半導體封裝開短路測試

客戶:

Amkor Technology 公司是世界上最大的合約半導體組裝與測試服務供應商之一。公司成立於1968 年,Amkor 公司率先推出的IC
封裝和測試外包,現在的300 多家領先的半導體公司和電子OEM世界的戰略生產合作夥伴。

應用:

Amkor 的韓國分部需要一個新的測試系統- 該系統的一個部分是要用於半導體封裝的開路和短路測試。項目中需要一個超大型的–3072×4 矩陣開關的配置來執行四線測量,I / V 特性,以及2 線測量。因爲它會被用在許多測試應用裏邊,所以它需要很高的性價比。

高密度開關用於半導體封裝開短路測試插圖

解決方案:

在確認自己的需求後,Amkor 公司決定用三塊Pickering 公司的LXI 接口的高密度矩陣模塊(型號60-553-008)。這些LXI 矩陣模塊由電磁繼電器構成,在市場上有較低的價格,而且允許做多1027 個交叉點同時閉合。
此外,從測試關係,以及日後的維護角度來看,這款LXI 矩陣模塊帶有BIRST(內置繼電器自檢)功能,這樣用戶可以隨時檢測模塊內每個繼電器的狀態,使得系統的維護變得更加方便快捷。

高密度開關用於半導體封裝開短路測試插圖(1)

開路短路測試背景:

下面是開路和短路測試,也稱爲結構測試,以及Pickering 的LXI 矩陣模塊做爲Amkor 的應用的最佳選擇的一些背景知識。

開路和短路測試是最通常使用的方法,用於半導體封裝的評估和功能測試驗證。除了測試,它也可在I / V特性測試中實現封裝的故障分析。
對於這種類型的應用,測試單元以及矩陣開關是必不可少的,測試單元取決於引腳數量,整個平臺可以是基於PXI 或者其他的類似於LXI 的測試平臺。
對於開關矩陣來說,我們用到的矩陣可以支持2 線(NX2)和4 線(NX4)測量,具體的配置取決於客戶的需求。如果僅是開路和短路測試,可以使用NX2 配置。如果是低電阻測量和高精度的I /v 需要,消除開關和電纜通道電阻,爲必須選擇NX4。

對於4 線制的連接方法來說,三種繼電器類型都各有其優缺點:
舌簧繼電器

  • 動作時間快
  • 可靠性高(密封)
  • 成本較高
  • 開關功率較低

電磁繼電器

  • 更高的切換功率
  • 最低的價格
    動作時間慢
  • 壽命短

固態繼電器

  • 幾乎接近無限的壽命以及最快的動作速度(無開關機械反彈)
  • 存在帶寬,滲漏,耐壓方面的限制。

高密度開關用於半導體封裝開短路測試插圖(2)

此外,究竟是使用PXI,VXI 還是LXI 還取決於系統的規模和通道數。
定製設計– 系統集成商提供從頭開始構建的開關矩陣,而不是選擇一個現成的產品。此款產品曾經有過的最低成本的優勢。然而,矩陣需要2米的機櫃,使它非常笨重,而不是一個很好的選擇。

VXI 是特別適用於軍事,航空電子和航空航天應用測試的一種非常可靠的外形尺寸,但它是舊的技術,通道的密度較低。VXI 模塊現在的存在價值在於長期支持現有的應用。由於該項目是一個新的應用且VXI 平臺的開關模塊正在減少,所以這個選項被淘汰。

PXI 或PXI Express 是一種較新的平臺。如果項目中需要的矩陣開關通道數較低,這可能是一個相當不錯的解決方案。然而,如果系統需求的開關矩陣必須具備大量的通道,那麼這就不是一個合適的選擇。例如,如果用512 個交叉點的PXI /PXIe 模塊去配置1024×4 規模的矩陣,那麼就需要八個模塊,而八個模塊外加一個PXI 機箱和控制器的價格遠超過了直接選擇一塊1024 x4 規模的LXI 高密度矩陣開關。此外,PXI 背板電源限制了同時閉合的交叉點的數量是最多是模塊交叉點數量的40%或者64%,具體的取決於繼電器類型,這些限制使得PXI/PXIe 平臺不適合搭建過大的測試平臺。

LXI 是一種新型的通過以太網控制的模塊化儀器。各個製造商生產的LXI 機箱裏邊包含的儀器設備和開關種
類各不相同,因此其適用面非常廣。其優點包括可以同時關閉多個交叉點,不像PXI/PXIe 那樣有着非常嚴格的外形限制,也沒有背板功率的限制。在幾個方案中,LXI 方案使用的模塊最少,使用只有三個1U 高的LXI 模塊便可以創建一個3072×4 矩陣。
Pickering 公司被選爲首選供應商有以下幾個原因:大規模,靈活性以及相當有競爭力的價格。

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