元器件筛选中的自动化研究

陈尔鹏 许航 来启发

摘要：元器件筛选过程中存在着较多自动化程度较低的流程，如利用仪表进行搭台测试和手工出具报告等。为提高生产效率和降低差错率，一方面对仪表进行接口确认并编写控制代码，形成通用代码模块，另一方面对Excel和Word文档开展读写代码研究，形成文档自动出具软件。

关键词：元器件筛选;自动化

1.引言

随着元器件筛选数量的提高，对元器件筛选过程的自动化水平有了更高的要求，目前，针对测试过程已经具有众多过程管理信息化系统TDM、MES等实现筛选过程信息化管理。但在具体的测试过程中，如利用非ATE测试设备进行的搭台测试、报告文档的出具等流程自动化程度较低，严重制约了筛选能力的进一步提升，不能满足日益增长的型号产品元器件可靠性筛选数量要求。

为进一步提高元器件筛选过程中的自动化水平，针对制约能力提升的关键点，开展了一系列的自动化研究，并取得了一定的成效。

2.自动化解决方案概述

在元器件测试过程中，为了更准确地测试元器件的功能性能，经常需要利用仪表设备搭建测试环境，如程控电源E3631A、数字多用表2700和函数发生器33220A等设备。该部分设备具备RS232接口和GPIB接口，均满足SCPI指令集，因此，为了实现对设备的自动化控制和对数据的自动读取记录，针对不同功能的器件测试，利用MFC和visa库编写控制代码，形成通用性较强的测试程序。

针对检测报告等文档的开具，调取Word和Excel的运行库，以模板中的标签作为特征点，实现从Excel中读取基础信息并填入到Word模板中的功能，最终自动生成各种固定格式的文档。

3.仪表自动化控制

測试设备采用的源表生产厂家主要为Agilent、KEITHLEY和Tektronix，且均具备GPIB接口，采用SCPI指令集均能实现对设备的程控。搭建测试环境时，源主要用于提供固定电压的电源信号和固定频率的功能信号，表用于读取输出电压值和电流值并观察输出波形。为了在测试过程中减少人为操作带来的影响、准确地对设备参数进行设置和对测试过程的控制，开展设备程控研究，利用GPIB接口和visa库实现对设备的自动化控制。

SCPI指令集具有通用性，测试设备参数设置也具有通用性，软件功能也较为简单。因此，选择MFC平台进行通用程控软件开发，具体实现流程如图1所示。

根据设备设定的GPIB值定义源表地址，并利用viOpenDefaultRM函数对visa资源管理器进行初始化，再进行设备初始化。针对不同设备，根据SCPI指令集，留下对应的接口，编写控制代码。编写操作界面，利用输入框等工具确定各设备的设定参数，并从接口添加至控制代码模块中，形成控制程序，针对多台设备进行集成即可完成测试环境的搭建。

目前现有的测试中，如TPS5430DDA输出尖峰测试、霍尔集成电路测试和微波器件的测试均实现了设备程控搭建测试环境，具有高位数读值和高准确度控制的优点。

4.自动开具文档

目前，报告文档开具主要是DPA报告的开具。为了实现DPA报告文档的自动开具，基于MFC开发了一套报告自动出具软件，软件执行流程如图2所示。

该软件主要分为三个模块：任务信息录入模块、试验信息录入模块和报告自动生成模块。

4.1 任务信息录入模块

任务信息是指DPA任务的基础信息，包含任务编号、型号规格、生产批次、使用单位和送筛数量等，该任务信息可由业务管理系统导出为表格格式数据。

该部分模块实行流程如下：

（1）调用Excel程序类型库中的类并生成头文件引用，生成的头文件需要进行去导入路径操作，以适应本程序的调用。为保证该程序能兼容多种操作系统，必须利用AfxOleInit函数对COM的动态链接库进行初始化操作，否则无法启动XP系统的Excel程序。

（2）打开DPA任务清单，以录入的任务编号作为特征值进行循环检索，检索到对应任务编号后提取行数，按照数据类型以特定的方式读取该行数下所有列的基础信息并转换为cstring类型数据。

（3）将转换得到的基础信息数据按照对应的位置自动填入到基础信息界面中，利用CTime类获取当前电脑时间，作为报告开具时间。最终释放Excel程序的进程和内存。

（4）检索DPA图片数据文件夹下的文件夹名称，并对名称进行截取处理，获得文件夹中包含的任务号并与输入的任务号进行匹配判定，确定图片数据所在文件目录。

基础信息界面如图3所示。界面只包含一个按钮，输入任务编号后，点击“导入数据”按钮即可从固定目录下的DPA任务清单表格中以任务编号作为特征值检索数据信息。在检索到正确的任务信息后，调取信息数据并填入对应的信息框中，且支持测试人员手动更改。

该部分代码实现过程中关键点和难点在于如何检索任务清单并进行格式转换。部分数据信息为数字格式，采用直读方式会造成数据丢失，需使用dblVal函数和Format函数对数字格式信息进行转换，变为cstring类型信息再读取处理。针对“XXXX-XX-XX”格式的时间数据，采用VariantTimeToSystemTime函数和SYSTEMTIME类中包含的变量进行数据转换，使时间格式的数据转换为字符串类型的数据。

4.2 试验信息录入模块

试验信息是指在开展DPA项目如剪切强度、键合强度等试验时所得到的测试数据和相关标准所规定的合格判据。

该部分模块功能简单，采用输入框形式由试验人员依据原始记录表格进行试验数据录入，主要界面如图4所示。

该软件“实验数据”界面即可覆盖全测试数据的录入，对脱离模式、材料、残留面积和内腔体积两项则以下拉框形式进行固定化选择，方便测试人员操作。

4.3 报告自动生成模块

报告自动生成模块功能是依据模板中的特定标签，将读取的DPA任务基础信息、录入的试验数据和过程记录图片写入模板中，并生成最终的标准格式的DPA检测报告。

具体实现流程如图5所示。

（1）根据器件数量选择不同的基础dot模板，并调用Word程序加载模板;

（2）读取界面1输入框中的任务基础信息，利用put_Text函数将基础信息填入到对应的标签位置;

（3）利用if语句对器件数量进行判定，确保不同数量的不同试验数据在模板中的正确填入;

（4）利用CnlineShape類和AddPicture函数将按一定规则命名的试验图片写入模板对应位置，为了保证报告的可读性，在模板内部将放置图片的文本框进行尺寸固化;

（5）报告文档导出存盘，释放内存和Word程序进程。

该部分代码实现过程中的关键点主要是数据信息和模板标签的对应关系，根据统计，手动出具DPA报告出现错误的大部分原因是基础信息错误。因此，信息的正确填入是该系统最为强调的功能。为了减少对应关系的差错率，模板标签命名规则、程序变量命名规则和程序界面描述规则保持一致，采用拼音直接命名的方式对其进行命名，减少对应关系过于复杂对程序带来的影响。该种命名规则不仅方便程序代码的编写，也利于减少对应关系的差错率。

4.4.数据分析

该DPA报告自动出具软件操作简单、运行速度快，测试人员只需要少量操作，花费时间2分钟即可顺利完成报告的出具，且只要测试数据和图片命名方式正确，差错率为0。该软件在确保零差错率的基础上大幅度减少了出具DPA报告和后续修改的时间和精力，为DPA试验周期进一步压缩了时间，提高了DPA产能。

5.总结

在元器件可靠性筛选过程中，为了提高元器件可靠性测试质量和效率，开展非ATE设备测试环境搭建和报告文档出具自动化研究是目前元器件测试发展的一个重要趋势，本文利用MFC平台开发了设备程控和DPA报告自动出具程序，实现了对仪表的自动化控制和报告的自动开具，提高了筛选效率。

参考文献：

[1]刘萍，邹勉.破坏性物理技术初探[J].光电子技术，2007，027（002）：139-142.