|
目前國內(nèi)市面上有多種老化測試系統(tǒng)實現(xiàn)方法，除了恒溫老化房系統(tǒng)生產(chǎn)廠商制造的通用型產(chǎn)品外，半導(dǎo)體廠商也在內(nèi)部開發(fā)了一些供他們自己使用的此類系統(tǒng)。大多數(shù)系統(tǒng)都采用電腦作主機，用于數(shù)據(jù)采集和電路基本控制。
為了能對老化板上的每一器件作獨立測試，必須要在老化系統(tǒng)控制下將每個器件與其他器件進行電性隔離。存儲器件非常適合于這種場合，因為它們被設(shè)計成按簇方式使用并帶有多路選通信號，而邏輯器件則可能無法使用選通信號，這使得在老化系統(tǒng)中設(shè)計通用邏輯測試會更難一些。因此針對不同器件類型存在不同的邏輯老化系統(tǒng)是很正常的。
老化測試系統(tǒng)可歸為兩大類：邏輯器件和存儲器。邏輯器件測試系統(tǒng)又可分為兩類：并行和串行；同樣，存儲器測試系統(tǒng)也可分為兩類：非易失性和易失性。
1，存儲器老化
存儲器老化和測試的線路實現(xiàn)起來相對簡單一些，所有器件通過統(tǒng)一方式寫入，然后單獨選中每個器件，將其存入的數(shù)據(jù)讀出并與原來的值對照。由于具有控制和數(shù)據(jù)采集軟件以及故障數(shù)據(jù)評估報告算法，所以存儲器老化測試對生產(chǎn)商非常有用。
大多數(shù)存儲器件支持多個選通引腳，因而老化測試系統(tǒng)采用簇方式讀回數(shù)據(jù)。某些系統(tǒng)具有很寬的數(shù)據(jù)總線，每一簇可同時讀取多個器件，再由電腦主機或類似的機器對器件進行劃分。增加老化板上的并行信號數(shù)量可提高速度，減少同一條并行信號線所連器件數(shù)，并且降低板子和器件的負載特性。
易失性存儲器(DRAM和SRAM)
易失性存儲器測試起來是最簡單的，因為它無需特殊算法或時序就可進行多次擦寫。一般是所有器件先同時寫入，然后輪流選中每個器件，讀回數(shù)據(jù)并進行比較。
由于在老化時可重復(fù)進行慢速的刷新測試，因此DRAM老化測試能夠為后測工藝節(jié)省大量時間。刷新測試要求先將數(shù)據(jù)寫入存儲器，再等待一段時間使有缺陷的存儲單元放電，然后從存儲器中讀回數(shù)據(jù)，找出有缺陷的存儲單元。將這部分測試放入老化意味著老化后的測試工藝不必再進行這種很費時的檢測，從而節(jié)省了時間。
2，邏輯器件老化測試
邏輯器件老化測試是兩類系統(tǒng)中難度最大的，這是因為邏輯產(chǎn)品具有多功能特性，而且器件上可能還沒有選通信號引腳。為使一種老化測試系統(tǒng)適應(yīng)所有類型的邏輯器件，必須要有大量的輸入輸出引線，這樣系統(tǒng)才能生成多引腳器件通常所需的多種不同信號。老化系統(tǒng)還要有一個驅(qū)動板，作為每個信號通路的引腳驅(qū)動器，它一般采用較大的驅(qū)動電流以克服老化板的負載特性。
輸出信號要確保能夠?qū)π枳骼匣娜魏纹骷愋瓦M行處理。如果老化板加載有問題，可以將其分隔成兩個或更多的信號區(qū)，但是這需要將驅(qū)動板上的信號線數(shù)量增加一倍。大多數(shù)并行輸出信號利用專用邏輯、預(yù)編程EPROM、或可重編程及可下載SRAM產(chǎn)生，用SRAM的好處是可利用計算機重復(fù)編程而使老化系統(tǒng)適用于多種產(chǎn)品。
邏輯器件老化測試主要有兩種實現(xiàn)方法：并行和串行，這指的是系統(tǒng)的輸入或監(jiān)測方式。一般來說所有邏輯器件測試系統(tǒng)都用并行方式把大量信號傳給器件，但用這種方式進行監(jiān)測卻不能將老化板上的每一個器件分離出來。
3，串行測試法
串行測試比并行測試操作容易一些，但是速度要慢很多。除了每個器件的串行信號返回線，老化板上的每個器件通常都并聯(lián)在一起。該方法用于有一定處理功能并可通過一條信號返回線反映各種狀態(tài)的器件。測試時傳送的數(shù)據(jù)必須進行解碼，因此老化板上應(yīng)有數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
4，非易失性存儲器(EPROM和EEPROM)
非易失性存儲器測試起來比較困難，這是因為在寫入之前必須先將里面的內(nèi)容擦除，這樣使得系統(tǒng)算法更困難一些，通常還必須使用特殊電壓來進行擦除。不過其測試方法基本上是相同的：把數(shù)據(jù)寫入存儲器再用更復(fù)雜的算法將其讀回。
邊界掃描(JTAG): 邏輯器件老化的最新趨勢是采用IEEE 1149.1規(guī)定的方法。該方法也稱為JTAG或邊界掃描測試，它采用五線制(TCK、TDO、TDI、TMS及TRST)電子協(xié)議，可以和并行測試法相媲美。
采用這種方法時，JTAG測試端口和整個系統(tǒng)必須要設(shè)計到器件的內(nèi)部。器件上用于JTAG測試的電路屬于專用測試口，用來對器件進行測試，即使器件裝在用戶終端系統(tǒng)上并已開始工作以后，該測試口還可以使用。一般而言，JTAG端口采用很長的串聯(lián)寄存器鏈，可以訪問到所有的內(nèi)部節(jié)點。每個寄存器映射器件的某一功能或特性，于是，訪問器件的某種狀態(tài)只需將該寄存器的狀態(tài)數(shù)據(jù)串行移位至輸出端即可。
采用同樣技術(shù)可完成對器件的編程，只不過數(shù)據(jù)是通過JTAG端口串行移位到器件內(nèi)部。IEEE 1149.1的說明里詳細闡述了JTAG端口的操作。
RS-232C或同等協(xié)議 一種串行監(jiān)測方法是在老化板上采用全雙工RS-232C通信協(xié)議，所有器件的其他支持信號(如時鐘和復(fù)位)都并聯(lián)在一起(圖3)。RS-232C發(fā)送端(TxD)通常也連到所有器件上，但同時也支持老化板區(qū)域分隔以進行多路復(fù)用傳輸。
每個器件都將信號返回到驅(qū)動板上的一個RS-232C接收端(RxD)，該端口在驅(qū)動板上可以多路復(fù)用。驅(qū)動電路向所有器件傳送信號，然后對器件的RxD線路進行監(jiān)控，每個器件都會被選到，系統(tǒng)則將得到的數(shù)據(jù)與預(yù)留值進行比較。這種測試系統(tǒng)通常要在驅(qū)動板上使用微處理器，以便能進行RS-232C通信及作為故障數(shù)據(jù)緩沖。
并行測試法
并行測試是在老化過程中進行器件測試最快的方法，這是因為有多條信號線連在器件的輸入輸出端，使數(shù)據(jù)傳輸量達到最大，I/O線的輸入端由系統(tǒng)測試部分控制。并行測試有三種基本方式：各器件單選、單引腳信號返回和多引腳信號返回。
多引腳信號返回 該方法和單引腳信號返回類似，但是從每個器件返回的信號更多。由于每個器件有更多信號返回線，所以這種方法要用到多個返回監(jiān)測線路。而又因為必須要有大量返回線路為該方法專用，因此會使系統(tǒng)總體成本急劇增加。沒有內(nèi)部自檢而且又非常復(fù)雜的器件可能就需要用這種方法。
單引腳信號返回 這個方法里所有器件都并聯(lián)在一起，但每個器件有一個信號返回引腳除外，所有器件同時進入工作狀態(tài)，由系統(tǒng)選擇所監(jiān)測的器件并讀取相應(yīng)的信號返回線。該方法類似于串行測試法，但信號引腳一般檢測的是邏輯電平，或者是可以和預(yù)留值比較的脈沖模式。檢測到的信號通常表示器件內(nèi)部自檢狀態(tài)，它存在器件內(nèi)以供測試之用，如果器件沒有自檢而只是單純由系統(tǒng)監(jiān)測它的一個引腳，那么測試可信度將會大大降低。
各器件單選 如果老化板上的器件可以和其他器件分離開，系統(tǒng)就可通過選擇方法分別連到每一個器件上，如使用片選引腳，所有器件都并聯(lián)起來，一次只選中一個器件生成返回信號(圖2)。系統(tǒng)提供專門的器件選擇信號，在測試過程中一次選中一個，老化時所有器件也可同時被選并接收同樣的數(shù)據(jù)。
用這種方法每個器件會輪流被選到，器件和老化系統(tǒng)之間的大量數(shù)據(jù)通過并行總線傳輸。該方法的局限是選中的器件必須克服老化板及其他非選中器件的容性和感性負載影響，這可能會使器件在總線上的數(shù)據(jù)傳輸速度下降。
|