基于ate 的电源芯片的测试系统设计与性能分析

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1、基于ATE的电源芯片的测试系统设计与性能分析第一章绪论1.1集成电路测试介绍随着我国集成电路产业高速、持续发展，集成电路（IC，IntegratedCircuits）测试已成为集成电路设计、制造、封装以及应用过程中的重要环节，贯穿于IC的整个生产和应用过程中。图1.1为集成电路寿命全过程中的各类测试框图。IC测试就是对集成电路或模块进行检测，通过测量IC的输出响应并将其与预期输出响应相比较，以确定或评估IC元器件功能和性能的过程。我们设计一块IC芯片是为了让它实现一定的功能，但是在设计和制造的过程中总是会存在这样或那样的问题，导致生产的芯片存在缺

2、陷，会影响芯片的功能甚至正常运行。因此，在IC出厂前，需要对其进行测试，筛选出有缺陷的产品，以降低成本损失。如果一个IC产品没通过测试，可能的原因有：（1）测试本身有错；（2）制造过程有问题；（3）设计不正确；（4）最初提出的规范有问题。当发现问题时，可以先通过诊断测试、制造、设计、规范这四个环节，找出问题所在，然后对出现问题的环节进行相关调整，从而达到改善IC性能的目的。通过IC测试不仅可以判断产品合格与否，而且可以找到制造和设计过程中存在的问题。这些信息有助于我们对IC加以改进，进一步提高成品率。总的来说，IC测试有以下四方面的作用：（1）检

3、测：确定DUT（被测器件，DeviceUnderTest）是否具有或者不具有某些故障；（2）诊断：识别DUT的特定故障；（3）器件特性描述：确定和校正设计或测试中的错误；（4）失效模式分析（FMA）：确定引起DUT失效（或缺陷）的原因。集成电路的高速度、高集成度给测试带来了巨大的挑战，推动了IC测试的发展。与此同时，IC测试也促进了IC的进步和应用[1]。......1.2ATE（自动化测试设备）测试系统当前，半导体制造厂家所采用的测试方式都选用自动测试设备（AutomaticTestEquipment）。通用ATE是一种非常先进灵活的方案，可以

4、满足多种产品的程序测试要求。微型计算机控制的仪器出现以后，ATE的结构设计直接针对测试需要，ATE包括系统集成、信号连通、增值软硬件、面向测试的语言和图形用户界面等。在ATE范围内，有着众多设备供应商，如安捷伦（Agilent）、泰瑞达（Teradyne）、爱德万(Advantest)、科利登(Credence)等公司。近年来，这些公司在半导体测试设备领域不断推陈出新，引领整个行业向前发展。在上述厂商的设备之间，甚至同一厂商的不同型号设备中，由于没有统一的测试环境，造成了测试孤岛的产生。所谓测试孤岛，是指不同的测试系统都被硬件和软件的不兼容性所隔

5、离。在今天的制造环境中，产品寿命缩短、产量上升快、电路板更精密、组装技术更为复杂，这些不兼容性的障碍，严重地限制了测试策略的选择。不同的ATE设备形成的测试孤岛，会生成不同格式的、大量的生产测试数据和校准数据，需要分别处理分析并加以整理统计。由于存在数据格式差异性的问题，将占用测试工程师大量时间来解读分析数据，同时数据结构的不一致性，数据中心难以汇总。在数据的采集阶段将数据统一为标准格式非常重要。它有利于中心数据库数据的规范化组织；有利于数据分析和测试程序进行调试；有利于创建普适性、可移植的数据汇总和分析软件；有利于提高生产效率，节约生产成本。A

6、TE有时也称自动测试系统或测试机，根据所测对象的不同，可以分为数字集成电路测试系统、模拟集成电路测试系统、数模混合测试系统、RF测试系统、存储器测试系统和SOC测试系统等。由于芯片的高集成度和多功能化，单一功能的测试系统已经不能满足芯片测试的需要，SOC测试系统已成为被广泛研究和应用的测试系统。它的功能强大，能够用来进行数字、模拟、混合、射频等一系列的测试，同时其价格也是相当昂贵的。目前，几大主流厂商推出的SOC测试系统有Teradyne的FLEX系列，Advantest的T6682，V93000等。本项目所用的是Teradyne的MicroFL

7、EX测试系统[2]。........第二章ADP2381电源芯片2.1开关电源的定义开关电源是作为线性稳压电源的一种替代物出现的，开关电源这一称谓也是相对于线性稳压电源而产生的。顾名思义，开关电源就是电路中的电力电子器件工作在开关状态的电源。这样一来，如果把四大类基本电力电子电路（AC-DC电路、DC-AC电路、AC-AC电路、DC-DC电路）都看成电源电路，则所有的电力电子电路也都可以看成开关电源电路。但是在实际应用中，开关电源所涵盖的范围比这个范围要小的多。同时具备三个条件的电源可称之为开关电源，这三个条件就是：开关（电路中的电力电子器件工作

8、在开关状态而不是线性状态）、高频（电路中的电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频）和直流（电源输出是直流而不是交流）。开关电源是在电