고속 ATE(Automatic Test Equipment) 테스트 보드의 신호무결성에 대한 연구

Abstract

오늘날 일상생활에서 흔히 사용되는 스마트 폰, USB-memory, 컴퓨터 등의 반도체 기반 제품의 사용량 증가에 따라 그 수요가 크게 증가하였다. 때문에 반도체 산업의 기술도 함께 발전하였고 국내 외 기업들은 소비자들의 수요심리를 반영하여 보다 진보된 미세회로 공정 기술로 집적도가 높은 메모리 기반 제품의 고속화, 소형화, 고 사양화를 이루었다. 이러한 미세회로 공정 기술이 적용된 메모리 기반 제품은 여러 검증을 위하여 다양한 종류의 테스트를 요구하고 ATE(Automatic Test Equipment) 장비를 통해 기능의 안정성을 검증하게 된다. 따라서 ATE 장비는 제품의 다양한 테스트를 무리 없이 진행하기 위해 발전된 반도체 기술만큼 높은 사양화와 고주파 테스트 기능 구현이 필연적이게 되었다. ATE 장비로 수행하는 고속화 기능의 제품 검증에서는 고주파 테스트 신호 전달에 감쇄 및 왜곡을 최소화하는 신호무결성 확보 기술이 중요한 문제로 대두되었다. 이것은 CMOS 공정 기술의 발달로 인해 반도체 칩 내부의 선폭이 얇아져 신호의 감쇄와 왜곡을 심화시키므로 테스트 결과의 오류를 가져와 신뢰성에 문제를 발생 시킬 수 있기 때문이다. 그러므로 ATE 장비의 신호무결성 확보는 장비내의 보드 PCB(Printed Circuit Board) 설계 방법에 따라 신호 전달의 왜곡, 감쇄를 최소화 하는 PCB 설계 방법이 필요하다. 본 논문에서는 신호무결성 확보를 위해 여러 PCB 설계 방법들을 시뮬레이션과 실험을 통해 비교 분석하였다. 이러한 실험과 분석을 통해 ATE 보드의 PCB 경로상에서 발생되는 신호의 왜곡, 감쇄를 최소화 하는 PCB 설계 기법에 대하여 제안하고 고주파 테스트에서 발생되었던 신호무결성의 문제를 개선하기 위한 효과적인 방법들에 대해서 실험적 고찰을 통하여 설명한다.