MT99XX测试机的维修报告毕业设计.docx

MT99XX测试机的维修报告毕业设计.docx

《MT99XX测试机的维修报告毕业设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《MT99XX测试机的维修报告毕业设计.docx（41页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

MT99XX测试机的维修报告毕业设计

毕业设计报告

课题：

MT99XX测试机的维修报告

系部：

电气工程系

专业：

机电一体化技术

班级：

机电121

姓名：

仝帅

学号：

23

指导老师：

王志伟

2015．3

MT99测试机的维修报告

摘要：

随着我国集成电路产业的飞速发展，集成电路测试和服务在产业链中的作用将越来越大.专业化的集成电路测试业是集成电路产业中一个重要组成部分，从产品设计开始至完成加工全过程，提供给客户的产品是否合格就是通过测试完成的.在当今集成电路产业中，由于专用测试仪的局限性、非标准性以及专用测试仪开发的周期过长的问题，使得专用测试仪的使用受到了较大的限制.而通用测试仪以它的通用性、标准性、便捷性以及开放性迅速成为了集成电路测试行业的主流。

关键词：

MT99XX、维修、保养

第一章序言

1.1测试机的发展

1958年德州仪器公司（TI）研制发明了世界第一块集成电路7400（与非门逻辑电路）以来，便诞生了世界上第一台集成电路测试机，专用于测试自己产品的INHOUSETESTER。

同样，世界上第一颗模拟（Analog）集成电路是Fairchild公司的运算放大器741，同时，便诞生了世界上第一台模拟集成电路测试机。

1970年，Fairchild公司推出了世界上第一代成功的商业化的数字集成电路测试机Sentry7，它采用24位BUS，ECL电路，2MHz的minicomputer，体积庞大，主要性能为：

DATARATE为10MHz，最大测试通道为60PIN；直到1990年为止，先后推出S-10，S-20，S-21等型号，在1970年到1990年这二十年期间，Sentry机器凭借其优良的性能，在测试业界独岭风骚，无任何竞争手。

随着386CPU的出现，集成电路的集成度和工作频率大幅度提高，诞生了第二代集成电路测试机，主要特点为：

测试机硬件系统开始采用ASIC，软件系统则引入工作站，用UNIX操作系统。

其代表性的机器有法国的SCHLUMBERGER以及TRILLIUM。

Sentry公司卖给SCHLUMBERGER后，便推出第二代产品S15及S50，而Sentry公司的部分员工成立TRILLIUM公司，推出50MHz、256PIN的数字测试机，赢得较大的市场，SCHLUMBERGER推出S15、S50失败后，推出先进的ITS9000系统，此系统在软件和硬件上均代表当时的最高水平，软件采用高级的图形界面，测试程序采用模块化结构，硬件系统采用SEQUENCEPERPIN结构（每一PIN均有独立的PMU，TG，VIH，VIL，VOH，VOL及SEQUENCE），此时ITS9000机器独霸市场，TRILLIUM不得已卖给CREDENCE，CREDENCE推出SC212系统，它在软件方面引进ITS9000的优点，在硬件方面采用CMOS电路，向小型化发展，此系统推出后，打败了众多大系统机台。

随着个人计算机及WINDOWS操作系统的广泛普及，如今，出现了第三代数字集成电路测试机，并具备如下特点：

采用广泛普及的PC机及WINDOWS操作系统，易学易用，并向智能化发展，硬件系统向小型化、模块化、标准化发展。

其代表机器有TERADYNE的J750，用于工程验证的HILEVEL、IMS。

第三代测试机的出现，使得测试机的购买成本及维护成本大大降低，厂家只需购买自己需要的模块部分，而不必花过多的钱去买自己用不到的部分，并且，测试机也能随时扩充新的功能。

综上，集成电路测试机基本上沿着小型化、模块化、智能化方向发展。

测试系统称为ATE（AutomaticTestEquipment），由电子电路和机械硬件组成，是由同一个主控制器指挥下的电源、计量仪器、信号发生器、波形（pattern）生成器和其他硬件项目的集合体，用于模仿被测器件将会在应用中体验到的操作条件，以发现不合格产品。

 测试系统硬件由运行指令（测试程序）的计算机控制，在测试时提供合适的电压、电流、时序和功能状态给DUT并监测DUT的响应，对比每次测试的结果和预先设定的界限，做出pass或fail的判断。

1.2测试系统的组成

“CPU”是系统的控制中心，这里的CPU不同于电脑中的中央处理器，它由控制测试系统的计算机及数据输入输出通道组成。

许多新的测试系统提供一个网络接口用以传输测试数据；计算机硬盘和Memory用来存储本地数据；显示器及键盘提供了测试操作员和系统的接口。

DC子系统包含有DPS（DevicePowerSupply，器件供电单元）、RVS

（ReferenceVoltageSupply，参考电压源）、PMU（PrecisionMeasurementUnit，精密测量单元）。

DPS为被测器件的电源管脚提供电压和电流；

RVS为系统内部管脚测试单元的驱动和比较电路提供逻辑0和逻辑1电平提供参考电压，这些电压设置包括：

VIL、VIH、VOL和VOH。

一些测试系统称拥有“perpin”的结构，就是说它们可以为每一个pin独立地设置输入及输出信号的电平和时序。

PMU是用于精确的DC参数测量的单元，它能驱动电流进入器件而去量测电压或者为器件加上电压而去量测产生的电流。

PMU的数量跟测试机的等级有关，低端的测试机往往只有一个PMU，同过共享的方式被测试通道（testchannel）逐次使用；中端的则有一组PMU，通常为8个或16个，而一组通道往往也是8个或16个，这样可以整组逐次使用；而高端的测试机则会采用perpin的结构，每个channel配置一个PMU。

每个测试系统都有高速的存储器——称为“patternmemory”或“vectormemory”——去存储测试向量（vector或pattern）。

Testpattern描绘了器件设计所期望的一系列逻辑功能的输入输出的状态，测试系统从patternmemory中读取输入信号或者叫驱动信号（Drive）的pattern状态，通过testerpin输送给待测器件的相应管脚；再从器件输出管脚读取相应信号的状态，与pattern中相应的输出信号或者叫期望（Expect）信号进行比较。

进行功能测试时，pattern为待测器件提供激励并监测器件的输出，如果器件输入与期望不相符，则一个功能失效产生了。

有两种类型的测试向量——并行向量和扫描向量，大多数测试系统都支持以上两种向量。

Timing分区存储有功能测试需要用到的格式、掩盖（mask）和时序设置等数据和信息，信号格式（波形）和时间沿标识定义了输入信号的格式和对输出信号进行采样的时间点。

Timing分区从patternmemory那里接收激励状态（“0”或者“1”），结合时序及信号格式等信息，生成格式化的数据送给电路的驱动部分，进而输送给待测器件。

SpecialTesterOptions部分包含一些可配置的特殊功能，如向量生成器、存储器测试，或者模拟电路测试所需要的特殊的硬件结构。

TheSystenClocks为测试系统提供同步的时钟信号，这些信号通常运行在比功能测试要高得多的频率范围；这部分还包括许多测试系统都包含的时钟校验电路。

第二章测试设备的简介

2.1测试设备的一般结构

图2.1数字测试系统经典架构

如图

（1）是数字测试系统的经典架构。

许多新的测试系统可能会包含有更多的硬件，但还是以上图为基本架构。

TestSystemControllerCPU是整个测试系统的核心，它控制测试系统的工作和数据的流向，通过系统的I/O口将数据传到外部的PC上，或从外部的PC上获取命令。

外部PC只是一个系统平台起存储与显示的作用。

所以会有些机台只有外部的Monitor而无外部PC。

在测试机台的DC部分由SystemPowerSupply、DUTandReferencePowerSupply和PMU等组成。

SystemPowerSupply是提供整个测试系统的电源，机台对于电压的稳定性要求极高，一般在测试机台中占有最大的体积。

DevicePowersupply主要提供芯片VDD/VCC。

ReferenceVoltageSupply提供给芯片参考电压（VIL/VIH，VOH/VOL）。

PMU是进行DC参数量测的单元。

在测试机台中还有PatternMemory是用于存储测试向量的。

一般的测试向量分为并行向量和线性向量。

并行向量就是一根DevicePin对应向量的一列的向量结构；而线性向量是为提高测试的覆盖度，在芯片的设计过程中加入某些CELL就可用串行向量来测试某些用并行向量无法测试的项目。

在测试机台的AC部分由TimesetMemory、FormattingMemory和MaskingMemory组成，其主要作用是将测试向量中的输入部分根据测试程序的要求产生相应的输入波形，同时也根据测试程序的要求在相应的时间点去比较输出波形。

测试机台的另一重要部分是测试头，它是测试机台与芯片之间的通道，其主要由PECard组成（PECard的结构见图

（2）。

图2.1PECard的结构

由上图可见PECard由输入、输出和动态负载三部分组成，其中输入部分是给芯片提供VIL/VIH的电平；输出部分是将芯片的输出电平与VOH/VOL进行比较；图

（2）的动态负载分为两部分，一种是通过加载IOL/IOH电流将输出电压与设定的VOH/VOL比较；另一种是将输出电流与设定的IHIGH/ILOW进行比较。

比较电流的功能一般只有在高档机台中才会有。

另外在测试头的附近有TestBox/BinBox，它包括Start和Reset等按键，并且能够显示芯片Pass/Fail的结果。

2.2测试原理—功能测试简介

2.2.1功能性测试

功能性测试主要是验证逻辑功能。

在主程序的功能测试部分中包括测试向量和相关的测试命令。

其中测试向量在输入时向芯片提供逻辑状态，在输出时比较芯片的逻辑状态。

在程序中的测试命令是用来控制硬件产生相应的电压、波形和时序。

在功能测试过程中，测试系统以周期为单位将输入数据提供给芯片并比较输出数据。

如果输出数据与默认的逻辑状态（测试向量的值）、电压和波形不同，则我们认为该功能测试不通过。

2.2.2测试向量

测试向量是芯片根据设计要求而所因具有输入输出值的集合。

一般用0/1来表示输入低/高电平，L/H/Z来表示输出低/高/高阻状态，X表示即无输入又无输出。

并且我们可根据不同的测试系统使用不同的字符来代表不同的含义。

测试向量按在测试程序中出现的位置顺序存储在向量存储单元中，测试向量的一行表示一个测试周期。

向量存储单元中的输入数据经过机台的转换变成相应的输入波形，经过PECards传给芯片。

芯片的输出波形通过PECards传给机台，再由机台转变成向量，与原先存储在向量存储单元中的输出数据进行比较。

测试向量一般由设计者将仿真时的数据经过适当的转换得到，不同的机台对向量的格式有不同的要求。

测试向量的总长度不可超过测试机台向量存储单元的深度。

以下是一段测试向量（SC212）：

INPUTI/OOUTPUT

1001001111100100101HHHHLLLLHLLL

1001001001100111011LLLLLLLLLHHH

1001000001010101001HLHLHLHHHLHL

1001001001011111000LLHHLLLHHHLH

1001001111101010101LLLLHLHLHLHL

100100HHHHLLHLHLHHHLHHLHHLHH

100100HHHLLLHLHLHHLHLHLHLHLH

100110ZZZZZZZZZZZLHLHLHLHLHLH

100110LLHLLHL