MPC5675微控制器測(cè)試研究

1、    mpc5675微控制器測(cè)試研究    何灝+王爽+彭文+劉詩琪【摘 要】恩智浦（nxp）半導(dǎo)體公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的32位mpc5675芯片廣泛用于汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)以及其他與汽車安全相關(guān)的設(shè)備中，為汽車安全提供了有力保障。芯片電路的高集成度給芯片測(cè)試帶來更多的挑戰(zhàn)。針對(duì)mpc5675芯片在溫度測(cè)量模塊測(cè)試和數(shù)模轉(zhuǎn)換測(cè)試過程中出現(xiàn)的問題，分別采用溫度測(cè)量值和室溫參考值比對(duì)的方法和動(dòng)態(tài)接觸電阻測(cè)試的方法，優(yōu)化測(cè)試程序，提高芯片良品率。該測(cè)試方案可用于mpc5675系列芯片測(cè)試中?！綼bstract】the 32-bit mpc5675 ch

2、ips are designed and manufactured by nxp semiconductors company， which can be applied in the power steering system， advanced driving auxiliary system and other equipment related to auto safety， which provided a strong guarantee for vehicle safety. the chip circuit is highly integrated， which is givi

3、ng more challenges to the chip test. the tests of mpc5675 chip are consisted of temperature measurement module test and digital analog conversion test. the test programs are optimized to improve the chip yield according to the following method， the comparison between temperature measurement and refe

4、rence room temperature and dynamic contact resistance test method. the test solution can be used in mpc5675 series chips and other automotive functional chip test.【關(guān)鍵詞】mpc5675芯片；溫度測(cè)量；模塊測(cè)試；數(shù)模轉(zhuǎn)換測(cè)試【keywords】mpc5675 microcontroller； temperature test； module test； digital mode conversion testtn06 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】

5、a 1673-1069（2017）12-0172-021 引言恩智浦半導(dǎo)體公司為了迎合全球汽車市場(chǎng)的高速膨脹以及汽車電子化比例不斷提高的趨勢(shì)，開發(fā)系列汽車電子系統(tǒng)，系統(tǒng)包含單片機(jī)、模擬器件和傳感器等芯片，適用于動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、汽車內(nèi)部通信系統(tǒng)以及車身控制系統(tǒng)等汽車電子系統(tǒng)應(yīng)用。集成電路芯片（ic）電路規(guī)模增大，但封裝體積減小，功能增多；給芯片測(cè)試帶來挑戰(zhàn)，將促進(jìn)相應(yīng)芯片測(cè)試技術(shù)的突飛猛進(jìn) 1-2。2 mpc5675芯片功能特征本文涉及mpc5675系列芯片由恩智浦（nxp）半導(dǎo)體公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)，該芯片為32位基于power架構(gòu)（power architecture）的嵌入式

6、控制系統(tǒng)，可應(yīng)用于裝有雷達(dá)，cmos成像，激光雷達(dá)和超聲波傳感器等的先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)、多三相電動(dòng)機(jī)控制應(yīng)用在汽車和混合動(dòng)力汽車（hev）中以及對(duì)安全集成度要求高的應(yīng)用中3-4。芯片mpc56675芯片采用mapbga封裝技術(shù)，具有257個(gè)引腳，外觀尺寸為14mm*14mm。除了上述257引腳mpc5675芯片之外，同時(shí)生產(chǎn)具有473個(gè)引腳的mpc5675芯片。3 測(cè)試流程芯片測(cè)試根據(jù)制備流程，先是在probe對(duì)wafer進(jìn)行測(cè)試，隨后進(jìn)行全面的功能測(cè)試，最后進(jìn)行質(zhì)量安全測(cè)試，提高芯片的良品率。作為客戶ic的提供商，在設(shè)計(jì)功能芯片的同時(shí)，提供全面完整高質(zhì)量的芯片測(cè)試，以確保芯片的功能完善性、性能

7、穩(wěn)定性。根據(jù)芯片設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能及設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)測(cè)試芯片的策略和方法，來驗(yàn)證芯片的質(zhì)量和可靠性。通過對(duì)mpc5675功能說明及管腳的功能細(xì)心研究，設(shè)計(jì)出了一套完備的測(cè)試程序。mpc5675芯片測(cè)試流程包括直流參數(shù)測(cè)試、存儲(chǔ)器測(cè)試、數(shù)字功能測(cè)試、溫度測(cè)試和模擬功能測(cè)試。設(shè)計(jì)程序應(yīng)用于測(cè)試機(jī)上，對(duì)芯片進(jìn)行全面測(cè)試，并對(duì)數(shù)據(jù)加以分析和研究，對(duì)于協(xié)同設(shè)計(jì)、工藝等環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題進(jìn)行總結(jié)分析，改善芯片的穩(wěn)定性和可靠性，最終提高芯片的良品率5-6。本文針對(duì)溫度測(cè)試中溫度測(cè)量模塊測(cè)試和模擬功能測(cè)試中數(shù)模轉(zhuǎn)換測(cè)試的優(yōu)化進(jìn)行了研究和探索。要應(yīng)用于汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)以及其他與汽車安全相關(guān)的設(shè)備中，mpc

8、5675必須具備良好的承受高溫、低溫以及室溫的能力。汽車級(jí)最高的溫度范圍要求為-40至140，因此每一顆芯片都經(jīng)過低溫極限-40，高溫極限+145，以及室溫25的分別測(cè)試，其測(cè)試步驟如圖1所示。汽車半導(dǎo)體的芯片測(cè)試成本高的原因就是因?yàn)樽罱K要保證零缺陷，從而保證駕駛安全。4 測(cè)試中的問題及解決方法在溫度測(cè)量模塊測(cè)試、數(shù)模轉(zhuǎn)換測(cè)試和數(shù)字測(cè)試過程中，根據(jù)測(cè)試中遇到的問題，修訂程序，提高芯片良品率。在溫度測(cè)量模塊測(cè)試中，出現(xiàn)因環(huán)境溫度不穩(wěn)定造成的測(cè)試結(jié)果偏移，好品被誤測(cè)為次品的問題。因?yàn)榫A測(cè)試的溫度是室溫，溫度出現(xiàn)偏差的可能性很小，所以在晶圓測(cè)試的室溫環(huán)境下讀取芯片內(nèi)溫度傳感器的測(cè)量值，并記錄在芯片

9、內(nèi)部作為室溫參考值，在高溫和低溫測(cè)試環(huán)境下，先讀取傳感器測(cè)量值，然后計(jì)算該值與室溫參考值之差，并與理論計(jì)算值進(jìn)行比對(duì)，最終判斷溫度測(cè)量模塊是否正確工作，部分優(yōu)化測(cè)試程序如下所示：在模數(shù)轉(zhuǎn)換測(cè)試中，數(shù)字輸出的結(jié)果會(huì)受到測(cè)試路徑上接觸電阻變化的影響。為了減小接觸電阻的影響，首先引入動(dòng)態(tài)接觸電阻測(cè)試的功能，在端口設(shè)置為輸出的狀態(tài)下，通過加電流測(cè)電壓并計(jì)算電阻的方法，和經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行比較，如果計(jì)算電阻值超限，則啟動(dòng)自清潔功能除去接觸位置上的外來雜質(zhì)，減小額外的接觸電阻；或使用動(dòng)態(tài)計(jì)算的方法減去接觸電阻造成的測(cè)量值漂移，提高測(cè)試精度及準(zhǔn)確性。5 結(jié)語恩智浦（nxp）半導(dǎo)體公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)mpc5675芯片采用3

10、2位cpu核和power架構(gòu)（power architecture）兼容，主要用在汽車助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)以及其他與汽車安全相關(guān)的設(shè)備中。本文根據(jù)功能測(cè)試中的問題對(duì)測(cè)試程序進(jìn)行優(yōu)化，提高良品率。在溫度測(cè)量模塊測(cè)試中，采用溫度測(cè)量值和室溫參考值比對(duì)的方法；在模數(shù)轉(zhuǎn)換測(cè)試中，采用動(dòng)態(tài)接觸電阻測(cè)試的方法?；谏鲜龇椒▋?yōu)化測(cè)試程序，提高芯片良品率，效果顯著?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】【1】zhi c z， li z， forest h， na l. semiconductor final test scheduling with sarsa（，k） algorithmj.european journal of operational research， 2011（ 215）： 446-458.【2】張妍， 金杰. 半導(dǎo)體測(cè)試gpib接口的聯(lián)合調(diào)試系統(tǒng)j.應(yīng)用指南， 2005（12）： 83-85【3】王公詣. 半導(dǎo)體工業(yè)降低復(fù)測(cè)率的研究與實(shí)現(xiàn)d.天津：天津大學(xué)，2005.【4】袁薇. 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)格式（stdf）文件的研究j.電子元件與應(yīng)用， 2009，11（4）：70-73.【5】夏開峰，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在半導(dǎo)體測(cè)試管理系統(tǒng)中的應(yīng)用j.信息與電腦，2010（12）：141.【6】宋慶元. 基于 adc 間歇性轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤問題的測(cè)試程序優(yōu)化d.天津：天津大學(xué)，2002. 中小企業(yè)管理與科技