積體電路測試技術論文

　　積體電路測試貫穿在積體電路設計、晶片生產、封裝以及積體電路應用的全過程，下面是小編整理了，有興趣的親可以來閱讀一下!

　　篇一

　　論積體電路生產的測試技術

　　【摘要】測試貫穿在積體電路設計、製造、封裝及應用的全過程，被認為是積體電路產業的4個分支***設計、製造、封裝與測試***中一個極為重要的組成部分，它已經成為積體電路產業發展中的一個瓶頸。

　　【關鍵詞】積體電路; 生產; 測試; 技術

　　積體電路測試貫穿在積體電路設計、晶片生產、封裝以及積體電路應用的全過程，因此，測試在積體電路生產成本中佔有很大比例。而在測試過程中，測試向量的生成又是最主要和最複雜的部分，且對測試效率的要求也越來越高，這就要求有效能良好的測試系統和高效的測試演算法。

　　一、數字積體電路測試的基本概念

　　根據有關數位電路的測試技術，由於系統結構取決於數字邏輯系統結構和數位電路的模型，因此測試輸入訊號和觀察裝置必須根據被測試系統來決定。我們將數位電路的可測性定義如下：對於數位電路系統，如果每一個輸出的完備訊號都具有邏輯結構唯一的代表性，輸出完備訊號集合具有邏輯結構覆蓋性，則說系統具有可測性。

　　二、數字積體電路測試的特點

　　***一***數位電路測試的可控性系統的可靠性需要每一個完備輸入訊號，都會有一個完備輸出訊號相對性。也就是說，只要給定一個完備訊號作為輸入，就可以預知系統在此訊號激勵下的響應。換句話說，對於可控性數位電路，系統的行為完全可以通過輸入進行控制。從數字邏輯系統的分析理論可以看出，具有可控性的數位電路，由於輸入與輸出完備訊號之間存在一一對映關係，因此可以根據完備訊號的對應關係得到相應的邏輯。

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

　　三、數位電路測驗的作用

　　與其它任何產品一樣，數位電路產出來以後要進行測試，以便確認數位電路是否滿足要求。數位電路測試至少有以下三個方面的作用：

　　***一***設計驗證今天數位電路的規模已經很大，無論是從經濟的角度，還是從時間的角度，都不允許我們在一個晶片製造出來之後，才用現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***產品檢驗數位電路生產中的每一個環節都可能出現錯誤，最終導致數位電路不合格。因此，在數位電路生產的全過程中均需要測試。產品只有經過嚴格的測試後才能出廠。組裝廠家對於買進來的各種數位電路或其它元件，在它們被裝入系統之前也經常進行測試。

　　***三***執行維護為了保證執行中的系統能可靠地工作，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。如果系統存在故障，則還需要進行故障定位，至少需要知道故障出現在那一塊電路板上，以便進行維修或更換。

　　由此可以看出，數位電路測試貫穿在數位電路設計、製造及應用的全過程，被認為是數位電路產業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、製造、封裝和測試總費用中佔80%-90%的比例。

　　四、數位電路測試方法概述

　　***一***驗證測試當一款新的晶片第一次被設計並生產出來時，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***引數測試。通過驗證測試，可以診斷和修改設計錯誤，測量出晶片的各種電氣引數，並開發出將在生產中使用的測試流程。

　　***二***生產測試當數位電路的設計方案通過了驗證測試，進入量產階段之後，將利用前一階段除錯好的流程進行生產測試。生產測試的目的就是要明確地做出被測數位電路是否通過測試的決定。因為每塊數位電路都要進行生產測試，所以降低測試成本是這一階段的首要問題。因此，生產測試所使用的測試輸入數***測試集***要儘可能的小，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測試的數位電路並不完全相同，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現，最典型的情況就是同一型號數位電路的使用壽命大不相同。老化測試為了保證產品的可靠性，通過調高供電電壓、延長測試時間、提高執行環境溫度等方式，將不合格的數位電路篩選出來。

　　***四***接受測試當數位電路送到使用者手中後，使用者將進行再一次的測試。如系統整合商在組裝系統之前，會對買回來的數位電路和其它各個部件進行測試。只有確認無誤後，才能把它們裝入系統。

　　五、數位電路測試的設計

　　統計資料表明，檢測一個故障並排除它，所需要的代價若以晶片級為1的話，則電路板級為10，系統級為102，使用現場級為103。隨著積體電路技術的快速發展，對積體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積體電路發展的需求。過去先由設計人員根據功能、速度和電效能要求來設計電路，然後再由測試人員根據已設計好的電路制定測試方案，這種傳統的做法已經不能適應實際生產的需求。

　　積體電路設計不僅要滿足功能、速度和電效能等方面的要求，而且還要使得設計出來的積體電路容易測試，即要設法降低測試的難度。當積體電路被封裝後，電路中的節點都是無法接觸的。這些點上的故障是否可以測試以及測試的難易程度，決定於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部到達電路原始輸出以便於觀察。

　　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，並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後，再採取一些簡單易行的措施，針對電路中某些具體的節點，提高它們的可控制性、可觀察性;另一類是結構設計，它根據可測試性設計的一般規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，提高了電路內部節點的可控制性和可觀察性。

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