Soluzioni per il collaudo dei dispositivi automotive

Dopo due anni veramente difficili, in cui la riduzione degli investimenti da parte dei principali produttori di dispositivi a semiconduttore ha pesantemente ridimensionato il mercato, i produttori di sistemi Ate cercano di riposizionarsi strategicamente e di diversificare l'offerta per riuscire a riguadagnare terreno; le recenti numerose acquisizioni e fusioni hanno consolidato la situazione lasciando un numero ridotto di protagonisti di rilevanti dimensioni: Teradyne, dopo l'acquisizione di Eagle Test Systems e di Nextest Systems nel 2008, Verigy, (ex Agilent Technologies) con l'acquisizione di Inovys nello stesso anno, il gruppo nato dalla fusione tra Credence e LTX e che raccoglie anche l'eredità di SZ e di NPTest (ex Schlumberger) e Advantest, l'azienda giapponese che proprio da Credence ha rilevato le attività europee, localizzate in Germania ad Amerang. Ora questi stessi protagonisti provano a innovare le linee di prodotti per essere pronti a rispondere alle future esigenze dei clienti; i segmenti applicativi più importanti sono storicamente quello delle memorie, sia Dram che Flash così come, su una scala temporale più lunga il settore dei circuiti RF e quello dei dispositivi per le applicazioni in ambito automobilistico. Proprio su queste ultimi si è concentrata Advantest che ha diversificato la propria famiglia di punta, quella dei tester T2000 con nuove soluzioni modulari.

Un Ate riconfigurabile
Il sistema T2000, è un Ate basata sullo standard Openstar di STC (Semiconductor Test Consortium), che può essere riconfigurato in modo relativamente semplice e che proprio per questo permette di ridurre il costo complessivo dell'investimento per gli utenti aumentando anche la durata in vita dell'apparato anche ben oltre i 5 anni tipicamente considerati per un Ate convenzionale. Nato soprattutto come Ate per dispositivi SoC e molto apprezzato dai clienti propria per la sua versatilità e modularità, il T2000 può essere messo in servizio con varie opzioni scegliendo tra tre diversi tipi di mainframe (SP, MS e LS), due varianti di testa di collaudo da 26 o 52 slot e vari elementi tester, digitali, a segnali misti, RF, Uwb. In funzione del numero di canali sull'oggetto da testare, la piattaforma permette ad esempio il collaudo in parallelo di 64 o più componenti, con una sensibile riduzione dei costi di collaudo.

Competenze nel collaudo di componenti automotive
La versione più recente è il risultato dell'apporto delle competenze nel settore del collaudo di componenti automotive maturate proprio ad Amerang. In questo caso si tratta di collaudare componenti che quasi sempre integrano circuiteria di potenza (bipolare) insieme a blocchi Cmos e Dmos, utilizzati per realizzare microcontrollori, Dsp e memorie. Questo tipo di dispositivi non è solo tipico delle applicazioni automotive ma è comunemente utilizzato anche in apparati medicali e nelle applicazioni industriali o nell'elettronica di consumo, quando è necessario sia controllare dei segnali che comandare attuatori e motori. La peculiarità del collaudo di questi componenti è che il sistema Ate deve essere in grado di verificare con la stessa efficienza la circuiteria digitale e quella analogica, eseguendo misure sostanzialmente diverse e riguardanti variabili che possono cambiare anche di alcuni ordini di grandezza: dalle verifiche sulla trasmissione dati (velocità fino a oltre 100 Mbps), a quelle di protezione dei canali e alle misure sul corretto funzionamento in lettura e scrittura delle memoria, per poi passare a misure di correnti di perdita e a verifiche sul funzionamento della logica bipolare, dove le tensioni in gioco possono arrivare anche fino a 80 V, con impulsi di corrente (fino a 10 A) e con l'esigenza di eseguire misure analogiche di precisione.

Il collaudo in parallelo
In realtà l'esecuzione di collaudi di questo tipo non presenta particolari difficoltà, ma la vera efficacia dell'Ate si evidenzia nella possibilità di realizzare tutte le misure necessarie senza dover modificare ogni volta gli apparati e con un tempo di ciclo il più possibile ridotto, sfruttando cioè per quanto possibile il collaudo in parallelo di più dispositivi. Proprio in questo eccelle l'architettura multifunzionale del T2000: moduli MMXH / MMXL rispettivamente da 32 o 64 canali per collaudo a segnali misti, moduli MFHP di alimentazione floating in grado di fornire i livelli di tensione e corrente necessari, moduli MPCM per la commutazione a matrice dei canali di alimentazione verso i terminali dei dispositivi da collaudare, moduli GPWGD per la generazione dei segnali digitali.
Se la multifunzionalità e il numero di canali disponibili in parallelo riduce i tempi di test (e quindi i relativi costi unitari) la flessibilità del sistema è garantita anche dalla versatilità della scheda di interfaccia verso i dispositivi da collaudare, che offre un'area maggiore per zoccoli e connettori, permettendo di montarne fino a 16 zoccoli, anche per i package più voluminosi. Come ha sottolineato Georg Linner, direttore R&D di Advantest Europe durante la presentazione del T2000 IPS "L'investimento in un sistema di collaudo è comunque rilevante e la richiesta pressante dei clienti è che il sistema garantisca una produttività adeguata, proprio come il nostro T2000. Nel caso particolare dei tester utilizzati da chi produce componenti per il settore automotive è altrettanto importante garantire un ciclo di vita molto lungo (10 anni e oltre) e la continuità delle prestazioni. In questo senso Advantest è impegnata a fornire anche un servizio assistenza costante e di alto livello".


FB3000 per la litografia EBeam
Non solo Ate per Advantest. Da alcuni anni infatti, l'azienda giapponese propone anche un sistema per la litografia a fascio elettronico (e-beam) per la scrittura diretta delle singole aree di resist nella realizzazione dei circuiti integrati. Come ha sottolineato Massimo Chiappetta, manager di Advantest Italia, con la crescente diffusione dei SoC e la progressiva diversificazione di molti circuiti integrati a scapito dei volumi complessivi per singolo componente, il costo delle maschere per la litografia tradizionale può essere troppo pesante. L'alternativa è la soluzione e-beam che permette di raggiungere eccellenti livelli di miniaturizzazione e massima flessibilità dei processi. Il sistema F3000 di Advantest può realizzare geometrie fino a 65 nm e oltre, su wafer da 300 mm: Oltre a garantire un'eccellente accuratezza di posizionamento e di controllo dimensionale, il sistema F3000 dispone ora anche di librerie sviluppate specificamente dall'azienda statunitense D2S che ha una tecnologia proprietaria di Dfeb (Design for e-beam) di maschere. In sostanza si tratta di maschere corrispondenti a una libraria di standard cell ognuna delle quali avrà il proprio corrispondente diretto tra gli stencil del sistema EbDW F3000 e quindi potrà essere disegnata direttamente sul wafer, in un'unica operazione con notevoli risparmi di tempo e maggiore efficienza.


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