具有低壓驅動和高溫工作額定值的小型化光繼電器

為半導體測試儀的精密化和工業設備的小型化做出貢獻
Compact photorelays with low voltage drive and high temperature operation rating

東芝推出TLP3412SRLA ,這是一種用於半導體測試儀器的低壓驅動光繼電器。
半導體測試器( ATE:自動測試設備)透過向系統LSI或半導體記憶體等DUT的指定接腳施加電壓/電流來驗證DUT(被測設備)是否正常運作。許多具有 MOSFET 輸出的光繼電器(一種固態繼電器)用於切換 DUT 指定引腳的路徑。
光繼電器使用LED來開啟/關閉輸出側MOSFET,但該產品具有內建電阻器以啟用外部電壓驅動。工作電壓達1.6V,是東芝產品線中工作電壓最低的。 FPGA(現場可程式閘陣列)的使用電壓越來越低(目前1.8V) ,現在已可用來控制。
此外,在一種稱為探針(探針卡)的半導體測試系統的應用中,會在高溫下檢查半導體晶片的特性。在這種情況下,靠近 DUT 放置的光繼電器也會在高溫下使用。因此,光繼電器需要在高溫下工作。本產品的最高工作溫度額定值為125°C,有助於確保設備的溫度裕度。
ATE 必須在有限的時間內檢查更多的 DUT。這意味著單一 ATE 可以處理多個 DUT。一些 用於路徑切換的光繼電器也必須安裝在有限的區域內,具體取決於 DUT 和測量引腳的數量。因此,在ATE應用中,使用緊湊封裝的光繼電器是一個關鍵問題。採用東芝獨創的小封裝S-VSON4T可實現高密度安裝。
此外,由於其尺寸小且工作溫度高,因此它是一種半導體開關,可用於廣泛的應用,除了ATE應用之外,還包括PLC(可程式邏輯控制器)和其他工業設備。

Figure 1. Semiconductor Tester (ATE) General View
圖 1. 半導體測試儀 (ATE) 整體視圖

產品特點

  1. 1.8 V 系統 FPGA 的低工作電壓
  2. 高工作溫度額定值可確保設備溫度裕度
  3. 用於高密度安裝的小型封裝 S-VSON4T

1. 1.8V系統FPGA工作電壓低

Figure 2. Built-in resistor on LED side
圖 2. LED 側內置電阻

光繼電器的輸入側LED是電流驅動元件。因此,一般需要在LED端外接一個限流電阻。另一方面,從驅動側的角度來看,希望直接用電壓驅動元件。如圖2所示,LED側內建有電阻。這使得電壓控制操作無需外部電阻器的空間。透過FPGA或其他IC驅動也很容易。 FPGA的核心電壓也隨著處理的發展而降低。為了因應此趨勢,如圖3所示,該產品是東芝產品中電壓最低的驅動光繼電器。最大工作電壓V FON為1.6 V。這使得1.8 V系統FPGA的應用上已可使用。

Figure 3. Evolving FPGA (Low voltage)
圖 3. 不斷發展的 FPGA(低電壓)

2. 高工作溫度額定值,確保設備溫度裕度

探針台是半導體測試儀的一種,可以在高溫下測試DUT。這樣做時,光繼電器必須靠近高溫室放置,因此必須使用高溫操作的光繼電器。本產品最高工作溫度額定值為125°C,可在高溫探針等惡劣環境下使用。

3. 小封裝S-VSON4T,適合高密度安裝

Figure 4. Test head details
圖 4. 測試頭詳細信息

如圖4所示,測試頭有兩大類:裝置電源(DPS)和接腳電子元件(PE)。 ATE 使用繼電器來切換電源和訊號,以同時測量多個DUT。雖然測試儀的高速處理等技術創新並不常見,但對於必須應對低成本和高可靠性的半導體測試儀來說,高密度測試板是不可避免的。傳統的機械繼電器無法滿足這些要求,半導體繼電器(光繼電器)取代了它們,因此在有限的電路板空間內安裝了許多光繼電器。新型 TLP3412SRLA 採用小型封裝 S-VSON4T(1.45 mm × 2.0 mm(典型值),t = 1.4 mm(最大值)),有助於提高安裝密度。

應用裝置

Applications of PLC Analog Interface
PLC類比介面的應用
  • 半導體測試儀(記憶體、系統LSI等)
  • 探針卡
  • 各種測量儀器
  • 工業設備

* 它也適用於諸如PLC(可程式邏輯控制器)之類的在小框架上具有多個介面的應用。

新產品主要規格

(除非另有說明,Ta=25°C)

元件料號

TLP3412SRLA

數據表

PDF: 368KB

封裝

東芝封裝名稱

S-VSON4T

尺寸(毫米)

1.45 × 2.0 (典型值),

t = 1.4 (最大值)

觸點類型

1a

(常開)

絕對最大額定值

斷態輸出端電壓V VOFF (V)

60

通態電流 ION (mA)

400

通態電流(脈衝) IONP (mA)

1200

工作溫度 Topr (°C)

-40 至 125

耦合電氣特性

工作電壓 VFON (V)

最大值

1.6

通態電阻 RON (Ω)

典型值

1

最大值

1.5

電氣特性

輸出電容(輸出側) COFF (pF)

典型值

17

開關特性

開啟時間 tON (μs)

RL = 200 Ω,

VDD = 20 V,

VIN = 1.8 V

最大值

350

關斷時間tOFF ( μs )

150

隔離特性

隔離電壓 BVS (Vrms)

最小值

500

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