Yük Kartlarının Yarı İletken Testindeki Önemi

Yük Kartı (YK), test cihazı (ATE) ile test edilen ekipman arasında mekanik ve elektriksel bir bağlantı görevi gören özel olarak tasarlanmış bir baskılı devre kartıdır. Yük Kartlarının belirli fiziksel boyutları vardır ve test cihazının içine tam olarak uymalıdır. Genel olarak, bir yük kartı iki bağlantı noktasından oluşur: Bir arayüz, test cihazının işleyici birimine bakar. İşleyici, DUT'u tepsiden çıkarıp sokete yerleştiren otomatik bir al-ve-yerleştir birimidir. İkinci bağlantı noktası, test cihazının pogo pinlerine doğru aşağı bakar. Bunlar test cihazının G/Ç portlarıdır ve test cihazını DUT'a elektriksel olarak bağlar.

Yük Kartı Özellikleri

İyi yapılandırılmış bir YK elektriksel olarak algılanamaz ve DUT sinyallerine hiçbir bozulma veya gecikme eklemez. Yük Kartı, test cihazında gerçekleştirilen tüm testleri destekleyebilmeli ve gelecekteki testlere uyum sağlamak için yeterince esnek olmalıdır (örneğin, test çözümünü dörtlü eşit testi içerecek şekilde genişleterek).

Birçok test mühendisi, tüm aktif bileşenleri YK üzerinde bulundurmamayı ve sadece ASIC işlevselliğini etkinleştirmek için gerekli pasif bileşenlere sahip olmayı amaçlar. Yük Kartını iyileştirme eğilimi, üretim aşamasında bir arıza olasılığını azaltma ve bunun üretim hattını durdurabilme ihtimalinden kaynaklanır. Bir sorunu düzeltmek için gereken süre, Yük Kartı geliştirildiğinde ortaya çıkar.

Farklı test cihazları (ATE'ler) farklı YK boyutları gerektirir. Ancak, tüm Yük Kartları benzer unsurlardan oluşur:

• Test cihazı için arayüz pedleri olan DUT ASIC soketi
• Takviye elemanı mekanik dayanımı artırır.
• DUT ihtiyaçlarına göre bazı bileşenler (R, C, vb.)
• Sondaj aşaması için bağlayıcılar

 Belirli koşullarda, YK bir bağlantı noktası kartı olmanın yanı sıra, kart üstü test yeteneklerini de içerebilir. Test cihazı tek başına belirli bir test görevini destekleyemediğinde, bu doğrudan YK üzerinde yürütülebilir.

Yük kartı için tasarım kuralları

Bir Yük Kartı, hemen hemen her düzen veya PCB mühendisi tarafından tasarlanabilir; tek gereken, test ve Yük Kartı kavramlarının temel anlayışıdır. Bir YK genellikle RF4 malzemeden yapılır ve son derece kalındır, en az 20 katmana sahiptir.

Yük Kartı tasarımına ilişkin hususlar, diğer PCB'ler için olanlara benzerdir. Güç kaynağı dağıtımı, saat sinyali yönlendirme, yüksek hızlı iletim yönlendirme, sinyal bütünlüğü, kablo uzunluğu — bu tasarım standartları burada da geçerlidir. Bazı durumlarda, özellikle RF sinyal performansını garanti altına almak için bazı elektriksel simülasyonlar yapmak akıllıca olacaktır.

Düzen tamamlandıktan sonra, bir sonraki adım kart hizmetlerini oluşturmak/üretmek ve kartı çeşitli pasif veya aktif bileşenler ve soketlerle monte etmektir.

Yük kartı, ASIC test sisteminin çok önemli bir bileşenidir. Daha az montaj sorunu sağlamak için sağlam ama basit bir tasarım yapın; mümkünse bir kartı yedek olarak saklayın.

Yük kartı doğrulaması için her zaman bir gereklilik olmuş olsa da, yüzey montaj teknolojisine (SMT) geçiş bu talebi artırmıştır. Yaylı problu IC test soketleri, test bağlayıcı grubuna büyük bir elektromekanik temas getirmiştir ki bu, IC paket testinin doğruluğunu ve güvenilirliğini olumsuz etkileme potansiyeline sahiptir.

Yük kartı, aynı zamanda test arayüz birimi veya performans kartı olarak da bilinir, test edilen entegre devreyi parametrik analizörün veya otomatik test ekipmanının (ATE) test başlığına bağlar. Bir yük kartı genellikle, bir IC'yi tutan ve bir baskılı devre kartına (PCB) bağlanan bir test soketi veya kontaktörden yapılır; bu PCB aynı zamanda DUT veya ATE kartı olarak da bilinir ve bir ATE'nin test kafasına bağlanır.

Tercihen, yığın kartı, IC ve ATE arasında temel olarak basit bir mekanik ve elektriksel temas görevi görür. Bu, IC devre bütünlüğünün ve performansının hassas ve güvenilir bir şekilde değerlendirilmesini sağlar.

Bir entegre devreyi test etmek için kullanmadan önce bir yığın kartının sürekliliğini test etmek zaman ve paradan tasarruf sağlayabilir.

Yük Kartı Doğrulama

Yük kartı performansını doğrulamak için üç önemli metodoloji vardır. En temel yöntem manuel doğrulamadır. Bu tür bir testte, bir ohmmetre, test soketinden IC'ye ve PCB'den ATE bağlantılarına kadar olan kısa devreleri veya açıklıkları arar.

Bu test yönteminin sınırlamaları olsa da, genellikle 50'nin altında olan düşük pin sayılı cihazlar için uygun maliyetli olabilir. Ancak, bu test yaklaşımı, çok sayıda bağlantıya sahip karmaşık sistemler için ne pratik ne de akıllıcadır.

Spektrumun diğer ucunda, cihaz testi için kullandığınız aynı milyon dolarlık ATE'yi yük kartını doğrulamak için kullanabilirsiniz. Bu yöntem pahalı, verimsizdir ve temel test kaynaklarını boşa harcayabilir. ATE, IC testi için tamamen kullanılmasa bile, yük kartı doğrulamasını desteklemek için ek yazılım ve diğer değişiklikler gerekebilir.

Üçüncü bir seçenek, özel bir yük kartı test sistemi kullanır. Genellikle ATE'den daha düşük maliyetlidir ve manuel testten daha hızlı ve daha güvenilir bir test sürecine sahiptir.

Manuel veya ATE yük kartı doğrulaması gibi özel bir test sistemi, arayüz donanımında açık veya kısa devre olmadığından emin olmak için direnci ve kaçak akımları izler. Belirli bir sistem, devre direncini, kaçak akımları ve kapasitansı izler ve bunları bilinen değerlerle karşılaştırır.

Test sistemi ayrıca çeşitli doğrultucu diyotların, zener diyotların ve otobüs kombinasyonlarının performansını değerlendirir. Ayrıca, sistem seçenekleri, yük kartı donanımına dahil edilebilecek rölelerin ve yüksek voltajlı bileşenlerin testini destekleyebilir.

Sıklıkla sorulan bir konu, empedansın yük kartı testinin bir parçası olarak değerlendirilip değerlendirilmemesi gerektiğidir. Empedans ve yayılma gecikmeleri, zaman-alan yansıma ölçerleri kullanılarak testi içeren DUT kartı tasarım sürecinin bir sonucudur.

Özel bir yük kartı test sisteminin farklı test başlıklarını kopyalama konusundaki esnekliği önemli bir özelliktir. Çeşitli ATE türleri için yük kartlarının performansını doğru bir şekilde doğrulamak için geniş bir test başlığı test simülasyonu yelpazesi sunmalıdır.

Bir test sisteminin esnekliği ve uyarlanabilirliği, bir test başlığı test simülasyonunun ne kadar hızlı ve verimli bir şekilde başka biriyle değiştirilebileceğiyle yakından bağlantılıdır. Belirli bir test sistemi, test katında değil, bir üreticinin bakım tesisine kurulur, bu nedenle araçlar ve diğer teşhis donanımı kolayca erişilebilir, bu da önemli ölçüde daha fazla zaman tasarrufu sağlar.

Özel bir yük kartı test sistemi ayrıca birkaç simülasyon olanağı sağlar. Bir test, soket kontakları ile PCB test başlığı kontakları arasında noktadan noktaya direnç testi yapmak için bir kontaktöre veya test soketine yerleştirilebilir. Bu metodoloji, özellikle soket PCB'ye bağlandığında kritik öneme sahip olan, soketten PCB'ye mükemmel bir sonlandırma sağlar.

Alternatif olarak, sokete kısa devre yapılmış bir cihaz takın. Bu yaklaşım, sürekliliği doğrulamak için eşdeğer bir dönüş yolu direnç testi kullanır. Son olarak, genellikle IC üreticisi tarafından sağlanan özel bir cihaz test simülatörü, bir papatya zinciri direnç testi kullanarak sürekliliği kontrol edebilir.

Özel bir yük kartı test sistemi ayrıca, SMT soketlerindeki yaylı kontaktörleri değerlendirmek ve değiştirmek için de kullanışlıdır. SMT arayüzleri, yük kartına bağlanmadan önce bir kontak direnci aparatı kullanılarak test edilebilir. Aparat ayrıca, arızalı yaylı kontaktörlerin çevrimdışı teşhisini ve değiştirilmesini de mümkün kılar.

Yarı iletken tasarımcıları, daha fazla donanımı daha küçük alanlara, daha yüksek pin sayıları ve daha dar aralıklarla entegre etmeye devam ettikçe, IC paket performansını doğrulamak giderek zorlaşacaktır. IC testi için kullanmadan önce yük kartını doğrulamak hem zaman hem de paradan tasarruf sağlayabilir. Özel yük kartı test ekipmanı kullanmak, aynı zamanda daha geniş bir ölçüm aralığıyla farklı yük kartı tasarımlarının performansını da kontrol eder. Sonuç olarak, ölçüm verilerinin depolanmasını ve karşılaştırılmasını sağlayarak kart bakım ve değişim programlarının oluşturulmasını kolaylaştıracaktır.