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【摘要】：本文主要论述在IC中测时软硬件设计方面应注意的几个方面的问题。全文以IC中测时需要测试的直流参数、交流参数和功能测试三方面加以论述，总结测试的一些技巧。 关键字：直流参数；交流参数；功能测试；测试方案； 一、引言 当今是信息高速发展的时代，其中大规模集成电路技术的发展在其中起着推波助澜的作用，不管是在高科技行业应用的计算机，还是各种玩具中安装的小芯片，都是科技高速发展的见证！但不管是计算机中使用的超大规模的各种IC，还是玩具中安装的小规模IC，它们在投入市场使用前都必须经过测试，特别是中测！因而有必要就中测方面应注意的问题加以论述！ 二、IC中测的目的及测试要求 在Fabrication厂家流片完成以后，Wafer在划片之前必须经过中测这道工序！这样做的原因一方面是可以起到验证IC各项参数及功能是否达到设计要求；另一方面可以把参数或功能失效的IC从中标示出来，绑定时就不必绑定这些功能失效的IC，因而提高了成品率，并且节约成本！中测主要是对直流参数、交流参数和功能进行测试！直流参数包括静态电流、动态电流、驱动能力，漏电流， Open /short 等；交流参数主要是对频率的测试；这两项参数的测试根据IC设计公司提供的参数在程序中设定！功能测试从它字面上我们就能够知道是验证该IC功能是否达到设计的要求！根据设计公司提供的测试向量或功能波形图，我们根据此加入激励信号，然后检测输出端的数据是否正确！只有各项参数及功能均满足设计要求的IC才算是合格的！否则就认为是失效IC！ 三、IC中测需要注意的问题及技巧 现在对IC进行测试的仪器一般均是基于C语言平台的设计环境，因而只需要你掌握了一般的C语言就可以进行测试程序的编制！但是要编制出一个好的程序还是要花费一番功夫的，它不但要求测试工程师具有软件设计的能力，而且还必须具有硬件设计分析方面的能力！ （1）对于直流参数测试编程，测试工程师必须全面理解设计公司的技术说明，比如有些参数并不需要我们进行精确的测试，只需要知道它满足设计要求即可时，我们就可以用 “go on go”的测试方法进行测试；因为“go on go”的测试方法可以节约测试的时间，对于一颗IC来说这时间可忽略不计，但随着集成电路工艺的发展以及Wafer直径最终会发展到12英寸，因而一片Wafer上可以制作3～4 万颗IC，甚至更多，因而这个时间就不能被忽略！而且现在测试费用一般都是安一片的测试时间长短来计算的！但如果设计公司要求安电流的大小进行分档归类，这是我们就不能应用“go on go”的方式来测试，而必须用“PMU”（Precision Measure Unit）或“DPS”对电流进行测试，而且“PMU”或“DPS”的量程必须选择正确，尽量用接近最大值的量程来进行测量！这样测试的数据的精度才能够得到保证！测试驱动能力有时要结合功能测试一起测，只有在被测试的管脚输出为“High”或“Low”时，才可以用PMU来施加电流测电压（VOh、voL）或施加电压测电流（IOh、IOl），必须注意，测试功能施加的Clock必须停止，以使IC工作状态维持在当前状态不变以便于测试该项参数！Open/Short 就是测试IC每一Pin的保护二极管是否存在开、短路现象！因为在设计时为每一Pin设计出了一对保护二极管，一般接电源和接地端，用来对每一Pin进行限压保护的作用，如图一所示（有时只设计接电源或接地的其中一种二极管）；如果管脚比较多时，可采用只测试排位图的四个角上的几个点即可，当然在调试程序时最好全部测试,注意一点：测试时电源VDD和地VSS均加0V电压，然后通过PMU施加电流测试电压，通过读出的电压值的大小是否在合格范围内来判断芯片该项测试是否失效。 （2）对于交流参数测试主要是频率的测试。一般IC要求测试的输出端的频率并不高，而且均是经过内部分频后的信号，因而测试仪可以不需设计专门硬件电路进行分频，就可以直接测试出芯片的工作频率；但如果是高频工作的IC，这时测试就必须考虑多方面的综合因素：如果需要分频才能够测试出频率，必须设计出分频电路经过转换再测试！如果存在干扰，就必须在软硬件两方面采取措施排除各种干扰；硬件上如可以采取屏蔽测试，软件上可编制出滤波的程序！对于一些因为设计的原因而造成IC起振慢的缺陷，这时一方面要向设计人员反馈；另一方面必须权衡各方面的因素尽量提高测试的成品率！有时直流参数的测试和交流参数的测试是相互联系的，比如一般的表（三位半、六位半等）以及驱动LCD的IC，测试它的工作电流时必须要等到芯片完全起振以后再测试，只有完全起振以后它的电流才稳定下来，这时的电流才最小！必要时可以采用反复多测几次的方法来提高测试的成品率！还有一些IC刚加电就起振，这时就有必要改变参数的测试顺序，以便正确地测试出芯片的静态电流！ （3）至于测试功能，应该说是最简单的！但一般的测试程序人员往往对此非常害怕！接到一个测试项目以后，其他各项参数都测试通过，就是功能不能够通过！这是什么原因呢？其实在测试功能时我们首先弄明白这几点就可以了：第一、功能测试的电压是多少，频率是多少！第二.测试时输入（激励）信号加的对不对；第三、是否完全按照测试说明书的要求施加各种信号！做到这几点以后，可以说就已经完成了功能测试任务的，剩下的就是要求测试工程师具有处理各种特殊情况的能力，也可以说是必须具备的测试知识！如对正倍压、负倍压概念的理解；外加时钟还是以IC本身时钟进行功能测试；以及测试时Strobe点选择的问题,还有最重要的一点就是Clock施加的方式，下面是几种施加Clock方式的波形模式图：TP1TP2TP3TP4TP5
图（二） 一般最常用的是RTZ（ReturnToZero）和NF（NoFormat）两种方式！调试程序时主要也就是通过改变TP（Test Period）、Start、Stop、Strobe 的值来增加测试程序的稳定性。另外需要注意的问题就是功能测试方案的选择以及具有良好的沟通能力，特别适合设计人员的沟通能力！ 四、实例分析说明 我们就测试的几个实例来加以分析说明。 首先是一个简单八位计数器的测试问题：对直流和交流参数测试都比较简单就不加以阐述，主要是对功能测试需要注意的问题进行必要的论述。由于该芯片设计时是正倍压，因而测试时基准电压就是0伏，但如果是负倍压的话，就必须以负电压为基准电压（大部分电子表均是负倍压）！在设置VOh、VOl时就必须加以注意！再加上该芯片没有设计加速测试端，所以如果以它本身的自振频率进行测试，则测试一颗的时间大约要6.5s左右，因而必须提高功能测试地频率！于是我们设计出一个外加分频电路，如图（三）所示，从图中我们可以看到为什么没有把CD4040分频后的Clock信号直接接到芯片的灌频率端呢？这是因为芯片的工作电压是3V, 而CD4040的工作电压为5V，因而分频出的信号的峰值也为5V，所以不能把该分频信号直接灌进频率端！所以用CD4053来进行转换，其中：V1=3.0v,V2=0.0v。 因而这样输出的信号的幅值才与芯片工作的电压相匹配，而且波形是标准的方波！同时在捕捉信号的变化时不能够精确的确定高低电平脉冲的宽度，因为时钟不能够被控制，失去了捕捉高低电平变化的同步点，所以只能以match的方式来测试功能！该芯片工作频率为3K左右，我们灌进的Clock频率可以达到125K左右，使得最终测试的时间可以缩小至2s左右，选择这个测试方案可以提高三倍的测试产量，大大提高了生产效率！还要着重指出的是开始这样测试后的产品经客户反映还可以，但最后客户却反映有些IC上电以后不显示全0，而他的客户要求首先必须显示全0 ，所以我们就加了一项测试：上电就测试是否显示全0！也就是说测试功能的测试方案是非常关键的一个环节！必须考虑周全，力求在不增加测试时间的基础上提高功能测试的错误覆盖率！
图（三） 另一个例子是一个遥控器的测试问题。刚开始设计公司提供的测试向量和我们所使用的测试仪要求的在时序上不相匹配，因而在跑向量时不能够抓到同步点，不管怎样改变TP、Start、Stop、Strobe 的值不能够使向量完全跑通！于是我们就向设计人员详细介绍了我们的测试仪测试功能时所需向量的要求！通过沟通以后，设计人员重新仿真得出新的测试向量！这个向量在测试仪上跑的时候，还是有问题！主要就是在一些有信号跳变时不能够很好地得到同步，只有通过Match的方式才能够勉强通过！而设计要求是在信号跳变时不允许使用Match的方式！应该是能够很好地保持同步！我们在全面分析程序和综合测试仪性能的基础上认为：这个问题应该不是我们测试的问题，应该需要设计人员对原理图进行分析！在接受我们地建议后，设计该芯片的项目负责人在了解向量在什么地方需要Match以后，对照仿真图形进行全面分析的基础上得出这个结果：认为是输出Pin的上拉电阻的阻值加大了，建议我们把上拉电阻阻值从10K降为1K进行测试！按照他的建议我们改变上拉电阻在跑向量时，一次通过，在信号跳变的地方也不需要使用Match的方式！原因设计人员肯定不会告诉我们，但我们对此稍加分析也能够有所收获！通过这个实例我们有理由认为一个好的设计人员需要具备一定的测试知识，同样测试工程师也必须对逻辑电路有深入的理解，具备分析电路的能力,只有这样才能够真正成为一个合格的测试工程师！ 五、结束语 随着大规模集成电路的发展，以后测试的参数越来越多，难度也会逐渐加大！测试仪的性能虽会越来越好，使得测试工程师很容易上手，但这也成为阻碍测试工程师更进一步得到发展的空间！因而要求测试工程师应具有与时俱进的精神，努力掌握各种有助于提高软硬件设计的科学知识；同时要具有钻研的精神，不能一知半解，只有这样才能够处理各种比较复杂的测试问题，跟上测试的发展步伐！测试的实际情况和书本上的知识还是有很大的差异，需要测试工程师在实践种不断积累、总结经验！
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