HC08芯片JVT测试方法的探究

张 磊

（天津铁道职业技术学院，天津，300240）

0 引言

HC08芯片是飞思卡尔半导体公司生产的一种工业用八位微控制器，其以结构简单、功能可靠、适用性强而在汽车电子、家用电子等各方面得到了广泛应用。为了保证HC08芯片的质量可靠性，必须要在芯片封装后对其进行参数测试和功能测试，JVT测试就是参数测试的一种，并且一般都作为全部测试的最后一项，为实现HC08安全可信的测试结果提供了重要依据。

1 HC08芯片的JVT测试1.1 JVT测试简介

JVT（Junction Verification Test）是 HC08 芯 片 测 试的一个重要组成部分，它通过测试与芯片管脚内部连接的保护二极管的特性，来检测芯片的各个管脚对电源脚、对接地脚是否能够可靠连接。

JVT测试通常安排在芯片测试的最后，即芯片在完成其它参数和功能测试后，再进行JVT测试，作为芯片质量测试的最后一道关卡，它能够探测出在前期测试过程中由于电压、电流过大而对芯片造成的破坏，保证测试的准确性和安全性。

1.2 HC08芯片的JVT测试原理

HC08芯片通常由CPU、ROM、RAM、SIM等模块构成。芯片中各个模块能否正常运行，都依赖于各个管脚对地和电源的可靠连接。JVT测试就是用来验证各个管脚对电源和地的连接状况的一种参数测试。

图1为HC08芯片一种典型封装形式的管脚示意图，图中Pin4为电源管脚，Pin32为地脚，其余管脚为I/O管脚或晶振、复位等功能管脚。JVT测试就是要验证这些I/O管脚和功能管脚能否对电源和地进行可靠连接。

HC08芯片进行JVT测试所需要的测试条件如下表1所示：

表1 HC08芯片JVT测试条件

JVT测试原理如下，如图2所示，在待测管脚和Vdd（电源管脚）之间加入灌电流，通常为5微安左右，利用J750平台的PPMU（精密测量单元）来测量管脚内部保护二极管的正向压降，对于硅二极管来说，如果压降在0.4V到0.8V之前，则表示保护二极管工作正常，待测管脚与Vdd之间实现了可靠连接，如果压降小于0.4V或大于0.8V， 则表示保护二极管未能正常工作，待测管脚与Vdd之间没有实现可靠连接，一般低于0.4V时表示二极管被击穿，高于0.8V时表示二极管与管脚断开，总之芯片为次品，需要淘汰。

图3 管脚与Vss之间的JVT测试

图2 管脚与Vdd之间的JVT测试

同样还需要测试待测管脚和Vss（接地管脚）之间的连接情况，如图3所示，在Vss和待测管脚之间加正向电流，通常为100微安左右，来测量保护二极管的正向压降，如果压降在0.4V到0.8V之前，则表示保护二极管工作正常，待测管脚与Vss之间实现了可靠连接，否则，表示待测管脚与Vss之间没有实现可靠连接，芯片为次品。

1.3 HC08芯片的JVT测试过程

JVT的测试流程如图4所示，JVT测试需要先将芯片断电，让其它管脚处在悬空状态，再单独对待测管脚进行测试。这样充分避免了各个管脚之间的串扰对测试结果的影响，使测试结果更加精确，有效。

图4 JVT测试流程

如图5所示为J750测试平台，分为测试机、电源柜、计算机三部分，是目前对HC08芯片进行功能测试的主流测试平台。在测试时，先由Handler（机器人手臂）取芯片，之后通过测试电路板与J750测试机相连，然后利用IG-XL软件给出上电、下电、测试等各项指令，并由计算机输出最后的测试结果。

图5 J750测试平台

图6所示，即是用IG-XL软件对HC08芯片进行JVT测试时的参数设置界面，图中测试对象为 Ports（对应图2中的管脚3,5~26,28,31), osc1（对应图2中的管脚1）, osc1(对应图2中的管脚1)，osc2（对应图2 中的管脚2）, cgmxfc（对应图2中的管脚27，29，30）这些管脚和管脚组，系统将依次给每个待测管脚加入5uA电流（其余管脚悬空），测试平台中的PPMU测量管脚对地或电源脚的电压。根据芯片材质、封装工艺及客户的实际需求，确定测试值的上下限，例如把JVT测试的上限值设置为750mv，下限值设置为250mv，将PPMU测出电压值，与上下限值比较，得出芯片pass/fail的结论。

图6 JVT测试的IG-XL软件界面

2 HC08芯片的JVT测试方法的优势

传统的开路/短路测试也是针对与管脚相连的钳位二极管的一种测试，它是通过DPS（Digital Power Supply）给待测管脚加电流，测量管脚与地和电源之前的电压，来判断保护二极管能否正常工作，如果电压过大，表示管脚与地或电源之间是开路状态，如果测得的电压过小，表示管脚与电源或地之间呈现短路状态。只有测量结果在上限与下限之间时，表示钳位二极管能够正常工作，待测管脚与电源和地之间实现了可靠连接。

与传统的开路/短路测试相比，JVT测试方法有效的克服了开路/短路测试对高阻态管脚不敏感的缺点。在进行开路测试时，假设对待测管脚加5uA的电流，测试上限值设为750mV,保护二极管的压降为0.6V，根据欧姆定律，在待测管脚和Vdd之间的允许电阻为(0.75V-0.6V)/5uA = 30KΩ，也就是说，假如由于静电击穿或半导体生产工艺中封装打线问题，造成待测管脚呈现30KΩ左右的高阻态，开路测试将不能有效测出。而JVT测试，通常可以在待测管脚和Vdd之间阻抗大于5KΩ时，即可判断芯片失效，能够有效的筛选出静电击穿的芯片次品。

图1 HC08芯片引脚示意图

3 结论

通过JVT测试法，可实现对HC08芯片所有功能管脚的保护二极管的测试，保证了芯片的正常功能，并能有效甄别出因为前期测试过程中的电压、电流尖峰而对芯片造成的损坏。

[1] MC68HC908JL16 data sheet，- freescale semiconductor, 2005.

[2] Fundamentals of Digital Semiconductor Testing，-freescale semiconductor, July 1999

[3] JVT Evaluation Reference (Rev 0.7) ，-OHT Market Business Group, April 2003

[4] J750 Basic Prog Student Manual(V3.4), -freescale semiconductor, 2003

[5] Visual Basic for Test –Teradyne company, 1999