高度なミリ波ロードプル測定
5G mm-Waveテクノロジーの強化により、接続性が大幅に強化され、スマートシティ、モノのインターネット、あらゆるものへの乗り物（V2X）などに革命がもたらされます。
このような5Gデバイスの基本的な要件の1つは、含まれている増幅器とトランジスタの電力や効率を最適化することにより、パフォーマンスを最大化することです。これは、ロードプルチューナーを使用して体系的に変更されたさまざまなインピーダンスで、テスト対象のデバイスのパフォーマンス特性を測定することによって行われます。
FormFactorはと提携していますフォーカスマイクロ波そしてキーサイトテクノロジー正確なオンウェーハミリ波ロードプル測定のための完全に統合されたソリューションを提供します。
ミリ波ロードプル測定の課題
チューニング範囲に影響を与えるものは何ですか？
デバイスの最適なパフォーマンスのポイントを見つけるには、スミスチャート全体でチューニング範囲を最大化することが不可欠です。増加
チューニング範囲は、より多くの特性データを提供し、最大パフォーマンスのポイントを定義する際のより高い確実性を可能にします。
チューニング範囲は、従来、大きなチューナー、カプラー、ケーブル、プローブを含む測定パスの影響を受けます（図2）。これらのコンポーネントは常に挿入損失を増加させます。
特に高周波数では、チューニング範囲をスミスチャートの特定の領域に縮小および/またはシフトします。フレキシブルケーブルを使用すると、
さらに、インピーダンスシフトを引き起こします。
したがって、特性評価の精度を最大化するには、電気測定パスをできるだけ短くし、非常に安定させることが望ましいです。
図1：スミスチャートのドラフト。青い領域は、測定セットアップによって変更できる利用可能なチューニング範囲を示しています。
削減された新しいアプローチ
測定パス
Focus Microwavesの新しいDELTAチューナーは、オンウェーハ統合用に特別に設計されているため、カプラーやケーブルを必要とせずに、物理的に可能な限りウェーハの近くに配置できます。 FormFactorのInfinityプローブは、チューナーのテストポートに直接接続できます。これにより、挿入損失が最小限に抑えられ、ガンマが最大化されるため、調整可能なカバーを非常に大きくすることができます。
スミスチャート上のインピーダンス。
DELTAチューナーセットアップのもう1つの重要な利点は、電気的遅延が短縮され、変調信号のインピーダンススキューが減少し、パッシブで広帯域変調負荷プルが可能になることです。
チューナー。
図2：ケーブル付きの従来のチューナー。
図3：短縮された測定パス：FormFactorのInfinityプローブは、FocusMicrowavesからDELTAチューナーに直接接続されています。
パフォーマンス結果–チューニング範囲
図4、5、および6は、5Gデバイスのテストに通常使用される3つの異なる周波数での最適化されたチューニング範囲を示しています。セットアップでは、FormFactorのInfinityProbesを備えたFocusMicrowavesのDELTAチューナーを使用し、SUMMIT200プローブステーションとKeysightのN5291A周波数エクステンダーに完全に統合されています。
セットアップとは関係なく、挿入損失は周波数とともに高くなり、チューニング範囲がわずかに狭くなります。以下の結果は、28GHzでのΓmax= 0.84から96GHzでのΓmax= 0.7までの優れたチューニング範囲を示しています。
図4：28 GHzでのチューニング範囲：
Γmax= 0.84、Γmax_360deg= 0.79
図5：50 GHzでのチューニング範囲：
Γmax= 0.79、Γmax_360deg= 0.74
図6：96 GHzでのチューニング範囲：
Γmax= 0.7、Γmax_360deg= 0.63
上記のチャートは、シングルプローブチューナーのチューニング範囲を示しています。 A
複数のプローブチューナーの便利なアプリケーションは、単一周波数の高さです
ガンマチューニング。
1つのスラグが事前マッチングセクションとして使用されている場合、2番目のスラグは調整できます
その周りとの選択された領域で非常に高い反射率に達する
スミスチャート。 0.85以上の反射係数を満たすことができます
（DUTリファレンスでVSWR> 10：1）。
それでも不十分な場合は、これらのチューナーをハイブリッドモードで使用できます
ギャップを埋めて増加させるアクティブな注入信号で
チューニング範囲はさらに広がります。
図7は、単一の広帯域プローブと、チューニング範囲が拡大された高VSWRデュアルプローブの周波数応答を示しています。
小さなパッドの正確なプロービング–完璧なフィット感の高解像度
パッドの形状が小さいと、貴重なウェーハスペースを節約したり、パッドの寄生容量を減らしたりするなど、いくつかの利点があります。今日の多くのデバイスには、30μmという小さなパッドがあります。これらのパッドを正しく確認し、RFプローブで正確にプローブするには、高解像度の顕微鏡システムが不可欠です。
FormFactorのロードプルセットアップは、eVueまたはSlimVueのいずれかの高解像度顕微鏡を統合し、ミクロンレベルの精度で30μmという小さな接触パッドの最高の視認性を可能にします。専用の高倍率、高分解能の対物レンズはチューナー間に完全にフィットするため、100または200μmの間隔しかない場合でも、顕微鏡にぶつかることなくプローブを必要なだけ近づけることができます。これにより、プローブ間の距離が最小の非常に小さなトランジスタでもプローブし、小さな校正構造の標準で校正することができます。標準のLRRM校正基板を使用でき、特別な校正標準は必要ありません。
ロードプル測定のセットアップ：FormFactorのInfinityプローブはチューナーに直接接続されています。これにより、挿入損失が最小限に抑えられ、ガンマが最大化されます。このセットアップは、高倍率の顕微鏡対物レンズを統合し、ミクロンレベルの精度で30μmという小さな接触パッドを簡単に確認できるようにします。 FormFactorの特許取得済みのeVueクラッシュ検出は、貴重な機器を保護します。
安全機能
eVueクラッシュプロテクション
FormFactorの特許出願中のeVueクラッシュ検出は、プローブが接触している場合でも、貴重な機器を高価な損傷から保護します。チューナーやプローブを誤って叩いた場合、顕微鏡は即座にすべての動きを停止し、対物レンズを引っ込めます。
Veloxソフトウェアフェンス
Veloxプローブステーション制御ソフトウェアの追加のソフトウェアフェンスは、顕微鏡を動かすことができる量の制限を定義することにより、チューナーと顕微鏡対物レンズの間の衝突を回避します。
最高の位相安定性を備えた同軸キャリブレーション
どのチューナーシステムでも、プローブチップまでのオンウェーハキャリブレーションが必要です。さらに、KeysightN5291A周波数エクステンダーのケーブルの端をチューナーの入力に合わせて調整する必要があります。この同軸キャリブレーションは、スミスチャートのさまざまな場所でのチューナーの挿入損失を特徴づけます。
FormFactorのミリ波ロードプルソリューションは、KeysightN5291A周波数エクステンダーからチューナー入力までの短い10cmケーブルを使用します。これにより、利用可能な電力が最大化されます。ケーブルはセミリジッドで、ケーブルの動きによる相変化エラーを防ぎます。
同軸規格をケーブルの端に接続するために、Keysight N5291周波数エクステンダーは、クイックリリースメカニズムを介して簡単にクランプを解除し、スライドして戻すことができます。スルーキャリブレーションでは、エクステンダーを持ち上げてまとめ、2本のケーブル間にスルースタンダードを追加できます。
同軸規格をケーブルの端に接続するために、Keysight N5291周波数エクステンダーは、クイックリリースメカニズムを介して簡単にクランプを解除し、スライドして戻すことができます。ケーブルはセミリジッドで、最高の位相安定性を提供します。
フルサーマルレンジ–プローブウィンドウ付きの専用RFトップハット
車両をあらゆるもの（V2X）市場に電力を供給する5Gデバイスでは、霜や結露の蓄積なしに-40°Cまでのテストを含む、広い温度範囲でのEMIおよび遮光テストが必要です。
FormFactorの特許取得済みRFTopHatを使用（CM300xi、SUMMIT200、サミット12000およびエリート300）、ソリューションは-60°Cから+ 125°Cまでの完全な熱能力を備えています。 RF TopHatは、ケーブルの長さを最小限に抑え、電動ポジショナーの精度に影響を与えるスティクションを防ぎ、暗くてシールドされた霜のない測定環境を維持するように設計されています。
専用のITOコーティングされたTopHatウィンドウにより、MicroChamberを開かなくてもプローブのセットアップと追跡が簡単になります。窓は常にシールドされており、常に霜が降りず、暗い測定用のカバーが付いています。特許取得済みのFlexShieldインターフェースにより、抵抗のない高精度のプローブ位置決めが可能になります。
セットアップは、TopHatと非TopHatの間で変換して、さまざまなテスト要件を満たすことができます。
EMIシールドされた霜のない環境でプローブを簡単にセットアップするためのITOコーティングされたウィンドウを備えたRFTopHat。カバーは暗い測定を可能にします。
特許取得済みのFlexShieldインターフェースにより、抵抗のない高精度のプローブ位置決めが可能になります。
パフォーマンス結果–チューニング範囲
チューナーとTopHat内のプローブを接続する、まっすぐで非常に剛性のある短いケーブルは、非常に高い位相安定性を提供します。図8と図9は、このケーブルがチューニング範囲に与える影響が最小限であることを示しています。
セットアップでは、FormFactorのInfinityプローブを備えたFocus MicrowavesのDELTAチューナーを使用し、MicroChamberとRF TopHatを備えたSUMMIT200プローブステーション、およびKeysightのN5291A周波数エクステンダーに完全に統合されています。この28GHzでの測定例では、Γmaxの範囲はTopHatなしの0.84からTopHatありの0.74までです。完全にシールドされた環境の妥協点はわずか0.1未満です。
図8：RFTopHatを使用しない場合の28GHzでのチューニング範囲。 Γmax= 0.84、Γmax_360deg= 0.79
図9：RFTopHatを使用した28GHzでのチューニング範囲。 Γmax= 0.74、Γmax_360deg= 0.7
独自の人間工学的コンセプト–バンド間の簡単な交換のための完全にモジュール化されたソリューション
FormFactorのエンジニアは、最大限の人間工学と使いやすさを常に追求しています。
その結果、当社のRFポジショナーは完全にモジュール化されています。手動またはプログラム可能なポジショナー本体から選択して、特定のアームを追加するだけです。アームにはあり継ぎが装備されているため、さまざまな測定アプリケーション間で簡単、安全、迅速に交換できます。
当社のRPP404およびRPP504ポジショナーは、高性能RF、ミリ波、およびテラヘルツ測定用に特別に開発されており、最も正確で再現性のあるプローブの位置決めおよび測定性能のために最高の位置決め分解能を提供します。 0.3μmの分解能で、最小のエラーでも認識して修正できます。
複数のポジショナーは、東と西だけでなく、北と南の場所にも配置できます。
RPP404用デジタルマイクロメータアップグレードキット。 RFプローブを正確な既知の量で分離します。これは、異なる長さのラインを必要とするTRLキャリブレーションを実行する場合に特に役立ちます。
業界をリードする高性能プローブ
FormFactorのインフィニティプローブ業界をリードするパフォーマンスを提供するアーキテクチャでユニークです。アルミニウムパッドの非常に低い接触抵抗と卓越したRF測定精度を組み合わせて、信頼性の高い再現性のある測定を提供します。インフィニティプローブは、FormFactor独自の薄膜技術と同軸プローブ技術の組み合わせにより、このパフォーマンスレベルに到達します。
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