基于ADLINK的IC半自动测试系统

　　中国消费类电子产业发展迅猛，随之而来的是半导体加工业在国内的兴起，如上海、深圳、苏州、北京等地，已形成了相当规模的半导体生产加工基地（参考文献1）。

　　拥有雄厚的后备资金是创建半导体公司的首要条件，从研发到生产制造，许多环节往往要“一掷千金”，仅建立标准化的封装测试厂就需要几亿美元的投入。许多专门从事外包服务的公司解决了这一难题，他们负责产品由晶圆生成到产品测试过程中的一切事务，半导体公司只需支付外包服务的费用。

　　但是，对一些保密程度要求较高的测试工作仍需半导体公司自己完成，建立传统意义上的IC测试系统耗资巨大，对于尚处于发展阶段的半导体公司而言非常困难。本文基于凌华工业计算机，设计了一套半自动IC测试解决方案，实现了低成本、高精度、易维护的小批量IC测试。

　　系统硬件构成

　　图1给出了测试平台的系统硬件结构图，平台主要由以下部分组成。

　　凌华工业计算机

　　平台的核心控制单元选用凌华工业计算机，它采用PXI（PCI eXtensions for Instrumentation）总线形式。

　　PXI总线是为测量和自动控制应用而设计的模块化仪器平台。采用PXI，客户

可以从多个供应商处选择模块集成到一套PXI系统中，PXI总线模块间的通信采用广泛使用的基于PC的技术，如132MB/s的PCI总线，这就使得在保证高性能通信的同时还可以保证广泛可用的软件。PXI还在系统中集成了时钟和同步信号，因此用户不需要额外的走线就可以在设备间传递精确的信号（参考文献2）。

　　在该测试平台中，凌华计算机各个功能模块均集成到PXIS-2700工业级机箱中。它可接3U PXI和CompactPCI模块，其中带1个系统槽，17个PXI/CompactPCI外围卡槽。集成的各个功能模块分别为：

　　PXI-3800模块：PXI-3800是一款真正意义上的all-in-one工业计算机控制器，采用Pentium M处理器，FSB400/533MHz，CUP主频可达2.0GHz（支持未来的Dothan CPU）；它还具有双200针DDR SO-DIMM插槽，最高支持2GB RAM；它的双CompactFlash接口用于替换HDD和FDD；CF2支持热插拔CF卡功能；此外，它具有双USB2.0接口，双串口(RS-232/422/485)和单并口，标准VGA输出及以太网接口。这些配置为高性能测试提供了可靠保证。

　　SMX-2042模块 SMX-2042是一款64通道16位250kS/s多功能DAQ模块，可作为一块灵活的全自动量程数字万用表。它不仅能测量DC、AC电压、电流以及2线、4线电阻，还可以直接测量电感、电容。测量频率高达1000rps，计数器频率从2Hz到300kHz。此外，它还具有自校验功能和300Ｖ隔离保护。

　　CPCI-6208模块 CPCI-6208集成了16位D/A，具有8通道电压输出及8通道电流输出，以及4通道TTL数字输入及4通道TTL数字输出。

　　CPCI-7434模块 CPCI-7434模块是一款64通道隔离数字输出模块，它用于驱动继电器矩阵模块。

　　TE-5201模块 TE-5201是一款100MS/s任意波形发生器，具有10位时间分辨率，多设备同步功能，2MS的存储深度以及可以采用DMA的超高速波形下载。它作为信号源被应用到半导体器件交流测量中（参考文献3）。

　　继电器矩阵

　　继电器矩阵是小功率控制单元和大功率执行单元的接口，本系统最多可配置64个继电器（由SMX2042决定）。由于继电器的驱动电流较大，因此需要由三级管或MOS管对PXI-6509的输出信号进行放大。

　　功放模块

　　由于CPCI-6208的输出信号为弱电流信号，因此无法作为功率型待测器件的电压、电流源。功放模块可以把CPCI-6208的输出信号进行功率放大，它主要由8片TI生产的功率运放OPA548组成。

　　Socket及信号采集放大电路

　　通常芯片测试是将被测器件放到对应芯片封装的Socket里面，再将Socket依靠焊接或夹具固定到测试板上。

　　信号采集严格来讲并不是起到信号采集作用，而是用于数据传输。对一些大功率信号及弱信号，Socket的选择及外围电路的设计非常关键，这可能是系统误差的主要来源。

　　高低温系统

　　为了测量芯片的温度适用范围，需要一套高低温系统来仿真芯片的环境温度。

　　系统软件结构

　　系统的软件结构如图2所示，PXI-3800支持Windows XP系统。Labview是一个图形化开发环境，内置信号采集、测量分析与数据显示功能，摒弃了传统开发工具的复杂性，为应用者提供强大功能的同时保证了系统灵活性。Labview将广泛的数据采集、分析与显示功能集中在了同一个环境中，我们可以在平台上无缝地集成一 套完整的应用方案。凌华工业计算机不仅支持Labview图形化开发环境，而且还提供了与各种板卡紧密相关的Labview控件，开发者只需调用这些控件，便可以轻松编写测试软件。

　　此外，FTS设备内部具备嵌入式系统，开发人员只能通过发送和接收ASCII码指令与其进行信息交换，因此需编写一个串口通讯程序。