CN104965165A - 一种小微型集成电路可靠性测试仪及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小微型集成电路可靠性测试仪，包括控制单元、电源模块、测试插座、扫描测试模块、指示模块及控制按钮；测试插座用于插放IC；扫描测试模块包括电流发生电路、开关控制电路以及电压测试电路，电流发生电路用于通过测试插座对IC的管脚提供定值电流，开关控制电路用于控制IC的管脚接地，电压测试电路用于测试管脚的电压；控制按钮用于控制测试仪在扫描识别模式和测试模式间切换；控制单元用于在扫描识别模式下得到良品IC的管脚分布表，及在测试模式下对待测IC进行可靠性测试并将失效信息输出给指示模块进行失效信息指示。本发明还涉及一种集成电路测试方法。本发明只需在开始时放上良品IC进行扫描识别，后续即可对待测IC进行连续测试。

Description

一种小微型集成电路可靠性测试仪及测试方法

技术领域

本发明属于集成电路测试技术领域，具体涉及一种集成电路可靠性测试设备及其测试方法。

背景技术

集成电路设计制造中管脚短路、接合线（bondwire）缺失、管脚的静电损坏以及制造缺陷等。IC的大部分管脚都有两个二极管分别与电源管脚VCC和地管脚GND连接，如图1、图2所示，集成电路测试包括测试集成电路输入输出（I/O）管脚的保护二极管（包括连接地管脚GND的对地二极管及连接电源管脚VCC的对电源二极管）的开/短路，以判断这两个二极管是否被烧毁或击穿。图1中精密测量单元100拉100μA电流，测量得到管脚电压为-0.6V左右；图2中精密测量单元100灌100μA电流，测量得到管脚电压为0.6V左右。若测量得到的电压异常，则判定被测的集成电路该管脚失效（fail）。例如，如果灌100μA电流时，电管脚电压的测量值小于0.2V或大于1.5V时，则认为该管脚失效。

传统的集成电路测试做法是：①批量测试时，首先根据被测IC的管脚特性制作出相应的测试仪负载板，再根据测试项目编写出相应的测试仪测试程序，接着用测试仪跟机械手连接进行相应的测试，参见图3。②个别IC验证时，是用万用表等仪表表笔根据被测IC的管脚特性手动逐个进行管脚的集成电路测试。但使用测试仪从开发到测试的过程比较繁琐，且不同的被测IC要对应不同的负载板及测试程序，造成转机的困难及测试仪资源的浪费。用万用表测量时渗入的人为因素较多，增加了测量的不稳定性。

发明内容

基于此，有必要针对传统的测试方法存在的技术问题，本发明提供一种新的集成电测试设备，即一种小微型集成电路可靠性测试仪，包括控制单元、电源模块、测试插座、扫描测试模块、指示模块以及控制按钮，所述电源模块、测试插座、扫描测试模块、指示模块以及控制按钮均连接所述控制单元；所述电源模块用于为所述测试仪提供电源；所述测试插座用于插放集成电路芯片；所述扫描测试模块连接所述测试插座，所述扫描测试模块包括电流发生电路、开关控制电路以及电压测试电路，所述电流发生电路用于通过测试插座对所述集成电路芯片的管脚提供定值电流，所述开关控制电路用于控制集成电路芯片的管脚接地，所述电压测试电路用于测试所述电流发生电路提供了电流的管脚的电压；所述控制按钮用于控制所述测试仪在扫描识别模式和测试模式间切换；所述控制单元用于在扫描识别模式下得到此时插放的集成电路芯片的管脚分布表，具体包括：测试扫描识别模式下插放于所述测试插座上的集成电路芯片的每个管脚与其余所有管脚间的对地二极管的数量，得到所述每个管脚与其余所有管脚间的对地二极管分布信息；将与其余所有管脚间对地二极管数量最多的管脚判定为第一地脚；测试每个管脚与其余所有管脚间的对电源二极管的数量，得到所述每个管脚与其余所有管脚间的对电源二极管分布信息；将与其余所有管脚间对电源二极管数量最多的管脚判定为第一电源脚；根据所述第一地脚与其余所有管脚间的对地二极管分布信息和第一电源脚与其余所有管脚间的对电源二极管分布信息，得到所述管脚分布表；所述控制单元还用于在测试模式下对此时插放的集成电路芯片进行开/短路测试并将失效信息输出给所述指示模块进行失效信息指示，具体包括：读取所述管脚分布表；根据所述管脚分布表配置测试模式下插放于所述测试插座上的集成电路芯片的第一地脚并进行扫描测试，若测试结果与所述对地二极管分布信息不一致，则判定所述待测集成电路芯片失效；根据所述管脚分布表配置所述待测集成电路芯片的第一电源脚进行扫描测试，若测试结果与所述对电源二极管分布信息不一致，则判定所述待测集成电路芯片失效；将失效信息输出给所述指示模块进行失效信息指示。

在其中一个实施例中，还包括连接所述控制单元的机械手通信接口，所述控制单元还用于通过机械手通信接口发送机械手控制信号，所述机械手控制信号包括机械手插放集成电路芯片的信号，以及机械手根据所述失效信息将集成电路芯片进行良品与不良品的分类的信号。

在其中一个实施例中，还包括显示界面通信接口。

在其中一个实施例中，所述指示模块为发光二极管。

在其中一个实施例中，所述控制单元为SOC。

另外本发明还提供一种小微型集成电路可靠性测试仪的测试方法，包括下列步骤：

将集成电路芯片良品插入测试插座内；

测试所述集成电路芯片良品的每个管脚与其余所有管脚间的对地二极管的数量，得到所述每个管脚与其余所有管脚间的对地二极管分布信息；

将与其余所有管脚间对地二极管数量最多的一管脚判定为第一地脚；

测试所述集成电路芯片良品的每个管脚与其余所有管脚间的对电源二极管的数量，得到所述每个管脚与其余所有管脚间的对电源二极管分布信息；

将与其余所有管脚间对电源二极管数量最多的一管脚判定为第一电源脚；

根据所述第一地脚与其余所有管脚间的对地二极管分布信息和第一电源脚与其余所有管脚间的对电源二极管分布信息，得到管脚分布表；

将待测集成电路芯片插入测试插座内；

读取所述管脚分布表；

根据所述管脚分布表配置所述待测集成电路芯片的第一地脚并进行扫描测试，若测试结果与所述对地二极管分布信息不一致，则判定所述待测集成电路芯片失效；

根据所述管脚分布表配置所述待测集成电路芯片的第一电源脚并进行扫描测试，若测试结果与所述对电源二极管分布信息不一致，则判定所述待测集成电路芯片失效。

上述小微型集成电路可靠性测试仪，只需在开始时放上良品IC进行扫描识别，后续即可对待测IC进行连续测试，达到自动扫描识别测试的效果，节约了针对不同型号被测IC进行的负载板制作及相应程序编写所需耗费的资源，以及避免了手工验证时人为因素的不稳定性，能够提高测试效率。

附图说明

图1是集成电路测试中测量对地二极管的原理示意图。

图2是集成电路测试中测量对电源二极管的原理示意图。

图3是传统集成电路测试中进行批量测试的流程图。

图4是实施例中小微型集成电路可靠性测试仪的结构示意图。

图5是另实施例中小微型集成电路可靠性测试仪的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

本发明提供一种基于上述方法的小微型集成电路可靠性测试仪，可以通过该测试仪使用上述集成电路可靠性测试方法进行集成电路测试。图4是实施例中小微型集成电路可靠性测试仪的结构示意图，包括控制单元10、电源模块20、测试插座30、扫描测试模块40、指示模块50以及控制按钮60。控制单元10与其余5个均相连接。

电源模块20用于为测试仪提供电源。在本实施例中，电源模块20采用内置的电池。在其它实施例中也可以采用外接电源的形式。

测试插座30用于插放集成电路芯片。测试插座30可以为通用型，以适应不同管脚数的芯片。在一个实施例中为通用48PIN测试夹紧插座。

扫描测试模块40连接测试插座30，扫描测试模块40包括电流发生电路、开关控制电路以及电压测试电路。电流发生电路用于通过测试插座30对集成电路芯片的管脚提供定值电流，开关控制电路用于控制集成电路芯片的管脚接地，电压测试电路用于测试电流发生电路提供了电流的管脚的电压。

控制按钮60用于控制测试仪在扫描识别模式和测试模式间切换。

测试仪在使用时，首先需要将一个良品IC插放在测试插座30上，并通过控制按钮60将测试仪置于扫描识别模式下。控制单元10控制测试仪测试该良品IC的每个管脚与其余所有管脚间的对地二极管的数量，得到每个管脚与其余所有管脚间的对地二极管分布信息。

例如测试PIN1与PIN2之间是否接有对地二极管，是控制单元10控制开关控制电路将PIN1接地，同时控制电流发生电路对PIN2拉一个定值电流（即输出一负的定值电流），并控制电压测试电路测试PIN2的电压。若电压测试电路测得的电压在正常范围内（例如拉100μA电流，测得的电压在[-1.5V，-0.2V]内），则判定PIN1与PIN2之间接有对地二极管。

得到对地二极管分布信息后，控制单元10将与其余所有管脚间对地二极管数量最多的管脚判定为地脚，然后测试良品IC的每个管脚与其余所有管脚间的对电源二极管的数量，得到每个管脚与其余所有管脚间的对电源二极管分布信息。

例如测试PIN1与PIN2之间是否接有对电源二极管，是控制单元10控制开关控制电路将PIN1接地，同时控制电流发生电路对PIN2灌一个定值电流（即输出一正的定值电流），并控制电压测试电路测试PIN2的电压。若电压测试电路测得的电压在正常范围内（例如灌100μA电流，测得的电压在[0.2V，1.5V]内），则判定PIN1与PIN2之间接有对电源二极管。

控制单元10将与其余所有管脚间对电源二极管数量最多的管脚判定为电源脚。根据地脚与其余所有管脚间的对地二极管分布信息和电源脚与其余所有管脚间的对电源二极管分布信息，得到管脚分布表，并存储于控制单元10的存储单元内。在其中一个实施例中，存储单元为EEPROM。

得到良品IC的管脚分布表后，将待测IC插放在测试插座30上，控制单元10读取管脚分布表，根据管脚分布表配置待测IC的地脚并进行扫描测试，若测试结果与对地二极管分布信息不一致，则判定待测IC失效。控制单元10同时还根据管脚分布表配置待测IC的电源脚进行扫描测试，若测试结果与对电源二极管分布信息不一致，则判定待测IC失效。对地二极管及对电源二极管均测试完毕后，控制单元10将失效信息输出给指示模块30进行指示。失效信息可以包括待测IC是测试通过还是失效，还可以具体包括每个管脚是测试通过还是失效。

上述小微型集成电路可靠性测试仪，只需在开始时放上良品IC进行扫描识别，后续即可对待测IC进行连续测试，达到自动扫描识别测试的效果，节约了针对不同型号被测IC进行的负载板制作及相应程序编写所需耗费的资源，以及避免了手工验证时人为因素的不稳定性，能够提高测试效率。小微型集成电路可靠性测试仪体积可做到与万用表同等大小，可完全代替万用表进行集成电路测试。

在其中一个实施例中，控制单元10为SOC（微控制单元）。

在其中一个实施例中，控制单元10还用于测试待测IC的相邻管脚间是否短路。

在其中一个实施例中，控制单元10还用于将与其余所有管脚间对地二极管数量最多的管脚判定为第一地脚，将与其余所有管脚间对地二极管数量第二多且≥3的管脚判定为第二地脚，如<3则判定该IC无第二地脚。若判定良品IC有第二地脚，则管脚分布表包括第一地脚与其余所有管脚间的对地二极管分布信息，以及第二地脚与其余所有管脚间的对地二极管分布信息。控制单元10配置待测IC的地脚，是配置第一地脚和第二地脚。

在其中一个实施例中，控制单元10还用于将与其余所有管脚间对电源二极管数量最多的管脚判定为第一电源脚，将与其余所有管脚间对电源二极管数量第二多且≥3的管脚判定为第二电源脚，如<3则判定该IC无第二电源脚。若判定良品IC有第二电源脚，则管脚分布表包括第一电源脚与其余所有管脚间的对电源二极管分布信息，以及第二电源脚与其余所有管脚间的对电源二极管分布信息。控制单元10配置待测IC的电源脚，是配置第一电源脚和第二电源脚。

在其中一个实施例中，指示模块30为发光二极管（LED）。

请参见图5，在其中一个实施例中，测试仪还包括连接控制单元10的机械手通信接口70。控制单元10还用于通过机械手通信接口70发送机械手控制信号。机械手控制信号包括机械手插放IC（包括良品IC和待测IC）的信号，以及机械手根据失效信息将IC进行良品与不良品的分类（即根据待测IC是失效还是测试通过，将IC从测试插座30中拔出，分别放入不良品/良品的料管中）的信号。

在其中一个实施例中，测试仪还包括显示界面通信接口80，用于连接外挂的个人电脑等显示界面。外接显示界面后，即能较为直观、及时地看到IC的管脚分布表及测试情况，可以在测试过程中进行方便的维护。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种小微型集成电路可靠性测试仪，其特征在于，包括控制单元、电源模块、测试插座、扫描测试模块、指示模块以及控制按钮，所述电源模块、测试插座、扫描测试模块、指示模块以及控制按钮均连接所述控制单元。

2.根据权利要求1所述的小微型集成电路可靠性测试仪，其特征在于，还包括连接所述控制单元的机械手通信接口，所述控制单元还用于通过机械手通信接口发送机械手控制信号，

所述机械手控制信号包括机械手插放集成电路芯片的信号，以及机械手根据所述失效信息将集成电路芯片进行良品与不良品的分类的信号。

3.根据权利要求1所述的小微型集成电路可靠性测试仪，其特征在于，所述控制单元为SOC。

4.根据权利要求1所述的小微型集成电路可靠性测试仪，其特征在于，

所述电源模块用于为所述测试仪提供电源；

所述测试插座用于插放集成电路芯片；

所述扫描测试模块连接所述测试插座，所述扫描测试模块包括电流发生电路、开关控制电路以及电压测试电路，所述电流发生电路用于通过测试插座对所述集成电路芯片的管脚提供定值电流。

5.根据权利要求1所述的小微型集成电路可靠性测试仪，其特征在于，

所述控制按钮用于控制所述测试仪在扫描识别模式和测试模式间切换；

所述控制单元用于在扫描识别模式下得到此时插放的集成电路芯片的管脚分布表，具体包括：

测试扫描识别模式下插放于所述测试插座上的集成电路芯片的每个管脚与其余所有管脚间的对地二极管的数量，得到所述每个管脚与其余所有管脚间的对地二极管分布信息；将与其余所有管脚间对地二极管数量最多的管脚判定为第一地脚；测试每个管脚与其余所有管脚间的对电源二极管的数量，得到所述每个管脚与其余所有管脚间的对电源二极管分布信息；将与其余所有管脚间对电源二极管数量最多的管脚判定为第一电源脚；根据所述第一地脚与其余所有管脚间的对地二极管分布信息和第一电源脚与其余所有管脚间的对电源二极管分布信息，得到所述管脚分布表。

6.根据权利要求1所述的小微型集成电路可靠性测试仪，其特征在于，

所述控制单元还用于在测试模式下对此时插放的集成电路芯片进行可靠性测试并将失效信息输出给所述指示模块进行失效信息指示，具体包括：

读取所述管脚分布表；根据所述管脚分布表配置测试模式下插放于所述测试插座上的集成电路芯片的第一地脚并进行扫描测试，若测试结果与所述对地二极管分布信息不一致，则判定所述待测集成电路芯片失效。

7.根据权利要求1所述的小微型集成电路可靠性测试仪，其特征在于，

根据所述待测集成电路芯片的第一电源脚扫描测试结果，若

判定所述待测集成电路芯片失效，则

将失效信息输出给所述指示模块进行失效信息指示。

8.一种小微型集成电路可靠性测试仪的测试方法，包括下列步骤：

将集成电路芯片良品插入测试插座内；

测试所述集成电路芯片良品的每个管脚与其余所有管脚间的对地二极管的数量，得到所述每个管脚与其余所有管脚间的对地二极管分布信息；

将与其余所有管脚间对地二极管数量最多的一管脚判定为第一地脚；

测试所述集成电路芯片良品的每个管脚与其余所有管脚间的对电源二极管的数量，得到所述每个管脚与其余所有管脚间的对电源二极管分布信息；

将与其余所有管脚间对电源二极管数量最多的一管脚判定为第一电源脚；

根据所述第一地脚与其余所有管脚间的对地二极管分布信息和第一电源脚与其余所有管脚间的对电源二极管分布信息，得到管脚分布表；

将待测集成电路芯片插入测试插座内；

读取所述管脚分布表；

根据所述管脚分布表配置所述待测集成电路芯片的第一地脚并进行扫描测试，若测试结果与所述对地二极管分布信息不一致，则判定所述待测集成电路芯片失效；

根据所述管脚分布表配置所述待测集成电路芯片的第一电源脚并进行扫描测试，若测试结果与所述对电源二极管分布信息不一致，则判定所述待测集成电路芯片失效。