ic半导体测试基础(中文版)

本章节我们来说说最基本的测试——开短路测试（Open-Short Test），说说测试的目的和方法。

一．测试目的

Open-Short Test也称为ContinuityTest或Contact Test，用以确认在器件测试时所有的信号引脚都与测试系统相应的通道在电性能上完成了连接，并且没有信号引脚与其他信号引脚、电源或地发生短路。

测试时间的长短直接影响测试成本的高低，而减少平均测试时间的一个最好方法就是尽可能早地发现并剔除坏的芯片。Open-Short测试能快速检测出DUT是否存在电性物理缺陷，如引脚短路、bond wire缺失、引脚的静电损坏、以及制造缺陷等。

另外，在测试开始阶段，Open-Short测试能及时告知测试机一些与测试配件有关的问题，如ProbeCard或器件的Socket没有正确的连接。

二．测试方法

Open-Short测试的条件在器件的规格数或测试计划书里通常不会提及，但是对大多数器件而言，它的测试方法及参数都是标准的，这些标准值会在稍后给出。

基于PMU的Open-Short测试是一种串行（Serial）静态的DC测试。首先将器件包括电源和地的所有管脚拉低至“地”（即我们常说的清0），接着连接PMU到单个的DUT 管脚，并驱动电流顺着偏置方向经过管脚的保护二极管——一个负向的电流会流经连接到地的二极管（图3-1），一个正向的电流会流经连接到电源的二极管（图3-2），电流的大小在100uA到500uA之间就足够了。大家知道，当电流流经二极管时，会在其P-N结上引起大约0.65V的压降，我们接下来去检测连接点的电压就可以知道结果了。

既然程序控制PMU去驱动电流，那么我们必须设置电压钳制，去限制Open管脚引起的电压。Open-Short测试的钳制电压一般设置为3V——当一个Open的管脚被测试到，它的测试结果将会是3V。

串行静态Open-Short测试的优点在于它使用的是DC测试，当一个失效（failure）发生时，其准确的电压测量值会被数据记录（datalog）真实地检测并显示出来，不管它是Open引起还是Short导致。缺点在于，从测试时间上考虑，会要求测试系统对DUT的每个管脚都有相应的独立的DC测试单元。对于拥有PPPMU结构的测试系统来说，这个缺点就不存在了。

当然，Open-Short也可以使用功能测试（Functional Test）来进行，我会在后面相应的章节提及。

图3-1.对地二极管的测试

测试下方连接到地的二极管，用PMU抽取大约-100uA的反向电流；设置电压下限为

-1.5V，低于-1.5V（如-3V）为开路；设置电压上限为-0.2V，高于-0.2V（如-0.1V）为短路。此方法仅限于测试信号管脚（输入、输出及IO口），不能应用于电源管脚如VDD和VSS.

图3-2.对电源二极管的测试

测试上方连接到电源的二极管，用PMU驱动大约100uA的正向电流；设置电压上限为1.5V，高于1.5V（如3V）为开路；设置电压下限为0.2V，低于0.2V（如0.1V）为短路。此方法仅限于测试信号管脚（输入、输出及IO口），不能应用于电源管脚如VDD和VSS.

电源类管脚结构和信号类管脚不一样，无法照搬上述测试方法。不过也可以测试其开路情形，如遵循已知的良品的测量值，直接去设置上下限。

第四章.DC参数测试（1）

摘要

本章节我们来说说DC参数测试，大致有以下内容，

⏹欧姆定律等基础知识

⏹ DC测试的各种方法

⏹各种DC测试的实现

⏹各类测试方法的优缺点

基本术语

在大家看DC测试部分之前，有几个术语大家还是应该知道的，如下：Hot Switching 热切换，即我们常说的带电操作，在这里和relay（继电器）有关，指在有电流的情况下断开relay或闭合relay的瞬间就有电流流过（如：闭合前relay两端的电位不等）。热切换会减少relay的使用寿命，甚至直接损坏relay，好的程序应避免使用热切换。Latch-up 闩锁效应，由于在信号、电源或地等管脚上施加了错误的电压，在CMOS 器件内部引起了大电流，造成局部电路受损甚至烧毁，导致器件寿命缩短或潜在失效等灾难性的后果。

Binning

Binning（我很苦恼这玩意汉语怎么说——译者）是一个按照芯片测试结果进行自动分类的过程。在测试程序中，通常有两种Binning的方式——hard binning和soft binning. Hard

binning控制物理硬件实体（如机械手）将测试后的芯片放到实际的位置中去，这些位置

通常放着包装管或者托盘。Soft binning控制软件计数器记录良品的种类和不良品的类型，便于测试中确定芯片的失效类别。Hard binning的数目受到外部自动设备的制约，而Soft binning的数目原则上没有限制。下面是一个Binning的例子：

Bin# 类别

01 100MHz下良品

02 75MHz下良品

10 Open-Short测试不良品

11 整体IDD测试不良品

12 整体功能测试不良品

13 75MHz功能测试不良品

14 功能测试VIL/VIH不良品

15 DC测试VOL/VOH不良品

16 动态/静态IDD测试不良品

17 IIL/IIH漏电流测试不良品

从上面简单的例子中我们可以看到，Hard bin 0，Soft bin 01-02是良品，是我们常说

的GoodBin；而Hard bin 1,Soft bin 10-17是不良品，也就是我们常说的FailedBin。

测试程序必须通过硬件接口提供必要的Binning信息给handler，当handler接收到一

个器件的测试结果，它会去判读其Binning的信息，根据信息将器件放置到相应位置的托

盘或管带中。

第四章.DC参数测试（2）

Program Flow

测试程序流程中的各个测试项之间的关系对DC测试来说是重要的，很多DC测试要求前提条件，如器件的逻辑必须达到规定的逻辑状态要求，因此，在DC测试实施之前，通常功能测试需要被验证无误。如果器件的功能不正确，则后面的DC测试结果是没有意义的。图4-1的测试流程图图解了一个典型的测试流程，我们可以看到Gross Functional Test在DC Test之前实施了，这将保证所有的器件功能都已经完全实现，并且DC测试所有的前提条件都是满足要求的。

我们在制定测试程序中的测试流程时要考虑的因素不少，最重要的是测试流程对生产测试效率的影响。一个好的流程会将基本的测试放在前面，尽可能早的发现可能出现的失效，以提升测试效率，缩短测试时间。其它需要考虑的因素可能有：测试中的信息收集、良品等级区分等，确保你的测试流程满足所有的要求。