用于 SoC 测试仪的 RF 簧片继电器

如果你在某些特定方面需要帮助，可以随时跳转到以下任意部分：

• 半导体测试系统中可靠的信号切换
• SoC 测试系统中的切换要求
• RF 与高速数字信号注意事项
• SoC 测试机的切换技术选项
• 为什么簧片继电器非常适合 SoC 测试机
• SoC 测试中 RF 簧片继电器的设计注意事项
• SOC 测试架构示例
• 面向 SoC 测试用例的 RF 簧片继电器解决方案
• 结论

半导体测试系统中可靠的多 GHz 与高速数字信号切换

用于半导体测试与测量的片上系统（SoC）测试机必须以高精度、高重复性和高速度对各种各样的信号进行路由。这些系统支持 DC 参数测量、功能测试、高速数字接口以及 RF 表征，而且往往在同一测试序列中完成。

SoC 测试机依赖多个紧密耦合的子系统，包括引脚电子学（pin electronics）、仪器设备、校准资源以及信号切换网络。信号切换通过继电器矩阵或在负载板与探针卡上的分布式布线来实现。这些切换元件的电气性能与可靠性会直接影响测量精度、测试覆盖率以及整体测试吞吐量。

本应用说明讨论了 支持 RF 的簧片继电器 在 SoC 测试机中的作用，概述多 GHz 与多 Gb/s 信号的关键切换要求，对比替代切换技术，并解释为何 RF 簧片继电器 常用于特定的 SoC 测试机切换层，例如仪器复用、RF 路径选择、校准回路、护环与隔离切换、以及低漏电测量路由等——这些应用需要高隔离、低漏电与稳定的信号完整性。

SoC 测试系统中的切换要求

SoC 测试机需要在广泛的电气域内切换成千上万路信号。典型要求包括：

SoC 测试系统切换要求

• 用于参数测量的 DC 与低频模拟信号
• 高速数字信号，通常工作在多 Gb/s 数据速率
• 用于无线与混合信号 SoC 的多 GHz 频段 RF 信号
• 高通道密度，尤其是在负载板与探针卡上
• 长工作寿命，往往达到数亿次切换循环

继电器用于将测试仪器与 DUT 引脚连接与断开、隔离敏感测量、在不同测试模式之间重构信号路径，以及在不降低信号完整性的情况下对高速或 RF 信号进行路由。

随着数据速率与频率的提升，电容、电感、阻抗不连续等切换寄生参数变得关键。即使继电器几何结构或 PCB 过渡的微小变化，也可能引入反射、插入损耗或串扰，从而对测试结果造成负面影响。

RF 与高速数字信号注意事项

高速数字信号与 RF 信号共享许多特性。一个以每秒数千兆比特运行的数字信号，其谐波内容会远超其基波时钟频率。因此，为了保持上升时间、边沿完整性与时序裕量，切换路径必须支持带宽深入到多 GHz 范围。

从切换角度看，RF 与高速数字信号对阻抗的要求不同。RF 信号路径通常为单端，并受控在约 50 Ω。高速数字接口通常为差分，需要受控差分阻抗、严格的偏斜控制以及低模式转换。并行与存储器接口取决于拓扑结构，并非端到端统一为 50 Ω。

除阻抗控制外，RF 与高速数字信号路径还需要：

1. 在目标带宽内具备低插入损耗
2. 由阻抗不连续引起的反射尽可能小
3. 低寄生电容，尤其是开路触点之间
4. 在温度与寿命周期内性能稳定

在 DC 或低频下表现良好的切换器件，一旦信号边沿速率与频率提高，可能就无法满足这些要求。

SoC 测试机的切换技术选项

SoC 测试系统中使用或评估了多种切换技术。每种技术都有优势与权衡。

为什么 RF 簧片继电器非常适合 SoC 测试机

RF 簧片继电器 在信号级应用中非常接近理想开关。闭合时，信号路径为连续的金属导体，电阻与失真极小；断开时，物理空气间隙与低电容提供出色的隔离。这种特性对 RF 测量与高速数字验证尤为重要，因为漏电、非线性或寄生参数都可能污染结果。

关键优势包括：

• 对 RF 与高速数字信号均具备高信号完整性
• 在高密度继电器矩阵中具备出色的通道间隔离
• 切换速度快，支持更高测试吞吐量
• 在信号级与冷切换（cold-switching）条件下工作寿命非常长
• 封装紧凑，可实现高通道密度

这些特性使 RF 簧片继电器既适用于入门级 SoC 测试机，也适用于高度复杂的多站点测试平台。

SoC 测试中 RF 簧片继电器的设计注意事项

要实现可靠的 RF 与高速数字性能，需要仔细的继电器设计。

继电器设计注意事项

信号路径几何结构

特性阻抗必须从 PCB 入口、穿过继电器再返回 PCB 的全过程保持一致。几何结构或介质环境的变化会导致反射与插入损耗。

封装材料

陶瓷基板与热稳定的模塑料有助于在温度变化下保持尺寸稳定，并维持一致的电气性能。

屏蔽

内部静电屏蔽可降低电容耦合，并在更高频率下提升隔离度。磁屏蔽可防止在线圈密集布局时线圈之间的相互作用。

引脚配置

表面贴装引脚样式经过优化，可最小化寄生参数，并与受控阻抗的 PCB 布局集成。

SoC 测试架构示例

点击测试示意图以更大格式查看。

面向 SoC 测试用例的 RF 簧片继电器解决方案

Standex / Sanyu 提供一系列 RF 簧片继电器，旨在覆盖 SoC 测试需求的全范围——从紧凑的高频切换到高密度矩阵架构。

信号级切换性能可支持最高 8 GHz 的 -3 dB 带宽，具体取决于封装样式与几何结构。选定系列在定义的测试条件下，可支持最高约 ~6 至 ~9 Gb/s 范围的高速数字数据速率，并保持稳定的眼图表现。

该性能得益于极低的开路触点电容（~0.2–0.5 pF）、稳定在数十毫欧的接触电阻，以及具有受控信号几何结构的紧凑电气长度。

在配合适当的 PCB 互连设计时，这些簧片继电器能为复杂 SoC 测试系统中的多 GHz RF 路径选择与多 Gb/s 数字切换提供可靠解决方案。

继电器系列	典型 SoC 测试用例
CRF Series	多 GHz RF 信号路由；对最低插入损耗有要求的高速数字通道
U Series	超紧凑负载板；对空间要求严苛的多 GHz RF 与高 Gb/s 数字切换
C Series	用于混合 RF、数字与模拟 SoC 测试的高密度表贴继电器矩阵
M Series	通用 SoC 引脚电子学、功能测试路径与混合信号路由。提供 1A 与 2A 形式的常开触点
MT Series	用于高速串行接口的差分信号切换。提供 1C 与 2C 转换型（Changeover Form）
MH Series	超高通道数继电器矩阵与高密度 ICT/FCT 风格 SoC 测试系统。超小型继电器，提供 1C 转换型（Changeover Form）

在这些系列中，重点放在受控阻抗、低插入损耗、高隔离、长寿命，以及在高密度布局中的一致性能。

结论

随着 SoC 器件持续集成 RF、高速数字与高精度模拟功能，对测试系统切换器件提出的要求也在不断提高。尽管存在替代切换技术，RF 簧片继电器仍因其在信号完整性、可靠性、切换速度与密度方面的独特组合而成为经过验证并被广泛采用的解决方案。

通过理解 SoC 测试的电气与机械挑战，并围绕这些约束进行继电器设计，Standex / Sanyu 提供 RF 簧片继电器 解决方案，使广泛应用场景下的半导体测试能够实现准确、可重复且高吞吐量。