張桂玉，任希慶(安普德（天津）科技股份有限公司，天津 300384)
本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/202005/413613.htm摘 要：本文測試的晶片是一款針對物聯網市場開發的高性能2.4 GHz/5 GHz雙頻Wi-Fi射頻晶片，支持802.11 a/b/g/n，Wi-Fi Direct、Soft AP以及STA/AP 模式共存。具有高速性、穩定性和傳輸距離遠等特點，可以高度匹配音視頻流媒體傳輸。廣泛應用於無線流媒體音視頻播放、虛擬實境、無人機、運動相機、車聯網、工業控制、智能家居等領域。本文將對雙頻Wi-Fi晶片基於IntegraFlex平臺量產測試開發流程的簡要分析，主要圍繞測試硬體和軟體兩個方面進行闡述。
關鍵詞：2.4G/5G；雙頻Wi-Fi晶片；ATE IFLEX；量產測試；硬體和軟體
0 引言
隨著網絡技術的不斷進步，無線網絡的傳輸速度也在不斷提升，2.4 GHz/5 GHz雙頻Wi-Fi晶片的誕生可以滿足網絡傳輸快的特點，是Wi-Fi無線傳輸技術發展史上的一個裡程碑。當晶片開發成功後需要產業化時，就需要進行量產測試，使晶片測試的各方面性能指標能夠滿足設計要求。因此自動化測試設備便是用於量產測試晶片的必選。我們需要依據晶片的設計指標選擇適合的ATE測試設備，根據選好的設備設計並製作測試電路板，然後在設備上開發測試程序，調試，最後實現量產。
1 ATE測試設備的選擇
首先需要根據晶片的封裝形式、管腳數、並行度（一次自動測試晶片的數量）、頻率指標、測試向量深度及晶片自身的特殊性，確定自動測試設備的類型。
我們需要測試的這顆晶片是2.4G/5G雙頻Wi-Fi晶片，包含數字、模擬和射頻部分。封裝形式是WLCSP73管腳，並行度設定為2，因為射頻晶片測試射頻部分時容易產生電磁幹擾，所以暫時選擇2個並行度測試。
我們根據以上晶片的特性及產品說明書，並且與設計團隊溝通，選擇自動測試設備Teradyne IntegraFlex（簡稱IFLEX）。IFlex測試系統是美國Teradyne公司生產的一種針對大產量的存儲器、模擬、數字及射頻功能進行並行測試的超大規模(VLSI)測試系統，IFlex測試系統總體外觀如圖1所示。
它的主要性能指如下 [1] 。
1)數字模擬部分：
● 具有高達200 MHz全格式化的驅動以及數據接受能力，及數據測試時鐘；
● 配置可以達到1 056數字通道，進而提高數據測試能力；
● 具有64兆的圖形存儲深度；
● 每個通道具有獨立(per pin)的測試電平以及測試時序；
● 具有高電壓高電流(±30 V，±100 mA，或者±75 V，±350 mA)參數測量單元；
● 具有多個通道測試單元(Per Pin ParametricMeasurement Units，PPMU)，可以逐個通道對晶片進行測試；
● 具有高電壓高電流板載參數測試單元(BPMU)，可以對需要進行高電壓或者高電流測試的晶片進行測試；
● 具有能夠提供高電壓驅動的4個通道板，這些通道分別在每塊通道板的0，4，32和36通道；
● 具有數/模轉換，模/數轉換測試選件板(ConverterTest Option，CTO)，可以對具有數/模轉換、模/數轉換功能的晶片進行測試；
● 具有內嵌存儲測試選件板(Memory Test Option，MTO)，可以對一些具有存儲功能的晶片進行測試。
2)射頻部分：
● 多達44個射頻通道，提高測試並行度；
● 6 GHz的發射源和測量能力，GPIO支持大於6GHz，2.7 GHz/6 GHz的調製解調能力；
● 時域，光譜，調製分析，功率，相位噪聲，窄帶捕獲增強IP3，高輸出功率和低噪聲等；
● 6 GHz全部集成的矢量網絡分析儀（配置圖如圖2）。
3）測試軟體：圖形化測試軟體——IG-XL [2]
泰瑞達IG-XL軟體是一個基於Windows NT技術的測試開發軟體，它使測試過程的靈活性、可移植性以及質量水平達到了新高度。具有器件編程、模塊化測試程序的特點，還可配有第三方工具。
2 晶片測試電路板的設計及製作
根據晶片的測試規範及自動測試設備的接口設計並製作測試電路板。此板卡設計的關鍵是避免並行測試時射頻信號的相互幹擾，因此板卡上PCB布線，以及元器件、射頻線纜、插座探針的選擇都應該有很強的抗幹擾性能。板卡示意圖如圖3。
3 晶片測試程序的開發及調試
晶片測試程序是基於自動測試系統自帶軟體開發的針對晶片測試規範的一套代碼 [3] ，是整個晶片量產測試的重要環節。開發初期需要與相關設計工程師一起確定測試項目及測試結果範圍，然後制定測試計劃，根據測試計劃編寫測試代碼，校驗代碼是否正確。當測試程序校準無誤後，需要用樣片進行逐項調試，直到所有測試項目全部通過。最後測試多個不同批次的晶片，記錄一些測試值，根據統計學方法計算出這些項目測試值的平均範圍，以此確定測試程序的最終測試結果範圍。
此晶片的測試項目如下：
● 開短路測試
● 漏電流測試
● 工作電流的每種狀態測試
● 數字部分相關的DFT測試，包括SCAN,ATPG各種晶片內部寄存器鏈
● 射頻部分功耗測試
● LDO/SMPS模塊測試
● 射頻LB/HB 發射功率參數測試
● 射頻LB/HB接收靈敏度等參數測試
● 射頻LB/HB接收ADC code、SNR、THD測試
● PLL LB/HB測試
● X-TAL 測試
4 結論
本文介紹了一顆雙頻Wi-Fi晶片量產測試開發的流程及相關技術問題。實際生產中開發的過程會更加具體，一般一款晶片的開發周期大概是1年左右，從設計、流片，到驗證量產，測試工程師都應該全程參與，這樣才能提高開發效率。開發成功後還需要一些工程批次的不斷驗證，來找到測試程序限值與晶片設計要求之間的平衡點，以此來提升晶片量產測試良率。同時也可以通過量產測試發現設計及製造過程中產生的缺陷，不斷修改設計及製造參數，最後使晶片的量產良率達到一個較高的水平。
參考文獻：
[1] IntegraFlex服務手冊[Z].泰瑞達公司,2004 :5-30.
[2] IG-XL測試分析手冊[Z].泰瑞達公司,1999:4-58.
[3] VBT測試語言[Z].摩託羅拉公司, 2000:10-22.
（註：本文來源於科技期刊《電子產品世界》2020年第06期第82頁，歡迎您寫論文時引用，並註明出處。）