Стенд измерительный для больших и сверхбольших интегральных схем V93000 Pin Scale 1600/CTH
Назначение
Стенд измерительный для больших и сверхбольших интегральных схем V93000 Pin Scale 1600/CTH (далее - стенд) предназначен для воспроизведения и измерения напряжения, силы электрического тока, временных интервалов и производных от них параметров больших и сверхбольших интегральных микросхем (далее - СБИС или объект контроля), контролируемых в процессе их комплексной автоматизированной проверки при проведении испытаний на пластине, в корпусе и в бескорпусном исполнении методами параметрических измерений и функционального контроля.
Описание
К стендам данного типа относится Стенд измерительный для больших и сверхбольших интегральных схем V93000 Pin Scale 1600/CTH с зав. № MY04607435.
Принцип работы стенда основан на методах функционального контроля (далее - ФК) и параметрических измерений испытуемых СБИС.
Для выполнения параметрических измерений СБИС в составе стенда предусмотрены источники-измерители сигналов и измерительные источники питания, при этом на объект контроля подается заданное значение постоянного напряжения и/или силы тока и измеряется соответствующее значение напряжения и/или силы постоянного тока.
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 для каждого канала. Для формирования требуемых параметров питания СБИС предназначены измерительные источники питания DCS DPS128.
Для выполнения ФК в стенде предусмотрена подсистема универсальных измерительных каналов, которая выполняет формирование входного набора сигналов, подаваемых на выводы испытуемой СБИС, прием откликов (выходного набора сигналов) от СБИС и их сравнение с ожидаемыми данными. Формирование входного набора сигналов производится генератором тестовой последовательности или алгоритмическим генератором тестов и драйверами универсальных измерительных каналов в соответствии с заранее определенной пользователем программой контроля. Выходной набор сигналов от объекта контроля преобразуется компараторами универсальных измерительных каналов в цифровой код, после чего производится его сравнение с ожидаемыми данными одновременно с отображением результатов контроля.
В режиме ФК каждый измерительный канал выполняет измерения параметров СБИС в определенной тестовой последовательности. Частота смены векторов тестовой последовательности (далее - ТП) может быть повышена до 1600 Мбит/с при минимальной длительности вектора ТП 2,5 нс путем задания до 8 временных меток, формирующих до 4 выходных импульсов драйвера, и до 8 временных меток, в свою очередь, формирующих 8 стробирующих импульсов компараторов канала. Максимальная длина ТП составляет 112 Мбайт векторов в линейном режиме. Во всем диапазоне частот каждый канал может быть скомпонован в следующие режимы: формирование ТП, контроль ожидаемых состояний, двунаправленный режим. В двунаправленном режиме каждый канал может переключаться из режима формирования ТП в режим контроля и обратно в любых векторах ТП.
Для формирования ТП в виде импульсов с регулируемыми параметрами на входе объекта контроля используется драйвер универсального измерительного канала. Параметры ТП по амплитуде, положению фронтов и спадов импульсов на оси времени внутри вектора ТП задаются независимо для каждого канала. Амплитуда импульса определяется значениями напряжения двух уровней драйвера: верхним 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 для каждого канала. 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
для каждого канала. При работе в динамическом режиме активная нагрузка автоматически отключается при переходе канала в режим формирования ТП, 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 ожидаемых состояний.
Методы ФК и параметрических измерений реализуются с помощью программы контроля, создаваемой пользователем для каждого типономинала микросхемы. Создание, редактирование и исполнение программы контроля производятся средствами специализированного программного обеспечения, входящего в комплект поставки стенда.
Конструктивно стенд выполнен в виде измерительного головного блока, имеющего вариант исполнения CTH (Compact test head), манипулятора, установки водяного охлаждения и управляющей ПЭВМ. На верхнюю панель измерительного головного блока устанавливаются измерительная оснастка с объектом контроля или переходное устройство сопряжения с зондовой установкой. Общий вид стенда представлен на рисунке 1.
В состав измерительного головного блока входят следующие основные части:
- универсальные 128-ми канальные измерительные платы PS1600, количество до 16 шт., всего до 1024 универсальных измерительных каналов (каждый канал включает: драйвер, два компаратора, активную нагрузку, память векторов ТП, средства управления ТП, 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, количество до 2 шт.;
- 64-х канальные платы измерительных источников питания DCS DPS128 (E8023CSH), количество до 16 шт.
Уникальный заводской номер с 10-значным цифробуквенным обозначением наносится в виде самоклеящейся этикетки, размещенной на задней панели измерительного головного блока. Фрагмент задней панели головного блока с этикеткой показан на рисунке 2.
В конструкции измерительного головного блока отсутствуют элементы подстройки и регулировки на панелях блока. Для ограничения несанкционированного доступа к внутренним частям и элементам производится пломбировка путем нанесения защитного стикера на лицевой панели измерительного головного блока. Знак утверждения типа и знак поверки наносятся на лицевую панель измерительного головного блока в виде самоклеющихся этикеток.
Место для нанесения пломбы в виде стикера-наклейки
Место нанесения знака поверки
Место нанесения Знака утверждения типа
Рисунок 1 - Общий вид Стенда измерительного для больших и сверхбольших интегральных схем V93000 Pin Scale 1600/CTH
Заводской номер
Рисунок 2 - Фрагмент задней панели измерительного головного блока стенда
Программное обеспечение
Программное обеспечение стенда, установленное на управляющую ПЭВМ, служит для управления режимами работы и отображения результатов измерений, его метрологически значимая часть выполняет функции обработки, представления, записи и хранения измерительной информации.
Уровень защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «низкий» по рекомендации Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование | SmarTest |
| Номер версии (идентификационный номер) | не ниже 7.2.3.4 |
Технические характеристики
Метрологические и основные технические характеристики стенда представлены в таблицах 2, 3.
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование | Значение |
| 1 | 2 |
| Диапазон установки длительности Т вектора тестовой последовательности, нс | от 2,5 до 31250 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки длительности вектора тестовой последовательности, нс | ±15-10’6-Т |
| Диапазон установки временных меток формирования выходных импульсов D1-D8, стробирующих импульсов R1-R8, нс | от -4-Т до +12-Т |
| Крайние значения временных меток, мкс | -6,3; +19 |
| Разрешение временных меток, пс | 1 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности установки временных меток D1-D8 и R1-R8, пс | ±150 |
| 1 | 2 |
| Длительность фронта (спада) выходных импульсов драйвера, нс, не более: при амплитуде 1,0 В (по уровням 10 и 90 %) при амплитуде 1,8 В (по уровням 10 и 90 %) при амплитуде 3,0 В (по уровням 10 и 90 %) | 0,6 0,7 0,8 |
| Минимальная длительность выходных импульсов драйвера, нс при амплитуде 1,0 В при амплитуде 1,8 В при амплитуде 3,0 В | 0,7 0,8 0,9 |
| Длительность фронта выходных импульсов широкодиапазонного драйвера, нс, не более при амплитуде 3,0 В (по уровням 20 и 80 %) при амплитуде 10,0 В (по уровням 20 и 80 %) | 9 250 |
| Длительность спада выходных импульсов широкодиапазонного драйвера, нс, не более при амплитуде 3,0 В (по уровням 20 и 80 %) при амплитуде 10,0 В (по уровням 20 и 80 %) | 10,5 30 |
| Диапазон воспроизводимых уровней напряжения драйвера, В | от -1,5 до +6,5 |
| Разрешение напряжения драйвера, мВ | 1 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения уровней напряжения драйвера, мВ | ±5 |
| Выходное сопротивление драйвера, Ом | от 47,5 до 52,5 |
| Диапазон воспроизводимых уровней напряжения широкодиапазонного драйвера, В диапазон VIL/VIH диапазон VHH | от 0 до 6,5 от 6 до 13,4 |
| Разрешение широкодиапазонного драйвера, мВ | 1 |
| 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 -1,5 до +6,5 |
| Разрешение по напряжению компаратора, мВ | 1 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений напряжения компаратора, мВ | ±15 |
| Диапазон установки уровней напряжения широкодиапазонного компаратора и допустимых уровней напряжения на входах широкодиапазонного компаратора, В | от -3 до +13,4 |
| Разрешение по напряжению широкодиапазонного компаратора, мВ | 1 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений напряжения широкодиапазонного компаратора, мВ при уровнях напряжения от 0 до 8 В при уровнях напряжения от -3,0 до +13,4 В | ±20 ±50 |
| 1 | 2 |
| Диапазон допустимых уровней напряжения на входах дифференциального компаратора, В | от -1,5 до +6,5 |
| Диапазон установки уровней напряжения дифференциального компаратора, В | от -1 до +1 |
| Разрешение по напряжению дифференциального компаратора, мВ | 1 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений напряжения дифференциального компаратора, мВ | ±15 |
| Диапазон воспроизведения силы тока активной нагрузки (суммарный ток каналов платы PS 1600 не более 1,6 А), мА | от -25 до +25 |
| Разрешение силы тока активной нагрузки, мкА | 12,5 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения силы постоянного тока активной нагрузки, где I - сила тока, мкА | ±(140-4+75 мкА) |
| Диапазон напряжения переключения, изменяющего направление тока в нагрузке, В при силе тока в пределах ±1 мА при силе тока в пределах ±25 мА | от -1,5 до +6,5 от -1 до +5,5 |
| Диапазон воспроизведения и измерения постоянного напряжения источника-измерителя PMU, В при силе тока в пределах ±1 мА при силе тока в пределах ±40 мА | от -2 до +6,5 от -2 до +5,75 |
| Разрешение по напряжению источника-измерителя PMU, мкВ при воспроизведении напряжения при измерении напряжения | 200 75 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения и измерения постоянного напряжения источника-измерителя PMU, где I - сила тока нагрузки, мА, при воспроизведении напряжения измерении напряжения от 0 до +3,3 В измерении напряжения от -2,0 до 0 и от +3,3 до +6,5 В | ±(3 мВ+!4 Ом) ±(2 мВ+!-1 Ом) ±(4 мВ+!4 Ом) |
| Верхние пределы диапазонов воспроизведения и измерения силы постоянного тока источника-измерителя PMU (суммарная сила тока каналов платы PS 1600 не более 1,6 А) | 2, 10, 100 мкА, 1, 40 мА |
| Разрешение воспроизведения и измерения силы тока источника-измерителя PMU на пределе диапазона: 2 мкА 10 мкА 100 мкА 1 мА 40 мА | 1 нА 5 нА 50 нА 0,5 мкА 20 мкА |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения силы постоянного тока источника-измерителя PMU, где I - сила тока, мкА, на пределе диапазона: 2 мкА 10 мкА 100 мкА 1 мА 40 мА | ±(540-4+0,04 мкА) ±(5<0-М+0,1 мкА) ±(540’4+0,5 мкА) ±(540-4+5 мкА) ±(540-4+50 мкА) |
| 1 | 2 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения силы постоянного тока источника-измерителя PMU, где I - сила тока, мкА, на пределе диапазона: 2 мкА 10 мкА 100 мкА 1 мА 40 мА | ±(5- 10-3П+0,01 мкА) ±(540-4+0,05 мкА) ±(540-4+0,2 мкА) ±(540-4+1,25 мкА) ±(540-4+50 мкА) |
| Диапазон измерений постоянного напряжения АЦП BADC, В в стандартном режиме в широкодиапазонном режиме | от -3 до +8 от -6 до +13,4 |
| Входное сопротивление АЦП BADC, МОм, не менее | 100 |
| Разрешение по напряжению АЦП BADC, мкВ в стандартном режиме в широкодиапазонном режиме | 75 150 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений постоянного напряжения АЦП BADC, мВ в стандартном режиме в широкодиапазонном режиме | ±1 ±10 |
| Диапазон воспроизведения и измерения постоянного напряжения прецизионного источника-измерителя HPPMU, В при подключении через плату PS1600 при подключении через разъем UTILITY pogo block | от -1,5 до +6 от -5 до +8 |
| Разрешение по напряжению источника-измерителя HPPMU, мкВ | 250 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения и измерения постоянного напряжения источника-измерителя HPPMU, где I - сила тока нагрузки, мА, при подключении через плату PS1600 через разъем UTILITY pogo block | ±(2 мВ+Ы Ом) ±2 мВ |
| Верхние пределы диапазонов воспроизведения и измерения силы постоянного тока источника-измерителя HPPMU | 5; 200 мкА; 5; 200 мА |
| Разрешение воспроизведения и измерения силы тока источника-измерителя HPPMU на пределе диапазона: 5 мкА 200 мкА 5 мА 200 мА | 250 пА 6 нА 250 нА 6 мкА |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения и измерения силы постоянного тока источника-измерителя HPPMU, где I - сила тока, мкА, на пределе диапазона: 5 мкА через плату PS1600 5 мкА через разъем UTILITY pogo block 200 мкА 5 мА 200 мА | ±(140-4+0,05 мкА) ±(140-4+0,01 мкА) ±(140-4+0,2 мкА) ±(140-4+10 мкА) ±(140-4+200 мкА) |
| 1 | 2 |
| Диапазон воспроизведения и измерения постоянного напряжения измерительного источника питания DCS DPS 128, В | от -2,5 до +7 |
| Разрешение воспроизведения и измерения постоянного напряжения DCS DPS 128, мкВ | 200 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения постоянного напряжения DCS DPS 128, мВ | ±3 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений постоянного напряжения DCS DPS 128, мВ | ±2 |
| Максимальная сила тока в нагрузке одного канала DCS DPS128 при воспроизведении напряжения, А до 2,5 В до 7 В | 1 0,5 |
| Верхние пределы диапазонов воспроизведения, измерения и ограничения силы постоянного тока одного канала DCS DPS128 | 12,5; 25; 125; 250 мкА; 1,25; 2,5; 12,5; 25; 100; 200 мА; 1 А |
| Разрешение воспроизведения, измерения и ограничения силы постоянного тока одного канала DCS DPS128 на пределе: 12,5 мкА 25 мкА 125 мкА 250 мкА 1,25 мА 2,5 мА 12,5 мА 25 мА 100 мА 200 мА 1 А | 0,5 нА 1 нА 5 нА 10 нА 50 нА 100 нА 0,5 мкА 1 мкА 5 мкА 10 мкА 50 мкА |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения силы постоянного тока одного канала DCS DPS128, где I - сила тока, мкА, на пределе диапазона: 12,5 мкА в диапазоне от 2,5 до 12,5 мкА включ. 25 мкА в диапазоне от 5 до 25 мкА включ. 125 мкА в диапазоне от 25 до 125 мкА включ. 250 мкА в диапазоне от 50 до 250 мкА включ. 1,25 мА в диапазоне от 0,25 до 1,25 мА включ. 2,5 мА в диапазоне от 0,5 до 2,5 мА включ. 12,5 мА в диапазоне от 2,5 до 12,5 мА включ. 25 мА в диапазоне от 5 до 25 мА включ. 100 мА в диапазоне от 20 до 100 мА включ. 200 мА в диапазоне от 40 до 200 мА включ. 1 А в диапазоне от 0,2 до 1 А включ. | ±(240—4+0,12 мкА) ±(240—4+0,12 мкА) ±(240—4+0,75 мкА) ±(240—4+0,75 мкА) ±(240—4+7,5 мкА) ±(2-10—4+7,5 мкА) ±(240—4+75 мкА) ±(240—4+75 мкА) ±(240—4+600 мкА) ±(240—4+600 мкА) ±(240—4+3000 мкА) |
| 1 | 2 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений силы постоянного тока одного канала DCS DPS128, где I - сила тока, мкА, на пределе диапазона: 12,5 мкА 25 мкА 125 мкА 250 мкА 1,25 мА 2,5 мА 12,5 мА 25 мА 100 мА 200 мА 1 А | ±(2-10’3-I+0,05 мкА) ±(2-10’3-I+0,05 мкА) ±(1 •10—34+0,25 мкА) ±(140—34+0,25 мкА) ±(140-34+2,5 мкА) ±(г10-3^1+2,5 мкА) ±(140-34+25 мкА) ±(140-34+25 мкА) ±(140—34+250 мкА) ±(140—34+250 мкА) ±(Г10-3^1+1000 мкА) |
| Допускаемая абсолютной погрешность ограничения силы постоянного тока одного канала DCS DPS128 на пределе диапазона: 12,5 мкА в диапазоне от 2,5 до 12,5 мкА включ. 25 мкА в диапазоне от 5 до 25 мкА включ. 125 мкА в диапазоне от 25 до 125 мкА включ. 250 мкА в диапазоне от 50 до 250 мкА включ. 1,25 мА в диапазоне от 0,25 до 1,25 мА включ. 2,5 мА в диапазоне от 0,5 до 2,5 мА включ. 12,5 мА в диапазоне от 2,5 до 12,5 мА включ. 25 мА в диапазоне от 5 до 25 мА включ. 100 мА в диапазоне от 20 до 100 мА включ. 200 мА в диапазоне от 40 до 200 мА включ. 1 А в диапазоне от 0,2 до 1 А включ. | от -0,38 до +0,63 мкА от -0,75 до +1,25 мкА от -3,75 до +6,25 мкА от -7,5 до +12,5 мкА от -37,5 до +62,5 мкА от -75 до +125 мкА от -375 до +625 мкА от -750 до +1250 мкА от -3000 до +5000 мкА от -6000 до +10000 мкА от -30000 до +50000 мкА |
| Верхние пределы диапазона воспроизведения, измерения и ограничения силы тока группы объединённых каналов DCS DPS128, где n - количество объединённых в группу каналов, А | n4 |
| Разрешение воспроизведения, измерения и ограничения силы тока группы объединённых каналов DCS DPS128, где n - количество объединённых в группу каналов, мкА | n^50 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения силы постоянного тока группы объединённых каналов DCS DPS128 в диапазоне силы тока от (n-0,2) до (irl) А, где I - сила тока, мА, n -количество объединённых в группу каналов; мА | ±(2-10’3-I+n-3) |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений силы постоянного тока группы объединённых каналов DCS DPS128, где I - сила тока, мА, n - количество объединённых в группу каналов; мА | ±(140’3-I+n) |
| Допускаемая абсолютная погрешность ограничения силы тока группы объединенных каналов DCS DPS128 в диапазоне силы тока от (n-0,2) до (irl) А, где I - сила тока, мА, n - количество объединённых в группу каналов; мА | от -340—24 до +540-2 •I |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: - напряжение питания трёхфазного переменного тока, В - номинальная частота переменного тока, Гц | от 360 до 440 50 |
| Мощность потребления, кВ^А, не более | 15 |
| Габаритные размеры (высота х ширина х глубина), мм, не более: - головной измерительный блок с манипулятором - установка водяного охлаждения | 1887х1820х1859 832x363x815 |
| Масса, кг, не более: - головной измерительный блок с манипулятором - установка водяного охлаждения | 1260 81 |
| Условия эксплуатации: - температура окружающего воздуха, °С - относительная влажность, % - атмосферное давление, кПа | от +20 до +30 от 30 до 70 от 84 до 106 |
Таблица 4 - Показатели надежности
| Наименование характеристики | Значение |
| Средний срок службы, лет | 5 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 20000 |
Знак утверждения типа
наносится на боковую панель корпуса измерительного головного блока стенда в виде наклейки и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
приведена в таблице 5.
Таблица 5 - Комплектность стенда
| Наименование | Обозначение | Количество, шт./экз. |
| Измерительный головной блок | E8014A | 1 |
| Манипулятор | E6979LU | 1 |
| Установка водяного охлаждения | E2760FAE | 1 |
| Программа управляющая на компакт-диске | SmarTest | 1 |
| Управляющая ПЭВМ | - | 1 |
| Руководство по эксплуатации | - | 1 |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 3 «Методики (методы) измерений электрических параметров и функционального контроля» руководства по эксплуатации, АО «ПКК «Миландр», 2025 г.
Нормативные документы
Приказ Росстандарта от 28.07.2023 г. № 1520 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
Приказ Росстандарта от 01.10.2018 г. № 2091 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 1»10’16 до 100 А»;
Приказ Росстандарта от 26.09.2022 г. № 2360 «Об утверждении государственной поверочной для средств измерений времени и частоты».