CN111060836A - 高精度混合集成电路测试架隔离保护结构 - Google Patents

高精度混合集成电路测试架隔离保护结构 Download PDF

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CN111060836A CN201911273674.8A CN201911273674A CN111060836A CN 111060836 A CN111060836 A CN 111060836A CN 201911273674 A CN201911273674 A CN 201911273674A CN 111060836 A CN111060836 A CN 111060836A
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肖国玲
杨建平
陈慧
饶成明
王波
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Abstract

本发明公开了一种高精度混合集成电路测试架隔离保护结构，涉及电路测试辅助结构技术领域。该测试架隔离保护结构将单片机、测试芯片、继电器、隔离光耦和Handle接口集成在一块电路基板上，利用光耦实现测试架电源与地短路检测、测试架电源与待测芯片电源隔离，能够防止带电插拔损坏芯片，方便安装且增加使用效率，其所有模拟电源和数字电源、模拟地和数字地均采用光耦隔离，抑制共模干扰，避免一体化设计时产生的共模干扰，保证系统信号稳定以及整体工作正常，减小了系统的体积，降低成本提高效率，还可以测量芯片的电源和地是否短路，且电源和指令信号采用光耦隔离，防止串扰。

Description

高精度混合集成电路测试架隔离保护结构
技术领域
本发明涉及电路测试辅助结构技术领域，特别是涉及一种高精度混合集成电路测试架隔离保护结构。
背景技术
集成电路测试是集成电路制成后，交付客户之前，必须完成的针对待测芯片的电气特性测量及使用条件测试。
集成电路测试是对集成电路或模块进行检测，通过测量对于集成电路的输出回应和预期输出比较，以确定或评估集成电路元器件功能和性能的过程，是验证设计、监控生产、保证质量、分析失效以及指导应用的重要手段。
集成电路的不正常状态有缺陷(defect)、故障(fault)和失效(failure)等。由于设计考虑不周全或制造过程中的一些物理、化学因素，使集成电路不符合技术条件而不能正常工作，称为集成电路存在缺陷。
集成电路的缺陷导致它的功能发生变化，称为故障。故障可能使集成电路失效，也可能不失效，集成电路丧失了实施其特定规范要求的功能，称为集成电路失效。故障和缺陷等效，但两者有一定区别，缺陷会引发故障，故障是表象，相对稳定，并且易于测试；缺陷相对隐蔽和微观，缺陷的查找与定位较难。
测试架一般需要加电源、加信号，并将控制信号输出至Handle。混合集成电路测试架通常需要向待测芯片提供测试信号，通过单片机收集待测芯片的在特定测试信号加载情况下产生的各项输出指标进行分析、判断芯片的各项技术指标是否合格。
目前，公开号为CN209525426U的中国专利公开了一种集成电路测试仪，其包括工作台，所述工作台的底部设有支撑腿，所述支撑腿的底部设有移动机构，所述工作台上表面的一端设有PLC控制器，所述工作台上表面的另一端设有集成电路测试仪主体，所述集成电路测试仪主体内腔的上表面设有继电器矩阵板。
这种集成电路的测试架在测试过程中，为了保护待测芯片，一般需要给测试芯片的电源安装开关以防止带电插拔损坏芯片，使用起来效率很低；信号源如采用标准信号发生器成本高、不便于安装，一体化设计时往往因为共模干扰，系统信号不稳定，无法正常工作；测试架输出的信号需要和Handle连接，由于二者电源电压不同，为了防止干扰，一般加继电器隔离，成本高，体积大，效率低。
发明内容
本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种高精度混合集成电路测试架隔离保护结构。
为了解决以上技术问题，本发明提供一种高精度混合集成电路测试架隔离保护结构。
技术效果：能够防止带电插拔损坏芯片，方便安装且增加使用效率，其所有模拟电源和数字电源、模拟地和数字地均采用光耦隔离，抑制共模干扰，避免一体化设计时产生的共模干扰，保证系统信号稳定以及整体工作正常，减小了系统的体积，降低成本提高效率，还可以测量芯片的电源和地是否短路，且电源和指令信号采用光耦隔离，防止串扰。
本发明进一步限定的技术方案是：一种高精度混合集成电路测试架隔离保护结构，包括电路基板，电路基板上集成有：
待测芯片插座、电源模块和单片机，用于为整个测试架供电以及控制、分析测试模块，待测芯片插座内设有继电器，单片机通过控制继电器通断，电源模块内设有稳压器；
ADC/DAC检测单元，通过电源模块进行隔离供电，单片机与ADC/DAC检测单元之间的信号线通过高速光耦HCPL2231隔离，为单片机功能的电源输入端串联有2Ω/2W的测试电阻；
Handle模块，Handle模块与测试架内的电源模块隔离设置，电路基板上还设有用于连接测试架与自动检测仪器的To_Handle插座，单片机测试信号通过设于电路基板内的138译码器选择以实现多路输出，Handle模块以及单片机的指令信号均通过高速光耦HCPL2231隔离。
进一步的，稳压器包括MAX8875EUK50-T、MAX6198AESA和MAX6191AESA，分别连接ADC/DAC检测单元，用于保证ADC/DAC检测单元内参考电压的精确和稳定。
前所述的高精度混合集成电路测试架隔离保护结构，单片机型号为AT89S52，ADC/DAC检测单元内的ADC芯片为CS5532，DAC芯片为DAC8534。
前所述的高精度混合集成电路测试架隔离保护结构，单片机AT89S51、ADC芯片CS5532、DAC芯片DAC8534及高速光耦HCPL2231、继电器、Handle模块的接口均集成在同一块电路基板上。
前所述的高精度混合集成电路测试架隔离保护结构，单片机通过高速光耦隔离控制ADC芯片和DAC芯片，且单片机与Handle模块的接口、电源模块全部通过光耦隔离。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中，芯片的电源测试采用继电器隔离技术。单片机控制继电器EA2-5开关，将待测芯片的电源和测试架电源分离，防止电源串扰。该电路同时还可以测量芯片的电源和地是否短路；
（2）本发明中，高精度稳压电源设计和隔离技术，通过稳压器MAX8875EUK50-T、MAX6198AESA、MAX6191AESA保证A/D和D/A 转换所需的参考电压精确、稳定，所有模拟电源和数字电源、模拟地和数字地均采用光耦隔离，抑制共模干扰；
（3）本发明中，Handle的供电电源、指令信号均采用光耦隔离，防止串扰，测试信号由单片机给出，用138译码器选择，实现多路输出，并且能够拓展；
（4）本发明能够防止带电插拔损坏芯片，方便安装且增加使用效率，其所有模拟电源和数字电源、模拟地和数字地均采用光耦隔离，抑制共模干扰，避免一体化设计时产生的共模干扰，保证系统信号稳定以及整体工作正常，减小了系统的体积，降低成本提高效率，还可以测量芯片的电源和地是否短路，且电源和指令信号采用光耦隔离，防止串扰。
附图说明
图1为实施例1中电源的电路图；
图2为实施例1中电源与ADC/DAC检测单元的连接电路图；
图3为实施例1中电源与Handle模块的连接电路图；
图4为实施例1中的整体电路示意图。
具体实施方式
本实施例提供的一种高精度混合集成电路测试架隔离保护结构，包括电路基板，电路基板上集成有：
待测芯片插座、电源模块和单片机，用于为整个测试架供电以及控制、分析测试模块，待测芯片插座内设有继电器，单片机通过控制继电器通断，电源模块内设有稳压器；
ADC/DAC检测单元，通过电源模块进行隔离供电，单片机与ADC/DAC检测单元之间的信号线通过高速光耦HCPL2231隔离，为单片机功能的电源输入端串联有2Ω/2W的测试电阻；
Handle模块，Handle模块与测试架内的电源模块隔离设置，电路基板上还设有用于连接测试架与自动检测仪器的To_Handle插座，单片机测试信号通过设于电路基板内的138译码器选择以实现多路输出，Handle模块以及单片机的指令信号均通过高速光耦HCPL2231隔离。
其中，稳压器包括MAX8875EUK50-T、MAX6198AESA和MAX6191AESA，分别连接ADC/DAC检测单元，用于保证ADC/DAC检测单元内参考电压的精确和稳定。单片机型号为AT89S52，ADC/DAC检测单元内的ADC芯片为CS5532，DAC芯片为DAC8534。
单片机AT89S51、ADC芯片CS5532、DAC芯片DAC8534及高速光耦HCPL2231、继电器、Handle模块的接口均集成在同一块电路基板上。单片机通过高速光耦隔离控制ADC芯片和DAC芯片，且单片机与Handle模块的接口、电源模块全部通过光耦隔离。
如图1-4所示，工作时，单片机为IC6，继电器为IC7、IC8(EA2-5)，电源短路检测及隔离供电，待测芯片装入测试座后，单片机通过控制继电器通断，测试芯片的电源和地是否存在短路。测得芯片电源正常后，通过继电器接通芯片的工作电源；
其次，ADC、DAC电源隔离供电，主要包含IC3(7805)和R6及滤波电容网络、IC5(7806)和IC1(MAX8875)及滤波电容网络。稳压电源产生的AVDD和DVDD在工作过程中，所有单片机AT89S52给出的信号线通过高速光耦HCPL2231隔离，送入ADC、DAC单元，防止电源波动影响转换精度。
同时，在单片机电源输入端DVDD串联2Ω/2W左右的功率电阻，可测试芯片的工作电流，并可取样电阻两端的电压信号AD_CH1+、AD_CH1-差分送到高精度ADC的正负输入端，可接AD_CH1~AD_CH4中任一组AD_CH*+、AD_CH*-。
最后，Handle电源与测试架供电电源DVDD隔离，To_Handle插座是测试架连接自动检测仪器的通路，利用测试架供电电源DVDD与Handle电源通过光耦PC817隔离供电。测试信号由单片机给出，用138译码器选择，实现多路输出（可扩展），测试信号同时采用光耦隔离。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种高精度混合集成电路测试架隔离保护结构，包括电路基板，其特征在于，所述电路基板上集成有：
待测芯片插座、电源模块和单片机，用于为整个测试架供电以及控制、分析测试模块，待测芯片插座内设有继电器，单片机通过控制继电器通断，电源模块内设有稳压器；
ADC/DAC检测单元，通过电源模块进行隔离供电，单片机与ADC/DAC检测单元之间的信号线通过高速光耦HCPL2231隔离，为单片机功能的电源输入端串联有2Ω/2W的测试电阻；
Handle模块，Handle模块与测试架内的电源模块隔离设置，电路基板上还设有用于连接测试架与自动检测仪器的To_Handle插座，单片机测试信号通过设于电路基板内的138译码器选择以实现多路输出，Handle模块以及单片机的指令信号均通过高速光耦HCPL2231隔离。
2.根据权利要求1所述的高精度混合集成电路测试架隔离保护结构，其特征在于：所述稳压器包括MAX8875EUK50-T、MAX6198AESA和MAX6191AESA，分别连接ADC/DAC检测单元，用于保证ADC/DAC检测单元内参考电压的精确和稳定。
3.根据权利要求1所述的高精度混合集成电路测试架隔离保护结构，其特征在于：所述单片机型号为AT89S52，ADC/DAC检测单元内的ADC芯片为CS5532，DAC芯片为DAC8534。
4.根据权利要求3所述的高精度混合集成电路测试架隔离保护结构，其特征在于：所述单片机AT89S51、ADC芯片CS5532、DAC芯片DAC8534及高速光耦HCPL2231、继电器、Handle模块的接口均集成在同一块电路基板上。
5.根据权利要求4所述的高精度混合集成电路测试架隔离保护结构，其特征在于：所述单片机通过高速光耦隔离控制ADC芯片和DAC芯片，且单片机与Handle模块的接口、电源模块全部通过光耦隔离。
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