一种数模转换器的熔丝修调测试方法与流程

本发明属于集成电路测试方法领域，具体说是基于美国泰瑞达公司J750集成电路测试系统和UF190R探针台，研制数模转换器的熔丝修调测试方法设计，满足该类电路的精度需求。

背景技术：

数模转换器广泛应用于无线电、雷达、数字通信、测控、仪器仪表等领域的各类电子电路中。对该类器件各项参数进行准确的测试，不仅保证了产品的质量，还为数模转换器的电路设计提供数据支撑。随着电子技术的飞速发展，数模转换器也在向着高速高精度方向不断发展，伴随这一发展趋势的是对其测试方法和测试手段的要求越来越高。因此，探索高精度数模转换器测试技术具有十分重要的意义。

对于精度较高的电路，在电路设计阶段无法保证精度需求，必须在封装成成品电路前进行熔丝修调，使其满足精度要求。此发明可以适用于某12位可修调数模转换器电路的熔丝修调和测试。

技术实现要素：

针对上述技术不足，本发明的目的是对某12位可俢调电压输出数模转换芯片进行熔丝修调测试方法设计，以达到提高芯片精度的要求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种数模转换器电路的熔丝修调测试方法，包括以下步骤：

1)设置各信号的输入条件，并根据时序编制测试图形对电路进行零点误差、增益误差静态参数测试；

2)测试电路开关单独开启时的芯片输出电压，记录为B0～B12；如果B1～B7分别与B0的差值均小于设定电压值，那么该芯片符合熔丝修调条件，进行下一步骤；否则不满足修调条件，记为不合格芯片；

3)将B8～B12与对应的理论值比较并计算差值，并求其最小值；以该最小值为基点，将其它各位与该基点进行差值计算，得到相对修调量；依据电路的后仿真结果对相对修调量进行编码，查找最接近上面计算的相对变化量对应的编码，定位需要修调的熔丝位置；根据待烧熔丝的位置，完成熔丝烧写工作。

所述依据电路的后仿真结果对相对修调量进行编码，查找最接近上面计算的相对变化量对应的编码，定位需要修调的熔丝位置，根据待烧熔丝的位置；完成熔丝烧写工作包括以下步骤：

依据仿真表得到对应的修调码；

首先将修调码转换为二进制形式，即为b5-b0的值；

然后选择b5-b0中数值为“1”的一位，根据译码器的输入输出的对应关系，查找出对应的a2-a0的信息，依据该信息将a2-a0数值为“1”的位进行上电操作，这样对应的熔丝就烧断了；直到将b5-b0中数值为“1”的熔丝全部烧断。

用于12位可俢调电压输出数模转换芯片的修调测试。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明为数模转换器的熔丝修调测试方法，具有性能稳定、修调精度高、可靠性强等特点；。

2.本发明在熔丝修调测试程序设计阶段，充分考虑每根熔丝烧写后电阻的变化，优化修调算法，保证每根熔丝烧写的可控性和可追踪性。

附图说明

图1是电路熔丝修调和参数测试设计的框图；

图2是电路各信号之间的时序波形图；

图3是电路熔丝修调过程流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图3所示，本发明用于某12位可俢调电压输出数模转换芯片的修调测试，保证电路的精度要求。电路初始状态(修调前)参数测试、修调点输出电压测试统计及修调码计算、熔丝烧写和修调后精度验证。低位精度测试、修调点输出电压测试统计及修调码计算。首先对低7位精度进行测试根据低位的精度结果判断该颗芯片是否为可修调芯片；如果低位满足精度要求，根据修调点输出电压测试的工作条件和时序特性，对测试电路的修调点进行电压采样，并计算平均输出电压，保证修调点输出电压的稳定性；根据修调点的输出电压采样结果完成修调码的计算。

熔丝烧写程序的编制。根据电路设计时熔丝的阻值排列顺序和修调码的计算结果，将修调码中位数(二进制)和修调位的熔丝进行一对一的对应，并对位数中结果为“1”的熔丝进上电烧写。

电路修调后关键参数测试，根据可修调电路的工作条件和时序特性，测试电路的积分非线性和差分非线性参数，判断修调后是否提高了芯片的精度。

在某12位电路的晶圆阶段，采用美国泰瑞达公司的J750集成电路测试系统和UF190R探针台对电路进行熔丝修调测试程序设计、熔丝修调PCB板图设计。方案实施包括以下步骤：

根据电路设计方提供的芯片设计版图和电源电压、烧写熔丝时流入的电流等信息，选择合适的集成电路测试系统，制定晶圆级修调测试方案，设计PCB熔丝修调电路板图；在熔丝修调测试程序设计阶段，充分考虑每根熔丝烧写后电阻的变化，优化修调算法，保证每根熔丝烧写的可控性和可追踪性；在修调前后分别对芯片的主要静态参数进行测试对比，方便分析修调前后精度的变化。

整个修调网络由修调电源控制，当电路工作时，电路的主电源供电，修调电源不供电；需要修调时，电路的主电源不供电，由修调电源供电，并通过控制逻辑选通需要烧写的熔丝，将该路开关打开，会有约200mA左右的电流流过熔丝并将其烧断。控制逻辑由PCB熔丝修调电路板上的继电器控制，避免误烧写导致芯片功能失效。

修调算法的设计采用J750集成电路测试系统随机携带的VBT脚本语言进行开发。在J750集成电路测试系统上按照器件推荐的输入条件设置电源电压、基准电压、数据端的输入电平等，按照电路的时序图编制对应的测试图形，保证器件处于工作状态，采用J750集成电路测试系统的BPMU测量单元测试关键数据转换点的输出电压，判断是否满足修调条件，如果满足修调条件，上电烧写对应点的熔丝；完成熔丝烧写工作。

修调完成后，对该颗芯片的关键参数再进行测试，验证精度是否满足手册要求。

数模转换器的熔丝修调测试方法设计框图如图1所示。整个测试设计包括两个部分：一是按照手册规定的电源电压、基准等工作条件对电路修调前后进行功能性参数测试；二是对电路的修调网络进行熔丝修调算法设计，修调网络的电路功能是在电阻匹配精度不够的情况下通过调节电阻阻值来达到12位精度。

依据电路的工作条件，在J750集成电路测试系统上设置各信号的输入条件，并根据图2的输入时序编制测试图形，对电路进行零点误差、增益误差静态参数测试。该静态参数测试设计主要使用J750的MSO模块，依据电路手册中规定的工作频率等信息设置测试机的采样率和采样数，对测试图形进行采样测试，采用数学统计的方法，对采样数据按照相关的公式计算电路修调前的零点误差、增益误差，判断芯片是否符合修调条件；如果不满足修调条件，判定这颗芯片为不合格芯片。

对于修调前测试合格的芯片，依据电路修调网络的逻辑结构，测试电路开关单独开启时的输出电压，记录为B0～B12。如果B1～B7分别与B0的差值小于1LSB的电压值，那么该颗芯片符合熔丝修调条件，可以进行熔丝修调；否则这颗芯片不满足修调条件，记为不合格芯片。

将B8～B12与对应的理论值比较并计算差值，并求其最小值。以该最小值为基点，将其它各位与该基点进行差值计算，计算出相对变化量。依据电路的后仿真结果对相对修调量进行编码，查找最接近上面计算的相对变化量对应的编码，定位需要修调的熔丝位置。断开电路工作的电源，启动熔丝修调程序的电源，根据待烧熔丝的位置，依次开启PCB板上对应的继电器，完成各位的熔丝烧写工作。

最后按照修调前测试方法对积分非线性和差分非线性参数进行测试，验证电路的精度是否满足手册要求。

其中，依据电路的后仿真结果对相对修调量进行编码，查找最接近上面计算的相对变化量对应的编码，定位需要修调的熔丝位置具体如下：

bit8-bit12的每一位熔丝修调网络中都包含6根熔丝(b5-b0)，选择上电烧写哪根熔丝是通过一个3-6译码电路来实现的。该译码器输入分别是a2、a1、a0，输出为b5、b4、b3、b2、b1、b0。他们之间的对应关系如表1所示。

表1 3-6译码器真值表

方法是依据仿真表得到对应的修调码，首先将修调码转换为二进制形式，即为b5-b0的值；然后选择b5-b0中数值为“1”的一位，根据上表查找出对应的a2-a0的信息,依据该数值信息将a2-a0数值为“1”的位进行上电操作，这样对应的熔丝就烧断了。重复上面的工作，直到将b5-b0中数值为“1”的熔丝全部烧断。

使用同样的方法可完成其它位的上电烧写熔丝工作。