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Bauteil-/Halbleiter-Test

Keithley-s530Keithley Instruments verbessert Durchsatz und Genauigkeit seines Parameter-Testsystems

26. Januar 2011 - Keithley Instruments, Inc., präsentiert mehrere Verbesserungen für seine S530 Parameter-Testsysteme. Die Verbesserungen umfassen ein neues Schalt-Grundsystem, vollständige Kelvin-Messungen auf der Probe Card für eine höhere Genauigkeit bei kleinen Widerständen, neue Hardware-Schutzmodule, welche die hochempfindlichen Systeminstrumente vor hohen Spannungen schützen, und eine ganze Reihe von "Probe-up" Systemspezifikations- und Diagnose-Tools.

 

Die S530-Systeme sind für den Parametertest in der Produktion optimiert, wo eine große Produktvielfalt beherrscht werden muss und wo es zudem auf eine große Anwendungsflexibilität und schnelle Testplanentwicklung ankommt. Durch die bewährte Source-Measure-Technologie und Pfade mit hoher Signalintegrität können die S530-Tester höchste Messgenauigkeit und Reproduzierbarkeit gewährleisten.

Zwei verschiedene Testkonfigurationen zur Auswahl

Das S530-System ist in zwei unterschiedlichen Konfigurationen verfügbar: eine Low Current Version zur Charakterisierung von Leckströmen unterhalb des Schwellwerts, Gate-Leckströmen etc. und eine High Voltage Version für schwierige Durchbruch- und Leckstromtests bei GaN, SiC und Si-LDMOS-Leistungsbauteilen. Das S530 Low Current System (mit zwei bis acht SMU-Kanälen) bietet eine Messauflösung im Sub-Picoampere-Bereich und ermöglicht ein Guarding für kleine Ströme bis zum Probe-Pin. Das S530 High Voltage System (mit drei bis sieben SMU-Kanälen) enthält eine Source-Measure Unit (SMU) zur Einspeisung von Spannungen bis zu 1000V bei 20mA (20W max.). Je nach Konfiguration eignen sich die S530-Systeme für alle DC- und C-V-Messanwendungen in der Prozessüberwachung, Prozesszuverlässigkeits-überwachung und der Bauteilcharakterisierung.

Kostengünstiger Einsatz in Testumgebungen mit großem Produktmix

Die S530-Parameter-Testsysteme wurden speziell entwickelt, um schnell und einfach Wafer- und Testpläne zu erstellen und dem Ingenieur während der gesamten Testprojektentwicklung eine unmittelbare Rückkopplung zu ermöglichen. Die S530-Systeme werden über die Automated Characterization Suite (ACS) Software gesteuert, welche die Testprojektentwicklung durch einen interaktiven Test neuer Testskripts in einem vollautomatischen Modus ohne Beeinträchtigung des Durchsatzes optimiert. ACS unterstützt zudem eine Offline-Testentwicklung und eine Analyse der Testergebnisse.

Leistungsfähige ACS-Software

Die S530-Systeme nutzen die Version 4.3 der leistungsfähigen ACS-Software, mit der auch einige andere bewährte Testsysteme von Keithley arbeiten, mit denen sich beispielsweise die Korrelation zwischen Labor und Fab verbessern und die Lernphase bei den Systemen verkürzen lässt. ACS maximiert die Effizienz und Flexibilität der S530-Systeme und kombiniert alle notwendigen Elemente für einen automatischen Parametertest in einem einzigen integrierten Paket.

Das derzeit leistungsfähigste Hochspannungs-Parameter-Testsystem

Alle S530 Systeme sind mit leistungsfähigen SMUs ausgestattet, die als Quelle und Senke mit einer Leistung von 20W sowie in einem Bereich von 20V und 200V arbeiten können. Sie ermöglichen so eine vollständige Charakterisierung von Hochleistungsbauteilen und Schaltungen der heutigen mobilen Geräte. Dies gewährleistet eine umfassende Transparenz im Hinblick auf die Leistungsfähigkeit der Bauteile und zwar sowohl beim Test von LDMOS Si, als auch von GaN BJTs. Zudem wird sichergestellt, dass die S530 Systeme Hochleistungs-Bauelemente testen können, ohne dass bei der Überwachung der gängigen Bauteilprozesse Kompromisse bei der Stromempfindlichkeit im Sub-Picoampere-Bereich erforderlich sind. Das S530 High Voltage System ist der derzeit einzige Parametertester, der eine Spannung von 1kV auf einen von bis zu 32 Pins der Probe Card schalten kann. Dadurch können Hochspannungs- und Niederstrom-Messungen in einem einzigen Durchlauf ausgeführt werden, was eine genaue Charakterisierung von Leistungsbauteilen ermöglicht. Das Hochspannungs-SMU des Systems kann bis zu 1000V bei 20mA liefern (20W max.).

Hohe Messgenauigkeit durch Pfade mit hoher Signalintegrität

Das S530 Testsystem verfügt über eine Hochleistungs-Schaltmatrix und Signalpfade mit hoher Signalintegrität, um die Signale zwischen den Instrumenten und den Test-Pins zu verschalten. Die Leistungsfähigkeit dieser Pfade hat direkten Einfluss auf die Leistung des Testsystems als Ganzes. So sind hiervon beispielsweise auch die maximalen Strom- und Spannungsgrenzwerte abhängig und die Messung kleiner Signale wird durch Strom-Offsets beschränkt. Das S530 verfügt über insgesamt acht High-Fidelity-Pfade, um Instrumente dynamisch mit den Pins zu verbinden. Es können beispielsweise bis zu acht SMUs gleichzeitig auf einen Pin (oder eine beliebige Anzahl von Pins) geschaltet werden. Das Low Current System gewährleistet eine gleichmäßiges Verhalten über alle acht Pfade; das High Voltage System stellt zwei Hochspannungspfade mit geringem Leckstrom, vier universelle Pfade und zwei C-V-Pfade zur Verfügung. Beide Systeme unterstützen C-V-Messungen bis 2MHz.

Basiert auf bewährter SMU-Technologie

Alle im S530-Parameter-Testsystem integrierten Source-Measure Units (SMUs) basieren auf der für die Produktion qualifizierten Instrumententechnologie von Keithley. Dadurch lässt sich eine hohe Messgenauigkeit und Reproduzierbarkeit sowie eine lange Haltbarkeit der Hardware sicherstellen. Die SMUs sind Vierquadranten-Quellen und können als Quelle und Senke für Strom und Spannung arbeiten. Neben einer Präzisionsquelle beinhalten sie programmierbare Grenzwerte (Strom- bzw. Spannungsbegrenzung) für alle Bereiche, so dass sowohl die Bauteile, als auch die Messspitzen vor Beschädigungen aufgrund eines Durchbruchs bei den Bauteilen geschützt werden können. Die SMUs können bei der Einspeisung die Spannung und den Strom messen. Dadurch lässt sich sicherstellen, dass die Parameterberechnungen die wirklichen Bedingungen reflektieren und nicht einfach nur die programmierten Vorgaben.

Optionale Kapazität-Spannung (C-V) Einheit

Alle S530-Systeme können mit einem sehr schnellen Kapazitätsmessgerät für C-V-Messungen bis 2 MHz an einem beliebigen Pin ausgerüstet werden. Diese C-V-Einheit kann einen 10pF Kondensator bei 1MHz mit 3 % Genauigkeit messen.

Qualifizierte Produktion

Das Parameter-Testsystem S530 eignet sich für die Produktion durch seine Eigenschaften wie integrierte Diagnosefunktionen, Systemspezifikation bis auf die Ebene der Probe Card und die Konformität zu Industriestandards wie CE, SemiS2 und S8. Eine "Command Line" Steuerschnittstelle in ACS vereinfacht zudem die Anpassung auf kundenspezifische Schnittstellen oder Fertigungssteuerungen.

www.keithley.com/products/semiconductor/parametrictestsys


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