半導體老化測試系統

目前市面上有多種老化測試系統實現方法，除了老化系統生產廠商制造的通用型產品外，半導體廠商也在內部開發了一些供他們自己使用的此類系統。大多數系統都采用計算機作主機，用于數據采集和電路基本控制，而一些非計算機系統只能用LED作為狀態指示器，需要人工來收集數據。為了能對老化板上的每一器件作獨立測試，必須要在老化系統控制下將每個器件與其它器件進行典型隔離。內存件非常適合于這種場合，因為他們被設計成按簇方式使用并帶有多路選通訊號，而邏輯器件則可能無法使用選通訊號，這使得在老化系統中設計通用邏輯測試會更難一些。因此針對不同器件類型存在不同的邏輯老化系統是很正常的。

老化測試系統可歸為兩大類：邏輯器件和內存。邏輯器件測試系統又可分為兩類：平行和串行；同樣內存測試系統也可分為兩類：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度最大的，這是因為邏輯產品具有多功能特性，而且器件上可能還沒有選通訊號引腳。為使一種老化測試系統適應所有類型的邏輯器件，必須要有大量的輸入輸出引線，這樣系統才能生成多引腳器件通常所需的多種不同信號。老化系統還要有一個驅動板，作為每個信號通路的引腳驅動器，它一般采用較大的驅動電流以克服老化板的負載特性。

輸出信號要確保能夠對需作老化的任何器件類型進行處理。如果老化板加載有問題，可以將其分隔成兩個或更多的信號區，但是這需要將驅動板上的信號線數量增加一倍。大多數平行輸出信號利用專用邏輯、預編程EPROM或可重編程及可下載SRAM產生，用SRAM的好處是可利用計算機重復編程而使老化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法：平行和串行，這指的是系統的輸入或監測方式。一般來說所有邏輯器件測試系統都用平行方式把大量信號傳給器件，但用這種方式進行監測卻不能講老化板上的每一個器件分離出來。

平行測試法

平行測試是在老化過程中進行器件測試最快的方法，這是因為有多條信號線連在器件的輸入輸出端，使數據傳輸量達到最大，I/O線的輸入端由系統測試部分控制。平行測試有三種基本方式：各器件單選、單引腳信號返回和多引腳信號返回。

串行測試法

串行測試比平時測試作業容易一些，但是速度要慢很多。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都并聯在一起。該方法用于有一定處理功能并可藉由一條信號返回線反映各種狀態的器件。測試時傳送的數據必須進行譯碼，因此老化板上應有數據處理系統。

RS-232C或同等協議

一種串行監測方法是在老化板上采用全雙工RS-232C通訊協議，所有器件的其它支持信號都并聯在一起。RS-232C發送端通常也連到所有器件上，但同時也支持老化板區域分隔以進行多路再使用傳輸。每個器件都將信號返回到驅動板上的一個RS-232C接收端，該端口在驅動板上可以多路再使用。驅動電路向所有器件傳送信號，然后對器件的RxD線路進行監控，每個器件都會被宣導，系統則將得到的數據與預留值進行比較。這種測試系統通常要在驅動板上使用微處理器，以便能進行RS-232C通訊及作為故障數據緩沖。

邊界掃描

邏輯器件老化的最新趨勢是采用IEEE1149.1規定的方法。該方法也稱為ITAG或邊界掃描測試，它采用五線制（TCK、TDO、TDI、TMS及TRST）電子協議，可以和平行測試法相媲美。采用這種方法時，JTAG測試端口和整個系統必須要設計到器件的內部。器件上用于JTAG測試的電路屬于專用測試口，用來對器件進行測試，即使器件裝在用戶終端系統上并已開始以后，該測試口還可以使用。一般而言，JTAG埠采用很長的串聯緩存器鏈，可以訪問到所有的內部節點。每個緩存器映像器件的某一功能或特性，于是，訪問期間的某種狀態只需將該緩存器的狀態數據串行移位至輸出端即可。采用同樣技術可完成對器件的編程，只不過數據是藉由JTAG端口串行移位到器件內部。IEEE1149.1的說明里詳細闡述了JATG端口的作業。

內存老化

內存老化和測試的線路實現起來相對簡單一些，所有器件藉由統一方式寫入，然后單獨選中每個器件，將其存入的數據讀出并與原來的值對照。由于具有控制和數據采集軟件以及故障數據評估報告算法，所以內存老化測試對生產商非常有用。

大多數內存件支持多個選通引腳，因而老化測試系統采用簇方式讀回數據。某些系統具有很寬的數據總線，每一簇可同時讀取多個器件，再由計算機主機或類似的機器對器件進行劃分。增加老化板上的平行信號數量可提高速度，減少同一條平行信號線所連器件數，并且降低板子和器件的負載特性。

易失性內存（DRAM和SRAM）

易失性內存測試起來是最簡單的，因為它無需特殊算法或時序就可進行多次擦寫。一般是所有器件先同時寫入，然后輪流選中每個器件，讀回數據并進行比較。由于在老化時可重復進行慢速的刷新測試，因此DRAM老化測試能夠為后側制程節省大量時間。刷新測試要求先將數據寫入內存，再等待一段時間使有缺陷的儲存單元放電，然后從內存中讀回數據，找出有缺陷的儲存單元。將這部分測試放入老化意味著老化后的測試制程不必再進行這種很費時的檢測，從而節省了時間。

非易失性內存（EPROM和EEPROOM）

非易失性內存測試起來比較困難，這是因為在寫入之前必須先將里面的內容擦除，這樣使得系統算法更困難一些，通常還必須使用特殊電壓來進行擦拭。不過其測試方法基本上是相同的：把數據寫入內存再用更復雜的算法將其讀回。