硬件|一颗小小的半导体芯片 为何会产生那么大的热?( 五 )
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除了关注电源静态、动态的部分 , 在电源的外围电路设计上 , socket、探针卡、loadboard等与电源的性能也是息息相关 。
测试仪表的动态响应对直流电源的表现影响非常大 , 优秀的电源方案可以帮助减少外围电源电路的复杂度 。传统的ATE解决方案首先需要板卡提供能量供给 , 大多供给从直流部分到100kHz的频域范围 , 针对低频、中频、高频等其他频段也需要增加不一样的外围电路 , 致使整体电路比较复杂 。
泰瑞达侧重于简化电路设计 , 通过ATE本身就能提供从低频到中频的输出能力 , 不需要增加额外的外围电路 , 尽可能减少电容数量 。在实际操作中 , 只需加入较少种类的低ESR/ESL陶瓷电容来帮助改变高频特性 , 令单个型号就可满足输出的动态性能 。
这样的好处在于:1)降低电容值以加速恢复时间;2)电容少意味着充放电时间更快 , 也就意味着充放电的能量会变少 , 这样可以加速测试时间并降低socket被能量损伤的概率;3)降低电容使用种类 , 在使用单一电容的情况下 , 可以降低电路发生谐振、慢恢复等的可能性 。
另一个比较大的挑战在于测试单元 , 大功率的先进制程芯片功率耗散非常大 , 多数输出的能量最终都会转化为热量 。我们在测试时要避免芯片无限制地升温导致芯片“被烧坏” , 而是希望在测试参数的时候做到可重复、可重现 , 使芯片维持在稳定的情况下测试 , 保证所有收取数据的一致性 。最直接的办法可采用在测试单元的时候使用ATC(Automatic Temperature Control) , 常见的办法有三种:方案一)DUT Power Monitor;方案二)Die Temperature Monitor;方案三)Package Temperature Monitor 。
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三种方式各有利弊 , 在时间上的效益也不同(如上图) , 泰瑞达更加倾向于使用方案一 , 其优点在于可以更早预判芯片接下来可能发生的状态并提前介入;其次 , 泰瑞达测试机原身也能够支持这种方式 , 输出每一个DPS当下负载的百分比以及输出电压的大小 。
在很多实际量产的案例中 , 泰瑞达已经使用了这种监控方式 , 对比方案二、三可以更早预知芯片的实际工况 。
芯片功率不断加大的情况下电路变得更加复杂 , 我们希望在测试的过程中所有的socket、探针卡、loadboard等都能得到比较好的监控 , 保证在短路、接触不良等异常情况发生时不会因此而损坏测试部件 。
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