Номер по Госреестру СИ: 73625-18
73625-18 Стенды измерительные для больших и сверхбольших интегральных схем
(V93000 Pin Scale 1600/CTH)
Назначение средства измерений:
Стенды измерительные для больших и сверхбольших интегральных схем V93000 Pin Scale 1600/CTH (далее - стенды) предназначены контроля и измерения вольт-амперных параметров сверхбольших интегральных схем (СБИС) на пластине и в корпусе.
Программное обеспечение
Программное обеспечение выполняет функции создания и редактирования параметров функционального и параметрического контроля, обработки и документирования измерительной информации.
Уровень защиты от непреднамеренных и преднамеренных изменений - «низкий» по 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 |
идентификационный номер версии |
7.2.3.4 и выше |
место пломбирования (стикер)
место размещения знака утверждения типа и знака поверки Рисунок 1 - Внешний вид стендов V93000 Pin Scale 1600/CTH
Знак утверждения типа
Знак утверждения типананосится на панель корпуса измерительного головного блока в виде наклейки и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Сведения о методиках измерений
Сведения о методиках (методах) измерений приведены в эксплуатационном документе.
Нормативные и технические документы
Нормативные документы, устанавливающие требования к стендам измерительным для больших и сверхбольших интегральных схем V93000 Pin Scale 1600/CTH
ГОСТ 8.027-2001. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы
ГОСТ 8.022-91. ГСИ. Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне 1 •IO-16 30 А
ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты (приказ Росстандарта от 31.07.2018 г. № 1621)
Поверка
Поверкаосуществляется по документу V93000PS1600CTH/Mn-2018 «ГСИ. Стенды измерительные для больших и сверхбольших интегральных схем V93000 Pin Scale 1600/CTH. Методика поверки», утвержденному ЗАО «АКТИ-Мастер» 25.10.2018 г.
Основные средства поверки:
-
- частотомер электронно-счетный Agilent 53132A с опциями 012 и 030 (рег. № 26211-03);
-
- осциллограф цифровой Tektronix DPO7254 с пробником Р6158А (рег. № 53104-13);
-
- мультиметр цифровой Keithley 2000 (рег. № 25787-08);
-
- калибратор-мультиметр цифровой Keithley 2420 (рег. № 25789-08);
-
- мультиметр Agilent 3458А (рег. № 25900-03);
- нагрузка электронная АКИП-1302 с опцией GPIB (рег. № 38205-08);
- мера электрического сопротивления однозначная МС 3081 ( рег. № 61540-15). Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых средств измерений с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на панель корпуса измерительного головного блока в виде наклейки и на свидетельство о поверке.
Изготовитель
Компания “Advantest Europe GmbH, Branch Boeblingen”, Германия Адрес: Herrenberger Strasse 130, 71034, Boeblingen, Germany
Тел.: +49-7031-4357-000, факс: +49-7031-4357-497
Заявитель
Акционерное общество «ПКК Миландр» (АО «ПКК Миландр») Адрес: 124498, г. Москва, г. Зеленоград, Георгиевский проспект, дом 5, этаж 2
Тел.: +7(495)981-54-33, факс: +7(495)981-54-36
Е-mail: info@milandr.ru
Испытательный центр
Закрытое акционерное общество «АКТИ-Мастер» (ЗАО «АКТИ-Мастер»)
Адрес: 127254, г. Москва, Огородный проезд, д. 5, стр. 5
Тел./факс: +7(495)926-71-85
Web-сайт: http://www.actimaster.ru
E-mail: post@actimaster.ru
Принцип работы стендов 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 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 DCS DPS128 (E8023CSH).
Стенды выполнены в виде измерительного головного блока, имеющего вариант исполнения CTH (Compact test head), 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. Внешний вид стендов 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, 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, количество до 2 шт.;
- 64-х канальные платы измерительных источников питания DCS DPS128 (E8023CSH), количество до 16 шт.
Таблица 4 - Комплектность стендов
Наименование и обозначение |
Кол-во, шт. |
Измерительный головной блок |
1 |
Манипулятор |
1 |
Установка водяного охлаждения |
1 |
Программа управляющая SmarTest |
1 |
Управляющий компьютер HP Z640 |
1 |
Руководство по эксплуатации |
1 |
Методика поверки V93000PS1600CTH/Mn-2018 |
1 |
представлены в таблицах 2 и 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 |
1,0 |
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 %) |
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 |
Длительность фронта выходных импульсов широкодиапазонного драйвера, нс, не более | |
при амплитуде 3,0 В (по уровням 20 и 80 %) |
9 |
при амплитуде 10,0 В (по уровням 20 и 80 %) |
250 |
Длительность спада выходных импульсов широкодиапазонного драйвера, нс, не более | |
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 -1,5 до +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 до 6,5 |
диапазон VHH |
от 6 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 |
от 45 до 55 |
при уровнях напряжения от 6 до 13,4 В |
не более 10 |
Диапазон установки уровней напряжения компаратора и допустимых уровней напряжения на входах компаратора, В |
от -1,5 до +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 -3,0 до +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 -3,0 до +13,4 В |
±50 |
Диапазон допустимых уровней напряжения на входах дифференциального компаратора, В |
от -1,5 до +6,5 |
Диапазон установки уровней напряжения дифференциального компаратора, В |
±1,0 |
1 |
2 |
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 16oo не более 1,6 А), мА |
±25 |
Разрешение силы тока активной нагрузки, мкА |
12,5 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения силы постоянного тока I активной нагрузки, мкА |
±(1^10-М + Io), Io = 75 мкА |
Диапазон напряжения переключения, изменяющего направление тока в нагрузке, В
при силе тока в пределах ±1 мА |
от-1,5 до +6,5 |
при силе тока в пределах ±25 мА |
от -1,0 до +5,5 |
Диапазон воспроизведения и измерения напряжения U источником-измерителем PMU, В | |
при силе тока в пределах ±1 мА |
от -2,0 до +6,5 |
при силе тока в пределах ±4o мА |
от-2,0 до +5,75 |
Разрешение по напряжению источника-измерителя PMU, мкВ | |
воспроизведение напряжения |
200 |
измерение напряжения |
75 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения и измерения постоянного напряжения AU источника-измерителя PMU определяются по формуле
AU = ±(U0 + I-R), | |
где I - сила тока нагрузки, мА; R = 1 Ом; 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 -2,0 до 0 и от +3,3 до +6,5 В | |
Верхние пределы диапазонов воспроизведения и измерения силы тока источником-измерителем 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 источником-измерителем PMU | |
на пределе 2 мкА |
1 нА |
на пределе 10 мкА |
5 нА |
на пределе 100 мкА |
50 нА |
на пределе 1 мА |
0,5 мкА |
на пределе 40 мА |
20 мкА |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения и измерения силы постоянного тока AI источником-измерителем PMU определяются по формуле
A I = ±(5-10’3-I + Io),
где I - сила тока, мкА; значения Io приведены в таблице ниже:
верхний предел 2 мкА 0 мкА |
значения I0, мкА | |
воспроизведение силы тока 0,04 0,1 |
измерение силы тока 0,01 0,05 | |
00 мкА |
0,5 |
0,2 |
1 мА |
5 |
1,25 |
40 мА |
50 |
50 |
1 |
2 | |||
Диапазон измерения напряжения АЦП BADC, В в стандартном режиме в широкодиапазонном режиме |
от -3,0 до +8,0 от-6,0 до +13,4 | |||
Входное сопротивление АЦП BADC, МОм, не менее |
100 | |||
Разрешение АЦП BADC, мкВ | ||||
в стандартном режиме |
75 | |||
в широкодиапазонном режиме |
150 | |||
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения напряжения постоянного АЦП BADC, мВ | ||||
в стандартном режиме |
±1 | |||
в широкодиапазонном режиме |
±10 | |||
Диапазон воспроизведения и измерения напряжения прецизионным источником-измерителем HPPMU, в | ||||
при подключении через плату PS1600 |
от -1,5 до +6 | |||
при подключении через разъем UTILITY pogo block |
от -5 до +8 | |||
Разрешение по напряжению HPPMU, мкВ |
250 | |||
Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения и измерения постоянного напряжения источником-измерителем HPPMU, мВ | ||||
при подключении через плату PS1600 |
±(Uo +1 R) I - сила тока нагрузки, мА Uo = 2 мВ; R = 1 Ом | |||
при подключении через разъем UTILITY pogo block |
±2 | |||
Верхние пределы диапазонов воспроизведения и измерения силы тока источником-измерителем HPPMU |
5; 200 мкА; 5; 200 мА | |||
Разрешение воспроизведения и измерения силы тока источником-измерителем HPPMU | ||||
на пределе 5 мкА |
250 nA | |||
на пределе 200 мкА на пределе 5 мА на пределе 200 мА |
6 нА 250 нА 6 мкА | |||
Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения и измерения силы постоянного тока источником-измерителем HPPM-3U определяются по формуле AI = ±(1-10’3-I + Io), где I - сила тока, мкА; значения Io приведены в таблице ниже: | ||||
верхний предел |
значения I0, мкА | |||
5 мкА через плату PS1600 5 мкА через разъем UTILITY pogo block 200 мкА |
0,05 0,01 .............................................................0-2............................................................. | |||
5 мА |
10 | |||
200 мА |
200 | |||
Диапазон воспроизведения и измерения напряжения измерительным источником питания DCS DPS128, В |
от -2,5 до +7 | |||
Разрешение воспроизведения и измерения напряжения DCS DPS128, мкВ |
200 | |||
Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения постоянного напряжения DCS DPS128, мВ |
±3 | |||
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения постоянного напряжения DCS DPS128, мВ |
±2 |
1 |
2 |
Максимальная сила тока в нагрузке одного канала DCS DPS128, А | |
при воспроизведении напряжения до 2,5 В |
1,0 |
при воспроизведении напряжения до 7 В |
0,5 |
Верхние пределы диапазонов воспроизведения, измерения и |
12,5; 25; 125; 250 мкА; |
ограничения силы тока одного канала DCS DPS128 |
1,25; 2,5; 12,5; 25; 1oo; |
200 мА; 1 А |
Разрешение воспроизведения, измерения и ограничения силы тока одного канала DCS DPS128
на пределе 12,5 мкА |
0,5 нА |
на пределе 25 мкА |
1 нА |
на пределе 125 мкА |
5 нА |
на пределе 250 мкА |
10 нА |
на пределе 1,25 мА |
50 нА |
на пределе 2,5 мА |
100 нА |
на пределе 12,5 мА |
0,5 мкА |
на пределе 25 мА |
1 мкА |
на пределе 100 мА |
5 мкА |
на пределе 200 мА |
10 мкА |
на пределе 1 А |
50 мкА |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения силы постоянного тока AI одним каналом DCS DPS128 определяются по формуле
AI = ±(2А0-М + Io),
где I - сила тока, мкА; значения Io приведены в таблице ниже:
предел диапазона |
значения силы тока I |
значения I0, мкА |
12,5 мкА |
2,5 мкА < 1 < 12,5 мкА |
0,12 |
25 мкА |
5 мкА < I < 25 мкА |
0,12 |
125 мкА |
25 мкА < I < 125 мкА |
0,75 |
250 мкА |
50 мкА < I < 250 мкА |
0,75 |
1,25 мА |
0,25 мА < I < 1,25 мА |
7,5 |
2,5 мА |
0,5 мА < I < 2,5 мА |
7,5 |
12,5 мА |
2,5 мА < I < 12,5 мА |
75 |
25 мА |
5 мА < I < 25 мА |
75 |
100 мА |
20 мА < I < 100 мА |
600 |
200 мА |
40 мА < I < 200 мА |
600 |
1 А |
0,2 А < I < 1 А |
3000 |
1 | 2
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения силы тока постоянного AI одним каналом DCS DPS128 определяются по формуле
AI = ±(а^10-М + Io),
где I - сила тока, мкА; значения Ао и Io приведены в таблице ниже:
предел диапазона 12,5 мкА 25 мкА |
значения а, отн.ед. 2 2 |
значения I0, мкА |
0,05 | ||
0,05 | ||
125 мкА |
1 |
0,25 |
250 мкА |
1 |
0,25 |
1,25 мА |
1 |
2,5 |
2,5 мА |
1 |
2,5 |
12,5 мА |
1 |
25 |
25 мА |
1 |
25 |
100 мА |
1 |
250 |
200 мА |
1 |
250 |
1 А |
1 |
1000 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности ограничения силы тока одним каналом DCS DPS128 определяются значениями AIi, AI2, приведенными в таблице ниже:
предел диапазона |
значения силы тока I |
значение AI1, мкА |
значение AI2, мкА |
12,5 мкА |
2,5 мкА < 1 < 12,5 мкА |
-0,38 |
+0,63 |
25 мкА |
5 мкА < I < 25 мкА |
-0,75 |
+1,25 |
125 мкА |
25 мкА < I < 125 мкА |
-3,75 |
+6,25 |
250 мкА |
50 мкА < I < 250 мкА |
-7,5 |
+12,5 |
1,25 мА |
0,25 мА < I < 1,25 мА |
-37,5 |
+62,5 |
2,5 мА |
0,5 мА < I < 2,5 мА |
-75 |
+125 |
12,5 мА |
2,5 мА < I < 12,5 мА |
-375 |
+625 |
25 мА |
5 мА < I < 25 мА |
-750 |
+1250 |
100 мА |
20 мА < I < 100 мА |
-3000 |
+5000 |
200 мА |
40 мА < I < 200 мА |
-6000 |
+10000 |
1 А |
0,2 А < I < 1 А |
-30000 |
+50000 |
Верхние пределы 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___________(nA0)__________________
Пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения силы постоянного тока AI группы объединённых каналов DCS DPS128 в диапазоне от (n^0,2) до (n4) А определяются по формуле
AI = ±(2А0-М + n-Io),
где I - сила тока, мА; Io = 3 мА; n - количество объединённых в группу каналов
1 |
2 |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения силы постоянного тока AI группы объединённых каналов DCS DPS128 определяются по формуле AI = ±(1-10’3-I + n -Io), где I - сила тока, мА; Io = 1 мА; n - количество объединённых в группу каналов | |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности ограничения силы тока группы объединённых каналов DCS DPS128 в диапазоне от (n^0,2) до (n-1) А, где n - количество объединённых в группу каналов, определяются значениями AIi = -3-10’2-I AI2 = +540’2 •I, где I - сила тока, мА; |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
Габаритные размеры (высота х ширина х глубина), мм | |
головной блок с манипулятором |
1880 х 1290 х 2270 |
установка водяного охлаждения |
950 х 520 х 870 |
Масса головного блока с манипулятором, кг, не более |
1118 |
Масса установки водяного охлаждения, кг, не более |
185 |
Напряжение питания (сеть трехфазного тока) частотой 50 Гц |
от 360 до 440 В |
Потребляемая мощность, кВ^А, не более |
15 |
Температура окружающей среды в рабочих условиях, °С |
от 20 до 30 |
Относительная влажность при температуре 30 °C, %, не более |
70 |