JJF(鄂) 109-2024 集成電路測試系統(tǒng)加載板校準規(guī)范

湖 北 省 地 方 計 量 技 術(shù) 規(guī) 范JJF（鄂）109—2024集成電路測試系統(tǒng)加載板校準規(guī)范CalibrationSpecificationforLoadboardofIntegratedCircuitTestSystem2024-05-14發(fā)布 2024-09-01實施湖北省市場監(jiān)督管理局發(fā)布JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—2024JJF（鄂）109—2024集成電路測試系統(tǒng)加載板校準規(guī)范JJF（鄂）109—2024CalibrationSpecificationforLoadboardofIntegratedCircuitTestSystem歸 口單位：湖北省市場監(jiān)督管理局主要起草單位：中國船舶集團有限公司第七〇九研究所本規(guī)范委托中國船舶集團有限公司第七〇九研究所負責解釋JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—2024本規(guī)范主要起草人：孫崇鈞（中國船舶集團有限公司第七〇九研究所）劉倩（中國船舶集團有限公司第七〇九研究所）丁超（中國船舶集團有限公司第七〇九研究所）薄濤（中國船舶集團有限公司第七〇九研究所）張明虎（中國船舶集團有限公司第七〇九研究所）目 錄引 言 （II）1 范圍 （1）2 術(shù)語 （1）2.1加載板 （1）3 概述 （1）3.1用途 （1）3.2原理 （1）3.3結(jié)構(gòu) （1）計量特性 （2）外觀及附件 （2）傳輸速率 （2）幅值衰減 （2）4.4誤碼率 （2）4.5上升時間 （2）校準條件 （2）環(huán)境條件 （2）校準用設(shè)備 （3）校準項目和校準方法 （3）校準項目 （3）校準方法 （3）校準結(jié)果表達 （7）復校時間間隔 （8）附錄A測量不確定度評定示例 （9）附錄B校準記錄格式 （13）IJJF（鄂）109—JJF（鄂）109—2024IIII引 言JJF1071-2010JJF1001-2011JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》編制。本規(guī)范為首次發(fā)布。JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202411集成電路測試系統(tǒng)加載板校準規(guī)范范圍本規(guī)范適用于集成電路測試系統(tǒng)加載板（以下簡稱“加載板”）的校準，也可用于新制備的加載板交付和驗收時的性能驗證。術(shù)語Loadboard集成電路測試系統(tǒng)測試通道口與被測集成電路引腳之間的連接電路，通常是以絕緣板為基材，切成一定尺寸，附有設(shè)計好的導電圖。概述用途加載板能夠?qū)崿F(xiàn)集成電路測試系統(tǒng)輸入/輸出端口與被測集成電路的輸入/輸出引腳之間的互連，也能作為計量標準裝置與被校準集成電路測試系統(tǒng)信息交互。原理1成電路測試系統(tǒng)內(nèi)部總線到達測試系統(tǒng)的測試通道口彈簧針（ogoin，再通過加載板到達被測集成電路引腳（UT（Devicenderest）I/O。反之，信號從被測集成電路引腳到達加載板，通過集成電路測試系統(tǒng)內(nèi)部總線到達信號比較模塊。測試系統(tǒng)內(nèi)部總線信號發(fā)射/比較模塊結(jié)構(gòu)測試系統(tǒng)內(nèi)部總線信號發(fā)射/比較模塊

11100010……

Pogopin DUTI/O被測集成電路被測集成電路加載板圖1加載板工作原理示意圖如圖2所示，加載板通常安裝在固定架（Stiffener）上以實現(xiàn)與測試系統(tǒng)的完全適配，待測芯片置于加載板中間位置，通過測試座（DUTSocket）與加載板中間過孔（PogoBlocks）連接，上下兩排過孔位于兩邊位置，與集成電路測試系統(tǒng)測試頭上的彈簧針連接，引出電源、數(shù)字信號、模擬信號等測試資源。JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202422圖2加載板結(jié)構(gòu)示意圖計量特性外觀及附件加載板外觀應(yīng)完好無損，無明顯彎曲，無影響正常工作的機械損傷。傳輸速率a）傳輸速率范圍：200Mbps～3.6Gbps；b）最大允許誤差：±0.01%。幅值衰減a）信號幅值衰減范圍：≤10dB；b）信號幅度范圍：200mV～1V；c）最大允許誤差：±2dB。誤碼率誤碼率范圍：0～1×10-2。上升時間a）上升時間范圍（10%～90%：＜1ns；b）最大允許誤差：±120ps。注：加載板的具體量程、最大允差等技術(shù)指標以加載板生產(chǎn)廠家的說明書為準。校準條件環(huán)境條件環(huán)境條件及其要求如下：a)環(huán)境溫度：15℃～30℃；b)相對濕度：30%～70%；c)供電電源：交流電壓(220±22)V，頻率(50±1)Hz；JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202433d)防靜電等級：2級。校準用設(shè)備校準用設(shè)備應(yīng)經(jīng)過法定計量技術(shù)機構(gòu)檢定或校準，滿足校準使用要求，并在有效期內(nèi)。碼型發(fā)生器（具有隨機碼型發(fā)生功能）1）合成隨機碼頻率輸出范圍：100Hz～2GHz；2）最大允許誤差：±1×10-5。高速示波器（具有眼圖采集功能）1）幅值測量范圍：200mV～1V2）幅值測量最大允差：±2%；上升時間范圍：＜350ps；上升時間測量最大允許誤差：40ps。探針臺帶寬：≥6GHz。接口適配器阻抗：50Ω±1Ω。校準項目和校準方法校準項目校準項目見表1。表1 校準項目一覽表序號校準項目校準方法條款1外觀和附件6.2.12傳輸速率6.2.23幅值衰減6.2.34誤碼率6.2.45上升時間6.2.5校準方法外觀和附件通過目檢或手動等方法對加載板的外觀進行檢查。被校準的加載板外觀應(yīng)完好無損，無明顯彎曲，無影響正常工作的機械損傷。JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202444對加載板進行操作時，應(yīng)采取防靜電措施，如使用防靜電手鐲等，以避免靜電對被校加載板及校準裝置產(chǎn)生危害。傳輸速率校準傳輸速率校準的連接方式如圖3所示。高速示波器pin I/O高速示波器被校加載板碼型發(fā)生器 接口適配器 被校加載板碼型發(fā)生器接口適配器探針臺圖3傳輸速率校準連接圖校準步驟如下：將碼型發(fā)生器和高速示波器分別連接到被校加載板的輸入和輸出端。被校加載板輸入端通過彈簧針接口與碼型發(fā)生器連接，安裝接口適配器，將探針臺上的探針定位到接口適配器的焊盤上并與高速示波器連接。對校準儀表按說明書要求進行預熱，確定其工作在正常狀態(tài)。50%200Mbps開始遞增，一般為200Mbps、1Gbps、3.6Gbps，通過邊界掃描方式對測量范圍進行界定。用示波器采集輸出波形，記錄傳輸速率測量值并生成眼圖。傳輸速率測量偏差按照公式(1)計算：f1fX1-fS1(1)式中：Δf1——被校信號傳輸速率偏差，bps；fX1——被校信號傳輸速率設(shè)置值，bps；fS1——被校信號傳輸速率測量值，bps。如圖3所示，將眼圖等效為一個六邊形ABCDEF，根據(jù)上升時間、眼高、眼寬等FCAEBDFA的時間。如圖4所示，將理想狀態(tài)下傳輸信號的形狀等效為眼圖的外接矩形據(jù)信號的幅度、頻率計算出該矩形面積，矩形的長為信號傳輸周期，圖中表示為C’D’B’C’的距離。JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202455ABFCEABFCEDD’ C’圖4眼圖等效示意圖按照公式(2)計算出眼圖面積，計算方法如下：ee（eerHe

(2)式中：Weye——眼寬測量值，s；Heye——眼高測量值，V。Tr——眼圖上升時間測量值，s；Seye——眼圖面積，V?s。按照公式(3)計算出眼圖外接矩形面積，計算方法如下：Srec=WrecHrec

(3)式中：Srec——眼圖外接矩形面積，V?s；Wrec——標準源傳輸周期，s；Hrec——標準源幅值，V。將六邊形以及矩形的面積的比值與給定的閾值進行比較，將眼圖與其外接矩形面1/2作為眼圖質(zhì)量的判定條件，大于等于給定的閾值則可判斷在此傳輸速率下通過加載板的信號質(zhì)量是合格的，小于則不合格。a)~h)。幅值衰減校準幅值衰減校準的連接方式如圖5所示。pin I/O被校加載板被校加載板接口適配器探針臺碼型發(fā)生器高速示波器圖5幅值衰減校準連接圖校準步驟如下：JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202466利用碼型發(fā)生器跟隨器功能將標準源信號分為幅值相等、相位相同的兩路信號，將碼型發(fā)生器和高速示波器分別連接到被校加載板的輸入和輸出端。被校加載板輸入端通過彈簧針接口與碼型發(fā)生器連接，輸出端安裝接口適配器，將探針臺上的探針定位到接口適配器的焊盤上并與高速示波器連接。對校準儀表按說明書要求進行預熱，確定其工作在正常狀態(tài)。控制碼型發(fā)生器輸出占空比為50%數(shù)字信號，設(shè)置碼型發(fā)生器參考中心頻率為200Mbps、1Gbps、3.6Gbps，用示波器采集輸出波形，數(shù)字信號的幅值每個量程至少選取三個校準點，測量兩路信號波形的幅值，通過信號衰減對數(shù)比公式計算出幅值衰減程度。按照公式(4)計算信號的幅值衰減，計算方法如下：V20lg2(4)式中：Vm1——示波器CH1所采集到信號的峰峰值，V；Vm2——示波器CH2所采集到信號的峰峰值，V；ΔV——幅值衰減，dB。a)~d)。誤碼率校準誤碼率校準的連接方式如圖5所示。誤碼檢測儀pin I/O誤碼檢測儀被校加載板碼型發(fā)生器 接口適配器 被校加載板碼型發(fā)生器接口適配器探針臺圖6誤碼率校準連線圖校準步驟如下：將碼型發(fā)生器和誤碼檢測儀分別連接到被校加載板的輸入和輸出端。被校加載板輸入端通過彈簧針接口與碼型發(fā)生器連接，輸出端安裝接口適配器，將探針臺上的探針定位到接口適配器的焊盤上并與誤碼檢測儀連接。對校準儀表按說明書要求進行預熱，確定其工作在正常狀態(tài)。設(shè)置碼型發(fā)生器時鐘源參考中心頻率為200Mbps、1Gbps、3.6Gbps，控制碼型發(fā)1V(0V50%)JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202477長至少選取三個校準，一般為2×107-1、2×1015-1、2×1031-1的碼型信號，由誤碼檢測儀接收經(jīng)過加載板后的信號，并給出誤碼率結(jié)果。1×10-2、1×10-7、1×10-11的誤碼；a)~d)。上升時間校準3校準步驟如下：將碼型發(fā)生器和高速示波器分別連接到被校加載板的輸入和輸出端。被校加載板輸入端通過彈簧針接口與碼型發(fā)生器連接，輸出端安裝接口適配器，將探針臺上的探針定位到接口適配器的焊盤上并與高速示波器連接。對校準儀表按說明書要求進行預熱，確定其工作在正常狀態(tài)。設(shè)置碼型發(fā)生器信號上升時間為tr0，示波器測量快沿信號的上升時間為tr1，按照公式(5)計算信號的上升時間，計算方法如下：2 2tr tr1tr0(5)式中：tr——上升時間，s；tr0——快沿的上升時間，s；tr1——示波器所采集到快沿的上升時間，s。a)~c)。校準結(jié)果表達校準結(jié)果應(yīng)在校準證書上反映，校準證書應(yīng)至少包括以下信息：實驗室名稱和地址；進行校準的地點（如果與實驗室的地址不同；證書或報告的唯一性標識（如編號，每頁及總頁數(shù)的標識；客戶的名稱和地址；被校對象的描述和明確標識；進行校準的日期；JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202488對校準所依據(jù)的技術(shù)規(guī)范的標識，包括名稱及代號；本次校準所用測量標準的溯源性及有效性說明；校準環(huán)境的描述；校準結(jié)果及其測量不確定度的說明；如果與校準結(jié)果的有效性和應(yīng)用有關(guān)時，應(yīng)對校準過程中被校對象的設(shè)置和操作進行說明；對校準規(guī)范的偏離的說明；校準證書和校準報告簽發(fā)人的簽名或等效標識；校準結(jié)果僅對被校對象有效的聲明；未經(jīng)實驗室書面批準，不得部分復制證書或報告的聲明。復校時間間隔建議復校時間間隔為1年。送校單位也可根據(jù)實際使用情況自主決定復校時間間隔。JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202499A

測量不確定度評定示例A.1引言本附錄以傳輸速率（3.6Gbps）、幅度衰減（200mV/3.6Gbps）和上升時間（1ns）校準的測量不確定度評定為例，說明加載板校準項目的測量不確定度評定的程序。由于校準方法和所用設(shè)備相同或近似，其他項目校準測量不確定度評定程序類同。A.2傳輸速率校準的測量不確定度評定A.2.1測量方法傳輸速率校準采用直接測量的方法，用示波器直接測量碼型發(fā)生器輸出占空比為50%的連續(xù)方波信號的頻率值。A.2.2測量模型式中：

f1

fX1-fS1Δf1——被校信號傳輸速率偏差，bps；fX1——被校信號傳輸速率設(shè)置值，bps；fS1——被校信號傳輸速率測量值，bps。不確定度來源測量不確定度來源有以下3項：碼型發(fā)生器發(fā)生頻率的準確度；示波器測量頻率的準確度；測量重復性。測量不確定度評定碼型發(fā)生器發(fā)生頻率的準確度uB1由碼型發(fā)生器的說明書得知，輸出3.6Gbps(1.8GHz)點時引入的不確定度分量3u 4.7103Hz。按B類評定，視為均勻分布，k ，u 2.7103Hz。3B1示波器測量頻率的準確度uB2

1 B1JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—20241010由示波器的說明書得知，測量3.6Gbps(1.8GHz)點時引入的不確定度分量3B2 2 u 1.8103Hz。按B類評定，視為均勻分布，k ，u 1.0103HzA.2.4.3測量重復性引入的不確定度3B2 2 在相同條件下測量信號頻率10次，測試點3.6Gbps(1.8GHz)。測量結(jié)果數(shù)據(jù)如下：表A.1傳輸速率重復性數(shù)據(jù)記錄次數(shù)12345測量值（GHz）1.7999971.8000001.8000031.7999991.799998次數(shù)678910測量值（GHz）1.8000011.7999991.7999981.8000011.799999(xx)210i1 in1n實驗標準偏差s(x(xx)210i1 in1n按A

sxsx5.6102Hzn合成標準不確定度nuui1Bi A2u2uc

2.9103Hz擴展不確定度c取置信概率p95%，則k2，Uku5.8103Hzc3幅度衰減校準的測量不確定度評定A.3.1測量方法幅度衰減校準采用直接測量的方法，用示波器直接測量碼型發(fā)生器輸出占空比為50%的連續(xù)方波信號的幅度值。A.3.2測量模型V20lg2式中：Vm1——示波器CH1所采集到信號的峰峰值，V；Vm2——示波器CH2所采集到信號的峰峰值，V；ΔV——幅值衰減，dB。不確定度來源測量不確定度來源有以下3項：JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—20241111示波器測量直流電壓的準確度；測量重復性。測量不確定度評定示波器測量直流電壓的準確度uB1由示波器的說明書得知，測量200mV幅度的準確度為±2%。按B類評定，視為均3勻分布， ，3

1.2102V。測量重復性引入的不確定度uA在相同條件下測量信號幅值10次，測試點200mV/3.6Gbps。測量結(jié)果數(shù)據(jù)如下：表A.2信號幅度重復性數(shù)據(jù)記錄次數(shù)12345測量值（mV）202.5200.6201.0204.5202.5次數(shù)678910測量值（mV）202.4204.0202.7203.5203.5(xx)210i1 in1n實驗標準偏差s(x(xx)210i1 in1n按A

sxsx3.9104Vn合成標準不確定度nuui1Bi A2u2uc

1.2102V擴展不確定度cp95%，則k2，Uku2.4102A.4上升時間校準的測量不確定度評定cA.4.1測量方法上升時間校準采用直接測量的方法，用示波器直接測量碼型發(fā)生器輸出占空比為50%的連續(xù)方波信號的上升時間。A.4.2測量模型tr12tr12tr02式中：tr——上升時間，s；JJF（鄂）109JJF（鄂）109—20241212tr0——快沿的上升時間，s；tr1——示波器所采集到快沿的上升時間，s。不確定度來源測量不確定度來源有以下3項：示波器跳變時間；示波器分辨力；測量重復性。測量不確定度評定示波器跳變時間引入的不確定度分量uB1由示波器的說明書得知，示波器電壓幅度測量誤差為±2%，則測量上升時間時，10%90%，引入的時間測量變化約為32%B類評定，3視為均勻分布， ，示波器跳變時間引入的不確定度分量uB1=10ps。3示