Calificación de componentes de RF a nivel de oblea

Su tarea

El desafío primordial para los desarrolladores de la sección de entrada de RF de dispositivos 5G es asegurar un correcto rendimiento de RF con respecto a la cobertura de frecuencia y a la potencia de salida mientras se optimiza la eficiencia energética. En el desarrollo componentes activos, tales como amplificadores de potencia, amplificadores y conmutadores de bajo ruido, o circuitos MMIC de sección de entrada de RF integrados, la primera oportunidad para investigar sus diseños de RF es probarlos inmediatamente después de la fabricación de la oblea. Para verificar su diseño tan pronto como sea posible, conviene verificar el rendimiento y las funciones a nivel de oblea.

Entender la calidad de la oblea (wafer runs) es también de gran interés en la producción para así evitar empaquetar dispositivos defectuosos. Esto es de suma importancia cuando el empaque añade un valor importante a los dispositivos. Calificar los dispositivos lo antes posible es por lo tanto aconsejable para minimizar el costo que ocasionan los dispositivos averiados o que no cumplen con las normas.

Solución de Rohde & Schwarz con FormFactor

Caracterizar un dispositivo a nivel de oblea requiere de un sistema de medición que incluya un analizador de redes vectoriales (VNA), una estación de sondeo, cables/adaptadores y sondas de oblea. Rohde & Schwarz colabora con FormFactor para abordar pruebas a nivel de oblea. Esto llevó a una solución combinada, Rohde & Schwarz proporcionó el analizador de redes vectoriales, el cual es un potente probador en un solo instrumento que realiza mediciones de todos los parámetros de calificación de RF, sin importar si se utilizan adaptadores coaxiales o de guía de ondas. FormFactor abordó el contacto del dispositivo a nivel de oblea con una amplia gama de sistemas de sondeo manuales, semiautomatizados o completamente automatizados, entre los que figuran control térmico, sondas de alta frecuencia, posicionadores de sondas y herramientas de calibración.

Las señales de onda continua (CW) normalmente se utilizan para verificar las características de RF. Las señales pulsadas también se aplican a menudo al momento de probar dispositivos activos para limitar su autocalentamiento. La gestión térmica es importante por dos razones. Primera, se desea mantener el dispositivo en condiciones térmicas estables, para permitir mediciones confiables, repetibles y controladas. Segunda, el sobrecalentamiento puede dañar o destruir su dispositivo.

Las configuraciones de medición de RF a nivel de oblea no pueden usar métodos y estándares de calibración coaxial o de guía de ondas que normalmente se utilizan con los analizadores de redes vectoriales. Para obtener resultados de calibración precisos y consistentes a nivel de oblea, debe utilizarse técnicas de calibración de punta de sonda realizadas en sustratos de calibración. Estos sustratos incluyen estándares de impedancia de elementos agrupados, líneas de calibración y verificación, marcas de alineamiento de sondas, así como un área para planarización de sonda. El software de calibración FormFactor WinCal XEL ofrece una calibración del sistema completo de prueba y medición, incluido el R&S®ZNA. Al aplicar los datos de calibración al analizador, el plano de medición se desplaza hacia abajo de la oblea hasta las puntas de las sondas de RF utilizadas. Esto le proporciona un sistema de prueba y medición con analizador totalmente calibrado para mediciones en oblea.

Aplicación

La solución de pruebas en oblea proporciona la caracterización completa de su dispositivo. La solución le da acceso a todas las capacidades de prueba del analizador de redes vectoriales gracias a la configuración completamente calibrada. Las pruebas generales de los parámetros-S permiten la caracterización de filtros y de dispositivos activos. La distorsión, ganancia e intermodulación pueden incluso medirse para calificar los amplificadores de potencia. Las mediciones de conversión de frecuencia en mezcladores con caracterización de fase en todo el ancho de banda del dispositivo son otro ejemplo de las aplicaciones de medición admitidas por la solución de prueba en oblea. Gracias a la configuración completamente calibrada, todos los resultados pueden tomarse de manera directa del analizador de redes vectoriales sin necesidad de posprocesamiento, debido a que los datos calibrados se aplican de manera directa al analizador de redes vectoriales.

La caracterización de dispositivos en oblea permite la verificación temprana del diseño durante el desarrollo, así como la calificación y verificación del producto durante la producción. La solución combinada de Rohde & Schwarz y FormFactor hace fácil la caracterización de la calidad de su dispositivo.