CN223401031U - 测试机和接地端连通性检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种测试机和接地端连通性检测装置，接地端连通性检测装置包括：检测模块，连接探测点，探测点设置于待测器件的接地端与测试机中资源板卡的本地接地端之间的线缆上；限流模块，连接探测点和检测模块；其中，检测模块在未通过限流模块输出电压至探测点时，记录探测点的参考电压，检测模块在通过限流模块输出电压至探测点时，记录探测点的测量电压，以便结合参考电压和测量电压检测待测器件的接地端是否与资源板卡的本地接地端接通，提高后续测试操作的准确性。

Description

测试机和接地端连通性检测装置

技术领域

本申请涉及半导体测试技术领域，特别是涉及一种测试机和接地端连通性检测装置。

背景技术

半导体自动化测试，指的是利用自动测试设备(Automatic Test Equipment，ATE)对被测器件(Device Under Test，DUT)的各项参数指标进行检测，剔除残次品以控制半导体的出厂品质。由于测试机与被测器件的接地端之间存在压差，传统的测试机是通过测量线将被测器件的接地端连接至机台内测试板卡上，然后通过补偿电路将压差补偿，从而减小测量误差。测量线与被测器件是否连接导通一般不做检测，通过测试结果人工排查是否接触良好，容易导致测试结果不准确。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种可提高测试准确性的测试机和接地端连通性检测装置。

本申请第一方面提供一种接地端连通性检测装置，包括：

检测模块，连接探测点，所述探测点设置于待测器件的接地端与测试机中资源板卡的本地接地端之间的线缆上；

限流模块，连接所述探测点和所述检测模块；

其中，所述检测模块在未通过所述限流模块输出电压至所述探测点时，记录所述探测点的参考电压，所述检测模块在通过所述限流模块输出电压至所述探测点时，记录所述探测点的测量电压；所述参考电压和所述测量电压用于检测所述待测器件的接地端是否与所述资源板卡的本地接地端接通。

在其中一个实施例中，接地端连通性检测装置还包括切换开关K1，所述检测模块通过所述切换开关K1连接所述探测点。

在其中一个实施例中，所述检测模块包括电压检测单元和电压源，所述电压检测单元连接所述切换开关K1，所述电压源连接所述限流模块。

在其中一个实施例中，所述限流模块包括限流元件和切换开关K2，所述限流元件与所述切换开关K2串联后一端连接所述电压源，另一端连接所述探测点。

在其中一个实施例中，接地端连通性检测装置还包括切换开关K3、切换开关K4和切换开关K5，所述切换开关K3串接于所述探测点与所述待测器件的接地端之间的第一线缆上，所述切换开关K4串接于所述探测点与所述资源板卡中压差补偿电路之间的第二线缆上，所述切换开关K5的第一端连接所述第二线缆与所述压差补偿电路连接的一侧，所述切换开关K5的第二端连接所述资源板卡的本地接地端。

在其中一个实施例中，在所述切换开关K3断开，所述切换开关K4闭合，所述切换开关K5闭合，所述切换开关K2断开，且所述切换开关K1闭合时，所述电压检测单元记录所述探测点的第一参考电压；在所述切换开关K3断开，所述切换开关K4闭合，所述切换开关K5闭合，所述切换开关K1闭合，所述切换开关K2闭合，所述电压源通过限流元件输出电压至所述探测点时，所述电压检测单元记录所述探测点的第一测量电压；所述第一参考电压和所述第一测量电压用于检测所述探测点是否与所述资源板卡的本地接地端接通；

在所述切换开关K3闭合，所述切换开关K4断开，所述切换开关K2断开，且所述切换开关K1闭合时，所述电压检测单元记录所述探测点的第二参考电压；在所述切换开关K3闭合，所述切换开关K4断开，所述切换开关K1闭合，所述切换开关K2闭合，所述电压源通过限流元件输出电压至所述探测点时，所述电压检测单元记录所述探测点的第二测量电压；所述第二参考电压和所述第二测量电压用于检测所述探测点是否与所述待测器件的接地端接通。

本申请第二方面提供一种测试机，包括串接的压差补偿电路和上述的接地端连通性检测装置。

在其中一个实施例中，所述压差补偿电路包括跟随电路和PE芯片，所述跟随电路连接资源板卡的本地接地端、所述接地端连通性检测装置和所述PE芯片。

在其中一个实施例中，所述跟随电路包括运算放大器、电阻R2和电阻R3，所述电阻R2的第一端连接所述接地端连通性检测装置和所述运算放大器的同相输入端，所述电阻R2的第二端连接本地接地端，所述运算放大器的反相输入端连接所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R3的第二端连接所述PE芯片。

在其中一个实施例中，所述跟随电路还包括电容C1，所述电容C1的第一端连接所述电阻R3的第二端和所述PE芯片，所述电容C1的第二端连接本地接地端。

在其中一个实施例中，所述压差补偿电路、所述接地端连通性检测装置设置于资源板卡，待测器件设置于承载板上；或

所述压差补偿电路、所述接地端连通性检测装置中的切换开关K4和切换开关K5设置于资源板卡，待测器件以及所述接地端连通性检测装置中的检测模块、限流模块、切换开关K1和切换开关K3设置于承载板上。

上述测试机和接地端连通性检测装置，在待测器件的接地端与测试机中资源板卡的本地接地端之间的线缆上设置探测点，检测模块连接探测点，限流模块连接探测点和检测模块。检测模块在未通过限流模块输出电压至探测点时，记录探测点的参考电压，检测模块在通过限流模块输出电压至探测点时，记录探测点的测量电压，以便结合参考电压和测量电压检测待测器件的接地端是否与资源板卡的本地接地端接通，提高后续测试操作的准确性。

附图说明

图1为一个实施例中接地端连通性检测装置的结构框图；

图2为一个实施例中接地端连通性检测装置和压差补偿电路的结构原理图；

图3为另一个实施例中接地端连通性检测装置和压差补偿电路的结构原理图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种接地端连通性检测装置100，包括检测模块110和限流模块120，检测模块110连接探测点DETECT POINT，限流模块120连接探测点DETECT POINT和检测模块110，探测点DETECT POINT设置于待测器件DUT的接地端DUT_GND与测试机中资源板卡的本地接地端之间的线缆上。其中，检测模块110在未通过限流模块120输出电压至探测点DETECT POINT时，记录探测点DETECT POINT的参考电压，检测模块110在通过限流模块120输出电压至探测点DETECT POINT时，记录探测点DETECT POINT的测量电压；参考电压和测量电压用于检测待测器件DUT的接地端DUT_GND是否与资源板卡的本地接地端接通。

具体地，待测器件DUT可以是半导体芯片等器件，接地端DUT_GND为待测器件DUT的附近地端子。接地端连通性检测装置100还可与资源板卡中的压差补偿电路连接，接地端连通性检测装置100和压差补偿电路都可设置在测试机的资源板卡，资源板卡上的端口、接地端连通性检测装置100和压差补偿电路三者之间通过线缆连接，资源板卡上的端口通过线缆与设置有待测器件DUT的承载板连接，进而通过承载板连接到待测器件DUT的接地端DUT_GND。可以理解，在其他实施例中，接地端连通性检测装置100也可以是部分设置在资源板卡上，部分设置在资源板卡之外(例如设置在承载板)。

检测模块110在记录得到参考电压和测量电压之后，可以是通过内部控制单元分析待测器件DUT的接地端DUT_GND是否与资源板卡的本地接地端接通；检测模块110也可以是将参考电压和测量电压发送至外部的FPGA，通过FPGA(图中未示意)分析待测器件DUT的接地端DUT_GND是否与资源板卡的本地接地端接通。其中，FPGA可以是资源板卡的FPGA。检测模块110读取电压、检测模块110输出电压、各切换开关和PE芯片均受控于FPGA。

在一个实施例中，如图2所示，接地端连通性检测装置100还包括切换开关K1，检测模块110通过切换开关K1连接探测点DETECT POINT。其中，检测模块110可包括电压检测单元和电压源，电压检测单元连接切换开关K1，电压源连接限流模块120。电压检测单元可采用模数转换器ADC，电压源可采用数模转换器DAC。可通过切换开关K1控制模数转换器ADC与探测点DETECT POINT之间是否导通，在切换开关K1闭合时，模数转换器ADC读取探测点DETECT POINT的电压。

限流模块120具体可包括限流元件和切换开关K2，限流元件与切换开关K2串联后一端连接数模转换器DAC，另一端连接探测点DETECT POINT。限流元件可以是限流电阻R1，也可以是其他具有限流功能的器件。限流电阻R1与切换开关K2之间的位置关系也并不是唯一的，可以是限流电阻R1连接探测点DETECT POINT和切换开关K2，切换开关K2再连接到数模转换器DAC；也可以是切换开关K2连接探测点DETECT POINT和限流电阻R1，限流电阻R1再连接到数模转换器DAC。在切换开关K2断开，且切换开关K1闭合时，模数转换器ADC记录探测点DETECT POINT的参考电压；在切换开关K1闭合，切换开关K2闭合，数模转换器DAC通过限流元件输出电压至探测点DETECT POINT时，模数转换器ADC记录探测点DETECT POINT的测量电压。

进一步地，继续参照图2，接地端连通性检测装置还可包括切换开关K3、切换开关K4和切换开关K5，切换开关K3串接于探测点DETECT POINT与待测器件DUT的接地端DUT_GND之间的第一线缆A上，切换开关K4串接于探测点DETECT POINT与资源板卡中压差补偿电路200之间的第二线缆B上，切换开关K5的第一端连接第二线缆B与压差补偿电路200连接的一侧，切换开关K5的第二端连接资源板卡的本地接地端。资源板卡可以是数字板或其他类型的板卡，以数字板为例，则本地接地端为数字接地端DGND。可通过开关切换控制，分别检测第一线缆A和第二线缆B是否接通，从而确定待测器件DUT的接地端DUT_GND是否与资源板卡的本地接地端接通。

具体地，在切换开关K3断开，切换开关K4闭合，切换开关K5闭合，切换开关K2断开，且切换开关K1闭合时，电压检测单元记录探测点DETECT POINT的第一参考电压；在切换开关K3断开，切换开关K4闭合，切换开关K5闭合，切换开关K1闭合，切换开关K2闭合，电压源通过限流元件输出电压至探测点DETECT POINT时，电压检测单元记录探测点DETECT POINT的第一测量电压；第一参考电压和第一测量电压用于检测探测点DETECT POINT是否与资源板卡的本地接地端接通。

如图2所示，切换开关K3断开，切换开关K4闭合，切换开关K5闭合，切换开关K2断开，且切换开关K1闭合时，FPGA控制模数转换器ADC记录到的第一参考电压接近于0mv，在切换开关K3断开，切换开关K4闭合，切换开关K5闭合，切换开关K1闭合，切换开关K2闭合时，数模转换器DAC输出设定幅值(例如100mV)的电压，通过限流元件输出至探测点DETECTPOINT，确保受控于FPGA的模转换器DAC输出的电压不会直接输送到资源板卡的本地接地端，此时FPGA控制模数转换器ADC记录第一测量电压。模数转换器ADC可以是将记录的第一参考电压和第一测量电压输送至FPGA，通过FPGA结合第一参考电压和第一测量电压，检测探测点DETECT POINT是否与资源板卡的本地接地端接通。

进一步地，在切换开关K3闭合，切换开关K4断开，切换开关K2断开，且切换开关K1闭合时，电压检测单元记录探测点DETECT POINT的第二参考电压；在切换开关K3闭合，切换开关K4断开，切换开关K1闭合，切换开关K2闭合，电压源通过限流元件输出电压至探测点DETECT POINT时，电压检测单元记录所述探测点DETECT POINT的第二测量电压；第二参考电压和第二测量电压用于检测探测点DETECT POINT是否与待测器件DUT的接地端DUT_GND接通。

继续参照图2，在切换开关K3闭合，切换开关K4断开，切换开关K2断开，且切换开关K1闭合时，FPGA控制模数转换器ADC记录到的第二参考电压接近于0mv，在切换开关K3闭合，切换开关K4断开，切换开关K1闭合，切换开关K2闭合时，电压源通过限流元件输出电压至探测点DETECT POINT，确保受控于FPGA的模转换器DAC输出的电压不会直接输送到待测器件DUT的接地端DUT_GND，此时FPGA控制模数转换器ADC记录第二测量电压。模数转换器ADC可以是将记录的第二参考电压和第二测量电压输送至FPGA(图中未示意)，通过FPGA结合第二参考电压和第二测量电压，检测探测点DETECT POINT是否与待测器件DUT的接地端DUT_GND接通。

在一个实施例中，如图2所示，还提供了一种测试机，包括串接的压差补偿电路200和上述的接地端连通性检测装置100。其中，压差补偿电路200包括跟随电路210和PE芯片，跟随电路210连接资源板卡的本地接地端、接地端连通性检测装置100和PE芯片。PE芯片接收到跟随电路210输送的电压值，由PE芯片实现压差补偿，此功能可不受FPGA控制。

跟随电路210可包括运算放大器U1、电阻R2和电阻R3，电阻R2的第一端连接接地端连通性检测装置100和运算放大器U1的同相输入端+，具体连接接地端连通性检测装置100中的切换开关K4和切换开关K5，电阻R2的第二端连接本地接地端，电阻R2与切换开关K5为并联关系。运算放大器U1的反相输入端-连接运算放大器U1的输出端，运算放大器U1的输出端连接电阻R3的第一端，电阻R3的第二端连接PE芯片。进一步地，跟随电路210还包括电容C1，电容C1的第一端连接电阻R3的第二端和PE芯片，电容C1的第二端连接本地接地端。

其中，如图2所示，可以是将压差补偿电路200、接地端连通性检测装置100设置于资源板卡，待测器件DUT设置于承载板上；如图3所示，也可以是将压差补偿电路200、接地端连通性检测装置100中的切换开关K4和切换开关K5设置于资源板卡，待测器件DUT以及接地端连通性检测装置100中的检测模块110、限流模块120、切换开关K1和切换开关K3设置于承载板上。

FPGA还可与模数转换器ADC和数模转换器DAC连接，控制数模转换器DAC输出电压，以及接收模数转换器ADC读取的电压数据。切换开关K1、切换开关K2、切换开关K3、切换开关K4以及切换开关K5可以是手动切换开关，也可以是继电器等控制开关。以采用控制开关为例，FPGA还可以连接切换开关K1、切换开关K2、切换开关K3、切换开关K4以及切换开关K5，进行通断控制。其中，通过控制切换开关K3、切换开关K4以及切换开关K5的通断，可以检测第一线缆A和第二线缆B是否接通。此外，切换开关K4还用于测试机在进行校准时关断，断开测试机与外部的连接，起到隔离作用。

在测试机整机装好，待测器件DUT未开始测试时，检测一次待测器件DUT的接地端DUT_GND与资源板卡的本地接地端的连通性，当接地端连通检测完毕后进行电压差补偿以及后续的测量流程。

在进行接地端连通性检测时，首先，切换开关K3断开，切换开关K4闭合，切换开关K5闭合，切换开关K2断开，且切换开关K1闭合，模数转换器ADC读取得到探测点DETECTPOINT的第一参考电压；切换开关K3断开，切换开关K4闭合，切换开关K5闭合，切换开关K1闭合，切换开关K2闭合，数模转换器DAC输出电压，模数转换器ADC读取得到探测点DETECTPOINT的第一测量电压。然后，切换开关K3闭合，切换开关K4断开，切换开关K2断开，且切换开关K1闭合，模数转换器ADC读取探测点DETECT POINT的第二参考电压；切换开关K3闭合，切换开关K4断开，切换开关K1闭合，切换开关K2闭合，数模转换器DAC输出电压，模数转换器ADC读取得到探测点DETECT POINT的第二测量电压。

在待测器件DUT的接地端DUT_GND或资源板卡的本地接地端未接入时，由于模数转换器ADC的输入电阻为高阻，检测到的探测点DETECT POINT的测量电压会等于100mV。FPGA在第一参考电压和第一测量电压的差值大于设定阈值(如90mV)时，可以判断资源板卡的本地接地端未接入；反之，则说明资源板卡的本地接地端与探测点DETECT POINT接通。FPGA在第二参考电压和第二测量电压的差值大于设定阈值(如90mV)时，可以判断待测器件DUT的接地端DUT_GND未接入；反之，则说明待测器件DUT的接地端DUT_GND与探测点DETECT POINT接通。

接地端连通检测完毕后，使用压差补偿电路200中的PE芯片进行电压差补偿时，将待测器件DUT的接地端DUT_GND通过线缆引回，跟随电路210将待测器件DUT的接地端DUT_GND引入PE芯片，PE芯片对接地端DUT_GND和数字接地端DGND的电压差进行补偿。其中，在进行电压差补偿时，切换开关K3闭合，切换开关K4闭合，切换开关K5断开，切换开关K1断开，切换开关K2断开，由于压差小，且运算放大器U1的同相输入端+接地设置的电阻R2的阻值很大，切换开关K3和切换开关K4的阻值可以忽略不计，PE芯片可以准确的将压差补偿。

上述测试机和接地端连通性检测装置，具有以下优点：

1)低成本，使用资源板卡内存在的数模转换器DAC和模数转换器ADC，只需添加开关和电阻即可实现检测。

2)自动化测试，无需人工使用额外的仪器仪表测试。

3)不影响功能和性能，不使用时控制切换开关断开，使用时内阻均为高阻，数模转换器DAC输出电压也经过了限流电阻R1，不会抬升待测器件DUT的接地端DUT_GND的电压。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种接地端连通性检测装置，其特征在于，包括：

检测模块，连接探测点，所述探测点设置于待测器件的接地端与测试机中资源板卡的本地接地端之间的线缆上；

限流模块，连接所述探测点和所述检测模块；

其中，所述检测模块在未通过所述限流模块输出电压至所述探测点时，记录所述探测点的参考电压，所述检测模块在通过所述限流模块输出电压至所述探测点时，记录所述探测点的测量电压；所述参考电压和所述测量电压用于检测所述待测器件的接地端是否与所述资源板卡的本地接地端接通。

2.根据权利要求1所述的接地端连通性检测装置，其特征在于，还包括切换开关K1，所述检测模块通过所述切换开关K1连接所述探测点。

3.根据权利要求2所述的接地端连通性检测装置，其特征在于，所述检测模块包括电压检测单元和电压源，所述电压检测单元连接所述切换开关K1，所述电压源连接所述限流模块。

4.根据权利要求3所述的接地端连通性检测装置，其特征在于，所述限流模块包括限流元件和切换开关K2，所述限流元件与所述切换开关K2串联后一端连接所述电压源，另一端连接所述探测点。

5.根据权利要求4所述的接地端连通性检测装置，其特征在于，还包括切换开关K3、切换开关K4和切换开关K5，所述切换开关K3串接于所述探测点与所述待测器件的接地端之间的第一线缆上，所述切换开关K4串接于所述探测点与所述资源板卡中压差补偿电路之间的第二线缆上，所述切换开关K5的第一端连接所述第二线缆与所述压差补偿电路连接的一侧，所述切换开关K5的第二端连接所述资源板卡的本地接地端。

6.根据权利要求5所述的接地端连通性检测装置，其特征在于，

在所述切换开关K3断开，所述切换开关K4闭合，所述切换开关K5闭合，所述切换开关K2断开，且所述切换开关K1闭合时，所述电压检测单元记录所述探测点的第一参考电压；在所述切换开关K3断开，所述切换开关K4闭合，所述切换开关K5闭合，所述切换开关K1闭合，所述切换开关K2闭合，所述电压源通过限流元件输出电压至所述探测点时，所述电压检测单元记录所述探测点的第一测量电压；所述第一参考电压和所述第一测量电压用于检测所述探测点是否与所述资源板卡的本地接地端接通；

在所述切换开关K3闭合，所述切换开关K4断开，所述切换开关K2断开，且所述切换开关K1闭合时，所述电压检测单元记录所述探测点的第二参考电压；在所述切换开关K3闭合，所述切换开关K4断开，所述切换开关K1闭合，所述切换开关K2闭合，所述电压源通过限流元件输出电压至所述探测点时，所述电压检测单元记录所述探测点的第二测量电压；所述第二参考电压和所述第二测量电压用于检测所述探测点是否与所述待测器件的接地端接通。

7.一种测试机，其特征在于，包括串接的压差补偿电路和权利要求1至6任意一项所述的接地端连通性检测装置。

8.根据权利要求7所述的测试机，其特征在于，所述压差补偿电路包括跟随电路和PE芯片，所述跟随电路连接资源板卡的本地接地端、所述接地端连通性检测装置和所述PE芯片。

9.根据权利要求8所述的测试机，其特征在于，所述跟随电路包括运算放大器、电阻R2和电阻R3，所述电阻R2的第一端连接所述接地端连通性检测装置和所述运算放大器的同相输入端，所述电阻R2的第二端连接本地接地端，所述运算放大器的反相输入端连接所述运算放大器的输出端，所述运算放大器的输出端连接所述电阻R3的第一端，所述电阻R3的第二端连接所述PE芯片。

10.根据权利要求9所述的测试机，其特征在于，所述跟随电路还包括电容C1，所述电容C1的第一端连接所述电阻R3的第二端和所述PE芯片，所述电容C1的第二端连接本地接地端。

11.根据权利要求7所述的测试机，其特征在于，

所述压差补偿电路、所述接地端连通性检测装置设置于资源板卡，待测器件设置于承载板上；或

所述压差补偿电路、所述接地端连通性检测装置中的切换开关K4和切换开关K5设置于资源板卡，待测器件以及所述接地端连通性检测装置中的检测模块、限流模块、切换开关K1和切换开关K3设置于承载板上。