专利名称：芯片筛选测试机及其测试方法
技术领域：
本发明涉及芯片测试技术领域，尤其涉及一种便携通用的芯片筛选测试机及其测试方法。
背景技术：
目前，假芯片，翻新芯片，拆机芯片十分泛滥，充斥着芯片散货市场，这些芯片经过打磨，翻新，印字，重新包装后，外观与原装芯片几乎没有区别，用户无法分辨。在芯片的生产环节，有一种大型的芯片测试机，用于芯片CP(chip prober)测试，这种测试机，通过探针连接到未封装的裸露芯片上进行测试。CP测试中一个重要的测试内容就是测试芯片在特定电气激励下的响应曲线，从而作为对芯片初次筛选的依据。由于一片晶圆常常可见切割几千到几万颗芯片，因为用于芯片CP的测试机，更加注重芯片的测试速度，和同时测试的通道数，用以测试的电气激励也针对芯片特定型号进行高度优化，从而提供高速的测试筛选。经过测试通过的裸芯片，经过封装后，还需要进行更为严格的FT (Final Test)测试，FT测试内容与CP测试类似，但要求会更加严格。大型芯片测试机，作为生产设备，功能高端而全面，体积庞大，售价都是几十到几百万。其主要领域是面向的芯片设计生产厂商，芯片在生产中，需要全面的测试以保证质量。另外很多芯片厂商功能买不起而是选择租用。一般的芯片用户是不可能使用这类芯片测试机，对购买的芯片进行筛选。市场上还有另外一种的芯片测试设备，比如一些编程器可以提供部分74系列的芯片测试，另一些Flash测试机，可以进行Flash芯片的筛选。这些特定的测试机的原理，是更具这些芯片的功能，产生符合要求的功能信号输入给被测芯片，从而测试芯片功能行为是否符合预期。这种测试是应用功能测试，而不会测试芯片的电气参数，而且这种测试机是针对具体型号的，也不通用。市场上已有的小型的功能芯片测试机，由于需要针对芯片定制，目前只能测试极少数的芯片，如74系列的部分芯片，对现在的主流芯片几乎都没有对应的测试机，用户如果有测试需求，需要定制，成本也很高，显然这不能满足一般购买芯片的多样化的需求。因此，现有技术存在缺陷，有待于进一步改进和发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种便携式芯片筛选测试机及其测试方法，通过样本与被测试芯片的比对，能够使用户测试分辨出芯片的电气差异，从而使终端用户鉴别出假，翻新，拆机，损坏的芯片。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
筛选测试机，包括微控制单元，其中，还包括连接在所述微控制单元上的多个测试电路；所述测试电路包括限流电阻R、ADC和DAC，所述限流电阻R连接至ADC输入端和DAC输出端，所述ADC输出端连接所述微控制单元，所述DAC输入端连接所述微控制单元；所述限流电阻R连接被测试芯片的管脚；
所述微控制单元分别对目标芯片和测试芯片的管脚输入脉冲激励信号，得到目标芯片在脉冲激励信号下的第一响应曲线，和测试芯片在脉冲激励信号下的第二响应曲线；
所述微控制单元通过比较第一响应曲线和第二响应曲线的差异，判断所述目标芯片和测试芯片是否存的复阻抗差异。所述的芯片筛选测试机，其中，所述目标芯片或者测试芯片输入脉冲激励信号的测试电路中，所述DAC的输入端用于输入脉冲激励信号，所述ADC的输出端在所述微控制单元的控制下处于不工作的状态；所述目标芯片或者测试芯片采样信号的测试电路中，所述DAC的输入端在所述微控制单元的控制下不工作，所述ADC用于输出采样信号。所述的芯片筛选测试机，其中，所述第一响应曲线包括目标芯片所有管脚循环交叉输入脉冲激励信号的采样信号，包括多条响应曲线；所述第二响应曲线包括测试芯片所有管脚循环交叉输入脉冲激励信号的采样信号，包括多条响应曲线。所述的芯片筛选测试机，其中，所述脉冲激励信号包括用脉宽为700us、lms、IOms的脉冲激励信号。芯片筛选测试机的测试方法，通过比对目标芯片的第一响应曲线和测试芯片的第二响应曲线，判断所述测试芯片是否是异常芯片，具体包括以下步骤:
A、将芯片筛选测试机的测试电路的限流电阻R连接至目标芯片管脚；输出脉冲激励信号的测试电路，DAC的输入端同微控制单元连接用于输入脉冲激励信号，ADC输出端同所述微控制单元连接，所述ADC的输出端在所述微控制单元的控制下处于不工作的状态；采集取样信号的测试电路中，DAC的输入端同所述微控制单元连接，在所述微控制单元的控制下处于不工作的状态，ADC输出端同微控制单元连接并向所述微控制单元输出采样信号;
B、所述目标芯片在采集取样信号的测试电路中得到响应曲线；
C、循环交叉对所述目标芯片的管脚输入脉冲激励信号，所述微控制单元从采样信号的测试电路中得到多条响应曲线，所述多条响应曲线构成第一响应曲线；
D、将芯片筛选测试机测试电路的限流电阻R连接至测试芯片的管脚；输出脉冲激励信号的测试电路，DAC的输入端同微控制单元连接用于输入脉冲激励信号，ADC输出端同所述微控制单元连接，ADC在所述微控制单元的控制下处于不工作的状态；采集取样信号的测试电路中，DAC的输入端同所述微控制单元连接，DAC在所述微控制单元的控制下处于不同做的状态，ADC输出端同微控制单元连接并向所述微控制单元输出取样信号；
E、所述测试芯片在采集取样信号的测试电路中得到响应曲线；
F、循环交叉对所述测试芯片的所有管脚输入脉冲激励信号，得到多条响应曲线，所述多条响应曲线构成第二响应曲线；
G、所述芯片筛选测试机的微控制单元比较第一响应曲线和第二响应曲线，判断所述目标芯片和测试芯片是否存的复阻抗差异。所述的芯片筛选测试机的测试方法，其中，所述脉冲激励信号包括用脉宽为700us、lms、IOms的脉冲激励信号。本发明提供的芯片筛选测试机及其测试方法，立足于只需要找出测试芯片和目标芯片的差异，而不是测试芯片全部功能，即可分辨出被测芯片是否是别假芯片、翻新芯片、损坏芯片；得到不同管脚的响应曲线是采用脉冲激励信号，整个筛选测试机的结构简单，成本低，筛选精确。
图1为本发明芯片筛选测试机的结构示意 图2为本发明芯片筛选测试机连接被测芯片的结构示意 图3为本发明芯片筛选测试机对两个管脚输入脉冲激励，其他管脚接收测试响应曲线的结构示意图。
具体实施例方式下面结合优选的实施例对本发明做进一步详细说明。本发明提出的芯片筛选测试机，如图1和图2所示，包括微控制单元(Mi CTOControl Unit, MCU),还包括连接在所述微控制单元上的多个测试电路；所述测试电路包括限流电阻R、ADC (模数转换器)和DAC (数模转换器)，所述限流电阻R连接至ADC输入端和DAC输出 而，所述ADC输出 而连接所述微控制单兀，所述DAC输入 而连接所述微控制单兀；所述限流电阻R连接被测试芯片的管脚。所述芯片筛选测试机，分别对目标芯片和测试芯片的管脚输入脉冲激励信号，得到目标芯片在脉冲激励信号下的第一响应曲线，和测试芯片在脉冲激励信号下的第二响应曲线；所述目标芯片是电气功能正常的芯片，所述测试芯片是要求鉴别是否是假芯片、翻新芯片、拆机损坏芯片等异常的芯片；所述微控制单元通过比较第一响应曲线和第二响应曲线的差异，快速判断所述目标芯片和测试芯片是否存的复阻抗差异，从而甄别出测试芯片是否是异常芯片O所述芯片筛选测试机对目标芯片和测试芯片的部分管脚输入脉冲激励信号，在目标芯片和测试芯片的其他管脚得到测试响应曲线的原理，是将目标芯片和测试芯片分别抽象成一个η端口网络(η是指目标芯片和测试芯片管脚的个数)，通过对目标芯片和测试芯片的管脚进行组合交叉的激励响应测试，可以得到这个η端口网络的复阻抗模型，而这个模型正是芯片内部电路的反映。本发明中采样的脉冲激励信号，相比普通的芯片测试机频率要低，可以使用700us、lms、IOms脉宽的脉冲激励信号，即可达分辨出测试芯片是否是异常芯片。本发明以所述芯片筛选测试机对测试芯片的两个管脚输入脉冲激励信号，在测试芯片的其他管脚得到测试采样信号为例，对测试芯片如何用脉冲激励信号进行激励得到测试芯片的第二响应曲线图做详细说明。如图3所示，将芯片筛选测试机两条测试电路中的DAC的输入端和ADC的输出端分别同所述微控制单元连接，将这两条测试电路中的ADC输出端在微控制单元的控制下处于不工作的状态，将这两条测试电路的限流电阻R分别同测试芯片需要测试的管脚连接。芯片筛选测试机的其他测试电路的DAC的输入端在微控制单元的控制不工作，其他测试电路的ADC的输出端用于输出采用信号，即采样信号电路分别同所述微控制单元连接，采样信号电路的限流电阻R分别同 测试芯片除需要测试的管脚之外的管脚连接。之后所述微控制单元通过测试电路的DAC输入端向测试芯片的两个测试管脚分别输入脉冲激励信号，从测试芯片被测管脚之外的其余管脚连接的其他测试电路的ADC的输出端的采样信号，即得到第二响应曲线。本发明的芯片筛选测试机测试，输入脉冲激励需要使用的是DAC，测试得到响应曲线需要用到的是ADC。附图3中悬空的DAC或者ADC是在当次扫描测试中，被微控制单元控制不工作的部件。本发明的芯片筛选测试机需要对测试芯片的所有管脚都做一次脉冲激励信号的输入，以得到该管脚的响应曲线，所述测芯片所有管脚的响应曲线都是第二响应曲线的一部分。所述筛选测试机的测试过程需要对测试芯片和目标芯片的所有管脚循环交叉进行脉冲激励信号输入的测试，分别得到目标芯片的第一响应曲线和测试芯片的第二响应曲线。所述DAC的工作过程是，接收微控制单元产生的数字信号，所述DAC将接收的数字信号转换成模拟信号加载到所连接的芯片的管脚上。ADC的工作过程是，接收所述连接的芯片管脚的模拟信号，并将接收的模拟信号转换成数字信号供所述微控制单元读取。将测试芯片的所有管脚都做完脉冲激励以后，将所得到的所有数据作为一个样本，即第二响应曲线。之后，将所述测试芯片从芯片筛选测试机取下，将目标芯片放到芯片筛选测试机上重复同样的交叉输入脉冲激励采样信号，得到同样测试条件下的所有管脚的响应曲线集合，将这些数据作为第二个样本，即第一响应曲线。所述目标芯片和测试芯片的测试顺序可以互换，不影响测试结果。所述筛选测试机将目标芯片的第一响应曲线和测试芯片的第二响应曲线进行比对，可以判断出这两个芯片的电气差异。如果被测试芯片的已经损坏，其内部特征就是电路的阻抗变化，在某个脉冲激励信号下，其第二响应曲线同目标芯片的第一响应曲线相比会出现明显差异。本发明提供的筛选测试机及其测试方法，通过比对的方法，立足于只需要找出测试芯片和目标芯片的差异，而不是测试芯片全部功能，即可分辨出被测芯片是否是别假芯片、翻新芯片、损坏芯片；在得到不同管脚的响应曲线是时采用脉冲激励信号，整个筛选测试机的结构简单，成本低，筛选精确。以上内容是对本发明的优选的实施例的说明，可以帮助本领域技术人员更充分地理解本发明的技术方案。但是，这些实施例仅仅是举例说明，不能认定本发明的具体实施方式
仅限于这些实施例的说明。对本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和变换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.筛选测试机，包括微控制单元，其特征在于，还包括连接在所述微控制单元上的多个测试电路；所述测试电路包括限流电阻R、ADC和DAC，所述限流电阻R连接至ADC输入端和DAC输出 而，所述ADC输出 而连接所述微控制单兀，所述DAC输入 而连接所述微控制单兀；所述限流电阻R连接被测试芯片的管脚； 所述微控制单元分别对目标芯片和测试芯片的管脚输入脉冲激励信号，得到目标芯片在脉冲激励信号下的第一响应曲线，和测试芯片在脉冲激励信号下的第二响应曲线； 所述微控制单元通过比较第一响应曲线和第二响应曲线的差异，判断所述目标芯片和测试芯片是否存的复阻抗差异。
2.根据权利要求1所述的芯片筛选测试机，其特征在于，所述目标芯片或者测试芯片输入脉冲激励信号的测试电路中，所述DAC的输入端用于输入脉冲激励信号，所述ADC的输出端在所述微控制单元的控制下处于不工作的状态；所述目标芯片或者测试芯片采样信号的测试电路中，所述DAC的输入端在所述微控制单元的控制下不工作，所述ADC用于输出采样信号。
3.根据权利要求2所述的芯片筛选测试机，其特征在于，所述第一响应曲线包括目标芯片所有管脚循环交叉输入脉冲激励信号的采样信号，包括多条响应曲线；所述第二响应曲线包括测试芯片所有管脚循环交叉输入脉冲激励信号的采样信号，包括多条响应曲线。
4.根据权利要求3所述的芯片筛选测试机，其特征在于，所述脉冲激励信号包括用脉宽为700us、lms、IOms的脉冲激励信号。
5.芯片筛选测试机 的测试方法，通过比对目标芯片的第一响应曲线和测试芯片的第二响应曲线，判断所述测试芯片是否是异常芯片，具体包括以下步骤: 将芯片筛选测试机的测试电路的限流电阻R连接至目标芯片管脚；输出脉冲激励信号的测试电路，DAC的输入端同微控制单元连接用于输入脉冲激励信号，ADC输出端同所述微控制单元连接，所述ADC的输出端在所述微控制单元的控制下处于不工作的状态；采集取样信号的测试电路中，DAC的输入端同所述微控制单元连接，在所述微控制单元的控制下处于不工作的状态，ADC输出端同微控制单元连接并向所述微控制单元输出采样信号； 所述目标芯片在采集取样信号的测试电路中得到响应曲线； 循环交叉对所述目标芯片的管脚输入脉冲激励信号，所述微控制单元从采样信号的测试电路中得到多条响应曲线，所述多条响应曲线构成第一响应曲线； 将芯片筛选测试机测试电路的限流电阻R连接至测试芯片的管脚；输出脉冲激励信号的测试电路，DAC的输入端同微控制单元连接用于输入脉冲激励信号，ADC输出端同所述微控制单元连接，ADC在所述微控制单元的控制下处于不工作的状态；采集取样信号的测试电路中，DAC的输入端同所述微控制单元连接，DAC在所述微控制单元的控制下处于不同做的状态，ADC输出端同微控制单元连接并向所述微控制单元输出取样信号； 所述测试芯片在采集取样信号的测试电路中得到响应曲线； 循环交叉对所述测试芯片的所有管脚输入脉冲激励信号，得到多条响应曲线，所述多条响应曲线构成第二响应曲线； 所述芯片筛选测试机的微控制单元比较第一响应曲线和第二响应曲线，判断所述目标芯片和测试芯片是否存的复阻抗差异。
6.根据权利要求5所述的芯片筛选测试机的测试方法，其特征在于，所述脉冲激励信号包括用脉宽为700us,1ms,10ms的脉冲激励信号。
全文摘要
本发明的筛选测试机及其测试方法，包括连接在所述微控制单元上的多个测试电路；所述微控制单元分别对目标芯片和测试芯片的管脚输入脉冲激励信号，得到目标芯片在脉冲激励信号下的第一响应曲线，和测试芯片在脉冲激励信号下的第二响应曲线；所述微控制单元通过比较第一响应曲线和第二响应曲线的差异，判断所述目标芯片和测试芯片是否存的复阻抗差异。本发明通过比对目标芯片和测试芯片，可分辨出被测芯片是否是别假芯片、翻新芯片、损坏芯片；得到不同管脚的响应曲线是采用脉冲激励信号，整个筛选测试机的结构简单，成本低，筛选精确。
文档编号G01R27/02GK103197229SQ201310110809
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月2日 优先权日2013年4月2日
发明者方波 申请人:方波