IC测试的基本原理

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IC测试主要的目的是将合格的芯片与不合格的芯片区分开，保证产品的质量与可靠性。随着集成电路的飞速发展，其规模越来越大，对电路的质量与可靠性要求进一步提高，集成电路的测试方法也变得越来越困难。因此，研究和发展IC测试，有着重要的意义。而测试向量作为IC测试中的重要部分，研究其生成方法也日渐重要。
1.1 IC测试原理
    IC 测试是指依据被测器件（DUT）特点和功能，给DUT提供测试激励（X），通过测量DUT输出响应（Y）与期望输出做比较，从而判断DUT是否符合格。图1所示为IC测试的基本原理模型。$ Z5 h" h+ x, z, |# f( s
  W' \3 m" r0 Z& _    根据器件类型，IC测试可以分为数字电路测试、模拟电路测试和混合电路测试。数字电路测试是IC测试的基础，除少数纯模拟IC如运算放大器、电压比较器、模拟开关等之外，现代电子系统中使用的 大部分IC都包含有数字信号。
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数字IC 测试一般有直流测试、交流测试和功能测试。0 ?. c5 L0 o0 h# J
1.2 功能测试
3 C% Q. X7 S+ B! h, d; J    功能测试用于验证IC是否能完成设计所预期的工作或功能。功能测试是数字电路测试的根本，它模拟IC的实际工作状态，输入一系列有序或随机组合的测试图形，以电路规定的速率作用于被测器件，再在电路输出端检测输出信号是否与预期图形数据相符，以此判别电路功能是否正常。其关注的重点是图形产生的速率、边沿定时控制、输入/输出控制及屏蔽选择等。
7 O9 W0 G/ x; w% u! T- W    功能测试分静态功能测试和动态功能测试。静态功能测试一般是按真值表的方法，发现固定型（Stuckat）故障。动态功能测试则以接近电路 工作频率的速度进行测试，其目的是在接近或高于器件实际工作频率的情况下，验证器件的功能和性能。
    功能测试一般在ATE（Automatic Test Equipment）上进行，ATE测试可以根据器件在设计阶段的模拟仿真波形，提供具有复杂时序的测试激励，并对器件的输出进行实时的采样、比较和判断。
! ^" [4 k. [+ O5 B1.3 交流参数测试4 X. |$ A% f9 G
    交流（AC）参数测试是以时间为单位验证与时间相关的参数，实际上是对电路工作时的时间关系进行测量，测量诸如工作频率、输入信号输出信号随时间的变化关系等。常见的测量参数有上升和下降时间、传输延迟、建立和保持时间以及存储时间等。交流参数最关注的是最大测试速率和重复性能，然后为准确度。% a4 o" ?8 M. q' F1 o1 h" f
' x% m/ a4 g1 H; l8 i% D& j4 q3 v1.4 直流参数测试' _( W& s- Z2 F9 E8 x$ J. h
    直流测试是基于欧姆定律的，用来确定器件参数的稳态测试方法。它是以电压或电流的形式验证电气参数。直流参数测试包括：接触测试、漏电流测试、转换电平测试、输出电平测试、电源消耗测试等。( F' l) q: N$ ?2 k
& Z5 v7 V9 o, D- W    直流测试常用的测试方法有加压测流（FVMI）和加流测压（FIMV），测试时主要考虑测试准确度和测试效率。通过直流测试可以判明电路的质量。如通过接触测试判别IC引脚的开路/短路情况、通过漏电测试可以从某方面反映电路的工艺质量、通过转换电平测试验证电路的驱动能力和抗噪声能力。
    直流测试是IC测试的基础，是检测电路性能和可靠性的基本判别手段。$ R1 U3 m; A# F3 @+ @
1.5 ATE测试平台3 x1 c4 l& S( N- j! a% Y4 M
    ATE（Automatic Test Equipment）是自动测试设备，它是一个集成电路测试系统，用来进行IC测试。一般包括计算机和软件系统、系统总线控制系统、图形存储器、图形控制器、定时发生器、精密测量单元（PMU）、可编程电源和测试台等。' d3 k* h: d& m9 ?) L4 u: p
系统控制总线提供测试系统与计算机接口卡的连接。图形控制器用来控制测试图形的顺序流向，是数字测试系统的CPU。它可以提供DUT所需电源、图形、周期和时序、驱动电平等信息。