數(shù)字化轉(zhuǎn)型提速，5G 、人工智能及云端高性能算法（AI／HPC）的應用帶動集成電路（Integrated Circuit, IC）技術(shù)不斷升級，芯片電路結(jié)構(gòu)復雜程度和元件集成度持續(xù)增加，測試難度和測試成本亦隨之攀升。

集成電路測試貫穿了從設(shè)計、生產(chǎn)到實際應用的全過程，大致分為：

- 設(shè)計階段的設(shè)計驗證測試

- 晶圓制造階段的工藝監(jiān)控測試

- 封裝前的晶圓測試

- 封裝后的成品測試

芯片測試應用現(xiàn)狀

        芯片測試作為芯片設(shè)計、生產(chǎn)、封裝、測試流程中的重要步驟，是使用特定儀器，通過對待測器件DUT(Device Under Test)的檢測，區(qū)別缺陷、驗證器件是否符合設(shè)計目標、分離器件好壞的過程。其中直流參數(shù)測試是檢驗芯片電性能的重要手段之一，常用的測試方法是FIMV（加電流測電壓）及FVMI（加電壓測電流）。

        傳統(tǒng)的芯片電性能測試需要數(shù)臺儀表完成，如電壓源、電流源、萬用表等，然而由數(shù)臺儀表組成的系統(tǒng)需要分別進行編程、同步、連接、測量和分析，過程復雜又耗時，又占用過多測試臺的空間，而且使用單一功能的儀表和激勵源還存在復雜的相互間觸發(fā)操作，有更大的不確定性及更慢的總線傳輸速度等缺陷，無法滿足高效率測試的需求。

        實施芯片電性能測試的最佳工具之一是數(shù)字源表(SMU)，數(shù)字源表可作為獨立的恒壓源或恒流源、電壓表、電流表和電子負載，支持四象限功能，可提供恒流測壓及恒壓測流功能,可簡化芯片電性能測試方案。

        此外，由于芯片的規(guī)模和種類迅速增加，很多通用型測試設(shè)備雖然能夠覆蓋多種被測對象的測試需求，但受接口容量和測試軟件運行模式的限制，無法同時對多個被測器件（DUT）進行測試，因此規(guī)?；臏y試效率極低。特別是在生產(chǎn)和老化測試時，往往要求在同一時間內(nèi)完成對多個DUT的測試，或者在單個DUT上異步或者同步地運行多個測試任務(wù)。

        基于普賽斯CS系列多通道插卡式數(shù)字源表搭建的測試平臺，可進行多路供電及電參數(shù)的并行測試，高效、精確地對芯片進行電性能測試和測試數(shù)據(jù)的自動化處理。主機采用10插卡/3插卡結(jié)構(gòu)，背板總線帶寬高達 3Gbps，支持 16 路觸發(fā)總線，滿足多卡設(shè)備高速率通信需求；匯集電壓、電流輸入輸出及測量等多種功能，具有通道密度高、同步觸發(fā)功能強、多設(shè)備組合效率高等特點，最高可擴展至40通道。

圖1：普賽斯CS系列插卡式源表

（10插卡及3插卡，高至40通道）

基于數(shù)字源表SMU的芯片測試方案

        使用普賽斯數(shù)字源表進行芯片的開短路測試(Open/Short Test)、漏電流測試（Leakage Test）以及DC參數(shù)測試（DC Parameters Test）。

1、開短路測試（O/S測試）

開短路測試（Open-Short Test，也稱連續(xù)性或接觸測試），用于驗證測試系統(tǒng)與器件所有引腳的電接觸性，測試的過程是借用對地保護二極管進行的，測試連接電路如下所示：

圖2：開短路測試線路連接示意

2、漏電流測試

漏電流測試，又稱為Leakage Test，漏電流測試的目的主要是檢驗輸入Pin腳以及高阻狀態(tài)下的輸出Pin腳的阻抗是否夠高，測試連接電路如下所示：

圖3：漏電流測試線路連接示意

3、DC參數(shù)測試

DC參數(shù)的測試，一般都是Force電流測試電壓或者Force電壓測試電流，主要是測試阻抗性。一般各種DC參數(shù)都會在Datasheet里面標明，測試的主要目的是確保芯片的DC參數(shù)值符合規(guī)范：

圖4：DC參數(shù)測試線路連接示意

測試案例

測試系統(tǒng)配置

Case 01 NCP1377B 開短路測試

        測試 PIN 腳與 GND 之間連通狀態(tài)，測試過程中SMU選擇3V量程，施加-100μA電流，限壓-3V，測量電壓結(jié)果表 1 所示，電壓結(jié)果在-1.5~-0.2 之間，測試結(jié)果 PASS。

*測試線路連接參照圖2

圖5：NCP1377B開短路測試結(jié)果

Case 02 TLP521 光電耦合器直流參數(shù)測試

        光電耦合器主要由兩部分組成：光的發(fā)射端及光的接收端。光的發(fā)射端主要由發(fā)光二極管構(gòu)成，二極管的管腳為光耦的輸入端。光的接收端主要是光敏晶體管， 光敏晶體管是利用 PN 結(jié)在施加反向電壓時，在光線照射下反向電阻由大變小的原理來工作的，晶體管的管腳為光耦的輸出端。

        案例采用兩臺SMU進行測試，一臺SMU與器件輸入端連接，作為恒流源驅(qū)動發(fā)光二極管并測量輸入端相關(guān)參數(shù)，另一臺SMU與器件輸出端連接，作為恒壓源并測量輸出端的相關(guān)參數(shù)。

*測試線路連接參照圖4

圖6：BVECO 測試數(shù)據(jù)及曲線

圖7：ICEO測試數(shù)據(jù)及曲線

圖8：輸入特性曲線

圖9：輸出特性曲線