CN116008790A - 一种芯片老化测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于芯片测试领域，涉及数据分析技术，用于解决现有的芯片老化测试系统无法根据老化测试的结果数据为芯片生成优化的使用参数的问题，具体是一种芯片老化测试系统及方法，包括老化测试平台，所述老化测试平台通信连接有干扰处理模块、老化测试模块、应用优化模块以及存储模块；所述干扰处理模块用于在芯片测试之前对芯片测试现场进行环境检测分析；所述老化测试模块用于对芯片进行老化测试：将待进行老化测试的芯片标记为测试对象；本发明可以在芯片进行老化测试之前对老化测试环境进行预处理，通过鼓风机与冷气空调等外接设备对老化测试环境进行温度、湿度的调节，将外部环境对老化测试结果的影响降到最低。

Description

一种芯片老化测试系统及方法

技术领域

本发明属于芯片测试领域，涉及数据分析技术，具体是一种芯片老化测试系统及方法。

背景技术

芯片老化试验的最终目的是预测产品的使用寿命，评估或预测制造商生产的产品的耐久性；随着半导体技术的快速发展和芯片复杂性的逐年增加，芯片测试贯穿了整个设计开发和生产过程，越来越具有挑战性，老化测试是一项重要的测试，用于在交付给客户之前消除早期故障产品。

现有的芯片老化测试系统仅能够对芯片的使用寿命进行评估或预测，但是无法根据老化测试的结果数据为芯片生成优化的使用参数，从而无法在芯片使用过程中对其应用环境进行约束，导致出厂合格的芯片在异常应用环境下的使用寿命低下。

针对上述技术问题，本申请提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种芯片老化测试系统及方法，用于解决现有的芯片老化测试系统无法根据老化测试的结果数据为芯片生成优化的使用参数的问题；

本发明需要解决的技术问题为：如何提供一种可以根据老化测试的结果数据为芯片生成优化的使用参数的芯片老化测试系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种芯片老化测试系统，包括老化测试平台，所述老化测试平台通信连接有干扰处理模块、老化测试模块、应用优化模块以及存储模块；

所述干扰处理模块用于在芯片测试之前对芯片测试现场进行环境检测分析；

所述老化测试模块用于对芯片进行老化测试：将待进行老化测试的芯片标记为测试对象i，i=1，2，…，n，n为正整数，通过电源为测试对象i进行电压值为L1V的恒压供电，获取测试对象i的测试温度范围，将测试温度范围分割为若n个温度区间，将温度区间的最小边界值标记为温度区间的测试温度值，将n个测试对象与n个温度区间进行一一匹配，通过老化测试座将测试对象i的测试环境温度值调节至与其匹配的温度区间的测试温度值，将测试时长分割为若干个测试时段，获取测试时段内流经测试对象i的最大电流值并标记为流表值LBi；获取测试对象在测试时段内的测试系数CS；通过存储模块获取到测试阈值CSmax，将测试系数CS与测试阈值CSmax进行比较并通过比较结果将测试对象标记为合格对象或不合格对象；

所述应用优化模块用于对芯片的应用环境进行优化分析并得到优化温度值，将优化温度值发送至老化测试平台。

作为本发明的一种优选实施方式，干扰处理模块在芯片测试之前对芯片测试现场进行环境检测分析的具体过程包括：在芯片测试开始之前，开启鼓风机与冷气空调，获取芯片测试现场的空气温度值、空气湿度值以及气流速度值；通过存储模块获取到温度范围、湿度范围以及流速范围，在空气温度值、空气湿度值以及气流速度值分别达到温度范围以内、湿度范围以内以及流速范围以内时，对芯片测试现场进行灰尘检测，直至芯片测试现场检测不到灰尘时，干扰处理模块向老化测试平台发送开启信号，老化测试平台接收到开启信号后将开启信号发送至老化测试模块，老化测试模块接收到开启信号后控制老化测试座开启运行。

作为本发明的一种优选实施方式，测试对象在测试时段内的测试系数CS的获取过程包括：以测试对象的测试时长为X轴、测试对象在测试时段内的流表值LBi为Y轴建立直角坐标系，以测试时段的中间时段为横坐标、测试对象在测试时段内的流表值LBi为纵坐标在直角坐标系中标出若干个测试点，将测试点自左向右依次进行连接得到测试折线，以最右侧的测试点为端点向X轴作一条垂线得到边界线，由测试折线、X轴、Y轴以及边界线构成一个封闭的多边形，将多边形的面积值标记为测试表现值CB，通过对测试表现值CB进行数值计算得到测试对象的测试系数CS。

作为本发明的一种优选实施方式，将测试系数CS与测试阈值CSmax进行比较的具体过程包括：若测试系数CS小于测试阈值CSmax，则判定测试对象在当前测试时段内的测试状态满足要求，继续执行下一测试时段的老化测试；若测试系数CS大于等于测试阈值CSmax，则判定测试对象在当前测试时段内的测试状态不满足要求，将当前测试时段的开始时刻与老化测试开始时刻的差值标记为测试对象的老化时长；通过老化时长的数值大小将测试对象标记为合格对象或不合格对象。

作为本发明的一种优选实施方式，将测试对象标记为合格对象或不合格对象的具体过程包括：通过存储模块获取到老化阈值，将老化时长与老化阈值进行比较：若老化时长大于老化阈值，则判定测试对象的老化测试结果为合格，将对应测试对象标记为合格对象；若老化时长小于等于老化阈值，则判定测试对象的老化测试结果为不合格，将对应测试对象标记为不合格对象，将不合格对象发送至老化测试平台。

作为本发明的一种优选实施方式，应用优化模块对芯片的应用环境进行优化分析的具体过程包括：将所有测试对象的老化时长建立老化集合，对老化集合进行方差计算得到老化测试的集中系数，将老化集合中数值最小的元素进行剔除，对剔除后的老化集合进行方差计算得到更新系数，将集中系数与更新系数差值的绝对值标记为优化系数，通过存储模块获取到优化阈值，将优化系数与优化阈值进行比较：若优化系数小于优化阈值，则将老化集合剩余元素中数值最小的元素进行剔除并重新计算优化系数，直至优化系数大于等于优化阈值，优化分析结束；若优化系数大于等于优化阈值，则判定优化分析结束；将老化集合剔除的元素中数值最大的元素对应的测试温度值标记为优化温度值，将优化温度值发送至老化测试平台。

一种芯片老化测试方法，包括以下步骤：

步骤一：在芯片测试之前对芯片测试现场进行环境检测分析：在芯片测试开始之前，开启鼓风机与冷气空调，在空气温度值、空气湿度值以及气流速度值分别达到温度范围以内、湿度范围以内以及流速范围以内时，对芯片测试现场进行灰尘检测，直至芯片测试现场检测不到灰尘时执行步骤二；

步骤二：对芯片进行老化测试：将待进行老化测试的芯片标记为测试对象，将测试时长分割为若干个测试时段，获取测试对象的老化时长，通过老化时长将测试对象标记为合格对象或不合格对象；

步骤三：对芯片的应用环境进行优化分析：将所有测试对象的老化时长建立老化集合并进行优化系数，在优化系数大于等于优化阈值时对优化温度值进行标记，将优化温度值发送至老化测试平台。

本发明具备下述有益效果：

通过干扰处理模块可以在芯片进行老化测试之前对老化测试环境进行预处理，通过鼓风机与冷气空调等外接设备对老化测试环境进行温度、湿度的调节，将外部环境对老化测试结果的影响降到最低；同时对老化测试环境进行除尘处理，降低灰尘对老化测试结果的影响；

通过老化测试模块可以对芯片进行老化测试，通过分组测试的方式对芯片在不同高温下的运行状态进行监测分析，通过芯片测试状态不满足要求的测试时长对芯片的抗高温能力进行反馈，从而对芯片进行不同标记，防止不满足要求的芯片出厂销售；

通过应用优化模块可以对芯片的应用环境进行优化分析，通过对老化集合进行剔除后的方差计算得到优化系数，通过优化系数对影响芯片正常运行的临界温度值进行检测，从而根据临界温度值对芯片的应用环境温度进行约束，延缓芯片的老化速度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明实施例一的系统框图；

图2为本发明实施例二的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，一种芯片老化测试系统，包括老化测试平台，老化测试平台通信连接有干扰处理模块、老化测试模块、应用优化模块以及存储模块。

干扰处理模块用于在芯片测试之前对芯片测试现场进行环境检测分析：在芯片测试开始之前，开启鼓风机与冷气空调，获取芯片测试现场的空气温度值、空气湿度值以及气流速度值；通过存储模块获取到温度范围、湿度范围以及流速范围，在空气温度值、空气湿度值以及气流速度值分别达到温度范围以内、湿度范围以内以及流速范围以内时，对芯片测试现场进行灰尘检测，直至芯片测试现场检测不到灰尘时，干扰处理模块向老化测试平台发送开启信号，老化测试平台接收到开启信号后将开启信号发送至老化测试模块，老化测试模块接收到开启信号后控制老化测试座开启运行；在芯片老化测试开始之前进行环境预检测分析，通过鼓风机与冷气空调对制造现场进行降温干燥加压，从而将芯片测试现场的所有灰尘全部排除，保证测试现场的洁净度；在芯片进行老化测试之前对老化测试环境进行预处理，通过鼓风机与冷气空调等外接设备对老化测试环境进行温度、湿度的调节，将外部环境对老化测试结果的影响降到最低；同时对老化测试环境进行除尘处理，降低灰尘对老化测试结果的影响。

老化测试模块用于对芯片进行老化测试：将待进行老化测试的芯片标记为测试对象i，i=1，2，…，n，n为正整数，通过电源为测试对象i进行电压值为L1V的恒压供电，获取测试对象i的测试温度范围，将测试温度范围分割为若n个温度区间，将温度区间的最小边界值标记为温度区间的测试温度值，将n个测试对象与n个温度区间进行一一匹配，通过老化测试座将测试对象i的测试环境温度值调节至与其匹配的温度区间的测试温度值，将测试时长分割为若干个测试时段，获取测试时段内流经测试对象i的最大电流值并标记为流表值LBi，以测试对象的测试时长为X轴、测试对象在测试时段内的流表值LBi为Y轴建立直角坐标系，以测试时段的中间时段为横坐标、测试对象在测试时段内的流表值LBi为纵坐标在直角坐标系中标出若干个测试点，将测试点自左向右依次进行连接得到测试折线，以最右侧的测试点为端点向X轴作一条垂线得到边界线，由测试折线、X轴、Y轴以及边界线构成一个封闭的多边形，将多边形的面积值标记为测试表现值CB，通过公式CS=（t1*CB）/（t2*YB）得到测试对象的测试系数CS，其中t1与t2均为比例系数，且t1＞t2＞1；YB为最右侧测试点的横坐标数值；通过存储模块获取到测试阈值CSmax，将测试系数CS与测试阈值CSmax进行比较：若测试系数CS小于测试阈值CSmax，则判定测试对象在当前测试时段内的测试状态满足要求，继续执行下一测试时段的老化测试；若测试系数CS大于等于测试阈值CSmax，则判定测试对象在当前测试时段内的测试状态不满足要求，将当前测试时段的开始时刻与老化测试开始时刻的差值标记为测试对象的老化时长；通过存储模块获取到老化阈值，将老化时长与老化阈值进行比较：若老化时长大于老化阈值，则判定测试对象的老化测试结果为合格，将对应测试对象标记为合格对象；若老化时长小于等于老化阈值，则判定测试对象的老化测试结果为不合格，将对应测试对象标记为不合格对象，将不合格对象发送至老化测试平台；对芯片进行老化测试，通过分组测试的方式对芯片在不同高温下的运行状态进行监测分析，通过芯片测试状态不满足要求的测试时长对芯片的抗高温能力进行反馈，从而对芯片进行不同标记，防止不满足要求的芯片出厂销售。

应用优化模块用于对芯片的应用环境进行优化分析：将所有测试对象的老化时长建立老化集合，对老化集合进行方差计算得到老化测试的集中系数，将老化集合中数值最小的元素进行剔除，对剔除后的老化集合进行方差计算得到更新系数，将集中系数与更新系数差值的绝对值标记为优化系数，通过存储模块获取到优化阈值，将优化系数与优化阈值进行比较：若优化系数小于优化阈值，则将老化集合剩余元素中数值最小的元素进行剔除并重新计算优化系数，直至优化系数大于等于优化阈值，优化分析结束；若优化系数大于等于优化阈值，则判定优化分析结束；将老化集合剔除的元素中数值最大的元素对应的测试温度值标记为优化温度值，将优化温度值发送至老化测试平台；对芯片的应用环境进行优化分析，通过对老化集合进行剔除后的方差计算得到优化系数，通过优化系数对影响芯片正常运行的临界温度值进行检测，从而根据临界温度值对芯片的应用环境温度进行约束，延缓芯片的老化速度。

实施例2：

如图2所示，一种芯片老化测试方法，包括以下步骤：

步骤一：在芯片测试之前对芯片测试现场进行环境检测分析：在芯片测试开始之前，开启鼓风机与冷气空调，在空气温度值、空气湿度值以及气流速度值分别达到温度范围以内、湿度范围以内以及流速范围以内时，对芯片测试现场进行灰尘检测，直至芯片测试现场检测不到灰尘时执行步骤二；

步骤二：对芯片进行老化测试：将待进行老化测试的芯片标记为测试对象，将测试时长分割为若干个测试时段，获取测试对象的老化时长，通过老化时长将测试对象标记为合格对象或不合格对象；

步骤三：对芯片的应用环境进行优化分析：将所有测试对象的老化时长建立老化集合并进行优化系数，在优化系数大于等于优化阈值时对优化温度值进行标记，将优化温度值发送至老化测试平台。

一种芯片老化测试系统及方法，工作时，在芯片测试开始之前，开启鼓风机与冷气空调，在空气温度值、空气湿度值以及气流速度值分别达到温度范围以内、湿度范围以内以及流速范围以内时，对芯片测试现场进行灰尘检测，直至芯片测试现场检测不到灰尘时执行步骤二；将待进行老化测试的芯片标记为测试对象，将测试时长分割为若干个测试时段，获取测试对象的老化时长，通过老化时长将测试对象标记为合格对象或不合格对象；将所有测试对象的老化时长建立老化集合并进行优化系数，在优化系数大于等于优化阈值时对优化温度值进行标记，将优化温度值发送至老化测试平台。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；如：公式CS=（t1*CB）/（t2*YB）；由本领域技术人员采集多组样本数据并对每一组样本数据设定对应的测试系数；将设定的测试系数和采集的样本数据代入公式，任意两个公式构成二元一次方程组，将计算得到的系数进行筛选并取均值，得到t1以及t2的取值分别为3.47和2.26；

系数的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个具体的数值，便于后续比较，关于系数的大小，取决于样本数据的多少及本领域技术人员对每一组样本数据初步设定对应的测试系数；只要不影响参数与量化后数值的比例关系即可，如测试系数与测试表现值的数值成正比。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种芯片老化测试系统，其特征在于，包括老化测试平台，所述老化测试平台通信连接有干扰处理模块、老化测试模块、应用优化模块以及存储模块；

所述干扰处理模块用于在芯片测试之前对芯片测试现场进行环境检测分析；

所述老化测试模块用于对芯片进行老化测试：将待进行老化测试的芯片标记为测试对象i，i=1，2，…，n，n为正整数，通过电源为测试对象i进行电压值为L1V的恒压供电，获取测试对象i的测试温度范围，将测试温度范围分割为若n个温度区间，将温度区间的最小边界值标记为温度区间的测试温度值，将n个测试对象与n个温度区间进行一一匹配，通过老化测试座将测试对象i的测试环境温度值调节至与其匹配的温度区间的测试温度值，将测试时长分割为若干个测试时段，获取测试时段内流经测试对象i的最大电流值并标记为流表值LBi；获取测试对象在测试时段内的测试系数CS；通过存储模块获取到测试阈值CSmax，将测试系数CS与测试阈值CSmax进行比较并通过比较结果将测试对象标记为合格对象或不合格对象；

所述应用优化模块用于对芯片的应用环境进行优化分析并得到优化温度值，将优化温度值发送至老化测试平台。

2.根据权利要求1所述的一种芯片老化测试系统，其特征在于，干扰处理模块在芯片测试之前对芯片测试现场进行环境检测分析的具体过程包括：在芯片测试开始之前，开启鼓风机与冷气空调，获取芯片测试现场的空气温度值、空气湿度值以及气流速度值；通过存储模块获取到温度范围、湿度范围以及流速范围，在空气温度值、空气湿度值以及气流速度值分别达到温度范围以内、湿度范围以内以及流速范围以内时，对芯片测试现场进行灰尘检测，直至芯片测试现场检测不到灰尘时，干扰处理模块向老化测试平台发送开启信号，老化测试平台接收到开启信号后将开启信号发送至老化测试模块，老化测试模块接收到开启信号后控制老化测试座开启运行。

3.根据权利要求2所述的一种芯片老化测试系统，其特征在于，测试对象在测试时段内的测试系数CS的获取过程包括：以测试对象的测试时长为X轴、测试对象在测试时段内的流表值LBi为Y轴建立直角坐标系，以测试时段的中间时段为横坐标、测试对象在测试时段内的流表值LBi为纵坐标在直角坐标系中标出若干个测试点，将测试点自左向右依次进行连接得到测试折线，以最右侧的测试点为端点向X轴作一条垂线得到边界线，由测试折线、X轴、Y轴以及边界线构成一个封闭的多边形，将多边形的面积值标记为测试表现值CB，通过对测试表现值CB进行数值计算得到测试对象的测试系数CS。

4.根据权利要求3所述的一种芯片老化测试系统，其特征在于，将测试系数CS与测试阈值CSmax进行比较的具体过程包括：若测试系数CS小于测试阈值CSmax，则判定测试对象在当前测试时段内的测试状态满足要求，继续执行下一测试时段的老化测试；若测试系数CS大于等于测试阈值CSmax，则判定测试对象在当前测试时段内的测试状态不满足要求，将当前测试时段的开始时刻与老化测试开始时刻的差值标记为测试对象的老化时长；通过老化时长的数值大小将测试对象标记为合格对象或不合格对象。

5.根据权利要求4所述的一种芯片老化测试系统，其特征在于，将测试对象标记为合格对象或不合格对象的具体过程包括：通过存储模块获取到老化阈值，将老化时长与老化阈值进行比较：若老化时长大于老化阈值，则判定测试对象的老化测试结果为合格，将对应测试对象标记为合格对象；若老化时长小于等于老化阈值，则判定测试对象的老化测试结果为不合格，将对应测试对象标记为不合格对象，将不合格对象发送至老化测试平台。

6.根据权利要求5所述的一种芯片老化测试系统，其特征在于，应用优化模块对芯片的应用环境进行优化分析的具体过程包括：将所有测试对象的老化时长建立老化集合，对老化集合进行方差计算得到老化测试的集中系数，将老化集合中数值最小的元素进行剔除，对剔除后的老化集合进行方差计算得到更新系数，将集中系数与更新系数差值的绝对值标记为优化系数，通过存储模块获取到优化阈值，将优化系数与优化阈值进行比较：若优化系数小于优化阈值，则将老化集合剩余元素中数值最小的元素进行剔除并重新计算优化系数，直至优化系数大于等于优化阈值，优化分析结束；若优化系数大于等于优化阈值，则判定优化分析结束；将老化集合剔除的元素中数值最大的元素对应的测试温度值标记为优化温度值，将优化温度值发送至老化测试平台。

7.一种芯片老化测试方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的芯片老化测试系统进行测试，包括以下步骤：

步骤一：在芯片测试之前对芯片测试现场进行环境检测分析：在芯片测试开始之前，开启鼓风机与冷气空调，在空气温度值、空气湿度值以及气流速度值分别达到温度范围以内、湿度范围以内以及流速范围以内时，对芯片测试现场进行灰尘检测，直至芯片测试现场检测不到灰尘时执行步骤二；

步骤二：对芯片进行老化测试：将待进行老化测试的芯片标记为测试对象，将测试时长分割为若干个测试时段，获取测试对象的老化时长，通过老化时长将测试对象标记为合格对象或不合格对象；

步骤三：对芯片的应用环境进行优化分析：将所有测试对象的老化时长建立老化集合并进行优化系数，在优化系数大于等于优化阈值时对优化温度值进行标记，将优化温度值发送至老化测试平台。

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