一种电源芯片测试系统的制作方法

1.本发明涉及芯片测试技术领域，具体涉及一种电源芯片测试系统和测试方法。


背景技术：

2.随着电子信息技术的不断发展与模拟集成电路市场的日趋扩大，电源管理芯片的应用也越来越广泛，主要应用领域有计算机、网络通信、消费电子和工业控制等领域，对于电源管理芯片，更高的集成度、更高的功率密度、更强的耐压和耐流能力以及更高的能效等一直是其发展方向。
3.集成电路产业主要由设计、制造、测试、封装和可靠性这五部分组成，而测试是集成电路产业链中重要的一环。目前，所有的商用化芯片最终都要依赖于ate(automatic test equipment)设备进行量产测试。在芯片量产过程中，芯片的成本主要来源于流片、测试与封装。由于电源管理芯片往往需要在cp测试(中测)时通过trimming来将芯片定向确定做成其系列中的某一款，这也是解决相似电路节省光刻版的最佳方案，另外考虑到降低封装成本，同样也需要通过cp测试来筛选出晶圆中的不良芯片，因此对wafer(晶圆)进行cp测试显得尤为重要。
4.目前，在对电源管理芯片进行不同功能测试时，需要向电源管理芯片的不同管脚输入对应的测试信号，或者向电源管理芯片的同一管脚输入不同的信号源，因此在切换电源管理芯片的不同功能测试时，需要重新连接ate设备与电源管理芯片的连接线路，操作繁琐，影响测试效率，另外现有测试装置在对电源管理芯片测试时大多为单芯片测试，不能多芯片同时测试。


技术实现要素：

5.鉴于背景技术的不足，本发明是提供了一种电源芯片测试系统，所要解决的技术问题是在对电源管理芯片进行不同功能测试时，需要对电源管理芯片重新连接线路，操作繁琐，且不能同时对多片芯片进行测试。
6.为解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种电源芯片测试系统，包括测试单元、切换开关和至少一个测试座，每个所述测试座的信号切换管脚通过所述切换开关与所述测试单元电连接，所述测试座的信号固定管脚与所述测试单元电连接，所述测试单元用于向所述测试座提供测试信号，和/或接收所述测试座上的电源芯片发出的运行信号。
7.在某种实施方式中，所述测试单元包括双路电压电流源、第一八路电压电流源、第二八路电压电流源和时间测量单元，所述双路电压电流源用于向所述测试座输入第一测试信号，所述第一八路电压电流源用于向所述测试座输入第二测试信号，所述第二电压电流源用于向所述测试座输入第三测试信号，所述时间测量单元用于接收所述测试座上的电源芯片发送的运行信号。
8.在某种实施方式中，本发明包括八个测试座，所述双路电压电流源用于分别向八
个测试座输入第一测试信号，所述第一八路电压电流源用于分别向八个测试座输入第二测试信号，所述第二电压电流源用于分别向八个测试座输入第三测试信号，所述时间测量单元用于分别接八个测试座上的电源芯片发送的运行信号。
9.在某种实施方式中，所述测试座的信号切换管脚包括第一信号切换管脚t0、第二信号切换管脚t11、第三信号切换管脚t15、第四信号切换管脚drain、第一固定管脚vdd和第二固定管脚gnd；所述第一信号切换管脚t0与切换开关k1的输出端，所述切换开关k1的第一输入端输入所述第二测试信号；所述第二信号切换管脚t11与切换开关k2的第一输入端电连接，所述第三信号切换管脚t15与切换开关的第二输入端电连接，所述切换开关的输出引脚输入第三测试信号，所述第三信号切换管脚t15还通过电容c1接地；所述第一固定管脚vdd用于输入所述第二测试信号，所述第一固定管脚vdd还与电容c2一端电连接，所述电容c2另一端与切换开关k3的输出端电连接，所述切换开关k3的第一输入端接地；所述第四信号切换管脚drain分别与切换开关k4的输出端、切换开关k5的输出端和切换开关k6的输出端电连接，所述切换开关k4的第一输入端与电阻r1一端电连接，所述电阻r1另一端用于输入所述第一测试信号，所述切换开关k5的第一输入端用于输入所述第二测试信号，所述切换开关k6的第一输入端与所述时间测量单元电连接，所述第二固定管脚gnd接地。
10.在某种实施方式中，所述测试座的管脚cs与切换开关k7的输出端电连接，所述切换开关k7的第一输入端接地。
11.在某种实施方式中，在对所述电源芯片进行开启电压测试、最大退磁保护时间测试和最大导通时间测试时，所述切换开关k1的输出端与切换开关k1的第一输入端连通；所述切换开关k3的输出端与切换开关k3的第一输入端连通；所述切换开关k4的输出端与切换开关k4的第一输入端连通；所述切换开关k5的输出端与切换开关k5的第二输入端电连通；所述切换开关k6的输出端与切换开关k6的第一输入端连通，所述切换开关k7的输出端与切换开关k7的第一输入端连通，所述第一固定管脚vdd输入第二测试信号，所述电阻r1另一端输入第一测试信号，所述切换开关k2的输出端不输入第三测试信号。
12.在某种实施方式中，在对所述电源芯片进行cs检测参考电压测试时，所述切换开关k1的输出端与切换开关k1的第二输入端连通；所述切换开关k2的输出端与所述切换开关k2的第一输入端连通；所述切换开关k3的输出端与切换开关k3的第一输入端连通；所述切换开关k5的输出端与切换开关k5的第二输入端电连接，所述切换开关k6的输出端与切换开关k6的第二输入端连通，切换开关k7的输出端与切换开关k7的第一输入端电连接，所述第一固定管脚vdd输入第二测试信号，所述电阻r1另一端不输入第一测试信号，所述切换开关k2的输出端输入第三测试信号。
13.在某种实施方式中，在对所述电源芯片的静态电流进行测试时，所述切换开关k1的输出端与切换开关k1的第二输入端连通；所述切换开关k3的输出端与切换开关k3的第一输入端连通；所述切换开关k5的输出端与切换开关k5的第二输入端电连接，所述切换开关k6的输出端与切换开关k6的第二输入端连通，切换开关k7的输出端与切换开关k7的第一输入端电连接，所述第一固定管脚vdd输入第二测试信号，所述电阻r1另一端不输入第一测试信号，所述切换开关k2的输出端不输入第三测试信号。
14.在某种实施方式中，在对电源芯片进行高压启动电流测试时，所述切换开关k1的输出端与切换开关k1的第二输入端连通；所述切换开关k3的输出端与切换开关k3的第一输
入端连通；所述切换开关k4的输出端与切换开关k4的第一输入端连通；所述切换开关k5的输出端与切换开关k5的第二输入端电连接，所述切换开关k6的输出端与切换开关k6的第一输入端连通，切换开关k7的输出端与切换开关k7的第二输入端电连接，所述第一固定管脚vdd输入第二测试信号，所述电阻r1另一端输入第一测试信号，所述切换开关k2的输出端不输入第三测试信号。
15.在某种实施方式中，在对所述电源芯片的第二信号切换管脚t11、第三信号切换管脚t15、第四信号切换管脚drain和第一固定管脚vdd进行开短路测试时，所述切换开关k3的输出端与所述切换开关的第二输入端电连接，所述切换开关k7的输出端与第一输入端电连接，然后分别单独向第二信号切换管脚t11提高第三测试信号、向第三信号切换管脚t15提供第三测试信号、向第四信号切换管脚drain提供第一测试信号和向第一固定管脚vdd提供第二测试信号。
16.本发明与现有技术相比所具有的有益效果是：本发明通过将测试座的信号切换管脚通过切换开关与测试单元连接，在实际测试时，如果需要更换测试功能，只需控制切换开关的导通通道即可，不用人工重新接线，操作简便，另外通过设置多个测试座，可以同时对多个电源芯片进行测试。
附图说明
17.图1为实施例中的本发明的结构示意图；
18.图2为实施例中的测试座的信号切换管脚和固定管脚与切换开关和测试单元的连接示意图；
19.图3为实施例中对电源芯片进行开启电压测试、最大退磁保护时间和最大导通时间的等效电路图；
20.图4为实施例中对电源芯片进行cs检测参考电压测试的等效电路图；
21.图5为实施例中对电源芯片进行静态电流测试的等效电路图；
22.图6为实施例中对电源芯片进行高压启动电流测试时的等效电路图。
具体实施方式
23.现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
24.如图1所示，一种电源芯片测试系统，包括测试单元1、切换开关2和至少一个测试座3，每个测试座3的信号切换管脚通过切换开关2与测试单元1电连接，测试座3的信号固定管脚与测试单元1电连接，测试单元1用于向测试座3提供测试信号，和/或接收测试座上的电源芯片发出的运行信号。
25.本发明通过将测试座3的信号切换管脚通过切换开关与测试单元连接，在实际测试时，如果需要更换测试功能，只需控制切换开关2的导通通道即可，不用人工重新接线，操作简便，另外通过设置多个测试座3，可以同时对多个电源芯片进行测试。
26.进一步地，本实施例中，测试单元1包括双路电压电流源、第一八路电压电流源、第二八路电压电流源和时间测量单元，双路电压电流源用于向测试座输入第一测试信号dv10，第一八路电压电流源用于向测试座输入第二测试信号ov10，第二电压电流源用于向
测试座输入第三测试信号ov18，时间测量单元用于接收测试座上的电源芯片发送的运行信号tmu0。
27.进一步地，本实施例中，本发明包括八个测试座3，双路电压电流源用于分别向八个测试座3输入第一测试信号dv10，第一八路电压电流源用于分别向八个测试座3输入第二测试信号ov10，第二电压电流源用于分别向八个测试座3输入第三测试信号ov18，时间测量单元用于分别接八个测试座上的电源芯片发送的运行信号tmu0。
28.如图2所示，测试座的信号切换管脚包括第一信号切换管脚t0、第二信号切换管脚t11、第三信号切换管脚t15、第四信号切换管脚drain、第一固定管脚vdd和第二固定管脚gnd；第一信号切换管脚t0与切换开关k1的输出端电连接，切换开关k1的第一输入端输入第二测试信号ov10；第二信号切换管脚t11与切换开关k2的第一输入端电连接，第三信号切换管脚t15与切换开关k2的第二输入端电连接，切换开关k2的输出端输入第三测试信号ov18，第三信号切换管脚t15还通过电容c1接地；第一固定管脚vdd用于输入第二测试信号ov10，第一固定管脚vdd还与电容c2一端电连接，电容c2另一端与切换开关k3的输出端电连接，切换开关k3的第一输入端接地；第四信号切换管脚drain分别与切换开关k4的输出端、切换开关k5的输出端和切换开关k6的输出端电连接，切换开关k4的第一输入端与电阻r1一端电连接，电阻r1另一端用于输入第一测试信号dv10，切换开关k5的第一输入端用于输入第二测试信号ov10，切换开关k6的第一输入端与时间测量单元电连接，第二固定管脚gnd接地；测试座的管脚cs与切换开关k7的输出端电连接，切换开关k7的第一输入端接地。
29.在对该电源芯片进行测试时，单个测试座3上的电源芯片需要5路电压电流源和一路时间测试源，因此八个测试座3共需要40路电压电流源，而本发明的测试单元1最多只有32路电压电流源，因此在图2中，第二信号切换管脚t11和第三信号切换管脚t15通过切换开关k2进行测试信号的输入切换。
30.如图3所示，在对电源芯片进行开启电压测试、最大退磁保护时间测试和最大导通时间测试时，切换开关k1的输出端与切换开关k1的第一输入端连通；切换开关k3的输出端与切换开关k3的第一输入端连通；切换开关k4的输出端与切换开关k4的第一输入端连通；切换开关k5的输出端与切换开关k5的第二输入端连通；切换开关k6的输出端与切换开关k6的第一输入端连通，切换开关k7的输出端与切换开关k7的第一输入端连通，第一固定管脚vdd输入第二测试信号，电阻r1另一端输入第一测试信号，切换开关k2的输出端不输入第三测试信号。
31.其中在对电源芯片的开启电压进行测试时，第二测试信号ov10的电压先从0v上升到5.1v，此时第四信号切换管脚drain端为高电平，此时以200mv的步进增大第二测试信号ov10的电压值，当第四信号切换管脚drain端的电压由高电变为低电平时，记录此时第二测试信号ov10的电压值，即为电源芯片的开启电压。在得到电压芯片的开启电压后，根据该开启电压值来烧t8和t9两段熔丝来调节电源芯片的开启电压，t9段熔丝是t9pad与接地端之间的熔丝，t8段熔丝是t8 pad与接地端之间的熔丝，烧熔丝是指调节对应pad与接地端之间的阻值。
32.其中，在对电源芯片进行最大退磁保护时间测试和最大导通时间测试时，第一测试信号dv10的电压为20v，此时第四信号切换管脚drain会周期性的出现脉冲信号，使用时间测量单元测试该脉冲的高电平时间便得到最大退磁保护时间，使用时间测量单元测试该
脉冲的低电平时间便得到最大导通时间。另外在对最大退磁保护时间进行测试时，需要烧t5段熔丝、t6段熔丝和t7段熔丝来调节最大退磁保护时间，t5段熔丝是t5pad与接地点之间的熔丝，t6段熔丝是t6pad与接地端之间的熔丝，t7段熔丝是t7pad与接地点之间的熔丝；在对最大导通时间测试时，需要烧t12段熔丝、t13段熔丝和t14段熔丝来调节最大退磁保护时间，t12段熔丝是t12pad与接地点之间的熔丝，t13段熔丝是t13pad与接地端之间的熔丝，t14段熔丝是t14pad与接地点之间的熔丝。
33.具体地，在对电源芯片进行cs检测参考电压测试时，切换开关k1的输出端与切换开关k1的第二输入端连通；切换开关k2的输出端与切换开关k2的第一输入端连通；切换开关k3的输出端与切换开关k3的第一输入端连通；切换开关k5的输出端与切换开关k5的第二输入端电连接，切换开关k6的输出端与切换开关k6的第二输入端连通，切换开关k7的输出端与切换开关k7的第一输入端电连接，第一固定管脚vdd输入第二测试信号ov10，电阻r1另一端不输入第一测试信号dv10，切换开关k2的输出端输入第三测试信号ov18，其等效电路图如图4所示。
34.其中第二测试信号ov10为5v电压，第三测试信号ov18为0.3v电压，测试第三信号切换管脚t15端电压值，并通过烧写熔丝将其调整至400mv。这项测试需要对t10、t1、t2、t3、t4这几段熔丝进行烧写，需要分两次进行trim，先根据耐测试初值耐选择对t4、t10两段熔丝烧写，trim后再根据值选择对t1、t2、t3三段熔丝的trim方式，最终在第二次trim后，测试判断cs检测参考电压也是否在规范的388-412mv以内。另外在对电源芯片进行cs检测参考电压测试时，需要对t1段熔丝、t2段熔丝、t3段熔丝、t4段熔丝和t10段熔丝进行烧写，共需要分两次烧写，第一次先根据测试初值对t4段熔丝和t10段熔丝进行烧写，然后再对t2段熔丝、t3段熔丝和t4段熔丝进行烧写；t1段熔丝是t1pad与接地点之间的熔丝，t2段熔丝是t2pad与接地端之间的熔丝，t3段熔丝是t3pad与接地点之间的熔丝，t4段熔丝是t4pad与接地点之间的熔丝，t10段熔丝是t10pad与接地端之间的熔丝。
35.具体地，在对电源芯片的静态电流进行测试时，切换开关k1的输出端与切换开关k1的第二输入端连通；切换开关k3的输出端与切换开关k3的第一输入端连通；切换开关k5的输出端与切换开关k5的第二输入端电连接，切换开关k6的输出端与切换开关k6的第二输入端连通，切换开关k7的输出端与切换开关k7的第一输入端电连接，第一固定管脚vdd输入第二测试信号ov10，电阻r1另一端不输入第一测试信号dv10，切换开关k2的输出端不输入第三测试信号ov18，其等效电路图如图5所示。
36.其中，第二测试信号ov10的电压为6.5v，第一信号切换管脚t0、第二信号切换管脚t11、第三信号切换管脚t15和第四切换管脚drain均悬空，测试第一固定管脚vdd的端电流大小。
37.具体地，在对电源芯片进行高压启动电流测试时，切换开关k1的输出端与切换开关k1的第二输入端连通；切换开关k3的输出端与切换开关k3的第一输入端连通；切换开关k4的输出端与切换开关k4的第一输入端连通；切换开关k5的输出端与切换开关k5的第二输入端电连接，切换开关k6的输出端与切换开关k6的第一输入端连通，切换开关k7的输出端与切换开关k7的第二输入端电连接，第一固定管脚vdd输入第二测试信号ov10，电阻r1另一端输入第一测试信号dv10，切换开关k2的输出端不输入第三测试信号ov18。
38.其中第二测试信号ov10从0v增加到5v，第一测试信号dv10为40v，测试第四信号切
换管脚drain的电流。
39.其中，在对电源芯片的第二信号切换管脚t11、第三信号切换管脚t15、第四信号切换管脚drain和第一固定管脚vdd进行开短路测试时，切换开关k3的输出端与切换开关的第二输入端电连接，切换开关k7的输出端与第一输入端电连接，然后分别单独向第二信号切换管脚t11提供第三测试信号ov18、向第三信号切换管脚t15提供第三测试信号ov18、向第四信号切换管脚drain提供第一测试信号dv10和向第一固定管脚vdd提供第二测试信号ov10。
40.其中第一测试信号dv10、第二测试信号ov10和第三测试信号ov18的电流值均为100a。
41.在某种实施方式中，开短路测试耗时短，为了节省芯片的测试时间，将开短路测试项放在最前面测试，在开短路测试后再依次进行开启电压测试、cs检测参考电压测试、最大退磁保护时间测试和最大导通时间测试、静态电流测试和高压启动电流测试。
42.具体地，本实施例中，切换开关k1、切换开关k2、切换开关k3、切换开关k4、切换开关k5、切换开关k6和切换开关k7可以选择继电器。
43.在实际使用时，该电源芯片在8寸上的晶圆制作时，单片晶圆的总管芯数在26 000颗左右。八个测试座3同时测试的测试实际时间650ms左右，单片晶圆测试时间在62min以内；而单个测试座3的测试时间500ms左右，单片测试时间在7小时左右，因此多测试座3的并行测试设计大大缩短了单晶圆的测试时间，有效提升了测试效率。
44.综上，本发明通过将测试座3的信号切换管脚通过切换开关2与测试单元1连接，在实际测试时，如果需要更换测试功能，只需控制切换开关2的导通通道即可，不用人工重新接线，操作简便，另外通过设置多个测试座，可以同时对多个电源芯片进行测试。
45.上述依据本发明为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。