一种通用的老炼筛选试验系统及其方法

技术领域

本发明涉及集成电路可靠性筛选试验技术领域，特别涉及一种通用的老炼筛选试验系统及其方法。

背景技术

老炼筛选试验的目的是为了筛选或剔除勉强合格的器件，是可靠性筛选试验中最关键的环节。随着集成电路的高速发展，集成电路对老炼筛选试验需求也更加复杂化，对上电时序，驱动信号的质量、数据的处理等都有了进一步的需求。

目前老炼试验采用的依然是传统的电源、信号源、示波器点测，加人工巡检的方式。现有的组合式方法既占用大量的硬件资源，又无法进行精准的时序控制，且不同设备之间必然存在的精度差，也给试验条件的一致性增加了较大的风险。此外，试验电路输出信号的检测，相关数据的存储、异常监测都需要人工处理，这些人为操作的引入，也给整个老炼筛选试验带来了不确定因素。因此，如何提供一种通用的老炼筛选试验方法，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通用的老炼筛选试验系统及其方法，本发明通过设计电压转换模块，板载控制、显示及数据采集存储模块，驱动信号发生模块，报警模块等，实现老炼筛选试验的驱动信号供给及全过程的自动化控制及监测。本发明结合目前主流老炼试验系统的接口方式，并在此基础上对每个通道的具体功能进行定义，形成通用化的接口标准。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种通用的老炼筛选试验方法，包括如下：第一步：依据老炼筛选试验需求，通过控制及输出显示单元，查找程序库中是否有符合本次试验需求的驱动程序，若已存在程序，则执行第二步；若无对应程序，则编写新的驱动子程序，并存储进程序库中；第二步：加载程序，使驱动信号发生单元工作，产生本次试验所需驱动信号；第三步：依据老炼筛选试验需求，通过控制及输出显示单元，设置电压转换模块所提供电源的电压幅值、时序；第四步：在控制及输出显示单元上，设置各路电源的电压、电流报警阈值；第五步：将老炼筛选试验板与信号驱动板连接，给待测芯片施加电源、驱动信号，运行老炼筛选试验；第六步：通过控制及输出显示单元实时显示试验状态，包括工作的电压电源、回减信号相关信息，并通过传输单元，选用合适的传输方式，将试验数据按需求，存储至存储单元；第七步：若试验过程产生异常，报警单元将及时提醒并记录此时的各项数据，同时系统暂停运行，待试验人员排查并解决异常，然后执行第五步；第八步：试验持续运行至结束。

优选的，该系统包括：信号驱动板、老炼筛选试验板、PC上位机和直流稳压电源；所述信号驱动板分别与所述老炼筛选试验板、所述PC上位机和所述直流稳压电源相连。

优选的，所述信号驱动板包括：控制及输出显示单元，通过单片机与显示屏相结合，实现控制及输出显示功能；报警单元，通过声光电等形式，及时反馈试验异常情况；驱动信号发生单元，通过FPGA与存储器芯片相结合，实现老炼筛选试验驱动信号程序的编写、存储功能，可产生不少于100路具有逻辑关系的信号输出；传输单元，集合RJ45、串口和WIFI等传输方式，以满足不同实验室的实际使用需求；存储单元，将老炼筛选试验的数据，通过所述传输单元，远程传输至所述PC上位机或服务器进行存储，便于查询和追溯；电源转换单元，为所述信号驱动板及所述老炼筛选试验板提供多路电压输出。

优选的，所述驱动信号发生单元通过编码，将不同类型集成电路芯片的驱动程序编号打包，形成程序库，通过所述控制及输出显示单元加载程序库的方式，能够保证同种电路在不同批次、不同封装的老炼应力条件施加时的一致性。

优选的，所述控制及输出显示单元，还包括：对所述老炼筛选试验板的电压电流上下限阈值的设置及老炼过程中的实时监控；控制老炼筛选试验板电源转换单元各路电源上电时序及通断周期管理；连接驱动信号发生单元程序库，对老炼筛选试验所需程序进行选择切换；采样试验电路输出回减信号，解析其频率、幅值信息，并图形化显示。

优选的，所述电源转换单元，其所提供的高精度固定幅值电压，作为所述信号驱动板上FPGA、单片机电路的供电电源；其所提供的电压可调节电源，用于所述老炼筛选试验板的供电需求。

优选的，所述信号驱动板中的通道划分如下：电源地的输出通道，规定其起始20个通道作为电源输入区，即通道1、通道2，……通道20；回流地的输出通道，末位20个通道作为回流地，即通道N-19、通道N-18，……通道N；驱动信号的输出通道，对于剩余通道，则作为驱动信号通道。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明通过设计电压转换模块，板载控制、显示及数据采集存储模块，驱动信号发生模块，报警模块等，实现老炼筛选试验的驱动信号供给及全过程的自动化控制及监测。

2、本发明结合目前主流老炼试验系统的接口方式，并在此基础上对每个通道的具体功能进行定义，形成通用化的接口标准。

3、本发明提供的通用老炼筛选试验方法，覆盖了老炼筛选试验的全过程，且试验数据能够完整记录，实现了过程监控，不仅提高了试验操作的的效率，而且确保了试验条件的一致性，从而达到了老炼筛选试验的可靠性要求。且随着老炼试验项目数量的积累，程序库会不断完善，从而使其通用性更强。

附图说明

图1是本发明实施例提供的老炼筛选试验系统的电路结构功能框图。

图2是本发明实施例提供的通用老炼筛选试验方法流程图。

图3是本发明实施例提供的划分通道标准示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

如图1所示，本发明还提供了一种通用的老炼筛选试验系统，该系统包括：信号驱动板、老炼筛选试验板、PC上位机和直流稳压电源；所述信号驱动板分别与所述老炼筛选试验板、所述PC上位机和所述直流稳压电源相连。本发明所需的信号驱动板功能模块包括控制及输出显示单元、报警单元、驱动信号发生单元、传输单元、存储单元、电源转换单元。

所述驱动信号发生单元，通过FPGA与存储器芯片相结合，实现老炼筛选试验驱动信号程序的编写、存储功能。可产生不少于100路具有逻辑关系的信号输出，能够解决现有信号通道不足的缺陷，减少设备使用的同时，满足集成电路芯片大批量老炼筛选试验的需求。此外，该单元通过编码，将不同类型集成电路芯片的驱动程序编号打包，形成程序库，通过控制及输出显示单元，加载库程序的方式，可保证同种电路，在不同批次、不同封装的老炼应力条件施加时的一致性。

所述控制及输出显示单元，通过单片机与显示屏相结合，实现控制及输出显示功能。包括，对老炼筛选试验板的电压电流上下限阈值的设置，及老炼过程中的实时监控；控制老炼筛选试验板电源转换单元各路电源上电时序，及通断周期管理；连接驱动信号发生单元程序库，对老炼筛选试验所需程序进行选择切换；采样试验电路输出回减信号，解析其频率、幅值信息，并图形化显示。

所述电源转换单元，为信号驱动板及老炼筛选试验板提供多路电压输出。其所提供的高精度固定幅值电压，作为驱动板上FPGA、单片机等电路的供电电源；其所提供的电压可调节电源，用于老炼筛选试验板的供电需求。

所述报警单元，通过声光电等形式，及时反馈试验异常情况。具体的，若试验过程产生异常，报警单元将及时提醒并记录此时的各项数据，同时系统暂停运行，避免因异常导致受试芯片收到损伤。

所述传输单元，集合RJ45、串口、WIFI等传输方式，以满足不同实验室的实际使用需求。可通过传输单元，选用合适的传输方式，将试验数据按需求，存储至存储单元。

所述存储单元，将老炼筛选试验的数据，通过传输单元，远程传输至上位机或服务器进行存储，便于查询和追溯。

为了充分发挥本发明装置的通用性、实用性要求，对信号驱动板中的通道进行划分。如图3所示，对于任意形式的连接方式而言，电源地的输出通道，规定其起始20个通道作为电源输入区，即通道1、通道2，……通道20；末位20个通道作为回流地的输出通道，即通道N-19、通道N-18，……通道N；因此在设计制板等阶段，针对这两个区域，为应对大电流等因素影响，需做特殊化处理。对于剩余通道，则作为驱动信号通道，可以根据老炼筛选试验的需求，任意进行编辑。

其中对驱动信号的输出通道及电源地的输出通道进行明确化定义，形成统一标准，该标准的统一，将实现不同厂家，不用形式设备之间的快捷性转接互联，实现快速转换。具体的，将输出通道进行明确化定义，形成统一标准，使本发明在应用场景上更具有通用性。

本发明实施例提供了一种通用的老炼筛选试验方法，实现老炼筛选试验全过程的自动化控制及监测，其中，所述通用的老炼筛选试验方法包括：老炼筛选试验驱动程序的编程、存储及程序库的建立；解决老炼筛选试验板所需供给电压的时序控制及大电流需求；被测芯片电压电流的监测及回减信号的实时检测；实验数据记录的传输及存储方式；报警阈值的设置。

如图2所示，作为本发明的具体实施例，本发明具体提供了一种通用的老炼筛选试验方法，所述试验方法具体实施步骤如下：

第一步：依据老炼筛选试验需求，通过控制及输出显示单元，查找程序库中是否有符合本次试验需求的驱动程序，若已存在，则，执行第二步；若无对应程序，则编写新的驱动子程序，并存储进程序库中。

第二步：加载程序，使驱动信号发生单元工作，产生本次试验所需驱动信号。

第三步：依据老炼筛选试验需求，通过控制及输出显示单元，设置电压转换模块所提供电源的电压幅值、时序。

第四步：在控制及输出显示单元上，设置各路电源的电压、电流报警阈值。

第五步：将老炼筛选试验板与信号驱动板连接，给待测芯片施加电源、驱动信号，运行老炼筛选试验。

第六步：通过控制及输出显示单元实时显示试验状态(工作的电压电源、回减信号等相关信息)，并通过传输单元，选用合适的传输方式，将试验数据按需求，存储至存储单元。

第七步：若试验过程产生异常，报警单元将及时提醒并记录此时的各项数据，同时系统暂停运行，待试验人员排查并解决异常，然后执行第五步。

第八步：试验持续运行至结束。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。