 说到误差,首先还是要说说一个典型的测试过程的误差的来源: 1) 来自电源和地的误差.理论上电路的电源和地的电势是稳定的,除直流以外,其它任何频域里的分量都为零,这样才能确保电路的稳定准确工作.然而实际上这是做不到的.来自环境,测试设备本身以及芯片本身的各种干扰都会影响电源和地的电平稳定性,而且这种干扰会最终耦合到输出信号上,从而形成误差.通常这些问题除了测试机本身的问题以外,主要都是因为电路板硬件设计的问题导致的,比如EMC的对策不良,电源完整性和信号完整性设计的缺陷 2) 来自信号的误差.无论是测试机提供的各种信号还是其它外围电路提供的信号,天然就不可能是完美的,即存在各种噪声和偏离.这些偏差都有可能以各种形式被耦合到芯片输出信号上.测试设备无从区分真实信号和噪声,从而引起测试的误差.一个经常发生但有容易被忽略的是参考时钟上的相位噪声.电子设计工程师在选择时钟时往往会只考虑时钟频率是否符合,而无视噪声的特性.而时钟上的噪声如果超过允许范围,则往往会导致芯片性能的大幅下降.这个话题很大,具体就不在本文里展开讨论了。 3) 外来的干扰往往也会影响芯片的工作.我们经常听说的crosstalk就是一例.攻击信号线上的高频信号分量有可能会耦合到附近的信号线上,从而在被攻击信号线上形成多余的信号,也就是噪声.当然,外来的干扰的形式很多,有时候环境湿度和温度都有可能影响到电路工作的结果.保持测试环境的稳定以及正确的电路板设计是确保干扰最小化的良策.可惜的是,我看到目前多数测试工程师在这方面的知识积累很薄弱,根本无从在硬件设计阶段给出良好的方案 4) 还有就是测试设备的测量误差.测试设备一般是精心设计过,以确保参数的测量结果能够尽可能地准确.然而,任何硬件都不可能是完美,另外还有设备成本以及设备老化故障等因素存在,所以,测试设备本身的误差也是影响精度的一个重要因素.正确地选择测试设备和测试资源以及采用正确的使用方法是确保影响最小化的不二法门。 其实,每个工程师都因该明白,测试误差理论上是不可避免.唯一的做法是,充分理解误差的原理和产生原因并能够定量的分析,从而确保把误差降低到可接受的范围以内.那么从误差的表现形式上来看,它有可以大致分作以下几类: 1) 固定误差: 这往往是由于测试机或电路板的问题,导致测试结果和实际结果之间有一个固定的误差.这其实是所有误差里最容易对付和解决的问题了.一般只要用更精确的设备进行校准或者直接把误差值补偿到测试结果中去就可以解决问题了 2) 飘移误差: 硬件设备在长时间使用以后,它的物理特性和参数都会发生偏移.其具体表现形式是测试结果随着时间发生轻微但连续的变化.一旦这种变化超出了允许范围,就会影响到测试结果,进而影响良率.所以,设备的使用者必须对设备的特性有一定的了解,并定期地检查和校准设备 3) 突发误差: 这一情况往往是因为内在或外在的突发原因导致设备的测试结果突然发生变化.比较典型的例子是,设备突然断电后重新启动,一些测试模块如果不重新进行校准,就会发生问题.这一问题往往不容易防范,目前最好的对应防法就是建立量产测试数据的监控流程,一旦发现结果发生异常变化就及时着手调查,必要时甚至要停止量产的继续进行 4) 随机误差: 我们知道,自然界里到处充满了各种噪声,测试设备也不会例外.这些固有的噪声以及外界环境干扰带来的噪声都会被耦合到芯片中,从而干扰信号,产生误差.由于这种误差是随机性的且持续存在,一旦被耦合到信号里就几乎不可能再被完全消除,所以这种误差往往是最难以对付的.这类随机噪声的对应方法是一个很大的课题,需要工程师通过大量的学习和实践积累充分的知识和经验才能有效地对应.一个实际的例子:我们在测试程序量产导入中关注Cp/Cpk的主要目的就是确认随机噪声对良率的影响. 关于测试测量的误差问题,是一个非常大的话题.我在微博里限于篇幅,就只能浮光掠影地简单介绍一些基本概念,详细问题就不展开了.如果大家有任何具体的问题,欢迎来我微博里交流讨论.当然,首先请关注我的微博. 以后我还会陆续介绍封测相关的各种话题。 我的微博: @封测G哥 |
