關于高頻信號傳輸特性與電路量測第1頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日PurposePurposeistodescribepracticalHWoptionsforproductionon-waferRFtestandtocomparetheseoptionswithrespecttoRFPerformanceandProductionworthiness第2頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日OutlineWhyRFteston-wafer?TypicalRFandIFmeasurementsrequiredonaRFdeviceProductionRFtestersavailableTestertoprobecardInterfacesProbecardsCalibrationProbestationsConclusion第3頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日TypicalATEWaferprobingConfigurationTesterDockingHeadProbeCardandInterfaceWaferProbeStation第4頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日WhyRFteston-wafer?

DiscoverwaferprocessinfluencestotheRFperformanceatwaferlevel.ImmediateProcessfeedbackPerformdeviceRFperformancevalidationassoonassiliconisavailable.KnownGoodDie(KGD)deliverytocustomersdemandsfullperformancetestatwafer.Advancedpackagingmethodslikeflip-chiprequireRFwaferprobing.Complimentarytestingbetweenprobeandfinaltestimprovestestefficiencyandreducescost.第5頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日TypicalRFandIFmeasurementsAM-PMconversion(static)AdjacentchannelpowerComplexdemodulationDigitalinput-thresholdvoltageDigitaloutputlevelsEfficiency(RFout/DCin)Frequencycwvstime(tunedrift)GainorlossvscontrolvoltageordigitalstateGaincompressionPout@NdB,saturationHarmonicdistortiondBcSOI,TOII/Qmodulatorimbalance(static)amplitude&phaseerrorI/Qmodulatorsuppressioncarrier&unwantedsideband第6頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日TypicalRFandIFmeasurementsIsolationMinimumdetectablesignalMixerconversiongainorlossMixerleakagesLO-->RF,LO-->IF,carrierfeedthroughNoisefigureNthorderintermodulationtwo-toneIP3,IP5Phasenoise/jitter(cw)modulated Power(dBm)outputpowervsbiasvoltagePulsedRFmeasurementsfrequencypowerS-parametersPulsedRFprofilesignalovershoot&ringingRFrisetime(10%to90%)S-parametersgain/lossisolation,match,VSWR,gamma第7頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日TypicalRFandIFmeasurementsSpurioussignals@knownfrequency,searchSupplycurrentsenabled,sleepmodeSwitchingspeeddigitalinputtogainorfrequencyVCOfrequencyvsvoltagetunelinearitytunerangetunesensitivity(dc-freq)vsdigitalstateVoltagesVSWR第8頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日RFTestersAvailableAdvantestCredenceHP84000LTXTeradyneA585TMTRoosNumberofRFchannelsandfrequencyCalibrationmethodDifferenttypesofmeasurementsitsupportsGUI

ProductionthroughputFootprintCostServiceandsupport第9頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日TestertoProbeCardInterfacesCabledInterfaceTowerFixtureDirectDocking第10頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日CabledInterfaceMajorAdvantagesFlexibilityCostMajorDisadvantagesComplexityMoreRFlossincableNotasproductionworthy第11頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日TowerInterface TopboardisthetesterloadboardBottomboardistheprobecardSpringloadedinterfacebetweenformechanicalisolationTowerinterfaceisdefinedasprobecardandloadboardmechanicallyconnectedsoitisoneunitbetweentesterandprober第12頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日TowerInterfaceMajorAdvantagesAvailableboardrealestateHighlyinterchangableProductionworthyMajorDisadvantagesCostofinventorythetaadjustment第13頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日DirectDockingProbeCardBlind-mateOSSPRFconnectorsDevicespecificcomponentsmountedtotheprobeboardComponentsmountedcloselytotheprobeheadonboardandcriticalcomponentsmountedonmembranecore第14頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日PIBshownwithRFsemi-rigidcablingProbeinterfaceboardthatfitsinthetestheadonadirectdockingsolution第15頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日ProbeCardsTheProbecardiswheretherubbermeetstheroadUsuallyleastattentionandmoneyisspentonthispieceProbecardiscriticaltomeasurementandcalibrationperformanceControlledimpedancelinesS21lowinsertionlossCanbecalibratedoutifS11isgreaterthan-10dBLowgroundandcommonleadinductancePowerbypassingclosetoDUT第16頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日RFICProbeElectricalPerformanceComparisonTypeofAberrationTypicalNeedleCardCoaxplusNeedlesCardRFICPyramidCardAttenuation@2GHz3dB0.2dB0.6dBReturnloss@2GHz-5dB-25dB-16dBCoupled-linecrosstalk@2GHz,150umpitch-10dB-40dB(500mmpitchmin.)-50dBCommon-leadInductanceSingle-groundcrosstalk@2GHz10-20nH<-1dB3-8nH-1to-4dB0.4-0.2nH-20to-26dB第17頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日CeramicBladeCardsAdvantagesCostLeadtimeDisadvantagesLeadinductance(3-8nH)BypassstructureswillhaveLCresponseExtensiveMaintenance第18頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日CoaxialprobewithceramicbladesRFloss(.2dB@2Ghz)Groundleadinductance(3-8nH)Singlegroundcross-talk(-1to-4dB)第19頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日CoaxialProbeCardTypicalcoaxialprobecardDifferentcardconfigurationsfordifferenttesters40GhzBWorhigher3-8nHgroundleadinductanceFragilesolutionforproductiontest第20頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日MembranePyramidProbeShort,low-losslinesforhighfrequencysignals(3dB@20Ghz.2nHgroundinductance14ohmimpedancebypassstructuresclosetoDUTProvidesexcellentmechanicalsupportControllablemicroscrubFieldreplaceableProductionworthy第21頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日MembraneModelTwometallayers,topissignal,bottomisgroundGSG,20GHzmicrostrip,

40micronsover250

micronsolidground80micronlineover

meshexhibits

approximately80

ohmimpedancePowerlineisa14ohm

transmissionlineuptothebypasscap.Groundinductanceusually0.2nHorlessdependingonlayoutBypasscapacitorsusuallywithin30psecofDUT第22頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日VectorNetworkAnalyzer(VNA)MeasurementCorrection·°·°vvv°°°°ForwardReverseSwitchPerfectReflectometerPort1ErrorAdapterPort2DUT[S]MicrowaveErrors(Forward)

CalibrationStandards

Directivity Port-2Match Open RFthroughline(thru)Port-1Match TransmissionTracking Short LineReflectionTracking Crosstalk Load Etc.aoboa3b3第23頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日Un-corrected

Response

Full2-PortDUTDUTDUTConvenientGenerallynotaccurateNoerrorsremovedUsewhenhighestaccuracyisnotrequiredRemovesfrequencyresponseerrorHighestaccuracyfor2-portdevicesRemovestheseerrorsdirectivitysourcematchloadmatchreflectiontrackingtransmissiontrackingcrosstalk(thru)OOSSLLthruCalibrationOptionsandStandards第24頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日RFCalibrationArchitectureMeasurementcalibrationwithcalibrationboardsDe-embedLossPhaseshiftMismatchCalibrationplane(@precisionblindmateconnectors)Measurementplane(@probetips)EDESETCalibrationplaneextendedtoprobetipswithde-embedding第25頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日TwoPortWithSwitchCorrections*thrureflect-match(LRM)*thrureflect-reflect-match(LRRM)*thru-reflect-line(TRLorLRL)*short-open-load-reciprocaltwoport(SOLR)thru-short-delay(TSD)thru-attenuation-reflectthru-attenuation-shortthru-attentuation-networkthru-line-networkthru-match-shortCalibratewithatleastsevenknownreflectionand/ortransmissioncoefficients*popular第26頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日PopularCalibrationMethods

forWaferProbingZ0InherentlyProbeCardAbsoluteReferenceConsistentSupportAccuracyTrimmed Resistor No Fair FairTransmission Best(ifLines Yes PoorCorrected)TrimmedResistor Yes Fair GoodTrimmedResistor Yes Best GoodSOLTTRLLRM/LRRMSOLR第27頁，共33頁，2023年，2月20日，星期日SOLRCalibrationShort-Open-Load-ReciprocalCalibrationReciprocalthruS12=S21toleranttolossylinesconvenientforusewithprobecard