Teradyne+J750数字信号测试机上实现混合信号测试

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1、第一章绪论第一节超大规模集成电路测试发展现状自从1958年，美国德州仪器公司和仙童公司各自研制发明了半导体集成电路(ImegratedCircujt，IC)之后，发展极为迅猛，从小规模集成电路(SmallScalehtegration，SSI)经中规模集成电路，发展到大规模集成电路(LargescaleIntegration，LSI)，然后发展到现在的超大规模集成电路(VeryLargeScaleIntegration，VLSI)，及最近的特大规模集成电路。此时单片晶元(W{舵r)上集成的门电路总数已经超过百万个。根据著名的摩尔定律，这一数字还在以每18个

2、月增加一倍的速度增长。随着集成度的提高，单一芯片(cllip)的输入／输出(I／0)引脚从SSI的十几根，逐渐增加到LSI的几十根，进而激增到现在LSWLSI的几百根。同时芯片的功能也有了飞速的发展，不仅仅是完成早期简单的门电路、振荡器、开关电路等数字信号的处理，现在的系统芯片(systemoncllip，soc)可以集成微处理器、数字信号处理(DPS)、射频(RF)、驱动等各种数字和模拟信号的处理。随着集成电路规模越来越大，内部的功能越来越复杂，对制造设备、工艺和过程的要求越来越高。制造一块IC芯片通常需要400到500道工序，其中任何一个工序出现问题就

3、会在不同程度上造成产品无法满足设计者的要求，这种出现问题的产品我们称之为次品，而生产这些次品的费用往往会被转嫁到好产品的出售价格中，如果次品太多，那么少数好产品的价格就会过于昂贵。为了制造出相对“完美”的产品来，就有了“测试”的概念。电子测试技术，就是应电子产品设计和制造的需求而产生和发展起来的。电子产品从质量和经济两个方顽受益于测试技术的发展和应用。在集成电路芯片的工业化生产过程中，质量和经济实际上是一个产品不可分割的两个属性。一个好的测试过程能够满足最优化(optimized)的质量，意味着能够在次品到达用户手中之前把它们淘汰出来，并以最小的成本满足了

4、用户的需求。IC的生产概括起来说，一般分为两大部分，前道工序(f幻nt．endproduction)和后道工序(back—endproduction)。前道工序包括：(1)将粗糙的硅矿石转变成高纯度的单晶硅；(2)在晶片(wafer)上制造各种IC元件。后道工序包括：(1)对第一章绪论晶片划片、焊线；(2)对IC芯片进行封装；(3)对芯片电性和功能进行测试。在现代集成电路生产过程中，由于测试设备所能提供的测试通道数、测试通道深度和测试时间等测试资源是有限的，所以测试的成本越来越高。根据1997年国际半导体技术发展路线图(IntemationalTeclll

5、lologyR0admapforseIlliconductor，ITRs)的预测，到2012年，芯片的测试成本将与制造成本持平。图1．1芯片的制造成本与测试成本如何降低测试成本，为客户提供即经济又可靠的产品是所有集成电路生产厂家的一致要求。由于传统的后道测试是在完成了一个芯片所有工序后进行的，后面的工序无法知道前道工序的晶元是否存在电性和功能上的缺陷，而按照正常的产品进行生产，这样如果出现次品，就会造成时间、设备、材料、人力的大量浪费，更有可能造成无法按时向客户及时交货。前道测试我们称之为晶元测试(waferTest)，是在完成晶元生产后对上面集成的电路进

6、行各种电性和功能测试，将次品挑出来后，然后使用墨印器(Inker)将不合格的IC芯片上打上墨印。或者直接记录下出问题的Ic芯片在晶片(wafer)上的坐标，生成晶元坐标图(waferMap)。在后道工序中(切割晶片时)打上墨印的IC或者根据坐标图标出的次品IC被丢弃掉，不进入下一生产工序。这样就避免了在后道其它工序中人力和材料的浪费，而且可以根据晶元的测试结果分析次品出现在前道制程的哪一环节，及时更正工艺参数或调整设备，以免出现更多的次品。第一章绪论图1．2晶片测试结果图(waferMap)第二节论文选题目的和意义1．2．1选题意义L93S芯片(代号Nep

7、tuneLTE)是Freescale公司(原Motorola半导体事业部)开发设计的一种专用系统芯片(SoC)，被广泛应用在各种通讯领域，特别是手机和基站中。世界上有超过70％的手机生产商在其产品中采用了NeptuneLTE芯片的解决方案。L93S内部集成了微处理器(MCU)、DPS、存储器(Memory)和RF处理功能，是一片功能非常强大的混合信号处理器。由于L93s集成了数字、模拟和射频信号，所以测试项目复杂、测试周期长，尤其是模拟和数字信号需要不同的测试平台完成测试。随着客户订单的不断增加，L93s的测试产能明显不足，生产出来的产品无法及时完成测试交

8、给客户。如果购买新的混合信号测试机来提高测试产能，每台测试机将近2