‧ 串行测试法
串行测试比平行测试作业容易一些,但是速度要慢很多。除了每个器件的串行信号返回线,老化板上的每个器件通常都并联在一起。该方法用于有一定处理功能并可藉由一条信号返回线反映各种状态的器件。测试时传送的数据必须进行译码,因此老化板上应有数据处理系统。
‧ RS -232C 或同等协议 一种串行监测方法是在老化板上采用全双工 RS -232C 通讯协议,所有器件的其它支持信号 ( 如时钟和复位 ) 都并联在一起 ( 图 3) 。 RS -232C 发送端 (TxD) 通常也连到所有器件上,但同时也支持老化板区域分隔以进行多路再使用传输。
每个器件都将信号返回到驱动板上的一个 RS -232C 接收端 (RxD) ,该端口在驱动板上可以多路再使用。驱动电路向所有器件传送信号,然后对器件的 RxD 线路进行监控,每个器件都会被选到,系统则将得到的数据与预留值进行比较。这种测试系统通常要在驱动板上使用微处理器,以便能进行 RS -232C 通讯及作为故障数据缓冲。
‧ 边界扫描 (JTAG): 逻辑器件老化的最新趋势是采用 IEEE 1149.1 规定的方法。该方法也称为 JTAG 或边界扫描测试,它采用五线制 (TCK 、 TDO 、 TDI 、 TMS 及 TRST) 电子协议,可以和平行测试法相媲美。
采用这种方法时, JTAG 测试端口和整个系统必须要设计到器件的内部。器件上用于 JTAG 测试的电路属于专用测试口,用来对器件进行测试,即使器件装在用户终端系统上并已开始工作以后,该测试口还可以使用。一般而言, JTAG 埠采用很长的串联缓存器链,可以访问到所有的内部节点。每个缓存器映像器件的某一功能或特性,于是,访问器件的某种状态只需将该缓存器的状态数据串行移位至输出端即可。
采用同样技术可完成对器件的编程,只不过数据是藉由 JTAG 端口串行移位到器件内部。 IEEE 1149.1 的说明里详细阐述了 JTAG 端口的作业。$Page_Split$
内存老化
内存老化和测试的线路实现起来相对简单一些,所有器件藉由统一方式写入,然后单独选中每个器件,将其存入的数据读出并与原来的值对照。由于具有控制和数据采集软件以及故障数据评估报告算法,所以内存老化测试对生产商非常有用。
大多数内存件支持多个选通引脚,因而老化测试系统采用簇方式读回数据。某些系统具有很宽的数据总线,每一簇可同时读取多个器件,再由计算机主机或类似的机器对器件进行划分。增加老化板上的平行信号数量可提高速度,减少同一条平行信号线所连器件数,并且降低板子和器件的负载特性。
‧ 易失性内存 (DRAM 和 SRAM)
易失性内存测试起来是最简单的,因为它无需特殊算法或时序就可进行多次擦写。一般是所有器件先同时写入,然后轮流选中每个器件,读回数据并进行比较。
由于在老化时可重复进行慢速的刷新测试,因此 DRAM 老化测试能够为后测制程节省大量时间。刷新测试要求先将数据写入内存,再等待一段时间使有缺陷的储存单元放电,然后从内存中读回数据,找出有缺陷的储存单元。将这部份测试放入老化意味着老化后的测试制程不必再进行这种很费时的检测,从而节省了时间。
‧ 非易失性内存 (EPROM 和 EEPROM)
非易失性内存测试起来比较困难,这是因为在写入之前必须先将里面的内容擦除,这样使得系统算法更困难一些,通常还必须使用特殊电压来进行擦除。不过其测试方法基本上是相同的:把数据写入内存再用更复杂的算法将其读回。
老化测试系统性能
有许多因素会影响老化测试系统的整体性能,下面是一些主要方面:
1 .首先是测试方法的选择。理想的情况是器件在老化制程上花费的时间最少,这样可以提高总体产量。恶劣的电性能条件有助于故障加速出现,因此能快速进行反复测试的系统可减少总体老化时间。每单位时间里内部节点切换次数越多,器件受到的考验就越大,故障也就出现得更快。
2 .老化板互连性、 PCB 设计以及偏置电路的复杂性。老化测试系统可能被有些人称为高速测试,但是,如果机械连接或老化板本身特性会削弱信号质量,那么测试速度将会是一个问题。如像过多机电性连接会增大整个系统的总电容和电感、老化板设计不良会产生噪声和串扰、而很差的引脚驱动器设计则会使快速信号沿所需的驱动电流大小受到限制等等,这些都仅是一部份影响速度的瓶颈,另外由于负载过大并存在阻抗、电路偏置以及保护组件值的选择等也会使老化的性能受到影响。
3 .计算机接口与数据采集方式。有些老化测试系统采用分区方法,一个数据采集主机控制多个老化板,另外有些系统则是单板式采集。从实际情况来看,单板式方法可以采集到更多数据,而且可能还具有更大的测试产量。
4 .对高速测试仪程序的下载及转换能力。有些老化测试系统有自己的测试语言,对需要做 100% 节点切换的被测器件不用再开发程序;而有些系统能够把高速测试仪程序直接转换到老化应用上,可以在老化过程中进行更准确的测试。
5 .系统提供参数测试的能力。如果老化测试系统能进行一些速度测试,那么还可得到其它一些相关失效数据以进行可靠性研究,这也有助于精简老化后测试制程。
6 .根据时间动态改变测试参数的能力,如电压与频率。如果老化测试系统能够实时改变参数,则可以加快通常属于产品寿命后期阶段故障的出现。对于某些器件结构,直流电压偏置及动态信号的功率变动都可加速出现晚期寿命故障。
7 .计算机主机与测试系统之间的通讯。由于功能测试程序非常长,因此测试硬件的设计应尽可能提高速度。一些系统使用较慢的串行通讯,如 RS -232C 或者类似协议,而另一些系统则使用双向并行总线系统,大大提高了数据流通率。$Page_Split$
结束语
在老化过程中进行测试会带来一些成本问题,但最困难的是找出一个测试方法完成器件所有可能的测试项目。
对逻辑产品而言, JTAG 法是一种最通用的老化测试方式,因为器件上的测试埠是一致的,这样老化硬件线路就可保持不变。
对内存而言,在小批量情况下,最好是能有一种对易失性和非易失性内存都能进行处理的测试系统;而在大批量情况下,则最好是采用不同的系统以降低成本。