הבנת S-Parameters ו-VNA Measurement Ecosystem

(ה) פרמטרים, הידועים בכינוי S-parameters, משמשים את השפה האוניברסלית לתיאור התנהגות חשמלית ליניארית בתדר רדיו (RF), מיקרוגל, ותדירות גלי מילימטר (S-Gate-Gate-Gatement) אשר מציגה את הנתונים הסטיגמנטאליים (011FLT) באמצעות מדדי השתקפות של מכשיר ה-FLT:221FOVA) קדימה, SLT3, SLT3, , סימולציה מגדירהדרגה של בדיקה פיזית של ריצוף (F12F15) ו-FLT) באמצעות סימולציה, כלומר:

על פני השטח מדידות תלויות על קרקע-קצה (GSG) או חתמת קרקע (GS) בדיקות כי מגע לוחות תוכנית. IEEE טיפ הגיאומטריה, התנגדות מגע, ומיקום הנחיתה לקבוע באופן קולקטיבי את אורך הנתיב החשמלי מן המקלט VNA ל- DUT. אפילו בצירוף של סביבות קואקסיאליות, בדיקה של עדשות מגע המוצגות הבנה זה הוא חיוני כי הוא תורם ישירות לרמה הבסיסית של 1775.

התפקיד הקריטי של Probe Positioning

מיקום Probe 110 אינו רק צעד מכני של ההתקנה - זה הרחבה של תהליך הפחתת זמן (החליטה על מצע גלית calibration תת-התחרר במהלך קצר-פתוח-Load-Thru (SOLT) או Line-Reflect-Match (LRM) הופך להפחתה משמעותית של מהירות גל (LRM) לאחר מכן, VNA באופן מתמטי הופך את המטוס לטיפי.

(ההתנגדות ליצירת קשר עקבית נשלטת גם על ידי בדיקת מיקום.זה-לוחמת טיפים ואלומיניום או כריות זהב יוצרים ממשק עדין. Insufficient Over-Travel מובילה להתנגדות גבוהה ליצירת קשר, הגדלת רצף של סדרות מאולתרות ולהגדיל אותות המועברים על פני-ידי שימוש בממשק של SLT2, עלול לפגוע בבדיקה או DUT, מה שגורם לשחיתות מגע ומשנה קשר עם עקבות של שינוי חשמליות נמוכה יותר מ-SLT2F2: 1.

גורמי מפתח המשפיעים על ההסתברות

איכות מגע Probe Contact Quality and Tip Planarity

החדות והתכנון של טיפים בדיקה, יחד עם מטבוליגורגיה וכוח יישומי, לקבוע התנגדות מגע וחזרה עליות. A שחוקים עם תוכנית טיפ לא אחידה מייצרת נחיתה עקבית שבו טיפ אחד יוצר מגע לפני אחרים, יצירת מצב פתוח או לסירוגין. בדיקה רגילה ניקוי של טיפים בדיקה הם חיוני. Planarity באמצעות עדשות מגע substrate או שלב אופטי צריך להתבצע לפני כל תחנות מדידה מתקדמת עכשיו יכול לזהות רמות מדידה מתקדמת.

« « אזהרה עם DUT

מאוחר יותר (X-Y) היישור נשלט בדרך כלל על ידי מיקרוקטוררים עם רזולוציה תת-מיקרונית.עם זאת, היערכות זוויתית - הבטחת החקירה היא במקביל לקצה המשטח - הוא קריטי באותה מידה.בדיקה skeed יכול לגרום קצה קרקע אחד לשבת על המשטח, מבלי למקם את נתיב החזרה הנוכחי ולהגדיל את אינדוקציה.

מרחק ל-DUT Reference

לאחר הסגירה, קצה החקירה מגדיר את ההתייחסות.עם זאת, פער אוויר או עקבות קטנים בין המשטח למכשיר פעיל מוסיף אורך קו השידור.ריאציות ב-Review Overhang או כמה עמוק ה-Sination יושב על השינוי המשטח, שלב משתנה.עיצוב צינורות כדי למזער את אורך קו השידור הבלתי מבוקר זה, ושימוש עקבי בכיוון של skate, מפחית את יכולת ה-S קדימה של בדיקה על פני שטחה 5G; מרחק מדויק, תלוי על ידי אימון מגנטי (D) על פני שטח של מטריה (D) באופן קבוע על פני שטח (D) ו-DG).

גורמים סביבתיים

תנודות טמפרטורה לגרום הרחבה תרמית של זרועות בדיקה, מיקומים, וצ'וקים. Vibrations מ ציוד מעבדה, זרמי אוויר, רעש אקוסטי ג'ייטר קצה הראיה.שולחן בידוד רטט, סביבה מבוקרת טמפרטורה (±1 מעלות צלזיוס או טוב יותר), ותחנת בדיקה מוגן הם הכרחיים עבור מדידות גבוהות.אפילו הגוף של המפעיל ליד הבדיקה יכול לסחף; באמצעות תקופת ייצוב תרמי לאחר ההטעינה זו יכולה גם כן לפתח גם כן, כמו גם לחץ על לחות חשובה.

דיאלקטרי צ'ינג ו- Electrostatic Discharge

ביישומים דלת-temperature או MEMS, טעינה דיאלקטרית יכולה לשנות את הציפוי היעיל בין בדיקה לבין כריתת אלקטרוסטטית (ESD) יכול להזיק למכשירים רגישים והפעלה מחדש של כוח.שימוש במכות אוויר מבוזרות וקרקע נאותה מפחית את ההשפעות הללו.עבור מדידות על GaAs או אחרים High-resistative substrates, אפקטים מוליכים תמונה ממיקרוסקופ יכול גם לשנות את ה-Sparaed; או למנוע תאורה זו.

סוגים נפוצים של Probe ואתגרי המיקום שלהם

(ג) בדיקות עם שלושה טיפים השולטים על מדידות ויופר (הטיפ המרכזי של אותות) מתפתלים על ידי שני טיפים על פני השטח, בדרך כלל עם סט של 50-250 מיקרומטר.כל שלושת הטיפים חייבים ליצור מגע במקביל, שווה: נטייה של אפילו 0.5 מעלות יכול להרים טיפ קרקע אחד, מבלי למקם את הקרקע וליצור תגמול ב SLT2 קל יותר;

מקור: Improper Probe Placement

שלב שגיאות וקבוצתיות נדחה

שינוי ליניארי בחיתול בדיקה מתורגמת ישירות לשלב של תדרים. at 60 GHz, 5 מיקרומטר מסט μm מתואם בערך 1 ° של עיכוב שלב נוסף ב SIRFLT:021FLT:1 כאשר מכשירים מרובים הם קזד בסימולציה, שגיאות אלה מצטברות ומעות עיכוב קבוצתי, המוביל לתחזיות לא מדויקות עבור מעגלים דיגיטליים מהירים יותר.

שינוי והצהרות שווא

כאשר קצה קרקע מרימה או ערפל בדיקה, מצב CPW עשוי לעבור למצב משב רוח או מצב רוח משב רוח טפילי (התוצאה היא תמצית חדה או שיא ב SIRFLT:01103FLT:1 ו-SFLT: 221FLT 3: 3 המחקה של DUTsonance אבל הוא לחלוטין חפץ שינוי יכול להיות משמעותי עבור פיתוח מעגלים לא הכרחיים.

Recurence Degradation

נחיתה לא ⁇ לייצר עקבות S-parameter מאותו DUT, להרוס שליטה תהליך סטטיסטית ומניעת קורלציה על פני מעבדות. תחנות בדיקה גבוהה לקבוע את יכולתה של 0.05 dB גודל ו- 0.5 מעלות בשלב 110 GHz; להשיג זה דורש שליטה עקבית מיקום.תהליך סטטיסטי עבור מוליכים למחצה fabs מסתמך על מדידה מתחת ל-0B עבור בדיקות קוליין כל עמדה מפרה מגבלות אלה.

המונחים:

(הופנה מהדף האלקטרומגנטי של טיפ) לבניינים הסמוכים – אחרים, דרך, או חוד החנית (Astrate Edges) שינוי שינוי ההפיכה, שינוי SIRFLT:0113, ו-SFLT:22103FLT 3, בדרך כלל קשה לקלקל את המודל האלקטרוני של ההשקות מניחות שלמות, כך שכל מודל של סטיות יכול לגוון את התכונות הלא יעילות של אנטנות.

המונחים: non certain

כל אי ודאות מיקום מוסיף לתקציב אי הוודאות המדידה הכולל.עבור מדידות ברמת המטרופולין, יש לכמת את השחלות הממקם ולהפיץ. A 10 μm על 50 מיקרומטר סט GSG בדיקה יכול לגרום עד 0.5 dB תוספת אובדן כניסה ב 67 GHz עקב אי התאמה, כפי שצוין במחקרים שפורסמו בעסקאות על תיאוריה וטכניקה הלאומית לעתים קרובות דורשות μm מוקדם יותר מאשר מדידה אחת מיקומה מחדש של מיקומה ב מיקומה ב .

Best Practices for Optimal Probe Positioning

השקעה ב Precision Hardware

השתמש במיקרוקטוררים עם קודרים תת-מיקרוניים ודחפים להורדת לחץ נמוך.מתאים עם שגרות נחיתה אוטומטיות להסיר יכולת נשימה אנושית.מערכות עם בזמן אמת מגע רגיש (באמצעות אות RF או התנגדות) יכול לזהות כאשר כל הטיפים נוגעים ועצירים ירידה בשלבים עקביים של מעבר ל-T. High-resolution עם מיקום בסדרות גבוהות הם מומלץ לתדרים מעל 50GHz.

המונחים: planarity Verification

לפני מפגשים קריטיים, לאמת את תוכנית טיפ בדיקה באמצעות מערכת מגע מתוכננת או שלב תכנון אופטי. A בדיקה עם טיפ 2 μm גבוה יותר מאשר אחרים באופן עקבי להרים את טיפ זה אלא אם כן מתוקן. כמה תחנות משלבות תיקון אוטומטי-תכנון מבוסס על קיבול או חזון.

קידום אלוריזציה באמצעות פידוקאלים וחזון

כולל סימני היערכות מחוץ לאזור הפעיל DUT. Align , בדיקות לסימנים אלה תחת הגדלת גבוהה ( ⁇ 100×) לפני המעבר לחרוצים. השתמש בכיוון skate עקבי ולסמן את נקודת הנחיתה המדויקת. רטילים דיגיטליים על תמונת המיקרוסקופ מסייע למפעילים.עבור מערכות אוטומטיות, אלגוריתמי זיהוי דפוס יכולים להשיג דיוק מיקום בתוך ± μm.

המונחים: Un מבוקר Transmission Line

כריות עיצוב ומבנים שיגור כדי לשמור על החקירה קרוב ככל האפשר.כאשר מדידה באמצעות מבני calibration, להבטיח אורך קו התאמה בדיוק.כל אורך עודף מציג עיכוב כי חייב להיות de-embedded, ואלגוריתמים de-embedding להניח היערכות מושלמת.שימוש subliation מותאם אישית כי מחקה את המטריה DUT להפחית התייחסות לא נכון.

ייצוב הסביבה

טמפרטורת מעבדה מבוקרת ל- ±1 מעלות צלזיוס, השתמש בטבלה אווירית לבידוד רטט, ומגנה על ההתקנה מ טיוטות אוויר.אפשר תקופת ייצוב תרמי לאחר טעינה DUT - באופן זמני 15-30 דקות במדידות רגישות.

פרובים נקיים ופאודים

אוקסיד וזיהום מגבירים את התנגדות הקשר באופן נמרץ. השתמש בלטושים substrate או אוויר מוקרן כדי לשמור על קשר נמוך ויציב.מגע בלתי עקבי של כריות מלוכלכות מחק שגיאות מיקום, במיוחד בתדרים נמוכים.

אוטומטי היכן שאפשר

שגרת מדידה אוטומטית באמצעות זיהוי דפוסים ותאים את המיקום, חיסול ניידות ידנית נחיתה פנויה.זה חיוני לייצור ועבור R&D גבוה מעורב רצפי נחיתה רבים.

טכניקות מתקדמות: קליברציה ודחפוכות להחלפה עבור אי-וודאויות

גם עם שיטות טובות יותר, שגיאות מיקום שאריות נשאר. ⁇ מתקדם ו de-embedding יכול להפחית את ההשפעה שלהם. Multi-line TRL (Thru-Reflect-Line) calibrations להשתמש במגוון רחב של קווי שידור כדי למקם את הפחתת קבוע ואת החסימה האופיינית.אם ה-Datedown הוא עקבי בין קווי מדידה וד, השגיאה חלקית עבור כל UTset.

על-ידי היערכות באמצעות סטנדרטים על-substrate מציב את מטוס ההתייחסות בקצה המחקר.אם מידות ה- DUT שונות מהסטנדרט, מטוס ההתייחסות האפקטיבי משתנה. A 2x-Thru de-embedding מבנה מאפשר החילוץ של צינורות, אבל החילוץ מבוסס על מיקום בדיקה סימטרית. Aסימטריה בתוך סימטריה בין צד ימין לשמאל מוביל ל-irual inducance או captance מסייע לנו תכונות קצרות.

עבור היישומים התובעניים ביותר, TRL בסגנון רב-ליין עם ניתוח אי ודאות כי חשבונות עבור בדיקה מיקום חזרות מומלץ. על ידי מדידה קווי calibration פעמים רבות עם נחיתה עצמאית, השחלות המיקום הוא הקוונטי ו propagated לתוך אי הוודאות המדידה הסופית.זה מספק מרווחי ביטחון עבור נתונים S-parameter.

אסטרטגיה נוספת היא להשתמש substrates עם תכונות היערכות בנוי כי להנחות מכנית את החקירה לאותו מיקום בכל פעם. Flip-chip וממשקי בדיקה אנכית עוד להפחית את הרגישות. עבור מדידות coaxial, דיוק torque wrenches ומד מחברים ממזערים את אי הוודאות. עבור צלילה עמוקה יותר, טופסFactor לציין יישום גבוה "Freency-Freency פתרונות עבור שגיאות בדיקה גמישה" עבור שגיאות אופטימיזציה של תדירות.

מחקרים והשוואה מעשית

(ב) [ה]:0Case 1: 40 GHz GaAs LNAvepherph 1] - תחילת 5 מיקרומטר לעבר משטח הקלט גרם SFLT:21103FLT 3 לעבור מ -10 dB כדי -8 dB ב 30 GHz, מה שמצביע על התאמה לקויה של רשת התחדשות, עם רזולוציה גבוהה יותר, 4.

<חזק>Case 2: Silicon Photonics Modulator - נדרש <שלב דיוק של ± 2 עבור סימולציה מקלט קוהרנטי. שינויים בשלב הראשוני של ±5 ° נצפו.חקירות הראו המפעילה באופן ידני מיקמה את החקירה באמצעות מעמקי מיקוד שונים, מה שגורם להפחתה אוטומטית עם זיהוי capacitance ושלב קבוע ± שלב מופחת לייצוב של שעה נוספת.

(FLT:0Case 3: 110 GHz RF MEMS Switch ProductiontureFLT) 1 - כרטיס בדיקה עם שמונה בדיקות יצרו קשר עם 40 μm × 60 μm. Misalignment של 2 μm בלבד גרם 3 דינמיות dB ופתרונות מחוץ למדינה (SLT:221FLT 3) גבוה דפוס זיהוי דפוסים מופחת בתוך וריאציה גבוהה פחות מאשר קידוד יעיל יותר של מערכת ההפעלה של פחמן-Fb.

קביעת שגיאות בנוגע לקביעת התקציב הבלתי-וודאי

עבור מדידות מעבדה, אי הוודאות של מיקום חייב להיות מטופל כתורם נפרד.גישה נפוצה היא לבצע נחיתה חוזרת על בדיקות על תקן ידוע (למשל, עומס 50 ⁇ ) ולטעום את הסטייה הסטנדרטית של SFLT:011035FLT 1 ו- SLT:221FLT 3 ).זה מאפיין את המרכיב הקלוש של הטיות טיפוסית של SFLT -2, לאחר בדיקה של 00.32 מעלות צלזיוס, לאחר מכן, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, לאחר טווח של 0.

מסקנה

קביעת מיקום היא מושג ראשוני של דיוק מדידה S-parameter, חזרות, ואמינות החלטות עיצוב.ממיצוי חד-פעמי עבור מודלים transistor כדי לאמת אובדן החזרה של הזנות לווייניות, סטיית דקה לקזנטות יקרות. על ידי הבנת המנגנונים הפיזיים - איכות מגע, היערכות, סביבה, ואינטראקציה קלמנטציה - ואימוץ שיטות הטובות ביותר בחומרה, היערכות ומהנדסים חיוניים, יכול להשיג את המנגנונים אלה של לחץ על ידי שיטות בקרה גבוהה יותר.