低测试成本芯片的ATE和板级测试研究

低测试成本芯片的ATE和板级测试研究

论文摘要

随着集成电路水平的高速发展,芯片内部和I/O的速度越来越快,复杂的数模混合电路对测试覆盖率的要求也越来越高,而芯片规模的飞速发展,使得芯片测试的时间也成倍的上涨。为了保证芯片的质量,所以必须加大测试覆盖率;而另一方面为了控制芯片的成本,不能无限制的增加测试时间。因此如何在不减少测试覆盖率的前提下减少测试时间,降低测试成本变得尤其重要。本文主要从视频处理芯片的设计开始到ATE测试,板级测试,介绍了一些优化测试成本的方法。这些方法都不会降低测试覆盖率,而且经过芯片的实践都是非常有效可行的。首先从芯片设计出发,在设计芯片测试的一开始就需要考虑将来大规模量产的测试成本。先从测试的硬件成本开始讨论,之后是测试时间和测试可重复性和稳定性,并且加强失效芯片的测试覆盖率。在这里主要介绍了PLL jitter测试方法的优化,使得测试时间从1S有效降低到了3mS,并且成功降低了17%的DPM。同时介绍了一些测试方法的比较,包括高速端口测试等。并且指出了现有的测试方法的覆盖率缺陷。通过在板级实现mbist的diagnosis有效的减少了ATE上的工程性测试时间。其次在芯片的测试部分,介绍了完整的测试流程,分析如何简化流程。在ATE测试部分分析了测试成本的组成。从硬件的配置开始,介绍了降低成本的方法。包括测试程序的优化调整,测试向量的简化以及测试良率的提高和芯片复测率的降低。并附上了基于这些方法在实际芯片应用中减少的测试时间。之后从芯片的板级测试介绍了如何优化板级测试硬件,降低测试时间的方法。由于总的测试成本包括板级和ATE测试,因此从总成本的减少入手,将ATE和板级测试一些冗余的测试项优化,或是将一些测试时间很长的测试项移植到板级测试去。最终实现了总的测试成本的减少。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  • 1.1 半导体的发展和制作
  • 1.2 芯片测试的意义和成本
  • 1.3 芯片测试的分类
  • 1.4 芯片测试的平衡和发展方向
  • 1.6 本文的工作及内容安排
  • 第二章 芯片低成本测试设计
  • 2.1 ATE简介
  • 2.1.1 ATE的硬件配置
  • 2.1.2 ATE的硬件测试成本
  • 2.1.3 ATE的软件介绍
  • 2.2 Mbist板级diagnosis
  • 2.2.1 Mbist简介
  • 2.2.2 板级测试mbist
  • 2.2.3 板级diagnosis测试
  • 2.2.4 测试结果
  • 2.3 优化PLL测试
  • 2.3.1 PLL结构简介
  • 2.3.2 PLL传统测试方法
  • 2.3.3 失效芯片的问题
  • 2.3.4 新的PLL测试方法
  • 2.3.5 测试结果
  • 2.4 优化寄存器的配置
  • 2.4.1 原理分析
  • 2.4.2 测试结果
  • 2.5 其他测试方法比较和优化
  • 2.5.1 高速接口测试
  • 2.5.2 ADC和DAC
  • 2.5.3 scan
  • 2.5.4 合并测试项
  • 第三章 减少ATE测试成本
  • 3.1 测试流程简介
  • 3.2 ATE测试成本分析
  • 3.3 减少测试流程
  • 3.4 减少单位时间成本
  • 3.5 减少测试时间
  • 3.5.1 测试程序
  • 3.5.2 测试项
  • 3.5.3 优化结果和局限
  • 3.6 提高测试产量
  • 3.7 降低重复测试率
  • 第四章 减少板级测试成本
  • 4.1 板级测试简介
  • 4.2 减少板级测试成本
  • 4.3 总测试成本的优化
  • 第五章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 相关论文文献

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