从引脚电子器件、器件电源和参数测量单元入手打造高性能半导体自动化测试设备

时间: 2024-07-13 13:01:59 |   作者: 产品类型

　　从引脚电子器件、器件电源和参数测量单元入手，打造高性能半导体自动化测试设备

　　核心提示：半导体生产的全部过程中，一个容易让人忽视且贯穿半导体设计、制造和封装全程的环节，就是半导体测试，即经过测量半导体的输出响应和预期输出并作比较，以确定或评估芯片功能和性能。特别是越高端、越复杂的芯片对测试的依赖度越高。依据半导体检测系统应用划分，ATE应用的主要细致划分领域为存储器、SoC、模拟、数字、分立器件和RF测试机等。

　　半导体生产的全部过程中，一个容易让人忽视且贯穿半导体设计、制造和封装全程的环节，就是半导体测试，即经过测量半导体的输出响应和预期输出并作比较，以确定或评估芯片功能和性能。特别是越高端、越复杂的芯片对测试的依赖度越高。依据半导体检测系统应用划分，ATE应用的主要细致划分领域为存储器、SoC、模拟、数字、分立器件和RF测试机等。而无论哪种应用，ATE通常都需要完成芯片的功能测试、直流参数测试以及交流功能测试等工作，其原理是通过对芯片施加输入信号，采集被检测芯片的输出信号与预期值作比较，判断芯片在不同工作条件下功能和性能的有效性，保证在相应的芯片制造中，产品符合客户设计、制造要求及市场需求。本文以高性能半导体提供商亚德诺(ADI)半导体的几款典型产品方案为基础，分享面对市场主要需求的解决方案设计。

　　面对这些挑战，测试设备开发商亟需超高的性价比ATE解决方案，还期待有着高质量的测试覆盖率，能够支持更多通道，在单位时间内测试尽可能多的单元。通常我们能看到的ATE设备包括涵盖了先进的集成式引脚电子器件 (PE)、器件电源(DPS) 和参数测量单元 (PMU)等产品。

　　其中，PE用于产生激励待测物的信号，以此获取待测物的反馈，所以PE芯片被要求具备更高的精度，一般工作频率高为10MHz到数GHz级别。为满足每个测试机响应更对的测试通道要求，集成度也是对方案要求的关键，例如集成引脚电子/引脚驱动器以单封装提供关键的测试应用解决方案，包括数字驱动和比较功能、有源负载和每引脚参数测量单元，这些单元通过电平设置DAC进行控制。

　　PMU和DPS产品则用于提供灵活的电压和电流源/测量功能，以满足各种成本敏感型测试应用需求。其中PMU的作用是驱动电流进入器件而去量测电压或者为器件加上电压而去量测产生的电流，它的集成度、测量精度和通道数是通常评估的几个重要维度，常常要较高的测量精度，电流范围高达100 mA，电压范围高达25V。DPS负责对待测物提供可编程的电源，通过强制电压输出来测量电流，要良好的测量精度，要求电流范围为A级别，电压范围25V。更高的电流可以更稳定地驱动更高的电容负载。

　　针对ATE市场应用，ADATE318和ADATE320目前应用较广，数据速率可从600MHz到1.6GHz。其中，ATATE318更适合模拟测设计、低速存储器、混合信号测试等，ATATE320的数据速率则会更高一些，更适合高速芯片的测试。

　　针对更高速芯片的测量需求，ADATE334是一款完整的双通道自动测试设备(ATE)解决方案，用于执行驱动器、比较器和有源负载(DCL)、四象限单引脚参数测量单元(PPMU)的引脚电子功能。集成片内校准寄存器的专用16位DAC可提供器件工作所需的所有直流电平。

　　片内集成校准寄存器的专用16位数模转换器(DAC)可提供器件工作所需的所有直流电平，能够在高精度和低功耗下支持高达2.3 GHz~4.6 Gbps最大切换速率。值得一提的是，ADATE334还具备线损补偿功能，改善由于线路/连接器电容而过度驱动传输线的问题，以及主动负载功能，测试芯片最大/最小的输出状况。

　　ADATE334可用作双通道单端引脚电子通道或单差分通道。除了每通道高速窗口比较器之外，ADATE334提供适合差分ATE应用的可编程阈值差分比较器和零交越比较器。用于DCL和PPMU功能的所有直流电平都由专用片内16位DAC产生。为了支持精确的电平编程，ADATE334集成校准功能，可校正每个功能模块的增益和失调误差。校正系数可以存储在片内，写入DAC的任何值都会利用适当的校正系数进行自动调整。

　　未来PE芯片会朝着两个方向继续发展，即更高速率已有规划8GHz、10GHz的产品研制，以及六通道、八通道的更多通道密度集成产品。

　　ADI的AD5522就是一款高性能、高集成度参数测量单元，包括四个独立的通道。每个单引脚参数测量单元(PPMU)通道包括五个16位电压输出DAC，可设置驱动电压输入、箝位输入和比较器输入(高和低)的可编程输入电平。

　　DPS用于为待测物提供可编程的电源，通常是大电流和高电压，例如高性能、高集成度器件电源AD5560，提供可编程的驱动电压和测量范围。该产品有所需的DAC电平，用以设置驱动放大器的可编程输入，此外还包括箝位和比较器电路，片内集成用于DAC功能的失调和增益校正功能。

　　此外，这款器件电源还提供多种可编程测量电流范围，包括五种内部固定范围和两种分别提供最高1.2A和500mA电流的外部可选范围。高电流电平时可实现的电压范围受裕量和最大功耗限制。通过并联或联合多个DPS器件，能轻松实现1.2 A以上的电流范围或高电流与高电压组合。

　　DPS用于为待测物提供可编程的电源，通常是大电流和高电压，例如高性能、高集成度器件电源AD5560提供可编程的驱动电压和测量范围。该产品有所需的DAC电平，用以设置驱动放大器的可编程输入，还包括箝位和比较器电路、片内集成用于DAC功能的失调和增益校正功能。

　　然而，很多时候确定性性能的单一方案很难满足多样性的市场需求，产品方案设计的拓展能力很重要，例如随着慢慢的变多的功率或者电源的芯片测试远高于AD5522与AD5560提供的25V电压和1.2A电流，传统解决方案就遇到瓶颈。实际应用中，基于AD5522/AD5560可以拓展开发出了 50 伏、 5 A的高功率参考设计，甚至采用 128 颗AD5560进行并接，以此来实现128A输出电流。

　　 Dialog半导体推出首款Wi-Fi + BLE组合模块，引领新一波Io

　　 闪亿半导体发布存算一体化芯片，产品性能将在IEDM披露

　　 利用NI半导体检测系统(STS)软件的增强功能，进一步加速测

　　 NI宣布任命半导体业务高级副总裁和总经理，强化半导体领域布

　　 意法半导体推出双接口安全微控制器，提升非接银行卡和电子身

　　 elmos在2019传感器+测试展会展示多款卓越的半导体解决方案

　　 elmos在2019传感器 测试展会展示多款卓越的半导体解决方案

　　 Dialog半导体公司推出最新超低功耗Wi-Fi SoC，加速IoT部署

　　凡本网注明“来源：CK365测控网”的全部作品，均为北京新科时代传媒信息技术有限公司-CK365测控网合法拥有版权或有权使用的作品，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的，应在授权范围内使用，并注明“来源：CK365测控网”。违反上述声明者，本网将追究其有关规定法律责任。

　　本网转载并注明自其它来源的作品，目的是传递更加多信息，并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性，不承担此类作品侵犯权利的行为的直接责任及连带责任。别的媒体、网站或个人从本网转载时，必须保留本网注明的作品来源，并自负版权等法律责任。

　　如涉及作品内容、版权等问题，请在作品发表之日起一周内与本网联系，否则视为放弃相关权利。

　　从引脚电子器件、器件电源和参数测量单元入手，打造高性能半导体自动化测试设备

　　北京环球影城的背后——智慧点亮生活，再生水环廊监控系统实力打造智能水世界

　　Pickering Interfaces公司推出业内最高带宽的新款通用PXI矩阵

　　新的Intesis网关可轻松集成Modbus RTU从站到KNX系统中

　　德国SIKO AP20S智能型位置指示器——能在生产设备上进行流程可靠的线性调整