使用BGA探頭檢測DDR DRAM正變得越來越流行，并且由于存儲器設計的復雜性和緊湊性以及數據速率的提高而成為一種要求。 DDR3和DDR4數據速率從800MT / s增加到大約3200MT / s。存儲器系統設計人員非常關注當前的BGA檢測設計是否滿足高帶寬要求以實現最佳信號保真度。信號保真度對于基于JEDEC規范的精確DDR一致性測量非常重要。此外，存儲器設計人員需要執行信號完整性測量以完成裕量測試。此外，消除DDR BGA探針的檢測效果后的余量可用于設計具有較低公差的組件。

 

在本文中，引入了一種具有可擴展DDR BGA探測帶寬的新探頭校正方法，以增加信號完整性測試的余量，并最小化DDR BGA探頭引起的誤差。存儲器系統設計現在已經顯示出更小的封裝，增加的容量和更低的功耗的趨勢。設計變得更加緊湊，而數據傳輸速率從DDR3增加到DDR4。這需要更小的嵌入式電路板設計，這意味著觸點或連接器將放置在較小的電路板空間上，以檢測關鍵的DDR信號（時鐘，選擇和數據），以完成驗證和測試。對于設計人員來說，檢測已經成為一項極具挑在不適當的位置進行檢測會導致反射和測量結果失真。錯誤地將探頭放置在系統中會增加系統負載并影響信號保真度，并將導致測量誤差，例如轉換速率，上升時間，構建和保持時間。為了幫助克服這種檢測挑戰，工程師們目前正在使用DDR BGA檢測。由DDR BGA探頭設計的專用空間（KOV）很小，非常接近DRAM的尺寸，并使示波器能夠訪問存儲器DRAM中的信號以進行信號完整性測量（圖1）。該使用模式要求將BGA探針焊接到系統上，并將DRAM焊接到BGA探針上。焊接需要通過BGA維修臺進行。

 

BGA探頭兩端的示波器焊盤提供示波器和焊接探頭之間的連接。 DDR BGA探頭支持接近2GHz的標稱帶寬。 BGA探頭需要近8GHz的帶寬，以支持高達DDR3和DDR4的數據速率高達1600MT / s。在使用探頭校正方法進行少量補償后，BGA探頭可以校正由探頭損耗特性引起的幅度和帶寬損失。當以高數據速率（1600MT / s）檢測時，BGA探針引起的損失更明顯。先前的探頭校正方法允許用戶通過波形變換軟件在示波器中應用傳遞函數，以補償BGA探頭。傳輸函數文件可以使用BGA探針的S參數文件和焊接探針構建，BGA探針的S參數文件可以通過矢量網絡分析儀（VNA）（時域反射器）直接測量獲得（ TDR）或模擬軟件。

 

這種方法非常有效，但要求用戶熟悉測量設備或仿真工具和轉換軟件。使用示波器的最新探頭校正方法使用戶能夠從探頭到示波器為DDR BGA探頭執行精確的AC校準，而無需其他儀器，如VNA或TDR。示波器通過輸出快速邊沿進行交流校準。 Agilent 90000X系列示波器輸出15ps邊沿，可完全表征VSource，VIn和VOut（包括探頭負載特性），測量信息可合成為DDR BGA檢測設置的自定義校正濾波器。

 

該方法允許用戶檢測并校正BGA探針上的每個信號，并消除由制造變化引起的探針特性。

 

DDR BGA探頭校正程序要確定應用于單個探頭的校正，需要對探頭進行定性分析。 DDR BGA探頭校正需要建立直通夾具，然后使用示波器進行AC校準。使用直通夾具設置BGA探頭的步驟如下（圖2）：將焊珠應用于BGA探頭外行的所有接地（VSS）信號;將焊珠應用于需要在BGA探頭上進行探頭校正的信號;將BGA探針輕輕地揉在一塊陶瓷上，使珠子變平;切割兩個z軸連接材料（彈性觸點）并將它們粘合到直通夾具的末端，以提供焊珠和直通夾具之間的接觸;在顯微鏡的幫助下，BGA探頭被調平到直通夾具的頂部。這樣，只有感興趣的信號與傳輸線接觸，并且所有接地珠通過彈性觸點連接到直通夾具的接地端，彈性觸點連接到直通夾具的通道輸入端。示波器，通過SMA電纜將CAL從示波器饋送到直通夾具，并連接到通道輸入。

 

VIN定義為BGA探測器在BGA檢測點上加載的信號; VOut是BGA探頭輸出的信號;和Vout / Vin校正，探頭輸出信號是電流信號的精確性能，與探測時完全相同。 Agilent示波器可通過PrecisionProbe軟件用于AC校準。 PrecisionProbe軟件通過Infiniinium系列示波器表征和補償定制探頭。 PrecisionProbe表征BGA探頭的頻率響應（VOut / VIn或VOut / VSrc），然后生成加載到示波器硬件中的自定義濾波器，以確保BGA探頭的平坦頻率響應。 DDR BGA探頭損耗將得到補償，示波器可以實現更高的帶寬。除了頻率響應（幅度和相位）測量之外，PrecisionProbe還提供在AC校準期間生成的阻抗圖，并且帶寬控制使用戶能夠使用濾波器來消除預期的高頻噪聲。

 

探頭校正方法使用戶能夠模擬理想的探頭，而無需花費大量的工程時間和金錢來設計它。 DDR技術的低成本和低功耗的優點使其在移動應用中很受歡迎。由于移動行業呈現出小尺寸，內存高數據傳輸速率的設計和技術發展特點，因此，如果DDR信號設備上沒有直接訪問DRAM焊接，則內存驗證將難以完成。 DDR BGA探頭可幫助存儲器設計人員訪問DDR信號，并使用示波器進行信號完整性測量，以確保產品符合JEDEC標準。雖然大多數探頭設計用于滿足測量信號的帶寬要求，但還需要測量其他因素，例如尺寸，設計和制造成本。借助Agilent PrecisionProbe等探頭校正工具，存儲器設計人員可以通過使用現有的DDR BGA探頭設計輕松過度使用新的DDR技術。使用DDR BGA探頭測量高速存儲器（DDR3和DDR4存儲器技術以上1600MT / s）需要使用PrecisionProbe軟件來擴展帶寬并增加信號完整性測試的余量。在生成傳遞函數模型時，需要注意其他系統參數，如源和接收器阻抗，傳輸線長度，損耗和特性阻抗，這些都很容易影響性能。

 

使用這些器件評估波形（尤其是高比特率系統）需要結合使用去嵌入軟件（如Agilent PrecisionProbe）和InfiniiSim（波形變換工具套件）。