微电子技术专业论文23798.doc

毕业设计（论文）课题:dc-dc芯片测试毕业设计（论文）开题报告 一、毕业设计的内容和意义：（500字左右）本论文总要是通过对于dc-dc芯片的测试和学习，了解芯片测试要领。本文从内容上主要分为六个章节，第一章dc-dc芯片简介,概况性的介绍dc-dc芯片，增强对于全文的初步认识。第二章 dc-dc芯片测试了解，该章节主要从大体上对于芯片测试必要性和内容予以说明。第三章 dc-dc芯片测试方法，它主要是讲asl1000测试机测试dc-dc芯片的方法，给全文的主要观点做出支持。第四章 dc-dc芯片测试分析，测试中和结果分析给出了见解，有一个定性的分析。第五章 芯片lm2576测试案例，用一个dc-dc芯片测试的例子简化来加强学习和理解。第6章 总结，概要了论文。该文的主要意义是，通过对于dc-dc芯片的认识，一方面对于电源芯片有更加深刻的理解，同时对于以后的应用有莫大的帮助。还有就是芯片的测试的学习，对于整个测试有了直观的了解。明白了dc-dc芯片测试的方法和一些理论技巧，通过在asl1000测试机的测试操作认识，对于测试流程有了更准确的认知。虽然没有实践的效果，但是还是收益颇丰。二、文献综述：（300字左右）本论文查阅了和使用了来自期刊、书籍、指导手册以及学术论文等多个方面资料，确定了以认识dc-dc芯片测试以及对于一些测试技巧的修正。电源芯片应用广泛，芯片性能的稳定性提出了相当高的要求，而对于芯片测试就是一个关键的因素。本文对于测试总体上对于测试的现状和发展做出了概述。然后来描述芯片测试的整个流程方法，通过对于测试过程的熟悉，对于测试作出分析。测试中对于测试参数的必要性的了解，也使用了开尔文测试的方法。最后做出了对于异常分析的意见。三、工作计划及方案论证：（500字左右）在完成论文期间，首先查阅了大量的资料关于dc-dc芯片测试，主要目的是熟悉dc-dc芯片以及芯片测试方面的知识。具体情况是首先先是熟悉asl1000测试手册，了解到该测试机的特点和使用方法。然后根据对于芯片的了解，去查阅关于测试方法的资料，之后还是广泛地去了解芯片测试的信息，大体上对于芯片测试有一些肤浅的认识。再者就是根据测试参数的确定，熟悉使用asl1000测试芯片的方法，包括理论和实际操作。其中对于测试程序的编写和理解将是一个关键的步骤。最后就是结合测试程序去认识测试机的整个测试流程和方法，从而加深对于芯片测试认识。在计划中寻找到优秀的资料是一个很艰辛的工作，各类五花八门的资料到处都是。同时由于该项目对于英语的要求，给整个学习带来了很大的麻烦。四、参考文献：（不少于10篇，期刊类文献不少于7篇）1 胡黎强，林争辉，李林森 一种高效率低功耗开关 电源的实现 微电子学，2003年2 周政海，邓先灿，楼向雄 低压高频pwm dc-dc转换器芯片设计 固体电子学研究与进展,2004年3 making 5v 14-bit quietby kevin hoskins 19974 杨光 1985年半导体工业的发展情况和对1986年的预测j;全球科技经济瞭望;1986年z1期5赵建统，薛红兵，梁树坤.谈当今电源产业及电源技术的发展趋势.20046赵玉山，周跃庆，王萍.电流模式电子电路.天津大学出版社.20017 田龙中，李卫东.电源模块输入软启动电路的设计.电源技术.20028 g. perry, “the fundamentals of digital semiconductor testing”, soft test inc., california, u.s.a. 1998年. 9 asl 1000手册 tmt公司10 韩银和，李晓维，罗飞茵，林建京，陈宇川，朱小荣，“芯片的失效分析和测试流程优化技术”，全国cad会议论文集，2004.11sts8017编程培训 ，2008年五、指导教师意见：摘要我们这个时代电子产品已成为我们生活的必需品，无论是休闲娱乐还是办公使用，它都发挥重要的作用。我们需要拥有价格更加便宜、性能更加强大，同时还要具有人们对于外观、使用时间等诸多方面的要求。而在电子产品中，对于电源芯片稳定性有着颇高的要求，电源芯片除了在设计上不断优化设计，已到达生产和生活的需要。其实在一定的时间里，对于芯片的严格有效的测试，也可以保证芯片的质量。前者相对有诸多的挑战，而我本人将从测试这个相对容易实现的手段上来认识到芯片的测试。本文是从转换器的简介，了解其功能和结构，其次介绍了芯片测试的目的和发展情况。基于对测试环境的了解，我们从总体上认识测试流程、测试方法，然后就是对于测试异常的诊断和处理。凭借以上的内容基本可以认识到芯片测试，最后为了给更加充分认识了解芯片测试，本文添加了的相关测试。关键词：dc-dc转换器、芯片测试、pwm、asl 1000测试机、kelvin连接、芯片lm2576dc-dc芯片测试摘要引言1第一章dc-dc芯片简介11.1 dc-dc概念11.2 dc-dc转换器的基本原理21.3 dc-dc转换器的分类21.3.1 磁性式31.3.2 电容式31.4 dc-dc的应用及发展31.4.1 dc-dc的发展状况31.4.2 dc-dc的应用4第二章 芯片测试的了解52.1 dc-dc芯片测试目的52.2 dc-dc芯片测试的现状52.2.1验证测试面临的挑战5.2.2 dc-dc芯片测试的现状62.3芯片测试内容72.3.1参数测试72.3.2功能测试72.3.3 结构性测试分析方法8.4 测试机的认识92.4.1 ate自动测试系统简介9第三章 dc-dc测试方法103.1器件介绍103.2测试连接103.2.1 器件连接103.2.2测试连接技巧113.3 测试编程123.3.1 测试机测试步骤123.3.2测试机pcb的布线规则133.4测试参数说明153.4.1 open-short test及其他参数153.4.2 trimming简介153.5测试结果16第四章 dc-dc芯片测试分析164.1测试编程164.2 测试数据分析164.3测试失效分析17第五章 芯片lm2576测试案例185.1 lm2576简介185.2 kelvin测试195.2.1 kelvin测试描述195.2.2 kelivn测试应用205.3程序样例215.4调试注意事项22第六章 结语23参考文献24致 谢2427引 言目前，各种电池供电的便携式电子产品如手机、个人数字助理、笔记本电脑等，都需要具有快速响应、高功率密度，以及低成本的变换器。将功率开关管及控制电路集成在一起的单片集成开关电源顺应了这种需求。然而，为了确保各种电子产品电源的可靠性，降低产品的测试成本，需要对电源芯片dcdc芯片进行测试。那么芯片测试是怎样的过程？对测试芯片需要做那些分析，将是我们认识的关键。第一章dc-dc芯片简介1.1 dc-dc概念dc/dc是开关电源芯片。dc-dc转换器是从一个电压水平转换为直流电(dc) 的源到另一个电压的电子线路。它是一类的电源转换器。电子开关dc/dc转换器转换到另一个的一个直流电压级别通过暂时存储输入的能量，然后释放能量，在不同的电压输出。存储可能在磁场中存储组件 （电感、 变压器） 或电场存储组件 (电容器）1 dc/dc转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。此转换方法比线性电压调节 （而安详作为热不需要的电源） 是更多的力量有效 （经常 75%到 98%）。这个效率是有利于提高电池设备的运行时间。80 年代末到使用场效应管，由于它可以比双极性晶体管功率更有效地在高频率切换，致使更多的开关损耗，且需要更复杂的驱动电路以来增加效率2。dc/dc转换器的另一重要创新是同步整流飞轮二极管替换抗低功率 fet，从而减少开关损耗的使用。1.2 dc-dc转换器的基本原理从升压、 降压，和逆变器 （反激） 派生，可以看到改变工作周期控制稳态输出输入电压。这是一个关键的概念，电源调整所有基于电感器的开关电路。最常见的控制方法，如图1-1所示是脉宽调制 （pwm）。此方法所需的输出电压的样本，从建立小误差信号 （verror） 的参考电压值中减去。此误差信号与振荡器匝道信号进行比较。比较器输出操作电源开关的输出电压。当电路输出电压变化时，verror也会发生变化，从而导致更改比较器阈值。因此，输出脉冲宽度 （pwm） 也会改变。这种周期变化使得波动输出电压降低到零，从而完成控制回路的误差信号。图1-1 脉宽调制1.3 dc-dc转换器的分类1.3.1 磁性式在这些dc-dc转换器，能量是定期从磁场感应器或一个变压器存储到和释放，通常是从 300 千赫到 10 mhz 的范围内3。通过调整周期的充电电压 （即：比的关闭时间上），可以控制的电力传输量。通常，这被应用控制输出的电压，虽然它可适用于控制输入的电流，输出电流，或保持恒定的电源。基于变压器的转换器可能提供的输入和输出之间的隔离。一般情况下，dc-dc转换器指的是，这些开关变换器之一，这些电路是电源开关模式的核心。1.3.2 电容式开关的电容变换器依靠交替地将电容器连接到的输入和输出在不同的拓扑结构。无论采用pwm还是fm，控制特性都具有强烈的非线性特征，因此在闭环构成反馈调节系统后，很不利于系统的稳定。令开关电容dc-dc变换器工作在固定的导通比和工作频率下，而在其后级联低压差线性稳压器完成电压调节功能，既有利于变换器的稳定运行，又使得电路的结构和控制大为简化。线性dc-dc变换器的最大缺点是损耗大，但既然对于开关电容dc-dc变换器的调节总是能耗控制，在实际输出输入电压变比和输出功率相同的情况下，采取任何控制方法都会消耗同样多的能量，因而级联低压差线性稳压器并不会更加降低变换器的效率。而且，线性dc-dc变换器的输出电压纹波电平较低，并且具有较好的动态特性，对于输入电压或负载的突变，线性dc-dc变换器的调整几乎是瞬间完成的。因此，级联低压差线性稳压器是开关电容dc-dc变换器的最佳控制方法4。1.4 dc-dc的应用及发展1.4.1 dc-dc的发展状况随着科学技术飞速发展，对电源可靠性、容量/体积比要求越来越高，模块电源越来越显示其优越性，它工作频率高、体积小、可靠性高，便于安装和组合扩容，所以越来越被广泛采用 项目建设的目的：工作频率高、体积小、可靠性高，便于安装和组合扩容，对更薄厚度，更小面积，更高效率及更大功率密度等特性的需求。电路拓扑技术发展趋势在拓扑结构方面5，单元化、模块化，并以积木块(building block)的方式进行组合。零电压-零电流软开关技术及同步整流技术，已成为提高效率的重要途径。1.4.2 dc-dc的应用在我们的设计中，电荷泵经常被用作白光led驱动，一般在手机中应用于并联lcd背光驱动芯片。而串联背光驱动芯片则应选择电感式的dc/dc，因为它对电压要求较高。这种技术被广泛应用于无轨电车、地铁列车、电动车的无级变速和控制，同时使上述控制获得加速平稳、快速响应的性能，并同时收到节约电能的效果。用直流斩波器代替变阻器可节约电能(2030)%。直流斩波器不仅能起调压的作用(开关电源)， 同时还能起到有效地抑制电网侧谐波电流噪声的作用。目前，随着现代医疗器械的不断发展，特别是直接与人体相连接的电子仪器，除了对仪器本身性能的要求越来越高之外，对人体安全方面的考虑也越来越倍受关注，dc/dc电源模块在医用传感器电路中的应用，例如生命监护仪、母婴监护仪、婴儿保温仪等等一些与人体紧密接触的仪器，也就是说病人在使用仪器时不能因为使用的仪器而对人体造成有触电或其他方面的危险。dc/dc 转换器芯片市场的焦点集中在便携式产品、消费类电子、计算机、通讯和网络设备应用领域，同时工业设备和汽车电子对电源管理芯片，需求也呈上升趋势6，这些需求让电源管理芯片市场倍添活力。随着科技的发展，在当今社会，便携式电子设备己经成为人们不可或缺的必需品。而在便携式电子设备中，低电压高效率 dc/dc转换器对于单电池供电的系统显得非常的重要。第二章 芯片测试的了解2.1 dc-dc芯片测试目的器件测试的主要目的是保证器件在恶劣的环境条件下能完全实现设计规格书所规定的功能及性能指标。用来完成这一功能的自动测试设备是由计算机控制的。首先有一点必须明确的是，测试成本是一个很重要的因素，关键目的之一就是帮助降低器件的生产成本。甚至在优化的条件下，测试成本有时能占到器件总体成本的40%左右。良品率和测试时间必须达到一个平衡， 以取得最好的成本效率。电源是一切电子设备的心脏部分，其质量的好坏直接影响电子设备的可靠性。目前无论是从经济，还是科学研究上来讲对dc-dc芯片测试都是很有价值的。2.2 dc-dc芯片测试的现状2.2.1 验证测试面临的挑战回顾过去的三十年，验证测试在芯片开发中充分发挥了关键作用，并已经成为开发流程+ 4 e9 8 q* m% a9 u/ hr# o中必不可少的环节。然而，在当前，芯片的设计、测试和制造三方面不能回避的困难与问题7。在逐步增加，并且日益尖锐：一方面是电路规模的急剧膨胀，一方面是电路节点互连的几何问题以及三维电子互扰等复杂的微观物理效应日益突出。其中验证测试面临着越来越多的挑战。 c. _5 u) m 5 h8 j7 国际半导体技术发展报告（the international technology roadmap for semiconductors）预测了未来几年半导体工业界所面临的关键问题设计中的主要问题是生产能力和验证。前者的解决方法主要是设计的可重用和可移植；而验证方面，特别是物理级的设计抽象，希望能够在流程一级找到解决方法。制造的关键问题成本在未来依然是首要且必须: n2 j2 x; i0 p c( t; r$ k, s- 考虑的。如何降低成本是业界一直探索的核心，诸如简化流程、提高效率等。快速产量分析;的解决方案也是节约成本的重要途径。但是快速产量分析需要及时从测试结果中得到反馈信4 z) 5 n+ g . x7 m5 ?0 e0 h息，因此，制造同测试也是紧密交互的。测试的两大核心问题测试设备带宽和测试质量，如何解决仍然与设计和制造密不可分。.2.2 dc-dc芯片测试的现状电源管理芯片测试由几种不同类型的人在几个不同的地方进行。测试包括特性测试、生产测试和老化测试。当一个新的电源管理芯片第一次设计并加工出来以后，就需要验证设计的正确性和测试程序的正确性。这个过程需要设计工程师的参与，测试将在设计室而不是工厂展开。根据测试结果，修正设计和测试程序，这个测试称为特性测试或者验证测试成功的验证测试通常产生合格的电源管理芯片8。这些最早的电源管理芯片通常被系统设计者使用。一个成功的验证同时标志着生产的开始。生产意味着大规模制造。加工好的芯片将在工厂中测试，这称为生产测试。最后当客户收到芯片之后，他们可能还会进行测试以确保质量。这个测试称为成品检验或者接收测试，通常由用户或者用户服务的独立测试工厂进行测试。2.3 芯片测试内容2.3.1 参数测试参数测试有dc 和ac测试，dc 主要是短路（short），开路（open6 p g# k z7 j/ 2 t9 f! y( n），最大电流（maximmum current），漏电流（leakage），输出驱动电流（output drive current），开启电平（threshold）测试等。ac主要包括传输延时(propagation delay test），建立和保持时间(setup & hold)，速度测试（functional speed），时间(access time)， 等。直流测试是基于欧姆定律的用来确定器件电参数的稳态测试方法。比如，漏电流测试就是在输入管脚施加电压，这使输入管脚与电源或地之间的电阻上有电流通过，然后测量其该管脚电流的测试。输出驱动电流测试就是在输出管脚上施加一定电流，然后测量该管脚与地或电源之间的电压差。交流参数测试测量器件晶体管转换状态时的时序关系。交流测试的目的是保证器件在正确的时间发生状态转换。输入端输入指定的输入边沿，特定时间后在输出端检测预期的状态转换。 2.3.2 功能测试 功能性测试分析方法通过输入测试数据验证芯片是否正确执行设计规范所设定的逻辑功能，以确定芯片能否正常工作。全面的功能性测试通常考虑检测芯片性能的所有方面，包括电源电压、输入/输出电平与电流、输入/输出信号时序、测试频率、输入信号波形等等。功能测试：真值表，算法向量生成。 1 h$ 5 b* p/ q, 因此输入的测试数据就包含测试向量文件（指令或激励）、输入信号时序（信号跳变信息）、输入信号波形、输入电流等等信息。测试人员通常使用一系列专门设计的较短的测试向量来激励特定的电路单元和被测电路网络。当捕获到的输出响应与期望值不吻合时，就表明芯片在该功能性测试向量上失效了。通过对芯片电路各组成部分逐一分析，设计人员就能对单个子系统能否正常工作进行确认，或将精力集中在芯片组成部分的缺陷调试方面。 功能测试通常与真速测试结合（at-speed test），称为真速功能测试（at-speed functional test）。真速功能测试在失效分析中也很重要，是验证芯片能否在工作频率下正常运行的有效方法。 这些测试由输入矢量与相应的响应构成。它们通过测试芯片内节点来检查一个验证过的设计是否正常。功能测试对逻辑电路的典型故障(例如固定状态故障等)有很高的覆盖率。功能矢量经常被认为是验证矢量，验证矢量用来验证硬件是否符合需求规范。但是在ate世界里，进行生产测试时，任何矢量都被认为是故障覆盖矢量。因此，这两种类型的功能测试矢量可能一样，也可能不一样。功能测 试通常在较高的温度下进行，以保证指标要求。举例来说，在85c进行的测试可以保证70c的操作，这称为保险带。另一种应用是按速度与性能将芯片分级，通过在不同的电压和不同的频率下进行测试来分级。2.3.3 结构性测试分析方法主要针对测试电路的结构（底层门电路、芯片内部连线、网表等）进行相应的测试分析。通过芯片输入管脚施加测试向量和控制信号，通过输出管脚观察内部信号的状态。该方法灵活性较好，结合可测试性分析技术可以开发多种测试生成算法自动产生电路的测试向量，同时能够有效地评估测试效果。故结构性测试向量的产生和测试都相对简单。 结构性测试通常采用可测试性设计结构，在芯片开发早期过程中就将“测试功能”有效融合入设计。即在设计芯片电路之前就开始执行“面向测试的设计方案” 。它不仅实现了“设计与测试并行开发”的整体流程，还可以实现“片上自动测试结构”（例如，内建自测试，built-in-self-test, bist），并利用测试点插入（test point insertion）技术大大增加芯片的可观测性和可控制性。因此它对自动测试设备的依赖性大大降低，可在较低的频率（如20mhz）下占用较少的测试资源（如不需要昂贵的高速测试通道，占用较小的ate存储空间存储向量等）进行测试。 .4 测试机的认识ate是automatic test equipment的缩写， 于半导体产业意指集成电路(ic)自动测试机， 用于检测集成电路功能之完整性， 为集成电路生产制造之最后流程， 以确保集成电路生产制造之品质。下图2-1所示为ate系统结构9。图2-2 ate系统结构2.4.1 ate自动测试系统简介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。我们使用的是asl-1000测试机，其特点：可以根据需要配置资源；debug的使用的是vc+；可以进行多路测试（串行多路）。电源: 110/220 vac；操作系统: windows nt；系统软件：vate 5.2.4。它的优势是功能/应用范围广和可堆叠的扩展能力用品6。asl-1000测试板模拟测试介绍如下：数字转换: acs 和 digitizer数字测试: tmu, tia 和 ddd一般测试: pmu, ovi, dvi 和 mux大电流测试: pvi 和 dvi 2000大电压测试: ofs, mvs 和 hvs第三章 dc-dc测试方法3.1器件介绍 测试负载板是一种连接测试设备的测试头和被测器件物理和电路接口，被固定在针测台（probe）、机械手（handler）或者其他测试硬件上，其上的布线连接测试机台内部信号测试卡的探针和被测器件的管脚。探针卡在cp测试用于连接测试机电路和die上的pad，通常作为loadboard的物理接口，在某些情况下probecard通过插座或者其它接口电路附加到loadboard上。测试机的信号通过弹簧针（pogo pins）连接到probecard底部的pad上，再由probecard上的布线通往被测的die上。3.2 测试连接3.2.1 器件连接l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probecard来实现测试系统和die之间物理的和电气的连接，而probecard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。在电路的特性要求界限方面，ft测试通常执行比cp测试更为严格的标准。 芯片也许会在多组温度条件下进行多次测试以确保那些对温度敏感的特征参数。商业用途（民品）芯片通常会经过0、25和75条件下的测试，而军事用途（军品）芯片则需要经过 -55、25和1253.2.2 测试连接技巧信号从测试机-dut-针卡-压焊区传递的，如下图3-1所示连接结构。为缩短测试时间，可以应用以下方法。第一种是减少量程档切换，同一量程档参数，尽量放在一起测，轻载重载分开写，以减少不必要的档位切换。电压及电流量程的不必要转换不仅加长了测试时间，容易产生转换尖峰，对保证测试精度也没有什么实际的意义。第二种是通过设置标志位实现多工位并行扫描。在cp测试中，由于生产工艺的原因，被测器件可能会存在共输出、共电源等特殊情况，此时采用共地源方案只能进行单工位测试，或者采用多工位硬件串行测试的方案，而采用浮动源方案则可以非常方便的实现真正意义上的多工位并行测试。图 3-1 测试连接结构3.3 测试编程3.3.1 测试机测试步骤可执行程序初始化（1）ate系统启动和visual1.run启动。（2）初始化测试头接口卡和测试仪器。参数设置。一个单一的测试程序可以包含多个结构变化（参数，限制和启用/禁用状态），确定如何测试函数的行为。这些变化被称为极限集。当插入一个测试程序，对所有现有的结构功能包含的功能，成为程序设置的默认限制。除添加或删除程序的功能测试，实际上改变任何编辑极限集，而不是函数本身。默认限制集可以根据需要进行编辑，保存在一个新的名称，或保存为新的默认设置的程序。可以额外的极限集创建和编辑所需。创建测试程序。这是创建一个测试程序的步骤：（1）open a list工程文件，创建一个测试程序文件保存的文件（2）插入列表中的顺序，他们将运行所需的功能（3）编辑参数和每个测试功能的测试限制（默认限制设置）（4）创建额外的限制，设置应有编辑每个测试功能，在每一个不同的参数和测试限制极限集（5）定义程序运行性能（6）如果需要写自相关核查限制（7）保存编辑的测试程序（8）调试程序代码，在visual的c + 里创建的visual c+项目文件（*.dsp），完整的头文件（*. h），和源代码文件（*.cpp）。（9）连接编译的代码（dll），并指示仪的硬件根据测试程序指令的测试设备。采用了visual ate系统dll来控制仪器的校准。（10）动态链接库文件（*.dll的）,该操作如下图3-2所示创建一个测试程序。图3-2 创建测试程序3.3.2 asl-1000测试机pcb的布线规则首先要了解一些测试机的信息，测试机共有21个布线插槽，如一般ovi会放在1，2，3号插槽，tmu会放在6号插槽，dvi_300会放在9，11，13，15号插槽，dvi_2000会放在9，11号插槽，mux会放在14，20号插槽；标准配置的机器9号上会放dvi_300，20号会放mux，也就是说标准的最少配置就是放这两块测试板。具体测试板怎么放要看校验的dut board。系统配置如下图3-3所示：插槽1插槽2插槽3插槽4插槽5插槽6插槽7oviovidviacstmuddd8插槽8插槽9插槽10插槽11插槽12插槽13插槽14doaldvidoaldvi dvidvi 2 kmux插槽15插槽16插槽17插槽18插槽19插槽20插槽21dvidvimuxdvi图3-3 插槽配置asl-1000测试pcb板的绘制。根据所给程序的信息来绘制pcb板，如告诉程序所给的测试资源为，ovi1，dvi9，dvi11_2000，mux20，那就是告诉了ovi插在1号槽，dvi_300插在了9号槽，dvi_2000插在了11号槽，mux插在了20号槽，一般dvi测试板没有特殊说明就是为300的测试板，根据这些信息可以到asl_1000的说明书上找到1号板ovi对应的一些硬件脚的位置，如ovi1_0对应的force的硬件脚为j2 b23，sense的硬件脚为j2 b24，这就是在绘制pcb所要连接到我们对应产品的pin上的测试资源。如果测试的产品的pin比较少的话，可以尽量使用dvi测试板的资源，dvi的测试精度以及测试电压和电流的范围都会比ovi高，还有dvi_300的测试精度比dvi_2000的要高。3.4 测试参数说明3.4.1 open-short test及其他参数open-short test也称为continuitytest或contact test，用以确认在器件测试时所有的信号引脚都与测试系统相应的通道在电性能上完成了连接，并且没有信号引脚与其他信号引脚、电源或地发生短路。测试时间的长短直接影响测试成本的高低，而减少平均测试时间的一个最好方法就是尽可能早地发现并剔除坏的芯片。open-short测试能快速检测出dut是否存在电性物理缺陷，如引脚短路、bond wire缺失、引脚的静电损坏、以及制造缺陷等。另外，在测试开始阶段，open-short测试能及时告知测试机一些与测试配件有关的问题，如probecard或器件的socket没有正确的连接。输出驱动电流(vol，voh，iol，ioh)。输出驱动电流测试保证器件能在一定的电流负载下保持预定的输出电平。vol和voh规格用来保证器件在器件允许的噪声条件下所能驱动的多个器件输入管脚的能力。voh / vol/ioh/iol test/ o6 w q o8 y( 分别在逻辑高低电平条件下测定输出电压。idd static test 2 |3 5 b4 t7 k: a测定静止状态下的消耗电流。 idd active test 用仿真device 在工作时频率测定工作中的消耗电流。5 k5 ?- t% i1 p0 w+ wr8 3.4.2 trimming简介trimming是修调的意思。对于测试来说，由于wafer 工艺的影响，测试的参数不能够完全达到客户所需要的目标值，所以只能够改变内部的电路。其可分为以下类型(1) 电容反相端相接(2) 电容同相端相接(3) 直接用vi源烧熔丝(4) laser trimming就是先用测试机测出芯片的输出电压，将其与期望值比较，得出trimming code。laser trimming的机器再根据trimming code去修调芯片。其工作原理是把一束聚焦的相干光在微机的控制下定位到芯片上，使芯片的待调部分的膜层气化切除以达到规定的参数或阻值。trimming注意事项(1) 芯片的pad点很容易受干扰。烧熔丝时，接到pad点上的导线会有天线效应，引入干扰。可在pad点对地并10pf的小电容，消除干扰。或在针卡上加继电器，直接将烧熔丝线切断，缩短导线。(2) 有些器件熔丝值有波动，可选择将前一颗的熔丝值作为后一颗的基准。(3) 烧熔丝时，最好选择串行熔丝的方法提高准确度。(4) 熔丝后芯片会有残留电荷，影响测试精度，可适当延时一段时间再测试。3.5测试结果除了对于测试结果记录，还需要对影响结果的因素作出分析。在cp测试如果某个die不符合规格书，那么它会被测试过程判为失效（fail），通常会用墨点将其标示出来。第四章 dc-dc芯片测试分析4.1测试编程一旦dut(device under test)放置在测试仪上，需要做三件事来启动测试，它们是测试程序，数字测试矢量和模拟测试波形。器件规范产生几种行为，这些行为的结果都需要测试程序。自动测试程序生成系统(通常称为atpg)要求三种类型的输入:(1) 测试规范和从测试计划得到的测试类型信息。(2) 由版图获得的器件的物理数据(管脚位置，圆片分布图等)(3) 由模拟器获得的信号的时序信息和测试矢量(输入和期望的响应)。4.2 测试数据分析从ate获得的测试数据服务于三个目的。第一，它帮助判定接受或拒绝dut。第二，它提供制造过程的有用信息。第三，它提供设计不足的信息。没通过测试即表明器件失效。但是，通过测试的器件只有在测试覆盖10%的故障时才能认为是好的。对测试数据的分析能够提供器件质量的有用信息。失效器件的失效模式分析(fma)为改善vlsi艺过程提供了进一步的信息。失效器件经常显示重复失效的模型。常用的方法是根据存的datalog，用excel来分析。4.3测试失效分析一个芯片上有多个fuse（熔丝）, 每个芯片所需要烧断的熔丝都不一样，根据cp1的测量值，就可以知道需要熔断哪根fuse. fuse 的阻值很小，一般1欧姆左右，加大电流后，一般都可以熔断。对于某个site测试不好等问题，需要把before trim, trim, 和after trim 整体结合去分析，不要独立去看待失效模式。不是说看到频率失效就要去换tmu, trim后失效的最可能的原因是因为fuse没有被trim,通常情况下和tmu无关的。若有某个site 测试连续fail,断断续续fail等异常，对于trim 参数要整体考虑，不能够认为频率 after trim后失效就是tmu的问题10。但最可能的原因是其中某个fuse 没有被烧断。异常处理中可能的解决方法有以下情况：(1)由于扫描步长过大，导致电压误差也偏大，所以需要减小扫描的步长，需要把scan step 由20mv改为1mv，以便于减小cs pin电压值的误差，但这样会大大增加测试时间，使整片wafer的时间延长，不利于生产。 (2) 和客户沟通制定2点法的测试方案，不需扫描，不存在scan step的误差。即根据计算公式求得cs_peak的电压值，进而去测量gate pin 的频率。(3) 有问题的wafer由于是fail的芯片里部分芯片应该是pass的， 所以将fail的芯片 retest 一次，避免了损失。第五章 芯片lm2576测试案例5.1 lm2576简介lm2576 是从美国国家半导体的直流-直流 ic 产品范围之一。还有各种品牌的直流-直流稳压 ic 可用。dc-dc稳压器/转换器或另一个名称，称为降压稳压器或开关稳压器，提供了稳定的调整的输出电压供应电子线路。开关电源dc-dc转换器 lm2576，如使用切换控制平均减少输入的直流电压。这相当于最低热消散导致低输入电压。控件将导致更好地调整输出，较少的能源浪费通过热和高当前应用程序中的使用。lm2576的特点比较多，包括以下特点：转换效率高达75%以上：较少的外围元件；内置52khz固定频率发生器；内置过流、过热保护电路；具有非常小的电压电流调整率,带载能力为3a；输出电压误差范围为4%.振荡频率误差范围为10%;待机电流50ua.5.2 kelvin测试两线测试缺点决定了使用四线测试。当电压或电流源接入一个负载时，从电压或电流源的内部的输出点到负载之间会有继电器、接插件、电缆等多个环节，如果接探针台、机械手等自动化测试设备都会有更多的接触环节，这些环节都会表现出一定的电阻（包括接触电阻）。这些电阻在较大的电流下会产生附加的电压降，在采用两线测试的情况下会影响负载两端电压的驱动和测量精度。v/i源恒压状态会因为这些附加电阻的存在而造成负载两端的实际电压偏低，v/i源测压状态则会因为这些附加电阻的存在而导致测量电压偏高。另外接触电阻通常是不稳定的电阻，因此两线测试会导致测试数据的不稳定。5.2.1 kelvin测试描述开尔文（kelvin）测试就是通常所说的四线测试方式，四线开尔文测试的目的是扣除导线电阻带来的压降。在电阻测试中我们常采用恒流测压方法、惠斯通电桥（单臂电桥）和双臂电桥方法。当被测电阻阻值小于几欧，测试引线的电阻和探针与测试点的接触电阻与被测电阻相比已不能忽略不计时，若仍采用两线测试方法必将导致测试误差增大。此时可采用开尔文连接方式（或称四线测试方式）来进行测试。开尔文连接有两个要求：对于每个测试点都有一条激励线f和一条检测线s，二者严格分开，各自构成独立回路；同时要求s线必须接到一个有极高输入阻抗的测试回路上，使流过检测线s的电流极小，近似为零。所谓完整的四线开尔文测试是指从v/i源到被测器件dut的引脚（对成品）或铝电极（对wafer）全线实现四线开尔文测试，很多大电流参数测试不准确和不稳定通常是由于没有全线实现完整的四线开尔文测试所致。测试回路如下图5-1：图5-1 测试回路5.2.2 kelivn测试应用参数最小参数样本最大参数单位开尔文测试-0.500.5v测试原理: v/i源的输出端分为force和sense两种线，force线用于电流的输入和输出，只有force线中会流过负载电流il，sense线用于电压的反馈和测量，sense线的输入端接有高阻抗输入的缓冲器，因此sense线中不会有电流流过，即便有附加电阻也不会产生附加电压降。force线中的附加的电阻虽然会在大电流下产生附加电压降，但由于sense线独立接到负载两端，可以有效地扣除掉force线中附加电阻和压降的作用，从而保证负载两端电压的驱动和测量精度。图5-2 kelvin 测试5.3 程序样例cbit.seton(k2, -1);pvi0.connect();/indelay_ms(1);pvi0.setmodefimv(pvi_irng_1ma, 100e-6f , pvi_vrng_1v, 1, -1);pvi0.enable();delay_ms(3);pvi0.measure(adresult, ad_sample);for(int i=0; i4; i+) kelvin.settestresult(i, 0, adresulti);pvi0.disable();pvi0.connect();/in还需要测试的参数有： iol (输入输出漏流) vsat(饱和压降) 、 dutycycle(占空比测试)11、icl(极限电流) 、vout(输出电压) 、vih,vil(使能高电压,关断低电压) 、iih,iil(关断使能电流,工作使能电流)、il(输出漏电流) 、fosc(振荡频率) 、fosc(振荡频率)、iq(静态工作电流) 、istby(静态工作电流) 。根据lm2576芯片各个参数的最大值和最小值，与实际测试之作比较分析。5.4调试注意事项 a.器件敏感管脚 在调试pwm器件时，需要重点关注的管脚是fee