Назначение
Стенд измерительный для СБИС Agilent 93000 С200е предназначен для контроля и измерения параметров сверхбольших интегральных схем (СБИС) на пластине и в корпусе при разработке, испытаниях, производстве, и эксплуатации изделий электронной техники в ЗАО «ПКК Миландр», г. Москва, Зеленоград.
Описание
Принцип работы стенда измерительного для СБИС Agilent 93000 С200е 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 каналов в соответствии с заранее определенной программой контроля. Выходной набор сигналов от объекта контроля преобразуется компараторами 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 напряжения (силы тока), и измеряется соответствующее значение силы 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. Стандартная частота смены векторов тестовой последовательности 50 МГц может быть повышена в мультиплицированном режиме до 200 МГц путем задания на каждый такт вектора тестовой последовательности до 8 временных меток, формирующих до 4 выходных импульсов драйвера канала, и до 4 временных меток, формирующих 4 стробирующих импульсов компараторов канала. Максимальная длина тестовой последовательности составляет 56 Мбайт векторов в линейном режиме. Во всём диапазоне частот каждый канал может быть сконфигурирован в режимы: формирование тестовой последовательности, контроль ожидаемых состояний, двунаправленный режим. В двунаправленном режиме любой 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 предназначен 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 с выхода объекта 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 4), формирующими стробирующие импульсы компаратора. Для формирования токов положительной и отрицательной полярности на выходах объекта контроля используется активная нагрузка канала. Параметры активной нагрузки по амплитуде силы 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 предназначен измерительный источник питания GPDPS (E7002AA).
Стенд измерительный для СБИС Agilent 93000 С200е выполнен в виде измерительного головного блока, манипулятора, вспомогательной стойки, установки водяного охлаждения, и управляющей ПЭВМ. На верхнюю панель измерительного блока устанавливается 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. Внешний вид стенда измерительного для СБИС Agilent 93000 С200е представлен на рисунке ниже.
Стойка вспомогательная Манипулятор
Установка водяного охлаждения
Измерительный головной блок
Внешний вид стенда измерительного для СБИС Agilent 93000 С200е
В состав измерительного головного блока входят следующие основные части:
- универсальные 16-ти канальные измерительные платы, общее количество до 12 шт., всего до 192 универсальных измерительных каналов (каждый канал включает: драйвер, два компаратора, активную нагрузку, память векторов, средства управления тестовой последовательностью, источник-измеритель PMU);
- источники питания GPDPS (E7002AA) до 12 шт.
По условиям эксплуатации стенд измерительный для СБИС Agilent 93000 С200е соответствует группе 2 ГОСТ 22261-94 с рабочим диапазоном температур от 20 до 30 оС.
Программное обеспечение
Программное обеспечение выполняет функции создания, редактирования параметров функционального контроля, задания параметров параметрических измерений, источников питания, универсальных каналов и других устройств системы, а также обработку и документирование измерительной информации.
Общие сведения о программном обеспечении приведены в таблице ниже.
| класс риска | A по WELMEC 7.2 для категории U |
| идентификационное наименование | SmarTest |
| идентификационный номер версии | 4.3.13 и выше |
Технические характеристики
| диапазон установки длительности векторов (периода) тестовой пос в стандартном режиме в мультиплицированном режиме | ыедовательности (ТП) от 20 до 163840 нс от 5 до 40960 нс |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности установки длительности Т векторов (периода) ТП | ± 1- 10-3^Т |
| максимальная длительность фронта (спада) выходных импульсов при амплитуде 1 В при амплитуде 3 В | 1,3 нс 1,7 нс |
| минимальная длительность выходных импульсов при амплитуде 1 В при амплитуде 3 В | 2,0 нс 2,4 нс |
| диапазон установки временных меток формирования выходных импульсов Е1 - Е8, стробирующих импульсов Е9 - Е14 | от - 4-Т до + 12-Т |
| крайние значения временных меток | - 4 мкс; + 140 мкс |
| разрешение временных меток | 10 пс |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности установки временных меток Е1 - Е8 | ± 175 пс |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности установки временных меток Е9 - Е14 | ± 350 пс |
| диапазон воспроизводимых уровней напряжения драйвера | от - 1 до + 6 В |
| разрешение уровней напряжения драйвера | 2,5 мВ |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения уровней напряжения драйвера | ± 15 мВ |
| выходное сопротивление драйвера | от 45 до 55 Ом |
| диапазон установки уровней напряжения компаратора | от - 1 до + 6 В |
| разрешение уровней напряжения компаратора | 2,5 мВ |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения уровней напряжения компаратором | ± 15 мВ |
| диапазон воспроизведения силы тока активной нагрузки | от - 35 до + 35 мА |
| разрешение силы тока активной нагрузки | 12,5 мкА |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения силы тока I активной нагрузки | ± (V10-2 •I + 75 мкА) |
| пределы воспроизведения и измерения напряжения источником-измерителем PMU | от - 2 до + 7 В |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения напряжения U PMU | ± (5-10’3-U + 20 мВ + I-R) 1 |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения напряжения U PMU | ± (5-10’3-U + 10 мВ + I-R) 1 |
| пределы воспроизведения и измерения силы тока PMU | 10; 100 мкА; 1; 40 мА |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения силы тока I PMU |
| на пределе 10 мкА на пределе 100 мкА на пределе 1 мА на пределе 40 мА | ± (5-10’3-I + 100 нА) ± (5-10-Ч + 500 нА) ± (5-10-Ч + 5 мкА) .....±-"-(5-7YQ-37j"+"20-0-мкА).............................. |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения силы тока I PMU |
| на пределе 10 мкА на пределе 100 мкА на пределе 1 мА | ± (5-10-I + 100 нА) ± (5-10-Ч + 125 нА) ± (5-10’3-! + 1,25 мкА) |
| на пределе 40 мА | ± (5-10’3-I + 50 мкА) |
| пределы воспроизведения и измерения напряжения прецизионным источником-измерителем HPPMU | от - 5 до + 8 В |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения и измерения напряжения U HPPMU | ± (I-R + 2 мВ) 1 |
| пределы воспроизведения и измерения силы тока I HPPMU | 5; 200 мкА; 5; 200 мА |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения и измерения силы тока I HPPMU |
| на пределе 5 мкА | ± (5-10’3-I + 10 нА) |
| на пределе 200 мкА | ± (5-1(ГЧ + 200 нА) |
| на пределе 5 мА | ± (5-1(ГЧ + 10 мкА) |
| на пределе 200 мА | ± (5-10<I + 200 мкА) |
| пределы воспроизведения напряжения измерительным источником питания GPDPS | от - 7 до + 7 В; от - 8 до + 8 В |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения напряжения U GPDPS | ± (1-10’3-U + 5 мВ) |
| максимальная сила тока в нагрузке измерительного источника GPDPS |
| при воспроизведении напряжения + 7 В | + 7 А |
| при воспроизведении напряжения + 8 В | + 4 А |
| при воспроизведении напряжения - 7 В | - 4 А |
| при воспроизведении напряжения - 8 В | - 4 А |
| пределы измерения силы тока GPDPS | 100 мкА; 10 мА; 0,3; 8 А |
| пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения силы тока I GPDPS |
| на пределе 100 мкА | ± (1-10’3Л + 100 нА) |
| на пределе 10 мА на пределе 0,3 А на пределе 8 А | ± (1-1(ГЧ + 10 мкА) ± (1-10-Ч + 300 мкА) .....±(1:10-з:Т+20 мА).......................................... |
| ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
| габаритные размеры (высота х ширина х глубина), мм |
| головной блок с манипулятором и вспомогательной стойкой | 1650 х 1530 х 2510 |
| установка водяного охлаждения | 1150 х 650 х 1050 |
| примечание 1: R = 0,5 Ом |
| масса, не более головной блок с манипулятором и вспомогательной стойкой установка водяного охлаждения | 1430 кг 280 кг |
| напряжение питания от сети трехфазного переменного тока частотой (50 ± 1) Гц | от 342 до 418 В |
| потребляемая мощность от сети 380 В; 50 Гц, не более | 25 кВ^А |
| температура окружающей среды | от 20 до 30 °С |
| относительная влажность при температуре 30 °С, не более | 80 % |
| электромагнитная совместимость | по ГОСТ Р 51522-99 |
| безопасность | по ГОСТ Р 52319-2005 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на панель корпуса измерительного головного блока в виде наклейки, и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
| наименование и обозначение | кол-во |
| измерительный головной блок Е6978С зав. № DE397 00195 | 1 шт. |
| манипулятор E6979A зав. № 913 03 0166 | 1 шт. |
| установка водяного охлаждения E2760DA зав. № DE40A 15086 | 1 шт. |
| стойка вспомогательная | 1 шт. |
| программа управляющая SmarTest | 1 шт. |
| компьютер HP xw4100 | 1 шт. |
| стенд измерительный для СБИС Agilent 93000 С200e. руководство по эксплуатации | 1 шт. |
| методика поверки МП 010/551-2013 | 1 шт. |
| программа для поверки PR_POV_195 | 1 шт. |
| комплект оснастки для поверки в составе: | |
| устройство согласования ТСКЯ.418133.209 | 1 шт. |
| плата коммутационная E7010E | 1 шт. |
| устройство согласования ТСКЯ.418133096-01 | 1 шт. |
Поверка
осуществляется по документу МП 010/551-2013 «Стенд измерительный для СБИС Agilent 93000 C200e DE39700195», утвержденному руководителем ГЦИ СИ ФБУ «Ростест-Москва» 09.04.2013 г.
Средства поверки
| средство поверки и требования к его метрологическим характеристикам | рекомендуемое средство поверки и его метрологические характеристики |
| осциллограф цифровой абсолютная погрешность измерения периода и временных интервалов Т не более ± (50 пс + 3,540-4-Т) | осциллограф цифровой Tektronix DPO7254 абсолютная погрешность измерения периода и временных интервалов Т при частоте дискретизации 10 ГГц не более ± (6 пс + 3,5^10-б-Т) |
| измеритель постоянного напряжения абсолютная погрешность измерения напряжения на пределах 100 мВ не более ± (1-10'4-U + 20 мкВ) 1 В не более ± (V10-4^U + 100 мкВ) 10 В не более ± (V10-4^U + 500 мкВ) | мультиметр цифровой Keithley 2000 абсолютная погрешность измерения напряжения на пределах 100 мВ не более ± (6,5-10’5-U + 3,5 мкВ) 1 В не более ± (3,2-10’5-U + 7 мкВ) 10 В не более ± (3-10’5-U + 50 мкВ) |
| калибратор-измеритель постоянного напряжения и силы постоянного тока абсолютная погрешность установки напряжения от 0 до 8 В не более ± (1,640-3 •U + 3 мВ) абсолютная погрешность измерения напряжения от 0 до 8 В не более ± (1,6-10’3 •U + 6 мВ) абсолютная погрешность установки силы тока на пределах: 10 мкА не более ± (1,6^10-3 •I + 33 нА), 100 мкА не более ± (1,640-3 •I + 40 нА), 1 мА не более ± (1,6^10-3 •I + 0,4 мкА), 40 мА не более ± (1,6-10’3 •I + 16 мкА); абсолютная погрешность измерения силы тока на пределах: 10 мкА не более ± (1,6^10-3 •I + 33 нА), 100 мкА не более ± (1,640-3 •I + 160 нА), 1 мА не более ± (1,6^10-3 •I + 1,6 мкА), 40 мА не более ± (1,6-10’3 •I + 60 мкА) абсолютная погрешность измерения напряжения от 0 до 8 В при установке силы тока от 0 до 7 А не более ± (3,3404U + 1,6 мВ) | калибратор-мультиметр цифровой Keithley 2420 абсолютная погрешность установки напряжения на пределе 20 В не более ± (2A04U + 2,4 мВ); абсолютная погрешность измерения напряжения на пределе 20 В не более ± (1,5A04U + 1 мВ) абсолютная погрешность установки силы тока на пределах 10 мкА не более ± (3,3-10’4-I + 2 нА), 100 мкА не более ± (3,V10-4^I + 20 нА), 1 мА не более ± (3,34-10’4-I + 0,2 мкА), 100 мА не более ± (6,6-10’4-I + 20 мкА); абсолютная погрешность измерения силы тока на пределах 10 мкА не более ± (2,7-10’4-I + 0,7 нА), 100 мкА не более ± (2,5-10’4-I + 6 нА), 1 мА не более ± (2,5-10’4-I + 60 нА), 100 мА не более ± (5,5-10’4-! + 6 мкА) |
| калибратор-измеритель напряжения и силы тока Keithley 2651А пределы воспроизведения силы тока 5, 10 А; абсолютная погрешность измерения напряжения на пределах: 1 В не более ± (1,5A04U + 0,3 мВ), 10 В не более ± (1,540AU + 3 мВ) |
| измеритель силы постоянного тока абсолютная погрешность измерения силы постоянного тока на пределе 200 мА не более ± (3,3-10’4-I + 66 мкА) | мультиметр Agilent 3458А абсолютная погрешность измерения силы тока на пределе 1 А не более ± (V10-4a + 10 мкА) |
| калибратор постоянного тока абсолютная погрешность установки силы тока: 80 мкА не более ± 0,06 мкА, 8 мА не более ± 6 мкА, 300 мА не более ± 0,2 мА, 4 А не более ± 8 мА, 7 А не более ± 9 мА | калибратор-мультиметр цифровой Keithley 2420 абсолютная погрешность установки силы тока: 80 мкА не более ± 0,045 мкА 8 мА не более ± 5,6 мкА |
| калибратор универсальный Fluke 9100 абсолютная погрешность установки силы тока: 300 мА не более ± 0,06 мА, 4 А не более ± 3,1 мА, 7 А не более ± 4,8 мА |
Сведения о методах измерений
Методы измерений изложены в разделе 3 руководства по эксплуатации.
Нормативные документы
ГОСТ 22261-94. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
ГОСТ 8.027-2001. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы.
ГОСТ 8.022-91. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне V10-16 ^ 30 А.
Рекомендации к применению
Выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.
