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利用測試排序儀器降低大量零組件生產測試成本
(一) |
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期日: |
2006年12月8日 |
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越來越小的利潤空間正驅使零組件製造商降低生產成本，包括測試成本在內。採用具有嵌入式測試排序器的儀器會將具有關鍵作用。 |
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隨著產品複雜性的程度越來越高，生產測試的成本日益增加。更高的複雜性意味著要增加測試功能，因而要增加設備成本和空間。例如，在單顆積體電 |
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路上整合類比、數位甚至RF電路意味著更高的密度和接腳數。更高的接腳數需要更多的測試通道來保持可接受的吞吐量。 |
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擴展測試通道的數量僅僅是解決方案的一部份。目前在生產線末端對產品集中進行功能級測試的做法也需要改變。在那裡發現的故障使 |
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得製造商負責高昂的成本。更好的解決方案是把更多的測試轉移到生產線的前端。這樣就可以在生產過程中更早地去除壞的零組件。 |
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為採取更有效的測試方法來提高利潤空間，製造商要考慮新的測試範例以及建構測試系統的方法。在許多情況下，可以利用新的測試技術 |
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和儀器降低系統及測試作業成本，改善現有測試台的性能。新一代具有先進的嵌入式測試排序器和數據通訊能力的SMU(源測量單元)能夠實現這一點。 |
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SMU具有的這些功能容許設立緊密並且經濟的系統，進行快速的多通道零組件測試。隨著測試要求的改變，它們也具備很高的靈活性， |
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可以快速和方便的加以修改。採用這些儀器設計系統可以在生產週期中更早地負責更多的測試任務，並幫助降低生產線末端測試的高昂成本。 |
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標準測量需求 |
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首先，製作適合不同零組件製造商所需的基於儀器的系統看來並不切實際。DUT(被測元件)可能是簡單的2接腳或4接腳元件，如二極體、 |
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LED或三極管。這些測試都需要非常簡單的測量程式，要具備快速的瞬時響應，以在兩個通道上產生精確的I-V曲線。由於零組件操控的速度很快(某些情 |
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況下達到每元件小於100毫秒)，因而儀器速度至關重要。 |
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對於像電阻和RC網路、多接腳瞬態電壓抑制器、EMI濾波陣列這樣的零組件，在一個陣列通過測試前，所有的單個零組件都必須通過測試。 |
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因此，需要平行的多通道測試以實現高的吞吐量。 |
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隨著零組件複雜性的增加，測試和通道的數量也需要增加。對於半導體元件，測試設備應該能夠適合晶圓級測試，因為封裝成本高昂。在 |
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生產的初級階段，需要在奈安等級對各種複雜低功率元件的靜態和泄漏電流進行測量。此外，需要對晶圓上的所有DUT進行簡單的直流測量以檢查基本 |
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功能。因為每一個晶圓存在成千上萬個的DUT，所以必須採用快速多通道的測試。 |
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在所有這些零組件生產的過程中，一種常見需要就是利用一組重覆的測試序列向DUT施加電壓或電流，測量其響應，將測量結果與可接受 |
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的極限進行比較，並作出合格/不合格決策。SMU的基本設計使它們非常適合於這類測試。然而，生產測試工程師需要仔細考慮儀器和測試系統架構中的 |
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差異，以針對目前的任務選擇最佳的測試儀器，並設法預測將來的測試需要。 |
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對於多DUT測試或對更複雜元件的多通道測試，要採用平行通道的I-V系統來提高測試吞吐量。儘管如此，測試速度可能仍然受限於儀器、應 |
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用程式或DUT穩定時間。現有平行通道系統的限制包括連續通道跳躍(即不能同時對所有平行通道進行測量)、測量量程變化的速度慢以及數據通訊速度低。 |
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可擴展多通道系統針對更為複雜的零組件和測試場景進行設計。它們常常包括針對各種測試功能的不同儀器。SMU常常是一個核心組件，寬頻 |
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儀器(訊號產生器、示波器、頻譜分析儀等)往往在外部添加。兩種最為常見的架構是整合的功能測試儀和具有開放API(應用編程介面)儀器的I-V測試系統。 |
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開放API意味著要把獨立儀器安裝到定製的測試系統之中，這通常透過用戶或系統整合商實現。比較而言，功能或參數測試儀是一種完全預裝 |
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的系統，其中的大多數硬體和軟體整合已經在提供使用之前為用戶做好了。這種系統的缺點是成本比較高。開放API系統為用戶和系統整合商提供了高度 |
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靈活的解決方案，具有實現更低成本的潛力。 |
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採用SMU獲得高吞吐量 |
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測試夾具被加載後，大多數測試時間都是由下列時間段消耗： |
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1.訊號源應用，包括電壓或電流瞬態； |
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2.DUT穩定時間； |
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3.測量，在需要時變更量程； |
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4.觸發延遲； |
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5.數據通訊； |
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6.程式執行，包括合格/不合格及裝箱決策； |
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7.測試夾具行動和/或電氣切換時間。 |
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透過將獨立的儀器轉換到整合的SMU測試系統，縮短了獨立儀器與PC控制器之間的觸發延遲 |
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和數據通訊時間。一些SMU具備的程式記憶體可以執行高達100項的預定義測試，能利用或不用PC進 |
圖1：基於TSP的多SMU測試系統 |
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行極限比較、執行條件程式分支等工作。這就減少了較慢的GPIB流量和PC的延遲時間。 |
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在單通道系統中，採用具備測試程式記憶體的SMU來獲得測試時間的改善相對容易；然而，在多SMU系統中由於難以管理多個觸發和測試排 |
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序器，要縮短測試時間就要複雜得多。 |
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接下頁: |
零組件製造商如何降低生產成本 |
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|
利用測試排序儀器降低大量零組件生產測試成本 |
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