T2000 SiP测试方案介绍

时间：2024-09-03

过海夏

(爱德万测试（苏州）有限公司上海分公司，上海201102)

1 SiP技术的简介

系统集成封装SiP(System-In-Package)是指将一个电子功能系统，或其子系统中的大部分内容，甚至全部都安置在一个封装内。SiP系统通常是功能比较完整的系统，或子系统。

相对于SoC，SiP由于可以灵活地采用已有的封装进行集成，甚至可以进行3D堆叠，大大简化了产品的设计，增加了设计的灵活性，同时设计周期可以大大缩短，功能器件也可以有了选择的余地。由于信号传输距离缩短，电磁干扰亦可有效地屏蔽掉，所以系统性能显著提高。

总括起来SiP系统封装的优势在于：

●功能更多；

●功耗更低；

●性能更优良；

●成本价格更低；

●体积更小重量更轻。

因此SiP系统集成封装越来受到市场的青睐，应用越来越广泛(图1)，在医疗电子、汽车电子、功率模块、图像感应器、手机、全球定位系统、蓝牙等方面应用越来越多。

图1 SiP的发展趋势

2 SiP的测试要求

随着国内诸如搭载CMMB等功能多媒体手机、MP4/5等移动手持消费类电子产品的快速发展，加入了无源器件、射频器件、MEM、以及多个子系统高度集成的SiP产品技术发展迅猛，对IC设计、封装、以及测试都提出了新的要求和挑战。

在测试领域，针对SiP的特点，需要确保以下三个方面(图2)：

●装配之前，确保各个die/chip的功能和性能的完整性。

●装配之后，确保芯片的连接性(包括外部引脚以及内部各个die之间)

●装配之后，确保芯片整体上的功能和性能。

图2 SiP的测试重点

结合实际ATE的测试，SiP就需要测试机台能支持/满足芯片内部各种die的测试要求。也就是我们所谓的测试资源完整性。由于SiP芯片的功能与应用有相当的复杂性和多变性，因此对ATE所能提供的资源也就有了较高的要求。ATE本身必须要具备测试各种不同功能模块的能力，包含对逻辑、模拟、MEM，高速/高频的测试能力，以便能对SiP芯片的不同测试需求。

图3为某款W－CDMA芯片的示意图。在一块芯片上集成了数字处理die、数/模转换die、储存单元(MEM)die以及一些接口IF等，在测试此类芯片时候就要求测试机具备能测试逻辑，模拟(A/D)、memory以及高速信号的资源。

图3 某款W－CDMA芯片示意图(SiP)

与此同时测试系统的每个测试通道最好有自己的独立作业能力，以便能够灵活运用在各种不同的测试功能上，为客户提供多种测试方案。

其次测试成本也是一个不可忽略的因素。现今市场竞争激烈，芯片开发商对成本与市场价格相当敏感，更好的成本控制无疑能提高芯片的竞争力。随着芯片技术的日趋完善，采用更大尺寸的wafer以及制作更小尺寸的芯片，是芯片的必然趋势。但同时测试所占的成本比例却在不断提高(图4)。因此降低测试成本也越来越成为芯片开发商关注的焦点之一。对于选择ATE测试机台而言，在资源满足要求的前提下，更高的同测数，更高的资源密度以及更高的性价比，无疑将是最佳的选择。

图4 测试成本的比率

再次，测试的开发周期以及准确的调试反馈(也就是测试机台的软件环境)也是需要考虑的因素。在保证测试质量的前提下，迅速的测试方案制定，快速的测试程序编写，迅捷的online调试以及及时准确的测试反馈，到最终的量产测试。更短的测试开发周期，就意味着更多的市场份额。准确的芯片功能信息，良率分析，Scan定位。。。。更多的测试反馈信息，能帮助设计/测试人员在更短的时间内找出设计/线路上的问题。

3 基于T2000的SiP测试方案介绍

T2000是爱德万测试(ADVANTEST)基于开放式模块化的一种全新概念的Soc芯片测试平台。它采用了世界首创的完全开放的构架,从真正意义上实现了扩展性、灵活性以及经济性。

T2000测试系统由各种不同功能的软硬件模块(Module)组成，也就是所谓的模块化架构。这种构架的优点在于：

●系统灵活，拥有持续升级的可能性。

●方便硬件更换和升级，测试系统升级配置时的投资达到最小化。

●减少人力成本，升级后沿用同一平台/环境，测试人员可以很快熟悉新(配置)系统。

这种针对多样化的产品群体，具有可以灵活应用的模块化结构的测试系统可以利用相同的技术环境，实现产品开发方面的高性能化及批量生产方面的低成本化。通过不同级别模块的开发，扩大技术解决能力，同时有效地缩短开发时间。

针对SiP的芯片级互连技术特点，T2000提供了不同的模块来对应SiP中各个die/芯片的测试以及最终SiP整体的测试要求，提供了在一个测试平台上完成各种测试的高效低成本整体解决方案。

目前来看，我们把SiP内部的die分大致为(图5)：数字部分 (比如DPS)，存储部分 (比如内嵌Flash)，模拟部分(比如 video，audio，ADC)，射频部分(比如RF tuner)以及高速部分(主要为高速IO接口)。针对以上 SiP内部集成芯片/die，ADVANTEST的T2000提供了以下相对应的测试模块。

图5 SiP内部功能die一种分类方式

3.1 数字测试模块（Digital Test Modules）

――针对SiP的数字、高速接口、MEM部分

数字模块主要包括800MDM和250MDMA以及6.5GDM。从250Mbps～6.5 Gbps全面覆盖数字信号低中高测试需要。

●800MDM模块：频率最大可达800Mbps，提供了多达128 Pin/模块的业界最高pin密度，能为内嵌Flash测试提供高电压输出。涵盖从低速数字信号到DDR2 I/F的应用。

●250MDMA模块：同样为128 Pin/模块，能为内嵌Flash测试提供高电压输出，并具有内嵌的Histogram硬件引擎。主要面向一般(<250Mbps)数字应用。为对于数字频率要求不高的芯片测试提供更高的性价比。

●6.5GDM模块：专门针对高速接口，提供8对差分输入pin+输出pin，最大测试频率可达6.5Gbps,能完全覆盖目前高速数字接口的测试需求。

3.2 混合/模拟模块(M ixed/Analog Modules)

――针对SiP的混合信号部分

混合/模拟模块主要包括BBWGD模块，AAWGD模块以及PMU32模块。从提供24bit的高精度分辨率(AAWGD模块)到400Mbps的发生率(BBWGD模块)(图6)，这些模拟模块的测试指标覆盖了目前主流混合信号的测试要求,例如HDTV，3G-BaseBand。

●BBWGD模块：提供8CH AWG(任意波形发生器)＋8CH DGT(波形采样器)，发生/采样精度为16bit，AWG 发生率为 400Mbps(Max)，DGT 采样率256Mbps(Max)。采样带宽最高可达300MHz。并内置FFT硬件引擎。主要面向视频、基带、数字电视等高速应用领域的测试。

●AAWGD模块：提供8CH AWG(任意波形发生器)＋8CH DGT(波形采样器)，AWG 精度为 24bit。采用过采样以及数字滤波技术，DGT的精度可以达20bit。主要面向高精度音频应用领域的测试。

●PMU32模块：每模块提供32CH，采样率为16bit/200ksps，能提供40V的电压范围和200mA的电流范围，可用于AD/DA的线性度测试，模拟信号的参考电压以及电源供应等多种用途。

图6 模拟模块的应用领域

3.3 射频测试模块（RF Modules）

――针对SiP的射频部分

T2000射频模块为12GWSGA模块，可以为目前主流的RFIC提供高效低成本的测试解决方案。

●12GWSGA模块：每个模块有独立的四路测试通道，每路通道提供一个矢量信号发生器(VSG)，一个矢量信号分析仪(VSA)，及一个矢量网络分析仪(VNA)，并且通过高精度的电子开关复用成4个IO射频端口和4个O射频端口，整个模块共有32个射频端口，VSA最高测试频率为12 GHz,测试带宽为40MHz,T2000最多可以插入4块12GWSGA模块，可升级到128个射频端口。

T2000的射频测试模块-12GWSGA是为多频带，M IMO及复杂的RFIC的测试开发的，完全满足了802.11n以及LTEM IMO芯片的测试。