【2023集创赛】加速科技杯二等奖作品：基于ATE的电源芯片测试设计与性能分析

news2024/12/22 5:18:01

本文为2023年第七届全国大学生集成电路创新创业大赛（“集创赛”）加速科技杯二等奖作品分享，参加极术社区的【有奖征集】分享你的2023集创赛作品，秀出作品风采，分享2023集创赛作品扩大影响力，更有丰富电子礼品等你来领！

团队介绍

参赛单位：中北大学
指导老师：赵锐、李中豪
参赛队员：郑昊、李国豪、郑珂
决赛奖项：“航天微电子杯”西北赛区二等奖

写在前面

我们团队的成员对于这次比赛的成绩还是比较满意的，虽然没能拿到一等奖留有缺憾，但一次精彩的比赛给我们带来的收获已超过了奖项本身的价值。一所优秀的高校、一群优秀的学生，这让我们团队的同学看到了差距，鼓足了动力，明确了努力的方向，并决心在明年的比赛中取得更好的成绩。

回首这次比赛的过程，实属难忘。这是我们第一次参加该比赛，从选题到准备完全都是摸着石头过河。在老师的指导下，我们的目光聚焦行业现状，即随着我国集成电路和半导体行业的飞速发展，集成电路芯片的测试已然变成集成电路设计与制造、封装同应用的密切相连的关键性的部分，贯穿于IC的整个生产和应用过程中。我们对某IC芯片进行设计旨在使它满足相应的应用要求，在设计和制造的整个过程中却难免会有许多问题存在，导致生产的芯片存在问题和缺陷。

因此，芯片在出厂之前，一定要对之进行合格性测试，选出那些有缺陷的芯片，从而减少不必要的成本消耗。在这个宗旨下，我们注意到电源技术正向着高速和高频方向不断发展。而随着频率的不断提高，这就给如何对其动态参数和静态参数进行准确的测试带来了前所未有的挑战。

在这两个现实的行业背景与需求下，我们明确了我们的选题的方向，即基于ATE的电源芯片测试设计与性能分析。

这一选题是应时代需求而生的。

设计简介

直流参数测试设计

直流参数主要包括电源电流IQ、输出高低电平VOHL和转换电平VIHL等。

Rdson 测试

在ATE测试中，我们不采用常规的测试方法，而是使用Kelvin连接方式测电阻。Kelvin连接，也叫四线制连接，是一种测量微小电阻的方法。它能有效的去除导线电阻等杂项对微小电阻的影响，使测试结果更精确。
在这里插入图片描述

开短路测试

这项测试用来检查芯片的信号管脚电器特性上是否连接正常，没有发生信号管脚之间短路或者信号管脚和电源或地短路的情况。在生产测试中，测试时间往往决定着测试成本，让有缺陷的芯片提前结束测试是非常有必要的，所以开短路和漏电流这类测试时间较短，且在某种程度上能较全面地检查出有缺陷的芯片的测试项放在前面测试是测试过程中通常的做法。

漏电流测试

在理想的工艺条件下，可以认为 MOS管的控制端和导电通路的输入输出端之间的电流近似为零。但实际上总是有一部分电子穿过氧化硅层到达控制端，形成漏电流，当漏电流过大时就会对 MOS管的电性特性产生影响从而影响整块电路的特性，甚至无法正常工作。所以必须把漏电流限制在一定范围之内，当漏电流超过这个范围时，就可认定这是一块有缺陷的电路。