数模混合芯片量产测试研究及应用

摘要

本文研究的课题是数模混合芯片量产测试研究及应用。项目来源是实验室电力网通信芯片RISE3401量产，需要开发一套软、硬件进行量产测试以保证芯片的产品品质。
　　 集成电路测试贯穿于集成电路设计、制造、封装以及应用的全过程。按集成电路生命周期的先后可分为：集成电路设计阶段的验证测试；芯片制造过程中的工艺监控测试；封装前的晶圆测试（中测，Probe Test，Wafer Test）；封装后的封装测试（成测，Final Test）；IC老化性测试（Burn-in Test）；集成电路应用时的用户测试等。中测和成测通常统称生产测试或量产测试。
　　 生产测试的目的就是把错误芯片排除在生产流程的源头，保证产品的品质并最终降低生产流程的整体成本。随着集成电路发展，芯片复杂度不断提升，芯片门引线比（gate-to-pin ratio）增大，再加上数模混合和SoC（System On Chip）的出现，使得芯片测试难度的加大，以及使用昂贵ATE（Auto Test Equipment）所带来的测试成本压力。本文的工作目标是制定测试方案，进行芯片量产测试开发，完成芯片量产测试。
　　 按集成电路的类型不同，本文讨论分析了数字集成电路逻辑功能测试、扫描链测试和静态电流测试（IDDQ测试）；半导体存储器直接测试、边界扫描测试和内建自测试；ADC、DAC的性能参数和测试方法。并针对RISE3401的实际需求和应用，制定了量产测试方案。
　　 本文按照测试方案需求，选择了ADVANTEST T6575作为量产测试机台，并进行了相关的软、硬件开发实现，完成晶圆测试和封装测试，保证了芯片顺利量产。同时对第一批芯片测试结果进行了详细分析，并讨论了降低测试成本的方法。
　　 截止目前该测试平台已经成功测试芯片近百万片，测试软、硬件工作稳定，保证了芯片品质，达到了预期设计要求。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 集成电路生产测试概述

1.2.1 生产测试的目的和意义

1.2.2 生产测试发展现状

1.2.3 生产测试面临的挑战

1.3 生产测试的分类

1.4 本文结构

第2章 数字集成电路测试

2.1 数字集成电路故障类型

2.1.1 固定故障模型

2.1.2 延时故障模型

2.2.3 基于电流的故障模型

2.2 数字电路测试方法

2.2.1 逻辑功能测试

2.2.2 扫描链测试

2.2.3 IDDQ测试

2.3 组合ATPG算法

2.3.1 D算法

2.3.2 PODEM算法

2.4 本章小结

第3章 半导体存储器测试

3.1 半导体存储器故障类型

3.2 半导体存储器测试方法

3.3 嵌入式RAM测试算法

3.4 本章小结

第4章 模拟及混合信号集成电路测试

4.1 模拟及混合信号集成电路测试方法学

4.2 ADC测试

4.2.1 ADC性能参数

4.2.2 ADC测试方法

4.3 DAC测试

4.3.1 DAC性能参数

4.3.2 DAC测试方法

4.4 PGA测试

4.5 数模混合电路内建测试

4.6 本章小结

第5章 测试方案选择制定

5.1 RISE3401芯片介绍

5.1.1 RISE3401的主要特点

5.1.2 芯片内部功能模块框图

5.2 测试方法比较分析

5.2.1 数字电路测试方法比较

5.2.2 存储器测试方法比较

5.2.3 数模混合电路测试方法分析

5.3 测试方案制定

5.4 本章小结

第6章 基于ATE的测试方案实现

6.1 自动测试设备（ATE,Auto Test Equipment）概述

6.2 其他测试用硬件

6.2.1 测试接口板

6.2.2 测试探针卡

6.2.3 时钟模块

6.3 ATE程序

6.3.1 测试流程

6.3.2 项目测试描述

6.3.3 程序调试及使用中的问题及解决方法

6.4 测试结果及结果分析

6.5 测试成本降低

6.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢