ測試就會非常困難。

（二）ETS770測試技術(shù)應(yīng)用

ETS770測試系統(tǒng)相對完善，所覆蓋的測試產(chǎn)品故障也相對全面。采用了Windows操作系統(tǒng)，設(shè)計了用戶體驗(yàn)界面，操作方面，硬件解耦股也相對健全。ETS770在測試集成電路器件時，直接連接測試系統(tǒng)，利用操作芯片來驗(yàn)證邏輯功能。每套測試系統(tǒng)均配置了開發(fā)系統(tǒng)，因此在測試時只需要合理選擇電路器件結(jié)構(gòu)，就能夠得到測試系統(tǒng)情況，節(jié)省測試時間。

如LCD驅(qū)動電路測試中，該集成電路用來顯示時鐘，由于采用了CMOS技術(shù)，因此耗能較低。集成電路設(shè)計中涵蓋了頻率部分、控制部分、時鐘部分等。LCD驅(qū)動電路功能測試包括頻率顯示測試、時鐘顯示測試。利用ETS770測試技術(shù)來實(shí)現(xiàn)測試，頻率時鐘顯示選擇端CF。S=0，RST=1，進(jìn)入時顯示測試。參數(shù)測試一部分在功能測試中實(shí)現(xiàn)，如工作電壓、輸入電壓等，其他參數(shù)均在參數(shù)測試環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)。分別在頻率顯示模式和時鐘顯示模式下測試電源工作電壓，頻率顯示模式下電流值在3.6mA以下為合格，時鐘顯示模式下電流在110μA以下為合格。

（三）J750測試

J750測試主要針對半導(dǎo)體電路，測試平臺包括J791、J973等，所覆蓋的集成電路產(chǎn)品故障也相對全面。J750測試機(jī)硬件架構(gòu)基于板卡，維護(hù)性能好，基本能夠滿足芯片的測試需求，性價比也比較高。如在一款芯片測試中，SORT測試時間在100分鐘左右，成品率誤差為零，失效BIN分析，內(nèi)部比對在失效BIN方面吻合度很高。在管腳施加不同的條件，所引起的變化基本相一致，沒有引起測試數(shù)值異常。

四、結(jié)語

總而言之，集成電路測試是貫穿于整個集成電路產(chǎn)業(yè)鏈之中的，其為集成電路產(chǎn)業(yè)的規(guī)范、快速發(fā)展提供了重要的支撐，成為了與集成電路設(shè)計、制造、封裝并舉的四大產(chǎn)業(yè)之一，為信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支撐。

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