LED驅動類IC的多SITE高效測試

韓新峰

（中國電子科技集團公司第58研究所，江蘇 無錫 214035）

1 引言[1]

LED驅動電源是把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發(fā)光的電壓轉換器，通常情況下LED驅動電源的輸入包括高壓工頻交流（即市電）、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流（如電子變壓器的輸出）等。

隨著LED的不斷發(fā)展應用，市場對于LED驅動電路的需求也不斷增長。IC供應商在迅速增長的LED市場中想要占有更高的市場份額，對于IC生產周期的控制就顯得尤為重要，所以IC供應商更加青睞于高效的測試方案。

目前對于LED驅動芯片的CP（晶圓）測試由于受測試資源等條件的限制大部分采用的是雙工位或者4工位測試，生產效率較低，對于4工位以上的并行測試方法在測試行業(yè)中應用并不多。針對該問題，本文對CP測試階段的8工位高效測試方法在硬件設計和軟件編寫方面做了詳細介紹。

2 硬件設計

2.1 PRO硬件設計

按照客戶提供的測試方案設計測試回路是測試環(huán)節(jié)的重要一步。首先，要根據測試條件來分配測試系統(tǒng)的資源，使測試資源得到最大化的利用。其次，再設計測試回路時要綜合考慮盡量避免資源缺失導致重復更改外圍。

圖1為本文介紹的8工位測試中某個工位的硬件原理圖。

圖1 單SITE硬件原理圖

根據圖1中所示，該IC在測試過程中需要5個源，8個工位就需要40個源。然而本文中所用的測試機只有32路源，所以對于IC的GATE、OUT腳位共用一個測試源（OVI8），在測試過程中是通過繼電器的切換來滿足測試要求。

同時，每個SITE使用7個繼電器，這樣理論上總共需要56個繼電器（單刀單擲式）控制位。在設計過程中采用雙刀雙擲式繼電器，并且采用控制位復用的方式。這樣只需要28個繼電器，7個控制位。通過這種方式，很大程度上節(jié)省了測試資源。

2.2 DUT（Triming）硬件設計

IC芯片為了防止工藝上電阻溫度、階溫度因子的偏差，采用了熔絲結構以得到更精確的基準[2]。熔絲是集成電路生產中所使用的一項重要技術。在圓片測試時，可以根據電路實際基準點在一定范圍內進行調整，使出廠電路的基準更加精確，一致性更好。熔絲可以用金屬（鋁、銅等）或硅制成。熔斷熔絲需要較大的瞬間電流。

具體所需電流，根據實際條寬和厚度而不盡相同，一般通常是幾百毫安。一般使用電容或者測試系統(tǒng)的電源提供一個電流，通過繼電器控制，達到熔斷某段熔絲的目的。

電容方式在修調串聯(lián)熔絲時電路結構簡單，修調時電容的正負兩端接 Trimpad，對電路的地沒有干擾，并且采用大電容時可以提供較大的瞬間電流，對某些難以熔斷的熔絲有較好作用。缺點為可能存在的瞬間高電流燒壞芯片，這種方案適用于熔絲電阻較大的情況。而測試系統(tǒng)的電源則可以方便地調節(jié)鉗位電流（在選取燒熔絲所用源時需要選用電流能力較大的，防止熔絲電阻較大燒不斷），防止因電流過大燒壞電路。

需要注意的一點是，在采用測試機供能燒熔絲時，最好將芯片其他管腳與測試機的源斷開以防止熔絲修調對芯片本身的影響。而采用電容供能燒熔絲則不需要斷開，因為電容地與芯片地是相互隔離、互不影響的。LED驅動IC同樣采用熔絲設計來提高出廠電路的基準精度。

本文中采用的是用源來燒熔絲，其中兩個工位的硬件設計原理圖如圖2。

燒熔絲部分的設計仍然使用雙刀雙擲式繼電器、采用控制位復用的方式。

如圖2所示，第一個工位使用DVI0源（該源電流可以達到1 A），第二個工位使用DVI1源。通過切換K15_TRIMAB、K16_TRIMAB來切換到不同的工位燒熔絲，例如同時閉合K15_TRIMAB和K9就可以利用DVI0供電來熔斷T2A和T3A間的熔絲。通過這種設計可以節(jié)省測試源和繼電器控制位，對于具有多段熔絲的IC有很大優(yōu)勢。

3 編程設計

3.1 IC啟動電壓測試（VCC_ON）

啟動電壓是指為保證IC處于正常工作狀態(tài)下向IC的VCC腳施加的電壓值，LED驅動芯片的啟動電壓通常是通過掃描的方法來測試，在8個工位共同測試的情況下本文是通過設置標志位的方式實現(xiàn)的，部分代碼如下：

圖2 燒熔絲硬件原理圖

通過以上代碼可以看出：在測試啟動電壓時采用逐步向上掃描VCC的電壓并以ROVP腳的電平變化（ROVP腳電壓由0 V跳變到0.5 V左右）來判斷IC是否達到啟動電壓，若達到啟動電壓則記錄測試VCC的值并將標志位 flag置1。通過這種方法可以解決不同工位出現(xiàn)不同啟動電壓的情況，從而減少測試時間，提高測試效率。

3.2 IC啟動電流測試

啟動電流是指IC在啟動瞬間VCC管腳流出的電流大小，一般LED驅動IC的啟動電流的測試是對IC施加略小于啟動電壓的電壓值來測試其電流大小。部分測試程序如下：

從以上程序中可以看出，在測試啟動電流前先以串測的方式給不同SITE施加不同的電壓（VCC_ON[i]-1），然后再最后使能8個SITE（SetSiteState（k））對8個SITE進行并行測試，這樣編寫程序相比串行測試效率要高得多。

4 測試結果

通過以上設計對某LED驅動IC Wafer（8寸片，203.2 mm，管芯總數在40 000顆每片）進行測試，平均單次測試時間（每次8顆）在350 ms左右，每片的測試時間在1.5 h，測試成品率在99%左右。

測試完成后通過測試數據對每個工位的熔絲參數做分布圖（如圖3所示）來分析工位間的一致性，通過分布圖可以看出燒完熔絲后每個工位的一致性很好：燒完熔絲后的值絕大多數處于中心值（400 mV）上下5 mV之內（上下線為391 mV～409 mV），測試值很集中。

圖3 Triming參數分布圖

5 結論

綜上所述，本文對于8工位并行測試的硬件設計上采用資源復用的方式解決了多工位并行測試資源限制的問題，實現(xiàn)了低配置測試機多工位并行測試的可能。

同時，在軟件編程上采用單步加電共同測試的方法節(jié)約了測試時間，提高了測試效率。本文介紹的8工位共同測試的方法已經應用在生產當中，在要求高效的今天應用多工位測試方法將會成為IC測試行業(yè)中的主流。

[1] 張松鶴. 馬達驅動IC的測試[J]. 中國集成電路，2006,15（10）∶ 56-59.

[2] 李文昌，王繼安，等. 修調技術在高精度集成電路中的實現(xiàn)[J]. 微處理機，2006.

[3] Sergio Franco. Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits [M]. McGraw-Hill Education,Inc. 2001.