PXI 半導(dǎo)體測(cè)試

  目前半導(dǎo)體行業(yè)高速發(fā)展，半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)具有廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用范圍，前景可觀。在醫(yī)療行業(yè)，軍工航天行業(yè)，汽車(chē)電子行業(yè)，存儲(chǔ)器行業(yè)中以及傳統(tǒng)儀器供應(yīng)商等均對(duì)半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)有使用需求。而這些行業(yè)對(duì)半導(dǎo)體測(cè)試主要關(guān)心以下幾個(gè)方面：架構(gòu)是否有足夠的開(kāi)放性、儀器性能好壞、測(cè)試通道數(shù)目、成本大小、平臺(tái)間搭建效率等。這就加快了基于PXI平臺(tái)的半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)需求和發(fā)展。

PXI平臺(tái)特點(diǎn)

 PXI (PCI extensions for Instrumentation)平臺(tái)是一種由PXI聯(lián)盟發(fā)布的堅(jiān)固的基于PC的測(cè)量和自動(dòng)化平臺(tái)。它具有易編程、易連接、易升級(jí)、易兼容、易集成的特點(diǎn)。以PXI為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)能很好的針對(duì)上述目標(biāo)客戶群所關(guān)心的問(wèn)題，根據(jù)客戶的意見(jiàn)，提供一個(gè)完美的解決方案。基于PXI的半導(dǎo)體測(cè)試平臺(tái)在具有較低成本的同時(shí)，還擁有高性能的儀器產(chǎn)品和總線帶寬，并且擁有靈活且開(kāi)放的軟件架構(gòu)，在windows環(huán)境中支持API-COM，VBLabVIEW，.Net，C等多種編程語(yǔ)言。而隨著產(chǎn)品的不斷開(kāi)發(fā)與越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，此類(lèi)產(chǎn)品在價(jià)格上的競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)更加突出。

PXI平臺(tái)基本框架

首先，基于PXI總線的半導(dǎo)體自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)包含一個(gè)多卡槽的PXIe機(jī)箱，能在緊湊的機(jī)箱尺寸內(nèi)，通過(guò)將多個(gè)功能模塊集成在一起， 將系統(tǒng)集成和軟件成本降到最低，實(shí)現(xiàn)高通道密度和高功率的數(shù)字和混合信號(hào)測(cè)試，這是PXI平臺(tái)最基礎(chǔ)也最重要的目標(biāo)。

機(jī)箱插槽形式和一個(gè)模塊的PXI Express機(jī)箱

同時(shí)基于PXI的半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)系統(tǒng)包含多通道數(shù)字IO，能實(shí)現(xiàn)每引腳PMU的功能測(cè)試，并支持多點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行測(cè)試的功能。一般來(lái)說(shuō)一個(gè)機(jī)箱最多可支持512個(gè)帶有每引腳PMU功能的輸入輸出通道，而每個(gè)通道具有100MHz以上的矢量速率。在集成了“ATE-like”性能接收器以后，機(jī)箱可以輕松地與機(jī)械手等連接，這更有利于對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)品的測(cè)試。

機(jī)箱

數(shù)字IO板卡

模塊板卡

在半導(dǎo)體測(cè)試平臺(tái)中，文件轉(zhuǎn)換，程序調(diào)制以及器件表征的儀器軟件工具也是必不可少的，而以PXI為基礎(chǔ)的ATE平臺(tái)擁有多種系統(tǒng)軟件可供選擇。軟件系統(tǒng)目前主要包含以下幾個(gè)內(nèi)容：

（1）用于滿足程序開(kāi)發(fā)和內(nèi)置測(cè)試的執(zhí)行管理過(guò)程中所有功能的軟件平臺(tái)ATEasy。它支持多種軟件組合和各種硬件接口形式，各種行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件組件，如.Net，Dll，ActiveX等，也支持.fp文件和.vi文件調(diào)用，支持獨(dú)立于供應(yīng)商的開(kāi)放式架構(gòu)：PXI，PCI/cPCI，VXI，GPIB，TCP / IP，RS-232， ISA，USB等。

（2）一種具有圖形化界面，波形顯示/編輯等功能的軟件工具DIOEasy。它可用于向量編輯環(huán)境，支持WGL、STIL、VCD及eVCD等測(cè)試向量格式的導(dǎo)入 ，同時(shí)它還支持針腳重新定義，添加/減少針腳，以及自動(dòng)轉(zhuǎn)換的特性。

（3）一種用于半導(dǎo)體測(cè)試的公共函數(shù)庫(kù)ICEasy。它能簡(jiǎn)化測(cè)試程序開(kāi)發(fā)和重復(fù)使用，并且能進(jìn)行預(yù)定義的DC參數(shù)測(cè)試，包括開(kāi)路和短路測(cè)試，輸入漏電流測(cè)試、輸入/輸出電壓閾值測(cè)試，輸出短路測(cè)試，功率消耗測(cè)試等。除此之外ICEasy還包含 2D Shmoo測(cè)試功能 和 I-V曲線測(cè)試功能。

一種典型測(cè)試平臺(tái)簡(jiǎn)介

在目前的基于PXI的半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)中，有一種較為常用的平臺(tái)為T(mén)S900系列。

其中TS960測(cè)試平臺(tái)最多支持20個(gè)3U卡槽插入，擁有 64到512路混合信號(hào)測(cè)試通道，并且有集成的信號(hào)接口單元。對(duì)于每引腳PMU，擁有的可編程電平范圍在-2V~7V，每通道的存儲(chǔ)空間為64Mb。同時(shí)TS960測(cè)試平臺(tái)還支持多種跳轉(zhuǎn)、循環(huán)及暫停的完整序列功能，支持 125MHz的數(shù)據(jù)率。支持多組時(shí)序控制、數(shù)據(jù)格式及1ns的邊沿定位等。在電源模塊、SMU單元、和RF儀器模塊方面該平臺(tái)都擁有多種供選擇。

TS-906測(cè)試平臺(tái)與TS-960平臺(tái)的一個(gè)區(qū)別是它為6U測(cè)試平臺(tái)，而在PXI標(biāo)準(zhǔn)中，通常3U模塊通過(guò)一個(gè)適配器就可以安裝于6U機(jī)箱中。TS-906測(cè)試平臺(tái)擁有80-528路的高電壓通道，數(shù)據(jù)率相對(duì)較小為50MHz，但沒(méi)引腳的可編程范圍更大，為-15V~25V，因此TS-906測(cè)試平臺(tái)非常適合高電壓半導(dǎo)體測(cè)試應(yīng)用場(chǎng)合。

結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，基于PXI的模塊化架構(gòu)平臺(tái)為半導(dǎo)體測(cè)試提供了高性能、高靈活性和高價(jià)值的解決方案。而高性能系統(tǒng)和儀器的發(fā)展和需求的進(jìn)步也進(jìn)一步推動(dòng)了半導(dǎo)體市場(chǎng)對(duì)模塊化系統(tǒng)的需求。在經(jīng)過(guò)多家晶圓廠和封裝廠驗(yàn)證后，以PXI為基礎(chǔ)半導(dǎo)體測(cè)試系統(tǒng)被認(rèn)為是一種高效經(jīng)濟(jì)的解決方案。