數字集成電路測試技術研究

王朕 廖可

工業和信息化部電子第五研究所 廣東 廣州 511300

引言

隨著電子儀器的精密化發展，數字集成電路技術需要不斷發展演進，以滿足實際生產需求。數字集成電路從傳統的電子元件逐步演變為微小化、精細化的電子元器件，其制作過程更加復雜化、精準化[1]。總體上來說，數字集成電路是集成電路設計和制造的核心產業。數字集成電路在提升整體質量和技術水平的同時，還需要加強生產成本的控制，以保證相關企業的經濟效益和社會效益，這就需要加強數字集成電路測試技術的應用，以實現對各個生產制造環境的有效控制。

1 數字集成電路測試系統的結構

數字集成電路測試系統是一種綜合性的技術成果，融合了電子測試技術、自動控制電子計算機技術、數字信息化技術等多項技術，因此，數字集成電路測試系統具有高速度、多參數、高精準度、多功能等應用優勢，得到廣泛的應用。數字集成電路測試系統的目的主要是為了將被測電路所處的實際工作環境進行精準的模擬，以便通過相關的測試程序實現對實際電路的測試，并確保測試結果的精準性和快速性。通過數字集成電路測試系統的一系列測試結果，就可以分析判斷出實際電路系統的各項功能及參數是否滿足在實際功能系統的要求。總體上來說，數字集成電路測試系統能夠為電路的分析研究提供相應的理論與實踐支撐，同時，隨著集成電路設計和制造技術的不斷發展變化，數字集成電路測試系統的應用功能也逐步完善。

1.1 測試計算機子系統

測試計算機子系統是針對計算機自身所包含的設備及相應的處理能力，能夠在一定程度上完成功能的自動測試。此外，還涉及系統控制器、主存儲器、圖形發生器、供電電源等。其中，系統控制器具備高速處理的功能，在總線結構控制測試系統的基礎上來實現各個功能，以完成各項測試。存儲器是通過與測試計算機相連接，以將相應的測試數據進行存儲[2]。圖形發生器主要是通過合理的運行模式對測試圖形的產生和圖形序列進行有效控制。而供電電源則是負責為測試器提供電能，其電流大小是可控的，以減少對被測器件的電流沖擊。計算機子系統是通過數據接口將各個部分相互聯系起來，這樣才能夠精準的實現測試命令與數據信息之間的傳遞。

1.2 測試、測量子系統

測試、測量子系統主要以測試電子部件為主，其中比較典型的元器件是引腳接口、測試夾具、測量系統等。引腳接口是一種硬件器件，主要是用于提供通用測試能力，以將相應的管腳特征編程加以完成。測試夾具則是用于被測器件的引腳與指定的輸入和輸出位置相連接。對于測試夾具，需要確保與被測器件之間的相匹配性，并且在最大限度內減少對通信信號的干擾。

2 數字集成電路測試技術的應用

2.1 電路的功能測試

功能測試是數字集成電路測試的主要目的之一，其測試目標在于檢查測試電路功能與電路設備的實際需求是否相一致。首先將測試圖像通過設備電路的輸入端加以輸入，然后對設備電路中的各個環節進行觀察，查看其是否出現相應的反應信號，并將這些輸出信號進行記錄，與預期的產品信號相比較，檢查兩者之間是否存在差異。這便是設備電路功能測試的重要參考依據。通常情況下，設備電路功能是否正常的分析判斷依據，就是以功能測試中的圖像測試為主，通過圖像測試，一旦其中存在異常情況，就可以快速準確的分析判斷出電路產品中的故障問題。這樣相關工作人員就可以對此進行分析判斷，有效提高了測試效率，并減少了測試成本[3]。同時，矢量測試主要用于實現數字集成電路質量的測試功能，這是因為矢量測試的精準度相對較高，能夠將設備電路中的質量缺陷精準的反映出來。

矢量測試主要從兩方面著手進行，一項是組合電路的矢量測試，一項是時序電路的矢量測試。組合電路的矢量測試又可以通過代數法、窮舉法、隨機抽取法、圖像法等測試方法來實現。而時序電路的矢量測試可以根據自己建立的數學模型為時序電路建立一組描述方程，再結合一個代數函數和布爾差分函數不斷地迭代或求解方程組從而推倒出測試矢量。在實際測試設備中，結合測試目的建立相應的測試電路測試模型，并通過科學有效的測試方法，使其彼此之間相互配合，協同工作，以確保測試結果的科學性和高效性。對于電路功能測試所采用的測試圖形往往需要具備一定的功能。首先，測試圖形的故障覆蓋率要相對較強，這樣才能全面有效的發現故障問題；其次，測試圖形的測試時間要合理。測試時間過長會造成工作人員注意力的下降，進而影響測試結果的準確性。因此，功能測試的根本要求在于通過選用合理的測試方法，并設置有效的測試指標以保證測試結果的精確性。

2.2 直流參數測試

在直流參數測試中常用的兩種測試方法是漏電測試法和電平轉化測試法。對于漏電測試法，其應用范圍較廣，這是因為該方法能夠精細準確的識別出電路設備中所存在的漏電缺陷問題。在數字集成電路的實際運用過程中，受其自身物理特性的影響，電路設備不可避免地會存在元器件老化和損耗等問題。這是因為數字集成電路設備的應用，需要有電源的持續供給，且需求量和頻繁度都相對較高，因此，對于數字集成電路設備絕緣層體設計和使用，都會在一定程度上縮減絕緣體的厚度，而這種物理層面的縮減就會導致設備電路在長時間的使用過程中而出現老化、磨損、絕緣體容易破裂等問題，這樣，數字集成電路在使用過程中就存在不同程度的漏電隱患。而漏電測試則能夠對設備電路的漏電部位進行準確的識別并加以監測，以方便相關工作人員對漏電部位進行修補與完善，有效減少設備電路的漏電問題，延長設備電路的使用壽命[4]。對于電平轉化測試法，這種測試方法比漏電測試法更具有針對性。電平轉化測試法的測試部位主要是指設備電路中即將要失去作用的電路部位，其測試內容主要是該部位的臨界值電壓。這兩種直流參數測試方法都具有良好的應用效果，此外，常用的直流參數測試方法還有接觸設備測試法等。

2.3 交流參數測試法

交流參數測試法與直流參數測試法存在顯著差異，但是卻是相互配合使用，在對設備電路進行直流參數測試之后，需要開展交流參數測試。通過交流參數測試法，能夠準確反映出數字集成電路的系統技術性，同時能夠將數字集成電路的工作狀態實時準確地反映出來。交流參數測試是借助標準化和專業化的檢測設備來實現，對于具體的檢測時間點和檢測順序關系需要經過合理的推敲，并不一定是要對設備電路的所有測試項目進行檢測[5]。在完成相關測試后，便可以對設備電路進行必要的檢修測試，保證數字集成電路設備能夠正常穩定的運行。其中，比較典型的交流參數測試法有時間測試法、延時測試法、建立時間測試法等。合理的選擇相應的測試方法，有助于交流參數測試將該技術的優勢充分發揮出來。

3 數字集成電路系統測試技術的應用與發展趨勢

在數字集成電路系統中，門電路是一種最基本的邏輯電路。在門電路的基礎上，通過一定科學的組合方式能夠形成形式和功能多樣的邏輯電路。因此，門電路的應用范圍相對比較普遍。在數字集成電路中，電源引腳與接地引腳之間的正反向電阻值是存在顯著差異的。與此同時，門電路對于輸入短路電流值和輸出低電平電壓值均具有一定的要求，對此，就可以實現輸入引腳和輸出引腳的測試確認。此外，在“或非”門、“與”門、反向器等數字電路中均具有一定的適用性。

數字集成電路系統功能結構的完善在一定程度上使得測試效果得到顯著提升。數字集成電路系統的組成結構也直接關系著測試技術的應用效果，因此通過對測試技術的實際應用情況進行相應的分析來不端深化和完善測試技術的應用，并在此基礎上對測試技術加以創新。現階段，大部分數字集成電路測試技術的應用處于初級階段。不同的數字集成電路測試系統具有不同的應用特點，這就需要結合測試系統的實際應用場景進行針對性的研發與配置，以將測試信系統自身的優勢充分發揮出來。對此，測試人員需要從邏輯結構方面著手制定規范的測試體系，在保證測試安全便捷的同時，確保測試系統的整體性能穩定可靠。總之，隨著測試技術的廣泛應用和深入研究，數字集成電路系統也不斷完善，使得功能更加豐富。此外，測試技術體系的建立也是至關重要的，以保障測試技術具備可操作性，提升數字集成電路系統的綜合性能，使得測試的應用效果更加科學有效。

數字集成電路測試技術的應用，其測試功能效果是與測試系統結構和測試技術的應用息息相關的。數字集成電路測試技術的應用，需要結合實際應用情況對測試技術不斷深入研究與創新，以提升測試技術的綜合水平。數字集成電路系統測試技術的應用涉及多工序，需要針對各個工序的特點進行研發，以不斷改善現有技術水平。對于不同測試系統，每個系統都具有相應的特點，因此，各個系統在研發和配置環節存在一定的差異性，以便將各個測試系統自身的優勢充分發揮出來。同時，數字集成電路測試要由專業的測試人員來執行，根據測試的邏輯結構制定科學完善的測試體系，以確保測試能夠順利進行。這樣，測試的安全性和便捷性也能夠得到一定程度上的保障。此外，測試技術體系的建立，使得測試系統的技術可操作性顯著提升，也能夠提升測試系統的測試效果。

近年來，數字集成電路的設計方式得到明顯優化，其集成度也顯著提升。數字集成電路逐步朝著混合型方向發展。在此基礎上，數字集成電路的設計和測試方式需要不斷改進完善，相應的測試設備與測試技術也需要不斷發展，在面臨著發展機遇的同時也經受著技術挑戰。對此，相關部門要想從根本上對數字集成電路測試技術加以創新，就需要明確認識到現階段該技術所存在的技術缺陷，并采取積極有效的解決措施以攻克各個缺陷難題，這樣才會有效推動數字集成電路測試技術的技術水平。同時，相關部門也需要積極學習引進國內外先進的測試技術，以便能夠研發出更多具有實用價值的技術產品。數字集成電路測試技術的優化完善，在提升電子技術應用水平的同時，也帶動了電子產品的發展與進步[6]。

4 結束語

數字集成電路技術是工業生產的重要技術支撐，其綜合水平的提升在一定程度上需要依托于數字集成電路測試技術。通過對數字集成電路測試技術的應用，能夠明顯改善數字集成電路的應用效果。而直流參數測試、交流參數測試等常用的測試技術的應用，對于測試的可靠性和精確性有了明顯的提高，在一定程度上也為數字集成電路的設計與制造也提供了重要依據，為數字集成電路技術的發展提供了強有力的保障。