HF-Reed-Relais für SoC-Tester

Wenn Sie in bestimmten Bereichen Unterstützung benötigen, können Sie gerne direkt zu einem der folgenden Abschnitte springen:

• Zuverlässiges Signal-Switching im Halbleiter-Testsystem
• Anforderungen an das Switching in SoC-Testsystemen
• Überlegungen zu HF- und High-Speed-Digitalsignalen
• Optionen für Switching-Technologien bei SoC-Testern
• Warum Reed-Relais für SoC-Tester besonders geeignet sind
• Designüberlegungen für HF-Reed-Relais beim SoC-Test
• Beispiel für eine SoC-Testarchitektur
• HF-Reed-Relais-Lösungen für SoC-Testanwendungen
• Mehr als Switching-Komponenten: Validieren Sie Ihren HF-Signalpfad
• Fazit
• Partnerschaft für Präzision

Zuverlässiges Multi-GHz- und High-Speed-Digitalsignal-Switching in Halbleiter-Testsystemen

System-on-Chip-(SoC)-Tester, die in der Halbleiterprüfung und Messtechnik eingesetzt werden, müssen eine große Vielfalt an Signalen mit hoher Präzision, Wiederholbarkeit und Geschwindigkeit routen. Diese Systeme unterstützen DC-Parametermessungen, Funktionstests, High-Speed-Digitalschnittstellen und HF-Charakterisierung – häufig innerhalb derselben Testsequenz.

SoC-Tester basieren auf mehreren eng gekoppelten Subsystemen, darunter Pin Electronics, Instrumentierung, Kalibrierressourcen und Signal-Switching-Netzwerke. Das Signal-Switching wird über Relaismatrizen oder verteiltes Routing auf Load Boards und Probe Cards realisiert. Die elektrische Performance und Zuverlässigkeit dieser Switching-Elemente wirken sich direkt auf Messgenauigkeit, Testabdeckung und den gesamten Testdurchsatz aus.

Diese Application Note erläutert die Rolle von HF-fähigen Reed-Relais in SoC-Testern, beschreibt die wichtigsten Switching-Anforderungen für Multi-GHz- und Multi-Gbps-Signale, vergleicht alternative Switching-Technologien und erklärt, warum HF-Reed-Relais häufig in spezifischen Switching-Ebenen von SoC-Testern eingesetzt werden – etwa bei Instrumenten-Multiplexing, HF-Pfadauswahl, Kalibrierschleifen, Guard- und Isolations-Switching sowie bei der Messsignalführung mit geringer Leckage –, wenn hohe Isolation, geringe Leckage und stabile Signalintegrität erforderlich sind.

Sehen Sie sich die vollständige Liste der Tests und Zertifizierungen von Standex an:

• AEC-Q200
• IEC 61810-4
• IEC 60601-1
• IEC 62109-1/2
• IEC 60664-1
• ISO 6469-3
• IEC 60255-27
• UL-gelistet
• RoHS, REACH

Anforderungen an das Switching in SoC-Testsystemen

SoC-Tester müssen Tausende von Signalen über ein breites Spektrum elektrischer Domänen schalten. Typische Anforderungen sind:

Relais werden eingesetzt, um Testinstrumente mit DUT-Pins zu verbinden und zu trennen, empfindliche Messungen zu isolieren, Signalpfade zwischen Testmodi zu rekonfigurieren und High-Speed- oder HF-Signale zu routen, ohne die Signalintegrität zu beeinträchtigen.

Mit steigenden Datenraten und Frequenzen werden Switching-Parasiten wie Kapazität, Induktivität und Impedanzsprünge kritisch. Selbst kleine Variationen in der Relaisgeometrie oder in PCB-Übergängen können Reflexionen, Einfügedämpfung oder Übersprechen verursachen, die Testergebnisse negativ beeinflussen.

Überlegungen zu HF- und High-Speed-Digitalsignalen

High-Speed-Digitalsignale teilen viele Eigenschaften mit HF-Signalen. Ein Digitalsignal, das mit mehreren Gigabit pro Sekunde arbeitet, enthält Oberwellenanteile weit über seiner grundlegenden Taktfrequenz. Dadurch muss der Switching-Pfad Bandbreiten bis weit in den Multi-GHz-Bereich unterstützen, um Anstiegszeit, Flankenintegrität und Timing-Margen zu erhalten.

Aus Switching-Sicht haben HF- und High-Speed-Digitalsignale unterschiedliche Impedanzanforderungen. HF-Signalpfade sind typischerweise unsymmetrisch (single-ended) und auf rund 50 Ω kontrolliert. High-Speed-Digitalschnittstellen sind in der Regel differentiell und erfordern eine kontrollierte differentielle Impedanz, enge Skew-Kontrolle und geringe Mode-Conversion. Parallel- und Speicherschnittstellen sind topologieabhängig und nicht durchgängig 50 Ω von Ende zu Ende.

Über die Impedanzkontrolle hinaus erfordern sowohl HF- als auch schnelle digitale Signalpfade:

1. Geringe Einfügedämpfung über die vorgesehene Bandbreite
2. Minimale Reflexionen durch Impedanzsprünge
3. Geringe parasitäre Kapazität, insbesondere über offene Kontakte
4. Stabile Performance über Temperatur und Lebensdauer

Switching-Komponenten, die bei DC oder niedrigen Frequenzen gut funktionieren, können diese Anforderungen nicht mehr erfüllen, sobald Flankensteilheiten und Frequenzen steigen.

Optionen für Switching-Technologien bei SoC-Testern

In SoC-Testsystemen werden verschiedene Switching-Technologien eingesetzt oder evaluiert. Jede bietet Vorteile und Kompromisse.

Warum HF-Reed-Relais für SoC-Tester besonders geeignet sind

HF-Reed-Relais kommen einem idealen Schalter für Signalpegel-Anwendungen sehr nahe. Im geschlossenen Zustand ist der Signalpfad ein durchgehender Metallleiter mit minimalem Widerstand und minimaler Verzerrung. Im offenen Zustand sorgen der physische Luftspalt und die geringe Kapazität für eine hervorragende Isolation. Dieses Verhalten ist besonders wichtig für HF-Messungen und High-Speed-Digitalvalidierung, bei denen Leckage, Nichtlinearität oder Parasiteneffekte Ergebnisse verfälschen können.

Wesentliche Vorteile sind:

• Hohe Signalintegrität für sowohl HF- als auch schnelle Digitalsignale
• Hervorragende Isolation zwischen Kanälen in dichten Relaismatrizen
• Schnelle Switching-Geschwindigkeiten zur Unterstützung eines hohen Testdurchsatzes
• Sehr lange Betriebsdauer bei Signalpegel- und Cold-Switching-Bedingungen
• Kompakte Gehäuse, die eine hohe Kanaldichte ermöglichen

Diese Eigenschaften machen HF-Reed-Relais sowohl für Einsteiger-SoC-Tester als auch für hochkomplexe Multi-Site-Testplattformen geeignet.

Designüberlegungen für HF-Reed-Relais beim SoC-Test

Um eine zuverlässige HF- und High-Speed-Digital-Performance zu erreichen, ist ein sorgfältiges Relaisdesign erforderlich.

Überlegungen zum Relaisdesign

Beispiel für eine SoC-Testarchitektur

Klicken Sie auf das Testdiagramm, um es in einem größeren Format anzuzeigen.

HF-Reed-Relais-Lösungen für SoC-Testanwendungen

Standex / Sanyu bietet ein Portfolio an HF-Reed-Relais, das darauf ausgelegt ist, die gesamte Bandbreite von SoC-Testanforderungen abzudecken – vom kompakten Hochfrequenz-Switching bis hin zu dichten Matrixarchitekturen.

Die Switching-Performance auf Signalpegel unterstützt -3-dB-Bandbreiten bis zu 8 GHz, abhängig von Gehäuseform und Geometrie. Ausgewählte Serien sind in der Lage, bei definierten Testbedingungen die High-Speed-Digitaldatenübertragung mit stabilem Eye-Verhalten für Datenraten im Bereich von ca. ~6 bis ~9 Gb/s zu unterstützen.

Diese Performance wird durch eine sehr geringe Kapazität bei offenem Kontakt (~0.2–0.5 pF), einen stabilen Kontaktwiderstand im Bereich von einigen zehn Milliohm sowie eine kompakte elektrische Länge mit kontrollierter Signalgeometrie ermöglicht.

In Verbindung mit einem geeigneten PCB-Interconnect-Design bieten diese Reed-Relais eine zuverlässige Lösung für die Multi-GHz-HF-Pfadauswahl und das digitale Switching im Multi-Gb/s-Bereich in komplexen SoC-Testsystemen.

Über alle Serien hinweg liegt der Schwerpunkt auf kontrollierter Impedanz, geringer Einfügedämpfung, hoher Isolation, langer Lebensdauer und konsistenter Performance in hochdichten Layouts.

Mehr als HF-Switching-Komponenten: Validieren Sie Ihren HF-Signalpfad

Die Auswahl des richtigen HF-Relais ist nur ein Teil der Herausforderung – die Validierung der Performance in der Praxis ist der Punkt, an dem echtes Systemvertrauen entsteht.

Standex Detect geht über Switching-Komponenten hinaus und stellt HF-Evaluierungsboards bereit, die darauf ausgelegt sind, Ihren Entwicklungsprozess zu beschleunigen. Beim Betrieb im Multi-GHz-Frequenzbereich können selbst kleine Abweichungen zwischen Modell und realem Verhalten Ausbeute und Performance beeinflussen.

Unsere HF-Demo-Boards ermöglichen es Ingenieurinnen und Ingenieuren:

• Einfügedämpfung, Isolation und Rückflussdämpfung präzise zu charakterisieren
• PCB-Layout- und Signalrouting-Strategien zu optimieren

• Genaue Daten in Simulations- und Modellierungstools einzuspeisen
• Die Zeit bis zur Validierung für Halbleiter-Testsysteme zu verkürzen

Das Ergebnis?
Schnellere Designzyklen und mehr Vertrauen in die endgültige Systemperformance.

Engineering Guide für HF-Demo-Boards:

Die erfolgreichsten HF-Testdesigns beruhen nicht auf Annahmen. Sie beruhen auf gemessenen Daten, die mit realen Bedingungen übereinstimmen – und genau das liefern unsere Evaluierungsboards.

Laden Sie den Engineering Guide herunter

Sprechen Sie mit einer Applikationsingenieurin oder einem Applikationsingenieur

Fazit

Da SoC-Bausteine weiterhin HF-, High-Speed-Digital- und präzise Analogfunktionen integrieren, steigen die Anforderungen an Switching-Komponenten von Testsystemen kontinuierlich. Obwohl alternative Switching-Technologien existieren, bleiben HF-Reed-Relais aufgrund ihrer einzigartigen Kombination aus Signalintegrität, Zuverlässigkeit, Switching-Geschwindigkeit und Dichte eine bewährte und weit verbreitete Lösung.

Durch das Verständnis der elektrischen und mechanischen Herausforderungen beim SoC-Test und die Auslegung von Relais innerhalb dieser Randbedingungen bietet Standex / Sanyu HF-Reed-Relais-Lösungen, die genaue, wiederholbare und durchsatzstarke Halbleitertests über ein breites Anwendungsspektrum ermöglichen.

Partnerschaft für Präzision

Wenn es darauf ankommt – das richtige Design, zur richtigen Zeit, zu optimalen Kosten.

Das Design mit HF-Reed-Relais für SoC-Testsysteme bedeutet nicht nur, Komponenten auszuwählen – es geht darum, Signalintegrität, Wiederholbarkeit und Messgenauigkeit bei hohen Frequenzen und schnellen Switching-Geschwindigkeiten sicherzustellen. Von der Impedanzkontrolle und der Minimierung der Einfügedämpfung bis hin zur Reduzierung von Übersprechen und zur Aufrechterhaltung der Isolation in dichten ATE-Architekturen: Jede Designentscheidung wirkt sich direkt auf Testperformance und Ausbeute aus.

Deshalb arbeiten führende Ingenieurinnen und Ingenieure mit Standex Detect zusammen – nicht nur als Komponentenlieferant, sondern als vollständig integrierter Entwicklungs- und Fertigungspartner für präzise HF-Switching-Lösungen.

End-to-End-Design

Mit vollständiger Kontrolle – von der Fertigung des Reed-Schalters bis zur Endmontage des HF-Relais – entwickelt, fertigt, testet und qualifiziert Standex Detect Lösungen vollständig im eigenen Haus. Diese vertikale Integration stellt enge Toleranzkontrolle, konsistente HF-Performance und schnellere Entwicklungszyklen sicher – entscheidend für Anwendungen, die Hochfrequenz-Signalrouting, geringe Einfügedämpfung und zuverlässiges Switching über Millionen von Zyklen erfordern.

Kundenspezifisch entwickelt

Unser Ansatz geht über Standardprodukte hinaus. Während viele HF-Designs mit einem Katalog-Relais beginnen, haben sich mehr als 35.000 Kundenprogramme zu kundenspezifisch entwickelten Reed-Relais-Lösungen weiterentwickelt, die exakt auf elektrische, mechanische und signaltechnische Performance-Anforderungen zugeschnitten sind.

Ob Optimierung der Impedanzanpassung für GHz-Signale, Verfeinerung der Abschirmung zur Minimierung von EMI und Übersprechen oder Abstimmung der Kontaktgeometrie für konsistente HF-Performance über die Lebensdauer – jeder Parameter wird auf die Anwendung hin entwickelt, nicht umgekehrt.

Globale Fertigung

Ebenso wichtig ist die globale Skalierung. Mit Entwicklungs- und Fertigungsstandorten in Nordamerika, Europa und Asien bietet Standex Detect die Flexibilität und Lieferketten-Resilienz, die für Halbleiter-Testprogramme mit hohen Stückzahlen erforderlich sind – von der frühen Validierung bis zur vollständigen Produktionsimplementierung.

Applikationsführerschaft

Diese Fähigkeit basiert auf tiefgreifender technischer Führungsstärke. Als weltweit größter Hersteller von Reed-Schaltern (>700 Millionen jährlich) verbindet Standex Detect Materialwissenschaft, HF-Design-Know-how und proprietäre Lebenszyklus-Tests, um eine stabile, wiederholbare Performance in anspruchsvollen Umgebungen wie Halbleiter-ATE, SoC- und Wafer-Level-Tests, Telekom-Infrastruktur und High-Speed-Instrumentierung sicherzustellen.

Co-Engineering-Partnerschaft

Am wichtigsten ist: Die Zusammenarbeit beginnt früh. Standex Detect arbeitet direkt mit Ihrem Entwicklungsteam – vom Konzept und der Simulation über Validierung bis zur Produktion –, um HF-Switching-Performance zu optimieren, Signaldegradation zu reduzieren und die Time-to-Market in komplexen Testsystemen zu verkürzen.

Das Ergebnis ist mehr als ein Relais – es ist eine präzise entwickelte HF-Switching-Lösung, ausgelegt auf die Anforderungen Ihrer Anwendung an Frequenz, Signalintegrität und Lebenszyklus.

Wenn Präzision, Zuverlässigkeit und Lebenszyklus-Performance am wichtigsten sind, liefert Standex Detect entwickelte HF-Relais-Lösungen – nicht nur Komponenten.

Entwickeln Sie Ihr nächstes
HF-Testdesign

Wenn Signalintegrität, Switching-Geschwindigkeit und Messgenauigkeit entscheidend sind, macht der richtige Partner den Unterschied.

Standex Detect arbeitet mit Ihrem Team zusammen, um HF-Switching-Lösungen zu entwickeln, zu validieren und bereitzustellen, die für Ihre exakte Anwendung optimiert sind – nicht in Standardrestriktionen gezwungen.

Was Sie gewinnen:

• Kundenspezifisch entwickelte HF-Relais-Lösungen, abgestimmt auf Ihre Frequenz- und Signalanforderungen
• Unterstützung vom Konzept über Validierung bis zur Produktion
• Bewährte Performance in High-Speed-Halbleiter- und ATE-Umgebungen
• Globale Fertigung mit Lieferkettenstabilität

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