CN114185327A - 一种高速低功耗微控制器高精度测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种用于MCU芯片的高精度测试系统，所述高精度测试系统二次利用3380D测试机；高精度测试系统包括：具有双通道野口插座的测试LB(Load Board)板，和多通道双向转接底座；其中，转接底座对上衔接所述测试载板，对下：向转接MCU芯片的Socket提供双向多通道回路，以避免由线路阻抗造成的单通道单输出采样误差。由于3380D测试机几乎是半导体封测领域中的标配测试机器，正是因此，本发明的解决方案相比现有技术，显著降低了成本，而且针对高速低功耗微控制器的测试，相比现有技术的测试精度更高。
Description
技术领域
本发明属于芯片封测领域，特别涉及一种高速低功耗微控制器高精度测试系统。
背景技术
在芯片封测领域，目前在对MCU芯片这类微控制器进行测试时，MCU厂商往往要求测试方严格管控测试成本。根源在于，MCU芯片作为微控制器，可以看做是CPU处理器的缩减版本，将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，其应用的优点在于为不同的应用场合做不同组合控制，并着力打造超高的性价比。正是因为MCU的技术和市场都要求其具备相当高的性价比，这导致MCU厂商委托封测方进行大批量生产测试时要求控制测试成本。典型的，对于使用TSSOP这类成熟封装技术的MCU芯片，采用较为低级简单的单通道直连方式，以牺牲测试精准度，放宽信号质量检测差异，降低测试成本。
问题在于：MCU芯片越来越发展为一种高速低功耗微控制器，现有技术的测试成本虽然降低了，但是针对此类MCU芯片的测试质量却下降了。
因此，本领域亟需一种针对高速低功耗微控制器、且能够平衡测试成本和测试质量的测试系统。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种用于MCU芯片的高精度测试系统，其特征在于：
所述高精度测试系统二次利用3380D测试机；
所述高精度测试系统包括：具有双通道野口插座的测试LB(Load Board)板，和多通道双向转接底座；
其中，所述转接底座对上衔接所述测试载板，对下：向转接MCU芯片的Socket提供双向多通道回路，以避免由线路阻抗造成的单通道单输出采样误差。
优选的，
所述3380D测试机作为所述高精度测试系统的第一级。
优选的，
所述具有双通道野口插座的测试LB板作为所述高精度测试系统的第二级。
优选的，
所述转接底座作为所述高精度测试系统的第三级。
优选的，
所述转接MCU芯片的Socket包括IC Socket1和IC Socket2。
优选的，
所述3380D测试机，通过牛角插座和64通道排线引出数字和电源模拟通道。
优选的，
所述具有双通道野口插座的测试LB板的背面具有64通道牛角插座。
优选的，
所述测试LB板包括两个继电器，其中，第一继电器作为高频继电器，第二继电器作为烧录器JTAG接口和3380D测试机数字端口的选择开关。
本发明具备如下技术效果：
通过上述方案，3380D测试机在本发明中被复用，当其需要进行3380D测试机的测试作业时，其可以作为独立的3380D测试机，当其需要进行本发明所述的针对MCU芯片的高精度测试使用时，其可以作为所述高精度测试系统的一部分。而3380D测试机几乎是半导体封测领域中的标配测试机器，正是因此，本发明的解决方案相比现有技术，显著降低了成本，而且针对高速低功耗微控制器的测试，相比现有技术的测试精度更高。换言之，本发明能够针对高速低功耗微控制器的测试，平衡其测试成本和测试质量，并相比现有技术改善了该类测试的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明的一个实施例中的结构示意图；
图2是现有技术的测量效果示意图；
图3是本发明的一个实施例中的测试效果示意图；
图4是本发明的一个实施例中的电路示意图；
图5是本发明的一个实施例中的电路示意图；
图6是本发明的一个实施例中的电路示意图；
图7是本发明的一个实施例中的电路示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图1至图7，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
在一个实施例中，本发明揭示了一种用于MCU芯片的高精度测试系统，其特征在于：
所述高精度测试系统二次利用3380D测试机；
所述高精度测试系统包括：具有双通道野口插座的测试LB(Load Board)板，和多通道双向转接底座；
其中，所述转接底座对上衔接所述测试载板，对下：向转接MCU芯片的Socket提供双向多通道回路，以避免由线路阻抗造成的单通道单输出采样误差。
也就是说，本发明所述高精度系统极大的利用了3380D测试机，这使得：3380D测试机在本发明中被复用，当其需要进行3380D测试机的测试作业时，其可以作为独立的3380D测试机，当其需要进行本发明所述的针对MCU芯片的高精度测试使用时，其可以作为所述高精度测试系统的一部分。而3380D测试机几乎是半导体封测领域中的标配测试机器，正是因此，本发明的解决方案相比现有技术，显著降低了成本，而且针对高速低功耗微控制器的测试，相比现有技术的测试精度更高。换言之，本发明能够针对高速低功耗微控制器的测试，平衡其测试成本和测试质量，并相比现有技术改善了该类测试的质量。
优选的，
所述3380D测试机作为所述高精度测试系统的第一级。
优选的，
所述具有双通道野口插座的测试LB板作为所述高精度测试系统的第二级。
优选的，
所述转接底座作为所述高精度测试系统的第三级。
优选的，
所述转接MCU芯片的Socket包括IC Socket1和IC Socket2。
优选的，
所述3380D测试机，通过牛角插座和64通道排线引出数字和电源模拟通道。
优选的，
所述具有双通道野口插座的测试LB板的背面具有64通道牛角插座。
优选的，
所述测试LB板包括两个继电器，其中，第一继电器作为高频继电器，第二继电器作为烧录器JTAG接口和3380D测试机数字端口的选择开关。
参见图1至图7，在如下实施例中：
所述用于MCU芯片的高精度测试系统，其中：
第一级测试系统采用3380D数字测试机，通过牛角插座和64通道排线引出数字和电源模拟通道；
第二级测试系统以背面同样带有64通道牛角插座的测试LB(LoadBoard)板，即测试载板为核心，其中，牛角插座连接第一级给出的测试和控制信号，测试载板连接的电源端口并联100nf和10μf两个旁路电容，以滤除3380D的电源端口上电的高、低频杂波干扰。测试LB板包括两个继电器，其中第一继电器为高频继电器，满足至少16M时钟信号的通信标准，其用于：切换外部16M晶振作为时钟源连接被测芯片，或切换3380D测试机数字通道对被测芯片时钟通道进行控制。第二继电器作为烧录器JTAG接口和3380D测试机数字端口的选择开关，分别切换两者对芯片串口端的连接和通信，参见图1；测试MCU芯片各个功能模块的运行程序通过编译加密后固化进图1所示的烧录器，测试机只负责作为通信控制端，控制烧录器是否载入程序进入被测芯片，并在芯片加载程序后，发送对应各个功能模块测试运行的开始指令，避免从测试机端直接配置被测芯片的各个内部模块，其中，加密后的程序内部写入一个版本序列号，每次测试烧录后，3380D测试机先向被测芯片发送当前需要测试的版本号与载入芯片内版本序列号进行对比，比对相同才允许后续功能项测试，防止程序误烧检测；
需要说明的是，其中，通道原理图见图4至图7，slot0/slot1连接数字接口，DPS连接电源接口，TBUS连接继电器控制端；
第三级第二级测试系统以一个多通道双向转接底座为核心，当最初的测试信号从第一级发出时，经过第二级的下放，在链路传输中存在无可避免的损耗误差，通过对每个单向通道并行增加一个高阻态反馈通路(相当于开路，无电流，无信号损失)，实时反馈测试终端IC SOCKET(芯片夹具)上最终的信号情况，从而可以在测试信号控制中根据反馈结果实时改变输出信号误差；其中，
多通道双向转接底座向下连接测试系统最终的IC SOCKET1或2(即芯片夹具)；为进一步保证控制和测量信号精度的提升，多通道双向转接底座能够将测试终端IC SOCKET的信号通过反馈通路引入到第二级测试系统，优选的，第二级测试系统采用野口插座，利用野口插座每排左右各有一个对称引脚接口作为给定和反馈通路，从而充分利用该野口插座及其接口，贯通二、三两级测试系统，形成开尔文方式连接，使最终电压控制精度由传统连接线方式的±0.05V波动降低至±0.01V，电压误差减小的同时保证低功耗模式下uA至nA级别电流测量精度提升，并将在测量50MHz高速度频率信号时的±3％误差降低至±1％，参见图2、图3所示。
以正常TSSOP封装的MCU微控制器测试为例，其是由测试系统通过单通道转接线与芯片测试底座进行相连，当高速低功耗MCU的时钟速率达到10MHz以上，A/D转换等电压精度要求±0.01V以内时，单通道转接线的长度、材质和连接方式都对测量信号产生超出规格范围内允许的偏差，再加上多级测试系统间的传递损耗，最终将误差放大至2倍以上。
综上，本发明通过采用3380D数字测试机作为测试系统第一级，搭配双通道野口插座的LB(LoadBoard)测试载板作为测试系统第二级，第一级和第二级之间采用64通道排线作为连接通道，同时将以往第三级采用的单通道转接线+老化座底板方式替换为多通道双向转接方式的连接底座，对上衔接第二级的双向野口插座，对下使转接MCU IC的socket(芯片夹具)具有双向多通道回路，避开由线路阻抗造成的单通道单输出采样误差。进一步的，第三级采用两个socket实现输出+反馈的方式，对给定和采样精度较高的测量通道实现输出+反馈的开尔文连接方式，进一步改善了测试质量。
能够理解，通过本发明，可以有效的提升被测芯片的电压测量和给定精度，进而提升对高速低功耗微控制芯片(MCU)的A/D转换精度检验、减小HSL/LSI内部时钟时序和电平误差判断，以及提高低功耗模式下电流的稳定性和参考VREF电平的准确度；且该方案可推广给具有相同模块类型的数字芯片，降低每次量产测试环境搭建所引起的系统误差干扰，从而提高大批量测试的准确性并改善量产良率，降低生产测试的误宰损耗。这是因为，造成误宰的根本原因，包含了设备、晶圆针测损耗、人员设定等。
简言之，本发明实现了如下目的：不增加过多的测试成本，利用现有的测试仪器和设备，通过重新设计外部硬件系统的转换方式，进行更加精准的测试电压控制，达到对高速低功耗微控制器更高测试要求的满足。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种用于MCU芯片的高精度测试系统，其特征在于：
所述高精度测试系统二次利用3380D测试机；
所述高精度测试系统包括：具有双通道野口插座的测试LB(Load Board)板，和多通道双向转接底座；
其中，所述转接底座对上衔接所述测试载板，对下：向转接MCU芯片的Socket提供双向多通道回路，以避免由线路阻抗造成的单通道单输出采样误差。
2.如权利要求1所述高精度测试系统，其中，优选的，
所述3380D测试机作为所述高精度测试系统的第一级。
3.如权利要求1所述高精度测试系统，其中，
所述具有双通道野口插座的测试LB板作为所述高精度测试系统的第二级。
4.如权利要求1所述高精度测试系统，其中，
所述转接底座作为所述高精度测试系统的第三级。
5.如权利要求1所述高精度测试系统，其中，
所述转接MCU芯片的Socket包括IC Socket1和IC Socket2。
6.如权利要求1所述高精度测试系统，其中，
所述3380D测试机，通过牛角插座和64通道排线引出数字和电源模拟通道。
7.如权利要求1所述高精度测试系统，其中，
所述具有双通道野口插座的测试LB板的背面具有64通道牛角插座。
8.如权利要求1所述高精度测试系统，其中，
所述测试LB板包括两个继电器，其中，第一继电器作为高频继电器，第二继电器作为烧录器JTAG接口和3380D测试机数字端口的选择开关。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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