Messtechnik

Messtechnik des INT zur Charakterisierung von integrierten Schaltungen

Zur Generierung und zur Analyse schneller Signale verfügt das INT über zahlreiche Signalgeneratoren, Oszilloskope und Netzwerkanalysatoren mit bis zu 67 GHz Bandbreite. Bei den Geräten setzt das INT auf eine breite Palette namhafter Hersteller wie z.B. Agilent, Anritsu, Rohde & Schwarz, Teledyne LeCroy, Tektronix.

Umfangreicher Messaufbau (c) INT
Beispiel eines umfangreichen Messaufbaus mit Taktquelle, Sampling- und Echtzeitoszilloskopen, Vektorsignalanalysator, FPGA, Netzteilen, Einplatinencomputer

Zur Konfiguration von integrierten Schaltungen werden häufig Einplatinencomputer  (z.B. Raspberry Pi) oder einfachere FPGAs (z.B. Xilinx Spartan 3) eingesetzt.

Xilinx Virtex-7 FPGA-Entwicklungsboard (c) INT
Xilinx Virtex-7 FPGA-Entwicklungsboard mit Hochgeschwindigkeitsschnittstellen mit bis zu 28 Gbit/s

Als Alternative zu den klassischen messtechnischen Geräten stehen FPGA-Entwicklungsboards (z.B. Xilinx Virtex-7, Virtex-6 und Virtex-4) mit hochbitratigen seriellen Schnittstellen mit bis zu 28 Gbit/s pro Kanal zur Verfügung, die sowohl zum Senden als auch zum Empfangen von Daten genutzt werden können. Diese Kanäle lassen sich zu mehrfach parallelen Schnittstellen zusammenfassen.

Anstelle des Aufbaus auf Leiterplatten können integrierte Schaltungen mit nur wenigen Anschlusspads direkt mit Hilfe eines Waferprobers an die Messumgebung angeschlossen werden. Die Kontaktierung des ICs erfolgt über Messspitzen, die mit Hilfe von Mikrometermanipulatoren unter einem Mikroskop ausgerichtet werden. Die Vorteile liegen darin, dass die parasitären Einflüsse der Messspitzen und Kabel in der Regel deutlich geringer sind als die der Bonddrähte und Leiterplatte. Somit lassen sich mit dieser Technik Schaltungen mit höchsten Bandbreiten charakterisieren. Auch hybride Aufbauten sind möglich. Hierbei werden die Spannungsversorgungsanschlüsse und langsamen Konfigurationssignale über eine Leiterplatte zugeführt, während hochfrequente Signale über Messspitzen abgegriffen werden.

Waferprober mit Mikroskop (c) INT
Waferprober mit Mikroskop
Messkabine (c) INT
Offene Eingangstür zur Messkabine

Das INT verfügt über eine speziell abgeschirmte Messkabine. Hier können Messungen ohne äußere Störungseinflüsse durch Mikrowellenstrahlung (z.B. durch Mobilfunk, WLAN, usw.) durchgeführt werden. Die Messkabine schirmt auch nach außen ab, so dass intern erzeugte Mikrowellenstrahlung z.B. keinen Einfluss auf bestehende Mobilfunknetze hat.

Ansprechpartner

Markus Grözing
Dr.-Ing.

Markus Grözing

Arbeitsgruppenleiter IC-Entwurf

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