当社は、大手企業向けの自動試験装置（ATE）ボードを製造した10年以上の経験があります。

自動試験装置（ATE）ボードは、半導体チップ試験プロセスで使用されます。ATEボードは、層数が40～60層以上に増加するにつれて複雑さが増しています。これらの設計は、高複雑性、高性能、高層数に焦点を当てています。

ATE PCB（自動試験装置プリント回路基板）は、非常に複雑なデバイスの試験に対する答えとなります！技術の進歩に伴い、信頼性を確保するために非常に複雑なデバイスを試験することが不可欠になっています。これを効果的に行う方法は、自動試験装置プリント回路基板またはATE PCBを提供することです。これは、大規模なテストシステムを試験する効率的な方法として機能します。

ATE PCBに関しては、小さなエラーでも金銭的損失だけでなく、市場投入までの時間の損失につながる可能性があります。したがって、ATE PCBプログラムマネージャーは、従来のPCBを超えた専門スキルを持つことが不可欠です。

当社の作業スタッフは、最も複雑なATE PCBボード製造を効率的に完了するための数十年のノウハウと経験を持っています。KKPCBでは、業界が提供する最高かつ最も効果的なATE PCB製造を入手できます。無料相談についてはお問い合わせください。

切断されていない、パッケージ化されていない半導体の試験に使用され、ダイの電気試験を実行します。PCB BGAピッチは通常0.3mm以上で、ピッチが0.3mm未満の場合は、インターポーザーとMLOアダプターボードを使用してプローブカードに接続する必要があります。インピーダンス制御および表面平坦性が高度に要求されます。

特定の動作環境と時間下でパッケージICのエージング試験を実行し、信頼性を検証するために使用されます。BGAピッチは通常0.4mm以上で、超高熱性能を持つポリイミド材料を使用しています。

バーンインボードは、バーンインプロセスにおいて治具として機能するプリント回路基板です。バーンインボードは、ASIC信頼性試験プロセスの一部として使用され、その間にコンポーネントにストレスを加えて故障を検出します。バーンインボードは、試験対象のASICを収容するソケットで構成され、試験中の高温に耐えるように設計されています。

切断、ダイアタッチ、ワイヤボンディング、プラスチックパッケージを経て、ウェハはエポキシ樹脂または他の材料でパッケージ化され、ICになります。その後、ATEマシンが電気試験を実行して良否を検証します。BGAピッチは通常0.35mm以上です。インピーダンス制御。

ロードボード（LB）は、テスター（ATE）と被試験デバイス（DUT）間の機械的および電気的インターフェースとして機能する必須のカスタムメイドPCBです。ロードボードは明確に定義された物理的寸法を持ち、テスターに完全に適合する必要があります。これはASICテストソリューション全体の一部であり、ASICテスト仕様書に指定される必要があります。画像はソケットとスティフナーを備えたロードボードを示しています。

一般的に、LBは2つのインターフェースで構成されています。1つのインターフェースはテスターのハンドラユニットへの上向きです。ハンドラは、トレイからDUTを取り出してソケットに配置する自動ピックアンドプレースユニットです。2番目のインターフェースはテスターのポゴピンへの下向きです。これらはテスターをDUTに電気的に接続するテスターIOポートです。

ロードボードは、テスターとデバイス間のインターフェースとして電気的特性を評価する目的で使用されます。主な性能は、ボードの電気的特性の分析です。

ロードボード設計では多くの要因が考慮され、その1つが電源ルーティングです。DUTが必要とする各電源電圧に個別の電源プレーンを割り当てることが良い慣行です。たとえ2つ以上の電源が同じ公称電圧に接続される場合でもです。これには2つの利点があります。

• 電源間のノイズ耐性
• 後で各電源を異なる電圧に割り当てる能力。

出力監視のために各電源プレーンにできるだけDUTの近くにセンスラインを追加することも役立ちます。各電源プレーンとグランドプレーン間にデカップリングコンデンサを配置して、電源ノイズを低減します。コンデンサの値は、DUTの動作周波数に基づいて選択する必要があることに注意してください。

信号ルーティングは、ロードボードの設計におけるもう1つの考慮事項です。信号プレーン上に電源プレーンを重ねることは避けてください。DUT信号には2つのタイプがあり、ロードボードでの処理に関するガイドラインは異なります。最初のタイプである低速デジタル信号は、ロードボード設計に関してそれほど要求されません。デジタル信号は同じプレーンを共有できますが、独自のプレーンを持つ必要があります。トレースの長さは同じである必要があります。

DUT信号の2番目のタイプは、高性能信号です。この信号タイプは、測定に高性能計測器を必要とします。これらの信号の速度と精度はATEでは処理できないためです。DUTをロードボードに接続するケーブルの長さはできるだけ短くしてください。混合信号の並列配線も避けて、ノイズ結合を防ぎます。言うまでもなく、高性能信号には独自の信号プレーンが必要です。

ロードボードには、テストサイトに配線されるケーブル用のコネクタが必要です。高速アプリケーションでは、一般にSMAおよびSSMBコネクタが使用されます。より高い帯域幅のアプリケーションでは、SMAコネクタを使用する方が適しています。このネジ式コネクタは、プッシュ/プル式コネクタであるSSMBコネクタよりも大きく、より高い帯域幅用に設計されているためです。SMAはロードボード上でもより頑丈で、より大きな機械的ストレスに耐えることができます。

デカップリングコンデンサは、できるだけDUTの近くに、できればソケットの直下に配置する必要があります。AC結合コンデンサと終端抵抗も同様に、できるだけDUTの近くに配置する必要があります。ロードボードには表面実装部品の使用も推奨されます。ロードボードに使用される電源は、ボード上のすべてのリレーに電力を供給するのに十分な電力を持つ必要があります。

半導体ロードボードは、IC生産品質管理の重要な部分です。ロードボードは、電流、電圧、電力などのいくつかのパラメータを測定するためにICに一連の電気接続を提供するため、複雑な設計になることがよくあります。さらに、ロードボードは高速信号伝送をサポートする必要があることが多く、信号損失とクロストークを最小限に抑えるためにトレースの慎重なルーティングが必要です。

ロードボードは、多くの場合、特定のデバイスまたはデバイスグループにカスタマイズされます。そのため、完全ですぐに使用できるロードボードは通常、既製品として入手できません。新製品用のロードボードを入手する通常の方法は、設計および製造を依頼することです。したがって、ほとんどのテストエンジニアリンググループは、ロードボードの設計と製造にある程度の専門知識を持っています。

ロードボードは、テストソケットまたはハンドラインターフェースを備えたPCBと、ロードボードのテスト回路を構成するさまざまなコンポーネント（IC、抵抗、コンデンサ、インダクタ、リレー、コネクタなど）で構成されています。ロードボードPCBの一般的なラミネートは、FR4（難燃性4ガラス繊維）です。ロードボードPCBの層数も、設計の複雑さによって異なります。複雑なデバイス用の一部のロードボードは、20層以上になることもあります。

ロードボードの設計上の考慮事項は、他のPCBと同様です。電源分配、クロック信号ルーティング、高速信号ルーティング、信号完全性、配線長など、すべての設計ルールがここでも適用されます。場合によっては、特にRF信号性能を確保するために、電気シミュレーションを実行することが賢明です。

レイアウトが順次完了した後の次の段階は、もちろんボードサービスの製造/製作と、さまざまなパッシブまたはアクティブコンポーネントおよびソケットを備えたボードの組み立てです。

We always recommend building 2 boards instead of just one because we use the 2^nd board as a backup in case there is a failure in the 1^st board. These type of failures can stop an entire production line, therefore to lower the risk of delays in production and shipping you may want to consider having a backup LoadBoard. LoadBoard fabrication and assembly could take up to 8-10 weeks depending on the design complexity.

ロードボードはASICテストソリューションに欠かせない部品です。生産上の問題を最小限に抑えるために、堅牢でありながらシンプルな設計にし、可能であれば1枚をバックアップとして保管しておいてください。

理想的なロードボードは、DUTのテストプロセスに歪み、ノイズ、遅延、エラーを一切もたらしません。つまり、理想的なロードボードとは、まったく存在しないかのように、すなわちDUTがATEに直接接続されているかのように感じられるものです。この理想にできるだけ近いロードボードを実現することが、ロードボードを設計するすべてのエンジニアにとっての課題です。

• • エポキシプローブカード、ブレードプローブカード、特殊プローブカード。
  • デバイスインターフェースボード
  • ハンドラインターフェースボード
  • プローバインターフェースボード
  • ロードボード
  • ベンチボード
  • 評価ボード

• リファレンスボード
• アダプタカード
• バーンインボード

すべての主要なテストボードおよびATE ICテストシステムのお客様に対して豊富な経験を持っています。当社はさまざまなPCB設計要件の下でATE用PCBボードを製造してきた長い経験があり、高歩留まりの製造ソリューションを提供することができます。

経験豊富な専門メーカーが採用するATE PCB製造プロセスにより、正しいPCBが初回で予定通りに納品されることを保証します。

バーンインは、通常使用前にコンポーネントに対して行われるプロセスであり、コンポーネントにストレスを与えて故障を検出し、コンポーネントの信頼性を確保します。

PCBバーンインプロセスは通常125ºCで行われ、サンプルに電気的励起が印加されます。このプロセスは、サンプルが搭載されるバーンインボードを使用することで促進されます。これらのボードはその後、バーンインオーブンに挿入され、オーブン温度を125ºCに維持しながらサンプルに必要な電圧を供給します。印加される電気バイアスは静的または動的のいずれかです。

バーンインテストは、PCBメーカーが新しいボードが過度の使用や熱にどの程度耐えられるか、またこれらの要因が機能エラーにつながるかどうかを分析するのに役立ちます。各ボードは特定の電流および内部・外部温度パラメータ内で動作します。バーンインテストは、これらのボードを通常故障するポイントまで追い込み、これらの問題が発生するかどうかを確認します。

バーンインテスト中、技術者はプロトタイプボードに電流を流し、高温環境に保持しながらボードのファームウェアを動作させます。これは通常48時間から168時間の間行われます。その後、メーカーはボードの機能性を検査し、どのような問題が発生したか、コンポーネントやファームウェアが故障したかどうかを確認します。デバイスの使用初期に欠陥が発生した場合、それを検査および修正する十分な時間が得られます。

メーカーは主に2種類のバーンインテストを使用しています：静的および動的です。それぞれ異なるストレッサーを提供し、ボードの意図する用途に応じて必要となります。

静的バーンインは、より安価で迅速なオプションであり、通常は熱または電圧の単一基準に対してボードをテストします。テスターは温度制御された環境でコンポーネントからコンポーネントへボード全体にプローブを走らせます。テストチャンバーが必要な温度に達すると、プローブは選択された電圧で各コンポーネントに定常電流を流します。

このテストの目的は、極端な温度への継続的な暴露または段階的な暴露の結果を検査することです。静的テストは、温暖な気候で保管されるボードや、安定した高温で動作する機械に最適です。各コンポーネントはこの暴露の影響を判断するためにテストされ、エラーや欠陥が発生した場合に交換できるようにします。

静的バーンインテストと同様に、動的試験ではテストチャンバーを所望の温度に設定し、各コンポーネントに電流を流します。動的テストの主な違いは、コンポーネントが各要素に入力信号も送信することです。これにより、コンポーネントを電圧および温度耐性に対してテストし、テスターがこれらがコンポーネントの機能性に与える影響を確認できるようにします。

動的テストは、極限環境や大きな負荷の下で動作するボードに最適です。これらの試験は、後のテストの前に除去する必要がある誤動作コンポーネントを発見し、他のエラーを削減します。また、テスターがファームウェアがどの程度影響を受けるかを確認できるようにします。

テストの種類に関係なく、理想的には、信頼性の高い結果を確保するためにバーンインテストを複数回実施することをお勧めします。これらの検査は時間の経過に伴うエラーの可能性を調べるため、最長の時間枠で最良の結果が得られます。

バーンインボードは高品質の材料で作られています。125ºCに達するオーブンテストに耐えるために、特別なバージョンのFR4が使用されます（High Tg FR4）。250ºCまでの温度にはポリイミドが使用され、300ºCのより高い温度にはより高グレードのポリイミドが使用されます。

バーンインボードの設計は、一般的なPCB設計ガイドラインと似ていますが、いくつかの追加要素があります。最も重要な考慮事項の一つは、バーンインボードとテストソケットに可能な限り高い信頼性と品質を選択することです。被試験デバイスより先に故障するような事態は避けたいものです。すべてのアクティブ/パッシブ部品およびコネクタは高温要件に適合し、すべての材料と部品は高温および経年劣化要件を満たす必要があります。

ロードボード設計では多くの要素が考慮されますが、その一つが電源配線です。DUTが必要とする各電源電圧ごとに個別の電源プレーンを割り当てることが推奨されます。たとえ二つ以上の電源が同じ公称電圧に接続される場合でも同様です。これには二つの利点があります：1) 電源間のノイズ耐性、2) 後で各電源を異なる電圧に割り当てる柔軟性です。出力監視のために各電源プレーンにDUTのできるだけ近くまでセンスラインを追加することも有効です。各電源プレーンとグランドプレーンの間にデカップリングコンデンサを配置して電源ノイズを低減してください。コンデンサの値はDUTの動作周波数に基づいて選択する必要があることに注意してください。

信号配線もロードボード設計におけるもう一つの考慮事項です。信号プレーンの上に電源プレーンを重ねることは避けてください。DUT信号には二つのタイプがあり、ロードボードでの取り扱いガイドラインはそれぞれ異なります。

第一のタイプである低速デジタル信号は、ロードボード設計においてそれほど多くの要件はありません。デジタル信号は同じプレーンを共有できますが、専用のプレーンを持つべきです。トレースの長さは同一にする必要があります。

第二のタイプのDUT信号は高性能信号です。この信号タイプは測定に高性能計測器を必要とします。これらの信号の速度と精度はATEでは処理できないためです。DUTとロードボードを接続するケーブルの長さは可能な限り短くしてください。また、ノイズ結合を避けるため、異なる信号の並行走線も避けてください。言うまでもなく、高性能信号には専用の信号プレーンが必要です。

ロードボードにはテストサイトまで延びるケーブル用のコネクタが必要です。高速アプリケーションでは一般にSMAおよびSSMBコネクタが使用されます。より高い帯域幅のアプリケーションにはSMAコネクタの使用が適しています。このネジ式のコネクタはプッシュ/プル式のSSMBコネクタよりも大きく、より高い帯域幅向けに設計されているためです。SMAはロードボード上でもより頑丈で、より大きな機械的ストレスに耐えることができます。

デカップリングコンデンサはDUTのできるだけ近く、望ましくはソケットの直下に配置する必要があります。AC結合コンデンサと終端抵抗も同様にDUTのできるだけ近くに配置してください。ロードボードには表面実装部品の使用も推奨されます。ロードボードに使用する電源は、ボード上のすべてのリレーに通電するのに十分な電力を持つ必要があります。

適切に設計されたLBは電子的に「見えない」存在であり、DUT信号に歪みや遅延を一切もたらしません。ロードボードはテスタで実行されるすべてのテストをサポートでき、将来のテスト（例えば、クアッドパラレルテストをサポートするためのテストソリューションの拡張）にも対応できる十分な柔軟性を持つべきです。

実際、多くのテストエンジニアはLB上にアクティブ部品を一切搭載せず、ASIC機能をサポートするために必要なパッシブ部品のみを搭載するよう努めています。ロードボードを簡素化する傾向は、生産ラインを停止させる可能性のある生産段階での故障の確率を低減する必要性から来ています。ロードボードが複雑になると、バグ修正にかかる時間が増加します。

異なるテスタ（ATE）は異なるLBサイズを必要とします。しかし、すべてのロードボードは同じ要素で構成されています：

• DUT ASIC用ソケット
• テスタ用インターフェースパッド
• 補強材 – 機械的強度の追加
• DUT要件に応じた一部の部品（R、Cなど）
• デバッグ段階用のコネクタ

場合によっては、インターフェースボードとしての役割に加えて、LBはオンボードテスト機能（例えばFPGAなど）を含むこともあります。テスタ単独ではサポートできない特定のテストタスクは、LB上で直接実行できます（ループバックなど）。

ほとんどどのレイアウトまたはPCBエンジニアでもロードボードを設計できます。テストとロードボードの概念に関する一般的な理解以外に特別な要件はありません。LBは通常RF4材料で作られ、通常非常に厚く、20層以上で構成されます。

ロードボード設計の考慮事項は他のPCBと同様です。電源分配、クロック信号配線、高速信号配線、信号整合性、配線長、これらすべての設計ルールがここでも適用されます。場合によっては、特にRF信号性能を確保するために、電気シミュレーションを実行することが賢明です。

レイアウトが順次完了した後の次の段階は、もちろんボードサービスの製造/製作と、各種パッシブまたはアクティブ部品およびソケットを含むボードの組み立てです。

私たちは常に1枚だけでなく2枚のボードを製作することを推奨しています。1枚目のボードに故障が発生した場合に2枚目をバックアップとして使用するためです。この種の故障は生産ライン全体を停止させる可能性があるため、生産と出荷の遅延リスクを低減するためにバックアップロードボードの用意を検討されることをお勧めします。ロードボードの製作と組み立ては、設計の複雑さに応じて最大8〜10週間かかる場合があります。

ロードボードはASICテストソリューションの不可欠な部分です。生産上の問題を最小限に抑えるために堅牢かつシンプルな設計を行い、可能であれば1枚をバックアップとして保管してください。