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十月 30 2019

集成电路测试的原理与注意事项

  集成电路测试是对集成电路或模块进行检测,通过测量对于集成电路的输出回应和预期输出比较,以确定或评估集成电路元器件功能和性能的过程,是验证设计、监控生产、保证质量、分析失效以及引导应用的重要手段。

  一、基本原理

  被测电路DUT(Device Under Test) 可作为一个已知功能的实体,测试依据原始输入X和网络功能集F(X),确定原始输出回应Y,并分析Y是否表达了电路网络的实际输出。因此,测试的基本任务是生成测试输入,而测试系统的基本任务则是将测试输人应用于被测器件,并分析其输出的正确性。测试过程中,测试系统首先生成输入定时波形信号施加到被测器件的原始输入管脚,第二步是从被测器件的原始输出管脚采样输出回应,最后经过分析处理得到测试结果。

集成电路基本原理

集成电路测试基本原理

  二、测试作用

  1.检测: 确定被测器件DUT是否具有或者不具有某些故障

  2.诊断:识别表现于DUT的特性故障

  3.器件特性的描述:确定和校正设计和/或者测试中的错误

  4.失效模式分析(FMA) :确定引起DUT缺陷制造中的错误。

  三、测试过程

  1.测试设备:通常被叫做自动测试设备,是用来向被测试器件施加输入,并观察输出。考虑被测器件的技术指标和规范 ,费用(美分/美秒、可靠性、服务能力、App编程难易程度等

  2.测试接口:合理地选择测试插座(Socket)和设计制作测试负载板(Loadboard)

  3.测试程序:测试程序App包含着控制测试设备的指令序列,如上电、向输入引脚施加时钟和向量、检测输出引脚、将输出信号与预先存储好的预期响应进行比较等。

  测试程序的编制要考虑因素:

  (1)器件的类型

  (2)器物理特性

  (3)器工艺

  (4)器功能、参数环境特性

  (5)器可靠性

  4.数据分析:(1)有助于判断被测器件是否合格

  (2)可以提供制造过程的有用信息

  (3)可以提供有关设计方案薄弱环节的信息

集成电路测试框架结构

集成电路测试框架结构

  四、注意事项

  1.检测前要了解集成电路及其相关电路的工作原理:检查和修理集成电路前首先要熟悉所用集成电路的功能、内部电路、主要电气参数、各引脚的作用以及引脚的正常电压、波形与外围元件组成电路的工作原理。

  2.测试避免造成引脚间短路:电压测量或用示波器探头测试波形时,避免造成引脚间短路,最好在与引脚直接连通的外围印刷电路上进行测量。任何瞬间的短路都容易损坏集成电路,尤其在测试扁平型封装的CMOS集成电路时更要加倍小心。

  3.严禁在无隔离变压器的情况下,用已接地的测试设备去接触底板带电的电视、音响、录像等设备:严禁用外壳已接地的仪器设备直接测试无电源隔离变压器的电视、音响、录像等设备。虽然一般的收录机都具有电源变压器,当接触到较特殊的尤其是输出功率较大或对采用的电源性质不太了解的电视或音响设备时,首先要弄清该机底盘是否带电,否则极易与底板带电的电视、音响等设备造成电源短路,波及集成电路,造成故障的进一步扩大。

  4.要注意电烙铁的绝缘性能:不允许带电使用烙铁焊接,要确认烙铁不带电,最好把烙铁的外壳接地,对MOS电路更应小心,能采用6~8V的低压电烙铁就更安全。

  5.要保证焊接质量:焊接时确实焊牢,焊锡的堆积、气孔容易造成虚焊。焊接时间一般不超过3秒钟,烙铁的功率应用内热式25W左右。已焊接好的集成电路要仔细查看,最好用欧姆表测量各引脚间有否短路,确认无焊锡粘连现象再接通电源。

  6.不要轻易断定集成电路的损坏:不要轻易地判断集成电路已损坏。因为集成电路绝大多数为直接耦合,一旦某一电路不正常,可能会导致多处电压变化,而这些变化不一定是集成电路损坏引起的,另外在有些情况下测得各引脚电压与正常值相符或接近时,也不一定都能说明集成电路就是好的。因为有些软故障不会引起直流电压的变化。

  7.测试仪表内阻要大:测量集成电路引脚直流电压时,应选用表头内阻大于20KΩ/V的万用表,否则对某些引脚电压会有较大的测量误差。

  8.要注意功率集成电路的散热:功率集成电路应散热良好,不允许不带散热器而处于大功率的状态下工作。

  9.引线要合理:如需要加接外围元件代替集成电路内部已损坏部分,应选用小型元器件,且接线要合理以免造成不必要的寄生耦合,尤其是要处理好音频功放集成电路和前置放大电路之间的接地端。

集成电路

集成电路

  本文总结了集成电路的测试原理、作用、过程以及一些注意事项。现在越来越多的电路以集成芯片的方式出现在设计师手里,使电子电路的开发趋向于小型化、高速化。越来越多的应用已经由复杂的模拟电路转化为简单的数字逻辑集成电路。

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