集成电路测试仪

我国在70年代初就开始了集成电路测试仪的研制工作，80年代后期国产集成电路测试仪的水平，特别是自行设计能力有较大提高，测试理论、测试方法、测试系统的研究试验工作受到国家重视，初步形成一支科研、设计、制造的技术队伍。国内研究或制造集成电路测试仪的研究所与工厂主要有中国科学院计算技术研究所、半导体所、北京自动测试技术研究所、光华无线电仪器厂(767厂)、北京无线电仪器厂、北京科力公司等。1986年科学院计算技术研究所研制成功ICT-2LSI/VISI综合测试系统，功能测试速率10MHz/20MHz，通道数48(128)，OTA(系统总定时精度)±2ns。1987年北京自动测试技术研究所研制成功BC3170存储器测试系统，功能测试速率20MHz，通道数32个。同期光华无线电仪器厂推出GH3123型集成电路自动测试仪，北京自动测试技术研究所BC3110X型集成电路测试仪研制成功。这两种采用CAT技术的中小规模集成电路测试系统，标志着国产中小规模集成电路测试仪的技术水平进入新的发展时期和走向实用阶段。继而北京科力公司研制和生产测试速率12.5MHz、64通道大规模数字集成电路测试系统。此后不久，光华无线电仪器厂又研制成功功能测试速率为10MHz的16M位RAM存储器测试仪，大规模测试系统获得长足的发展。

1996年，由北京自动测试技术研究所、国营光华无线电仪器厂、中科院计算技术研究所联合研制成功3190数字集成电路大型测试系统，测试速率40MHz，通道数64个，定时精度±750ps，达到八十年代中后期国际先进水平，国产集成电路测试仪上了一个新台阶。

国产集成电路测试仪虽有一定的发展，但与国际水平仍存在较大差距。市场上各种型号国产测试仪，中小规模占80%，只有少数采用计算机辅助测试。大规模IC测试系统ICT-2、BC3170、3190类大系统，由于价格、可靠性、实用性等因素导致没有实用化。因此，大规模IC测试系统主要依靠进口解决国内的科研、生产与应用测试。

1.测试模拟集成电路、数字集成电路以及数模混合集成电路。

2.测试IC器件的直流、交流及动态参数。

3.可提供多达64管脚的模拟IC测试和32管脚的数字IC测试能力。

按集成电路分类:数字集成电路测试仪和模拟集成电路测试仪

按功能分类:集成电路功能测试仪和集成电路参数测试仪

按形式分类:便携式集成电路测试仪和台式集成电路测试仪

集成电路测试仪的发展过程可以粗略地分为四个时代。

第一代始于1965年，测试对象是小规模集成电路，可测管脚数达16只。用导线连接、拨动开关、按钮插件、数字开关或二极管矩阵等方法，编制自动测试序列，仅仅测量IC外部管脚的直流参数。

第二代始于1969年，此时计算机的发展已达到适用于控制测试仪的程度，测试对象扩展到中规模集成电路，可测管脚数24个，不但能测试IC的直流参数，还可用低速图形测试IC的逻辑功能。这是一个飞跃。

第三代始于1972年，这时的测量对象扩展到大规模集成电路(LSI)，可测管脚数达60个，最突出的进步是把功能测试图形速率提高到10MHz。从1975年开始，测试对象为大规模、超大规模集成电路(LSI/VLSI)，可测管脚剧增到128个，功能测试图形速率提高到20MHz。不但能有效地测量CMOS电路，也能有效地测量TTL、ECL电路。此时作为独立发展的半导体自动测试设备，无论其软件、硬件都相当成熟。

1980年测试仪进入第四代，测量对象为VLSI，可测管脚数高达256个，功能测试图形速率高达100MHz，测试图形深度可达256K以上。测试仪的智能化水平进一步提高，具备与计算机辅助设计(CAD)连接能力，利用自动生成测试图形向量，并加强了数字系统与模拟系统的融合。有些系统实现了与激光修调设备连机工作，对存储器、A/D、D/A等IC芯片进行修正。从1970年仙童(Fairchard)公司形成Sentry系列以来，继而形成系列的还有泰克(Tektronix)公司的3200系列，泰瑞达(Teradyne)公司的A380系列、A300系列、日木安藤电气(AndoElectron)的8000系列、爱德万(Aduantest)的T3100、T320、T3700系列以及美国Megatest公司的Q-11系列，都取得较好的效益。

21世纪，测试仪的功能测试速率已达500MHz以上，可测管脚数多达1024个，定时精度±55ps，测试仪的发展速度是惊人的。

集成电路测试仪的整体结构如图所示:

整个系统机械上采用插槽式结构，所有系统板都通过系统插槽插到机箱背板上，机箱背板上的系统内总线通过PCI接口板与计算机PCI总线相连。机箱背板上共涉及12个插槽，其中一个用于插系统控制板，一个用于插电源模块，其余10个是通用插槽，根据测试需要可以插任何一个系统版。被测器件DUT通过继电器矩阵板与测试仪连接，继电器矩阵板完成被测器件DUT与测试仪各通道之间的切换。测试仪通过PCI总线与计算机相连，整个系统的控制由计算机完成。该系统可以一次完成两个被测器件DUT的测试。

电路板维修的工具包括通用工具和专业工具，通用工具包括万用表、显波仪、烙铁、热风枪、BGA焊台、线路板检测仪等工具。而专业工具则以汇能电路板维修测试仪为主。

电路板维修主要应用仪器：主要有科誉数字集成电路测试仪、科誉模拟集成电路测试仪，这两个仪器主要用来检测电路板中数字集成电路及模拟集成电路的好坏。还有电容表：用来检测电路板上电容器的质量好坏；科誉短路跟踪仪：用来维修电路板中出现短路故障的故障原因判断与定位。

广义的电子测量仪器是指利用电子技术进行的测量分析的仪器，是测量仪器的一大类别。电子测量仪器具体包括以下类别:

1、LCR测量仪

2、场强仪

3、频谱分析仪

4、信号发生器

5、测定仪

6、测振仪

7、图示仪

8、脉冲仪

9、电子元件参数测试仪器

10、光电器件测试仪

11、半导体器件测试仪器

12、集成电路测试仪器

13、电真空器件测试仪器

14、时间频率测量仪器

15、场强干扰分析仪器

16、通信测量仪器

17、记录显示仪器

18、广播电视测量仪器

19、声振测量仪器

20、电导率仪

21、污泥界面检测仪器

22、脉冲仪器

23、器件参数测试仪器

24、半导体器件图示仪

25、液位测量仪器

按照测量仪器的功能，电子测量仪器可分为专用和通用两大类。专用电子测量仪器是为特定的目的而专门设计制作的，适用于特定对象的测量，例如，光纤测试仪器专用于测试光纤的特性，通信测试仪器专用于测试通信线路及通信过程中的参数。通用电子测量仪器是为了测量某一个或某一些基本电参量而设计的，适用于多种电子测量。

通用电子测量仪器按其功能又可细分为以下几类:

①信号发生器:用来提供各种测量所需的信号，根据用途不同，又有不同波形、不同频率范围和各种功率的信号发生器，如低频信号发生器、高频信号发生器、函数信号发生器、脉冲信号发生器、任意波形信号发生器和射频合成信号发生器。

②电压测量仪器:用来测量电信号的电压、电流、电平等参量，如电流表、电压表(包括模拟电压表和数字电压表)、电平表、多用表等。

③频率、时间测量仪器:用来测量电信号的频率、时间间隔和相位等参量，如各种频率计、相位计、波长表，以及各种时间、频率标准等。

④信号分析仪器:用来观测、分析和记录各种电信号的变化，如各种示波器(包括模拟示波器和数字示波器)、波形分析仪、失真度分析仪、谐波分析仪、频谱分析仪和逻辑分析仪等。

⑤电子元器件测试仪器:用来测量各种电子元器件的电参数，检测其是否符合要求。根据测试对象的不同，可分为晶体管测试仪(如晶体管特性图示仪)、集成电路(模拟、数字)测试仪和电路元件(如电阻、电感、电容)测试仪(如万用电桥和高频Q表)等。

⑥电波特性测试仪:用来测量电波传播、干扰强度等参量，如测试接收机、场强计、干扰测试仪等。

⑦网络特性测试仪器:用来测量电气网络的频率特性、阻抗特性、功率特性等，如阻抗测试仪、频率特性测试仪(又称扫描仪)、网络分析仪和噪声系数分析仪等。

⑧辅助仪器:与上述各种仪器配合使用的仪器，如各类放大器、衰减器、滤波器、记录器，以及各种交直流稳压电源。