Dissertação

{pt_PT=Reliability Evaluation of a 1.85mm Blind-Mated Coaxial Interconnects for mmWave ATE Applications} {} EVALUATED

{pt=Nos últimos anos, a transmissão de grandes quantidades de dados usando Circuitos Integrados (CI) é um desafio das áreas de telecomunicação e redes. O surgimento da tecnologia 5G e dos dispositivos Wireless Gigabit (WiGig) requerem uma banda de frequência entre 24 e 70 GHz, com possíveis aumentos no futuro. O teste do CI é realizado por Equipmento de Teste Automático (ETA). A conexão num ETA, entre o Dispositivo Sobre Teste (DST) e a Placa de Circuito Impresso (PCI), é estabelecida por um conector coaxial de 1.85 mm. Consequentemente, este projeto concentra-se na fiabilidade desse conector. A avaliação de cada conector foi baseada em medidas elétricas, mecânicas e dimensionais ao longo de um teste cíclico (60,000 ciclos) realizado num sistema ETA. Para além disso, baseado numa Análise de Modo e Efeito de Falha (AMEF), técnicas como o Microscópio Eletrónico de Varrimento (MEV) e a Tomografia Computadorizada (TC) foram utilizadas. Uma simulação mecânica entre o contato do pin e do socket foi realizada segundo o Método dos Elementos Finitos (MEF). De um total de 14 conectores testados, 10 para medir os S-parameters, 2 para medir a resistência de contato e 2 para medir os S-parameters após um teste acelerado (ACT), 11 falharam. A falha ocorreu no conector fêmea, especificamente na reentrância (keyhole) do socket. A fadiga é o mecanismo de falha responsável pela fissuração. No geral, o conector apresentou elevada fiabilidade (cerca de 40,000 ciclos) em aplicações usando ETA., en=Over the past years, the transmission of extensive volumes of data in Integrated Circuits (ICs) have been a challenge of telecommunication and networking areas. The emergence of 5G and the wireless gigabit (WiGig) technology, require an operating frequency range between 24 and 70GHz with further increase in the future. IC testing is performed by Automatic Test Equipment (ATE) integrated in a semiconductor test cell. The interconnection in an ATE, between the Device Under Test (DUT) and the Printed Circuit Board (PCB) test fixture, is established by a custom designed 1.85 mm blind mating coaxial connector. Therefore, this work focus on the reliability evaluation of this connector. The connectors evaluation was based in several electrical, mechanical and dimensional measurements along a cyclic testing (60,000 cycles) performed in an ATE system. Moreover, a failure mode and effects analysis (FMEA) was achieved by using techniques such as the Scanning Electron Microscope (SEM) and Computed Tomography (CT). Furthermore, a mechanical simulation between of pin and socket contact during docking, was conducted based on the Finite Element Method (FEM). From a total of 14 tested connectors: 10 to measure S-parameters, 2 to measure contact resistance and other 2 to measure S-parameters after an accelerated test (ACT), 11 have failed. The failure occurred at the female pair, specifically at the socket keyhole. Fatigue is the failure mechanism responsible for the cracking. Overall, the 1.85 mm blind mating coaxial connector presented a high reliability (over 40,000 cycles) for ATE applications.}
{pt=5G, teste de CI, ETA, conector coaxial 1.85 mm, fiabilidade, MEF, en=5G, IC testing, ATE, 1.85 blind mating coaxial connector, reliability evaluation, FEM}

Janeiro 30, 2020, 15:0

Orientação

ORIENTADOR

José Moreira

ORIENTADOR

Augusto Manuel Moura Moita de Deus

Departamento de Engenharia Mecânica (DEM)

Professor Auxiliar