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ATE 前道测试站点-Loadboard Checker

时间:2025-12-08 20:33来源:半导体ATE测试 作者:ictest8_edit 点击:

 

· 引入Loadboard Checker的必要性  

在FT测试中,Socket,Loadboard作为关键硬件资源,其与测试机台的连通性、Socket PIN针特性阻抗以及Loadboard 上继电器的电气特性检测等必须在正式的客制化ATE测试之前进行严格验证,这是确保DUT ATE测试可靠性的前提条件。  

· 当前测试环境面临三大核心挑战:  
Socket完整性验证:Socket PIN 针参数及Socket 与Loadboard接触不良,可能导致DUT接触不良进而导致ATE测试误判,因此需在测试前进行Open Socket 测试。  

 为实现测试成本控制需求,ATE测试工程师不断提高测试并行度,导致Loadboard继电器数量随DUT复杂度显著增加。在定制化ATE测试前,必须验证Load board上所有继电器的功能性是否正常。 

量产效率需求:需要为量产工程师和封测厂AE提供快速定位Loadboard继电器性能及Socket状态的诊断方案,这使得开发专用LB Checker流程成为关键需求。  
· 技术实现层面:  

 现代Loadboard通常集成数百至上千个继电器,无论采用Utility board、数字信号通道还是PinMux板卡控制方案,在DUT测试前必须完成继电器-ATE资源连通性检测及Open Socket筛查。  

 随着芯片安全等级提升,Loadboard有源器件(Passive Components)数量呈指数增长,必须确保其在各种温度条件下的电气参数均符合设计规范。以防因测试硬件问题导致的ATE测试良率损失。

· Open socket 测试

等效电路图
o 对于Open socket 测试而言,我们一般将ATE 常见的信号引脚类型归为数字IO引脚和Power引脚两种,根据Power channel load board旁路电容的工作特性(通交流阻直流),在Open socket 测试中我们可以得到等效测试电路图如下(以Advantest 93K 硬件资源为例) 



. test plan

o Step1 connect all channel
o Step2 通过ATE为数字IO channel force 1mA电流,设置Vclamp为 1.5V,
o Step3 通过ATE 为电源channel (如上图DPS128 & AVI64 channel) force -1mA 电流,设置Vclamp为-1.5V
o Step4 设置Limit,其中数字IO channel Limit为(1.4V~1.6V),电源channel Limit为(-1.6~-1.4V)
o Step5 Vmeas
o Step6 disconnect all channel。
o Step7 判断Open Socket 测试结果: 所测电压在Limit 范围内表示该channel Open socket 测试pass, 反之fail.* 此处的正负号仅表示电信号的流向,一般默认由

ATE流向DUT 为正,从DUT流出为负。
针对Power channel sink 电流主要是为了确保Socket PIN 针性能不受电流方的影响。*若DUT 有三温测试需求,一般推荐抓取all site 三温open socket 测试数据。

· Relay State check

 单刀单掷(SPST) Relay check

o 等效电路图



o test plan
· Step1 setOff relay K1
· Step2 ATE force 1mA 电流给VBAT channel,设置Vclamp为 1.5V
· Step3 wait 10ms
· Step4 设置Limit为(1.4V~1.6V)
· Step5 Vmeas VBAT channel 电压
· Step6 判断Relay K1 off 测试结果: 所测电压在Limit 范围内表示该Relay off check测试pass, 反之fail.
· Step5 wait 10ms
· Step6 setOn Relay K1
· Step7 ATE force 1mA 电流给DUT channel VBAT
· Step8 wait 100ms (等待旁路电容C6 & C7 充电完成,VBAT 电压稳定)
· Step9 设置Limit 为2.0V~2.5V
· Step10 Vmeas
· Step11 判断Relay K1 on 测试结果,所测电压在Limit范围内表示该Relay On check pass, 反之fail.
· Step12 disconnect* 由并联电容阻抗计算公式:C=C1+C2,可得上图C6 & C7 等效阻抗为:44uF*根据公式UC=It 可得:U=It/C,带入:

I=1mA,t=100ms,C=44uF 可得,K1 relay on ,wait 100ms 后,VBAT 端电压约为2.273V

§ 双刀双掷(DPDT) Relay check

o 等效电路图 

      

o Step1 set K2 off
o Step2 ATE Vforce 1V给channel VON,Vforce 0V 给VOP 
o Step3 设置Imeas精度为硬件资源最小档位,wait 10ms
o Step4 设置Limit 区间为-3mA~3mA
o Step5 Vmeas VBAT channel 电压
o Step6 判断Relay K2 off 测试结果: 所测电压在Limit 范围内表示该Relay off check测试pass, 反之fail         
o Step7 wait 10ms
o Step8 set K2 on
o Step9 ATE Vforce 1V 给channel VON, Vforce 0V 给channel VOP
o Step10 设置Imeas 精度为20mA(VON & VOP 板上导通时,板上阻抗为R=8ohm,根据欧姆定律,可得通路电流I=U/R=0.1V/8ohm=12.5mA)
o Step11 wait 10ms
o Step12 Imeas
o Step13 判断Relay K2 on 测试结果: 所测电压在Limit 范围内表示该Relay on check测试pass, 反之fail   
o Step14 disconnect*双刀双掷开关常用于有differential 连接需求的两channel 之间*测试时需保证在relayOff时同一diff对两channel板间无电流通路,

RelayOn 时两channel 板间通路阻抗正常    


· 有源器件性能检测(Passive Components)

 等效电路图



 test plan

o VON & VOP 板间电阻阻抗测量可参照DPDT relay K2 on时的测量步骤Step8 ~Step13,考虑到测试结果检查方便,可将Step10的Limit 设置为6ohm~10ohm,在Step13中根据欧姆定律对Step12所测电流值进行数据后处理(R=U/I),即可得到示意图中Loadboard上有源器件R1的电阻值。
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