IC测试原理
IC测试原理和设备教程
IC测试原理和设备教程IC测试是指对集成电路（Integrated Circuit，简称IC）进行功能和可靠性等方面的测试，以确保IC的质量和性能符合要求。
IC测试是IC制造流程中的最后一道工序，也是确保IC产品可出厂的最后一道关卡。
本篇文章将介绍IC测试的原理和设备教程。
一、IC测试原理功能测试是验证IC芯片的各个功能模块是否正常工作。
这一测试过程主要包括逻辑电平测试、时序测试和功能验证等步骤。
逻辑电平测试是对IC芯片的输入和输出端口的电平进行测试，确保其在标准电平范围内。
时序测试是验证IC芯片的时钟、数据和控制信号的时序关系是否正常。
功能验证是通过施加不同的输入信号，检查芯片的输出响应是否符合设计要求。
可靠性测试是验证IC芯片在不同环境和工作条件下是否能够稳定工作。
这一测试过程主要包括温度测试、电压测试和老化测试等步骤。
温度测试是对IC芯片在不同温度下进行测试，以验证其性能是否受温度变化的影响。
电压测试是对IC芯片在不同电压下进行测试，以验证其性能是否受电压变化的影响。
老化测试是对IC芯片长时间工作的可靠性进行验证，以评估其使用寿命和可靠性。
二、IC测试设备IC测试设备主要包括测试仪器和测试系统两个方面。
测试仪器是进行IC测试的基本工具，主要包括信号发生器、示波器、多路开关和逻辑分析仪等。
信号发生器可以产生各种输入信号，用于施加到IC芯片上进行测试。
示波器可以记录IC芯片的输出响应波形，以便分析和判断。
多路开关可以将不同的信号源和IC芯片的输入端口相连，在不同的测试条件下进行切换。
逻辑分析仪可以对IC芯片的时序进行分析和检测，以确保其工作正常。
测试系统是进行IC测试的综合设备，主要包括测试平台、测试程序和测试夹具等。
测试平台是对测试仪器的集成和控制，用于组织和执行IC测试的整个过程。
测试程序是进行IC测试的软件系统，用于编写和执行各种测试用例，并收集和分析测试结果。
测试夹具是用于将IC芯片与测试系统连接并进行测试的装置，通常是由接触器和引脚适配器组成。
IC测试原理-芯片测试原理
纯数学理论上，如果满足某些条件，连续信号在采样之后可以通过重建完全恢复到原始信号，而没有任何信号质量上的损失。
不幸的是，现实世界中总不能如此完美，实际的连续信号和离散信号之间的转换总会有的信号损失。
我们周围物理世界的许多信号比如说声音波形，光强，温度，压力都是模拟的。
现今基于信号处理的电子系统都必须先把这些模拟信号转换为能与数字存储，数字传输和数学处理兼容的离散数字信号。
接下来可以把这些离散数字信号存储在计算机阵列之中用数字信号处理函数进行必要的数学处理。
重建是采样的反过程。
此过程中，被采样的波形（脉冲数字信号）通过一个类似数模转换器（DAC）一样的硬件电路转换为连续信号波形。
重建会在各个采样点之间填补上丢失的波形。
DAC和滤波器的组合就是一个重建的过程，可以用图2所示的冲击响应p（t）来表示。
4 混合信号测试介绍最常见的混合信号芯片有：模拟开关，它的晶体管电阻随着数字信号变化；可编程增益放大器（PGAs），能用数字信号调节输入信号的放大倍数；数模转换电路（D/As or DACs）；模数转换电路（A/Ds or ADCs）；锁相环电路（PLLs），常用于生成高频基准时钟或者从异步数据中恢复同步时钟。
5 终端应用和测试考虑许多混合信号的应用，比如说移动电话，硬盘驱动，调制解调器，马达控制以及多媒体音频/视频产品等，都使用了放大器，滤波器，开关，数模/模数转换以及其它专用模拟和数字电路等多种混合信号电路。
尽管测试电路内部每个独立电路非常重要，同样系统级的测试也非常重要。
系统级测试保证电路在整体上能满足终端应用的要求。
为了测试大规模的混合信号电路，我们必须对该电路的终端应用有基本的了解。
图3所示是数字移动电话的模块图，此系统拥有许多复杂的混合信号部件，是混合信号应用很好的一个例子。
6 基本的混合信号测试直流参数测试接触性测试（短路开路测试）用于保证测试仪到芯片接口板的所有电性连接正常。
漏电流测试是指测试模拟或数字芯片高阻输入管脚电流，或者是把输出管脚设置为高阻状态，再测量输出管脚上的电流。
IC测试基本原理
IC测试基本原理IC (Integrated Circuit)测试是指对集成电路的功能、性能、可靠性进行检测的过程。
它涵盖了IC设计验证、批量制造前测试以及可靠性测试等多个层面，旨在确保集成电路的正常工作，并提供高质量的产品给最终用户。
IC测试的基本原理包括测试环境的建立、测试时序的控制、测试数据的采集和分析等，下面将具体介绍其基本原理。
首先，测试环境的建立是IC测试的基础。
测试环境包括测试设备、测试程序和测试夹具等。
测试设备通常由测试仪器和测试平台组成，用于提供适当的电源、时钟和控制信号等，以确保集成电路在正常工作条件下进行测试。
测试程序是一系列的测试模式和测试算法，通过控制测试设备来生成各种测试信号，对集成电路进行测试。
而测试夹具则是将集成电路与测试设备连接的桥梁，它提供了适配器和引脚探头等，以确保测试信号能够正确地传递到集成电路的引脚上。
其次，测试时序的控制是IC测试的关键。
测试时序是指测试信号在时间上的变化规律，它决定了测试数据的采集和传输时机。
对于集成电路来说，测试信号包括时钟信号、输入信号和输出信号，通过控制这些信号的时序，可以在集成电路的特定时刻对其进行测试。
测试时序的控制需要根据集成电路的设计来确定，并且要考虑到信号的传播延迟、功耗和噪声等因素，以确保测试的准确性和可靠性。
然后，测试数据的采集是IC测试的核心。
测试数据是指从集成电路的输出端采集到的电信号，它包含了集成电路在不同测试模式下的响应情况。
通过对这些数据的分析，可以判断集成电路是否能够正常工作，并找出潜在的故障。
测试数据的采集通常使用数模转换器来完成，它将集成电路的模拟输出信号转换成数字信号，并通过测试设备传输到计算机上进行处理和存储。
同时，为了保证测试数据的准确性，还需要考虑到信号的采样率、量化误差和噪声等因素。
最后，测试数据的分析是IC测试的结果评估部分。
通过对测试数据的分析，可以判断集成电路是否符合设计规范，并评估其性能和可靠性。
IC测试基本原理
IC测试基本原理IC测试是指对集成电路（Integrated Circuit，简称IC）进行功能、性能、可靠性等多方面指标的检测，以确保IC产品质量和性能稳定。
IC测试的基本原理主要包括测试策略、测试设备和测试技术。
一、测试策略IC测试的测试策略包括测试目标的确定和测试方法的选择。
测试目标是指要测试的IC的功能、性能和可靠性指标，以及应用环境。
测试方法是指如何进行测试，包括功能测试、性能测试和可靠性测试等。
1.功能测试：通过对IC的输入信号进行控制和激励，对输出信号进行检测和比较，验证IC的功能是否符合设计规格要求。
功能测试可以采用模拟测试、数字测试、混合测试等方法，根据IC的具体特性选择适合的测试方法。
2.性能测试：通过对IC的输入信号进行控制和激励，对输出信号进行高速采样和分析，验证IC的性能参数是否满足设计规格要求。
性能测试包括时序测试、电气特性测试、功耗测试等。
3.可靠性测试：通过对IC在极端环境条件下进行长时间的测试，验证IC的可靠性和稳定性。
可靠性测试包括高温测试、低温测试、湿度测试、ESD测试等。
二、测试设备测试设备是进行IC测试的关键工具，包括测试仪器、测试芯片和测试被测对象。
1.测试仪器：测试仪器是进行IC测试的基础设备，主要包括测试仪表、测试机床和测试设备连接线等。
测试仪表可以进行信号发生、信号采集、信号处理和信号比较等操作，用于实现IC功能测试和性能测试。
2.测试芯片：测试芯片是用来激励和控制被测IC的正常工作状态，可以模拟各种输入信号和环境条件，用于测试被测IC的功能、性能和可靠性等。
测试芯片一般是由专门的测试公司制造，根据IC的特性和测试需求进行定制。
3.测试被测对象：测试被测对象是指要进行IC测试的实际电路芯片，也称为芯片样品。
测试被测对象一般是通过芯片制造流程制作而成，包括晶圆加工、掩膜刻画、薄膜生长、封装测试和外壳封装等工艺。
三、测试技术测试技术是实现IC测试的具体方法和工艺，包括测试程序设计、测试向量生成和测试数据分析等。
IC测试原理-IC设计必备宝典
半导体电路最初是以晶圆形式制造出来的。晶圆是一个圆形的硅片，在这个半导体 的基础之上，建立了许多独立的单个的电路；一片晶圆上这种单个的电路被称为 die（我前 面翻译成"晶片"，不一定准确，大家还是称之为 die 好了），它的复数形式是 dice.每个 die 都是一个完整的电路，和其他的 dice 没有 电路上的联系。
在一个 Die 封装之后，需要经过生产流程中的再次测试。这次测试称为“Final test” （即我们常说的 FT 测试）或“Package test”。在电路的特性要求界限方面，FT 测试通常执 行比 CP 测试更为严格的标准。 芯片也许会在多组温度条件下进行多次测试以确保那些对 温度敏感的特征参数。商业用途（民品）芯片通常会经过 0℃、25℃和 75℃条件下的测试，
第 3 章 基于 PMU 的开短路测试 更多.. Open-Short Test 也称为 Continuity Test 或 Contact Test，用以确认在器件测试时所有的信号引 脚都与测试系统相应的通道在电性能上完成了连接，并且没有信号引脚与其他信号引脚、电 源或地发生短路... 第 1 节 测试目的 第 2 节 测试方法
第1节 晶圆的诞生标志着半导体工业的开始，从那时起，半导体生产和制造技 术变得越来越重要。以前许多单个的晶体管现在可以互联加工成一种复 杂的集成的电路形 式，这就是半导体工业目前正在制造的称之为"超大规模（" VLSI，Very Large Scale Integration） 的集成电路，通常包含上百万甚至上千万门晶体管。
ic测试机原理
IC测试机，也称为集成电路测试机，是一种用于测试集成电路功能和性能的设备。
它的原理基于对被测芯片进行电气和功能测试，以确定其是否符合设计规格和规范。
IC测试机通常由以下几个部分组成：
1. 测试程序：测试程序是一组用于测试被测芯片的指令。
这些指令可以是硬件描述语言（HDL）编写的测试激励（TAP），也可以是基于软件的测试程序。
测试程序的目的是生成一系列测试数据，以测试被测芯片的各种功能和性能。
2. 测试夹具：测试夹具是一种用于将被测芯片固定在测试机中的设备。
测试夹具可以是机械式的，也可以是电子式的。
电子式测试夹具可以与被测芯片进行电气连接，并提供必要的测试信号。
3. 测试接口：测试接口是测试机和被测芯片之间的连接点。
测试接口可以是机械式的，也可以是电子式的。
电子式测试接口可以提供必要的测试信号和测量数据，并将测试结果发送到测试机中进行分析和处理。
4. 测试机架：测试机架是测试机中的机械结构，用于支撑和固定被测芯片和测试夹具。
测试机架还可以提供必要的机械支撑和保护，以确保测试过程的稳定性和安全性。
5. 测试软件：测试软件是用于管理和控制测试过程的软件。
测试软件可以生成测试程序，管理测试数据和测试结果，并提供必要的分析和报告功能。
IC测试机的工作原理是通过测试程序生成一系列测试数据，并将这些数据发送到被测芯片中进行测试。
测试机通过测试接口接收被测芯片的测试结果，并将测试结果传输到测试软件中进行分析和处理。
测试软件可以根据测试结果生成测试报告，并提供必要的故障分析和诊断功能。
IC测试原理和设备教程
IC测试原理和设备教程IC测试（Integrated Circuit Testing）是指对集成电路（IC）进行测试，验证其功能和性能是否符合需求。
IC测试是IC制造过程中的一个重要环节，能够保证制造出来的IC产品的质量和可靠性，并排除故障。
IC测试的原理是通过将输入信号输入到待测试的集成电路上，观察输出信号是否与预期相符。
IC测试通常包括功能测试和可靠性测试两个方面。
在功能测试中，会对IC的各个功能进行测试，验证其是否按照设计要求正常工作。
这通常包括逻辑测试、时序测试、电气参数测试等内容。
逻辑测试主要验证IC内部组件的逻辑关系是否正确，如对照预期的真值表进行比较，确认输出是否符合预期。
时序测试则验证IC在不同的输入时序下是否能够正确响应，如时钟信号的频率、占空比等。
电气参数测试则针对不同的电气特性，如电压、电流、功耗、温度等进行测试，以确保IC在各种工作条件下能够正常工作。
可靠性测试主要是为了验证IC在使用过程中的可靠性和稳定性。
可靠性测试通常包括温度测试、电压测试、封装测试等。
温度测试主要是模拟IC在不同温度环境下的工作情况，如进一步验证IC在高温或低温时是否能够正常工作。
电压测试则是模拟IC在不同电压条件下的工作情况，如过电压或欠电压时的响应。
封装测试主要是针对IC的封装过程进行测试，包括焊点可靠性、包装材料的耐久性等。
IC测试需要使用专门的测试设备进行。
常见的IC测试设备包括测试仪器、测试板、测试程序等。
测试仪器通常包括信号发生器、示波器、频谱分析仪等，用于产生、测量和分析测试信号。
测试板则是将待测试的IC连接到测试仪器上的载体，以方便测试操作。
测试程序则是指测试过程中需要执行的指令和算法，用于控制测试设备进行测试操作，并将测试结果进行判定和记录。
IC测试的过程一般分为测试计划制定、测试程序编写、测试设备配置、测试数据分析和测试结果评估等阶段。
测试计划制定阶段主要确定测试的目标和范围，选择适当的测试设备和测试方法。
IC测试基本原理
IC测试基本原理IC测试是指对集成电路（Integrated Circuit，简称IC）进行测试的过程。
集成电路是由成千上万个晶体管、电容器、电阻器和其他电子元件组成的微小电路。
由于IC的结构复杂、规模庞大，因此需要进行测试以确保其功能正常和质量可靠。
IC测试的基本原理如下：1.测试内容确定：在进行IC测试之前，需要明确测试的目标和内容。
这包括确定测试所涉及的电性能、逻辑功能、时序特性、功耗、温度范围等。
根据不同的应用需求，测试内容可能会有所不同。
2.测试程序编写：测试程序编写是IC测试的核心部分。
测试程序由一系列测试用例组成，每个测试用例定义了一个测试的输入条件和期望的输出结果。
测试程序通过模拟输入条件，观察和记录输出结果，以验证IC的功能和性能。
3. 测试平台选择：测试平台是指进行IC测试的硬件和软件设备。
根据测试内容的复杂程度和测试速度的要求，可以选择不同的测试平台，如自动测试设备（Automatic Test Equipment，简称ATE）、RF测试设备、模拟测试设备等。
4.测试引脚接线：集成电路通常具有很多引脚，每个引脚对应着不同的电信号或功能。
在IC测试中，需要将测试平台的测试引脚与IC的引脚进行连接，以实现电信号的输入和输出。
5.测试模式设置：集成电路通常具有多种测试模式，用于辅助IC测试。
测试模式可以通过设置引脚信号、写入寄存器等方式进入。
测试模式可以用于测试一些特殊功能或调试问题。
6.测试信号发生器：测试信号发生器是测试平台的关键组成部分，用于产生具有不同频率、幅度、相位和模式的信号。
通过测试信号发生器，可以为IC提供不同的测试信号，以覆盖不同的测试用例。
7.测试结果分析：测试结果分析是IC测试的最后一步。
在测试过程中，测试平台会记录和分析测试时的各种参数和结果。
通过对测试结果的分析，可以判断IC是否正常工作，是否满足设计要求。
IC测试的重要性在于保证IC产品的质量和可靠性。
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IC测试原理解析(第一部分)
本系列一共四章，下面是第一部分，主要讨论芯片开发和生产过程中的IC测试基本原理， 内容覆盖了基本的测试原理，影响测试决策的基本因素以及IC测试中的常用术语。
第一章 数字集成电路测试的基本原理
器件测试的主要目的是保证器件在恶劣的环境条件下能完全实现设计规格书所规定的功能及性能指标。
用来完成这一功能的自动测试设备是由计算机控制的。
因此，测试工程师必须对计算机科学编程和操作系统有详细的认识。
测试工程师必须清楚了解测试设备与器件之间的接口，懂得怎样模拟器件将来的电操作环境，这 样器件被测试的条件类似于将来应用的环境。
首先有一点必须明确的是，测试成本是一个很重要的因素，关键目的之一就是帮助降低器件的生产成本。
甚至在优化的条件下，测试成本有时能占到器件总体成本的40%左右。
良品率和测试时间必须达到一个平衡，以取得最好的成本效率。
第一节 不同测试目标的考虑
依照器件开发和制造阶段的不同，采用的工艺技术的不同，测试项目种类的不同以及待测器件的不同，测试技术可以分为很多种类。
器件开发阶段的测试包括:
• 特征分析：保证设计的正确性，决定器件的性能参数;
• 产品测试：确保器件的规格和功能正确的前提下减少测试时间提高成本效率 • 可靠性测试：保证器件能在规定的年限之内能正确工作;
• 来料检查：保证在系统生产过程中所有使用的器件都能满足它本身规格书要求，并能正确工作。
制造阶段的测试包括:
•圆片测试：在圆片测试中，要让测试仪管脚与器件尽可能地靠近，保证电缆，测试仪和器件之间的阻抗匹配，以便于时序调整和矫正。
因而探针卡的阻抗匹配和延时问题必须加以考虑。
• 封装测试：器件插座和测试头之间的电线引起的电感是芯片载体及封装测试的一个首要的考虑因素。
• 特征分析测试，包括门临界电压、多域临界电压、旁路电容、金属场临界电压、多层间电阻、金属多点接触电阻、扩散层电阻、 接触电阻以及FET寄生漏电等参数测试。
通常的工艺种类包括:
• TTL
• ECL
• CMOS
• NMOS
• Others
通常的测试项目种类:
• 功能测试：真值表，算法向量生成。
•直流参数测试：开路/短路测试，输出驱动电流测试，漏电电源测试，电源电流测试，转换电平测试等。
•交流参数测试：传输延迟测试，建立保持时间测试，功能速度测试，存取时间测试，刷新/等待时间测试，上升/下降时间测试 。
第二节 直流参数测试
直流测试是基于欧姆定律的用来确定器件电参数的稳态测试方法。
比如，漏电流测试就是在输入管脚施加电压，这使输入管脚与电源或地之间的电阻上有电流通过，然后测量其该管脚电流的测试。
输出驱动电流测试就是在输出管脚上施加一定电流，然后测量该管脚与地或电源之间的电压差。
通常的DC测试包括 :
• 接触测试（短路-开路）：这项测试保证测试接口与器件正常连接。
接触测试通过测量输入输出管脚上保护二极管的自然压降来确定连接性。
二级管上如果施加一个适当的正向偏置电流，二级管的压降将是0.7V左右，因此接触测试就可以由以下步骤来完成：
1.所有管脚设为0V，
2.待测管脚上施加正向偏置电流”I”，
3.测量由”I”引起的电压，
4.如果该电压小于0.1V，说明管脚短路，
5.如果电压大于1.0V，说明该管脚开路，
6.如果电压在0.1V和1.0V之间，说明该管脚正常连接。
• 漏 电（IIL,IIH,IOZ）：理想条件下，可以认为输入及三态输出管脚和地之间是开路的。
但实际情况，它们之间为高电阻状态。
它们之间的最大的电流就称 为漏电流，或分别称为输入漏电流和输出三态漏电流。
漏电流一般是由于器件内部和输入管脚之间的绝缘氧化膜在生产过程中太薄引起的，形成一种类似于短路的情 形，导致电流通过。
• 三态输出漏电IOZ是当管脚状态为输出高阻状态时，在输出管脚使用VCC （VDD）或GND（VSS）驱动时测量得到的电流。
三态输出漏电流的测试和输入漏电测试类似，不同的是待测器件必须被设置为三态输出状态
• 转 换电平(VIL，VIH)。
转换电平测量用来决定器件工作时VIL和VIH的实际值。
(VIL是器件输入管脚从高变换到低状态时所需的最大电压值，相反， VIH 是输入管脚从低变换到高的时候所需的最小电压值)。
这些参数通常是通过反复运行常用的功能测试，同时升高（VIL）或降低（VIH）输入电压值来决 定的。
那个导致功能测试失效的临界电压值就是转换电平。
这一参数加上保险量就是VIL或VIH规格。
保险量代表了器件的抗噪声能力。
• 输出驱动电流(VOL，VOH，IOL，IOH)。
输出驱动电流测试保证器件能在一定的电流负载下保持预定的输出电平。
VOL和VOH规格用来保证器件在器件允许的噪声条件下所能驱动的多个器件输入管脚的能力。
• 电 源消耗（ICC，IDD，IEE）。
该项测试决定器件的电源消耗规格，也就是电源管脚在规定的电压条件下的最大电流消耗。
电源消耗测试可分为静态电源消耗 测试和动态电源消耗测试。
静态电源消耗测试决定器件在空闲状态下时最大的电源消耗，而动态电源消耗测试决定器件工作时的最大电源消耗。
第三节 交流参数测试
交流参数测试测量器件晶体管转换状态时的时序关系。
交流测试的目的是保证器件在正确的时间发生状态转换。
输入端输入指定的输入边沿，特定时间后在输出端检测预期的状态转换。
常用的交流测试有传输延迟测试，建立和保持时间测试，以及频率测试等。
传输延迟测试是指在输入端产生一个状态（边沿）转换和导致相应的输出端的状态（边沿）转换之间的延迟时间。
该时间从输入端的某一特定电压开始到输出端的某一特定电压结束。
一些更严格的时序测试还会包括以下的这些项目：
三态转换时间测试-
TLZ，THZ: 从输出使能关闭到输出三态完成的转换时间。
TZL，TZH: 从输出使能开始到输出有效数据的转换时间。
存储器读取时间－
从内存单元读取数据所需的时间。
测试读取时间的步骤一般如下所示：
1.往单元A写入数据’0’，
2.往单元B写入数据’1’，
3.保持READ为使能状态并读取单元A的值，
4.地址转换到单元B，
5.转换时间就是从地址转换开始到数据变换之间的时间。
写入恢复时间 –在写操作之后的到能读取某一内存单元所必须等待的时间。
暂停时间- 内存单元所能保持它们状态的时间，本质上就是测量内存数据的保持时间。
刷新时间 – 刷新内存的最大允许时间
建立时间 － 输入数据转换必须提前锁定输入时钟的时间 。
保持时间 － 在锁定输入时钟之后输入数据必须保持的时间。
频率－ 通过反复运行功能测试，同时改变测试周期，来测试器件运行的速度。
周期和频率通常通过二进制搜索的办法来进行变化。
频率测试的目的是找到器件所能运行的最快速度。
上面讨论了数字集成电路测试的一些基本目的和原理，同时也定义了测试上的一些关键术语，在接下来的章节里，我们将讨论怎么把这些基本原理应用到实际的IC测试中去。