[发明专利]一种载具板自校准的高精度测试方法

说明书

本发明涉及半导体测试技术领域，具体地说是一种载具板自校准的高精度测试方法。具体测试方法如下：S1：在测试载具板上设有芯片专用测试管座与4颗继电器的连接电路；S2：在芯片专用测试管座上放置被测芯片；S3：当测试载具板进行自校准模式时，4颗继电器的Relay的端口同时被输入0V的电压；S5：自动测试机的模拟信号采集器抓取信号后，存储为参考电平Vin；S6：当被测芯片进行正常测试模式时，4颗继电器的Relay端口同时被输入5V的电压，找到输出信号电平Vout；S7：计算得出增益G=Vout/Vin。同现有技术相比，每一颗芯片的增益测量值都能达到最优的测试效果，并且自动测试机也无需定期停机去检验测试载具板，降低测试成本。

技术领域

本发明涉及半导体测试技术领域，具体地说是一种载具板自校准的高精度测试方法。

背景技术

关于高保真音频功率放大器芯片的测试，一般包括两部分。第一部分是谐波失真比测试：1.被测芯片上电后，由自动测试机的数字测试通道提供1.5V电压给被测芯片的“CTL”端口，使被测芯片进入跟随模式，即输出信号的幅值与输入信号的幅值相等，增益为1；2.由自动测试机的模拟信号发生器产生1kHz的正弦信号，1Vpp，即峰峰值为1.0V的差分信号，交流耦合输入被测芯片的音频信号输入“IN+, IN-”；3.被测芯片功率驱动输出端“OUT+, OUT-”挂扬声器等效负载电阻（通常为33欧姆，1瓦的功率电阻，加串联电感）的情况下，由自动测试机的模拟信号采集器针对输出的差分信号做离散采样；4. 采样数据经过后台软件的信号处理和频谱分析，计算出谐波失真比；第二部分是可调增益模式测试：1. 被测芯片上电后，自动测试机的数字测试通道将被测芯片状态控制输入“CTL”电压提升到2.0V，调整输出增益为6dB，即输出为输入的两倍；2. 模拟信号发生器送入1Vpp的1kHz的正弦信号，在输出端由模拟信号采集器抓取差分信号的离散采样；3. 采样数据经过后台软件的信号处理，计算出峰峰值电压。与输入电压做比对即可判断增益是否满足通过标准（6dB+/-0.5dB），误差范围约为+/-6%。以上两项测试，对于被测芯片输入端的信号幅值准确度有严格要求，按照测量专业惯用标准，需要至少5倍优于被测项的允许误差，即小于1.2%。

但是目前的测试方案是：1.由模拟信号发生器产生Vin = 1Vpp的差分正弦信号，通过测试电缆和测试载具板，经过隔直电容送入被测芯片，在芯片的功率驱动输出端加负载后，由模拟信号采集器做离散采样。经由后台软件做信号处理，求得输出信号峰峰值Vout，与Vin比值做对数运算后判断。2.芯片差分输入有内置20k的输入阻抗，隔直电容对于1kHz信号的等效阻抗Zc = 1/(2*3.14*1000*0.1*100000) = 1.56k，最终加载到芯片输入端的信号幅值为：Vin@DUT = 1Vpp * [20k / (20k + 2*1.56k)] = 0.863Vpp。3.这里隔直电容通常选择质量优良X7R电容，其标称容差可以达到+/-10%。电容偏差给输入信号幅值变化的影响可以达到Error = +/-[2*1.56k*10% / (20k + 2*1.56k)] = +/-1.37%，这个已经超过了1.2%的信号源允许误差范围。4.另外，由于每片测试载具板电容值都存在不可控的差异，即使是都合格的载具板，实际对于输入信号的衰减系数都有差异。再加上电容作为被动元件，有不可控的温度飘移和老化参数飘移。而芯片的自动测试机都是全年24小时无休，这些参数的不可控变化，都会导致不同批次，不同机台测试通过的芯片存在较大的批次内参数差异，为后续的芯片整机应用造成了后期调试的负担。

测试厂为了应对以上问题，会定期停机，将测试载具板送维修组，做参数校对，必要的话需要更换元件，以纠正偏差过大的电路。然而这样的做法存在缺点：1. 定期停机，做载具板的检测维修，会降低测试机的使用率，增加摊平的测试成本。2.即便是在规格内的不同机台，也会存在特性飘移带来的系统偏差。3.每一颗被测芯片内置输入阻抗的偏差也无法被考虑进去，会进一步造成测试结果偏差的扩大。

发明内容