반도체 테스트에서 로드 보드의 중요성

로드 보드(LB)는 테스터(ATE)와 테스트 중인 장비 사이의 기계적 및 전기적 연결 역할을 하도록 특별히 설계된 인쇄회로기판입니다. 로드 보드는 명확한 물리적 치수를 가지며 테스터 내부에 정밀하게 맞아야 합니다. 일반적으로 로드 보드는 두 개의 인터페이스 포인트로 구성됩니다: 하나는 테스터의 핸들러 유닛을 향한 인터페이스입니다. 핸들러는 DUT를 트레이에서 제거하여 소켓에 삽입하는 자동화된 피크 앤 플레이스 유닛입니다. 두 번째 인터페이스 포인트는 테스터의 포고 핀을 향해 아래를 가리킵니다. 이들은 테스터의 입출력 포트로, 테스터를 DUT에 전기적으로 연결합니다.

로드 보드 특성

잘 구성된 LB는 전기적으로 감지되지 않으며 DUT 신호에 왜곡이나 지연을 추가하지 않습니다. 로드 보드는 테스터에서 수행되는 모든 테스트를 지원할 수 있어야 하며, 향후 테스트를 수용할 수 있을 만큼 충분히 확장 가능해야 합니다(예: 쿼드 평행 테스트를 포함하도록 테스트 솔루션 확장).

많은 테스트 엔지니어는 모든 능동 부품을 LB에서 제외하고 ASIC 기능을 가능하게 하는 데 필요한 수동 부품만 갖추려고 합니다. 로드 보드를 개선하는 경향은 제조 단계에서 고장 발생 가능성을 줄여 생산 라인이 중단되는 것을 방지하려는 바람에서 비롯됩니다. 로드 보드가 정교해질수록 문제를 수정하는 데 걸리는 시간이 발생합니다.

다양한 테스터(ATE)는 서로 다른 LB 크기가 필요합니다. 그러나 모든 로드 보드는 유사한 구성 요소로 구성됩니다:

• 테스터용 인터페이스 패드를 갖춘 DUT ASIC용 소켓
• 강화재는 기계적 강도를 증가시킵니다.
• DUT 요구 사항에 기반한 몇 가지 부품들 (R, C 등)
• 프로브 스테이지용 커넥터

특정 조건에서, LB는 인터페이스 보드 역할뿐만 아니라 온보드 테스트 기능을 포함할 수도 있습니다. 테스터 단독으로 특정 테스트 작업을 지원할 수 없을 때, LB에서 직접 수행될 수 있습니다.

로드 보드 구성 규칙

로드 보드는 거의 모든 레이아웃 또는 PCB 엔지니어에 의해 설계될 수 있습니다; 필요한 유일한 것은 테스트 및 로드 보드 개념에 대한 기본적인 이해입니다. LB는 종종 RF4 재료로 구성되며 매우 두껍고, 최소 20개 이상의 레이어를 가집니다.

로드 보드 설계 고려 사항은 다른 인쇄회로기판에 대한 것과 유사합니다. 전원 공급 분배, 클록 신호 라우팅, 고속 전송 라우팅, 신호 무결성, 와이어 길이 — 이러한 설계 기준이 여기에도 적용됩니다. 특정 조건에서는, 특히 RF 신호 성능을 보장하기 위해 일부 전기적 시뮬레이션을 수행하는 것이 현명합니다.

레이아웃이 완료된 후, 다음 단계는 보드 서비스를 생성/제조하고 다양한 수동 또는 능동 부품 및 소켓으로 보드를 조립하는 것입니다.

로드 보드는 ASIC 테스트 시스템의 중요한 구성 요소입니다. 견고하면서도 단순한 설계를 만들어 조립 문제를 줄이도록 보장하십시오; 가능하다면 한 보드를 백업으로 보관하십시오.

로드 보드 검증에 대한 요구는 항상 존재해 왔지만, 표면 실장 기술(SMT)로의 전환으로 그 수요가 증가했습니다. 스프링 테스트가 있는 IC 테스트 소켓은 테스트 커넥터 어셈블리에 거대한 전기 기계적 접촉을 도입했으며, 이는 IC 패키지 테스트 정확도와 무결성에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 있습니다.

로드 보드는 테스트 인터페이스 유닛 또는 퍼포먼스 보드라고도 하며, 테스트 중인 집적 회로를 파라메트릭 테스터 또는 자동화 테스트 장비(ATE)의 테스트 헤드에 연결합니다. 로드 보드는 종종 IC를 고정하고 인쇄회로기판(PCB), 즉 DUT 또는 ATE 보드라고도 하는 보드에 연결되는 테스트 소켓 또는 콘택터로 만들어지며, 이 보드는 ATE의 테스트 헤드에 연결됩니다.

바람직하게는, 힙 보드는 IC와 ATE 사이에서 기본적으로 단순한 기계적 및 전기적 접점 역할을 합니다. 이는 IC 회로의 무결성과 성능을 정확하고 신뢰할 수 있게 평가할 수 있게 해줍니다.

집적 회로를 테스트하기 전에 힙 보드의 연속성을 검사하는 것은 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.

로드 보드 검증

로드 보드 성능을 검증하는 데에는 세 가지 주요 방법이 있습니다. 가장 기본적인 방법은 수동 검증입니다. 이러한 유형의 테스트에서는 오미터를 사용하여 테스트 소켓-IC 연결과 PCB-ATE 연결 사이의 단락 또는 개방을 찾습니다.

이 테스트 방법에는 한계가 있지만, 일반적으로 50개 미만의 낮은 핀 수를 가진 장치의 경우 비용 효율적일 수 있습니다. 그러나 이 테스트 접근법은 많은 연결을 가진 복잡한 시스템에는 실용적이지도 않고 현명하지도 않습니다.

스펙트럼의 반대편 끝에서는, 장치 테스트에 사용하는 것과 동일한 백만 달러 규모의 ATE를 사용하여 로드 보드를 검증할 수도 있습니다. 이 방법은 비용이 많이 들고 비효율적이며, 중요한 테스트 자원을 낭비할 수 있습니다. ATE가 IC 테스트에 완전히 활용되지 않더라도, 로드 보드 검증을 지원하기 위해 추가 소프트웨어 및 다양한 변경이 필요할 수 있습니다.

세 번째 선택지는 특정 로드 보드 테스트 시스템을 활용하는 것입니다. 이는 일반적으로 ATE보다 비용이 낮고, 수동 테스트보다 더 빠르고 신뢰할 수 있는 테스트 과정을 가집니다.

수동 또는 ATE 로드 보드 검증과 같은 특정 테스트 시스템은 저항 및 누설 전류를 모니터링하여 인터페이스 하드웨어에 개방 또는 단락 회로가 없음을 보장합니다. 특정 시스템은 회로 저항, 누설 전류 및 커패시턴스를 모니터링하고 이를 알려진 특성과 비교합니다.

테스트 시스템은 또한 다양한 정류 다이오드, 제너 다이오드 및 버스 조합의 성능을 평가합니다. 게다가, 시스템 옵션은 로드 보드 하드웨어에 포함될 수 있는 릴레이 및 고전압 구성 요소의 테스트를 지원할 수 있습니다.

일반적으로 요청되는 사항 중 하나는 임피던스가 로드 보드 테스트의 일부로 평가되어야 하는지 여부입니다. 임피던스와 전파 지연은 DUT 보드 설계 과정의 결과물이며, 여기에는 시간 영역 반사계를 이용한 테스트가 포함됩니다.

특정 로드 보드 테스트 시스템의 다양한 테스트 헤드를 모사하는 유연성은 핵심 기능입니다. 이는 다양한 ATE 유형에 대한 로드 보드의 성능을 정확하게 검증하기 위해 광범위한 테스트 헤드 시뮬레이션을 제공해야 합니다.

테스트 시스템의 유연성과 적응성은 하나의 테스트 헤드 시뮬레이터가 다른 것으로 얼마나 빠르고 효율적으로 교체될 수 있는지와 밀접하게 연결되어 있습니다. 특정 테스트 시스템은 테스트 현장이 아닌 제조사의 유지 보수 시설에 설치되므로, 도구 및 기타 진단 장비에 쉽게 접근할 수 있어 상당한 추가 시간을 절약합니다.

특정 로드 보드 테스트 시스템은 또한 몇 가지 시뮬레이션 가능성을 제공합니다. 테스트는 커넥터나 테스트 소켓에 배치되어 소켓 접점과 PCB 테스트 헤드 접점 사이의 점대점 저항 테스트를 수행할 수 있습니다. 이 방법은 소켓이 PCB에 연결될 때 특히 중요한, 우수한 소켓-PCB 단자 연결을 보장합니다.

또 다른 방법으로는, 소켓에 단락된 장치를 설치하는 것입니다. 이 접근법은 등가 귀로 저항 테스트를 사용하여 연속성을 확인합니다. 마지막으로, IC 제조사가 종종 제공하는 맞춤형 장치 시뮬레이터는 데이지 체인 저항 테스트를 사용하여 연속성을 확인할 수 있습니다.

특정 로드 보드 테스트 시스템은 또한 SMT 소켓의 스프링 커넥터를 평가하고 교체하는 데 유용합니다. SMT 인터페이스는 로드 보드에 조립되기 전에 접촉 저항 장치를 사용하여 테스트될 수 있습니다. 이 장치는 또한 고장난 스프링 커넥터의 오프라인 진단 및 교체를 가능하게 합니다.

반도체 설계자들이 더 많은 핀 수와 더 좁은 피치로 더 많은 하드웨어를 더 작은 공간에 집적하는 IC를 계속 통합함에 따라, IC 패키지 성능을 확인하는 것은 점점 더 어려워질 것입니다. IC 테스트에 사용하기 전에 로드 보드의 성능을 확인하는 것은 시간과 비용을 모두 절약할 수 있습니다. 전용 로드 보드 테스트 장비를 활용하면 더 넓은 측정 범위로 다양한 로드 보드 설계의 성능도 검증할 수 있습니다. 궁극적으로, 이는 측정 데이터를 저장하고 비교하여 보드 유지 관리 및 교체 일정을 수립하는 데 도움이 될 것입니다.