CN208350976U - 在集成电路电子元器件测试中针对测试系统的监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种在集成电路电子元器件测试中针对测试系统的监控系统，包括依次连接的测试控制模块、测试驱动模块和测试系统；还包括：工作参数检测模块，与所述测试系统连接，用于在集成电路电子元器件量产阶段检测所述测试系统的工作状态；异常信息处理模块，与所述工作参数检测模块连接，用于进行故障判别，出现故障时向所述测试控制模块输出停止测试指令。由上，在量产测试过程中对测试系统进行实时监控，及时地监控到故障的发生，并停止测试，从而避免在故障状态下继续生产，最大程度减少被测IC器件的损坏，同时监控过程不影响测试效率。

Description

在集成电路电子元器件测试中针对测试系统的监控系统

技术领域

本实用新型涉及电气测试技术领域，特别是一种在集成电路电子元器件测试中针对测试系统的监控系统。

背景技术

在集成电路(IC，Integrated Circuit)电子元器件测试中，测试系统的硬件是否正常，可以通过许多技术与方法进行监测与控制，如系统开机自检、系统校准、系统精度检测等等。上面的这些手段一起实施，基本能确保IC测试系统在开始IC量产测试前硬件处于正常状态。

但以上方法都是在IC量产测试前才能实施的手段，一旦进入IC 的量产测试阶段，如何确保IC测试系统在突然发生故障后，能够及时地被监控到，从而避免在故障状态下继续生产，甚至有可能由于IC 测试系统故障而导致被测IC器件的损坏。基于此，IC测试中测试系统的监控势在必行。

另外，IC测试系统的测试程序是面向用户采取开放式编程的模式。用户通过编程，能够直接编写操纵硬件的各种测试程序。而在编程中，由于各种原因，例如对硬件驱动函数不熟悉，或者是人为疏忽或失误而编写出错误的测试程序，也会导致测试系统工作在非正常状态。

传统的故障异常定位方法有两种：一种是软件问题，此类问题可以通过生成日志的方式来定位；另外就是硬件问题，其定位方法是根据故障现象，逐步分析、倒推导致问题可能产生的原因。

而在硬件故障定位过程中，有时又必须借助外接各种仪表，才能逐步确定定位故障原因。而在有些场合并没有外界仪表。即使有条件具有仪表进行监测，还需将IC测试仪器的机箱、机盖打开，才能接入外接仪表。这种硬件故障定位方式，即不方便，也不安全，更是效率低下。

申请号为CN201410230062.1的“一种基于国产操作系统的硬件设备自动监控系统”，给出了一种监控思路，其监控原理是按照事先定义好的顺序，通过主动轮询依次检查服务器各种硬件的状态。但上述轮询方式如果用在IC测试中，测试系统需要应答和测试同时进行，便会存在硬件冲突的隐患，更会影响IC测试的测试效率。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种在集成电路电子元器件测试中针对测试系统的监控系统，以对应解决上述技术问题。

所述在集成电路电子元器件测试中针对测试系统的监控系统包括依次连接的测试控制模块、测试驱动模块和测试系统；

还包括：

工作参数检测模块，与所述测试系统连接，用于在集成电路电子元器件量产阶段检测所述测试系统的工作状态；

异常信息处理模块，与所述工作参数检测模块连接，用于进行故障判别，出现故障时向所述测试控制模块输出停止测试指令。

由上，相比于现有技术，可以在对集成电路电子元器件的测试过程中，由故障检测模块实时对测试系统进行监控，一旦测试系统出现致命故障，异常信息处理模块可以控制测试控制模块立即停止测试，保证测试的安全性。

其中，所述异常信息处理模块为比较器电路，其一端输入端连接工作参数检测模块，另一输入端连接一基准电平；输出端连接至所述测试控制模块；

在所述输出端连接至所述测试控制模块的回路上，串接有开关。

其中，所述工作参数检测模块至少包括用于并行检测的以下之一：箝位检测电路、欠压检测电路、温湿度检测电路、超量程检测电路和过流检测电路。

由上，针对测试系统的不同种可能出现的故障，均可以进行检测。

其中，所述箝位检测电路包括：

正向箝位放大器和反向箝位放大器，正向箝位放大器的同相输入端一端接收箝位上限信息，另一端串联第一电阻R6、第二电阻R7后连接至反向箝位放大器的同相输入端；所述第一电阻R6、第二电阻 R7的公共连接端作为箝位电路的输入端；

正向箝位放大器的反相输入端一端连接反向箝位放大器的反相输入端，所述正向箝位放大器的反相输入端另一端串联第三电阻R5 后，连接至测试系统中的箝位控制端；

所述第三电阻R5与所述正向箝位放大器的反相输入端的连接端，还连接第四电阻R4后接地；

正向箝位放大器的输出端连接一反向二极管后，连接于所述测试系统中的箝位控制端和所述异常信息处理模块；

反向箝位放大器的同相输入端接收箝位下限信息，输出端连接一正向二极管后，连接于所述测试系统中的箝位控制端和所述异常信息处理模块。

由上，当接收到测试系统的电压V(或电流I)在所述设定箝位的上、下限范围内时，两箝位放大器的输出二极管均处于反偏状态，此时整个箝位线路将不起作用。

当接收到测试系统的电压V(或电流I)超出所述设定箝位的上、下限范围内时，其中一个箝位放大器(若正向箝位，则正向箝位放大器作用，反向箝位则反向箝位放大器作用)的输出二极管会进入正偏态，测试系统的控制权交由箝位电路管理，实现了对电压V(或电流 I)的箝位控制，并输出箝位故障。

其中，所述欠压故障检测电路、超量程故障检测电路或过流故障检测电路分别包括：

比较器，其两输入端分别连接一分压电路；

其一输入端接收测试系统的实际的电压值、量程值或电流值；另一输入端接收电压值、量程值或电流值的阈值；

比较器输出端连接至异常信息处理模块。

由上，通过将测试系统的电压值、量程值或电流值与阈值进行比较，其比较结果输出高(或低)电平即为故障情况，从而可以对不同故障进行检测。

附图说明

图1为集成电路电子元器件测试中针对测试系统的监控方法的流程图；

图2为集成电路电子元器件测试中针对测试系统的监控系统的原理示意图；

图3为箝位检测电路的电路原理示意图；

图4为欠压检测电路的电路原理示意图；

图5为异常信息处理模块所记录的监控信息示意图。

具体实施方式

下面参见图1～图5对本实用新型所述的在集成电路电子元器件测试中针对测试系统监控系统进行详细说明。

如图1所示为监控流程图，包括以下步骤：

S101：在集成电路电子元器件量产测试前，对测试系统进行初始化处理。

在集成电路电子元器件量产测试前，对于测试系统的初始化处理包括测试系统开机自检、测试系统校准和测试系统精度检测等工序。上述初始化过程与背景技术中的现有技术相同，不进行赘述。

S102：测试控制模块输出测试参数。

由本步骤起，进入集成电路电子元器件的量产测试过程。结合图 2所示的监控系统进行说明，预先在信息定义模块201中定义驱动信息以及测试系统的异常信息。所述异常信息包括测试系统中各器件的各种故障类型以及故障程度等级分类。故障类型包括后文将会述及的箝位故障、过压故障、温湿度故障等等，故障等级包括正常提示信息、警告信息、致命错误信息等。

信息定义模块201将驱动参数定义发送至测试控制模块202，并最终发送至与其连接的测试驱动模块203。另外，将测试系统的异常信息发送至异常信息处理模块205。

测试系统中包括多个设备，例如后文所述八通道浮动电压电流源模块2041(FOVI)、双通道浮动电压电流源模块2042(FPVI)和四通道全浮动差分电压表模块2043(QVM)等，通过测试控制模块202 选择测试目标(选择测试系统中的测试对象)，由测试控制模块202 输出所述测试参数。所述测试参数包括但不限于以下几类：电压值、电流值、采样深度值、采样频率值和箝位值。

S103：异常信息处理模块205判断所述测试参数的有效性，当判断有效则进入步骤S104，否则进入步骤S112停止测试。

本步骤中，对于测试参数有效性的判断包括判断测试函数中测试档位与测试参数是否匹配。

以测试参数为电压值为例：当选择电压档位为10V电压档时，恒压源可输出的电压范围即为[-10V,10V]，如果测试参数为20V的电压，则此时测试参数为无效值。再以采样深度值为例：如果其采样深度值的档位为2K，则测量参数的采样深度值超出2K则为无效。

上述电压档位的选择和测试参数通过前期的测试函数进行编写，通过对于测试参数有效性的判断，可以检测出测试函数是否有错误。当异常信息处理模块205判断测试参数有效时，反馈一个授权信息至测试控制模块202。反之判断测试参数无效时，直接输出停止控制指令至测试控制模块202，暂停测试。

通过上述步骤可以及时发现测试函数编写错误的问题，对人为疏忽或失误的编程错误可以及时发现，避免其造成测试错误。

S104：测试系统响应测试参数，对集成电路电子元器件进行测试。

测试控制模块202将所接收的测试目标下发至与其连接的测试驱动模块203，在测试驱动模块203进行对应处理后，驱动测试系统204 中的测试目标动作。所述测试驱动模块203可采用型号为TC4451或TC4452的驱动芯片实现。测试控制模块202采用具有人机交互功能的终端实现。

在测试系统204对集成电路电子元器件进行测试的过程当中，工作参数检测模块206实时检测测试系统204的工作状态参数，将检测结果发送至异常信息处理模块205，以实时判定测试系统204是否正常工作。所述工作参数检测模块206至少包括以下之一：箝位故障检测电路、欠压故障检测电路、温湿度异常故障检测电路、超量程故障检测电路和过流故障检测电路。

后续步骤的S105～S108为并行过程，以下逐一叙述。

S105：箝位检测电路判断是否出现箝位，当出现箝位时，进入步骤S109，否则进入步骤S110。

图3所示为箝位检测电路的电路原理示意图，上半部分为测试系统电路，下半部分为箝位电路。

以测试系统电路为前述测试系统中八通道浮动电压电流源模块 2041(FOVI)为例，包括依次连接的Null放大器(图3中对应Null AMP)和积分放大器。Null放大器的同相输入端接地，反相输入端一端连接八通道浮动电压电流源端口，后续简称V/I源端口(图3中所示为V/I DAC)，另一端连接工作模式控制端(图3中所示为V/I Mode)。工作模式控制端用于选择V/I源端口的状态是箝流模式或箝压模式。

Null放大器的输出端连接于积分放大器的反相输入端，积分放大器的同相输入端接地。

箝位电路包括正向箝位放大器+和反向箝位放大器-，正向箝位放大器+的同相输入端一端连接Clamp+DAC端口，另一端串联电阻R6、 R7后连接至反向箝位放大器-的同相输入端；所述电阻R6、R7的公共连接端作为箝位检测电路的输入端(图3中所示为V/I Back)；所述二极管D1、D2的公共连接端作为箝位系统的控制端，同时其连接至异常信息处理模块205。

正向箝位放大器+的反相输入端一端连接反向箝位放大器-的反相输入端，正向箝位放大器+的反相输入端另一端串联一电阻R5后，连接至前述Null放大器和积分放大器的公共连接端。

电阻R5的与所述正向箝位放大器+的反相输入端连接的连接端，还连接一电阻R4后接地。

正向箝位放大器+的输出端连接一反向二极管D1后，连接于前述 Null放大器和积分放大器的公共连接端。

反向箝位放大器-的同相输入端还连接至Clamp-DAC端口，输出端连接一正向二极管D2后，连接于前述Null放大器和积分放大器的公共连接端。

箝位电路作用是将周期性变化的波形的顶部或底部保持在某一确定的直流电平上。上述电路中，Clamp+DAC端口和Clamp-DAC 端口分别用于设定箝位的上、下限信息，当V/I Back端口所接收的电压V(或电流I)在所述设定箝位的上、下限范围内时，两箝位放大器的输出二极管均处于反偏状态，此时整个箝位线路将不起作用。

当V/I Back端口所接收的电压V(或电流I)超出所述设定箝位的上、下限范围内时，其中一个箝位放大器(若正向箝位，则正向箝位放大器+作用，反向箝位则反向箝位放大器-作用)的输出二极管会进入正偏态，并有一箝位电流通过该二极管取代Null放大器的输出积分电流控制积分放大器，此时Null放大器将不起作用，V/I源的控制权交由箝位电路管理，实现了对电压V(或电流I)的箝位控制，箝位检测电路的输出端控制V/I源输出的波形顶部或底部保持在某一确定的直流电平上，同时输出至异常信息处理模块205。

需要说明的是，在上述例子中，Null放大器和积分放大器的公共连接端作为该电路的箝位控制端。具体在其他电路中，箝位控制端的位置可能有所不同，以具体电路为准，在此不进行限定。

S106：欠压检测电路检测出现欠压时，进入步骤S109，否则进入步骤S110。

仍以测试系统电路为前述测试系统中八通道浮动电压电流源模块2041(FOVI)为例，将其输出端称为VI源。如图4所示为欠压检测电路的电路原理示意图，包括一个比较器P1，其一输入端为V+端口，接收VI源实际的电压值；另一输入端为FVDD端口，接收一基准电压(或称为阈值电压)。输出端(图4中所示ALARM_V+)输出至异常信息处理模块205。

在所述V+端口与比较器的输入端，以及所述FVDD端口与比较器的输入端之间，还连接有分压电路。

当比较器P1输出高电平时，表示发生欠压，反之则表示正常。

S107：温湿度检测电路检测温湿度数据，当高于阈值时，进入步骤S109，否则进入步骤S110。

所述温湿度故障检测电路采用温湿度传感器实现。所述温湿度传感器用于检测测试系统工作的温湿度。预先设定一温湿度阈值，当检测到的温湿度数据高于所述阈值时，即表示有可能出现温湿度异常，将高于阈值的温湿度数据输出至异常信息处理模块205。

S108：超量程检测电路和过流检测电路检测出现超量程或过流时，进入步骤S109，否则进入步骤S110。

上述两电路的原理与前述欠压故障检测电路相同，均是采用比较器将所接收的(测试系统所输出的)VI源实际值与阈值进行比较，从而判断是否出现超量程或过流情况，当出现时，将检测数据输出至异常信息处理模块205。在此不再详述。

S109：异常信息处理模块205判断工作参数检测模块206所检测是否为致命故障，当属于致命故障时，进入步骤S112停止测试，否则进入步骤S110。

异常信息处理模块205基于信息定义模块201所设定的异常信息对工作参数检测模块206的检测数据进行辨认，并确认是否为致命故障。所述辨认结果包括以下四类故障类型：一、正常提示信息(Normal Messages)，对测试系统的运行没有影响；二、警告信息(Warning Messages)，可能对测试系统的运行有影响；三、错误信息(Failures) 对测试系统的运行有影响；四、致命错误信息(Fatal Errors)，对测试系统的运行有影响，并会造成测试系统的崩溃。

本实施例中，所述异常信息处理模块205可采用智能终端实现，例如PAD或者PC等。另外，也可采用其他方式实现，例如比较器电路。其一输入端连接标准电平，另一输入端连接工作参数检测模块206 中箝位检测电路、欠压检测电路、温湿度检测电路、超量程检测电路和过流检测电路所检测出的高低电平，与所述标准电平进行比较后输出检测结果。所述比较器电路的数量可与工作参数检测模块206中检测电路的数量匹配，从而完成一一故障识别。进一步的，在所述比较器电路的输出端连接一开关电路，从而可以控制测试控制模块的开闭。采用上述方式，可以降低成本，即采用价格低廉的模拟/数字电路即可实现对于测试系统的故障监控。

以箝位故障为例，当未出现钳位故障时，比较器电路与箝位检测电路连接的一端接收正常信号，比较器电路不起作用。当发生箝位故障时，其与箝位检测电路连接的一端接收箝位检测电路发来的检测信号；其另一输入端接收标准电平，通过比较，其输出端输出控制开关电路断开的高电平，从而控制测试控制模块关闭。

当且仅当属于第四类时，向测试控制模块202输出一控制指令，进入步骤S112停止测试。

否则当属于其他非第四类时，进入步骤S110，继续保持测试状态，同时记录监控信息。如图5所示，所记录的监控信息至少包括以下之一：①故障类型；②信息源，表示采集信息的来源，即连接八通道浮动电压电流源模块2041、双通道浮动电压电流源模块2042(FPVI)或四通道全浮动差分电压表模块2043等模块的物理通道；③函数名，表示检测测试系统工作参数所使用的测试函数名称；④参数名，表示测试函数所包含的测试参数；⑤故障信息说明，阐明具体故障信息；⑥故障信息时间，记录故障信息产生时间；⑦故障标号；⑧错误标号，表示当前测试出现故障的标号。

S110：保持测试状态。

当步骤S109中的判断结果为无故障或故障不影响测试时，则保持测试状态，继续测试。

S111：判断测试是否结束，若结束则进入步骤S112停止测试，否则返回步骤S110。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种在集成电路电子元器件测试中针对测试系统的监控系统，包括依次连接的测试控制模块(202)、测试驱动模块(203)和测试系统(204)；

其特征在于，还包括：

工作参数检测模块(206)，与所述测试系统(204)连接，用于在集成电路电子元器件量产阶段检测所述测试系统的工作状态；

异常信息处理模块(205)，与所述工作参数检测模块(206)连接，用于进行故障判别，出现故障时向所述测试控制模块(202)输出停止测试指令。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述异常信息处理模块(205)为比较器电路，其一端输入端连接工作参数检测模块(206)，另一输入端连接一基准电平；输出端连接至所述测试控制模块(202)；

在所述输出端连接至所述测试控制模块(202)的回路上，串接有开关。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工作参数检测模块(206)至少包括用于并行检测的以下之一：箝位检测电路、欠压检测电路、温湿度检测电路、超量程检测电路和过流检测电路；

所述异常信息处理模块(205)中比较器电路的数量与所述工作参数检测模块(206)中检测电路的数量匹配。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述箝位检测电路包括：

正向箝位放大器和反向箝位放大器，正向箝位放大器的同相输入端一端接收箝位上限信息，另一端串联第一电阻R6、第二电阻R7后连接至反向箝位放大器的同相输入端；所述第一电阻R6、第二电阻R7的公共连接端作为箝位电路的输入端；

正向箝位放大器的反相输入端一端连接反向箝位放大器的反相输入端，所述正向箝位放大器的反相输入端另一端串联第三电阻R5后，连接至测试系统中的箝位控制端；

所述第三电阻R5与所述正向箝位放大器的反相输入端的连接端，还连接第四电阻R4后接地；

正向箝位放大器的输出端连接一反向二极管后，连接于所述测试系统中的箝位控制端和异常信息处理模块(205)；

反向箝位放大器的同相输入端接收箝位下限信息，输出端连接一正向二极管后，连接于所述测试系统中的箝位控制端和异常信息处理模块(205)。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述欠压故障检测电路、超量程故障检测电路或过流故障检测电路分别包括：

比较器，其两输入端分别连接一分压电路；

其一输入端接收测试系统的实际的电压值、量程值或电流值；另一输入端接收电压值、量程值或电流值的阈值；

比较器输出端连接至异常信息处理模块(205)。