 集成电路测试技术 “概述”芯片/科普 集成电路测试技术在现代电子产业中扮演着至关重要的角色。它不仅确保了芯片的质量和可靠性，还对提升生产效率、降低成本以及推动技术创新具有显著影响。 集成电路测试的定义 集成电路(Integrated Circuit,IC)测试：指对集成电路或模块进行检测，通过对集成电路的输出响应和预期输出进行比较，以确定或评估集成电路元器件功能和性能的过程。集成电路测试是验证设计、监控生产、保证质量、分析失效及指导应用的重要手段安全生产。 集成电路测试基本原理 图中所示为集成电路测试的基本原理：通过对 IC 的输入端施加激励，检测 IC 输出端的输出响应，并将其与期望的正确响应进行比较，来判断 IC 的功能和性能。  集成电路测试分类 按测试目的分类 集成电路测试的定义 按照需要达到的测试目的对集成电路测试进行分类，可以分为:验证测试、制造测试、老化测试、入厂测试等。 (1) 验证测试:当一款新的芯片第一次被设计并生产出来，首先要接受验证测试。在这一阶段，将会进行功能测试，以及全面的 AC、DC 参数的测试。通过验证测试，可以诊断和修改设计错误，为最终规范（产品手册）测量出芯片的各种电气参数，并开发出测试流程，测试合格后开始批量生产。 (2)制造测试:芯片设计方案顺利通过验证测试后就可以进入制造阶段，利用前一阶段调试好的流程进行制造测试。这样做是为了判断被测芯片能否通过测试，由于每一颗芯片都要进行制造测试，所以测试成本是这一阶段的首要问题。从这一角度出发，制造测试通常所采用的测试向量集不会包含过多的功能向量，但是必须有足够高的模型化故障的覆盖率。 (3)老化测试:由于各款产品之间存在差异，一些通过制造测试的芯片在投入实际使用时，可能会在一定时间后失效，不能保证长时间正常运行工作。老化测试就是要保证产品的可靠性，通过调高供电电压、延长测试时间、提高温度等方式，将不合格的产品（如会很快失效 的产品）淘汰出来。 (4)入厂测试:当芯片送到用户手中，用户将进行再一次的测试。例如，系统集成商在组装系统前，会对买回的各个部件进行此项测试。 按测试内容分类 按测试内容分类可分为参数测试、功能测试、结构测试等。 (1)参数测试:参数测试分为直流(DC)参数和交流(AC)参数两种测试。DC 参数的测试内容包括连接性测试、漏电流测试、输出高低电平测试等。AC 参数的测试内容包括传输延迟、建立/保持时间、上 升/下降时间测试等。 (2)功能测试:功能测试是验证设计者所需要的正确功能是否在芯片上实现，通过输入特定的矢量，验证在特定条件下的输出响应。 (3)结构测试:结构测试是指观察大规模数字系统原始输出端口的内部信号状态。常用的结构测试方法包括扫描测试、边界扫描测试和内建自测试。 按测试器件分类 按测试器件的类型分类可分为：数字测试、模拟测试、混合测试、存储器测试、SOC 测试、 RF 测试等。 集成电路测试的主要环节 集成电路测试的主要环节包括：测试方案制定、负载板(Load Board)设计、测试程序开发、 测试数据分析和输出报告。 测试方案制定 测试方案需要根据器件测试规范来制定。测试规范包括以下内容： (1) DUT 的信息——具体的每个 pad 或者 pin 的信息，CP 测试需要明确每个 bond pads 的坐标及类型信息，FT 测试需要明确封装类型及每pin的类型信息。 (2) 器件类型——存储器、MCU、数模混合电路等。 (3) 环境特性——工作温度范围、电压范围、湿度等。 (4) 测试设备要求——测试设备的资源需求，比如电源数量需求、程序的编写环境、各种信号资源数量、精度等。 (5) 测试夹具选择——根据测试芯片的封装类型及客户的测试需求选择特定的夹具。 (6) 芯片功能、参数测试项目清单——具体的功能、参数测试规范，每个测试项的测试条件及参数规格，这个主要根据芯片设计部门提供的规范来确认。 (7) 测试项目开发计划——规定了具体的细节以及预期完成日期，做到整个项目的可控制性和效率。 负载板设计 负载板用于连接测试平台硬件资源与待测电路，测试平台通过测试接口板实现对电路的电特性测试。  程序开发 测试程序的开发需要设置以下模块： Ø Pin 文件：定义每一个管脚的名字和类型，也可以为一组功能类似的管脚定义组名，以及定义不同引脚的通道类型，如电源引脚、IO 引脚等 Ø Level 文件：设置电源参数（电压大小、限流、上电延时）；激励信号参数（高低电平 幅度）；响应信号参数（高低电平判限） Ø Timing 文件：设置自定义码型、驱动触沿、采样点、驱动信号频率 Ø Pattern 文件：描述测试激励与测试响应的逻辑时序 Ø Test Method 文件：包含交直流参数等测试方法 Ø TestFlow 文件：由多个测试项组合而成的测试流程，包含测试的顺序；一般集成电路测试流程如下：  测试数据分析 测试数据分析是指通过对测试数据进行统计、绘图、创建表格、方程拟合和特征计算等方法挖掘数据中隐藏的信息，揭示测试数据的内在规律，既可以及时发现测试过程中的异常，为改善测试方案提供依据，又可以发现电路本身潜在的问题，为改善工艺或设计提供依据。 常用的测试数据分析方法包括：统计分析和可视化分析。 统计分析有均值分析、方差分析 (ANOVA)等;可视化分析包括数据列表、晶圆图、什穆图(shmoo)、直方图(Histogram)等。 集成电路测试专业术语 01 ATE:自动测试设备:专用于集成电路测试的综合自动测试系统，一般具备模拟、数字等信号的激励输出和响应检测，器件供电（DPS：Device Power Supply）等功能。 02 DUT：Device Under Test,等待测试的器件。 03 测试矢量：数字芯片测试中发送给被测芯片的一系列测试向量（多位组成）及检测到的一系列响应向量。 04 引脚参数测量单元(PPMU,Pin Parameter Measurement Unit)：用于DC 参数测量，它能驱 动电流进入器件而去量测电压或为器件加上电压而去量测产生的电流。 05 直流(DC)参数测试：对直流或静态参数的测试，如输出高低电平、输入高低电平、漏电流、电源电流的测试。 06 交流(AC)参数测试：对动态或交流参数的测试，如上升下降时间、传输延时、频率、脉宽等参数的测试。 |
