微电子技术专业论文

微电子技术专业论文内容摘要：

一起使用构成回路使电信号得以在测试系统和 Die 之间传输。 当 Die封装出来后，它们还要经过 FT 测试，这种封装后的测试需要手工将一个个这些独立的电路放入负载板（ Load board）上的插座（ Socket）里，这叫手工测试（ hand test）。 一种快速进行 FT测试的方法是使用自动化的机械手（ Handler），机械手上有一种接触装置实现封装引脚到负载板的连接，这可以在测试机和封装内的Die之间提供完整的电路。 机械手可以快速的抓起待测的芯片放入测12 试点（插座），然后拿走测试过的芯片并 根据测试 pass/fail的结果放入事先定义好的相应的 Bin 区。 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，而军事用途（军品）芯片则需要经过 55℃、 25℃和 125℃ 测试连接技巧 信号从测试机 DUT针卡 压焊区传递的， 如下图 31 所示连接结构。 为缩短测试时间，可以应用以下方法。 第一种是 减少量程档切换，同一量程档参数，尽量放在一起测 ，轻载重载分开写，以减少不必要的档位切换。 电压及电流量程的不必要转换不仅加长了测试时间，容易产生转换尖峰，对保证测试精度也没有什么实际的意义。 第二种是 通过设置标志位实现多工位并行扫描。 在 CP测试中，由于生产工艺的原因，被测器件可能会存在共输出、共电源等特殊情况，此时采用共地源方案只能进行单工位测试，或者采用多工位硬件串行测试的方案，而采用浮动源方案则可以非常方便的实现真正意义上的多工位并行测试。 13 图 31 测试连接结构 测试编程 测试机测试步骤 可执行程序初始化（ 1） ATE 系统启动 和。 （ 2）初始化测试头接口卡和测试仪器。 参数设置。 一个单一的测试程序可以包含多个结构变化（参数，限制和启用 /禁用状态），确定如何测试函数的行为。 这些变化被称为极限集。 当插入一个测试程序，对所有现有的结构功能包含的功能，成为程序设置的默认限制。 除添加或删除程序的功能测试，实际上改变任何编辑极限集，而不是函数本身。 默认限制集可以根据需要进行编辑，保存在一个新的名称，或保存为新的默认设置的程序。 可以额外的极限集创建和编辑所需。 创建测试程序。 这是创建一个测试程序的步骤： （ 1） Open a list工程文件， 创建一个测试程序文件保存的文件 （ 2） 插入列表中的顺14 序，他们将运行所需的功能 （ 3） 编辑参数和每个测试功能的测试限制（默认限制 设置） （ 4） 创建额外的限制，设置应有 编辑每个测试功能，在每一个不同的参数和测试限制极限集 （ 5） 定义程序运行性能 （ 6） 如果需要写自相关核查限制 （ 7） 保存编辑的测试程序 （ 8）调试程序代码，在 Visual 的 C ++ 里创建的 Visual C++项目文件（ *.DSP），完整的头文件（ *. H），和源代码文件（ *.CPP）。 （ 9）连接编译的代码（ DLL），并指示仪的硬件根据测 试程序指令的测试设备。 采用了 Visual ATE系统 DLL 来控制仪器的校准。 （ 10）动态链接库文件（ *.DLL的） ,该操作如下图 32所示创建一个测试程序。 图 32 创建测试程序 ASL1000 测试机 pcb的布线规则 首先要了解一些测试机的信息，测试机共有 21个布线插槽，如一般 OVI 会放在 1， 2， 3号插槽， TMU 会放在 6号插槽， DVI_300会放在 9， 11， 13， 15 号插槽， DVI_2020 会放在 9， 11 号插槽， MUX15 会放在 14， 20号插槽；标准配置的机器 9 号上会放 DVI_300， 20号会放 MUX，也就是说标准的最少配置就是放这两块测试板。 具体测试板怎么放要看校验的 DUT Board。 系统配置 如下图 33 所示 ： 插槽 1 插槽 2 插槽 3 插槽 4 插槽 5 插槽 6 插槽 7 OVI OVI DVI ACS TMU DDD8 插槽 8 插槽 9 插槽 10 插槽 11 插槽 12 插槽 13 插槽 14 DOAL DVI DOAL DVI DVI DVI 2 K MUX 插槽15 插槽16 插槽17 插槽18 插槽19 插槽20 插槽21 DVI DVI MUX DVI 图 33 插槽配置 ASL1000测试 pcb 板的绘制。 根据所给程序的信息来绘制 pcb板，如告诉程序所给的测试资源为， ovi1， dvi9， dvi11_2020， mux20，那就是告诉了 ovi 插在 1 号槽， dvi_300 插在了 9 号槽， dvi_2020插在了 11号槽， mux 插在了 20 号槽，一般 dvi测试板没有特殊说明就是为 300的测试板，根据这些信息可以到 ASL_1000的说明书上找到 1号板 ovi对应的一些硬件脚的位置，如 ovi1_0对应的 force的硬件脚为 J2 B23， sense的硬件脚为 J2 B24，这就是在绘制 pcb所要连 接到我们对应产品的 pin 上的测试资源。 如果测试的产品的 pin比较少的话，可以尽量使用 DVI测试板的资源， DVI的测试精度以及测试电压和电流的范围都会比 OVI 高，还有 DVI_300 的测试精度比16 DVI_2020 的要高。 测试参数说明 OpenShort Test 及其他参数 OpenShort Test 也称为 ContinuityTest 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。 测试时间的长短直接影响测试成本的高低，而减少平均测试时间的一个最好方法就是尽可能早地发现并剔除坏的芯片。 OpenShort测试能快速检测出 DUT 是否存在电性物理缺陷，如引脚短路、 bond wire缺失、引脚的静电损坏、以及制造缺陷等。 另外，在测试开始阶段， OpenShort测试能及时告知测试机一些与测试配件有关的问题，如 ProbeCard或器件的 Socket没有正确的连接。 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。 VOH / VOL/IOH/IOL TEST 分别在逻辑 高低 电平 条件下测定输出电压。 IDD STATIC TEST 测定静止状态下的消耗电流。 IDD ACTIVE TEST 用仿真 device 在工作时频率测定工作中的消耗电流。 TRIMMING 简介 Trimming是修调的意思。 对于测试来说，由于 wafer 工艺的影响，测试的参数不能够完全达到客户所需要的目标值，所以只能够改变内部的电路。 其可分为 以下 类型 (1) 电容反相端相接 (2) 电容17 同相端相接 (3) 直接用 VI 源烧熔丝 (4) LASER TRIMMING 就是先用测试机测出芯片的输出电压，将其与期望值比较，得出 TRIMMING CODE。 LASER TRIMMING 的机器再根据 TRIMMING CODE 去修调芯片。 其工作原理是把一束聚焦的相干光在微机的控制下定位到芯片上，使芯片的待调部分的膜层气化切除以达到规定的参数或阻值。 TRIMMING 注意事项 (1) 芯片的 PAD 点很容易受干扰。 烧熔丝时，接到 PAD 点上的导线会有天线效应，引入干扰。 可在 PAD 点对地并 10pF的小电容，消除干扰。 或在针卡上加继电器，直接将烧熔丝线切断，缩短导线。 (2) 有些器件熔丝值有波动，可选择将前一颗的熔丝值作为后一颗的基准。 (3) 烧熔丝时，最好选择串行熔丝的方法提高准确度。 (4) 熔丝后芯片会有残留电荷，影响测试精度，可适当延时一段时间再测试。 测试结果 除了对于测试结果记录，还需要对影响结果的因素作出分析。 在 cp 测试 如果某个 die不符合规格书，那么它会被测试过程判为失效（ fail），通常会用墨点将其标示出来。 第四章 DCDC 芯片测试分析 测试编程 一旦 DUT(Device under test)放置在测试仪上，需要做三件事来启动测试，它们是测试程序，数字测试矢量和模拟测试波形。 器件规范产生几种行为，这些行为的结果都需要测试程序。 自动测试程序18 生成系统 (通常称为 ATPG)要求三种类型的输入 : (1) 测试规范和从测试计划得到的测试类型信息。 (2) 由版图获得的器件的物理数据 (管脚位置，圆片分布图等 ) (3) 由模拟器获得的信号的时序信息和测试矢量 (输入和期 望的响应 )。 测试数据分析 从 ATE获得的测试数据服务于三个目的。 第一，它帮助判定接受或拒绝 DUT。 第二，它提供制造过程的有用信息。 第三，它提供设计不足的信息。 没通过测试即表明器件失效。 但是，通过测试的器件只有在测试覆盖 10%的故障时才能认为是好的。 对测试数据的分析能够提供器件质量的有用信息。 失效器件的失效模式分析 (FMA)为改善VLSI 艺过程提供了进一步的信息。 失效器件经常显示重复失效的模型。 常用的方法是 根据存的 DATALOG，用 EXCEL 来分析。 测试失效分析 一个芯片上有多个 fuse（熔 丝） , 每个芯片所需要烧断的 熔丝都不一样，根据 CP1的测量值，就可以知道需要熔断哪根 fuse. Fuse 的阻值很小，一般 1欧姆 左右，加大电流后，一般都可以熔断。 对于某个 site 测试不好等问题，需要把 before trim, trim, 和 after trim 整体结合去分析，不要独立去看待失效模式。 不是说看到频率失效就要去换 TMU, trim 后失效的最可能的原因是因为 fuse 没有被trim,通常情况下和 TMU无关的。 若有某个 site 测试连续 fail,断断续续 fail 等异常，对于 trim 参数要整体考虑， 不能够认为频率 19 after trim后失效就是 TMU的问题 [10]。 但最可能的原因是其中某个fuse 没有被烧断。 异常处理中可能的解决方法有以下情况： (1)由于扫描步长过大，导致电压误差也偏大，所以需要减小扫描的步长，需要把 scan step 由 20mv改为 1mv，以便于减小 CS pin电压值的误差，但这样会大大增加测试时间，使整片 wafer的时间延长，不利于生产。 (2) 和客户沟通制定 2点法的测试方案，不需扫描，不存在 scan step 的误差。 即根据计算公式求得 cs_peak 的电压值，进而去测量 Gate pin 的频率。 (3) 有问题的 wafer由于是 fail的芯片里部分芯片应该是 pass的， 所以将 fail 的芯片 retest 一次，避免了损失。 第五章 芯片 LM2576 测试案例 LM2576 简介 LM2576 是从美国国家半导体的直流 直流 IC 产品范围之一。 还有各种品牌的直流 直流稳压 IC 可用。 DCDC 稳压器 /转换器或另一个名称，称为降压稳压器或开关稳压器，提供了稳定的调整的输出电压供应电子线路。 开关电源 DCDC 转换器 LM2576，如使用切换控制平均减少输入的直流电压。 这相当 于最低热消散导致低输入电压。 控件将导致更好地调整输出，较少的能源浪费通过热和高当前应用程序中的使用。 LM2576的特点比较多，包括以下特点：转换效率高达 75%以上：较少的外围元件；内置 52KHz 固定频率发生器；内置过流、过热保护电路；具有非常小的电压电流调整率 ,带载能力为 3A；输出电压误差范围为177。 4%.振荡频率误差范围为177。 10%。 待机电流 50uA. 20 Kelvin 测试 两线测试缺点 决定了使用四线测试。 当电压或电流源接入一个负载时，从电压或电流源的内部的输出点到负载之间会有继电器、接插件、电缆等多个环节 ，如果接探针台、机械手等自动化测试设备都会有更多的接触环节，这些环节都会表现出一定的电阻（包括接触电阻）。 这些电阻在较大的电流下会产生附加的电压降，在采用两线测试的情况下会影响负载两端电压的驱动和测量精度。 V/I 源恒压状态会因为这些附加电阻的存在而造成负载两端的实际电压偏低， V/I源测压状态则会因为这些附加电阻的存在而导致测量电压偏高。 另外接触电阻通常是不稳定的电阻，因此两线测试会导致测试数据的不稳定。 Kelvin 测试 描述 开尔文（ Kelvin）测试就是通常所说的四线测试方式，四线开尔文测试 的目的是扣除导线电阻带来的压降。 在电阻测试中我们常采用恒流测压方法、惠斯通电桥（单臂电桥）和双臂电桥方法。 当被测电阻阻值小于几欧，测试引线的电阻和探针与测试点的接触电阻与被测电阻相比已不能忽略不计时，若仍采用两线测试方法必将导致测试误差增大。 此时可采用开尔文连接方式（或称四线测试方式）来进行测试。 开尔文连接有两个要求：对于每个测试点都有一条激励线 F 和一条检测线 S，二者严格分开，各自构成独立回路；同时要求 S线必须接到一个有极高输入阻抗的测试回路上，使流过检测线 S的电流极小，近似为零。 所谓完整。