RF-MAPS: Hệ thống kiểm tra điện RF đa kênh cho Test Interface Board và điện tử ô tô
RF-MAPS là nền tảng kiểm tra điện dựa trên RF do THE JINSOL (Hàn Quốc) phát triển, dùng để đánh giá tính toàn vẹn tín hiệu và độ tin cậy kết nối của các bo mạch giao tiếp kiểm thử có số kênh lớn, từ 1.024 đến 4.096 kênh, trước khi bo mạch được đưa vào dây chuyền sản xuất. Hà Sơn là đối tác hợp tác kỹ thuật của THE JINSOL tại Việt Nam, đầu mối tiếp nhận yêu cầu và phối hợp tư vấn cấu hình cho khách hàng trong nước.
Bài toán: kiểm tra bo mạch giao tiếp có hàng nghìn kênh tín hiệu
Trong kiểm thử bán dẫn, các bo mạch giao tiếp kiểm thử (Test Interface Board) như Load Board, Probe Card, PIB (Probe Interface Board) và Hi-Fix Board là cầu nối giữa thiết bị kiểm thử tự động (ATE) và linh kiện cần kiểm tra. Mỗi bo có thể mang hàng nghìn đường tín hiệu.
Chỉ cần một vài kênh có trở kháng sai lệch, độ trễ bất thường hoặc nhiễu xuyên kênh, kết quả kiểm thử có thể sai: linh kiện tốt bị loại, hoặc linh kiện lỗi lọt qua. Khi đo lần lượt từng kênh bằng thiết bị đơn kênh, việc kiểm tra toàn bộ bo mạch mất nhiều thời gian, nên trên thực tế nhiều nơi chỉ kiểm tra theo mẫu.
Câu hỏi đặt ra cho bộ phận kỹ thuật kiểm thử và quản lý chất lượng là: làm sao kiểm tra được tình trạng điện của toàn bộ các kênh trên bo mạch, với dữ liệu định lượng và tiêu chí đạt/không đạt rõ ràng, trước khi bo mạch được đưa vào sử dụng?
RF-MAPS là gì?
RF-MAPS (RF-Based Multi-channel Automatic Probe System) là hệ thống kiểm tra điện RF đa kênh tự động. Hệ thống kết hợp công nghệ đo RF độ chính xác cao với kiến trúc đa kênh có thể mở rộng, cho phép kiểm tra đồng thời số lượng lớn kênh trong cùng một môi trường đo.
Có thể hiểu RF-MAPS như một “cổng kiểm soát chất lượng” offline: bo mạch giao tiếp kiểm thử được kiểm tra tình trạng điện RF/DC trên RF-MAPS trước khi đưa vào dây chuyền, với kết quả được đánh giá đạt/không đạt theo tiêu chí của khách hàng và xuất thành báo cáo.
Hệ thống phù hợp cho cả môi trường xác thực R&D và kiểm tra trong sản xuất khối lượng lớn.
Bốn thành phần công nghệ chính
1. Kiến trúc đa kênh có thể mở rộng
Ma trận chuyển mạch JINSOL Switch Matrix hỗ trợ cấu hình 1.024, 2.048 hoặc 4.096 kênh. Số kênh và cấu hình kết nối thực tế được xác định theo bo mạch giao tiếp cần kiểm tra.
2. Đường tín hiệu đồng trục do JINSOL phát triển
Cáp và đầu nối đồng trục do THE JINSOL tự phát triển được thiết kế để kiểm soát nhiễu xuyên kênh, phối hợp trở kháng và tổn hao chèn trên toàn bộ đường đo.
3. Hiệu chuẩn lai JINSOL-VNA
Phương pháp hiệu chuẩn lai kết hợp máy phân tích mạng vector (VNA) với bo mạch hiệu chuẩn chuyên dụng cho các chế độ hở mạch, ngắn mạch, tải và xuyên mạch (open, short, load, through), cho phép hiệu chỉnh đến mức đầu dò.
4. Phân tích tính toàn vẹn tín hiệu và báo cáo tự động
| Phép phân tích | Nội dung đánh giá |
| Tham số S (S-parameters) | Phản xạ và truyền dẫn tín hiệu RF |
| Phương pháp đo TDR | Kiểm soát dọc theo đường tín hiệu, phát hiện điểm gián đoạn trở kháng |
| Độ trễ lan truyền | Độ trễ tín hiệu của từng kênh |
| Thời gian chuyển tiếp | Đặc tính thời gian tăng (rise time) và thời gian giảm (fall time) |
Kết quả từng kênh được đánh giá PASS/FAIL tự động theo tiêu chí của khách hàng. Dữ liệu xuất ra các định dạng PDF, Excel, CSV và Touchstone (.s2p). Hệ thống có giao diện người dùng (GUI) chuyên dụng và hỗ trợ API để lập kế hoạch tích hợp với hệ thống ATE hoặc hệ thống kiểm tra nội bộ của khách hàng.
Ứng dụng của RF-MAPS
| Nhóm ứng dụng | Đối tượng kiểm tra | Mục đích |
| Cấp 1: Bo mạch giao tiếp kiểm thử bán dẫn | Probe card dạng Cantilever, Vertical Pogo Probe; Load Board; Hi-Fix Board | Xác minh độ tin cậy của bo mạch kiểm thử trong sản xuất hàng loạt và R&D |
| Cấp 2: Thành phần kết nối | Cáp tốc độ cao; Interposer; Package Board | Đánh giá khả năng kiểm soát trở kháng và tính toàn vẹn tín hiệu |
| Cấp 3: Điện tử ô tô | Biến tần xe điện (EV inverter); hệ thống quản lý pin (BMS); cảm biến radar; camera ADAS; ECU | Xác thực đặc tính điện của mô-đun điện tử ô tô. Cấu hình cần được xem xét theo từng ứng dụng cụ thể. |
Với cáp, đầu nối và bộ dây điện, nếu yêu cầu chỉ dừng ở kiểm tra thông mạch, ngắn mạch hoặc cách điện ở mức DC, Quý khách có thể tham khảo thiết bị kiểm tra thông mạch Dynalab. RF-MAPS phù hợp khi cần đánh giá chất lượng truyền tín hiệu tốc độ cao như trở kháng, độ trễ và nhiễu xuyên kênh.
Thông số kỹ thuật chính
Dòng sản phẩm: RF-MAPS Series 1000 / 2000 / 4000, tương ứng cấu hình 1.024 / 2.048 / 4.096 kênh, với cấu trúc đầu dò tùy chỉnh.
Bộ máy đo (measurement engine)
| Thông số | Giá trị |
| Dải tần | 9 kHz – 8,5 GHz
Cấu hình mở rộng: 20 / 40 / 67 GHz trở lên |
| Dải động | > 140 dB tại IFBW 10 Hz (điển hình) |
| Công suất đầu ra | −85 đến +13 dBm, bước điều chỉnh 0,01 dB |
| Nhiễu vết (trace noise) | < 0,004 dB RMS tại IFBW 10 kHz, công suất ra 0 dBm |
| Độ bất định biên độ | < 0,05 dB trong dải 0 đến −30 dBm |
Đường tín hiệu và đầu dò
| Thông số | Giá trị |
| Số kênh tối đa | 4.096 kênh |
| Nhiễu xuyên kênh | ≤ −40 dB tại 8,5 GHz |
| Phối hợp trở kháng | 50 ± 1,0 Ω |
| Tổn hao chèn hệ thống | < 1,5 dB tại 8,5 GHz, bao gồm đường chuyển mạch và cáp |
| Cấu hình đầu dò | Tùy chỉnh bước (pitch) tiếp xúc và cấu hình cơ khí |
Phân tích miền thời gian
| Thông số | Giá trị |
| Thời gian tăng TDR | < 115 ps, dựa trên băng thông 8,5 GHz |
| Độ phân giải thời gian | < 1 ps |
| Độ chính xác độ trễ lan truyền | ± 1,0 ps |
| Độ phân giải thời gian chuyển tiếp | 0,1 ps |
Lưu ý về thông số: Thông số của bộ máy đo được công bố tách biệt với hiệu năng của toàn hệ thống. Giá trị áp dụng thực tế phụ thuộc vào bộ máy đo được chọn và đường tín hiệu. Cấu hình cuối cùng cần được xác nhận theo thiết bị cần kiểm tra (DUT), bước đầu dò, băng thông yêu cầu và điều kiện lắp đặt. (IFBW: băng thông trung tần; RMS: giá trị hiệu dụng.)
Ai nên quan tâm đến RF-MAPS?
- Doanh nghiệp đóng gói và kiểm thử bán dẫn (OSAT), đơn vị lắp ráp và kiểm thử linh kiện.
- Nhà sản xuất và cung cấp bo mạch kiểm thử: load board, probe card, interface board, PCB nhiều lớp.
- Nhà sản xuất điện tử ô tô và đơn vị xác thực (validation) cho ECU, radar, camera ADAS, BMS, biến tần.
Trong các doanh nghiệp này, người thường tham gia đánh giá giải pháp gồm: kỹ sư và trưởng bộ phận kỹ thuật kiểm thử (Test Engineering), kỹ sư Test Interface/Probe Card, bộ phận Quản lý chất lượng và Độ tin cậy (QA/Reliability), bộ phận Thiết bị (Equipment Engineering) và Mua hàng.
Quy trình làm việc cùng Hà Sơn và THE JINSOL
- Gửi yêu cầu ban đầu: Quý khách điền phiếu yêu cầu thông tin (Pre-Inquiry) về thiết bị cần kiểm tra, số kênh, dải tần và mục đích kiểm tra. Xem hướng dẫn chuẩn bị tại https://hason.vn/tu-van-cau-hinh-he-thong-kiem-tra-rf-da-kenh-8-thong-tin-can-chuan-bi/
- Xem xét kỹ thuật: Hà Sơn phối hợp với đội ngũ kỹ thuật THE JINSOL xem xét yêu cầu và tài liệu Quý khách cung cấp.
- Trao đổi và đề xuất cấu hình: hai bên trao đổi để làm rõ yêu cầu và đề xuất cấu hình RF-MAPS phù hợp, bao gồm thiết kế cơ khí và mạch theo DUT.
- Các bước tiếp theo: tùy từng dự án, các buổi trao đổi kỹ thuật hoặc trình diễn sẽ được sắp xếp theo thống nhất giữa các bên.
Câu hỏi thường gặp
RF-MAPS có thay thế hệ thống ATE không?
Không. RF-MAPS là hệ thống kiểm tra tình trạng điện của bo mạch giao tiếp kiểm thử và các thành phần kết nối. Hệ thống hỗ trợ API để lập kế hoạch tích hợp với ATE hoặc hệ thống kiểm tra nội bộ của khách hàng.
Nên chọn cấu hình bao nhiêu kênh?
RF-MAPS có các dòng Series 1000, 2000 và 4000, tương ứng 1.024, 2.048 và 4.096 kênh. Cấu hình phù hợp phụ thuộc vào số kênh và cách kết nối của bo mạch cần kiểm tra.
RF-MAPS đo được ở dải tần nào?
Cấu hình cơ bản từ 9 kHz đến 8,5 GHz. Dải tần có thể mở rộng lên 20, 40 hoặc 67 GHz trở lên tùy bộ máy đo được tích hợp.
Hệ thống có tùy chỉnh theo sản phẩm của khách hàng không?
Có. Thiết kế cơ khí, mạch điện và cấu trúc đầu dò (bao gồm bước tiếp xúc) được tùy chỉnh theo thiết bị cần kiểm tra (DUT) của khách hàng.
Kết quả đo được xuất ở định dạng nào?
PDF, Excel, CSV cho báo cáo và Touchstone (.s2p) cho dữ liệu RF. Kết quả từng kênh được đánh giá PASS/FAIL theo tiêu chí của khách hàng.
Hà Sơn có vai trò gì với THE JINSOL?
Hà Sơn là đối tác hợp tác kỹ thuật của THE JINSOL tại Việt Nam theo Biên bản ghi nhớ (MOU) về hợp tác công nghệ trong lĩnh vực hệ thống kiểm tra điện, là đầu mối tiếp nhận yêu cầu từ khách hàng tại Việt Nam.
Giải pháp liên quan từ Hà Sơn
Bên cạnh kiểm tra RF đa kênh, Hà Sơn cung cấp thêm thiết bị cho các công đoạn kiểm tra và sản xuất điện tử, bán dẫn khác:
| Nhu cầu | Sản phẩm | Khác RF-MAPS ở điểm nào |
| Kiểm tra thông mạch, điện áp cao cho dây điện, cáp và đầu nối | Thiết bị kiểm tra thông mạch Dynalab Nx Testers Pro | Kiểm tra thông mạch, ngắn mạch và cách điện ở mức DC/điện áp cao. RF-MAPS đánh giá tính toàn vẹn tín hiệu ở tần số cao. |
| Kiểm tra chất lượng in kem hàn và mối hàn trên dây chuyền SMT | Máy kiểm tra quang học tự động (AOI) Yamaha YRi-V | Kiểm tra bằng hình ảnh (kem hàn, linh kiện, mối hàn). RF-MAPS kiểm tra đặc tính điện. |
| Kiểm tra vi mô, quan sát chi tiết nhỏ | Cụm quang học cho kính hiển vi và kiểm tra vi mô Sigma Koki | Kiểm tra quang học, hình học. RF-MAPS kiểm tra đặc tính điện. |
| Tự động hóa trong nhà máy bán dẫn và phòng sạch | Robot di chuyển wafer Kawasaki NTS20 | Thiết bị tự động hóa và lưu trữ cho công đoạn sản xuất, không phải thiết bị kiểm tra. |
