集成電路測試技術論文

　　集成電路測試貫穿在集成電路設計、芯片生產(chǎn)、封裝以及集成電路應用的全過程，下面是學習啦小編整理了集成電路測試技術論文，有興趣的親可以來閱讀一下!

　　集成電路測試技術論文篇一

　　論集成電路生產(chǎn)的測試技術

　　【摘 要】測試貫穿在集成電路設計、制造、封裝及應用的全過程，被認為是集成電路產(chǎn)業(yè)的4個分支(設計、制造、封裝與測試)中一個極為重要的組成部分，它已經(jīng)成為集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的一個瓶頸。

　　【關鍵詞】集成電路; 生產(chǎn); 測試; 技術

　　集成電路測試貫穿在集成電路設計、芯片生產(chǎn)、封裝以及集成電路應用的全過程，因此，測試在集成電路生產(chǎn)成本中占有很大比例。而在測試過程中，測試向量的生成又是最主要和最復雜的部分，且對測試效率的要求也越來越高，這就要求有性能良好的測試系統(tǒng)和高效的測試算法。

　　一、數(shù)字集成電路測試的基本概念

　　根據(jù)有關數(shù)字電路的測試技術，由于系統(tǒng)結(jié)構取決于數(shù)字邏輯系統(tǒng)結(jié)構和數(shù)字電路的模型，因此測試輸入信號和觀察設備必須根據(jù)被測試系統(tǒng)來決定。我們將數(shù)字電路的可測性定義如下：對于數(shù)字電路系統(tǒng)，如果每一個輸出的完備信號都具有邏輯結(jié)構唯一的代表性，輸出完備信號集合具有邏輯結(jié)構覆蓋性，則說系統(tǒng)具有可測性。

　　二、數(shù)字集成電路測試的特點

　　(一)數(shù)字電路測試的可控性 系統(tǒng)的可靠性需要每一個完備輸入信號，都會有一個完備輸出信號相對性。也就是說，只要給定一個完備信號作為輸入，就可以預知系統(tǒng)在此信號激勵下的響應。換句話說，對于可控性數(shù)字電路，系統(tǒng)的行為完全可以通過輸入進行控制。從數(shù)字邏輯系統(tǒng)的分析理論可以看出，具有可控性的數(shù)字電路，由于輸入與輸出完備信號之間存在一一映射關系，因此可以根據(jù)完備信號的對應關系得到相應的邏輯。

　　(二)數(shù)字電路測試的可測性 數(shù)字電路的設計，是要實現(xiàn)相應數(shù)字邏輯系統(tǒng)的邏輯行為功能，為了證明數(shù)字電路的邏輯要求，就必須對數(shù)字電路進行相應的測試，通過測試結(jié)果來證明設計結(jié)果的正確性。如果一個系統(tǒng)在設計上屬于優(yōu)秀，從理論上完成了對應數(shù)字邏輯系統(tǒng)的實現(xiàn)，但卻無法用實驗結(jié)果證明證實，則這個設計是失敗的。因此，測試對于系統(tǒng)設計來說是十分重要的。從另一個角度來說，測試就是指數(shù)字系統(tǒng)的狀態(tài)和邏輯行為能否被觀察到，同時，所有的測試結(jié)果必須能與數(shù)字電路的邏輯結(jié)構相對應。也就是說，測試的結(jié)果必須具有邏輯結(jié)構代表性和邏輯結(jié)構覆蓋性。

　　三、數(shù)字電路測驗的作用

　　與其它任何產(chǎn)品一樣，數(shù)字電路產(chǎn)出來以后要進行測試，以便確認數(shù)字電路是否滿足要求。數(shù)字電路測試至少有以下三個方面的作用：

　　(一)設計驗證 今天數(shù)字電路的規(guī)模已經(jīng)很大，無論是從經(jīng)濟的角度，還是從時間的角度，都不允許我們在一個芯片制造出來之后，才用現(xiàn)場試驗的方法對這個“樣機”進行測試，而必須是在計算機上用測試的方法對設計進行驗證，這樣既省錢，又省力。

　　(二)產(chǎn)品檢驗 數(shù)字電路生產(chǎn)中的每一個環(huán)節(jié)都可能出現(xiàn)錯誤，最終導致數(shù)字電路不合格。因此，在數(shù)字電路生產(chǎn)的全過程中均需要測試。產(chǎn)品只有經(jīng)過嚴格的測試后才能出廠。組裝廠家對于買進來的各種數(shù)字電路或其它元件，在它們被裝入系統(tǒng)之前也經(jīng)常進行測試。

　　(三)運行維護 為了保證運行中的系統(tǒng)能可靠地工作，必須定期或不定期地進行維護。而維護之前首先要進行測試，看看是否存在故障。如果系統(tǒng)存在故障，則還需要進行故障定位，至少需要知道故障出現(xiàn)在那一塊電路板上，以便進行維修或更換。

　　由此可以看出，數(shù)字電路測試貫穿在數(shù)字電路設計、制造及應用的全過程，被認為是數(shù)字電路產(chǎn)業(yè)中一個重要的組成部分。有人預計，到2016年，IC測試所需的費用將在設計、制造、封裝和測試總費用中占80%-90%的比例。

　　四、數(shù)字電路測試方法概述

　　(一)驗證測試 當一款新的芯片第一次被設計并生產(chǎn)出來時，首先要接受驗證測試。在這一階段，將會進行全面的功能測試和交流(AC)及直流(DC)參數(shù)測試。通過驗證測試，可以診斷和修改設計錯誤，測量出芯片的各種電氣參數(shù)，并開發(fā)出將在生產(chǎn)中使用的測試流程。

　　(二)生產(chǎn)測試 當數(shù)字電路的設計方案通過了驗證測試，進入量產(chǎn)階段之后，將利用前一階段調(diào)試好的流程進行生產(chǎn)測試。生產(chǎn)測試的目的就是要明確地做出被測數(shù)字電路是否通過測試的決定。因為每塊數(shù)字電路都要進行生產(chǎn)測試，所以降低測試成本是這一階段的首要問題。因此，生產(chǎn)測試所使用的測試輸入數(shù)(測試集)要盡可能的小，同時還必須有足夠高的故障覆蓋率。

　　(三)老化測試 每一塊通過了生產(chǎn)測試的數(shù)字電路并不完全相同，其中有一些可能還有這樣或那樣的問題，只是我們暫時還沒有發(fā)現(xiàn)，最典型的情況就是同一型號數(shù)字電路的使用壽命大不相同。老化測試為了保證產(chǎn)品的可靠性，通過調(diào)高供電電壓、延長測試時間、提高運行環(huán)境溫度等方式，將不合格的數(shù)字電路篩選出來。

　　(四)接受測試 當數(shù)字電路送到用戶手中后，用戶將進行再一次的測試。如系統(tǒng)集成商在組裝系統(tǒng)之前，會對買回來的數(shù)字電路和其它各個部件進行測試。只有確認無誤后，才能把它們裝入系統(tǒng)。

　　五、數(shù)字電路測試的設計

　　統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，檢測一個故障并排除它，所需要的代價若以芯片級為1的話，則電路板級為10，系統(tǒng)級為102，使用現(xiàn)場級為103。隨著集成電路技術的快速發(fā)展，對集成電路的測試變得越來越困難。雖然對測試理論和方法的研究一直沒有間斷或停止，但還是遠遠不能滿足集成電路發(fā)展的需求。過去先由設計人員根據(jù)功能、速度和電性能要求來設計電路，然后再由測試人員根據(jù)已設計好的電路制定測試方案，這種傳統(tǒng)的做法已經(jīng)不能適應實際生產(chǎn)的需求。

　　集成電路設計不僅要滿足功能、速度和電性能等方面的要求，而且還要使得設計出來的集成電路容易測試，即要設法降低測試的難度。當集成電路被封裝后，電路中的節(jié)點都是無法接觸的。這些點上的故障是否可以測試以及測試的難易程度，決定于電路的原始輸入是否可以控制這些點的邏輯值以及這些點的邏輯值能否容易地通過電路內(nèi)部到達電路原始輸出以便于觀察。

　　要提高電路的可測試性，首先要有辦法來度量電路的可測試性，即要求對可控制性和可觀察性進行量化，而且要求計算簡單。這樣，在電路的設計過程中不斷估計電路的可測試性，并在必要時及時修改電路設計，最終使電路變得容易測試。有很多度量和計算可控制性和可觀察性的方法。DFT技術可以分為兩個大類：一類是專項設計，它是在按功能要求設計好電路之后，再采取一些簡單易行的措施，針對電路中某些具體的節(jié)點，提高它們的可控制性、可觀察性;另一類是結(jié)構設計，它根據(jù)可測試性設計的一般規(guī)則和基本模式來進行電路的功能設計，在完成功能設計的同時，提高了電路內(nèi)部節(jié)點的可控制性和可觀察性。

點擊下頁還有更多>>>集成電路測試技術論文