自古以来人们就掌握了测试技术,生产测试的目的是把好的物品和有瑕疵的物品分离出来,集成电路行业,测试的目标是把功能正确的芯片和有瑕疵的芯片分离出来,保证客户使用的是功能完整的芯片。
随着电路的集成度越来越高,生产测试的成本也越来越高。为了降低测试成本和难度,提高芯片的质量和良品率,需要为芯片进行可测性设计(design for test),简称DFT。可测性设计是在芯片设计过程中保证功能的前提下,加入特殊的测试结构,芯片制造完成后进行DFT测试,如果在制造或者封装的过程中有瑕疵,芯片不能正常工作,通过DFT测试可以筛选出这种芯片。
芯片制造和封装过程中的测试可以大致分为如下三类:
1.Wafer Acceptance Test(WAT)
2.Wafer Sort(CP)
3.Final Test(FT)
其中WAT测试和DFT没有关系,主要是用来检测FAB的制造工艺是否有问题,它并没有测试芯片,而是测试die和die之间的scribe line上面的特殊结构。
CP是测试晶圆上的每颗die,实际上,只有通过CP测试的die才会进行封装,而未通过测试的die会被淘汰。
FT测试是die封装以后的测试,如果没有异常,才会到客户那里。
可测性设计具体是什么呢?
为了使芯片方便测试,在设计中额外的增加或者修改某些逻辑,增加输入,输出端口,但是这种设计不会改变芯片的功能。如下图所示:DFT就是增加额外的输入端口(ASIC_TKST),在设计中加入MUX,使寄存器F0,F1的时钟引脚在测试过程中可以直接由输入时钟端口CLK控制。
可测性设计内容丰富,主要分为四大类:Scan Chain、Boundar Scan、MBIST、ATPG。
当我们对已制造出来的芯片进行生产测试时,先把芯片插入自动测试设备中(ATE),然后输入测试程序,测试程序中包含ATPG生成的测试向量,测试向量简单理解包含输入值和期望值,如果ATE收集的实际值和期望值不一致,则可以判断芯片有故障。
中冷低温科技研发的TS-780应用于自动测试设备中(ATE),为ATE提供更广泛的温度范围-70℃到+225℃,提供了非常先进的温度转换测试能力。温度转换从-55℃到+125℃之间转换约10秒;加快了DTF在ATE测试速度,同时能应用于芯片的特性分析、高低温温变测试、温度冲击测试、失效分析等可靠性试验,经长期的多工况验证,满足各类生产环境和工程环境的要求。