如何高效精準地進行芯片直流特性測試

什么是芯片直流特性測試？

芯片測試中的直流（DC）特性測試是指通過測量芯片的直流電特性參數(shù)（例如電流、電壓、電阻）來驗證芯片電學(xué)性能是否符合設(shè)計要求的過程。這些測試通常包括以下方面：

• 電源電壓測試：電源電壓測試主要測量芯片在不同電壓下的電流變化，旨在確定芯片的最小和最大電源電壓范圍。測試人員會向芯片的電源端口輸入不同的電壓，然后測量芯片的電流變化，以獲取芯片的最小和最大電源電壓。
• 地引腳測試：地引腳測試主要是為了測量芯片的接地電壓，以確定該接地電壓是否符合設(shè)計規(guī)范。如果接地電壓不合規(guī)范，可能會導(dǎo)致芯片失效或其他問題。
• I-V測試：I-V測試是一種重要的電學(xué)測試，用于測量芯片中電流和電壓之間的關(guān)系。這個過程需要在恒定電壓下，測量芯片中的電流變化，或在恒定電流下測量芯片中的電壓變化。這可以使測試人員確定芯片在不同電壓或電流下的性能，以驗證生產(chǎn)線上或客戶端的使用中的性能是否在應(yīng)用范圍內(nèi)。
• 電阻測試：電阻測試用于測量芯片中不同部件之間的電阻大小，并確保其在設(shè)計要求的合理范圍內(nèi)，避免可能導(dǎo)致芯片失效或產(chǎn)生其他問題的電阻問題。

芯片測試中的直流特性測試對于驗證芯片電學(xué)性能的關(guān)鍵特性至關(guān)重要，可以提高芯片的可靠性和性能，確保其正常工作。

半導(dǎo)體測試系統(tǒng)模塊

什么是PMU？

精密測量單元PMU（Precision Measurement Unit）是一種非常重要的電學(xué)測量和控制單元，它可以測量電流、電壓和功率等參數(shù)，以提高測試精度和可靠性。在芯片設(shè)計制造以后，產(chǎn)品交付之前，需要進行大規(guī)模的半導(dǎo)體產(chǎn)品測試或集成電路芯片測試，而PMU就是用于精確的DC參數(shù)測量。它能驅(qū)動電流進入器件而去量測電壓，或者為器件加上電壓而去量測產(chǎn)生的電流。

PMU在芯片直流特性測試中的應(yīng)用主要是測量芯片的電流和電壓等參數(shù)，并計算出芯片的功率和功耗等指標。PMU具有高精度和高速度的測量能力，可以實現(xiàn)微秒級別的電學(xué)測量，比傳統(tǒng)的測量方法更加準確和快速。此外，PMU還可以進行多種電學(xué)測量，并將測量結(jié)果分析和處理，以優(yōu)化測試流程和提高測試效率。

通過將每個通道的PMU與數(shù)字測試功能組合在一個測試儀器中，可以大大簡化在數(shù)字和混合信號器件上執(zhí)行的一系列直流測試。動態(tài)數(shù)字I/O板卡往往就會搭載PMU引腳功能來進行DC參數(shù)測試。對于不同的動態(tài)數(shù)字I/O卡來說，PMU的數(shù)量也有所不同。低端的測試設(shè)備往往只有一個PMU，通過共享的方式被測試通道逐次使用；中端測試設(shè)備則有一組PMU，通常為8個或16個，而一組通道往往也是8個或16個，這樣可以整組逐次使用；然而，高端的測試設(shè)備則會采用per pin（每引腳）的結(jié)構(gòu)，每個通道都配置一個PMU。

虹科讓芯片直流特性測試更高效更精準

GX5295是一款帶有精密測量單元PMU功能的動態(tài)數(shù)字IO板卡，在芯片直流特性測試中，具有多種優(yōu)勢。該產(chǎn)品具有32個可配置的輸入/輸出通道和4個具有可編程電平的控制/定時通道，以及256 MB板載內(nèi)存。

虹科動態(tài)數(shù)字I/O GX5295 PXI板卡

值得一提的是，GX5295每個通道都帶有PMU引腳，可動態(tài)配置，并且其驅(qū)動/感應(yīng)電壓范圍為-2 V至+7 V，使其非常適合用于芯片DC參數(shù)測試。此外，GX5295支持激勵/響應(yīng)和實時比較模式，有助于測試工程師更好地分析和解決測試問題。

GX5295搭配功能強大的自動化測試執(zhí)行管理軟件—ATEasy，可快速完成測試程序開發(fā)，高效精準地執(zhí)行芯片直流特性測試，生成測試報告。

ATEasy 任務(wù)測試結(jié)構(gòu)的示例如下圖所示。ATEasy 將根據(jù)預(yù)設(shè)的Min/Max 參數(shù)范圍，自動評估測試結(jié)果，返回到 TestResult，判斷每個連續(xù)性測量的 Pass/Fail 狀態(tài)，并將評估結(jié)果自動報告給 Test Log（標準輸出）或 Test Executive（ATEasy 的測試管理界面）。

ATEasy 芯片直流特性連續(xù)測試任務(wù)和測試指令

ATEasy 芯片直流特性測試管理界面

此外，虹科提供基于PXI平臺的下一代半導(dǎo)體ATE測試平臺TS-960e。 TS-960e可作為臺式系統(tǒng)或集成機械手，充分利用PXI架構(gòu)，為SoC和SiP等半導(dǎo)體器件測試應(yīng)用，實現(xiàn)經(jīng)濟高效且功能齊全的測試解決方案。該測試系統(tǒng)集成了高功率(每插槽60 W)，21插槽，PXIe機箱和定制設(shè)計的性能測試接口。支持用于連接被測設(shè)備的PCB DUT(待測器件)板。另外，接收器接口的引腳是現(xiàn)場可配置的，允許用戶在修改或升級系統(tǒng)以用于新應(yīng)用時來升級接收器。接收機的配置可以支持多達512個數(shù)字通道，以及一系列模擬、設(shè)備電源(DPS)和射頻資源。

TS-960e 半導(dǎo)體測試系統(tǒng)

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