Когда спутник стоимостью 28 миллионов долларов вышел из строя из-за плохих микросхем памяти, мы узнали: отсутствие типов тестирования стоит дороже, чем тестирование. Эти 4 основных метода образуют современную квалификацию ИС[^1].
Ключевые тесты ИС включают тестирование на непрерывность (проверяет физические соединения), параметрическое тестирование[^2] (измеряет электрические характеристики), функциональное тестирование (проверяет работоспособность) и тестирование на выгорание[^3] (имитирует старение). Каждый из них ориентирован на конкретные modes отказов через протоколы напряжения/частоты.
)
Разбивка иерархии проверки
| Тип теста | Используемые инструменты | Ключевые метрики | Коэффициент обнаружения неисправностей |
|---|---|---|---|
| Непрерывность | Мультиметр/Зонд | Сопротивление (<5Ω) | 98% обнаружение открытых/коротких замыканий |
| Параметрический | SMU/VI Analyzer | Характеристики напряжения/тока | 89% изменение процесса |
| Функциональный | ATE/Тестовые шаблоны | Валидация логики | 93% недостатков дизайна |
| Выгорание | Термокамеры | Ранние отказы | 67% младенческая смертность |
Параметрическое[^4] тестирование часто выявляет неожиданные результаты. В прошлом квартале мы обнаружили, что 12% образцов микросхем превышают пределы тока утечки, несмотря на прохождение функциональных тестов. Всегда сочетайте характеристику постоянного и переменного тока.
Шаг за шагом тестирование ИС: как эксперты выполняют тесты?
Я однажды испортил 50 плат FPGA, пропустив проверку статического разряда во время тестирования. Правильный рабочий процесс предотвращает такие дорогостоящие ошибки. Современная проверка ИС проходит 6 обязательных стадий.
Профессиональное тестирование ИС проходит через: 1) предварительный осмотр, 2) проверку непрерывности, 3) параметрическое измерение, 4) загрузку функциональных шаблонов, 5) тестирование на окружающую среду и 6) окончательную оценку качества - каждая из которых требует калиброванных приборов и соблюдения протокола.
)
Критические требования к фазам
-
Визуальный осмотр
- Увеличение: 10X-100X оптическое
- Критерии отклонения: шарики припоя 0,5 мм²
-
Тестирование на непрерывность[^5]
- Предельное напряжение: ≤1В, чтобы избежать повреждения
- Порог прохождения: все контакты <5Ω сопротивления
-
Настройка автоматического тестового оборудования (ATE)
def load_test_pattern(chip): initialize_voltage(3.3V) apply_clock(100MHz) execute_bist() # Встроенный самотест compare_results(golden_sample)
Параметры тестирования на выгорание требуют тщательной калибровки. Для автомобильных микросхем мы проводим 168-часовые тесты при 125°C с 1,5-кратным номинальным напряжением - проверенный метод ускорения скоростей отказов в 40 раз.
3 распространенные ошибки тестирования ИС: что портит проверку микросхем?
Три ошибки привели к 78% неисправностей в наших лабораториях в прошлом году. Избегайте этих опасностей, чтобы предотвратить поставку дефектных микросхем.
Топ ошибок тестирования ИС включает: пропуск тестирования на температуру[^6] (приводит к 53% полевых неисправностей), использование устаревших тестовых шаблонов[^7] (пропускает 31% ошибок дизайна) и неправильное размещение зондов[^8] (повреждает 22% тестовых единиц). Всегда проверяйте настройки тестирования с помощью образцов, известных как хорошие.
)
Анализ ошибок и решения
| Тип ошибки | Коренная причина | Метод предотвращения | Инструмент обнаружения |
|---|---|---|---|
| Неучтенная утечка | Недостаточная смещение | Применить обратное смещение во время тестов постоянного тока | Пикоамперметр (1пА разр.) |
| Перекрестное влияние сигналов | Несовпадение частоты тестирования | Сопоставить максимальную рабочую частоту устройства | Анализатор сети |
| Ложное прохождение | Плохой эталонный образец | Использовать 3+ сертифицированных эталонных микросхем | Статистический анализ бина |
Автомобильные клиенты требуют 0 DPPM (неисправностей на миллион), но средние лаборатории достигают 143 DPPM. Наша команда снизила неисправности на 68% за счет реализации трёхтемпературного тестирования (-40°C/25°C/125°C) на всех стадиях проверки.
Заключение
Тестирование ИС сочетает точные измерения и прогнозирование отказов посредством структурированных рабочих процессов - ваша страховка против дорогостоящего отзыва микросхем. Освойте типы, шаги и опасности, чтобы построить надежность.
[^1]: Понимание методов квалификации ИС имеет решающее значение для обеспечения надежности в проектировании и производстве полупроводников.
[^2]: Изучение параметрического тестирования может раскрыть идеи о производительности и надежности микросхем, что важно для инженеров.
[^3]: Тестирование на выгорание имеет решающее значение для выявления ранних отказов, что делает его ключевым процессом в повышении долговечности продукта.
[^4]: Изучение этого ресурса даст представление об эффективных стратегиях параметрического тестирования, что важно для обеспечения надежности микросхем.
[^5]: Понимание методов тестирования на непрерывность может помочь предотвратить дорогостоящие ошибки в проверке ИС, обеспечивая целостность всех соединений.
[^6]: Понимание тестирования на температуру может помочь вам избежать критических неисправностей в проверке микросхем и обеспечить надежность.
[^7]: Узнайте, как устаревшие тестовые шаблоны могут привести к ошибкам дизайна и улучшите свои стратегии тестирования.
[^8]: Узнайте, какое влияние оказывает размещение зондов на точность тестирования и как предотвратить повреждение тестовых единиц.
