¿Cuáles son los diferentes tipos de pruebas de circuitos integrados?

La prueba de circuitos integrados es vital para la funcionalidad de la mayoría de los dispositivos electrónicos. Los microchips, como también se conocen los circuitos integrados, se pueden encontrar en computadoras, teléfonos celulares, automóviles y prácticamente cualquier cosa que contenga componentes electrónicos. Sin realizar pruebas antes de la instalación final y una vez instalados en una placa de circuito, muchos dispositivos llegarían sin funcionar o dejarían de funcionar antes de su vida útil esperada. Hay dos categorías principales de pruebas de circuitos integrados, pruebas de obleas y pruebas de nivel de placa. Además, las pruebas pueden tener una base estructural o funcional.

La prueba de obleas, o sondeo de obleas, se realiza a nivel de producción, antes de la instalación del chip en su destino final. Esta prueba se realiza utilizando un equipo de prueba automatizado (ATE) en la oblea de silicio completa de la que se cortará la matriz cuadrada de los chips. Antes del envasado, la prueba final se realiza a nivel de placa, utilizando el mismo o similar ATE que la prueba de obleas.

La generación de patrones de prueba automatizada, o generador de patrones de prueba automatizado (ATPG), es la metodología utilizada para ayudar al ATE a determinar defectos o fallas en las pruebas de circuitos integrados. Actualmente se utilizan varios procesos ATPG, incluidos los métodos atascados en la falla, secuenciales y algorítmicos. Estos métodos estructurales han reemplazado a las pruebas funcionales en muchas aplicaciones. Los métodos algorítmicos se desarrollaron principalmente para manejar las pruebas de circuito integrado más complejas para circuitos integrados a muy gran escala (VLSI).

Muchos circuitos electrónicos se fabrican para incluir la funcionalidad de autorreparación incorporada (BISR) como parte de la técnica de diseño para prueba (DFT), que permite realizar pruebas de circuitos integrados más rápidas y menos costosas. Dependiendo de factores como la implementación y el propósito, hay disponibles variaciones y versiones especializadas de BIST. Algunos ejemplos son la autoprueba integrada programable (PBIST), la autoprueba integrada continua (CBIST) y la autoprueba integrada de encendido (PupBIST).

Al realizar pruebas de circuitos integrados en placas, uno de los métodos más comunes es la prueba funcional a nivel de placa. Esta prueba es un método simple para determinar la funcionalidad básica del circuito y generalmente se implementan pruebas adicionales. Algunas otras pruebas a bordo son la prueba de escaneo de límites, la prueba sin vector y la prueba de retroceso basada en vectores.

El escaneo de límites se realiza típicamente utilizando el estándar 1149.1 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE), comúnmente conocido como Grupo de Acción de Prueba Conjunta (JTAG). Las pruebas automatizadas de circuitos integrados están en desarrollo a partir de 2011. Dos métodos principales, la inspección óptica automatizada (AOI) y la inspección automatizada de rayos X (AXI), son los precursores de esta solución para detectar fallas en las primeras etapas de la producción. Las pruebas de circuitos integrados seguirán evolucionando a medida que las tecnologías electrónicas se vuelvan más complejas y los fabricantes de microchips deseen soluciones más eficientes y rentables.