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第一章. 认识半导体和测试设备 本章节包括以下内容，  自动测试设备（ATE ）的总体认识  模拟、数字和存储器测试等系统的介绍 负载板（Load boards ）、探测机（Probers ）、机械手（Handlers ）和温度控制单元（Temperature units ） 二、自动测试设备 随着集成电路复杂度的提高，其测试的复杂度也随之水涨船高，一些器件的测试成本甚至占到了芯 片成本的大部分。大规模集成电路会要求几百次的电压、电流和时序的测试，以及百万次的功能测试步骤以 保证器件的完全正确。要实现如此复杂的测试，靠手工是无法完成的，因此要用到自动测试设备（ATE ， Automated Test Equipment ）。 ATE 是一种由高性能计算机控制的测试仪器的集合体，是由测试仪和计算机组合而成的测试系统， 计算机通过运行测试程序的指令来控制测试硬件。测试系统最基本的要求是可以快速且可靠地重复一致的测 试结果，即速度、可靠性和稳定性。为保持正确性和一致性，测试系统需要进行定期校验，用以保证信号源 和测量单元的精度。 当一个测试系统用来验证一片晶圆上的某个独立的 Die 的正确与否，需要用Probe Card 来实现测试 系统和 Die 之间物理的和电气的连接，而 Probe Card 和测试系统内部的测试仪之间的连接则通过一种叫做 “Load board ”或“Performance board ”的接口电路板来实现。在CP 测试中，Performance board 和 Probe card 一起使用构成回路使电信号得以在测试系统和 Die 之间传输。 当Die 封装出来后，它们还要经过 FT 测试，这种封装后的测试需要手工将一个个这些独立的电路放 入负载板（Load board ）上的插座（Socket ）里，这叫手工测试（hand test ）。一种快速进行FT 测试的方法是 使用自动化的机械手（Handler ），机械手上有一种接触装置实现封装引脚到负载板的连接，这可以在测试机 和封装内的 Die 之间提供完整的电路。机械手可以快速的抓起待测的芯片放入测试点（插座），然后拿走测 试过的芯片并根据测试 pass/fail 的结果放入事先定义好的相应的Bin 区。 三、半导体技术 有一系列的方法被用来生产和制造数字半导体电路，这些方法称为半导体技术或工艺，常用的技术 或工艺包括：TTL (Transistor-Transistor Logic a.k.a. bipolar logic), ECL (Emitter Coupled Logic), SOS (Silicon on Sapphire), and CMOS (Complimentary Metal-Oxide Semiconductor) 。不管什么技术或工艺，出来的产品都要经 过测试，这里我们关注数字 TTL 和 CMOS 电路。 四、数字和模拟电路 过去，在模拟和数字电路设计之间，有着显著的不同。数字电路控制电子信号，表现为逻辑电平“0 ” 和“1”，它们被分别定义成一种特殊的电压分量，所有有效的数字电路数据都用它们来表示，每一个“0 ” 或“1”表示数据的一个比特（bit ）位，任何数值都可以由按照一定顺序排列的“0 ”“1”比特位组成的二进 制数据来表示，数值越大，需要的比特位越多。每 8 个比特一组构成一个 Byte ，数字电路中的数据经常以 Byte 为单位进行处理。 不同于数字信号的“0 ”“1”界限分明（离散），模拟电路时连续的——在任何两个信号电平之间 有着无穷的数值。模拟电路可以使用电压或电流来表示数值，我们常见的也是最常用的模拟电路实例就是运 算放大器，简称运放。 为帮助理解模拟和数字电路数值的基本差别，我们可以拿时钟来比方。“模拟”时钟上的指针连续 地移动，因此所有的任一时间值可以被观察者直接读出，但是所得数值的准确度或者说精度取决于观察着认 知的程度。 而在“数字”时钟上，只有最小增量以上的值才能被显示，而比最小增量小的值则无法显示。如果 有更高的精度需求，则需要增加数据位，每个新增的数据位表示最小的时间增量。 有的电路里既有数字部分也有模拟部分，如 AD 转换器（ADC ）将模拟信号转换成数字信号，DA 转换器（DAC ）则相