Colocando a microeletrônica à prova

por TJ Triolo | 28 de junho de 2023 | Recursos, escolas Fulton

Os engenheiros de teste garantem que os chips semicondutores operem adequadamente sob uma variedade de condições, testando-os quanto a defeitos e desvios de processo fora da tolerância.

Embora um chip possa parecer funcionar bem para a maioria de seus usos, basta apenas uma condição operacional perdida no teste para fazer com que um pequeno número de usuários experimente falhas significativas em sistemas eletrônicos.

“Durante os testes, todos os defeitos, inclusive os furtivos, precisam ser detectados”, diz Sule Ozev, professor de engenharia elétrica nas Escolas de Engenharia Ira A. Fulton da ASU. “O trabalho de um engenheiro de teste é trabalhar como um detetive e encontrar os padrões de teste corretos, semelhante a interrogar um suspeito, para que todos os possíveis defeitos sejam ativados durante o teste para garantir que nenhuma peça defeituosa seja enviada ao cliente.”

Para ajudar a atender à crescente demanda por engenheiros de teste de semicondutores, a empresa de equipamentos de teste microeletrônicos Advantest e o fabricante de chips NXP® Semiconductors abordaram a ASU para atender às suas necessidades de treinamento na área.

“A ASU, que possui uma das escolas de engenharia mais renomadas do país, está bem no nosso quintal e é uma colaboradora natural para desenvolver ainda mais talentos de engenharia”, diz Raghu Maddali, diretor sênior de engenharia de testes da NXP.

A solicitação resultou no EEE 522 Radio Frequency Test, curso de pós-graduação em engenharia elétrica também aberto a alunos de graduação, desenvolvido pela Ozev em colaboração com Advantest e NXP, que estreou no semestre da primavera de 2023 com nove alunos matriculados.

A inspiração para a aula surgiu da falta de cursos de engenharia de teste de semicondutores, especialmente para aqueles na área de chips de comunicação de sinal misto e radiofrequência, ou RF. Ozev diz que a ASU é uma das poucas faculdades nos EUA que oferece esse tipo de curso.

Ela concentra a aula especificamente em sinais mistos e chips de RF para ajudar os alunos a compreender completamente os testes de RF e agilizar os processos da indústria. Chips de sinais mistos são aqueles que incluem circuitos analógicos e digitais em seu design.

“Os testes de sinais mistos e RF geralmente são bastante ad hoc na indústria”, diz Ozev. “Cada novo produto requer sua própria abordagem de teste. Este domínio pode se beneficiar muito de uma abordagem sistêmica para testes e avaliação da qualidade dos testes.”

Além do tempo em sala de aula sob as instruções de Ozev, o curso oferece aos alunos experiência prática de laboratório em testes de microeletrônica sob a supervisão dos engenheiros de teste da NXP e da Advantest. O curso também utiliza equipamentos doados pela Advantest e instalados nas instalações da MacroTechnology Works da ASU.

Paul Hirsch, gerente sênior de contas globais e representante da Advantest envolvido no desenvolvimento do curso, elogiou os esforços da ASU para dar vida ao curso.

“O processo de trabalho com a ASU foi notável”, diz Hirsch. “Sentimos que todos os membros da equipe ASU foram abertos e positivos em suas interações com a NXP e a Advantest. Eles compreenderam rapidamente o benefício da nossa colaboração e fizeram o possível para nos abrir as portas.”

Ferhat Can Ataman, estudante de graduação em engenharia elétrica na ASU, fez o curso para aprimorar seu conhecimento em pesquisa de radar de ondas milimétricas. Ele procurou entender como os testes de semicondutores de RF são realizados para melhorar a precisão da calibração de seu radar.

“O laboratório desta turma me deu a oportunidade de adquirir experiência prática”, diz Ataman. “Ganhei experiência com ferramentas de teste padrão do setor e cenários de testes de RF do mundo real.”

Ele diz que a aula lhe ensinou sobre a importância de integrar métodos de teste ao projetar um chip semicondutor, incluindo tecnologia de autoteste integrada, ou BIST. Essa tecnologia é integrada ao design dos chips e detecta quando os chips apresentam mau funcionamento, semelhante à luz de verificação do motor de um carro.

Ataman considerou a experiência valiosa e agora entende como o teste de grandes lotes de chips é conduzido em ambientes industriais.