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    基于数字IC测试机架构详细讲解测试理论

    时间:2015-02-07 10:58来源:www.www.larfn.com 作者:ictest8 点击:

    集成电路测试机发展史简介

     

    当今的电子测试业界,分为两大部分,一是PCB组装测试,一是集成电路测试,如下图所示:

    随着PCB组装大规模生产线的出现,使得传统的测试观念发生变化,希望PCB上的问题能在成品前的几道工序就能及时发现并修复,于是从80年代开始,出现了光板测试仪和在线测试仪(ICT& ATE),并导入生产制程,使PCB的成品率大大提升。

     

    1958年德州仪器公司(TI)研制发明了世界第一块集成电路7400(与非门逻辑电路)以来,便诞生了世界上第一台集成电路测试机,专用于测试自己产品的INHOUSE TESTER。同样,世界上第一颗模拟(Analog)集成电路是Fairchild公司的运算放大器741,同时,便诞生了世界上第一台模拟集成电路测试机。

     

    集成电路测试机已经走过了第一代、第二代,目前正处于第三代的早期,其中每一代测试机的特点及其代表厂家如表一所示:

     

    表一:

    项项目

    硬件特点

    软件特点

    代表机型

    第一代

    ECL电路,体积庞大

    Minicomputer,

    文字界面

    SENTRY 7

    SENTRY 10

    第二代

    ASIC,体积较大

    工作站,UNIX操作系统

    SCHLUMBERGER

    TRILLIUM

    第三代

    ASIC,FPGA,标准化,??榛?,体积很小

    WINDOWS操作系统,易学易用,向智能化发展

    TERADYNE J750

     

    1970年,Fairchild公司推出了世界上第一代成功的商业化的数字集成电路测试机Sentry 7,它采用24BUS,ECL电路,2MHzminicomputer,体积庞大,主要性能为:DATARATE10MHz,最大测试通道为60PIN;直到1990年为止,先后推出S-10,S-20,S-21等型号,在1970年到1990年这二十年期间,Sentry机器凭借其优良的性能,在测试业界独岭风骚,无任何竞争手。

    随着386CPU的出现,集成电路的集成度和工作频率大幅度提高,诞生了第二代集成电路测试机,主要特点为:测试机硬件系统开始采用ASIC,软件系统则引入工作站,用UNIX操作系统。其代表性的机器有法国的SCHLUMBERGER以及TRILLIUM。Sentry公司卖给SCHLUMBERGER后,便推出第二代产品S15S50,而Sentry公司的部分员工成立TRILLIUM公司,推出50MHz、256PIN的数字测试机,赢得较大的市场,SCHLUMBERGER推出S15、S50失败后,推出先进的ITS9000系统,此系统在软件和硬件上均代表当时的最高水平,软件采用高级的图形界面,测试程序采用??榛峁?,硬件系统采用SEQUENCEPER PIN结构(每一PIN均有独立的PMU,TG,VIH,VIL,VOH,VOLSEQUENCE),此时ITS9000机器独霸市场,TRILLIUM不得已卖给CREDENCE,CREDENCE推出SC212系统,它在软件方面引进ITS9000的优点,在硬件方面采用CMOS电路,向小型化发展,此系统推出后,打败了众多大系统机台。

    随着个人计算机及WINDOWS操作系统的广泛普及,如今,出现了第三代数字集成电路测试机,并具备如下特点:采用广泛普及的PC机及WINDOWS操作系统,易学易用,并向智能化发展,硬件系统向小型化、??榛?、标准化发展。其代表机器有TERADYNEJ750,用于工程验证的HILEVEL、IMS。第三代测试机的出现,使得测试机的购买成本及维护成本大大降低,厂家只需购买自己需要的??椴糠?,而不必花过多的钱去买自己用不到的部分,并且,测试机也能随时扩充新的功能。

    综上,集成电路测试机基本上沿着小型化、??榛?、智能化方向发展。

     

    测试的专业术语简介

    芯片测试中的一些专业术语

     

    Wafer Test

    是指在芯片还是Wafer状态下,将其进行好坏分离的测试,这是所有芯片测试中最先进行的。也可称为Wafer Sort。

     

    Package Test

    是指将Wafer上的芯片进行切割、封装,然后再进行测试。其目的是为保证封装过程的正确,并再次验证芯片是否符合系统设计的要求。也可称为Final Test。

     

    Pre/Post Burn-in (option)

    是指将芯片放入烘箱进行烘烤,其目的是将芯片进行老化,然后再进行测试。由此可保证芯片在一定的时间内性能的稳定。

     

    Quality Assurance Test

    是指在Final Test后选取一定数量的芯片进行QA测试,来验证Final Test的正确性。一般来说QA Test的规格会比Final Test松,但测试项目会多。

     

    Final Vision Inspection

    是指在产品送出去之前的外观目视检察。它主要检察Marking是否清晰、引脚之间的间距和高低是否符合标准。

     

    Failure Analysis

    是指对测试不通过的芯片进行错误分析,然后根据结果考虑是否改进制程或测试程序。

     

    测试中硬件的一些专业术语

     

    Load Board

    是机台同DUT Board或直接同芯片(DUT Board)连接的通道。其主要用途是将测试机台的资源(电流、电压、频率等)传给DUT Board或直接传给芯片。

     

    DUT Board

    DUTDevice Under Test的缩写,其主要是一个转接板,是将机台通过Load Board传过来得资源再转传给芯片。

     

    Relay

    是速度极快的继电器,主要实现让芯片在不同外围电路之间切换。

    测试系统中的一些专业术语

    Pin Electronics

    是在测试头中将输入信号传给DUT或从DUT中抓到输出信号的电路。同时也可称为PE CardsI/O Cards。

     

    Drivers

    是在PE Cards中用于提供给DUT逻辑0、1电平的电路。

     

    Signal Format

    是由PE Cards的驱动电路所提供的输入信号的波形。

     

    Comparators

    是在PE Cards中用于从DUT中抓到逻辑0、1电平的电路。

     

    Output Sampling

    是将输出的电压值与定义的逻辑电平的0、1值比较,判断是否通过。

     

    Output Mask

    是在功能测试过程中决定测试通道的输出比较是否打开。

     

    Dynamic Loading

    是指在PE Cards的电路中可加载变化的正负电流,这些动态电流的加载可作为DUT输出引脚的IOLIOH ,并且些电流的大小可由过程控制。

     

    VREF

    Dynamic Loading的参考电压。并控制电流IOLIOH (详情请参见图 X)。

     

    PMU

    Precision Measurement Unit / Parametric Measurement Unit的缩写,它具有提供电压测电流和提供电流测电压的功能。

     

    Clamp

     

     

    是测试系统在硬件上对电流和电压值的限制,这对测试人员、测试机台和芯片起?;ぷ饔?。

     

    Positive Current / Sink

    是指从机台流入芯片的电流。

     

     

    Negative Current / Source

    是指从芯片流入机台的电流。

     

    DPS

    Device Power Supply的缩写,其主要作用给芯片提供大电流和高电压。我们一般将其和芯片的VDD相连。

     

    RVS

    Reference Voltage Supply的缩写,它主要向PE Cards的驱动和比较电路提供逻辑的0、1电平。

     

    Test Cycle

    是指执行一行测试向量所需的时间,也可称为Period。

     

    Test Vectors

    是同功能测试相配合,定义芯片引脚不同时刻的状态。它有输入、输出两种状态,我们根据测试向量给某些引脚灌入输入信号,并在某些引脚比较输出波形,由此来判断功能测试的通过与否。其也可称为Test Pattern。

     

    Vector Memory

    用于存储测试向量的高速内存。也可称为Pattern Memory。

     

    Tester Channel

    是指在PE Cards中的向DUT引脚传递电压、电流和时序的电路。也可称为Test Pin。

     

    Tester Per Pin

    是指每个测试通道都是一个小的测试系统,每个引脚都有一套独立的资源(时序、PMU).。

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