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ATE唠唠嗑No.1——Guardband

时间:2025-08-27 21:50来源: FreyaW 半导体ATE测试 作者:ictest8_edit 点击:

 

“防护带(Guardband)设计是ATE测试中的关键环节,其核心是通过压缩测试限值窗口来确保:

生产测试(FT)通过的器件100%符合规格书(Spec)要求

器件在后续测试(如QA验证、客户复测等)中不会因测试系统变异(Test System Variation)出现误判”

防护带设置必须补偿的三大误差源
 
 
 
防护带的典型应用场景

以FT和QA测试为例,二者绝不能使用相同限值 (limit)!这是因为:

QA阶段必须实现零缺陷(Zero DPPM),任何失效都应触发后端流程异常排查(如混料/ESD损伤/Handler异常等)


若FT与QA同限值,由于测试机台的重复性误差(±3σ),处于规格边缘(Marginal)的器件可能在FT通过却在QA失效


同时需保证FT通过器件能顺利通过客户端的Bench验证


防护带计算公式

实际生产测试限值 = 规格限值 ± 防护带裕量,具体实现:
▶下限值 = Spec下限 + |下防护带值|
▶上限值 = Spec上限 - |上防护带值|

默认防护带(Default GB)
当缺乏实测数据时,行业经验法则是,取规格窗口(Spec Limit Window)的'5%'作为防护带:

▶ 默认防护带 = |Spec上限 - Spec下限| x 5%
(默认对称设置:上防护带值 = 下防护带值)

最小防护带(Minimum GB)
基于实测数据时,防护带应至少覆盖:

▶ 最小防护带值 = Max(Gage, Correlation, Accuracy)
 (取三大误差源中的最大值作为防护带下限)

标准防护带(Nominal GB)
工程推荐值需综合所有误差源(非仅最恶劣情况):

▶ 标准防护带值 = √(Gage² + Correlation² + Accuracy²)

 "Gage R&R" 是什么?
测量可重复性保障 (Repeatability) 是ATE系统的核心使命。在未完成测量重复性验证前,ATE输出的任何数据都不具备工程参考价值。

重复性验证规范
重复性验证用于确认特定测试配置下的测量稳定性。标准操作流程:

1. 将单一器件 (Device) 锁定在固定测试工位 (Site)

2. 执行30-100次连续测试(建议取50次以上)
  
关键要求

所有并行测试Site必须保持激活状态

数据分析严格按Site独立处理(禁止跨Site数据交叉比对)
 
必须覆盖所有测试程序步骤与温阶的组合验证

判定标准

通过测量值的σ(标准差)与限值窗宽(Upper Limit - Lower Limit)的百分比来评估:

优秀:σ/LW ≤ 5%

临界:σ/LW ≤ 20%(需出具专项分析报告)

超差:σ/LW > 20%(必须整改)

测量系统一致性验证
用于确认ATE系统在全配置维度下的测量一致性。验证方法:

1. 选取 Golden Device

2. 在每个 "SetupSite"(定义:测试Socket+Loadboard+Tester的组合)执行30次重复测试

3. 必须保证:

全Site并行工作

数据比对严格遵循同源比对原则(仅允许DeviceA数据在不同SetupSite间纵向对比)

示例:四Site测试系统配合 2套 Loadboard 和 2台 Tester 时,需按下表完成全组合验证


测试序列 器件序列 测试板 测试机
1 ABCD Loadboard1 Tester1
2 BCDA Loadboard1 Tester1
3 CDBA Loadboard1 Tester1
4 DABC Loadboard1 Tester1
5 ABCD Loadboard2 Tester1
6 ABCD Loadboard1 Tester2
 
o 测试序列1-4完成了全Site Gage验证

o 测试序列1和5完成了全Loadboard Gage验证

o 测试序列1和6完成了全Tester Gage验证

o 所有验证合起来就完成了全完整的Gage验证

 
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