PCB การทดสอบเซมิคอนดักเตอร์เป็นจุดอ่อนในการตั้งค่าการทดสอบของคุณ

เชิงนามธรรม:คำแนะนำนี้มาจากไอเซนอธิบายสิ่งที่ทำให้การทดสอบสารกึ่งตัวนำ PCBแตกต่างจากแผงวงจรมาตรฐาน ครอบคลุมถึงการควบคุมอิมพีแดนซ์ การรวมคอนแทคเตอร์ การเลือกใช้วัสดุ การออกแบบอินเทอร์เฟซ DUT และขั้นตอนการตรวจสอบที่ป้องกันผลการทดสอบที่ผิดพลาด

สารบัญ

• 1. เหตุใดบอร์ดทดสอบจึงไม่ใช่ PCB มาตรฐาน
• 2. ข้อกำหนดการควบคุมอิมพีแดนซ์และความสมบูรณ์ของสัญญาณ
• 3. การเลือกวัสดุสำหรับบอร์ดทดสอบความเร็วสูง
• 4. อินเทอร์เฟซ DUT คอนแทคเตอร์ และการออกแบบโพรบ
• 5. ตารางเปรียบเทียบ: ทดสอบ PCB กับ PCB มาตรฐาน
• 6. การทดสอบการยืนยันและการยอมรับ
• 7. คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
• 8. หารือเกี่ยวกับโครงการกระดานทดสอบของคุณกับ ไอเซน

1. เหตุใดบอร์ดทดสอบจึงไม่ใช่ PCB มาตรฐาน

ในการทดสอบเซมิคอนดักเตอร์ PCB ไม่ได้เป็นเพียงตัวพา แต่ยังเป็นส่วนหนึ่งของระบบการวัดด้วย ไอเซนสร้างการทดสอบสารกึ่งตัวนำ PCBส่วนประกอบสำหรับการตรวจสอบอุปกรณ์ การเบิร์นอิน การทดสอบขั้นสุดท้าย และการกำหนดลักษณะเฉพาะ โดยที่ความแปรผันทางไฟฟ้าเพียงเล็กน้อยจะแปลเป็นข้อมูลผลผลิตและความน่าเชื่อถือโดยตรง บอร์ดที่ทำงานได้ดีในผลิตภัณฑ์ต้นแบบสามารถสร้างผลลัพธ์ที่มีเสียงดัง การเบี่ยงเบน หรือไม่สามารถทำซ้ำได้ในซ็อกเก็ตทดสอบ

คุณลักษณะสามประการที่แยกบอร์ดทดสอบออกจากบอร์ดผลิตภัณฑ์: ความต้านทานที่แน่นหนาและการควบคุมการสูญเสียในช่องสัญญาณคู่ขนานจำนวนมาก ความแม่นยำทางกลที่อินเทอร์เฟซอุปกรณ์ภายใต้การทดสอบ (DUT) และความเสถียรของขนาดภายใต้วงจรความร้อนซ้ำๆ เมื่อสิ่งใดสิ่งหนึ่งเหล่านี้ถูกบุกรุก วิศวกรจะจบลงด้วยการไล่ตามข้อผิดพลาดในการวัด แทนที่จะเป็นข้อบกพร่องของอุปกรณ์

2. ข้อกำหนดการควบคุมอิมพีแดนซ์และความสมบูรณ์ของสัญญาณ

การทดสอบเซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่เกี่ยวข้องกับช่องสัญญาณดิจิตอล RF และสัญญาณผสมความเร็วสูงที่ต้องกำหนดเส้นทางด้วยพฤติกรรมทางไฟฟ้าที่คาดเดาได้ การออกแบบแผ่นทดสอบจึงต้องมีพิกัดความเผื่อที่สูงกว่าผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่

ปัจจัยความสมบูรณ์ของสัญญาณที่สำคัญ:

• ความต้านทานที่ควบคุมได้:รอยทางแบบปลายเดี่ยวและแบบดิฟเฟอเรนเชียลที่ระบุโดยพิกัดความเผื่อต่ำ ตรวจสอบโดยการวัดคูปองทดสอบ
• การเอียงช่องต่อช่อง:ความยาวทางไฟฟ้าที่เท่ากันในช่องทดสอบแบบขนานช่วยป้องกันข้อผิดพลาดด้านเวลาในการทดสอบหลายไซต์
• การสูญเสียการแทรกและ crosstalk:ไดอิเล็กตริกการสูญเสียต่ำและระยะห่างที่เพียงพอระหว่างสายความเร็วสูงจะช่วยลดการลดทอนและการรบกวน
• กลยุทธ์การต่อสายดิน:ระนาบอ้างอิงต่อเนื่อง จุดต่อรอยต่อ และเส้นทางกลับที่มีความเหนี่ยวนำต่ำถือเป็นสิ่งสำคัญ
• การส่งกำลัง:การกระจายกำลังไฟฟ้าอิมพีแดนซ์ต่ำพร้อมการแยกส่วนอย่างเพียงพอ จะช่วยป้องกันไม่ให้แหล่งจ่ายไฟตกระหว่างสภาวะการทดสอบกระแสสูง
• ผ่านการออกแบบ:โครงสร้างแบบเจาะกลับหรือไมโครเวียช่วยลดผลกระทบจากต้นขั้วที่ความถี่สูง

พารามิเตอร์เหล่านี้ควรถูกกำหนดไว้ในแบบร่างการผลิตและยืนยันด้วยการวัดการสะท้อนกลับของโดเมนเวลา (TDR) หรือเครื่องวิเคราะห์เครือข่ายเวกเตอร์บนคูปองตัวแทน

3. การเลือกวัสดุสำหรับบอร์ดทดสอบความเร็วสูง

การเลือกใช้วัสดุมีอิทธิพลต่อประสิทธิภาพทางไฟฟ้า พฤติกรรมทางความร้อน และความทนทานทางกล บอร์ดทดสอบมักจะทนต่อการแทรกหลายพันครั้งและรอบอุณหภูมิซ้ำๆ ดังนั้นวัสดุพิมพ์จึงต้องทนอยู่

• FR-4 สูง-Tg:คุ้มค่าสำหรับบอร์ดดิจิทัลและบอร์ดเบิร์นอินความเร็วต่ำ เพียงพอเมื่อความต้องการความร้อนและการสูญเสียอยู่ในระดับปานกลาง
• ดัดแปลง FR-4 / ลามิเนตสูญเสียปานกลาง:จุดกึ่งกลางที่ใช้งานได้จริงเมื่อการสูญเสียการแทรกมีความสำคัญแต่งบประมาณมีจำกัด
• ลามิเนตสูญเสียต่ำ (PTFE, ไฮโดรคาร์บอน หรือที่คล้ายกัน):จำเป็นสำหรับการทดสอบความถี่สูงและ RF ที่การสูญเสียและความเสถียรของเฟสเป็นสิ่งสำคัญ
• วัสดุเติมเซรามิก:เลือกว่าการขยายตัวทางความร้อนจะต้องตรงกับอุปกรณ์หรือแพ็คเกจอย่างใกล้ชิด
• เคลือบทองแดง:ENIG เงินแช่ หรือทองแข็ง ขึ้นอยู่กับการสึกหรอของการสัมผัส ความต้องการในการติดลวด และความสามารถในการบัดกรี
• การตกแต่งพื้นผิวและความหนาของการชุบ:ทองคำแข็งที่แผ่นสัมผัสเป็นเรื่องปกติที่คาดว่าจะเกิดการสึกหรอซ้ำๆ

การเลือกวัสดุควรเป็นไปตามช่วงความถี่และจำนวนการแทรก ไม่ใช่การตั้งค่าแบบ "พรีเมียม" โดยทั่วไป การระบุมากเกินไปจะทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นโดยไม่ปรับปรุงผลลัพธ์

4. อินเทอร์เฟซ DUT คอนแทคเตอร์ และการออกแบบโพรบ

อินเทอร์เฟซ DUT คือจุดที่บอร์ดทดสอบมักใช้งานไม่ได้ในทางปฏิบัติ แม้แต่บอร์ดที่มีเส้นทางที่ดีก็ยังทำงานผิดปกติได้หากหน้าสัมผัสของซ็อกเก็ตหรือโพรบไม่ตรงแนวหรือชำรุด

ข้อควรพิจารณาในการออกแบบอินเทอร์เฟซ:

• รูปทรงของแป้นและความคลาดเคลื่อนของตำแหน่ง:แผ่น DUT ต้องจัดตำแหน่งอย่างแม่นยำกับตำแหน่งหน้าสัมผัสของซ็อกเก็ตหรือโพรบ
• ความต้านทานการสึกหรอของหน้าสัมผัส:การชุบทองอย่างแข็งและความหนาของแผ่นที่เหมาะสมช่วยยืดอายุการเชื่อมต่อ
• ความระนาบ:ความไม่สมดุลระหว่างบอร์ดและซ็อกเก็ตส่งผลต่อความสม่ำเสมอของความต้านทานต่อการสัมผัส
• การจับคู่การขยายตัวทางความร้อน:ความไม่ตรงกันระหว่างวัสดุของบอร์ดและซอคเก็ตทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของการสัมผัสระหว่างการหมุนเวียนของอุณหภูมิ
• การติดตั้งเครื่องกล:สารทำให้แข็งหรือแกนโลหะช่วยลดการงอภายใต้แรงแทรก
• ความสามารถในการให้บริการ:ออกแบบมาให้สามารถเปลี่ยนซ็อคเก็ตหรือพินหน้าสัมผัสที่ชำรุดได้โดยไม่ทำให้กระดานเสียหาย

ในกรณีที่ใช้การทดสอบหลายไซต์ ความสมมาตรของช่องสัญญาณจะมีความสำคัญมากยิ่งขึ้น หากไซต์หนึ่งมีความยาวร่องรอยหรือสภาพของแพดที่แตกต่างกัน ผลลัพธ์จะแตกต่างจากส่วนที่เหลือ

5. ตารางเปรียบเทียบ: ทดสอบ PCB กับ PCB มาตรฐาน

ตารางด้านล่างจะเน้นย้ำว่าบอร์ดทดสอบเซมิคอนดักเตอร์แตกต่างจาก PCB ผลิตภัณฑ์ทั่วไปอย่างไร

เนื่องจากบอร์ดทดสอบมักมีปริมาณน้อยและปรับแต่งได้สูง การมีส่วนร่วมทางวิศวกรรมของซัพพลายเออร์ในระหว่างการตรวจสอบการออกแบบจึงมีความสำคัญพอๆ กับความสามารถในการผลิต

6. การทดสอบการยืนยันและการยอมรับ

ควรกำหนดการทดสอบการยอมรับก่อนที่จะเริ่มการผลิต ดังนั้นทั้งสองฝ่ายจึงเห็นพ้องกันว่า "ผ่าน" หมายถึงอะไร

• การตรวจสอบความต้านทาน:การวัด TDR บนคูปองทดสอบสำหรับเส้นปลายเดี่ยวและเส้นดิฟเฟอเรนเชียล
• ความต่อเนื่องและการแยก:การทดสอบไฟฟ้าของอวนทั้งหมด พร้อมรายงานผลลัพธ์แบบเปิดและแบบสั้น
• การตรวจสอบมิติ:ตรวจสอบตำแหน่งของแผ่น ความหนาของแผ่นกระดาน และระนาบโดยเทียบกับแบบร่าง
• การตรวจสอบพื้นผิวสำเร็จ:ความหนาของการชุบวัดที่บริเวณหน้าสัมผัส
• การประเมินการหมุนเวียนความร้อน:ตามที่ระบุไว้ บอร์ดตัวอย่างจะต้องหมุนเวียนก่อนการผลิตเต็มรูปแบบ
• การตรวจสอบย้อนกลับ:ล็อตวัสดุ พารามิเตอร์กระบวนการ และบันทึกการทดสอบจะถูกเก็บไว้เพื่อใช้อ้างอิงในภายหลัง

การเก็บข้อมูลการวัดพื้นฐานจะช่วยเมื่อเซลล์ทดสอบสร้างผลลัพธ์ที่น่าสงสัยในภายหลัง การเปรียบเทียบการอ่านปัจจุบันกับข้อมูลดั้งเดิมของบอร์ดจะช่วยแยกการเบี่ยงเบนของบอร์ดออกจากความล้มเหลวของอุปกรณ์อย่างรวดเร็ว

7. คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

คำถามที่ 1: PCB ทดสอบเซมิคอนดักเตอร์ใช้ทำอะไร
ตอบ: มีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าและทางกลระหว่างอุปกรณ์ทดสอบและอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ในระหว่างการเรียงลำดับเวเฟอร์ การทดสอบขั้นสุดท้าย การเบิร์นอิน การกำหนดลักษณะเฉพาะ หรือการทดสอบความน่าเชื่อถือ

คำถามที่ 2: เหตุใดการควบคุมอิมพีแดนซ์จึงมีความสำคัญบนบอร์ดทดสอบ
ตอบ: เนื่องจากความแม่นยำในการวัดขึ้นอยู่กับมัน อิมพีแดนซ์และการเอียงที่ไม่สามารถควบคุมได้ทำให้เกิดการบิดเบือนของสัญญาณ ซึ่งอาจทำให้เข้าใจผิดว่าเป็นข้อบกพร่องของอุปกรณ์ ทำให้เกิดข้อผิดพลาดที่ผิดพลาดและข้อมูลที่ไม่น่าเชื่อถือ

คำถามที่ 3: วัสดุใดบ้างที่ใช้สำหรับบอร์ดทดสอบความเร็วสูง
ตอบ: Tg FR-4 สูงสำหรับความเร็วปานกลาง ลามิเนตการสูญเสียปานกลางเพื่อประสิทธิภาพที่สมดุล และวัสดุการสูญเสียต่ำ เช่น PTFE หรือลามิเนตไฮโดรคาร์บอนสำหรับการทดสอบความถี่สูงและ RF

คำถามที่ 4: บอร์ดควรทนต่อการแทรกได้กี่รอบ?
ตอบ: ขึ้นอยู่กับโปรแกรมทดสอบ การทดสอบขั้นสุดท้ายแบบเบิร์นอินและซ้ำหลายครั้งอาจเกี่ยวข้องกับการแทรกหลายพันครั้ง ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมการชุบผิวสัมผัสด้วยทองคำแข็งและการออกแบบซ็อกเก็ตแบบถอดเปลี่ยนได้จึงมักถูกกำหนดไว้

คำถามที่ 5: สามารถจัดส่งบอร์ดทดสอบพร้อมรายงานผลการทดสอบได้หรือไม่
ก. ใช่. ระบุข้อกำหนดสำหรับข้อมูลคูปอง TDR หรือ VNA ผลความต่อเนื่องและการแยก การวัดความหนาของการชุบ และรายงานการตรวจสอบขนาดในขั้นตอนการเสนอราคา

Q6: ข้อมูลอะไรบ้างที่จำเป็นสำหรับใบเสนอราคา?
ตอบ: ไฟล์ Gerber, ข้อกำหนดการซ้อนและความต้านทาน, การเลือกวัสดุ, การตกแต่งพื้นผิว, ข้อกำหนดพื้นที่สัมผัส, รายละเอียด DUT และซ็อกเก็ต, ปริมาณ และเกณฑ์การยอมรับใดๆ

คำถามที่ 7: การทดสอบหลายไซต์ส่งผลต่อการออกแบบบอร์ดอย่างไร
ตอบ: แต่ละไซต์งานจะต้องมีความยาวทางไฟฟ้า เค้าโครงที่สมมาตร และคุณภาพของแผ่นที่สอดคล้องกัน เพื่อให้ผลลัพธ์จากไซต์ทั้งหมดสามารถเปรียบเทียบได้และสามารถมีความสัมพันธ์กันได้

8. หารือเกี่ยวกับโครงการกระดานทดสอบของคุณกับ ไอเซน

PCB ทดสอบเซมิคอนดักเตอร์เป็นเครื่องมือที่มีความแม่นยำซึ่งปลอมตัวเป็นแผงวงจร โดยค่าของมันจะปรากฏในข้อมูลที่ทำซ้ำได้ ไม่ใช่ในแผ่นข้อมูลจำเพาะเพียงอย่างเดียว Aisen Electronics สนับสนุนโครงการ PCB และ PCBA ด้วยทีมวิศวกรที่ตรวจสอบสแต็กอัพ เป้าหมายอิมพีแดนซ์ การรวมคอนแทคเตอร์ และเกณฑ์การยอมรับก่อนเริ่มการผลิต ไม่ว่าคุณจะต้องการบอร์ดระบุคุณลักษณะความเร็วสูงเพียงแผ่นเดียว บอร์ดโหลดทดสอบขั้นสุดท้ายแบบหลายไซต์ หรืออุปกรณ์ติดตั้งแบบเบิร์นอินพร้อมซ็อคเก็ตที่เปลี่ยนได้ เราก็มอบโซลูชันที่ปรับแต่งตามความต้องการ การตอบสนองที่รวดเร็ว และการสนับสนุนด้านการผลิตที่เชื่อถือได้ แบ่งปันไฟล์ Gerber ข้อกำหนดด้านอิมพีแดนซ์ รายละเอียดอินเทอร์เฟซ DUT และปริมาณของคุณ แล้วเราจะส่งคืนการตรวจสอบทางเทคนิคและใบเสนอราคาติดต่อเราวันนี้เพื่อหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดของบอร์ดทดสอบของคุณ และให้วิศวกรของเราช่วยคุณหลีกเลี่ยงจุดอ่อนที่ซ่อนอยู่—ติดต่อเราตอนนี้เพื่อให้โครงการของคุณเดินหน้า