若手技術者向け半導体テスト手法の総集編

半導体テスト技術:テスト手法の総集編

半導体テスタのためのテスト技術の総集編
このサイトは創作幸房の自分で学ぶ技術セミナーシリーズからテスト手法の総集編です。ここでは若手技術者の自己啓発の一環として大型自動検査装置(ATE)におけるテスト技術の総集編としてDCからAC(RF)まで学んでいきます。

参考のテスター構成などは創作幸房の半導体量産テスト用の大型自動検査装置の経験に基きます。注意として資料の活用はご自身の判断と責任で行っていただけますようお願いいたします。


サイトの目次:

・半導体テスタのためのテスト手法総集編

■測定値データのスムージングとアベレージング
1.現象(測定信号)の変動
2.スムージング
3.アベレージング


■テスタのためのDCテストの基礎
DC基本テスト:
1.定電流源と定電圧源
2.差動電圧測定
3.4端子(ケルビン)測定
4.ATEのための(抵抗)測定
5.VIソースの基本動作とオペアンプの基本構成
6.シーケンスDC測定の基本動作と構成


■テスタのためのACテストの基礎 アナログ法:
はじめに
・ピーク値、平均値、実効値
・波形率と波高率
・デシベル
・ゲイン
・ゲイン:入出力電圧比
・電圧メータ:VU計

AC基本テスト:
1.ゲイン
2.周波数特性 
3.S/N比
4.歪率(高調波・全高調波)
5.混変調歪率
6.クロストーク



■テスタのためのRF変調波形のEVM評価法
1 EVMの定義
2 EVMの基本測定例
3 ATEによる側定応用例
4 EVMの不良解析フロー
5 RFパワーアンプのEVM測定手法



■組み込み型メモリのテスト構成
1.アルゴリズミックパターン例
2.テスタ構成例




 
テスト手法:データの平均化と平滑化



■測定値データのスムージングとアベレージング

1.現象(測定信号)の変動
 測定データの変動を時間的な変動(または周波数応答)として観た場合
 1.比較的低速なドリフト
 2.測定系や測定法による、ある周波数帯域での不規則なデータの変動(外乱も含む)
 3.熱的な揺らぎなどによるランダムノイズ
などが考えられます。

2.スムージング:
  移動平均(個々の測定サンプル値を毎回参照せずに過去からの任意の測定期間
  での平均値を順次適用する)を用いることで、周波数応答でのローパスフィルタと
  同様の効果を得ることが出来る。

3.アベレージング:
  測定現象が周期的な場合、ランダムなノイズは同期加算を行うことにより
  加算回数に応じた低減が可能になる。



1.現象(測定信号)の変動



2.スムージング



3.アベレージング



3.1アベレージングの特性

■平均回数を増やせばノイズの影響を下げられるが、測定時間は長くなる。
また外乱を含めて平均すると測定値は安定するが、外乱がランダムでない場合は外乱の平均値の影響を受ける。



資料の活用に関してはご自身の責任で判断いただけますようお願いいたします。引用する場合はソースを明示していただけますようお願いいたします。





テスタのためのDCテストの基礎


■ DC基本テスト:

1.定電流源と定電圧源
2.差動電圧測定
3.4端子(ケルビン)測定
4.ATEにおける(抵抗)測定
5.VIソースの基本動作とオペアンプの基本構成
6.シーケンスDC測定の基本動作と構成



1.定電流源と定電圧源











2.差動電圧計による測定例





3.4端子(ケルビン)接続による抵抗測定例とATEの一般的なVIソースによる測定例







4.一般的なVIソースによる測定例











5.(VIソースの基本動作と)オペアンプの基本構成 
オペアンプの基本構成 
 (差動増幅、ダーリントン接続、電力増幅)





6.シーケンスDC測定の基本動作と構成
シーケンスDC測定の基本動作と構成
 DCテスト高速化のためのDCテストのシーケンス化の基本構成






資料の活用に関してはご自身の責任で判断いただけますようお願いいたします。引用する場合はソースを明示していただけますようお願いいたします。




半導体テスタのためのACテストの基礎


■ ACテストの基礎 アナログ法:
はじめに
・ピーク値、平均値、実効値
・波形率と波高率
・デシベル
・ゲイン
・ゲイン:入出力電圧比
・電圧メータ:VU計

1.ゲイン
2.周波数特性
3.S/N比
4.歪率(高調波・全高調波)
5.混変調歪率
6.クロストーク



■基本周波数の電圧値のピーク値をノーマライズして定義




■波形率と波高率



■デシベルの定義



■ゲイン
 定義


 入出力測定



 電圧メータ:VU計
  600オームのライン接続で測定





1.ゲイン測定

・バルボル(真空管電圧計)と発振器による測定

1.1低レベルのゲイン測定

・バルボル(真空管電圧計)、発振器とアッテネータによる測定



2.周波数特性測定(入力固定)

・バルボル(真空管電圧計)と発振器による入力レベル固定の測定

2.1周波数特性測定(出力固定)

・バルボル(真空管電圧計)と発振器による出力レベル固定の測定



3.S/N比測定 

・バルボル(真空管電圧計)と発振器による測定

3.1S/N比測定(聴感補正)

・バルボル(真空管電圧計)、発振器と聴感補正によるS/N測定



4.歪率(高調波・全高調波)

・ボルトメータ、発振器と切り替え型バンドリジェクトフィルタよる歪率測定

4.1歪率(高調波・周波数可変)

・ボルトメータ、発振器とウィーンブリッジ・負帰還アンプよる歪率測定



5.混変調歪率(CCIF法)

・ボルトメータ、発振器とウィーンブリッジ・負帰還アンプよる歪率測定



6.クロストーク

・バルボル(真空管電圧計)と発振器による測定


資料の活用に関してはご自身の責任で判断いただけますようお願いいたします。引用する場合はソースを明示していただけますようお願いいたします。




半導体テスタのためのRF変調波形のEVM評価法


■ RF変調波形のEVM評価法

1 EVMの定義
2 EVMの基本測定例
3 ATEによる側定応用例
4 EVMの不良解析フロー
5 RFパワーアンプのEVM測定手法




1.EVMの定義(一般的なQPSK信号)

・エラーベクタと測定パラメータ



2.EVMの基本測定例

・送信側のEVM測定例



3.ATEによる側定応用例1

・演算によるEVM測定(広義のデジタル信号処理)例

3.1ATEによる側定応用例2

・演算によるEVM測定(ATEの送信側校正)例



4.EVMの不良解析フロー

・変調信号のEVM測定例



5.RFパワーアンプのEVM測定手法

・RFのCAEによるモデルの評価・量産テストへの展開を実証・検討

5.1RFパワーアンプのCAEによるモデルの評価・量産テスト

・評価・量産テストへの展開を実証・検討

5.2RFパワーアンプのモデルによる新しいEVM測定手法

・RFパワーアンプのモデルによる新しいEVM測定手法

5.3RFパワーアンプの伝達関数のモデル

・RFパワーアンプの伝達関数の測定例

5.4RFパワーアンプの伝達関数の測定例

・RFパワーアンプの伝達関数の測定例

5.5RFのCAEによるモデルのテストと変復調方式の比較

・RFのCAEによるモデルのテストと変復調方式の比較



資料の活用に関してはご自身の責任で判断いただけますようお願いいたします。引用する場合はソースを明示していただけますようお願いいたします。




半導体テスタのための組み込み型メモリテスト


■テスタのための組み込み型メモリのテスト
1 アルゴリズミックパターン例
2 テスタ構成例



1.高速コンバーターなどの小容量メモリ用のアルゴリズミックテストパターン例です。








2.高速コンバーターなどの小容量メモリ用のテスタ構成例です。






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右カラムの参照ページでは創作幸房が訪問セミナーとして実施している、テスタによるデジタル信号処理技術のセミナー資料を網羅しています。AD,DA変換時のデジタルドメインでのテスト手法としてご活用ください。
■テスタのためのデジタル信号処理の入門編
■テスタのためのデジタル信号処理の基礎編
■テスタのためのデジタル信号処理の実践編
■テスタのためのデジタル信号処理の応用編
■テスタのためのデジタル信号処理の通信編
基礎の理論に加えて実務に沿った実例も交え、解説したセミナー資料です。
今までの知識や基礎を見直し、磨くつもりで自己啓発の参考にしていただければ幸いです。
(実務としては半導体デバイス測定用のテスト・パッケージの設計・開発と運用・維持にもご活用下さい)


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