用于 SoC 测试机的 RF 簧片继电器

如果你在某些特定方面需要帮助，欢迎直接跳到以下任意章节：

• 半导体测试系统中的可靠多 GHz 与高速数字信号切换
• 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
• 不止于切换器件：验证你的 RF 信号路径
• 结论
• 携手实现精密

半导体测试系统中的可靠多 GHz 与高速数字信号切换

用于半导体测试与测量的 System-on-Chip (SoC) 测试机必须以高精度、可重复性和速度来路由多种多样的信号。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，且常常在同一测试序列中同时进行。

SoC 测试机依赖多个紧密耦合的子系统，包括引脚电子学、仪器、校准资源以及信号切换网络。信号切换通常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。

本应用说明讨论了具备 RF 能力的簧片继电器 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，对比其他切换技术，并解释为什么 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、保护与隔离切换，以及低泄漏测量路由等——在这些场景中需要高隔离、低泄漏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，通常可达数亿次切换循环

继电器用于将测试仪器与 DUT 引脚连接/断开，隔离敏感测量，在不同测试模式之间重构信号路径，并在不降低信号完整性的情况下路由高速或 RF 信号。

随着数据速率与频率提升，切换寄生参数（如电容、电感和阻抗不连续）会变得至关重要。即便是继电器几何形状或 PCB 过渡的微小变化，也可能引入反射、插入损耗或串扰，从而对测试结果产生负面影响。

RF 与高速数字信号注意事项

高速数字信号与 RF 信号有许多共同特性。一个以每秒数千兆比特运行的数字信号，其谐波成分会远高于其基波时钟频率。因此，为了保持上升时间、边沿完整性与时序裕量，切换路径必须支持远至多 GHz 频段的带宽。

从切换角度看，RF 与高速数字信号的阻抗要求不同。RF 信号路径通常为单端，并控制在 50 Ω 左右。高速数字接口通常为差分，需要受控的差分阻抗、严格的偏斜控制以及低模式转换。并行与存储器接口依赖拓扑结构，端到端并不普遍为 50 Ω。

除阻抗控制外，RF 与快速数字信号路径还需要：

1. 在目标带宽内的低插入损耗
2. 由阻抗不连续引起的最小反射
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保持性能稳定

在 DC 或低频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取舍。

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可提供出色的隔离效果。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会污染结果。

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
• 快速切换速度，支持更高测试吞吐量
• 在信号级与冷切换条件下拥有超长工作寿命
• 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，需要对继电器设计进行细致考量。

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、穿过继电器再回到 PCB 全程保持一致。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材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，并提升更高频率下的隔离度。磁屏蔽可防止在高密度布局中线圈之间相互作用。

引脚配置

表面贴装引脚样式经过优化，可尽量降低寄生参数，并与受控阻抗的 PCB 布局集成。

SoC 测试架构示例

点击测试示意图以查看更大尺寸。

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 产品组合，旨在覆盖 SoC 测试的全范围需求，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。在特定测试条件下，部分系列还能支持高速数字数据传输，并在约 ~6 到 ~9 Gb/s 的高速数字数据速率范围内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）、稳定在几十毫欧级的触点电阻，以及具备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，这些簧片继电器可为复杂 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；需要最低插入损耗的高速数字通道
U Series	超紧凑负载板；空间极其关键时的多 GHz RF 与高 Gb/s 数字切换
C Series	用于混合 RF、数字与模拟 SoC 测试的高密度贴装继电器矩阵
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	高速串行接口的差分信号切换。提供 1C 与 2C 的转换型（Changeover）形式
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 的转换型（Changeover）形式

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。

不止于 RF 切换器件：验证你的 RF 信号路径

结论

随着 SoC 器件持续集成 RF、高速数字与高精度模拟功能，测试系统切换器件所承受的要求也在不断提高。尽管存在替代的切换技术，RF 簧片继电器仍然是经过验证且被广泛采用的解决方案，原因在于它们在信号完整性、可靠性、切换速度与通道密度方面具备独特组合优势。

通过理解 SoC 测试在电气与机械层面的挑战，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，可在广泛应用中实现准确、可重复且高吞吐量的半导体测试。

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