IC 测试
-
第一部分
IC
测试原理
1.
IC
测试方法
IC
的测试方法大致可以分为以下三类：
1)
直流测试
直流测试用来检查
IC
的
I/O
电路和它
的供电系统，一切都是运用直流来检
查
IC
电特性是否完好。
2)
交流测试
交流测试主要测
IC
的动态参数，如开关转换时间等时间参数。
3)
功能测试
功能测试依靠施加于
IC
的图形文件
(
即
真值表
)
来验证
IC
< br>的功能是否按要求
实现。
工作站
TP
单元
功能
测试块
交流
测试块
实现框图如下所示：
直流
测试块
PB
DUT
1
2.
直流参数测试
直流测试中运用两个方
法，即加恒流源测电压
(ISVM)
加恒压源测电流
(VSIM)
。
直流测试的参数包括输入电流，漏电流，输出电流，输出电压。
3.
交流参数测试
交流参数测试主要就是对时间参数的设置。
如下例：
输入
输出
tpHL tpLH
Tf
Tr
90%
90%
50%
50%
10% 10%
10%
10%
90%
90%
50%
50%
2
4.
功能测试
对于存储器测试，功能测试
是验证数据是否能够被正确读写的测试。
对于逻辑
IC
测试，功能测来验证
IC
是否相对于不同的输入得到相应正确的输
出
信号。
T3326A
是用来测试逻辑
IC
的。
第二部分
IC
TESTER
测试原理
1.
TESTER
应当具备的功能
1)
提供
I
C
的电源功耗
(PPS)
2)
提供直流测试工具
(DCU)
3)
为
IC
提供可能多的波形选择
(FTU)
4)
为
IC
提供判断结果的电路单元
(SC DC)
在此有必要讨论波形的重构问题，一个完整的波形有三个要素。即逻
辑，时间和幅度
。波形的逻辑由
PG(
图形发生器
)<
/p>
来实现，其时间
(
如相
< br>对于一个时钟周期开始的上升和下降时间
)
由
TG(
时钟发生器
)
来实
现。
其大小由
PE
CARD
来实现。
TESTER
工作原理图如下所示：
10M
TG
DCU
SBM
ZOM
Z
PG
PPS
UDC
MDC
TH
FTU
VIO
对于<
/p>
T3326A
而言，系统框图如下图：
DUT
图中各单元及电路板功能以后将详细介绍。
3
2.
PG
的功能
前面已经提到过，
PG
是用来定义波形逻辑的。以二输入与非门
为例，其真
值表如下：
J301
J302
J202
J102
1
头
FTU/SBM
DPU1
2
头
FAN
FAN
FAN
FAN
FAN
用户
接口
( I/F
TPU
TG/TH
I/F
SQPG
DPU2
ADVANTEST VLSI TEST
SYSTEM
T3326A
真值表的内容就是由
PG
单元所产生的。在实际的测试程序中，有专门的
PATTERN
文件存放器件的真值表以及一些
跳转语句。了解
PG
硬件部分的
用途，
应该对
PATTERN
文件的结构及时序关系，跳转语句有所了
解。
4
下面分别介绍
PG
单元各块电路板的功能。
1)
PG
I/F
，以
SBM(SUPER BUFFER MEMORY
)
中接收大量的
PATTERN
，其速
度以
80M/S
，运高于测试
总线速率。并负责
PG
单元同
TP
的通信。
2)
DATA DIST(
数据分配
)
就是将
PATTERN
中的真值表分配给<
/p>
FT
单元中
的
T
TB
，
而
PATTERN
文件中的跳转语句分配给
VGC1
。
3)
VGC1
，
VGC2
的功能：
VGC1
中存储的是跳转语句的控制部分，即在
何条件
下，如何跳转，
VGC2
中存储的是跳转语句的跳转目的地。
4)
MATCH
的功能，提到
MATCH
不能不提及
ATL-30
语言，即
ADVANTEST
LANGUAGE
。在编程中，
MATCH
就是匹配的含义，举例说明，对于一
个四位
计数器
(0-15
计数功能
)
，要测试器计数功能，我们无法预知其当前状
态，只能以时钟脉冲对其激发，直到
Q1-Q4
全为
0
，我们知道这就是计
数
器的初始状态，以这时开始测试其计数功能，寻找计数器初始
状态的这
一功能就是由
MATCH<
/p>
板来实现的。
MATCH
的另外一个功能
就是实现
VGC
所存
储的跳转语句。
5)
CTB(CONTROL
TABLE BUFFER)
的功能，存储实时控制信号。
6)
PC
：
产生
PATTERY
向量的地址。
7)
FM
CONT
：
FALL
MEMORY
的控制。
8)
PG CONT
：
PG
单元的控制。
3.
DPU
单元的功能
< br>DPU
单元的两个主要功能是完成直流测试，和器件供电。对于
< br>256 I/O PIN
的
T3326A
来说，其
DPU
单元共有
4
块
PPS
板，
8
块
UDC
板
(4
块在
DPU2)
，
8
块
MDC
板，一块
I/F ANALOG
板和一块
I/F
LOGIC
板。另外
5
DPU2
还有
I/F
ANALOG
与
I/F LOGIC
各一块，各种电路板的功能如下所
示。
1)
PPS
的功能
A
：
为被测器件提供电源
B
：
提供供电电流的测量功能。
C
：
MCON RELAY
的控制功能，在下面将进一布解释关于
MCON
的问
题。
对于
T3326A
来说，有
4
块
PPS
电路板，每块有
2
个
VS
。两个测试头
共用。
2)
UDC
的功能
提供精确的直流测试功能
前面讲到过
直流测试的两个方法，即恒流源测电压法
(ISVM)
和源压源
测
电流法
(VSIM)
，其大致原理图
如下：
每个
UDC
都有一个完整的
D/A
，
A/D
转换器。而下面要讲到的
MDC
没
有单独的
D/A
转换器，它们有一个公共
D/A
转换器置于
I/F
A
电路板
中。
T3326A
有
8
块
UDC
，每个测试头有四块
UDC
。
3)
MDC
直流同测电路板。提供直流参数的同测功能。
MDC
与
UDC
均是
用于直流测试的，那么它们的区别是什么呢？主要有
以下几点。
A
：每一个
UDC
有一套完整的
A/D
，
D/A
转换电路，而
MDC
只有一套
完整的
D/A
Is
V
F
S
GND
VSIM
D/A
F
ISVM
A/D
A/D
Vm
6
A/D
电路，其公共的
D/A
电路在
I/F A
中。
B
：一开
UDC
每次只能接通一个
PIN
进行测试，而一个
MDC
每次能同
时接通
1
6
个
PIN
，
T3326A
有
8
块
< br>MDC
，每一块有四个相同的测试单元，
其分布
图如下：
136
135
134
133
TH1
132
131
130
129
8
7
6
5
4
3
2
1
TH2
1.9.17
---121,(8n+1)Pin(0<=n<=15)
是连通的，以此类推
(8n+2)Pin(0<=n<=15)
是
连通的，一直到
(8n+8)Pin(0<=n<=15)
。每
一
组连通的
PIN
有
16
个，共
< br>8
组，从
129-256PIN
也有
8
组
MDC
，
所以
256PIN
的
T3326A
每个测试头有
16
< br>组
MDC
，在测试时，如果需对
PIN1
，
PIN9
进
行测量，
UDC
要分别测试
，需测两次，而
MDC PIN1
与
P
IN9
是连
通的，
在
PIN1
PIN9
要求测试参数一致的前提下，只需测试即可完成。
C
：
UDC
测量范围计精度都大于
MDC
。
4) IF ANALOG
功能
A
：
MDC
共用的
D/A
转换电路在
I/F
A
中。
B
：为
DPU
单元提供诊断回路
5)
IF LOGIC
才是真正意义上的接口电路，它负责
DPU
与
TESTER
总线
的通信。
< br>
并且兼有检测风扇，烟雾和温度传感器的功能。前面提到过
PPS
有
MCON
的
7
控制功能，
MCON
是用来决定是否采用
PPS
板来测电源电流的
RELAY
，如图
所示：
如果测试语句是
MEAS VSI
，说
明用到了
PPS
来测直流。如果测试语句
前有
MCON
VSI
，
MEAS
UDC1
，则说明
MCON RELAY
闭合，用
UDC1
来
测直流。
7. TG
单元，
FT
单元功能
PE
TG
TTB
FT
DUT
MCON
FC
DC
8
TG
单元产生
CLOCK A B C
STROBE
信号，到
FTU
的
C/D(CLOCK/DISTRIBUTION)
再由
C/D
分别控制四块
FT
。
T3326A
共有
8
块
FT
，每块有
32PIN<
/p>
，
TH1
，
TH
2
共用
FT
。
1)
FT
的功能：每块
FT
有
TTB
，
FC
，
DC
。
TTB
是用来存放
PATTERN
文件中的
真值表的，
FC
负责合
成
TG
和
TTB
的信号，然后输出到
PE CARD
，
以
FC
输出
的波形是逻辑和时序已具备的而没有大小的波形。
DC
则是接
收来自
PE
CARD
的信息与预期的
值进行比较，以决定好品或是次品，注意输入
DC
事物是数字信
息。
2)
FT IF TESTER
BUS
的控制功能。
3)
PDSA
：
DBM
中选择信号送入
TTB
。
4)
AP
：
AP
中存放的
都是地址，
PG
单元中的
CTB
通过
AP
来分配
TT
B
的
空间给
PATTERN
中真值表。
5)
SBM
MEM
：存储整个
LPAT
PROGRAM
。
8. TH
功能与
TP
功能
T3326A
每个测试头中有
8
块
PIN CARD
，
1
块
TRIG CONTROL<
/p>
和
1
块
1)
PIN
CARD
功能
A)
对被测器件施加电压和电流。以
FT
来的数字信号，被
转换成实际
的信号施加于
DUT
。
B)
把从
DUT
中输出的信息转化成数字信号，送到
FT
的
DC
中与预期值
进
行比较。
2)
PE CONTROL
每一个
PIN
的控制功能与
< br>TH I/F
相连。
3)
TRIG CONTROL
A)
与输出波形到波形器
B)
在
CA
L
其间分配参考信号
PE
CONTROL
。
9
4)
T
P
是
TESTER
的中央处理器，直接
与
EWS
相连，对各单元进行控
制。<
/p>
第三部分
维护操作
1.
开电和关电
1)
开电：系统前门
AC
控制板内的钥匙打到
ON
，如果
READY
灯没有亮，按
下
READY
(START)
按钮，
READY
灯亮后，再将
AC
控制板内的钥匙打到
ON
。如果
系统不能
开电，其各种情况将在后面专门分析。
2)
关电：首先要退出
TEST
状态，将
AC
控制
板内的
ALARM(HALT)
按钮按
下，再将
钥匙打到
OFF
，待电源指示灯熄灭后，就可以对
TESTER
主体内及测试头
内部
的电路板进行更换。
2.
系统常见的失败的几种情况
1)
在开电时首先要进行
TPU
单元的自检，包括检查
TESTER
的总线，
CPU
，风扇，
温度传感器和烟雾传感器，如果以上情况出现异常，系统就要掉电。
2)
系统关键错误，
主要检查各单元的供电电源是否正常，同时也在检查风扇，
温度和烟雾传感器，如果出现异常，系统会掉电，并有错误信息会出现在显
示屏上。
3)
初始化，
来改变每一个单元的源移和增益，如果这个差值太大，难以改变，
系统将会报错。
4)
系统诊断程序：对各单元的诊断
时可能会发现硬件损坏，程序会报错。
5)
校准在测试程序中会有校准语句
，对时序进行校准当时序不能校准时，会报
错。
6)
TP
单元的诊断，一般不会出问题。
3.
系统不能正常开电的情况解决方案。
10
1)
当钥匙打到
ON
时，在
TP
单元中
ROM
的
TP
自检灯开始是全亮，闪动一
段时间
后，全部熄灭，说明
TP
自检通过，此时可
以进入
TEST
状态，如果有灯没
有熄
灭，则说明
TP
单元有问题，检查
TP
单元的连线是否正确，关电几分钟<
/p>
后，重
新开电。一般而言，
TP
单元出问题的可能性很小，一旦有问题，很有可能
是
人为误操作所致，如连线错误。
2)
在开电过程中又掉
A:
通常会在屏幕上报出错信息，如下所示：
Fatal Test System Error!!
INTERRUPTED FROM [xxxxxxxx]
CODE
xxxxxxxx
ACO
xxxxxxxx
AC4
xxxxxxxxx
END
“
From
”
后面有
8
位数字，将每一位
转换成四位
2
进制数，如
会转换成
“
0000 0000 0000 0000 0000 0001
0011 0010
”
，然后由低
位到高位，查手册会得知是
DPU1
单
元的温度出现问题所致。另
外，还
会
出现电源，风扇和烟雾传感器有问题的错误信息，导致系统不能正
常上电。
B
：若没有错误信息，则查看
/var
/adm/message
文件里面有出错信息。
C
：若在
MESSAGE
文件中没有找到有价值的信息，则要进行强行上电，
BSAD
xxxxxxxx
AC1
xxxxxxxx
AC5
xxxxxxxx
CALA
xxxxxxxx
AC2
xxxxxxxx
AC6
xxxxxxxx
PSW
xxxxxxxx
AC3
xxxxxxxx
AC7
xxxxxxxx
“
00000132
”
注意，
11
这样做有可能会非常危险，导致不可挽回的错误，所以一定要谨慎，且
强行上电时间不要过长。其步骤如下。首先
EWS
要完全下电，再将后面
电源进线处的
AC CONTR
OLLER
插头拔掉，然后上电。在上电其间要快
速
检查
TH
和
TESTER
主体内各单元及其供电电源
指示灯
(
绿
)
是否亮，有无
红
灯，
TH
和主体内的风扇是否正常转动，各种传感器
是否异常，有无报
警。必要时
还要量一下各电源的供电电压是否同旁边标注相一致。查出
问题后马上关电，恢复正常上电前状态。
以上几种情况是我们在维护过程中遇到的问题及可能的解
决方法。解决
掉电问题的关键
是找到其原因，一旦找到原因，如风扇坏了，电源供电
有问题等，问题就已经解决了大半，换相应的备件就相对容易了。
4.
执行诊断程序
诊断程序执行步骤
2)
：用
“
S
”
单键命
令来定义诊断结果的输出目的地
S
OUTPUT DEVICE
SELECTION!
OUTP(1-3) LPT(4)
OUTP+FILE(5)
FILE(6):DVN=S
SPECIFY LOG-FILE $$LPT_____
选择
“
1
”<
/p>
是只输出到屏幕，选择
“
5
”
是存成文件，且输出到屏幕，选
择
“
9
”
是打印且输出到屏幕。
注意每次更改完定向输出后，还要改为
“
1
”
3)
：键入
/pro
t3326a/
回车开始执行诊断程序。
1)
诊断程序执行模式
5.
诊断程序执行模式的设置
1)
：进入
TEST
模式
% test
CONTROLLER READY
12
A
：诊断程序可以用来诊断所有的单元和
PIN
。诊断结果只显示有问题的电
路
板名称和测试项。然而通过对诊断程序执行模式的设置，
一断特定的单
元和
PIN
的诊断结果会显示出来。
B
：在
TE
ST
命令下输入
/DIAG
。注意在不
设定
/DIAG
的前提下，
T3326
A
的前一次设置下的诊断程序。
2)
设置步骤
A
：初始菜单
0.
SAVE DATA&RETURN
最新的设置被存，且回到
TEST
DRIVER
下。
1.
TEST MODE
定义被诊断的
PIN
和单元及被显示的内容。<
/p>
2.
JUDGE LIMIT
设定诊断严格的程度。
3.
FAIL REPEAT
当有
FAIL
项被查到时，重复检查该项的
次
数
B
：<
/p>
TEST
模式的设置
A)
在初始菜单下输入
“
1
”
T33XX
DIA
GNOSTICS MODE
0.
SA
VE DATA&RETUTRN
1.
TEST MODE
0
2.
JUDGE LIMIT
100%
3.
FAIL REPEAT
1
SELECT <0-3>..
>_1_
是执行
A)
输入
“
/D
IAG
”
/DAIG
B)
显示初始菜单
T33XX
DIA
GNOSTICS MODE
0.
SA
VE DATA&RETUTRN
1.
TEST MODE
0
2.
JUDGE LIMIT
100%
3.
FAIL REPEAT
1
SELECT <0-3>
13
在做
半年
PM
时选此项。
< br>
3. PASS+PARAMETER PRINT
所有的结
果，包括其在测量
的参数都显示。
D)
输
入
“
0
”
就结
束了诊断模式的设置
4.5.7 MAINTENANCE
几种维护模式下面将讲到。
C)
输入
0.1.
或
3
，初始菜单出现
T33XX DIA
GNOSTICS MODE
0. SA
VE DATA&RETUTRN
1. TEST MODE
0
2. JUDGE LIMIT
100%
3. FAIL REPEAT
1
SELECT <0-3>... >__
B) TEST
模式菜单显示
SELECT
TEST MODE
0. NORMA
L
1. PASS PRINT
3.
PASSS+PA
RAMETER
PRI
䥒
NT
4.
MAINTENANCE MODE
5. MAINTENANCE+PASS
PRINT MODE
7.
MAINTENANCE+PASS_PA
RAMETER PRINT MODE
Which do you need<0-
7&CR>?
0….>___
0.
NORMAL
只有出现
FAIL
时才
显示结果
1. PASS PRINT
包括
PASS
在内的所有结果都会显示，
< br>过程中
14