目前市場上實現老化測試系統的方式有很多種。除了老化系統制造商制造的通用產品之外,半導體制造商也開發了一些這樣的系統供自己使用。通常數字系統都是用計算機作為主機進行數據采集和基本電路控制,而一些非計算機系統只能用led作為狀態指示器,需要人工采集數據。
為了獨立測試老化板上的每個器件,每個器件必須在老化系統的控制下與其他器件電絕緣。內存較適合這種場合,因為它們被設計成
它在具有多個選通信號的集群模式中使用,但是選通信號可能不可用于邏輯器件,這使得在老化系統中設計通用邏輯測試更加困難。因此存在不同的設備類型。
不同的邏輯老化系統是正常的。
老化測試系統可以分為兩類:邏輯器件和存儲器。邏輯器件測試系統可分為兩類:并行和串行;同樣,內存測試系統可以分為兩類:非易失性和易失性。
邏輯器件老化測試
邏輯器件老化測試是兩類系統中難的,因為邏輯產品具有多功能特性,器件上可能沒有選通引腳。為了使老化測試系統適用于所有類別。一種類型的邏輯器件必須有大量的輸入和輸出引線,這樣系統才能產生多引腳器件通常需要的各種不同的信號。老化系統還應該有一個驅動板作為每個信號路徑的驅動板。
引腳驅動器,一般采用較大的驅動電流來克服老化板的負載特性。
輸出信號應確保能夠處理任一需要老化的設備類型。如果老化測試板的加載有問題,它可以被分成兩個或多個信號區,但這需要驅動板上的信號線
數量翻倍。大多數并行輸出信號由特殊邏輯、預編程EPROM或可重新編程和下載的SRAM產生。SRAM的優點是它可以被計算機用來重復編程。
該系統適用于多種產品。邏輯器件老化測試主要有兩種實現方式:并行和串行,是指系統的輸入或監控方式。通常,所有的邏輯器件測試系統都是并行的。
大量的信號通過這種方式傳輸到設備,但通過這種方式進行監控并不能分離老化板上的每一個設備。
平行測試方法
并行測試是老化過程中測試器件快的方法,因為有很多信號線連接到器件的輸入輸出端以大化數據傳輸,I/O線的輸入端由系統測試控制,并行測試有三種基本方式:單選各器件、單管腳信號返回、多管腳信號返回。
單個設備選擇方法
如果預燒板上的設備可以與其他設備分離,則系統可以通過選擇方法單獨連接到每個設備。例如,如果使用芯片選擇引腳,所有器件并聯,一次只能選擇一個器件。
系統提供特殊的器件選擇信號,在測試過程中一次一個,老化時所有器件可以同時被選擇并接收相同的數據。這樣,每個設備將反過來,設備和老化系統之間的大量數據通過并行總線傳輸。這種方法的局限性在于,所選器件必須克服老化電路板和其他未選器件的容性和感性負載
可以降總線上設備的數據傳輸速度。
單引腳信號返回在這種方法中,所有器件都是并聯的,但每個器件都有一個信號返回引腳外,所有器件同時進入工作狀態。
系統選擇被監控的設備并讀取相應的信號返回線路。這種方法類似于串行測試方法,但信號引腳通常檢測可與保留值進行比較的邏輯電平或脈沖模式。
檢測到的信號通常表示器件內部的自測狀態,它存在于待測器件中。如果器件沒有自測,而系統只簡單地監控其一個引腳,測試可靠性將大大提高。
多針信號回路
這種方法類似于單引腳信號返回,但每個器件會返回更多信號。因為每個器件有更多的信號返回線,所以這種方法需要多條返回監控線。因為有必要必須有大量的返回線路專用于這種方法,因此系統的整體成本將急劇增加。對于沒有內部自測且較復雜的器件,這種方法可能是必要的。
串行測試方法
串行測試比并行測試容易,但速度要慢得多。除了每個器件的串行信號返回線,老化板上的每個器件通常是并聯的。該方法用于某些地方。
一種設備,其功能可以通過一條信號回線反映各種狀態。測試時傳輸的數據必須解碼,所以老化板上應該有數據處理系統。
在所有設備上,但同時也支持老化板區域分離,進行多路復用傳輸。
每個器件將信號返回到驅動器板上的RS-232C接收器(RxD ),該接收器可以在驅動器板上以多種方式重用。驅動電路向所有器件發送信號,然后發送器件的RxD對于線路監測,將選擇每個設備,系統將把獲得的數據與保留值進行比較。這種測試系統通常使用驅動板上的微處理器與RS-232C通信。
并作為故障數據緩沖器。
邊界掃描
邏輯器件老化的新趨勢是采用IEEE1149.1規定的方法,這種方法也稱為邊界掃描測試,采用五線電子協議(TCK、TDO、TDI、TMS和TRST)可以與平行測試方法進行比較。
采用這種方法,測試端口和整個系統必須在設備內部設計。設備上用于邊界掃描測試的電路屬于專用測試端口,用于測試設備,即使設備安裝在用戶終端系統開始工作后,測試端口仍然可以使用。通常,端口使用很長的串行緩沖鏈,可以訪問所有內部節點。每個緩沖器映射設備,因此,為了訪問設備的某個狀態,只需要將緩沖器的狀態數據串行移位到輸出。
除了數據通過端口串行移入器件之外,同樣的技術可用于對器件編程。IEEE1149.1規范詳細解釋了端口的操作。
記憶老化
存儲器老化和測試電路實現起來相對簡單。所有設備統一寫入,然后分別選擇每個設備,讀出存儲的數據,與原始值進行比較。由于控制以及故障數據評估報告算法,所以內存老化測試對于廠商來說是較有用的。
大多數存儲設備支持多個選通引腳,因此老化測試系統使用集群方法讀回數據。有些系統有很寬的數據總線,每個集群可以同時讀取多個設備,然后主機或類似的機器劃分設備。增加老化板上并行信號的數量,可以提高速度,減少同一并行信號線連接的器件數量,降板和器件的負載特性。
易失性存儲器(DRAM和SRAM)
易失性存儲器是容易測試的,因為它可以在沒有特殊算法或定時的情況下被擦除多次。一般所有器件同時寫入,然后依次選擇每個器件,讀回數據并進行比較。
比較一下。因為在老化過程中可以重復進行慢刷新測試,所以DRAM老化測試可以為后測試過程節省大量時間。要刷新測試,首先將數據寫入內存,然后等待一段時間使其可用。
有缺陷的存儲單元被放電,然后從存儲器讀回數據以找出有缺陷的存儲單元。將這部分測試放入老化,意味著老化測試過程不需要進行這種耗時的測試,從且節省時間。
非易失性存儲器(EPROM和EEPROM)
非易失性存儲器很難測試,因為寫之前必須先擦除,增加了系統算法的難度,通常需要使用專門的電壓來擦除。不過測試方法基本相同:把數據寫入內存,用更復雜的算法讀回來。
老化測試系統性能
有許多因素會影響老化測試系統的整體性能。以下是一些主要方面:
1.首先是測試方法的選擇。理想情況下,設備將花費在老化過程上。
時間少,可以提高整體產量。電氣性能條件差有利于加速故障的發生,所以可以快速反復測試的系統可以減少整體老化時間。單位時間內截面切換次數越多,對設備的考驗越大,故障出現的速度也會越快。
2.老化板的互操作性、PCB設計和偏置電路的復雜性。
老化測試系統可能被一些人稱為高速測試,但是如果機械連接或者老化板本身的特性會削弱信號質量,那么測試速度就會是個問題。例如過度的機電連接。
增加整個系統的總電容和電感,老化板設計不良會產生噪聲和串擾,管腳驅動器設計不良會限制快速信號沿所需的驅動電流等。
影響速度的只是一部分瓶頸。此外,老化性能也會因負載和阻抗過大、電路偏置和保護元件值的選擇而受到影響。
3.計算機接口和數據采集模式。有些老化測試系統采用分區方式,一臺數據采集主機控制多塊老化板,有些則采用單板采集。從實際情況來看,單
平板法可以收集更多的數據,也可能有更大的測試輸出。
4.下載和轉換高速測試儀程序的能力。
有些老化測試系統有自己的測試語言,不需要為需要%節點切換的被測設備開發程序。然而,一些系統可以直接將高速測試程序轉換為老化應用程序,但是以便在老化過程中進行更準確的測試。
5.系統提供參數測試的能力。
如果老化測試系統能夠進行一些速度測試,可以獲得其他相關的故障數據進行可靠性研究,也有助于簡化老化后的測試過程。
6.根據時間動態改變測試參數的能力,例如電壓和頻率。如果老化測試系統可以實時改變參數,就可以加速通常屬于產品壽命后期的故障的發生。對某人來說,一些器件結構、DC偏壓和動態信號的功率變化會加速晚期失效的發生。
7.主機和測試系統之間的通信。因為功能測試程序很長,所以測試硬件的設計要盡可能快。一些系統使用慢速串行通信,如RS-232C或其他系統采用雙向并行總線系統,大大提高了數據流通率。
結束語
老化過程中的測試會帶來一些成本問題,但困難的是找到一種測試方法來完成器件所有可能的測試項目。
邊界掃描邏輯產品常見的老化測試方法,因為器件上的測試端口是相同的,所以老化的硬件電路可以保持不變。
對于內存,在小批量的情況下,好有一個既能處理易失性內存又能處理非易失性內存的測試系統。在大規模生產的情況下,好使用不同的系統來降成本。
