基于LK8820測試機的芯片參數測試研究

余蓓敏

(安徽電子信息職業技術學院 電子工程學院，安徽 蚌埠233000)

1 LK8820測試機特點

LK8820集成電路開發教學平臺與LK8810系列平臺相比，硬件資源更為豐富，測試機專用函數進一步優化，采用C語言進行程序的編寫設計，通過軟硬件聯調實現對于芯片的測試。LK8820集成電路開發教學平臺供電電源為AC220V/5A，由工控機、觸屏顯示、測試主機、專用電源、測試軟件、測試終端接口等部分組成。四象限電源模塊新增兩路精密四象限恒壓、恒流、測壓、測流通道。同時，為了滿足 64 pin 以下芯片測試需求，電源模塊可擴展至2個四象限電源模塊(8通道)，數字功能管腳模塊可擴展至 4 個數字功能管腳模塊(64通道)，模擬開關與時間測量模塊可擴展至2個模擬開關與時間測量模塊。

2 芯片分析——以CD4511芯片為例

圖1 CD4511引腳圖

3 CD4511芯片測試電路設計與搭建

3.1 CD4511芯片連接圖

根據LK8820測試機硬件資源合理分配資源，得到CD4511引腳與LK8820測試接口的連接如圖2所示。

圖2 CD4511芯片與LK8820測試接口連接圖

3.2 CD4511芯片測試接口分配

CD4511引腳與LK8820測試接口的配接如表1所示。

表1 CD4511芯片測試接口配接表

3.3 CD4511測試電路搭建

根據圖2、表2所示的CD4511芯片測試電路和配接表，完成CD4511測試電路搭建，測試板如圖3所示。

圖3 CD4511測試板正面

將搭建好的轉接板測試電路，插接到LK8820外掛盒的芯片測試接口上，CD4511測試電路搭建完成。CD4511測試板與測試機連接所圖4所示。

圖4 CD4511測試板與測試機連接圖

4 基于LK8820的CD4511芯片直流參數測試程序設計

芯片的特性需要通過直流電參數來體現。通過LK8820集成電路測試平臺和CD4511測試電路，完成CD4511芯片3種電參數的測試[2]。

4.1 靜態工作電流測試程序設計

靜態工作電流測試是通過電壓源給芯片電源引腳供電，在芯片處于正常工作狀態時測量電源引腳電流。根據CD4511芯片數據手冊，測試VCC=5 V時CD4511的靜態工作電流參數IDD，使用_on_vpt()、_measure()等關鍵函數來進行測試，將測試結果與數據手冊中的范圍進行比較。測試程序設計具體過程如下：

步驟1：通過_on_vpt(1，6，5)測試機專用函數，使電源通道FORCE1輸出5 V；

步驟2：通過_measure(27，"A"，1，6，3)測試機專用函數，使用10 μA檔測量電源通道1的電流將返回結果別名記為27；

步驟3：通過Excel_Temp_Show(_T("IDD")，27)函數，使輸出Excel表格數據“IDD”行對應的結果欄顯示別名為27的緩存區中對應的數據。

4.2 輸入高電平電流測試程序設計

輸入高電平電流是邏輯門輸入為高電平時的電流，為灌電流。根據芯片數據手冊中輸入電流參數測試條件，通過加電壓測電流的方式進行電源通道電流測試。使用_on_vpt()、_pmu_test_vi()等關鍵函數來進行測試。對CD4511的所有輸入引腳施加18 V電壓，并測輸入引腳的電流，將測試結果與數據手冊中的范圍比較。如測得輸入引腳的電流若為-1 μA～1 μA，則為良品；否則為非良品。測試程序設計具體過程如下：

步驟1：通過_on_vpt(1，2，18)測試機專用函數，設置電源通道FORCE1輸出18 V；

步驟2：通過_pmu_test_vi(i + 35，i + 9，2，7，18，3)測試機專用函數及C語言循環結構，利用電源通道FORCE2向PIN9-14提供18 V的電壓，并測輸入引腳的電流，使用1 μA檔測量流過PIN9-14的電流，將返回結果別名記為i + 35；

步驟3：通過para.Format(_T("IIH%d")，i + 1)和Excel_Temp_Show(para，i + 35)將別名為i + 35的緩存區中對應的數據顯示到輸出界面參數名“IIHXX”行對應的結果欄。

4.3 輸出高電平電壓測試程序設計

步驟1：通過_on_vpt(1，3，5)測試機專用函數，設置電源通道FORCE1，輸出5 V，電流檔位為3；

步驟2：通過_set_drvpin("L"，15，0)測試機專用函數，將LT腳設置為低電平；

步驟3：通過_pmu_test_iv(i + 28，i + 1，2，-10 000，2，1)測試機專用函數和C語言循環結構，使用電源通道FORCE2對PIN1-7，即輸出管腳，加-10 000 μA電流，使用10 V檔測量輸出管腳電壓將返回結果別名記為i + 28，單位記為mA；

步驟4：通過para.Format(_T("VOH%d")，i + 1)和Excel_Temp_Show(para，i + 28)函數將別名為i + 28的緩存區中對應的數據顯示到輸出界面參數名“VOHXX”行對應的結果欄中。

5 修改ParameterList表格

在ParameterList表格模板上，根據CD4511芯片的3種參數的測試條件要求，修改ParameterList表格模板的每行每列內容，如圖5所示。對CD4511測試程序進行編譯，若編譯發生錯誤，要進行分析檢查，直至編譯成功為止。

圖5 修改“ParameterList.xlsx”

6 基于LK8820的CD4511芯片直流參數測試結果及分析

6.1 測試程序載入與運行

在LK8820測試機的上位機界面上，根據路徑載入測試程序后，單擊“軟件啟動”后，單擊“單次運行測試”，即可顯示出CD4511芯片3種參數的測試結果，如圖6所示。

圖6 基于LK8820測試機的CD4511參數測試結果

6.2 測試結果分析

觀察顯示在上位機CD4511的3種參數測試結果，都在數據手冊允許范圍內，表明測試結果數據在正常范圍內，異常值數量為0，通過與LK8810測試機和LK8810S測試機相比，此種基于LK8820測試機的測試方案速度更快，效率更高。對于芯片電參數測試，LK8820突出了智能化、交互化。對于此芯片其他電參數的測試，可以采用此測試方案的方法繼續進行。對于CMOS系列的集成電路芯片的參數測試，此測試方案具有智能化、交互化，突出了通用性、可視化和精準性。對于基于工程教育認證的課程教學改革以及課程能力的形成起到積極推動的作用，可以落實到具體的教學環節中[3]。同時對于提升集成電路產業鏈經濟效益方面具有積極影響。