深度剖析開短路測試原理

　　開短路測試應(yīng)用非常的廣泛，只要特別的指出相關(guān)行業(yè)，所謂的開短路測試，都是指測試邦定線的開短路測試，IC的開短路測試。

　　開短路測試，是測試工程師需要掌握的最基本的技能，通常被稱為continuitytest 或者open/short test。開短路測試的原理，其實(shí)是基于產(chǎn)品本身管腳的ESD防靜電保護(hù)二極管的正向?qū)▔航档脑磉M(jìn)行測試。

　　通?？梢曰蛘咝枰M(jìn)行開短路測試的器件管腳，對地或者對電源端，或者對地和對電源，都有ESD保護(hù)二極管，利用二極管正向?qū)ǖ脑恚涂梢耘袆e該管教的通斷情況。

　　如下圖1所示，如果要測試Pin1對地的開短路，可以從Pin1處抽取一個電流I1（通常在幾十微安到幾個毫安），然后測量V1電壓，以下不同情況下的測量情況：

　　*如果Pin1正常連接，則Pin1和地之間，將存在一個壓差，其大小即為Pin1與地之間的ESD二極管的導(dǎo)通壓降，大約在0.6V左右。如果考慮電壓方向，則V1電壓的測量結(jié)果大約為-0.6V左右。

　　*如果Pin1出現(xiàn)開路現(xiàn)象，則ESD二極管被斷開，Pin1和地之間的電阻相當(dāng)于無窮大，則在抽取電流I1時，V1的電壓將無限小（負(fù)壓），當(dāng)然實(shí)際上 該電壓會受測試源本身存在的鉗位電壓（Clamp voltage），或者受電壓量程檔位電壓限制達(dá)到一個極限，比如-2V，則測試到的V1電壓大約為-2V左右。

　　*如果Pin1與地存在短路現(xiàn)象，則ESD二極管被短路，Pin1和地之間的電阻接近為0歐姆，此時不論I1的電流為多少，V1的電壓都接近等于0V。

　　同樣的原理，如果要測量Pin1和Vdd之間的通斷情況，則可以將Vdd通過測試源加到0V，利用I2電流和二極管D2的正向?qū)▔航颠M(jìn)行測量和判斷。此時要注意I2的電流方向和I1的電流方向正好相反，此時V1的電壓為正電壓。

　　如果要判斷所有管腳之間的是否存在短路現(xiàn)象，則可以在測試某一個管腳，比如Pin1的時候，將其余管腳全部接地或加0V，繼續(xù)按照開短路的測量方法進(jìn)行測 試，如果有Pin1和其它任意管腳存在短路現(xiàn)象，由于其它管腳都被接地，則Pin1也被短路到地，V1的測量電壓將近似為0V。

　　如果器件管腳較多的時候，又需要考慮檢測管腳之間（Pin to Pin）的短路現(xiàn)象，需要將所有管腳接地，然后依次為每個管腳進(jìn)行開短路測試，則需要花費(fèi)較多的測試時間。測試機(jī)本身一般會有測試源的并行測試能力，可以 同時利用多個測試源，對多個測試管腳進(jìn)行并行測試，但是，同時測試的這些管腳之間，如果存在短路現(xiàn)象，則無法判別出來。為了提高效率，還有一些折衷辦法， 考慮到通常管腳之間短路都發(fā)生在相鄰管腳之間，所以，可以將相鄰管腳進(jìn)行交叉并行測試。比如，先將Pin1/3/5/7/9接地，Pin2/4/6/8 /10進(jìn)行并行測試；然后，再將/4/6/8/10先接地，Pin1/3/5/7/9Pin2進(jìn)行并行測試。

　　如果期間管腳本身不存在ESD保護(hù)二極管，則無法使用該方法進(jìn)行開短路測試。但是，有一些特殊情況也要考慮，比如一些器件的散熱部分（expose pad），也需要接測試源，判斷其并未與其它管腳短路，此時測試的正常結(jié)果反而應(yīng)該是開路。

　　在進(jìn)行開短路測試的時候，得到開短路測試值，只是第一步，還需要設(shè)定對應(yīng)的測試規(guī)范來進(jìn)行判定。此時一定要注意設(shè)定合理的測試規(guī)范，避免由于 規(guī)范設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致誤判。比如，進(jìn)行開短路測試的時候，開路電壓測試結(jié)果為-1.0V（鉗位電壓設(shè)置為-1V），而測試規(guī)范為-1.2V~-0.2V，此時 將無法將開路的情況篩選出來。此時應(yīng)該將鉗位電壓設(shè)置為-1.2V以上，或者，將規(guī)范的下限設(shè)置為大于鉗位電壓，比如-0.9V。

　　另外，由于一些特殊的需要，管腳處的ESD保護(hù)部分比較特殊，可能是多個二極管串聯(lián)，或者是除二極管之外，還有其它東西存在，比如電阻、電容等。電阻的特 性比較簡單，只是多疊加了一個電壓，電容的存在則會復(fù)雜一些，影響也較大。