集成电路测试基础

第1章关于集成电路测试

集成电路（Integrated Circuit，IC）测试和测量属于电子工程的专业领域，与IC设计相比，IC测试并不为人所熟知。测试工程师不仅需要操作自动化测试设备（Automatic TestEquipment，ATE），还需要电子电路、程序设计、数据分析等各方面的知识和经验的积累。

测试工程师的主要工作就是负责开发ATE所使用的测试程序和测试电路，用于IC的测试。这些测试包括实验室的数据分析测试以及老化测试，封装测试工厂的试产测试和量产测试。被测试的IC通常称为被测器件（Device Under Test,DUT）。测试程序控制ATE,在DUT的各个引脚上施加不同的电压或者电流激励（比如数字脉冲信号、直流信号、正弦波或三角波等波形信号），以及执行电压、电流、时间等测试和测量，来检查DUT是否合格，或者测试到的数据是否符合设计预期。

在实践中，遇到很多测试工程师，将精力集中在ATE的测试程序编写，而忽略了其他方面的知识，尤其是测试电路方面的知识。无论测试程序写得如何，最终都靠测试电路来执行，测试电路才会对DUT造成实际影响，所以在编写测试程序时应该给予测试电路足够的关注。

1.1集成电路测试相关书籍和标准推荐

IC测试需要的知识虽然不是很深入，但是相对比较宽泛，对基础知识的全面性有一定的要求。以下列出一些参考书目，建议读者有时间阅读。

《混合信号集成电路测试与测量》，英文书名An Introduction to Mixed-Signal IC Test andMeasurement。这本书详细地介绍了模拟和混合信号集成电路的测试和测量方法，是第一本全面系统的介绍混合信号集成电路测试的专著。随着集成电路产业的发展进步，混合信号IC也越来越多，想从事这个行业的读者，建议通读一遍。

《模拟电路》,英文书名Analog Circuits:World Class Designs。这本书少有的讲述了V/I源的设计，精选了几位原作者的经验总结，理论结合实际，突出实践应用，从实例出发，引导读者深入了解模拟电路设计。如果想深入了解V/I源以及模拟电路的设计，可以一读。

《放大器应用基础》，针对运算放大器及其应用，着重从基础方面做了比较全面和深入的分析与介绍。本书的理论分析较多，特别包含了运算放大器参数的测试方法以及误差计算，这部分内容是其他书籍很少讲到的。如果有经常测试运算放大器的需要，推荐仔细阅读该书。

《运算放大器参数解析与LTspice应用仿真》，这本书结合实例，从工程师的角度深入分析了运算放大器的参数与应用。如果想要看懂运算放大器的规格书，详尽了解各个参数的意义以及对电路设计的影响，可以读一下这本书。

《数字设计原理与实践》,英文书名Digital Design Principles and Practices。这本书讲述了插件板级和VLSI系统中的数字设计的基本原理和实践需求，是少有的介绍时序电路文档标准的书籍。作为IC测试工程师，阅读文档是必修课，故推荐阅读该书。

《 高速 数字 设 计》， 英文 书名 High-Speed Digital Design A Handbook of Black Magic。 这是一本论述高速数字电路设计的经典著作。在一些AC参数测试，即各种信号沿的时间测量，

必须了解哪些参数或者传输路径对测试结果有影响。如果需要测试高速数字集成电路时，很

有必要读一读该书，尤其注意示波器使用时的一些注意事项。

《信号完 整性与电 源完整性分析》，英文书名 Signal and Power lntegrip： Simpblfed。i这本书全面论述了信号完整性问题。对于IC测试来讲，主要需要学习其中的物理互连设计对信号完整性的影响。当遇到从ATE到DUT的接线问题导致信号发生各种莫名其妙的变化时，这本书能帮助你找出某些信号完整性问题的根源。

《实用数字信号处理：从原理到应用》，英文书名Digital Signal Processing:A PracticalGuide for Engineers and Scientists。这本书通俗易懂，力图以最少的数学知识将DSP 的基本概念、理论和方法陈述得诱彻明了。这本书的英文版是开放版权的电子书，很容易下载到。书中的源代码为BASIC，很容易改写成C语言。

C/C++方面的书籍可谓汗牛充栋。读者可以去书店翻阅或者网络上下载，找一本自己看得懂的学习即可。C语言方面，这里推荐《C语言程序设计现代方法》，英文书名CProgrammingA Modern Approach。该书内容比较全面，讲解得也清晰易懂，很适合自学。C++方面推荐一个网站：www.cplusplus.com，可以看Reference部分，是C++的参考文档，提供了相对详细的示例代码。

另外，读者还需要了解行业知识，熟悉集成电路测试的标准文档。这些标准每隔一定的年限就会进行更新和修正，故不在参考文献中列出，按照实际需要学习相应版本的标准即可。

IEEE Standard Test Interface Language(STIL) for Digital Test Vector Data是数字IC测试的矢量数据的标准接口语言，内部涉及大量数字IC的矢量测试时会接触到相关定义。

Srandard Test Data Formatl (STDF) Specfication 是 标准 测试 数据 格式，是 各个 ATE 平 台 都支持的测试数据记录的格式。

《统计制程控制》，英文名Ssratistical ProcesConitrol,简称“SPC手册”。主要用于测试数据分析，量产测试时需要与制程工程师打交道，有必要理解数据分析的基础概念。

《测量系统分析》,英文名MEASUREMENT SYSTEMS ANALYSIS Reference Manual,简称“MSA手册”。主要用于测试仪器性能评估，测试工程师需要使用MSA手册来评价所使用的ATE，搭建的测试电路以及编写的测试程序是否满足测试规格要求。

除了以上书籍和标准外，还有一些商业培训公司销售的培训资料，有条件的读者可以选择阅读。 比 如 Soft-Test Intnl!. Limited的 The Fundamentals of Digtal Semiconductor Testing 和

Fundamentals of Mixed Signal Tesring，另外不同 的ATE 供应商也会 提供契合自身设备 的培训资料。