基于LK8820测试机的芯片参数测试研究

余蓓敏

(安徽电子信息职业技术学院 电子工程学院，安徽 蚌埠233000)

1 LK8820测试机特点

LK8820集成电路开发教学平台与LK8810系列平台相比，硬件资源更为丰富，测试机专用函数进一步优化，采用C语言进行程序的编写设计，通过软硬件联调实现对于芯片的测试。LK8820集成电路开发教学平台供电电源为AC220V/5A，由工控机、触屏显示、测试主机、专用电源、测试软件、测试终端接口等部分组成。四象限电源模块新增两路精密四象限恒压、恒流、测压、测流通道。同时，为了满足 64 pin 以下芯片测试需求，电源模块可扩展至2个四象限电源模块(8通道)，数字功能管脚模块可扩展至 4 个数字功能管脚模块(64通道)，模拟开关与时间测量模块可扩展至2个模拟开关与时间测量模块。

2 芯片分析——以CD4511芯片为例

图1 CD4511引脚图

3 CD4511芯片测试电路设计与搭建

3.1 CD4511芯片连接图

根据LK8820测试机硬件资源合理分配资源，得到CD4511引脚与LK8820测试接口的连接如图2所示。

图2 CD4511芯片与LK8820测试接口连接图

3.2 CD4511芯片测试接口分配

CD4511引脚与LK8820测试接口的配接如表1所示。

表1 CD4511芯片测试接口配接表

3.3 CD4511测试电路搭建

根据图2、表2所示的CD4511芯片测试电路和配接表，完成CD4511测试电路搭建，测试板如图3所示。

图3 CD4511测试板正面

将搭建好的转接板测试电路，插接到LK8820外挂盒的芯片测试接口上，CD4511测试电路搭建完成。CD4511测试板与测试机连接所图4所示。

图4 CD4511测试板与测试机连接图

4 基于LK8820的CD4511芯片直流参数测试程序设计

芯片的特性需要通过直流电参数来体现。通过LK8820集成电路测试平台和CD4511测试电路，完成CD4511芯片3种电参数的测试[2]。

4.1 静态工作电流测试程序设计

静态工作电流测试是通过电压源给芯片电源引脚供电，在芯片处于正常工作状态时测量电源引脚电流。根据CD4511芯片数据手册，测试VCC=5 V时CD4511的静态工作电流参数IDD，使用_on_vpt()、_measure()等关键函数来进行测试，将测试结果与数据手册中的范围进行比较。测试程序设计具体过程如下：

步骤1：通过_on_vpt(1，6，5)测试机专用函数，使电源通道FORCE1输出5 V；

步骤2：通过_measure(27，"A"，1，6，3)测试机专用函数，使用10 μA档测量电源通道1的电流将返回结果别名记为27；

步骤3：通过Excel_Temp_Show(_T("IDD")，27)函数，使输出Excel表格数据“IDD”行对应的结果栏显示别名为27的缓存区中对应的数据。

4.2 输入高电平电流测试程序设计

输入高电平电流是逻辑门输入为高电平时的电流，为灌电流。根据芯片数据手册中输入电流参数测试条件，通过加电压测电流的方式进行电源通道电流测试。使用_on_vpt()、_pmu_test_vi()等关键函数来进行测试。对CD4511的所有输入引脚施加18 V电压，并测输入引脚的电流，将测试结果与数据手册中的范围比较。如测得输入引脚的电流若为-1 μA～1 μA，则为良品；否则为非良品。测试程序设计具体过程如下：

步骤1：通过_on_vpt(1，2，18)测试机专用函数，设置电源通道FORCE1输出18 V；

步骤2：通过_pmu_test_vi(i + 35，i + 9，2，7，18，3)测试机专用函数及C语言循环结构，利用电源通道FORCE2向PIN9-14提供18 V的电压，并测输入引脚的电流，使用1 μA档测量流过PIN9-14的电流，将返回结果别名记为i + 35；

步骤3：通过para.Format(_T("IIH%d")，i + 1)和Excel_Temp_Show(para，i + 35)将别名为i + 35的缓存区中对应的数据显示到输出界面参数名“IIHXX”行对应的结果栏。

4.3 输出高电平电压测试程序设计

步骤1：通过_on_vpt(1，3，5)测试机专用函数，设置电源通道FORCE1，输出5 V，电流档位为3；

步骤2：通过_set_drvpin("L"，15，0)测试机专用函数，将LT脚设置为低电平；

步骤3：通过_pmu_test_iv(i + 28，i + 1，2，-10 000，2，1)测试机专用函数和C语言循环结构，使用电源通道FORCE2对PIN1-7，即输出管脚，加-10 000 μA电流，使用10 V档测量输出管脚电压将返回结果别名记为i + 28，单位记为mA；

步骤4：通过para.Format(_T("VOH%d")，i + 1)和Excel_Temp_Show(para，i + 28)函数将别名为i + 28的缓存区中对应的数据显示到输出界面参数名“VOHXX”行对应的结果栏中。

5 修改ParameterList表格

在ParameterList表格模板上，根据CD4511芯片的3种参数的测试条件要求，修改ParameterList表格模板的每行每列内容，如图5所示。对CD4511测试程序进行编译，若编译发生错误，要进行分析检查，直至编译成功为止。

图5 修改“ParameterList.xlsx”

6 基于LK8820的CD4511芯片直流参数测试结果及分析

6.1 测试程序载入与运行

在LK8820测试机的上位机界面上，根据路径载入测试程序后，单击“软件启动”后，单击“单次运行测试”，即可显示出CD4511芯片3种参数的测试结果，如图6所示。

图6 基于LK8820测试机的CD4511参数测试结果

6.2 测试结果分析

观察显示在上位机CD4511的3种参数测试结果，都在数据手册允许范围内，表明测试结果数据在正常范围内，异常值数量为0，通过与LK8810测试机和LK8810S测试机相比，此种基于LK8820测试机的测试方案速度更快，效率更高。对于芯片电参数测试，LK8820突出了智能化、交互化。对于此芯片其他电参数的测试，可以采用此测试方案的方法继续进行。对于CMOS系列的集成电路芯片的参数测试，此测试方案具有智能化、交互化，突出了通用性、可视化和精准性。对于基于工程教育认证的课程教学改革以及课程能力的形成起到积极推动的作用，可以落实到具体的教学环节中[3]。同时对于提升集成电路产业链经济效益方面具有积极影响。