【2023集创赛】加速科技杯二等奖作品：基于ATE的电源芯片测试设计与性能分析

本文为2023年第七届全国大学生集成电路创新创业大赛（“集创赛”）加速科技杯二等奖作品分享，参加极术社区的【有奖征集】分享你的2023集创赛作品，秀出作品风采，分享2023集创赛作品扩大影响力，更有丰富电子礼品等你来领！

团队介绍

参赛单位：中北大学
指导老师：赵锐、李中豪
参赛队员：郑昊、李国豪、郑珂
决赛奖项：“航天微电子杯”西北赛区二等奖

写在前面

我们团队的成员对于这次比赛的成绩还是比较满意的，虽然没能拿到一等奖留有缺憾，但一次精彩的比赛给我们带来的收获已超过了奖项本身的价值。一所优秀的高校、一群优秀的学生，这让我们团队的同学看到了差距，鼓足了动力，明确了努力的方向，并决心在明年的比赛中取得更好的成绩。

回首这次比赛的过程，实属难忘。这是我们第一次参加该比赛，从选题到准备完全都是摸着石头过河。在老师的指导下，我们的目光聚焦行业现状，即随着我国集成电路和半导体行业的飞速发展，集成电路芯片的测试已然变成集成电路设计与制造、封装同应用的密切相连的关键性的部分，贯穿于IC的整个生产和应用过程中。我们对某IC芯片进行设计旨在使它满足相应的应用要求，在设计和制造的整个过程中却难免会有许多问题存在，导致生产的芯片存在问题和缺陷。

因此，芯片在出厂之前，一定要对之进行合格性测试，选出那些有缺陷的芯片，从而减少不必要的成本消耗。在这个宗旨下，我们注意到电源技术正向着高速和高频方向不断发展。而随着频率的不断提高，这就给如何对其动态参数和静态参数进行准确的测试带来了前所未有的挑战。

在这两个现实的行业背景与需求下，我们明确了我们的选题的方向，即基于ATE的电源芯片测试设计与性能分析。

这一选题是应时代需求而生的。

设计简介

直流参数测试设计

直流参数主要包括电源电流IQ、输出高低电平VOHL和转换电平VIHL等。

Rdson 测试

在ATE测试中，我们不采用常规的测试方法，而是使用Kelvin连接方式测电阻。Kelvin连接，也叫四线制连接，是一种测量微小电阻的方法。它能有效的去除导线电阻等杂项对微小电阻的影响，使测试结果更精确。

开短路测试

这项测试 用来检查芯片的信号管脚电器特性上是否连接正常，没有发生信号管脚之间短路 或者信号管脚和电源或地短路的情况。在生产测试中，测试时间往往决定着测试成本，让有缺陷的芯片提前结束测试是非常有必要的，所以开短路和漏电流这类 测试时间较短，且在某种程度上能较全面地检查出有缺陷的芯片的测试项放在前面测试是测试过程中通常的做法。

漏电流测试

在理想的工艺条件下，可以认为 MOS管的控制端和导电通路的输入输出端之间的电流近似为零。但实际上总是有一部分电子穿过氧化硅层到达控制端，形成漏电流，当漏电流过大时就会对 MOS管的电性特性产生影响从而影响整块电 路的特性，甚至无法正常工作。所以必须把漏电流限制在一定范围之内，当漏电流超过这个范围时，就可认定这是一块有缺陷的电路。

交流参数测试设计

AC参数测试和功能测试息息相关，当进行AC参数测试时，适当的时序参（如：周期，驱动沿位置，比较沿位置等）和信号格式（如：信号波形）需要预先被设置为可供调用的被测参数，然后一系列的测试向量会被执行，用来确保预先设定的这些AC参数能全部被测试。

最小开/关时间测试

根据设计要求，芯片具有两种软启动机制，其中一种用于电路启动时为了防止浪涌电流，在VFB小于0.6V时将电感的最小关断时间由Minon延长到 minOff。

熔丝修调

熔丝修调是一种很常见的修调手段，实现的原理较为简单，即通过烧断电路内部不同电阻之间的熔丝来改变电阻网络的电阻值，从而改变输出电压。

测试结果与效率

Rdson 测试结果

利用设计好的 ATE测试系统，在25℃下对ADP2381进行测试并采集数据。

漏电流测试结果与最小开/关时间测试结果通过上述方法同理可得，此处不在做展示。

赛后总结

此处为样机测试实拍。

此处为赛前培训实拍。
我们这次比赛由于经验缺乏，忽略了本次大赛除了聚焦产品的技术创新，还应聚焦在创新创业的商业价值上，这可能是我们比赛没能拿到一等奖的原因之一。

参加极术社区的【有奖征集】分享你的2023集创赛作品，秀出作品风采，分享2023集创赛作品扩大影响力，更有丰富电子礼品等你来领！
更多集创赛分享作品请关注IC技术竞赛作品分享。