[发明专利]芯片管脚的开路短路测试装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及芯片测试领域，具体地，是一种用于对芯片管脚的开路短路测试的装置以及应用这种测试装置进行测试的方法。

背景技术

现有的电子设备集成大量的电子芯片，每一块芯片通常具有多根管脚(pin)。芯片封装到印刷电路板后，通过管脚实现与印刷电路板上的线路电连接，因此管脚的电气性能好坏对芯片的工作有很大的影响。通常，芯片生产完毕后，需要对芯片的每一根管脚进行检测，以判断管脚的电气性能好坏。最为常见的检测就是检测每一根管脚的开路短路情况，通常称为开路短路测试(Open-Short Test)。

开路短路测试也称为连续性测试(Continuity Test)或接触测试(Contact Test)，用以确认在被测芯片测试时所有的信号管脚都与测试系统相应的通道在电气性能上完成了连接，并且没有信号管脚与其他信号管脚、电源或地发生短路。开路短路测试能快速检测出被测芯片的是否存在电性物理缺陷，如管脚短路、打线缺失、管脚的静电损坏以及制造缺陷等，尽早剔除坏的芯片，降低测试成本。

对芯片管脚的开路短路测试通常使用测试装置完成，现在的测试装置基本都是通过管脚测量单元(PMU)或管脚电气板卡(PE card)对芯片进行开路短路测试。

对管脚进行开路短路测试的原理是测试对每一根管脚的直流电源(VDD)或接地电源(VSS)的保护二极管的电压或电流，通过比对测试值确定芯片的管脚是否存在开路或短路的现象。目前开路短路测试一般有两种方法，一种方法是利用管脚测量单元灌入电流测电压的直流串行、静态测试法。另一种方法是用功能测试的方法，用动态负载加载IOL、IOH电流，通过比较电压检测管脚是否存在开路或短路的现象。

基于管脚测量单元对芯片的管脚进行开路短路测试时，首先将芯片的所有管脚，包括电源管脚和接地管脚在内的所有管脚的电平拉低至“地”，即所有的管脚电平均为0。接着，将需要测试的管脚(DUT管脚)连接一个管脚测量单元，如图1所示，管脚测量单元10与测试管脚11电连接，且测试管脚11通过一个保护二极管D1连接至直流电源VCC，通过另一个保护二极管D2连接至接地电源VSS。

此时，管脚测量单元10驱动电流沿着偏置方向经过测试管脚11的保护二极管D2，该电流是负向的电流，电流的大小在100微安到500微安之间。另外，管脚测量单元10还驱动电流沿着偏置方向经过测试管脚11的保护二极管D1，如图2所示，该电流为正向的电流。当电流流经二极管D1、D2时，会在二极管D1、D2的PN结上引起大约0.65伏的压降，只要检测连接点A的电压就可以知道测试管脚11是否存在开路或短路的情况。应用管脚测量单元10对管脚的开路短路情况进行测试，能直接显示测试值，有利于测试分析。

基于PE板卡对管脚进行测试的方法通常称为功能测试方法，测试时首先将所有的电源管脚接地，即让所有电源管脚的直流电源VDD以及接地电压VSS的电平为0。然后，将测试管脚连接至PE板卡，如图3与图4所示。PE板卡15的动态电流负载单元将在参考电压VREF下为前端偏置的保护二极管D3、D4分别提供+400微安与-400微安的电流，将测试管脚12的输出电平与预先的设定值VOH、VOL进行比较，如测试管脚12的输出电平在预先的设定值VOH、VOL之间，则表示测试管脚12不存在开路或短路的情况，否则，表示测试管脚12存在开路或短路的情况。

功能测试方法对芯片的管脚进行开短路测试的优点是速度快，相对于直流串行/静态法，运行测试向量要快得多。然而，其不利之处在于数据寄存器所能显示的结果信息有限，当测试管脚12存在开路或短路的情况时，通常无法直接判断失效的具体管脚及其原因。

由于被测试的芯片具有多根管脚，常见的芯片有256根管脚，由于现有的测试装置需要同时对256根管脚进行测试，而对每一根管脚进行测试均需要一个管脚测量单元或者PE板卡，这导致现有的测试装置体积大，管脚测量单元的数量过多，且测试成本较高，无法实现芯片的低成本测试。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种测试成本低的芯片管脚开路短路测试装置。

本发明的另一目的是提供一种应用上述测试装置对芯片管脚进行测试的测试方法。