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用于高速数字测试的90 GHz多同轴互连

2021年10月13日

年代半导体集成电路是复杂电子电路的关键元件。在无数的技术应用中,这些小型的处理、控制和存储组件帮助我们应对这个时代的巨大挑战。社会和经济的数字化转型等全球趋势需要能够处理更高数据速率的高度集成ic。为了支持半导体行业的这种发展速度,测量系统也必须将其功能扩展到更高的频率。

半导体、汽车和移动通信行业是互连的技术驱动因素,因为它们正在创造使用e波段频率的应用程序。60 - 90ghz之间常见的应用实例包括使用雷达进行主动巡航控制的高级驾驶辅助系统、用于400G以太网的PAM4高速数据标准以及用于移动通信的5G和6G基础设施。

针对这些趋势,HUBER+SUHNER为高速数字测试(HSDT)市场开发了精密多同轴测试解决方案。MXPM90可靠地测量从DC到90ghz的信号,同时只占用很小的电路板空间。MXPM90的宽带覆盖和高信号完整性都是多同轴连接器系统强度的先决条件,该系统提供了从DC到90ghz的几乎理想的互连。

高频率,高数据速率

图1

图1从PCB到MXPM系统的典型转换的TDR测量。

当数据速率为112 Gbps的新一代集成电路完成设计模拟后,将在晶圆上制造,并使用晶圆探测进行第一次电气测试。然后,晶圆被切割,各个ic被封装并安装在印刷电路板(PCB)上进行评估。原型的台式测试需要一个设置和测试系统,以保证准确和可重复的测量。从测试系统到IC的互连必须是透明的,即具有低插入损耗、低驻波比和通道之间的紧密相位匹配,以及在系统的全工作带宽上性能一致。开云体育官网登录平台网址在整个安装过程中,当连接器插拔时,测量必须是可重复的。互连的尺寸也很重要,即测量系统可以多接近IC,以尽量减少PCB上的线损。这些是设计测试设置及其互连时的关键考虑事项。

为了满足这些要求,HUBER的MXPM90+SUHNER由一个PCB插座组成,优化了低干扰信号传输,以及单个互连电缆组件,电气和机械稳定,但仍然表现出出色的灵活性。该组合提供了从PCB到测量系统或到另一个PCB连接器的90 GHz连接。休伯+SUHNER内部生产连接器和专有电缆,优化它们以实现兼容。

MXPM90断口组件有1毫米连接器,设计用于110 GHz,完整的组件指定为90 GHz。前代MXPM70使用1.85 mm连接器,其最高频率为70 GHz。通常情况下,PCB上的磁道在毫米波频率下有很高的插入损耗,因此设计目标是最小化磁道长度并尽快进入同轴结构,这意味着连接器应该位于IC附近。为了最小化这一距离,MXPM90相邻通道之间的中心到中心间距短为2.54 mm。开云体育官网登录平台网址

信号的完整性

MXPM90提供90 GHz的优良信号完整性,最大限度地减少噪声、反射、失真和损耗。图1显示了从PCB到MXPM电缆组件的典型阻抗转换的时域反射(TDR)响应。PCB信号走线(图中为2)与w为共面线0.28毫米和间隙0.2毫米制作在5毫米厚的罗杰斯3003基板上εr3.

图2

图2插头循环测试设置。

图中所示的评估板上的信号迹线具有大约48的阻抗Ω的容忍度±5Ω由于制造的变化。它结束在一个着陆垫的内部导体销的MXPM出版社。低阻抗,因此电容行为,垫是补偿与收缩的信号轨道。TDR图中的偏转显示了MXPM电缆组件的电气不连续性。最高的值,同时也带来了最高的不确定性,是在过渡到Multiflex-53电缆时,其阻抗约为49.5Ω的容忍度±2Ω从制造过程。针对高频性能进行优化,最大纹波为2.5Ω

单个互连组件的通道之间的相位匹配的电气长度公差仅为开云体育官网登录平台网址±保持这个低功耗是MXPM90设计的重要组成部分。

可再生的

桥塞循环测试证明了MXPM系列的可重复性和耐久性。在测试中,MXPM CAY的一个单通道连接到一个特殊的同轴适配器,该适配器将两个电缆连接器压在一起,直到它们到达一个定义的参考表面并进行电气连接(参见图2).在此过程中,MXPM公单通道的外导体冠滑入MXPM母单通道的插入锥,MXPM公连接器的弹簧销压在其对应的扁平内导体上。

为了记录这个MXPM耦合的持久性,几个MXPM单通道连接了50,000次,在每50次耦合之后测量s参数,在50,000个周期中产生1,000开云体育官网登录平台网址个s参数测量值。图3显示5万次循环后连接器接口的磨损情况。在1000个数据集中,插入损失变化小于±0.1 dB(见图4一),尽管随着循环次数的增加,它在较高频率上增加。结合1000次测量的数据,图4 b显示了均值和±长度为0.66 m的插入损耗随频率的6西格玛值。

图5

图35万次插头循环后的磨损:母(a)和公(b)接口。

图4

图420 MHz至67 GHz插入损耗与测量计数之间的关系,归一化到第一次测量(a).平均值和±6σ插入损耗与频率的值,结合所有1000个测量值(b)。

证明HEIRTAGE

MXPM90的90 GHz覆盖范围是HUBER的最新扩展+SUHNER经过验证的MXPM多同轴电缆系列,已在各种市场中使用了十多年。高频连接器系统支持数字和毫米波信号的高精度和可靠测量,最新版本MXPM的同轴设计既扩展了频率覆盖范围,又增强了屏蔽和信号完整性。作为MXPM70的直接继承者,MXPM90保留了使MXPM系列在业界备受尊敬的特点:电气性能,易于操作和高质量。例如,MXPM有一个磁锁定机制,可以实现“即插即用”——每次插入时模块和PCB插座之间的一致转换,这在HSDT市场上是独一无二的。另一个功能是自动接口保护,一旦连接器断开,就可以保护触点免受机械损坏。

总结

半导体、汽车和手机行业正在推动IC的发展。为了满足行业对测试更高的数据速率和频率的需求,HUBER+SUHNER已经开发了MXPM90。基于新的多同轴连接器系统,这家总部位于瑞士的技术公司可以为所有行业提供几乎“面向未来”的测试解决方案。

休伯+SUHNER AG)
瑞士Herisau
www.hubersuhner.com

年代半导体集成电路是复杂电子电路的关键元件。在无数的技术应用中,这些小型的处理、控制和存储组件帮助我们应对这个时代的巨大挑战。社会和经济的数字化转型等全球趋势需要能够处理更高数据速率的高度集成ic。为了支持半导体行业的这种发展速度,测量系统也必须将其功能扩展到更高的频率。

半导体、汽车和移动通信行业是互连的技术驱动因素,因为它们正在创造使用e波段频率的应用程序。60 - 90ghz之间常见的应用实例包括使用雷达进行主动巡航控制的高级驾驶辅助系统、用于400G以太网的PAM4高速数据标准以及用于移动通信的5G和6G基础设施。

针对这些趋势,HUBER+SUHNER为高速数字测试(HSDT)市场开发了精密多同轴测试解决方案。MXPM90可靠地测量从DC到90ghz的信号,同时只占用很小的电路板空间。MXPM90的宽带覆盖和高信号完整性都是多同轴连接器系统强度的先决条件,该系统提供了从DC到90ghz的几乎理想的互连。

高频率,高数据速率

图1

图1从PCB到MXPM系统的典型转换的TDR测量。

当数据速率为112 Gbps的新一代集成电路完成设计模拟后,将在晶圆上制造,并使用晶圆探测进行第一次电气测试。然后,晶圆被切割,各个ic被封装并安装在印刷电路板(PCB)上进行评估。原型的台式测试需要一个设置和测试系统,以保证准确和可重复的测量。从测试系统到IC的互连必须是透明的,即具有低插入损耗、低驻波比和通道之间的紧密相位匹配,以及在系统的全工作带宽上性能一致。开云体育官网登录平台网址在整个安装过程中,当连接器插拔时,测量必须是可重复的。互连的尺寸也很重要,即测量系统可以多接近IC,以尽量减少PCB上的线损。这些是设计测试设置及其互连时的关键考虑事项。

为了满足这些要求,HUBER的MXPM90+SUHNER由一个PCB插座组成,优化了低干扰信号传输,以及单个互连电缆组件,电气和机械稳定,但仍然表现出出色的灵活性。该组合提供了从PCB到测量系统或到另一个PCB连接器的90 GHz连接。休伯+SUHNER内部生产连接器和专有电缆,优化它们以实现兼容。

MXPM90断口组件有1毫米连接器,设计用于110 GHz,完整的组件指定为90 GHz。前代MXPM70使用1.85 mm连接器,其最高频率为70 GHz。通常情况下,PCB上的磁道在毫米波频率下有很高的插入损耗,因此设计目标是最小化磁道长度并尽快进入同轴结构,这意味着连接器应该位于IC附近。为了最小化这一距离,MXPM90相邻通道之间的中心到中心间距短为2.54 mm。开云体育官网登录平台网址

信号的完整性

MXPM90提供90 GHz的优良信号完整性,最大限度地减少噪声、反射、失真和损耗。图1显示了从PCB到MXPM电缆组件的典型阻抗转换的时域反射(TDR)响应。PCB信号走线(图中为2)与w为共面线0.28毫米和间隙0.2毫米制作在5毫米厚的罗杰斯3003基板上εr3.

图2

图2插头循环测试设置。

图中所示的评估板上的信号迹线具有大约48的阻抗Ω的容忍度±5Ω由于制造的变化。它结束在一个着陆垫的内部导体销的MXPM出版社。低阻抗,因此电容行为,垫是补偿与收缩的信号轨道。TDR图中的偏转显示了MXPM电缆组件的电气不连续性。最高的值,同时也带来了最高的不确定性,是在过渡到Multiflex-53电缆时,其阻抗约为49.5Ω的容忍度±2Ω从制造过程。针对高频性能进行优化,最大纹波为2.5Ω

单个互连组件的通道之间的相位匹配的电气长度公差仅为开云体育官网登录平台网址±保持这个低功耗是MXPM90设计的重要组成部分。

可再生的

桥塞循环测试证明了MXPM系列的可重复性和耐久性。在测试中,MXPM CAY的一个单通道连接到一个特殊的同轴适配器,该适配器将两个电缆连接器压在一起,直到它们到达一个定义的参考表面并进行电气连接(参见图2).在此过程中,MXPM公单通道的外导体冠滑入MXPM母单通道的插入锥,MXPM公连接器的弹簧销压在其对应的扁平内导体上。

为了记录这个MXPM耦合的持久性,几个MXPM单通道连接了50,000次,在每50次耦合之后测量s参数,在50,000个周期中产生1,000开云体育官网登录平台网址个s参数测量值。图3显示5万次循环后连接器接口的磨损情况。在1000个数据集中,插入损失变化小于±0.1 dB(见图4一),尽管随着循环次数的增加,它在较高频率上增加。结合1000次测量的数据,图4 b显示了均值和±长度为0.66 m的插入损耗随频率的6西格玛值。

图5

图35万次插头循环后的磨损:母(a)和公(b)接口。

图4

图420 MHz至67 GHz插入损耗与测量计数之间的关系,归一化到第一次测量(a).平均值和±6σ插入损耗与频率的值,结合所有1000个测量值(b)。

证明HEIRTAGE

MXPM90的90 GHz覆盖范围是HUBER的最新扩展+SUHNER经过验证的MXPM多同轴电缆系列,已在各种市场中使用了十多年。高频连接器系统支持数字和毫米波信号的高精度和可靠测量,最新版本MXPM的同轴设计既扩展了频率覆盖范围,又增强了屏蔽和信号完整性。作为MXPM70的直接继承者,MXPM90保留了使MXPM系列在业界备受尊敬的特点:电气性能,易于操作和高质量。例如,MXPM有一个磁锁定机制,可以实现“即插即用”——每次插入时模块和PCB插座之间的一致转换,这在HSDT市场上是独一无二的。另一个功能是自动接口保护,一旦连接器断开,就可以保护触点免受机械损坏。

总结

半导体、汽车和手机行业正在推动IC的发展。为了满足行业对测试更高的数据速率和频率的需求,HUBER+SUHNER已经开发了MXPM90。基于新的多同轴连接器系统,这家总部位于瑞士的技术公司可以为所有行业提供几乎“面向未来”的测试解决方案。

休伯+SUHNER AG)
瑞士Herisau
www.hubersuhner.com

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