虹科解决方案之

半导体测试

对于集成电路制造商而言,不断变化的设计规模,不断缩小的几何形状以及对新材料的使用使晶圆级可靠性测试比以往任何时候都更加重要。如果晶片有缺陷或封装的设备发生故障,这将在生产过程的上游推动可靠性测试和建模,以减少时间,生产能力,金钱和材料损失。当面临测试更高的I /O数量同时降低成本的问题时,许多可靠性工程师发现他们无法使用传统的交换解决方案来解决这个问题。取而代之的是,工程师越来越倾向于可以扩展以适应其需求的模块化,灵活的解决方案。

虹科提供模块化PXI和LXI矩阵切换解决方案已用于许多半导体测试应用中,包括封装级和晶圆级测试,短路/开路,电容,用于瞬态电荷捕获和SCPT(单电荷脉冲捕获)的I / V测试。 

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半导体测试解决方案插图
  • 开关系统方案
  • 典型案例-开短路测试
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        对于集成电路制造商而言,不断变化的设计规模,不断缩小的几何形状以及对新材料的使用使晶圆级可靠性测试比以往任何时候都更加重要。如果晶片有缺陷或封装的设备发生故障,这将在生产过程的上游推动可靠性测试和建模,以减少时间,生产能力,金钱和材料损失。

         当面临测试更高的I /O数量同时降低成本的问题时,许多可靠性工程师发现他们无法使用传统的交换解决方案来解决这个问题。取而代之的是,工程师越来越倾向于可以扩展以适应其需求的模块化,灵活的解决方案。

        Pickering的模块化PXI和LXI矩阵切换解决方案已用于许多半导体测试应用中,包括封装级和晶圆级测试,开/短路测试,电容测试,以及用于瞬态电荷捕获和SCPT单电荷脉冲捕获的I/V测试。

我们的半导体测试矩阵切换解决方案具有以下特点: 

  •  高保真连接 –  Pickering的一级舌簧继电器,低路径电阻,可重复连接
  • 多个模拟总线 –可以进行并行测试,以提高吞吐量
  • 继电器闭合计数高 –用于I/V测试中的多个测试点接地

客户:

Amkor Technology 公司是世界上最大的合约半导体组装与测试服务供应商之一。公司成立于1968 年,Amkor 公司率先推出的IC
封装和测试外包,现在的300 多家领先的半导体公司和电子OEM世界的战略生产合作伙伴。

应用:

Amkor 的韩国分部需要一个新的测试系统- 该系统的一个部分是要用于半导体封装的开路和短路测试。项目中需要一个超大型的–3072×4 矩阵开关的配置来执行四线测量,I / V 特性,以及2 线测量。因为它会被用在许多测试应用里边,所以它需要很高的性价比。

高密度开关用于半导体封装开短路测试插图

解决方案:

在确认自己的需求后,Amkor 公司决定用三块Pickering 公司的LXI 接口的高密度矩阵模块(型号60-553-008)。这些LXI 矩阵模块由电磁继电器构成,在市场上有较低的价格,而且允许做多1027 个交叉点同时闭合。
此外,从测试关系,以及日后的维护角度来看,这款LXI 矩阵模块带有BIRST(内置继电器自检)功能,这样用户可以随时检测模块内每个继电器的状态,使得系统的维护变得更加方便快捷。

高密度开关用于半导体封装开短路测试插图1

开路短路测试背景:

下面是开路和短路测试,也称为结构测试,以及Pickering 的LXI 矩阵模块做为Amkor 的应用的最佳选择的一些背景知识。

开路和短路测试是最通常使用的方法,用于半导体封装的评估和功能测试验证。除了测试,它也可在I / V特性测试中实现封装的故障分析。
对于这种类型的应用,测试单元以及矩阵开关是必不可少的,测试单元取决于引脚数量,整个平台可以是基于PXI 或者其他的类似于LXI 的测试平台。
对于开关矩阵来说,我们用到的矩阵可以支持2 线(NX2)和4 线(NX4)测量,具体的配置取决于客户的需求。如果仅是开路和短路测试,可以使用NX2 配置。如果是低电阻测量和高精度的I /v 需要,消除开关和电缆通道电阻,为必须选择NX4。

对于4 线制的连接方法来说,三种继电器类型都各有其优缺点:
舌簧继电器

  • 动作时间快
  • 可靠性高(密封)
  • 成本较高
  • 开关功率较低

电磁继电器

  • 更高的切换功率
  • 最低的价格
    动作时间慢
  • 寿命短

固态继电器

  • 几乎接近无限的寿命以及最快的动作速度(无开关机械反弹)
  • 存在带宽,渗漏,耐压方面的限制。
高密度开关用于半导体封装开短路测试插图2

此外,究竟是使用PXI,VXI 还是LXI 还取决于系统的规模和通道数。
定制设计– 系统集成商提供从头开始构建的开关矩阵,而不是选择一个现成的产品。此款产品曾经有过的最低成本的优势。然而,矩阵需要2米的机柜,使它非常笨重,而不是一个很好的选择。

VXI 是特别适用于军事,航空电子和航空航天应用测试的一种非常可靠的外形尺寸,但它是旧的技术,通道的密度较低。VXI 模块现在的存在价值在于长期支持现有的应用。由于该项目是一个新的应用且VXI 平台的开关模块正在减少,所以这个选项被淘汰。

PXI 或PXI Express 是一种较新的平台。如果项目中需要的矩阵开关通道数较低,这可能是一个相当不错的解决方案。然而,如果系统需求的开关矩阵必须具备大量的通道,那么这就不是一个合适的选择。例如,如果用512 个交叉点的PXI /PXIe 模块去配置1024×4 规模的矩阵,那么就需要八个模块,而八个模块外加一个PXI 机箱和控制器的价格远超过了直接选择一块1024 x4 规模的LXI 高密度矩阵开关。此外,PXI 背板电源限制了同时闭合的交叉点的数量是最多是模块交叉点数量的40%或者64%,具体的取决于继电器类型,这些限制使得PXI/PXIe 平台不适合搭建过大的测试平台。

LXI 是一种新型的通过以太网控制的模块化仪器。各个制造商生产的LXI 机箱里边包含的仪器设备和开关种
类各不相同,因此其适用面非常广。其优点包括可以同时关闭多个交叉点,不像PXI/PXIe 那样有着非常严格的外形限制,也没有背板功率的限制。在几个方案中,LXI 方案使用的模块最少,使用只有三个1U 高的LXI 模块便可以创建一个3072×4 矩阵。
Pickering 公司被选为首选供应商有以下几个原因:大规模,灵活性以及相当有竞争力的价格。

虹科致力于高密度开关和传感器仿真的解决方案,如果您有类似的需求,欢迎联系我们咨询。

产品 特点
高密度LXI舌簧继电器矩阵
(65-221系列)
LXI开关
高密度LXI舌簧继电器矩.jpg
模块化矩阵设计,具有4条Y轴连接
用户可通过插入额外的卡自行配置X轴的尺寸,最多允许6144个节点
十二或六条模拟总线
采用最高品质的钌合金舌簧继电器实现在低平或高开关速度下最高的稳定性
内置带有触发功能的扫描列表序列存储
可被我们的诊断检测工具所支持
BIRST™ —— 内置继电器自诊断
eBIRST™ 开关系统检测工具
高密度单刀LXI矩阵模块
(60-553系列)
LXI switching
60-553高密度单刀LXI矩阵模块
单刀高密度矩阵,最多可具有4096个节点
两条模拟总线
矩阵尺寸从256×4到1024×4
可同时闭合的节点数量最多1027个
开关电压最高150VDC/100VAC,功率最大60W
开关电流最大2A
可被我们的诊断检测工具所支持
        BIRST™ —— 内置继电器自诊断
        eBIRST™ 开关系统检测工具
BRIC™超高密度PXI矩阵模块
(40-558系列)
PXI
Pickering的BRIC超高密度PXI开关矩阵模块#
超高密度0.5A矩阵,每个模块最多具有6,144个节点

集成的PXI模块带有内置的高性能屏蔽模拟总线
自动隔离继电器开关最大程度提高带宽和矩阵可靠性
采用高可靠性的钌合金舌簧继电器最大程度提高性能
有几种模拟总线的规格可供选择C:6、8、12 和 16 刀带有双模拟总线的配置可供选择
3U PXI模块具有2、4 和 8-槽三种类型
可被我们的诊断检测工具所支持:
        BIRST™ —— 内置继电器自诊断
        eBIRST™ 开关系统检测工具
高密度单槽PXI矩阵模块
(model 40-584)
PXI
高密度单槽PXI矩阵模块用于半导体测试
高密度单槽3U PXI 2A矩阵具有256个节点
128x2、64x4、32x8 和 16x16 几种尺寸可供选择
热切换或冷切换的最大电流为2A
开关电压最高300VDC/250VAC,功率最大60W
采用镀金触点的电磁继电器
可被我们的诊断测试工具所支持
       BIRST™ —— 内置继电器自诊断
       eBIRST™ 开关系统检测工具
高密度单槽PXI舌簧继电器模块
(40-54x系列)
PXI 开关
Image
最高密度的单槽3U PXI舌簧继电器矩阵模块,具有528个节点
采用部分填充的配置,最大程度地减少了成本 —— 该系列所有型号都采用这种配置
开关电压最高150V,电流最大0.5A,功率最大10W
操作速度快,<300ms
可被我们的eBIRST开关系统检测工具所支持


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