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半导体测试概论-半导体测试入门好书.pdf

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目录
第1章 电子学的基本概念
第2章 半导体测试基本概念
第3章 开路与短路测试
第4章 集成电路规格表
第5章 直流参数测试
第6章 功能参数测试
第7章 交流参数测试
第8章 电路特性分析
第9章 开发测试向量
第10章 测试程序开发的问题
第11章 测试程序开发步骤
第12章 排除问题的方法
第13章 测试程序的验证及文件的归档
第14章 闩锁效应
第15章 扫描测试的原理
半導體測試概論 半導體測試概論 The Concept of Semiconductor Testing 白安鵬 彙編 目 錄 第一章 電子學基本概念‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 第二章 半導體測試基本概念‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 第三章 開路與短路測試‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 第四章 積體電路規格表‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 第五章 直流參數測試‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 第六章 功能參數測試‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 第七章 交流參數測試‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 第八章 電路特性分析‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 第九章 開發測試向量‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 第十章 測試程式開發時面臨的問題‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 第十一章 測試程式開發步驟‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 第十二章 排除問題的方法‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 第十三章 測試程式的驗證及文件歸檔‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 第十四章 閂鎖效應‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 第十五章 掃瞄測試的原理‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1-1 2-1 3-1 4-1 5-1 6-1 7-1 8-1 9-1 10-1 11-1 12-1 13-1 14-1 15-1 目錄
第一章 電子學的基本概念 第一章 電子學的基本概念 在學習測試概念之前,首先讓我們來,複習一些電子學的基本關念,及一些專有名 詞。例如:電壓、電流、電阻。同時我們也會提到,各種不同量測電阻的方法,及一些 數位邏輯訊號的解釋。最後,會再介紹單一數位邏輯閘元件。希望從最基本的認識,逐 步進入半導體測試領域。 1-1
第一章 電子學的基本概念 第一節 基本觀念複習 ■ 電壓(Voltage)其單位為伏特(符號以 V 來表示) 電路中兩點之間的電位差,也就是單位電荷消耗或吸收的能量。公式為 V=E/Q 其中 V 是電位差,E 是電能,Q 是電荷量。 ■ 電流(Current)其單位為安培(符號以 A 來表示) 是單位時間內流經導體的電荷量。公式為 I=Q/T, T 是單位時間。 ■ 電阻(Resistance)其單位為歐姆(符號以 Ω 來表示) 阻止電流在物體中流動的一種計量。電阻值與溫度之間有相對應的關係。有 些物質會在高溫的時候,形成電阻效應(電阻值變大)。而有些物質,反而降低電 阻效應(電阻值變小)。一般情況下,大部份的材質會降低電阻效應(電阻值變小)。 所謂電阻效應就是阻止電流流動的一種阻力。其公式為 L 是兩截面間的距離, A 是截面積。 Lρ=R A 。ρ 是電阻係數, 圖 1-1 1-2
第一章 電子學的基本概念 ■ 歐姆定律 Ohm's Law: 公式為 V = I * R。V 是電壓、I 是電流、R 是電阻。因此,當其中兩者已知時, 即可求得其中一個未知。 圖 1-2 1-3
第一章 電子學的基本概念 第二節 基本量測方法 通常測試系統,會提供電壓來量電流,或者提供電流來量電壓。測試系統通常不會 直接量測電阻值,而是經由量測電壓或電流,再利用歐姆定律計算出電阻值。以下介紹 這兩種測量電阻的方法: ■ 方法一:提供電壓量電流(VFIM: Voltage Force Current Measure) 圖 1-3 此方法是,給予一個已知 2.5V 伏特電壓後,利用電流計與待測物串連來量測電流 值。量測後再利用 R=V/I 公式,計算出電阻值。使用此方法,量測電流值的過程中, 要注意,當電阻 R 很小時(趨近於零),電流 I 的值會很大。如此會導致電流計燒毀,或 待測物損壞。因此,一般情況下,需作電流的限流措施(Current Clamp)。 以圖 1-3 為例: R = V / I = 2.5V / 2.0mA = 1250Ω 一 般 在 測 試 的 過 程 中 , 會 依 IC 設 計 的 規 格 來 確 認 。 如 果 電 阻 的 規 格 為 1250Ω±10%,則電阻最小值為 1125Ω(= 1250Ω -1250Ω*10%)。當電阻值為 1125Ω 時, 電流值為 2.2mA。當電阻為 1375Ω 時,電流值為 1.8mA。因此,電流的限流設定(Current 1-4
第一章 電子學的基本概念 Clamp),會設為 2.2mA。所以,所量測出的最大電流值,不會大於 2.2mA。 ■ 方法二:提供電流量電壓 (IFVM: Current Force Voltage Measure) 圖 1-4 此方法是,給予一個已知電流 I。電壓計跨接電阻兩端後,量測電壓值(與待測物 並聯)。再利用 R=V/I 公式,計算出電阻值。使用此方法,量測電壓值的過程中,要注 意,當未知的電阻 R 趨近於無限大時,所量測出的電壓值會很大。此結果,會導致電壓 計燒毀或待測物損壞。為防止上述情形的發生,一般會作電壓值的限壓措施(Voltage Clamp),設定好最大的電壓值。 以圖 1-4 為例: 最大電壓值 V = I * R = 2.50mA * 1375Ω = 2.75V。 最小電壓值 V = I * R = 2.50mA * 1125Ω = 2.25V。 因此,電壓的限壓設定值,會設在 2.75 伏特電壓。 ■ 數位邏輯 積體電路在設計上,有兩種較被廣泛使用的技術。TTL (Transistor -Transistor Logic)和 CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor)這兩種技術。TTL 電路的 1-5
第一章 電子學的基本概念 執行速度比 CMOS 電路快,但消耗能量較高。CMOS 的能量消耗與其頻率有關。較高的運 作頻率,會有較多的能量消耗。TTL 電路,則是固定的能量消耗。然而以目前而言,CMOS 電路設計,是比較被廣泛使用的一種技術。 ■ 電壓值代表邏輯準位 一般邏輯電路中,會以高電位代表邏輯 1,而以低電位來代表邏輯 0。邏輯電路的 資料讀取與寫入,是以邏輯準位為基準。邏輯準位的定義,由電壓值來決定。例如:大 於 1.8V 的電壓值,定義為邏輯 1,而小於 0.4V 的電壓值,定義為邏輯 0。 圖 1-5 為一個邏輯脈波訊號(Logic Pulse) 週期(Period) = 1 / 頻率( Frequency) 頻率( Frequency)=200MHz 則週期(Period)=5nSec。 週期(Period)一般英文稱為 Cycle。 1-6
■ 脈波訊號準位 (Pulse Level) 第一章 電子學的基本概念 圖 1-6 輸入訊號 (Input Pulse) 輸入電壓為 1.8V 以上時,稱為邏輯 1。VIH ( Input Voltage in High )=1.8V。 輸入電壓為 0.6V 以下時,稱為邏輯 0。VIL ( Input Voltage in Low )=0.6V。 圖 1-7 輸出訊號 (Output Pulse) 輸出電壓為 2.0V 以上時,稱為邏輯 1。VOH(Output Voltage in High)=2.0V。 輸出電壓為 0.4V 以下時,稱為邏輯 0。VOL(Output Voltage in Low )=0.4V。 1-7
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