集成電路怎么測試？集成電路測試需要什么

集成電路生產(chǎn)制造需要經(jīng)過上百道主要工序。其技術(shù)范圍覆蓋了從微觀到宏觀的全尺度，地球上諸多先進(jìn)的技術(shù)在集成電路行業(yè)中得到了淋漓盡致的體現(xiàn)。由于集成電路制造的精密性以及對成本和利潤的追求，為了保證芯片的質(zhì)量，需要在整個(gè)生產(chǎn)過程中對生產(chǎn)過程及時(shí)地進(jìn)行監(jiān)測，為此，幾乎每一步主要工藝完成后，都要對芯片進(jìn)行相關(guān)的工藝參數(shù)監(jiān)測，以保證產(chǎn)品質(zhì)量的可控性。

集成電路測試是對集成電路或模塊進(jìn)行檢測，通過測量對于集成電路的輸出回應(yīng)和預(yù)期輸出比較，以確定或評估集成電路元器件功能和性能的過程，是驗(yàn)證設(shè)計(jì)、監(jiān)控生產(chǎn)、保證質(zhì)量、分析失效以及指導(dǎo)應(yīng)用的重要手段。被測電路DUT(Device Under Test) 可作為一個(gè)已知功能的實(shí)體，測試依據(jù)原始輸入X和網(wǎng)絡(luò)功能集F(X)，確定原始輸出回應(yīng)Y，并分析Y是否表達(dá)了電路網(wǎng)絡(luò)的實(shí)際輸出。因此，測試的基本任務(wù)是生成測試輸入，而測試系統(tǒng)的基本任務(wù)則是將測試輸人應(yīng)用于被測器件，并分析其輸出的正確性。測試過程中，測試系統(tǒng)首先生成輸入定時(shí)波形信號施加到被測器件的原始輸入管腳，第二步是從被測器件的原始輸出管腳采樣輸出回應(yīng)，最后經(jīng)過分析處理得到測試結(jié)果。

集成電路(IC)測試是IC產(chǎn)業(yè)鏈中重要的一環(huán)，而且是不可或缺的一環(huán)，它貫穿于從產(chǎn)品設(shè)計(jì)開始到完成加工的全過程。目前所指的測試通常是指芯片流片后的測試，定義為對被測電路施加已知的測試矢量，觀察其輸出結(jié)果，并與已知正確輸出結(jié)果進(jìn)行比較而判斷芯片功能、性能、結(jié)構(gòu)好壞的過程。圖1說明了測試原理，就其概念而言，測試包含了三方面的內(nèi)容：已知的測試矢量、確定的電路結(jié)構(gòu)和已知正確的輸出結(jié)果。

集成電路測試的過程測試設(shè)備測試儀：通常被叫做自動(dòng)測試設(shè)備，是用來向被測試器件施加輸入，并觀察輸出。測試是要考慮DUT的技術(shù)指標(biāo)和規(guī)范，包括：器件最高時(shí)鐘頻率、定時(shí)精度要求、輸入\輸出引腳的數(shù)目等。要考慮的因素：費(fèi)用、可靠性、服務(wù)能力、軟件編程難易程度等。測試界面測試界面主要根據(jù)DUT的封裝形式、最高時(shí)鐘頻率、ATE的資源配置和界面板卡形等合理地選擇測試插座和設(shè)計(jì)制作測試負(fù)載板。測試程序測試程序軟件包含著控制測試設(shè)備的指令序列，要考慮到：器件的類型、物理特征、工藝、功能參數(shù)、環(huán)境特性、可靠性等集成電路測試的分類按測試目的分類：檢驗(yàn)測試(驗(yàn)證IC功能的正確性)、生產(chǎn)測試、驗(yàn)收測試(在進(jìn)行系統(tǒng)集成之前對所購電路器件進(jìn)行入廠測試)、使用測試。按測試內(nèi)容分類：參數(shù)測試(DC測試、AC測試、AE測試、三態(tài)測試)，功能測試(芯片內(nèi)部數(shù)字或模擬電路的行為測試)，結(jié)構(gòu)測試(?)按測試器件的類型分類：數(shù)字電路測試，模擬電路測試，混合信號電路測試，存儲(chǔ)器測試，soc測試。

根據(jù)測試內(nèi)容的不同，集成電路測試分為工藝參數(shù)測試和電學(xué)參數(shù)測試兩大類。當(dāng)然，為了保證集成電路芯片的生產(chǎn)效率，沒有必要在每個(gè)主要工序后對所有的參數(shù)進(jìn)行測試，所以在大部分工序后僅僅對幾個(gè)關(guān)鍵的工藝參數(shù)和電學(xué)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，這樣花費(fèi)的時(shí)間較短，可以保證生產(chǎn)效率。同時(shí)，為了保證質(zhì)量，在幾個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)會(huì)集中地對整個(gè)電學(xué)參數(shù)進(jìn)行檢測，這種集中檢測涉及集成電路所有的關(guān)鍵參數(shù)，所以花費(fèi)的時(shí)間較長，但是對于保證產(chǎn)品質(zhì)量卻能起到關(guān)鍵作用。

根據(jù)測試的目的不同，可以把集成電路測試分為4種類型。(1)驗(yàn)證測試(Verification Testing，也稱作Design Validation)當(dāng)一款新的芯片第一次被設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出來，首先要接受驗(yàn)證測試。在這一階段，將會(huì)進(jìn)行功能測試，以及全面的AC、DC參數(shù)的測試。通過驗(yàn)證測試，可以診斷和修改設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，為最終規(guī)范(產(chǎn)品手冊)測量出芯片的各種電氣參數(shù)，并開發(fā)出測試流程。(2)生產(chǎn)測試(Manufacturing Testing)當(dāng)芯片的設(shè)計(jì)方案通過了驗(yàn)證測試，進(jìn)入量產(chǎn)階段之后，將利用前一階段調(diào)試好的流程進(jìn)行生產(chǎn)測試。在這一階段，測試的目的就是明確做出被測芯片是否通過測試的判決。由于每一顆芯片都要進(jìn)行生產(chǎn)測試，所以測試成本是這一階段的首要問題。從這一角度出發(fā)，生產(chǎn)測試通常所采用的測試向量集不會(huì)包含過多的功能向量，但是必須有足夠高的模型化故障的覆蓋率。3)可靠性測試(Reliability Testing)通過生產(chǎn)測試的每一顆芯片并不完全相同，最典型的例子就是同一型號產(chǎn)品的使用壽命不盡相同?？煽啃詼y試就是要保證產(chǎn)品的可靠性，通過調(diào)高供電電壓、延長測試時(shí)間、提高溫度等方式，將不合格的產(chǎn)品(如會(huì)很快失效的產(chǎn)品)淘汰出來。(4)接受測試(Acceptance Testing)當(dāng)芯片送到用戶手中，用戶將進(jìn)行再一次的測試。例如，系統(tǒng)集成商在組裝系統(tǒng)之前，會(huì)對買回的各個(gè)部件進(jìn)行此項(xiàng)測試。