在电子测试领域,研发与产线人员常常面临一个两难困境:一方面,半导体材料漏电、绝缘体电阻率等测试要求电流分辨率低至皮安(pA)甚至飞安(fA)级别,对测试系统的背景噪声和热电动势有较高要求;另一方面,批量器件筛选、多通道并行老化等场景又迫切需求自动化、多工位的测试能力。传统方案通常有两种:一是依赖单台静电计配合人工逐点切换,该方式效率较低且易引入接触误差与人为不确定性;二是自行搭建继电器阵列,但普通继电器在动作时产生的热电动势以及触点间的泄漏电流,往往会淹没待测的微弱信号,导致测量结果出现明显偏差。
针对这一行业痛点,新推出的多通道电流切换矩阵模块提供了一套兼顾“微弱信号完整性”与“通道扩展”能力的硬件方案。该模块本身不进行电流测量,其设计定位是作为Keithley 6517B、6430等静电计或源测量单元(SMU)的外围通道扩展设备。它采用矩阵开关架构,单机箱可支持128个单独可控的电流通道,并支持以8通道为增量进行模块化热插拔扩展,级联规模可达1024通道。在实际应用中,用户可以利用这一架构将单台测量仪表接入多个测试工位,在提升设备利用率的同时,节省机柜空间并降低线缆重复投入成本。
在性能指标方面,该模块针对微弱信号传输路径进行了专项优化。其低电容布线设计有利于缩短信号建立时间,热电动势指标控制在1μV以内,可将热电效应引入的直流偏移控制在较低水平;通道泄漏电流典型值低于1fA,可保障pA级微弱电流在切换路径中的传输完整性。配合20ms的切换响应速度,该模块能够适应晶圆级可靠性(WLR)扫描测试中对通道快速切换的需求,也可用于光电二极管阵列等场景下的暗电流批量采集,在保证数据一致性的前提下,协助用户提升测试效率。

多通道电流矩阵模块
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多通道电流矩阵模块