Jakie są różne typy testowania układów scalonych?

Testowanie układów scalonych ma zasadnicze znaczenie dla funkcjonalności większości urządzeń elektronicznych. Mikroukłady, jak również znane są układy scalone, można znaleźć w komputerach, telefonach komórkowych, samochodach i praktycznie we wszystkich elementach elektronicznych. Bez testowania zarówno przed końcową instalacją, jak i po zainstalowaniu na płytce drukowanej, wiele urządzeń nie działałoby lub przestałoby działać wcześniej niż przewidywano. Istnieją dwie główne kategorie testowania układów scalonych, testowania płytek i testowania na poziomie płytki. Ponadto testy mogą mieć charakter strukturalny lub funkcjonalny.

Testowanie płytek lub sondowanie płytek odbywa się na poziomie produkcyjnym, przed instalacją chipa w miejscu docelowym. Ten test jest wykonywany przy użyciu zautomatyzowanego sprzętu testującego (ATE) na pełnym krzemowym waflu, z którego wycięta zostanie kwadratowa matryca zrębków. Przed zapakowaniem przeprowadza się końcowe testowanie na poziomie płytki, wykorzystując ten sam lub podobny ATE co test płytki półprzewodnikowej.

Zautomatyzowane generowanie wzorca testowego lub automatyczny generator wzorca testowego (ATPG) jest metodologią stosowaną do wspomagania ATE w określaniu wad lub usterek w testowaniu układów scalonych. Obecnie stosuje się wiele procesów ATPG, w tym metody utknięcia winy, sekwencyjne i algorytmiczne. Te metody strukturalne zastąpiły testy funkcjonalne w wielu aplikacjach. Metody algorytmiczne opracowano przede wszystkim do obsługi bardziej złożonych testów układów scalonych dla układów scalonych o bardzo dużej skali (VLSI).

Wiele obwodów elektronicznych jest wytwarzanych z wbudowaną funkcją samodzielnej naprawy (BISR) w ramach techniki projektowania do testów (DFT), co pozwala na szybsze i tańsze testowanie obwodów scalonych. W zależności od czynników, takich jak wdrożenie i cel, dostępne są wyspecjalizowane odmiany i wersje BIST. Kilka przykładów to programowalny wbudowany autotest (PBIST), ciągły wbudowany autotest (CBIST) i wbudowany autotest (PupBIST).

Podczas przeprowadzania testów układów scalonych na płytkach, jedną z najczęstszych metod jest test funkcjonalny na poziomie płytki. Ten test jest prostą metodą określania podstawowej funkcjonalności obwodu i generalnie przeprowadza się dodatkowe testy. Niektóre inne testy pokładowe to test skanowania granic, test bez wektorów i test z napędem wstecznym oparty na wektorze.

Skanowanie granic zwykle wykonuje się przy użyciu standardu 1149.1 Instytutu Inżynierów Elektryków i Elektroników (IEEE), powszechnie zwanego Joint Test Action Group (JTAG). Automatyczne testy układów scalonych są opracowywane od 2011 roku. Dwie podstawowe metody, automatyczna kontrola optyczna (AOI) i automatyczna kontrola rentgenowska (AXI), są prekursorami tego rozwiązania do wykrywania usterek na wczesnym etapie produkcji. Testy układów scalonych będą nadal ewoluować w miarę, jak technologie elektroniczne stają się coraz bardziej złożone, a producenci mikroczipów chcą bardziej wydajnych i opłacalnych rozwiązań.