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IC 测试

IC 测试
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的功能是否按要求实现。

实现框图如下所示:

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:

tpHL tpLH Tf Tr

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IC 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)来实现,其时间(如相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:

对于T3326A

10M

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:

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。

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FT单元中

的TTB,

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

DPU单元的两个主要功能是完成直流测试,和器件供电。对于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

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:

F

ISVM S VSIM

GND

V

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

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

16个PIN,T3326A有8块MDC,每一块有四个相同的测试单元,其分布

图如下:

136 132 8 4

135 131 7 3

134 130 6 2

133 129 5 1

TH2 TH1

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8组,从129-256PIN也有8组MDC,所以256PIN

的T3326A每个测试头有16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PIN9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。

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

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

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,TH1,TH2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TTB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和1块PE CONTROL。

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

行比较。

2)PE CONTROL

每一个PIN的控制功能与TH I/F相连。

3)TRIG CONTROL

A)与输出波形到波形器

B)在CAL其间分配参考信号

4)TP是TESTER的中央处理器,直接与EWS相连,对各单元进行控

制。

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。

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 BSAD CALA PSW

xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx

ACO AC1 AC2 AC3

xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx

AC4 AC5 AC6 AC7

xxxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx xxxxxxxx

X.XX END

“From”后面有8位数字,将每一位转换成四位2进制数,如“00000132”

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,注意,

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 CONTROLLER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

1):进入TEST模式

2):用“S”单键命令来定义诊断结果的输出目的地

“1”

3):键入/pro t3326a/回车开始执行诊断程序。

5.诊断程序执行模式的设置

1)诊断程序执行模式

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TEST命令下输入/DIAG。注意在不设定/DIAG的前提下,T3326A 是执行

的前一次设置下的诊断程序。

2)设置步骤

A:初始菜单

A) 输入“/DIAG”

B) 显示初始菜单

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。

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

B:TEST模式的设置

A) 在初始菜单下输入“1”

B) TEST 模式菜单显示

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,

在做

半年PM时选此项。

3. PASS+PARAMETER PRINT 所有的结果,包括其在测量过程中

的参数都显示。

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

D) 输入“0”就结束了诊断模式的设置

C: JUDGE LIMIT模式的设置

A) 在初始菜单中输入2

B) 80%是最严格的标准了,通常100%的标准就足够了。

C)初始菜单再次显示

D)如果要设置另外一种模式,输入“1”,若结束当前的设置,输入

“0”。

D: FAIL项重复测试次数设定

A)在初始菜单种输入“3”。

B)通常情况下设为“1”

C) 初始菜单显示

D) 输入“0”结束模式设置

3) 诊断模式设置步骤

在上面曾经提到过在TEST 模式下4.5和7选项是维护模式。 维护模式的初始菜单 A:

B: TEST MODE 下4.5.7

是维护模式,输入序号。

C: 维护模式的初始菜单如下:

0.1.2.3项前面已经解释过

4.START/STOP PIN是指要对何范围的PIN进行诊断。

5.SCOPE LOOP 示波器选项,一般用户不使用。

6.TEST UNIT SELECT测试单元选项,此项常用,

凭借此项可以选定需要进行诊断的单元。

7.FAIL DATA DISPLAY LIMIT 此选项限制FAIL数据的输

出。

请注意,可能不同的测试系统,此菜单选项会和上述略有不

同,不过大同小异。

4)限制被测单元的选项。

A:在维护模式的初始化菜单中输入“6”,选中TEST UNIT SELECT B:输入被测单元

C: 选则测试项

D:回到上级菜单

T332X DIAGNASTICS MODE

0.SACE DATA&RETURN

1.TEST MODE 4

2.JUDGE LIMIT 100%

3.FAIL REPEAT 1

4.START/STOP PIN 1-256

5.SCOPE LOOP DISABLE

7.FAIL DATA DISPLAY LIMIT 20

WICH DO YOU NEED<0-7&CR>?…>0

E: 输入“0”结束设置

对于T3326A而言,一般TH1,TH2第9项测试是最基本的,这项

诊断如果通过,在测试IC的生产时,TESTER就不会有什么问题。

所以两周PM要求保证这项诊断要PASS。而半年PM则要求所有的

诊断都有PASS,将隐患消失于萌芽状态。

完成以上设置后,即可执行诊断程序,如果要执行TH的诊断,需要

在测试头加装诊断板。

6.INITIALIZATION程序的执行

测试系统需要定期进行校准(INIT),以适应当前情况下的湿度和温度,校准分两种,一种是系统校准(SYSTEM INIT),一种是在线校准(Online INIT).前者开电半小时后会自动执行,但有时为了方便,还有人为的键入/INIT命令,两个测试头的校准大概需要12分钟,在校准完成后需要用/DASAVE 1 命令将校准结

果存下,(一般在各单元的I/F中)。另外,在做诊断前和测试IC前为了方便,不能每次都做/INIT,所以用/DASAVE 2命令,将上次做。INIT的结果从I/F中调出来,注意,如果在TEST模式下,不做/INIT而执行诊断或测试IC,一定要用/DASAVE 2命令,否则会出现各种意想不到的错误。

ON LINE INIT程序每小时都自动检查TESTER是否需要进行校准,如果需要,将会自动执行,将结果输出到显示器。

7.小结

在执行诊断程序的过程中可能会遇到各类问题,各种FAIL项,这些均有可能是导致TESTER不能正常工作的原因,如何判断这些FAIL是由何原因引起的,并且如何解决是非常关键的,以下将详细介绍。

第四部分对诊断结果的分析

1.诊断结果的含义

在实际对TESTER进行诊断时,FAIL,PASS结果都要求显示出来,PASS结果不用分析,关键是对FAIL项及其参数进行分析。

一个FAIL结果的例子如下所示

TEST 1032 TG LINEARITY CHECK FAIL ***

SPEC LIMIT=50.00PS

DRET1 MAXER=20。13PS

TG SLOT 13 BIR-013608 AAA IS BAD

TG SLOT 12 BGR-010442X05 BFB IS BAD

各部分含义如下

TG:有问题的电路板所在单元

SLOT12,13:有问题的电路板所在位置的插槽号

BIR-013608,BGR-010442X05:电路板的部件号

AAA,BFB:电路板版本号

有时结果可能会报出许多块电路板“DOUBTFUL”,但实际情况可能并不是如此,下面将按诊断程序执行的顺序来分析可能的问题。

2./INIT做不过的可能原因

TH1 INIT DR OFFSET FAIL XXX

110132. 132PIN IN1(H) BINARY SEARCH DATA=#7FD

210132. 132PIN IN1(L) BINARY SEARCH DATA=#7FD TH1 INIT DR GAIN FAIL XXX

110132. 132PIN IN1(H) BINARY SEARCH DATA=#8000

210132. 132PIN IN1(L) BINARY SEARCH DATA=#8000

象此类现象一般是PINCARD坏,对于T3326A来说,打开后盖,按照线缆上的

标识更换132PIN所在的PINCARD即可。对于T3324来说,要打开前

盖,按测试头内标注的PINCARD位置更换相应的PINCARD,注意

T3326A是共有8块PINCARD(256PIN),每块PINCARD负责32PIN,而T3324每块PINCARD负责4PIN,更换时要注意其排列。

2)现象

TH1 INIT CPCAL FAIL **

40850 CPLOOP ADJUST 193-224 CH D/A

VALUE=#0000 ERROR=-648.8PS

3)现象

TH1 INIT VT OFFSET FAIL***

100021. 21PIN VT1 BINARY SEARCH DATA=#5FD

TH1 INIT VT GAIN FAIL****

100021. 21PIN VT1 BINARY SEARCH DATA=#6002

原因:一般是PINCARD的问题

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