Назначение
Стенд измерительный для СБИС Verigy V93000 Pin Scale 1600 (далее по тексту - стенд) предназначен для контроля и измерения вольт-амперных параметров сверхбольших интегральных схем (СБИС) на пластине и в корпусе.
Описание
Принцип работы стенда основан на методах функционального и параметрического контроля.
Для проведения функционального контроля на измеряемую микросхему подается входной набор сигналов, при этом выходной набор сигналов от объекта контроля сравнивается с ожидаемым набором сигналов. Формирование входного набора сигналов производится генератором тестовой последовательности или алгоритмическим генератором тестов и драйверами универсальных измерительных каналов в соответствии с заранее определенной программой контроля. Выходной набор сигналов от объекта контроля преобразуется компараторами универсальных измерительных каналов в цифровой код, и производится его сравнение с ожидаемыми данными, с отображением результатов контроля.
Для проведения параметрического контроля используются источники-измерители и измерительные источники питания, при этом на объект подается заданное значение постоянного напряжения (силы тока) и измеряется соответствующее значение силы постоянного тока (напряжения).
Методы параметрического и функционального контроля реализуются с помощью программы, создаваемой пользователем для каждого тестируемого объекта. Создание и вызов программы контроля производятся средствами специализированного пакета программного обеспечения, входящего в комплект поставки.
В режиме функционального контроля каждый из измерительных каналов выполняет измерения параметров СБИС в определенной тестовой последовательности. Максимальная частота смены векторов тестовой последовательности (ТП) 533 Мбит/с может быть повышена до 1600 Мбит/с путем задания на минимальную длительность вектора 2,5 нс до 8 временных меток, формирующих до 4 выходных импульсов драйвера канала, и до 8 временных меток, формирующих 8 стробирующих импульсов компараторов канала. Максимальная длина тестовой последовательности составляет 112 Мбайт векторов в линейном режиме. Во всем диапазоне частот каждый канал может быть сконфигурирован в режимы: формирование тестовой последовательности, контроль ожидаемых состояний, двунаправленный режим. В двунаправленном режиме каждый канал может переключаться из режима формирования воздействий в режим контроля и обратно в любых векторах тестовой последовательности. Для формирования тестовой последовательности в виде импульсов с регулируемыми параметрами на входе объекта контроля используется драйвер канала. Параметры тестовой последовательности по амплитуде, положению фронтов и спадов выходных импульсов на оси времени внутри вектора тестовой последовательности задаются независимо по каждому каналу. Амплитуда импульса определяется значениями напряжения двух уровней драйвера: верхним уровнем и нижним уровнем. Положения фронтов и спадов импульса определяется временными метками, общим количеством до 8. Для контроля ожидаемых состояний в виде последовательности импульсов используются компараторы. Параметры компараторов (верхний и нижний уровни напряжения, время контроля) задаются независимо по каждому каналу.
Временные интервалы контроля уровней напряжения определяются метками (общим количеством до 8), формирующими стробирующие импульсы компаратора. Для формирования токов положительной и отрицательной полярности на выходах объекта контроля используется активная нагрузка канала. Параметры активной нагрузки по силе тока, уровням напряжения переключения полярности тока и режимы работы задаются независимо по каждому каналу. При работе в динамическом режиме активная нагрузка автоматически отключается при переходе канала в режим формирования тестовой последовательности и включается в режиме контроля. В статическом режиме активная нагрузка включена постоянно. Динамический режим применяется для каналов, сконфигурированных в двунаправленный режим. Статический режим применяется только для каналов, сконфигурированных в режим контроля.
В режиме параметрических измерений используется источник-измеритель PMU или прецизионный источник-измеритель HPPMU в режиме воспроизведения напряжения и измерения силы тока или в режиме воспроизведения силы тока и измерения напряжения. Параметры источника-измерителя задаются независимо по каждому каналу.
Для формирования требуемых параметров питания объектов предназначены измерительные источники питания MS DPS (E9711A/B) и DCS DPS32 (E8013CS).
Стенд измерительный для СБИС Verigy V93000 Pin Scale 1600 выполнен в виде измерительного головного блока, манипулятора, вспомогательной стойки, установки водяного охлаждения и управляющей ПЭВМ. На верхнюю панель измерительного блока устанавливаются измерительная оснастка с объектом контроля или переходное устройство сопряжения с зондовой установкой. В конструкции измерительного головного блока отсутствуют элементы подстройки и регулировки на панелях блока.
В состав измерительного головного блока входят следующие основные части:
- универсальные 128-ми канальные измерительные платы PS1600, количество 8 шт., всего 1024 универсальных измерительных каналов (каждый канал включает: драйвер, два компаратора, активную нагрузку, память векторов, средства управления тестовой последовательностью, источник-измеритель PMU; на каналах 1, 17, 33, 49, 65, 81, 97 и 113 имеются широкодиапазонный драйвер и два широкодиапазонных компаратора; также для каждых 16 каналов имеется общий аналого-цифровой преобразователь BADC с большим входным сопротивлением, предназначенный для точного измерения напряжения);
- одноканальная плата прецизионного источника-измерителя напряжения и силы тока HPPMU;
- 8-ми канальная плата измерительных источников питания MS DPS (E9711A/B);
- 32-х канальные платы измерительных источников питания DCS DPS32 (E8013CS), количество 8 шт.
Программное обеспечение
Программное обеспечение выполняет функции создания, редактирования параметров функционального контроля, задания параметров параметрических измерений, источников питания, универсальных каналов и других устройств стенда, а также обработку и документирование измерительной информации.
Уровень защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «низкий» по Р 50.2.077-2014 (класс риска “A” по WELMEC 7.2, Issue 5).
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| идентификационное наименование | SmarTest |
| идентификационный номер версии | 7.1.4.12 и выше |
Технические характеристики
представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Метрологические и технические характеристики
| Наименование | Значение |
| 1 | 2 |
| Диапазон установки длительности вектора тестовой последовательности, нс | от 2,5 до 31250 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки длительности Т вектора тестовой последовательности, нс | ±15-10-6-Т |
| Диапазон установки временных меток формирования выходных импульсов D1-D8, стробирующих импульсов R1-R8, нс | от минус 4-Т до плюс 12-Т |
| Крайние значения временных меток, мкс | минус 6,3; плюс 19 |
| Разрешение временных меток, пс | 1,0 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки временных меток D1-D8 и R1-R8, пс | ±150 |
| Максимальная длительность фронта (спада) выходных импульсов драйвера, нс |
| при амплитуде 1,0 В (по уровням 10 и 90 %) | 0,6 |
| при амплитуде 1,8 В (по уровням 10 и 90 %) | 0,7 |
| при амплитуде 3,0 В (по уровням 10 и 90 %) | 0,8 |
| Минимальная длительность выходных импульсов драйвера, нс |
| при амплитуде 1,0 В | 0,7 |
| при амплитуде 1,8 В | 0,8 |
| при амплитуде 3,0 В | 0,9 |
| Максимальная длительность фронта выходных импульсов широкодиапазонного драйвера, нс |
| при амплитуде 3,0 В (по уровням 20 и 80 %) | 9 |
| при амплитуде 10,0 В (по уровням 20 и 80 %) | 250 |
| Максимальная длительность спада выходных импульсов широкодиапазонного драйвера, нс |
| при амплитуде 3,0 В (по уровням 20 и 80 %) | 10,5 |
| при амплитуде 10,0 В (по уровням 20 и 80 %) | 30 |
| Диапазон воспроизводимых уровней напряжения драйвера, В | от минус 1,5 до плюс 6,5 |
| Разрешение напряжения драйвера, мВ | 1,0 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения напряжения драйвера, мВ | ±5 |
| Выходное сопротивление драйвера, Ом | от 47,5 до 52,5 |
| Диапазон воспроизводимых уровней напряжения широкодиапазонного драйвера, В |
| диапазон VIL/VIH | от 0,0 до 6,5 |
| диапазон VHH | от 6,0 до 13,4 |
| Разрешение широкодиапазонного драйвера, мВ | 1,0 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения напряжения широкодиапазонного драйвера, мВ | ±15 |
| Выходное сопротивление широкодиапазонного драйвера, Ом при уровнях напряжения от 0 до 6,5 В при уровнях напряжения от 6 до 13,4 В | от 45 до 55 не более 10 |
| Диапазон установки уровней напряжения компаратора и допустимых уровней напряжения на входах компаратора, В | от минус 1,5 до плюс 6,5 |
| Разрешение компаратора, мВ | 1,0 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения напряжения компаратором, мВ | ±15 |
| Диапазон установки уровней напряжения широкодиапазонного компаратора и допустимых уровней напряжения на входах широкодиапазонного компаратора, В | от минус 3,0 до плюс 13,4 |
| Разрешение по напряжению широкодиапазонного компаратора, мВ | 1,0 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения напряжения широкодиапазонным компаратором, мВ | |
| при уровнях напряжения от 0 до 8 В | ±20 |
| при уровнях напряжения от минус 3,0 до плюс 13,4 В | ±50 |
| Диапазон допустимых уровней напряжения на входах дифференциального компаратора, В | от минус 1,5 до плюс 6,5 |
| Диапазон установки уровней напряжения дифференциального компаратора, В | ±1,0 |
| Разрешение дифференциального компаратора, мВ | 1,0 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения напряжения дифференциальным компаратором, мВ | ±15 |
| Диапазон воспроизведения силы тока I активной нагрузки (суммарный ток каналов платы PS 1600 не более 1,6 А), мА | ±25 |
| Разрешение силы тока активной нагрузки, мкА | 12,5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения силы тока I активной нагрузки, мкА | ±(110-2 •I + I0), I0 = 75 мкА |
| Диапазон напряжения переключения, изменяющего направление тока в нагрузке, В |
| при силе тока в пределах ± 1 мА | от минус 1,5 до плюс 6,5 |
| при силе тока в пределах ±25 мА | от минус 1,0 до плюс 5,5 |
| Диапазон воспроизведения и измерения напряжения U источником-измерителем PMU, В |
| при силе тока в пределах ± 1 мА | от минус 2,0 до плюс 6,5 |
| при силе тока в пределах ±40 мА | от минус 2,0 до плюс 5,75 |
| Разрешение по напряжению источника-измерителя PMU, мкВ |
| воспроизведение напряжения | 200 |
| измерение напряжения | 75 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения и измерения напряжения AU источника-измерителя PMU определяются по формуле
AU = ±(U0 + IR), где I - сила тока нагрузки, мА; R = 1 Ом - сопротивление нагрузки;
U0 = 3 мВ для воспроизведения напряжения;
U0 = 2 мВ для измерения напряжения от 0 до 3,3 В;
_U0 = 4 мВ для измерения напряжения от минус 2,0 до 0 и от 3,3 до 6,5 В_
Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения и измерения силы тока AI источником-измерителем PMU определяются по формуле
A I = ±(5-10 •I + Ic), где I - сила тока, мкА; значения 1о приведены в таблице ниже:
| верхний предел | значения L, мкА |
| воспроизведение силы тока | измерение силы тока |
| 2 мкА | 0,04 | 0,01 |
| 10 мкА | ОД | 0,05 |
| 100 мкА | 0,5 | 0,2 |
| 1 мА | 5 | 1,25 |
| 40 мА | 50 | 50 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения и измерения силы тока источником-измерителем HPPMU определяются по формуле
А I = ±(110-3 •I + Ic),
| верхний предел | значения 1о, мкА |
| 5 мкА через плату PS1600 | 0,05 |
| 5 мкА через разъем UTILITY pogo block | 0,01 |
| 200 мкА | 0,2 |
| 5 мА | 10 |
| 200 мА | 200 |
Диапазон воспроизведения напряжения измерительным источником питания MS DPS, В
Разрешение воспроизведения напряжения MS DPS, мкВ
Максимальная сила тока в нагрузке MS DPS в 4-х канальном режиме, А
при воспроизведении напряжения от 0 до 7 В
при воспроизведении напряжения от 7 до 8 В
при воспроизведении напряжения от минус 8 до 0 В
Максимальная сила тока в нагрузке MS DPS в 8-ми канальном режиме, А
при воспроизведении напряжения от 0 до 7 В
при воспроизведении напряжения от 7 до 8 В
при воспроизведении напряжения от минус 8 до 0 В
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения силы тока AI измерительным источником питания DCS DPS32 определяются по формуле
A I = ±(110-3 •I + I0),
| предел измерения | значения 1о, мкА |
| 100 мкА | 0,1 |
| 2 мА | :.о |
| 50 мА | 50 |
| 1,5 А | 1590 |
| | |
Знак утверждения типа
наносится на панель корпуса измерительного головного блока в виде наклейки и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Комплектность стенда представлена в таблице 3.
Таблица 3 - Комплектность стенда
| Наименование | Обозначение | Кол-во |
| Измерительный головной блок | Е8015А зав. №MY04602150 | 1 шт. |
| Манипулятор | E6979UC зав. № J18-0001-0086 | 1 шт. |
| Установка водяного охлаждения | E2760FU зав. № 147551 | 1 шт. |
| Программа управляющая | SmarTest | 1 шт. |
| Компьютер | HP Z620 | 1 шт. |
| Стенды измерительные для СБИС Verigy V93000 Pin Scale 1600. Руководство по эксплуатации | - | 1 шт. |
| Методика поверки | РТ-МП-3489-551-2016 | 1 шт. |
| Программа для поверки | PR POV 968 | 1 шт. |
| Комплект оснастки для поверки в составе |
| устройство согласования | ТСКЯ.418133.251 (Вер. 2) | 1 шт. |
| устройство согласования | ТСКЯ.418133.253 | 1 шт. |
| устройство согласования | ТСКЯ.418133.254 (Вер.1) | 1 шт. |
| устройство согласования | ТСКЯ.418133.256 (Вер.1) | 1 шт. |
| плата коммутационная | Е7010Е | 1 шт. |
| шлюз LAN/GPIB | Agilent Е5810В | 1 шт. |
Поверка
осуществляется по документу РТ-МП-3489-551-2016 «Стенд измерительный для СБИС Verigy V93000 Pin Scale 1600», утвержденному ФБУ «Ростест-Москва» 05.09.2016 г.
Основные средства поверки:
- частотомер электронно-счетный Agilent 53132A с опциями 012 и 030 (Госреестр № 26211-03);
- осциллограф цифровой Tektronix DPO7254 с пробником Р6158А (Госреестр № 53104-13);
- мультиметр цифровой Keithley 2000 (Госреестр № 25787-08);
- калибратор-мультиметр цифровой Keithley 2420 (Госреестр № 25789-08);
- калибратор-измеритель напряжения и силы тока Keithley 2651А (Госреестр № 49334-12);
- мультиметр Agilent 3458А (Госреестр № 25900-03);
- калибратор универсальный Fluke 9100 (Госреестр № 25985-03).
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на панель корпуса измерительного головного блока.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные документы
Нормативные документы, устанавливающие требования к стенду измерительному для СБИС Verigy V93000 Pin Scale 1600
1 ГОСТ 22261-94. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
2 ГОСТ 8.027-2001. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы.
3 ГОСТ 8.022-91. ГСИ. Государственный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне 1 ■ 10-16 ^ 30 А.
4 ГОСТ 8.129-2013. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты.
65576-16: Методика поверки РТ-МП-3489-551-2016Скачать4.0 Мб