Development of high parallelism ATE test solution for the next generation of GPS processors

Nowadays, the production of increasingly complex integrated circuits requires efficient testing mechanisms, especially in automotive applications, where “0 ppm” defectivity level is the target to be reached. An industry leader in this field is STMicroelectronics, which concurrently with the market introduction of the new GPS processor, Teseo V, has decided to introduce a new generation Automatic Test Equipment (ATE) for mass production. Teseo V is a complex device composed of analog, digital, radio frequency (RF) and mixed-signal circuits, therefore, to evaluate its performance a very precise and fast testing platform is required to satisfy production requirements. In the first part of this thesis the general functioning of a GPS with a specific attention to RF blocks is discussed; then, most important test program blocks created for Teseo V are analysed demonstrating how the new tester (V93000 Exa Scale) is able to obtain best in class results in terms of test time, parallelism and precision in measurements. The study of the results collected during test platform evaluation showed significant improvements achieved compared to the test platform ST used during device qualification phase. The activity discussed in this thesis will open the way for the development of new products of the same family (Teseo VI) on V93000 Exa Scale. The theoretical and practical approach in this thesis could also provide the basic notions of the role of Test and Product Engineer in the semiconductor industry.

Oggi giorno la produzione di circuiti integrati sempre più complessi richiede efficienti meccanismi di test, specialmente in campo automobilistico, dove il livello di difettività “0 ppm” è il target da raggiungere. Un’industria leader nel settore è STMicroelectronics, che in concomitanza con l’introduzione nel mercato del nuovo GPS, Teseo V, ha deciso di introdurre un Automatic Test Equipment (ATE) di nuova generazione per la produzione di massa. Teseo V è un dispositivo complesso composto da circuiti analogici, digitali, a radio frequenza (RF) e mixed-signal, perciò per valutarne le performance è necessaria una piattaforma di testing molto precisa e veloce tale soddisfare i requisiti di produzione di massa. Nella prima parte di questa tesi viene discusso il funzionamento generale di un GPS con una maggiore attenzione ai blocchi RF; poi vengono analizzati i più importanti blocchi del test program creato per Teseo V dimostrando come il nuovo tester (V93000 Exa Scale) è in grado di ottenere i migliori risultati in termini di test time, parallelismo e precisione nelle misure. Lo studio dei risultati raccolti durante la valutazione della piattaforma di testing mostrano significativi miglioramenti raggiunti comparando la piattaforma usata da ST durante la fase di qualificazione del dispositivo. L’attività discussa aprirà la strada allo sviluppo di nuovi prodotti della stessa famiglia (Teseo VI) su V93000 Exa Scale. L’approccio teorico e pratico di questa tesi fornisce anche le nozioni base del ruolo del Test Engineer nell’industria dei semiconduttori.