元器件篩選中的自動化研究

陳爾鵬 許航 來啟發

摘要：元器件篩選過程中存在著較多自動化程度較低的流程，如利用儀表進行搭臺測試和手工出具報告等。為提高生產效率和降低差錯率，一方面對儀表進行接口確認并編寫控制代碼，形成通用代碼模塊，另一方面對Excel和Word文檔開展讀寫代碼研究，形成文檔自動出具軟件。

關鍵詞：元器件篩選;自動化

1.引言

隨著元器件篩選數量的提高，對元器件篩選過程的自動化水平有了更高的要求，目前，針對測試過程已經具有眾多過程管理信息化系統TDM、MES等實現篩選過程信息化管理。但在具體的測試過程中，如利用非ATE測試設備進行的搭臺測試、報告文檔的出具等流程自動化程度較低，嚴重制約了篩選能力的進一步提升，不能滿足日益增長的型號產品元器件可靠性篩選數量要求。

為進一步提高元器件篩選過程中的自動化水平，針對制約能力提升的關鍵點，開展了一系列的自動化研究，并取得了一定的成效。

2.自動化解決方案概述

在元器件測試過程中，為了更準確地測試元器件的功能性能，經常需要利用儀表設備搭建測試環境，如程控電源E3631A、數字多用表2700和函數發生器33220A等設備。該部分設備具備RS232接口和GPIB接口，均滿足SCPI指令集，因此，為了實現對設備的自動化控制和對數據的自動讀取記錄，針對不同功能的器件測試，利用MFC和visa庫編寫控制代碼，形成通用性較強的測試程序。

針對檢測報告等文檔的開具，調取Word和Excel的運行庫，以模板中的標簽作為特征點，實現從Excel中讀取基礎信息并填入到Word模板中的功能，最終自動生成各種固定格式的文檔。

3.儀表自動化控制

測試設備采用的源表生產廠家主要為Agilent、KEITHLEY和Tektronix，且均具備GPIB接口，采用SCPI指令集均能實現對設備的程控。搭建測試環境時，源主要用于提供固定電壓的電源信號和固定頻率的功能信號，表用于讀取輸出電壓值和電流值并觀察輸出波形。為了在測試過程中減少人為操作帶來的影響、準確地對設備參數進行設置和對測試過程的控制，開展設備程控研究，利用GPIB接口和visa庫實現對設備的自動化控制。

SCPI指令集具有通用性，測試設備參數設置也具有通用性，軟件功能也較為簡單。因此，選擇MFC平臺進行通用程控軟件開發，具體實現流程如圖1所示。

根據設備設定的GPIB值定義源表地址，并利用viOpenDefaultRM函數對visa資源管理器進行初始化，再進行設備初始化。針對不同設備，根據SCPI指令集，留下對應的接口，編寫控制代碼。編寫操作界面，利用輸入框等工具確定各設備的設定參數，并從接口添加至控制代碼模塊中，形成控制程序，針對多臺設備進行集成即可完成測試環境的搭建。

目前現有的測試中，如TPS5430DDA輸出尖峰測試、霍爾集成電路測試和微波器件的測試均實現了設備程控搭建測試環境，具有高位數讀值和高準確度控制的優點。

4.自動開具文檔

目前，報告文檔開具主要是DPA報告的開具。為了實現DPA報告文檔的自動開具，基于MFC開發了一套報告自動出具軟件，軟件執行流程如圖2所示。

該軟件主要分為三個模塊：任務信息錄入模塊、試驗信息錄入模塊和報告自動生成模塊。

4.1 任務信息錄入模塊

任務信息是指DPA任務的基礎信息，包含任務編號、型號規格、生產批次、使用單位和送篩數量等，該任務信息可由業務管理系統導出為表格格式數據。

該部分模塊實行流程如下：

（1）調用Excel程序類型庫中的類并生成頭文件引用，生成的頭文件需要進行去導入路徑操作，以適應本程序的調用。為保證該程序能兼容多種操作系統，必須利用AfxOleInit函數對COM的動態鏈接庫進行初始化操作，否則無法啟動XP系統的Excel程序。

（2）打開DPA任務清單，以錄入的任務編號作為特征值進行循環檢索，檢索到對應任務編號后提取行數，按照數據類型以特定的方式讀取該行數下所有列的基礎信息并轉換為cstring類型數據。

（3）將轉換得到的基礎信息數據按照對應的位置自動填入到基礎信息界面中，利用CTime類獲取當前電腦時間，作為報告開具時間。最終釋放Excel程序的進程和內存。

（4）檢索DPA圖片數據文件夾下的文件夾名稱，并對名稱進行截取處理，獲得文件夾中包含的任務號并與輸入的任務號進行匹配判定，確定圖片數據所在文件目錄。

基礎信息界面如圖3所示。界面只包含一個按鈕，輸入任務編號后，點擊“導入數據”按鈕即可從固定目錄下的DPA任務清單表格中以任務編號作為特征值檢索數據信息。在檢索到正確的任務信息后，調取信息數據并填入對應的信息框中，且支持測試人員手動更改。

該部分代碼實現過程中關鍵點和難點在于如何檢索任務清單并進行格式轉換。部分數據信息為數字格式，采用直讀方式會造成數據丟失，需使用dblVal函數和Format函數對數字格式信息進行轉換，變為cstring類型信息再讀取處理。針對“XXXX-XX-XX”格式的時間數據，采用VariantTimeToSystemTime函數和SYSTEMTIME類中包含的變量進行數據轉換，使時間格式的數據轉換為字符串類型的數據。

4.2 試驗信息錄入模塊

試驗信息是指在開展DPA項目如剪切強度、鍵合強度等試驗時所得到的測試數據和相關標準所規定的合格判據。

該部分模塊功能簡單，采用輸入框形式由試驗人員依據原始記錄表格進行試驗數據錄入，主要界面如圖4所示。

該軟件“實驗數據”界面即可覆蓋全測試數據的錄入，對脫離模式、材料、殘留面積和內腔體積兩項則以下拉框形式進行固定化選擇，方便測試人員操作。

4.3 報告自動生成模塊

報告自動生成模塊功能是依據模板中的特定標簽，將讀取的DPA任務基礎信息、錄入的試驗數據和過程記錄圖片寫入模板中，并生成最終的標準格式的DPA檢測報告。

具體實現流程如圖5所示。

（1）根據器件數量選擇不同的基礎dot模板，并調用Word程序加載模板;

（2）讀取界面1輸入框中的任務基礎信息，利用put_Text函數將基礎信息填入到對應的標簽位置;

（3）利用if語句對器件數量進行判定，確保不同數量的不同試驗數據在模板中的正確填入;

（4）利用CnlineShape類和AddPicture函數將按一定規則命名的試驗圖片寫入模板對應位置，為了保證報告的可讀性，在模板內部將放置圖片的文本框進行尺寸固化;

（5）報告文檔導出存盤，釋放內存和Word程序進程。

該部分代碼實現過程中的關鍵點主要是數據信息和模板標簽的對應關系，根據統計，手動出具DPA報告出現錯誤的大部分原因是基礎信息錯誤。因此，信息的正確填入是該系統最為強調的功能。為了減少對應關系的差錯率，模板標簽命名規則、程序變量命名規則和程序界面描述規則保持一致，采用拼音直接命名的方式對其進行命名，減少對應關系過于復雜對程序帶來的影響。該種命名規則不僅方便程序代碼的編寫，也利于減少對應關系的差錯率。

4.4.數據分析

該DPA報告自動出具軟件操作簡單、運行速度快，測試人員只需要少量操作，花費時間2分鐘即可順利完成報告的出具，且只要測試數據和圖片命名方式正確，差錯率為0。該軟件在確保零差錯率的基礎上大幅度減少了出具DPA報告和后續修改的時間和精力，為DPA試驗周期進一步壓縮了時間，提高了DPA產能。

5.總結

在元器件可靠性篩選過程中，為了提高元器件可靠性測試質量和效率，開展非ATE設備測試環境搭建和報告文檔出具自動化研究是目前元器件測試發展的一個重要趨勢，本文利用MFC平臺開發了設備程控和DPA報告自動出具程序，實現了對儀表的自動化控制和報告的自動開具，提高了篩選效率。

參考文獻：

[1]劉萍，鄒勉.破壞性物理技術初探[J].光電子技術，2007，027（002）：139-142.