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一种定制的低成本ATE测试夹具s参数验证方法

测量ATE PCB测试夹具是一个关键步骤,可以节省大量的时间。

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本文总结了一篇由英飞凌和Advantest在TestConX 2022上联合开发和提交的论文的内容。

ATE系统的待测设备(DUT)夹具提出了几个验证挑战。用户需要快速轻松地测量DUT测试夹具,同时确保测量模拟ate -to-test夹具接口性能,并确定如何处理DUT球栅阵列(BGA)/插座测量。在测试夹具的ATE端和DUT端进行探测时,各自面临的独特问题进一步突出了这些挑战。

通常在ATE端只有两种类型的互连:同轴连接器,可以使用适当的电缆组件轻松探测,以及弹簧销孔,探测起来更复杂。可以使用带有同轴连接器或探头/适配器的弹簧销电缆组件。在DUT方面,器件的BGA滚出(pitch/pin-out)是在插座处探测的第一个挑战。第二个挑战是,在测量中包含套筒需要压缩套筒中的弹簧销、弹性体等。这可以通过适当设计的插入器来实现。

解决这些问题的传统方法是利用一个通用的商业探测站,在负载板的顶部有一个pogo通过适配器,在底部有BGA垫。这些监测站非常大,成本很高,使用它们需要事先有经验和专业知识。另一方面,对于“MacGyver”解决方案,用户需要获得ATE测试夹具的机械接口,并将其组装起来以供手动使用,然后通过切断统一的引脚连接器并连接单个同轴SMA连接器来修改标准的弹簧引脚ATE电缆组件。这种所谓的解决方案,虽然比商业探测站不那么麻烦,但并不实用,因为它是时间和劳动密集型的,难以复制。

定制的探测工具用于救援

为了应对这些挑战,Advantest开发了一种具有成本效益的解决方案:我们为V93000 DUT测试夹具定制的探测套件,可以轻松地组装和实现为桌面ATE测试夹具。图1a显示了用户在套件中接收到的内容,而图1b显示了所需的其他部件,并说明了DUT板如何定位在支架上。图2显示了一个已完成安装的程序集示例。

图1:Advantest的定制探测套件包括构建一个具有成本效益的桌面V93000 ATE测试夹具所需的一切。(董事会图片由英飞凌提供)

图2:如图所示,Advantest的探测套件可以组装并安装在用户的桌面上,电缆可以连接到任何必要的仪器。(董事会图片由英飞凌提供)

解决去嵌入的挑战

IEEE 370-2020标准包含了用于测量DUT性能的参数,认识到测试夹具在这方面的关键重要性。这包括去嵌入,标准将其定义为“从测量的s参数[散射参数]中去除夹具效应的过程。”ATE测试夹具去嵌入不是小事;测量基准位置是成功去嵌入的关键。脱埋参考点需要是具有稳定电磁场的位置。去嵌入软件总是会去嵌入所提供的任何数据,但这并不自动意味着去嵌入是正确的。

有几种去嵌入技术可供选择。对于ATE PCB测试夹具,我们建议2X-Thru方法,它需要一个去嵌入测试结构,并得到370-2020 IEEE标准的支持。1X-Reflect方法需要一个短的或/和开放的,并且是IEEE 370-2020标准支持。图3提供了一个成功的去嵌入示例。

图3:这个去嵌入的例子使用2X-Thru方法。

正如英飞凌产品工程师Manfred Brueckl所指出的,“去嵌入ATE测试夹具是一项挑战,通常需要繁琐或昂贵的解决方案。通过这种探测设备,Advantest公司创造了一种既节省空间又具有成本效益的方法来解决这一挑战。”

结论

测量ATE PCB测试夹具是一个关键步骤,可以节省测试工程师在初始应用程序启动期间的大量时间。这对于去除嵌入过程需要测试夹具s参数的应用尤其重要。不同的探测方法可以解决这一挑战,但由于ATE平台相关的特定机械设计,使用定制的探测设置可以提供最佳的成本/性能权衡。Advantest开发了一个工具包,易于组装和实现,以适应用户的特定要求。

参考文献

  • Jose Moreira和Hubert Werkmann,“高速接口的自动化测试”,第二版,Artech House 2016。
  • Luc Martens,“电子封装的高频表征”,Kluwer学术出版社1998年。
  • Scott A. Wartenberg,“芯片和封装的射频测量”,Artech House 2002。

插座探测的文件

  • Heidi Barnes等人,“DUT的性能:评估ATE系统在测试套接字下设备性能的技术”,设计展2008
  • Heidi Barnes等人,“Multi-Gigabit应用的ATE夹具性能和插座特性的进展”,DesignCon 2012。
  • Jose Moreira,“用于DUT插座ATE测试夹具性能评估的高带宽插入器设计”,ATS 2012。

有关去除嵌入的文件

  • Jose Moreira等,“基于1x-Reflect方法的DUT ATE测试夹具s参数估计”,BITS China 2017。
  • Heidi Barnes等人,“验证非对称测试夹具的2x-Thru去嵌入的准确性”,EPEPS 2017。
  • Heidi Barnes等人,“跨多个团队、设备和去嵌入工具的s参数测量和夹具去嵌入变化”,2019年设计展。
  • 叶晓宁等,“IEEE P370标准及其在高速互连表征中的应用介绍”,DesignCon 2020。


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