Was sind die verschiedenen Arten der Prüfung von integrierten Schaltkreisen?

Das Testen von integrierten Schaltkreisen ist für die Funktionalität der meisten elektronischen Geräte von entscheidender Bedeutung. Mikrochips, auch als integrierte Schaltkreise bekannt, sind in Computern, Mobiltelefonen, Automobilen und praktisch allem, was elektronische Komponenten enthält, zu finden. Ohne Tests sowohl vor der endgültigen Installation als auch nach der Installation auf einer Leiterplatte würden viele Geräte nicht mehr funktionieren oder funktionieren früher als erwartet. Es gibt zwei Hauptkategorien für das Testen von integrierten Schaltkreisen, das Testen von Wafern und das Testen auf Platinenebene. Zusätzlich können die Tests strukturbasiert oder funktionalbasiert sein.

Wafer-Tests oder Wafer-Sondierungen werden auf Produktionsebene durchgeführt, bevor der Chip an seinem endgültigen Bestimmungsort installiert wird. Dieser Test wird unter Verwendung einer automatisierten Testausrüstung (ATE) auf dem gesamten Siliziumwafer durchgeführt, von dem die quadratische Matrize der Chips geschnitten wird. Vor dem Verpacken wird der endgültige Test auf Platinenebene durchgeführt, wobei derselbe oder ein ähnlicher ATE wie der Wafertest verwendet wird.

Die automatisierte Testmustererzeugung oder der automatisierte Testmustergenerator (ATPG) ist die Methode, mit der die ATE bei der Ermittlung von Fehlern oder Fehlern beim Testen integrierter Schaltungen unterstützt wird. Derzeit wird eine Reihe von ATPG-Prozessen verwendet, darunter fehlerhafte, sequentielle und algorithmische Verfahren. Diese strukturellen Methoden haben die Funktionsprüfung in vielen Anwendungen abgelöst. Algorithmische Methoden wurden in erster Linie entwickelt, um die komplexeren Tests von integrierten Schaltkreisen für sehr große integrierte Schaltkreise (VLSI) durchzuführen.

Viele elektronische Schaltkreise werden mit eingebauter BISR-Funktionalität (Self-Repair) als Teil der DFT-Technik (Design for Test) hergestellt, die ein schnelleres und kostengünstigeres Testen integrierter Schaltkreise ermöglicht. Abhängig von Faktoren wie Implementierung und Zweck stehen spezielle Varianten und Versionen von BIST zur Verfügung. Einige Beispiele sind der programmierbare integrierte Selbsttest (PBIST), der kontinuierliche integrierte Selbsttest (CBIST) und der integrierte Selbsttest beim Einschalten (PupBIST).

Bei der Durchführung von Tests für integrierte Schaltkreise auf Platinen ist der Funktionstest auf Platinenebene eine der häufigsten Methoden. Dieser Test ist eine einfache Methode zur Bestimmung der Grundfunktionalität der Schaltung, und zusätzliche Tests werden im Allgemeinen durchgeführt. Einige andere On-Board-Tests sind der Boundary-Scan-Test, der vektorlose Test und der vektorbasierte Back-Drive-Test.

Der Boundary Scan wird in der Regel nach dem Standard 1149.1 des Instituts für Elektrotechnik und Elektronik (IEEE) durchgeführt, der gemeinhin als Joint Test Action Group (JTAG) bezeichnet wird. Die automatisierte Prüfung integrierter Schaltkreise ist ab 2011 in der Entwicklung. Zwei Hauptmethoden, die automatisierte optische Inspektion (AOI) und die automatisierte Röntgeninspektion (AXI), sind die Vorreiter dieser Lösung zur frühzeitigen Erkennung von Fehlern in der Produktion. Das Testen integrierter Schaltkreise wird sich weiterentwickeln, da die elektronischen Technologien immer komplexer werden und die Mikrochiphersteller effizientere und kostengünstigere Lösungen wünschen.

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