JJF(鄂) 109-2024 集成电路测试系统加载板校准规范

湖 北 省 地 方 计 量 技 术 规 范JJF（鄂）109—2024集成电路测试系统加载板校准规范CalibrationSpecificationforLoadboardofIntegratedCircuitTestSystem2024-05-14发布 2024-09-01实施湖北省市场监督管理局发布JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—2024JJF（鄂）109—2024集成电路测试系统加载板校准规范JJF（鄂）109—2024CalibrationSpecificationforLoadboardofIntegratedCircuitTestSystem归 口单位：湖北省市场监督管理局主要起草单位：中国船舶集团有限公司第七〇九研究所本规范委托中国船舶集团有限公司第七〇九研究所负责解释JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—2024本规范主要起草人：孙崇钧（中国船舶集团有限公司第七〇九研究所）刘倩（中国船舶集团有限公司第七〇九研究所）丁超（中国船舶集团有限公司第七〇九研究所）薄涛（中国船舶集团有限公司第七〇九研究所）张明虎（中国船舶集团有限公司第七〇九研究所）目 录引 言 （II）1 范围 （1）2 术语 （1）2.1加载板 （1）3 概述 （1）3.1用途 （1）3.2原理 （1）3.3结构 （1）计量特性 （2）外观及附件 （2）传输速率 （2）幅值衰减 （2）4.4误码率 （2）4.5上升时间 （2）校准条件 （2）环境条件 （2）校准用设备 （3）校准项目和校准方法 （3）校准项目 （3）校准方法 （3）校准结果表达 （7）复校时间间隔 （8）附录A测量不确定度评定示例 （9）附录B校准记录格式 （13）IJJF（鄂）109—JJF（鄂）109—2024IIII引 言JJF1071-2010JJF1001-2011JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》编制。本规范为首次发布。JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202411集成电路测试系统加载板校准规范范围本规范适用于集成电路测试系统加载板（以下简称“加载板”）的校准，也可用于新制备的加载板交付和验收时的性能验证。术语Loadboard集成电路测试系统测试通道口与被测集成电路引脚之间的连接电路，通常是以绝缘板为基材，切成一定尺寸，附有设计好的导电图。概述用途加载板能够实现集成电路测试系统输入/输出端口与被测集成电路的输入/输出引脚之间的互连，也能作为计量标准装置与被校准集成电路测试系统信息交互。原理1成电路测试系统内部总线到达测试系统的测试通道口弹簧针（ogoin，再通过加载板到达被测集成电路引脚（UT（Devicenderest）I/O。反之，信号从被测集成电路引脚到达加载板，通过集成电路测试系统内部总线到达信号比较模块。测试系统内部总线信号发射/比较模块结构测试系统内部总线信号发射/比较模块

11100010……

Pogopin DUTI/O被测集成电路被测集成电路加载板图1加载板工作原理示意图如图2所示，加载板通常安装在固定架（Stiffener）上以实现与测试系统的完全适配，待测芯片置于加载板中间位置，通过测试座（DUTSocket）与加载板中间过孔（PogoBlocks）连接，上下两排过孔位于两边位置，与集成电路测试系统测试头上的弹簧针连接，引出电源、数字信号、模拟信号等测试资源。JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202422图2加载板结构示意图计量特性外观及附件加载板外观应完好无损，无明显弯曲，无影响正常工作的机械损伤。传输速率a）传输速率范围：200Mbps～3.6Gbps；b）最大允许误差：±0.01%。幅值衰减a）信号幅值衰减范围：≤10dB；b）信号幅度范围：200mV～1V；c）最大允许误差：±2dB。误码率误码率范围：0～1×10-2。上升时间a）上升时间范围（10%～90%：＜1ns；b）最大允许误差：±120ps。注：加载板的具体量程、最大允差等技术指标以加载板生产厂家的说明书为准。校准条件环境条件环境条件及其要求如下：a)环境温度：15℃～30℃；b)相对湿度：30%～70%；c)供电电源：交流电压(220±22)V，频率(50±1)Hz；JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202433d)防静电等级：2级。校准用设备校准用设备应经过法定计量技术机构检定或校准，满足校准使用要求，并在有效期内。码型发生器（具有随机码型发生功能）1）合成随机码频率输出范围：100Hz～2GHz；2）最大允许误差：±1×10-5。高速示波器（具有眼图采集功能）1）幅值测量范围：200mV～1V2）幅值测量最大允差：±2%；上升时间范围：＜350ps；上升时间测量最大允许误差：40ps。探针台带宽：≥6GHz。接口适配器阻抗：50Ω±1Ω。校准项目和校准方法校准项目校准项目见表1。表1 校准项目一览表序号校准项目校准方法条款1外观和附件6.2.12传输速率6.2.23幅值衰减6.2.34误码率6.2.45上升时间6.2.5校准方法外观和附件通过目检或手动等方法对加载板的外观进行检查。被校准的加载板外观应完好无损，无明显弯曲，无影响正常工作的机械损伤。JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202444对加载板进行操作时，应采取防静电措施，如使用防静电手镯等，以避免静电对被校加载板及校准装置产生危害。传输速率校准传输速率校准的连接方式如图3所示。高速示波器pin I/O高速示波器被校加载板码型发生器 接口适配器 被校加载板码型发生器接口适配器探针台图3传输速率校准连接图校准步骤如下：将码型发生器和高速示波器分别连接到被校加载板的输入和输出端。被校加载板输入端通过弹簧针接口与码型发生器连接，安装接口适配器，将探针台上的探针定位到接口适配器的焊盘上并与高速示波器连接。对校准仪表按说明书要求进行预热，确定其工作在正常状态。50%200Mbps开始递增，一般为200Mbps、1Gbps、3.6Gbps，通过边界扫描方式对测量范围进行界定。用示波器采集输出波形，记录传输速率测量值并生成眼图。传输速率测量偏差按照公式(1)计算：f1fX1-fS1(1)式中：Δf1——被校信号传输速率偏差，bps；fX1——被校信号传输速率设置值，bps；fS1——被校信号传输速率测量值，bps。如图3所示，将眼图等效为一个六边形ABCDEF，根据上升时间、眼高、眼宽等FCAEBDFA的时间。如图4所示，将理想状态下传输信号的形状等效为眼图的外接矩形据信号的幅度、频率计算出该矩形面积，矩形的长为信号传输周期，图中表示为C’D’B’C’的距离。JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202455ABFCEABFCEDD’ C’图4眼图等效示意图按照公式(2)计算出眼图面积，计算方法如下：ee（eerHe

(2)式中：Weye——眼宽测量值，s；Heye——眼高测量值，V。Tr——眼图上升时间测量值，s；Seye——眼图面积，V⋅s。按照公式(3)计算出眼图外接矩形面积，计算方法如下：Srec=WrecHrec

(3)式中：Srec——眼图外接矩形面积，V⋅s；Wrec——标准源传输周期，s；Hrec——标准源幅值，V。将六边形以及矩形的面积的比值与给定的阈值进行比较，将眼图与其外接矩形面1/2作为眼图质量的判定条件，大于等于给定的阈值则可判断在此传输速率下通过加载板的信号质量是合格的，小于则不合格。a)~h)。幅值衰减校准幅值衰减校准的连接方式如图5所示。pin I/O被校加载板被校加载板接口适配器探针台码型发生器高速示波器图5幅值衰减校准连接图校准步骤如下：JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202466利用码型发生器跟随器功能将标准源信号分为幅值相等、相位相同的两路信号，将码型发生器和高速示波器分别连接到被校加载板的输入和输出端。被校加载板输入端通过弹簧针接口与码型发生器连接，输出端安装接口适配器，将探针台上的探针定位到接口适配器的焊盘上并与高速示波器连接。对校准仪表按说明书要求进行预热，确定其工作在正常状态。控制码型发生器输出占空比为50%数字信号，设置码型发生器参考中心频率为200Mbps、1Gbps、3.6Gbps，用示波器采集输出波形，数字信号的幅值每个量程至少选取三个校准点，测量两路信号波形的幅值，通过信号衰减对数比公式计算出幅值衰减程度。按照公式(4)计算信号的幅值衰减，计算方法如下：V20lg2(4)式中：Vm1——示波器CH1所采集到信号的峰峰值，V；Vm2——示波器CH2所采集到信号的峰峰值，V；ΔV——幅值衰减，dB。a)~d)。误码率校准误码率校准的连接方式如图5所示。误码检测仪pin I/O误码检测仪被校加载板码型发生器 接口适配器 被校加载板码型发生器接口适配器探针台图6误码率校准连线图校准步骤如下：将码型发生器和误码检测仪分别连接到被校加载板的输入和输出端。被校加载板输入端通过弹簧针接口与码型发生器连接，输出端安装接口适配器，将探针台上的探针定位到接口适配器的焊盘上并与误码检测仪连接。对校准仪表按说明书要求进行预热，确定其工作在正常状态。设置码型发生器时钟源参考中心频率为200Mbps、1Gbps、3.6Gbps，控制码型发1V(0V50%)JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202477长至少选取三个校准，一般为2×107-1、2×1015-1、2×1031-1的码型信号，由误码检测仪接收经过加载板后的信号，并给出误码率结果。1×10-2、1×10-7、1×10-11的误码；a)~d)。上升时间校准3校准步骤如下：将码型发生器和高速示波器分别连接到被校加载板的输入和输出端。被校加载板输入端通过弹簧针接口与码型发生器连接，输出端安装接口适配器，将探针台上的探针定位到接口适配器的焊盘上并与高速示波器连接。对校准仪表按说明书要求进行预热，确定其工作在正常状态。设置码型发生器信号上升时间为tr0，示波器测量快沿信号的上升时间为tr1，按照公式(5)计算信号的上升时间，计算方法如下：2 2tr tr1tr0(5)式中：tr——上升时间，s；tr0——快沿的上升时间，s；tr1——示波器所采集到快沿的上升时间，s。a)~c)。校准结果表达校准结果应在校准证书上反映，校准证书应至少包括以下信息：实验室名称和地址；进行校准的地点（如果与实验室的地址不同；证书或报告的唯一性标识（如编号，每页及总页数的标识；客户的名称和地址；被校对象的描述和明确标识；进行校准的日期；JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202488对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；校准环境的描述；校准结果及其测量不确定度的说明；如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对校准过程中被校对象的设置和操作进行说明；对校准规范的偏离的说明；校准证书和校准报告签发人的签名或等效标识；校准结果仅对被校对象有效的声明；未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。复校时间间隔建议复校时间间隔为1年。送校单位也可根据实际使用情况自主决定复校时间间隔。JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—202499A

测量不确定度评定示例A.1引言本附录以传输速率（3.6Gbps）、幅度衰减（200mV/3.6Gbps）和上升时间（1ns）校准的测量不确定度评定为例，说明加载板校准项目的测量不确定度评定的程序。由于校准方法和所用设备相同或近似，其他项目校准测量不确定度评定程序类同。A.2传输速率校准的测量不确定度评定A.2.1测量方法传输速率校准采用直接测量的方法，用示波器直接测量码型发生器输出占空比为50%的连续方波信号的频率值。A.2.2测量模型式中：

f1

fX1-fS1Δf1——被校信号传输速率偏差，bps；fX1——被校信号传输速率设置值，bps；fS1——被校信号传输速率测量值，bps。不确定度来源测量不确定度来源有以下3项：码型发生器发生频率的准确度；示波器测量频率的准确度；测量重复性。测量不确定度评定码型发生器发生频率的准确度uB1由码型发生器的说明书得知，输出3.6Gbps(1.8GHz)点时引入的不确定度分量3u 4.7103Hz。按B类评定，视为均匀分布，k ，u 2.7103Hz。3B1示波器测量频率的准确度uB2

1 B1JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—20241010由示波器的说明书得知，测量3.6Gbps(1.8GHz)点时引入的不确定度分量3B2 2 u 1.8103Hz。按B类评定，视为均匀分布，k ，u 1.0103HzA.2.4.3测量重复性引入的不确定度3B2 2 在相同条件下测量信号频率10次，测试点3.6Gbps(1.8GHz)。测量结果数据如下：表A.1传输速率重复性数据记录次数12345测量值（GHz）1.7999971.8000001.8000031.7999991.799998次数678910测量值（GHz）1.8000011.7999991.7999981.8000011.799999(xx)210i1 in1n实验标准偏差s(x(xx)210i1 in1n按A

sxsx5.6102Hzn合成标准不确定度nuui1Bi A2u2uc

2.9103Hz扩展不确定度c取置信概率p95%，则k2，Uku5.8103Hzc3幅度衰减校准的测量不确定度评定A.3.1测量方法幅度衰减校准采用直接测量的方法，用示波器直接测量码型发生器输出占空比为50%的连续方波信号的幅度值。A.3.2测量模型V20lg2式中：Vm1——示波器CH1所采集到信号的峰峰值，V；Vm2——示波器CH2所采集到信号的峰峰值，V；ΔV——幅值衰减，dB。不确定度来源测量不确定度来源有以下3项：JJF（鄂）109—JJF（鄂）109—20241111示波器测量直流电压的准确度；测量重复性。测量不确定度评定示波器测量直流电压的准确度uB1由示波器的说明书得知，测量200mV幅度的准确度为±2%。按B类评定，视为均3匀分布， ，3

1.2102V。测量重复性引入的不确定度uA在相同条件下测量信号幅值10次，测试点200mV/3.6Gbps。测量结果数据如下：表A.2信号幅度重复性数据记录次数12345测量值（mV）202.5200.6201.0204.5202.5次数678910测量值（mV）202.4204.0202.7203.5203.5(xx)210i1 in1n实验标准偏差s(x(xx)210i1 in1n按A

sxsx3.9104Vn合成标准不确定度nuui1Bi A2u2uc

1.2102V扩展不确定度cp95%，则k2，Uku2.4102A.4上升时间校准的测量不确定度评定cA.4.1测量方法上升时间校准采用直接测量的方法，用示波器直接测量码型发生器输出占空比为50%的连续方波信号的上升时间。A.4.2测量模型tr12tr12tr02式中：tr——上升时间，s；JJF（鄂）109JJF（鄂）109—20241212tr0——快沿的上升时间，s；tr1——示波器所采集到快沿的上升时间，s。不确定度来源测量不确定度来源有以下3项：示波器跳变时间；示波器分辨力；测量重复性。测量不确定度评定示波器跳变时间引入的不确定度分量uB1由示波器的说明书得知，示波器电压幅度测量误差为±2%，则测量上升时间时，10%90%，引入的时间测量变化约为32%B类评定，3视为均匀分布， ，示波器跳变时间引入的不确定度分量uB1=10ps。3示