병렬 테스트에서의 사이트 간 차이

웨이퍼 단계부터 시스템 레벨 테스트에 이르기까지, 병렬 테스트 실행은 비용 절감을 비롯한 상당한 이점을 제공하지만, 경영진에게 제시하는 파워포인트 슬라이드에서 보여주는 것처럼 결코 간단하지는 않습니다.

테스트 대상 사이트의 수나 번인 오븐 또는 시스템 레벨 테스트 모듈의 슬롯 수를 늘릴 때 발생하는 열적·전기적 문제를 해결하기 위해서는 공학적 노력이 필요합니다.

또한 테스트 셀 자원을 관리하기 위한 엔지니어링 작업도 필요합니다.

이제 테스트 데이터가 시스템에 의해 관리됨에 따라, 이 데이터를 분석함으로써 엔지니어링 팀과 생산 현장은 다이/유닛의 합격/불합격 기준을 관리할 뿐만 아니라, 다중 사이트 테스트를 지원하는 테스트 셀 구성 요소까지 관리할 수 있게 되었습니다.

다중 사이트 테스트 솔루션 선택 시 고려해야 할 사항

목표는 항상 모든 부문에 걸쳐 다중 사이트 솔루션을 쉽게 구현할 수 있도록 하는 것입니다. 즉, 엔지니어링 작업량을 최소화하고 양산 전환 기간을 단축하는 것입니다.

부문별 멀티사이트 테스트 동향

RF / 밀리미터파

• 소비자: 8~16개 이상의 사이트
• mmWave: 2-4 (프로브 헤드 제한)

RF/mmWave 테스트의 경우, 테스트 감도의 지속적인 향상과 주파수 대역의 상승이 고유의 과제로 대두되고 있습니다. 이러한 현상의 일부는 모바일 애플리케이션의 저전력화 추세에 기인하며, 이는 피시험 장치(DUT)의 수신(Rx) 테스트에 있어 더 높은 정확도와 감도를 요구합니다. 또한, 연결 기술 분야의 대역폭이 넓은 변조 표준은 오류 벡터 크기(EVM) 측정의 정확도 향상을 필요로 합니다. 이러한 고감도 측정은 테스트 중 채널 간 차이나 상호작용에 대한 민감도가 높아진다는 것을 의미합니다.

RF의 경우, 한 가지 해결책은 DUT 인터페이스 보드로 연결되는 신호 경로를 철저히 차폐하고, 매우 정확하며 교정 관리된 성능을 확보하는 것입니다. 즉, 장치 인터페이스 보드에 주의를 기울이고 세심하게 고려해야 합니다. 케이블을 각 DUT 위치에 매우 가깝게 연결할 수 있는 RF 신호 전달 방식을 채택하면, 작업의 초점은 인쇄회로기판(PCB)에서 프로브 헤드나 소켓까지 이어지는 마지막 약 3인치 구간에 대한 최적의 설계에 맞춰집니다. 이 구간을 위한 디임베드 계수를 지원하는 계측기가 필요하지만, 이는 각 인터페이스가 적절하게 특성화되어 있어야만 가능합니다.

주파수, 테스트 정확도 및 RF 신호의 수가 증가함에 따라, 신호 저하나 간섭 없이 내부 어레이 연결부로 신호를 전달하는 경로를 설계하는 데 어려움이 따릅니다. 이를 성공적으로 해결하기 위해서는 첨단 PCB 설계 지식은 물론, 제조 공정의 변동성까지 고려하는 것이 매우 중요합니다. 특히 더 높은 대역의 밀리미터파(mmWave) 주파수에서는 금속 구조물(예: 소켓)과의 근접성 등 새로운 요인들이 작용합니다.

디지털

• MCU: 약 16~4K
• 고급 디지털: 1/2/4 ~ 16

디지털 기기 분야에는 고집적 마이크로컨트롤러 유닛(MCU)과 모바일 프로세서부터 최첨단 디지털 프로세서(xPU, AI, 네트워킹 기기)에 이르기까지 다양한 유형의 기기가 존재합니다.

첨단 디지털 기기의 경우, 모바일 애플리케이션 프로세서(MAP)는 대량 생산에 따른 비용 효율성 덕분에 여전히 가장 많은 테스트 사이트를 차지하고 있습니다. 시장별로 테스트 전략이 다르기 때문에, 현재 테스트 사이트 수는 6개에서 16개 사이로 다양합니다.

최신 고성능 컴퓨팅 장치는 테스트(주로 스캔 테스트) 중에 매우 높은 전력 과도 현상을 유발합니다. 이러한 장치는 규모가 크며, 때로는 단일 사이트에서 시작되지만 2~4개 사이트에 걸친 테스트로 확대되기도 합니다. 현재 다중 사이트 환경에서 직면한 주요 과제는 일관된 고품질 전력 공급과, 이에 상응하는 사이트 전반의 온도 제어 능력입니다.

전력 효율을 위한 Vmin 트리밍은 모바일 및 데이터 센터 애플리케이션 모두에서 핵심적인 테스트 항목입니다. 중요한 코어 전원 공급 장치의 사이트 간 변동은 밀리볼트 단위의 차이를 초래할 수 있으며, 이는 결과적인 디바이스 전력 효율은 물론 테스트 수율에도 큰 영향을 미칩니다. 사이트 간 일관성을 확보하는 것은 디바이스 인터페이스 보드(DIB) 바이패스 커패시터의 배치와 관련 저임피던스 포스/리턴 트레이스 배선 설계에 있어 핵심적입니다. UltraFLEXplus Broadside Applications Interface는 DIB 회로를 위한 넓은 PCB 영역이 계측기 연결부와 DUT 사이에 배치되도록 보장합니다(PCB 측면으로 밀려나는 것과 대비). 이를 통해 사이트 간 복사/붙여넣기 배치가 실제로 가능해지며, 결과적으로 레이아웃 일관성을 확보할 수 있습니다. 이러한 단순성은 테스트 엔지니어의 DIB 설계 시간을 절약해 줄 뿐만 아니라, 더 중요한 것은 다중 사이트 문제로 인한 디버깅 시간 증가의 위험을 방지하고, 최악의 경우 사이트 간 설계 문제로 인해 DIB를 재설계해야 하는 상황을 피할 수 있게 해줍니다.

스캔 데이터 양의 지속적인 증가(및 이에 따른 테스트 시간 연장)로 인해 고속 직렬 스캔 방식으로의 전환이 가속화되고 있습니다. 이에 따라 DUT(피시험 장치)까지 이어지는 전체 신호 경로의 신호 품질에 대한 관심이 5~16Gbps 대역에서 다시금 집중될 것입니다. 사이트 간 신호 품질 차이는 패턴 재시도로 인해 테스트 시간에 영향을 미치거나, 더 나아가 테스트 수율에 악영향을 줄 수 있습니다. 따라서 최상의 계측기 신호 품질과 사이트 간 일관된 인터페이스를 결합하는 것이 핵심이 될 것입니다. 또한, 자동 테스트 장비(ATE) 시스템은 다음과 같이 더 높은 데이터 대역폭을 처리하고 다중 사이트 처리 효율성을 유지할 수 있도록 적응해야 합니다:

MCU의 경우 고려해야 할 사항이 다소 다릅니다:

자동차용 다중 사이트 테스트 솔루션은 매우 넓은 DIB 회로 면적 요구 사항, 점점 더 높아지는 전력 요구 및 정밀도 향상된 테스트라는 과제들과 더불어, 최종 시장의 안전성을 보장하기 위한 최우선적인 최고 품질 기준을 모두 충족해야 합니다.

복잡한 아날로그 IC의 고전류 테스트는 리턴 전류의 부적절한 관리로 인해 다중 사이트 간 상호작용의 영향을 특히 많이 받습니다. DIB 설계 문제를 최소화하기 위한 핵심은 전용 “저부하” 신호 경로를 갖춘 진정한 플로팅 계측기를 사용하는 것입니다. GaN 및 SiC 기술의 발전으로 전압 및 전류 과도 현상이 증가함에 따라, 이러한 설계 문제는 앞으로도 계속해서 커질 것입니다.

누설, 델타 누설, Iddq 및 타이밍 테스트와 같은 다른 주요 테스트들은 레이아웃 변화에 더 민감합니다. 스트레스 테스트 전후에 수행되는 델타 누설 테스트는 높은 정확도가 필수적인 핵심 품질 테스트입니다. 레이아웃 오류가 발생하면 사이트별 순차 테스트(각 테스트에 수백 밀리초의 상당한 영향이 발생)가 필요하거나, PCB를 재설계하고 양산하는 데 드는 비용과 시간이 발생할 수 있습니다.

또 다른 핵심 테스트는 RDSon입니다. 최신 고급 전압 조정기는 40~100A 부하 조건에서 20mV 수준의 정밀한 측정을 요구합니다. 장치 간에 발생하는 사소한 상호작용이라도 이 민감한 테스트 결과에 영향을 미칠 수 있습니다.

전기차용 최신 배터리 관리 시스템(BMS)은 채널 수와 테스트 사이트 수가 많은 애플리케이션에서 ATE 시스템에 요구되는 정확도 기준을 그 어느 때보다 높은 수준으로 끌어올리고 있습니다. 이러한 장치에 경제적인 솔루션을 제공하는 핵심은 높은 공통 모드 전압이 존재하는 환경에서도 높은 정확도를 보장하고 노이즈가 적은 자극 신호를 피험 장치(DUT)에 제공하는 데 있습니다.

테라다인(Teradyne ) 의 ETS 시스템과 같이 적용 범위가 가장 넓은 플로팅 계측기 아키텍처 및 DIB 인터페이스는 여러 사이트에 걸쳐 일관된 모범 사례 구현을 가능하게 합니다.

요약

요약하자면, 다중 사이트 테스트를 확대하려는 경제적 동기는 여전히 유효합니다. 최근 세대와 마찬가지로 동일한 유형의 다중 사이트 관련 과제가 존재하며, 이는 기술적 복잡성이 한 단계 더 높아지는 방향으로 계속 발전하고 있습니다. 대부분의 과제는 테스터 장비의 DIB 연결부터 디바이스 연결에 이르기까지 디바이스 인터페이스 영역에 집중되어 있습니다. 구체적인 인터페이스 과제는 디바이스 세그먼트마다 고유하지만, 모두 테스트 엔지니어들이 PCB 레이아웃 분야로 지식과 전문성을 더욱 확장해야 하는 경향이 있습니다. 최고의 테스트 시스템은 다른 모든 다중 사이트 관련 요소를 처리하여, 고밀도 다중 사이트 테스트 솔루션을 빠르고 쉽게 구현할 수 있도록 해줍니다.