测量系统分析在集成电路测试中的应用

测量系统分析（M，Maueentstemi）是I/T16949行业体系的要一。很多公司在供应商时，都很注重供应商的体系，其中衡量供应商的质量保证能力的一个重要参考指标就是MA的应用情况。同时，测量系统分析也是六西格玛方法的一项重要内容，是实施MAIC持续质量改进的关键工具之一。本主要对测量系统分析的理论和方法作了较为系统的介绍，给出了计量型、计数型测量系统分析的主要特性指标及研究方法。结合本单位的实际情况，本文分析和讨论了集成电路测试过程中的测量系统的评价内容和方法，对如何在集成电路测试过程中应用测量系统分析提出了详细的实施方案，内容包括测试过程简介、测试系统构成介绍、测试的参数分类、影响测试过程的因素分析、模拟参数方法进行MA的可行性分析、MA仿真程序的开发、计量型测量系统的MA、计数型测量系统的MSA、MA程序书及指导书的制定等内容。本文用实例详细说明了应用Mnitab统计软件进行MA数据分析的方法，极大简化了MA数据分析过程中的复杂计算。并开创性地提出应用模拟参数代替实际样件特性进行MA研究的方法，解决了在研究集成电路测试过程这样的复杂测量系统时，大量样件选择和管理的问题，降低了研究的成本。相信本能够为从事MA研究的提供借鉴，也希望引起更深入、更广泛的讨论，推动测量系统分析的研究和应用，为改进企业的提供帮助。：测量系统分析，集成电路测试，MSA，计数型，计量型，测统Measurementsystemysis(MSA)isoneofthecoreelementsoftheISO/TS16949QualityManagementSystems.ManymultinationalcompaniesregardtheMSAapplicationasanimportantreferenceindexofmeasuringther’sabilitytoprovidestableandacceptableproductswhentheyauditther'squalityassurancesystem.MSAisalsooneoftheimportantcontentsoftheSixSigmaqualitymanagementmethod.ItisoneofthekeytoolsfortheimplementationofDMAICcontinuousqualityimprovement.ThisarticlesystematicallyintroducestheMSAtheoryandmethods.ItalsogivesoutthemaincharacteristicsandresearchmethodsoftheVariableandAttributeMeasurementSystems.Basingonthe ’sactualcondition,thispaperysesanddiscussestheMSAevaluationcontentsandmethodsinICTest.PutforwardthedetailedimplementationnonhowtoapplytheMSAinICTest.ThecontentsincludebriefintroductionofICTest,Testerstructure,theclassificationoftestparameters,factorsysisinICTest,feasibilityysisofthesimulationparametermethod,thedevelopmentofMSAsimulationprogram,MSAforvariablemeasurementsystemandattributemeasurementsystem,MSAproceduresandworkinginstructionscreating,andsoon.ThispaperusesexamplestoillustratetheapplicationofMinitabstatisticalsoftwareinMSAdatayzing,whichgreatlysimplifiesthecalculationinMSAdataysisprocess.Andputforwardtheapplicationofsimulationparametersinsteadoftheactualsamplecharacteristics,tosolvetheproblemthatselectionandmanagementoflargeamountsofsampleisdifficultinthestudyofthecomplexmeasuringsystemlikeICTest,whichalsoreducestheresearchcost.ThisthesiscanbereferredbyMSAresearchpeers.HopetocausemorethoroughandextensivediscussionaboutMSA.AndpromotetheresearchandapplicationofMSAtoimprovethequalitymanagementofenterprise. MeasurementSystem,Tester第一章绪 课题研究的内容、背景和意 国内外研究及应用现 主要内容及框 测量系统分析的概 测量系统的特 分辨 偏 稳定 线 重复 再现 测量系统分析的时 测量系统分析的步 测量系统的变差 PDSA方法的运 测量系统分析的流 测量系统的分析方 计量型测试系统的分析方 评估稳定 评估偏 评估线 评估重复性和再现 计数型测量系统的分析方 假设实验分析-交叉表 量具性能曲线分析 第三章集成电路测试简 测试系统 自动分拣机 测试板(Test 测试程序（Test 电性测试中的测量系统分 直流参数测 交流参数测 功能测 混合信号测 射频和无线测 影响电性测试的因素分 测量系统研究的方 模拟参数方 测量系统分析的准 MSA仿真程序的开 计量型测量系统分 评估稳定 评估偏倚和线 评估重复性和再现 计数型测量系统分 MSA与体 第五章总 参考文 和参加科研情况说明 表表2-1方差分析 表2-2计数型测量系统数 表2-3A*B交 表2-4A*参考值交 表2-5评价人能力汇 表2-6计数型测量系统能力的评判标 表4-1MSA仿真程序构 表4-2重复性与再现性分析结 表4-3计数型量具研究数 表4-4计数型量具研究调整后数 插图2-1测量系统构成 图2-2测量过程变差构成 图2-3测量过程变差的特 图2-4偏 图2-5稳定 图2-6线 图2-7重复 图2-8再现 图2-9测量系统变差源-因果 图2-10测量系统分析流程 图2-11测量系统分析方法选择流程 图2-12测量风险示意 图3-1IFLEX和V93K测试系统示意 图3-2测试系统构成 图3-3自动分拣机示意 图3-4某测试板电路图示意 图4-1稳定性研究操作 图4-2Xbar-RChart输入 图4-3Xbar-RChart检验设 图4-4Xbar-R控制 图4-5偏倚和线性研究操作 图4-6偏倚和线性研究输入 图4-7偏倚与线性分析 图4-8生成正态分布随机数操作 图4-9正态分布随机数选 图4-10正态检验操作 图4-11多样本正态几率检验 图4-12重复性与再现性研究操作 6图4-13重复性与再现性研究输入 图4-14重复性与再现性研究选项 图4-15重复性与再现性分析 图4-16计数型量具研究操作 图4-17计数型量具研究输入 图4-18计数型量具研究结 图4-19飞思卡尔质量体系结构 第一章随着市场经济的发展，产品质量已经成为企业竞争力的体现之一，关系到企业的生存与发展。质量始于测量。对数据的测量，在中是不可或缺的，不管是在进行质量控制时应用的C(titalocessCnrol，统计制程控制)，还是在进行过程改进时应用的DE(einofxpeint，实验设计方法)，都需要数据的支持。数据是应用统计方法进行的基础，数据的质量很大程度上决定了的收益与成败。只有对测量系统进行深入的分析研究，才能得到高质量的数据。目前在OT16949汽车业体系中，明确要求企业必须对测量系统实施必要的测量系统分析，即MSA。同时，测量系统分析也是六西格玛管理的一项重要内容，是实施DMAIC持续质量改进的关键工具之一。过程数据往往被我们应用于生产和服务实践中，用以分析过程状态、提高过程能力、控制过程变化。那么，如何保证研究的结果是正确的呢？首先要确保数据的可靠性和准确性；其次要使用合适的、有效的数据分析方法。随着科技信息的发展和自动化技术水平的提高，产品的制造过程越来越复杂，对数据的应用也比以往更频繁、更广泛，也更依赖，进货检验、过程能力分析、过程稳定的、最终产品检验等等，都要求数据做支持。然而在应用数据进行各种研究时，不可避免地受到数据质量高低的影响，数据的质量直接决定了基于数据的分析、推断、决策的准确性。“用数据说话”是的名言。ISOTS16949汽车业体系强调基于事实的决策方法，即要求以大量历史统计数据为基础，辅以经验做出有效的决策。其他一些国际通行的标准，也同样强调数据分析的重要性。数据的质量很大程度上决定了的收益与成败。而数据是在过程稳定的条件下，通过一个由多种因素构成的系统多次测量过程的某统计特性的结果，这个系统就是测量系统。所以数据的质量取决于测量系统的质量。程或测量过程进行评价，这就是测量系统分析工作的具体体测量系统分析是运用数理统计对大量测量数据进行分析研究，评价对象不仅仅是测量设备本身，还包括操作者、被测产品、测量方法、测量环境等对测量过程能够产生影响的各种可能因素。通过研究测量系统产生的误差，计算测量误差影响测量结果的比例，综合判定测量系统的状态，评估测量系统的分析控制能力对于产品和过程是否足够，并且采取有效措施减小或消除误差，从而保证测量数据的质量。集成电路最终测试是集成电路制造过程中的重要环节，其目的是保证器件在的环境条件下能完全实现设计规格书所规定的产品功能。在完成了开发设计、晶圆、探针测试以及引线封装等过程后，其电气参数是否符合使用要求，则需要最终测试的检验。由于最终测试是集成电路制造过程中的最后环节，获得测试通过的将被递交给客户，直接进入产品的应用阶段；而不能通过测试的由于不能完全满足设计的要求，只能做报废处理。一方面，最终测试必须将任何不能满足设计要求的产品都筛选出来，否则一旦流入应用阶段，必将造成更重大的损失，尤其是应用于类的，一旦失效将可能造成生命财产的损失。另一方面，最终测试应该尽量避免将符合设计要求的产品误判定成次品，因为这样会造成无谓的制造成本损失。由此可见，最终测试过程的准确性、可靠性是十分重要的。随着市场竞争的日趋激烈，对提高产品质量和降低制造成本的要求也越来越高，传统的单纯依靠定期校准和保养来保证测试系统测量准确性、可靠性的方法，已经企业对测量系统日益提高的要求。应用测量系统分析的方法能够帮助我们分析影响测试准确性的因素，确定测试过程中的误差总量，从而改进测试方法，提高测试的准确性和可靠性。关于测量系统分析的研究，最早于20世纪中期一些质量学者从统计角度考虑对测量误差的研究。1972年，MnadelJ首次提出了重复性和再现性的原理和算法。到了20世纪90年代，测量系统分析的研究和应用在学术界和企业过去，三大汽车公司：戴姆勒克莱斯勒、福特和通用都有各自用于保证供方一致性的指导文件和技术标准，但是这些文件和标准的差异导致了对供方资源的额外要求。为此，三大汽车公司组织了特别工作组对各自使用的参考手册、程序、报告格式以及技术术语进行了标准化处理，希望改善这种状况。按照IO9000体系标准对测量管理体系的要求，统一供方的测量能力，保证供方产品一致性。因此，戴姆勒、福特和通用汽车公司在1990年共同组织编写了MA手册，并通过汽车工业行动（AIA）。第一版使用后，效果十分显著，供方普遍反映良好，并根据实际应用的经验，提出了一些修改建议，这些建议相继被纳入之后的第二版和第三版，乃至的第四版。MA手册详细介绍了测量系统分析的理论基础及开展各类型测量系统分析的依据和方法，诸多的说明和范例方便读者阅读，具有极高的实效性和可操作性。1995年，3汽公共同出了Q9000体系。为保测量系统分析的实施，将测量系统分析纳入Q9000的规定，要求企业强制执行，即企业除了应至少每年一次，对控制计划中提到的测量系统进行定期校准以外，还应该对其进行必要的测量系统分析，确立了MA在现代企业质量保证体系中的重要地位。测量系统分析手册作为补充参考文件纳入质量体系，并成为著名的质量体系的五大手册之一。为了协调国际汽车质量系统规范，由世界上主要的汽车制造商及成立了一个专门机构，称为国际汽车工作组（IneniolAutomoieak 简称ITF)。ITF对3个欧洲规范VA6.1(德国)，VQ94(意大利)，AQ(法国)和Q-9000()进行了协调，在和IO90012000版标准结合的基础上，在IOTC176的的认可下，制定出了IOT16949:2002与2年4月份起开始在全球推行。T16949延续了9000对测量系统分析的规定。随着16949作为新的汽车行业体系的国际标准在全球范围内的推广和实施，测量系统分析也在越来越多的公司推行。目前测量系统分析除了在汽车零部件生产企业和汽车整车厂有效实施外，同时也被广泛应用于其他行业。由于技术发展的不平衡，世界上许多国家对测量系统控制的认识不足。国际标准化组织（IO）在1992年编制了测量系统管理的标准《测量设备的计量确认体系》，当时的计量工作关注测量系统的准确性，但是缺少对测量系统的其它特性的分析和认识。1997年，O在原来的研究成果基础上进行了完善，发布了《IO10012-21997测量过程控制指南》，在2003年再次更新调整为《IO10012:2003测量管理体系量设备的要求》。新标准了测量管理体系的目的是控制测量设备和测量过程可能的误差影响产品质量的风险，强调在完成测量设备计量管理的同时，还应该持续控制影响测量过程的因素。但是对如何在生产过程中动态开展测量系统分析、评价测量系统的特性指标和具体实施办法描述较少，实际操作的指导性不强。同时受限于传统管理方式的延续性，新标准的推广应用和标准中的要求还相距甚远。在国内，虽然是近几年才开始对测量系统分析理论的应用和推广，但是其发展十分迅速。近年来，越来越多公司进入并在国内投资建厂，为了降低成本，它们都在制造、研发和采购等方面加速了本地化进程。很多跨国公司在供应商时，都很注重供应商的体系，其中衡量供应商的质量保证能力的一个重要参考指标就是测量系统分析的应用情况。企业想要参与全球化的市场竞争，就必须施行国际统一的标准和方法。为适应与国外企业的合作与交流，很多国内企业开始按客户的要求开展MA工作，比如对国内汽车零部件行业来说，开展MA已经成为汽车配套行业的准入条件，这在客观上推动了MA的普及和应用。另一方面，这些企业的成功实践经验也证明了测量系统分析的实施是企业体系有效运行的保障，是保证企业产品达到一致的有效措施。目前已有越来越多的企业开始采用MSA这一有力的工具来进行，并很快取得了明显成效，过程测量更加合理、测量数据更加可靠、产品质量大幅提升。同时一些企业也开始要求其供应商也采用MA，控制原材料的一致性。测量系统分析正以其显而易见的功效得到企业的普遍认可。本在第二章系统地阐述了测量系统分析的理论和方法，详细介绍了测量系统的主要特性的一般评价指标；第三章简要介绍了集成电路电性测试过程及测试的要素；第四章具体阐述了测量系统分析理论和方法在集成电路电性测试过程中的应用及实践，以及如何完善体系中与MA有关的内容；第五章总结了测量系统分析从理论到实践的开展过程，并提出了进一步完善测量系统研究在集成电路测试过程中的应用的一些构想。测量过程可以认为是“对具体的事物赋予数字（或数值），以表示它们之间的关系”的过程。测量系统是指对被测物体进行量化或对被测特性进行评估时，用来获得测量结果的整个过程，包括人员、设备、夹具、材料、软件、方法、操作、环境及假设的集合。测量系统构成图如图2-1所示：（输入 （输出2-1测量系统构成测量可以被看做一个制造过程，其输入是被测对象，过程变量包括：观测者、测量设备、测量方法、参照标准、环境等，其产生的输出就是数据（测量值）。理想的测量系统应该对特定的被测物或被测特性，每次测量都能产生“正确的”的测量结果（真值），即不存在测量误差。但实际上这种理想的测量系统并不存在。任何一个测量过程，与其他生产过程一样也存在波动情况。测量过程中的各种变量，必然影响测量的结果，形成测量误差。测量过程的总变差是由被测物自身的变差（实际过程变差）和过程变量产生的变差（测量系统变差）这两部分组成。测量系统变差又分为位置变差和宽度变差两种，具体表现为测量系统的稳定性、偏倚、线性、重复性、再现性等统计特性。如图2-2所示：2-2测量过程变差构在统计学中通常采用σ2（标准差平方，简称方差）来度量测量值与期望之间的偏离程度。那么测量过程变差的构可以表达为σ2=σ2+σ2(2-σ2σ2+σ2(2-σ2σ2+σ2σ2(2-σ2=σ2σ2(2-测量系统分析是指为了保证测量数据的可靠性和准确性，通过了解测量过程中的误差来源，应用统计学的方法确定误差分量，分析测量误差对结果的影响，从而判定这个测量系统是否满足产品生产和过程控制的要求。在实际应用中，大多数测量过程的测量误差往往呈现为正态分布，或者可以被描述成接近正态分布。标准的测量系统分析方法，通常是以假设测量误差呈现正态分布为前提的。如果在对一些非正态分布的测量系统进行研究时，仍然以正态分布为前提假设，继续采用标准的测量系统分析方法，就很可能得出有关测量系统误差的错误结论。如图2-3所示，标准的正态分布曲线包含两种变差因素：位置变差和宽度变差。我们用偏倚、线性和稳定性三个特性来衡量测量系统的位置变差；用重复性和再现性两个特性来衡量测量系统的宽度变差。这五个特性加上分辨力，是我们评价测量系统能力的“六性”。位宽2-3测量过程变差的分辨评估一个测量系统的能力是不是充分，首先要看它是不是具有足够的分辨力。分辨力通常也被称为可读程度或解析度，是指测量仪器能够输出的最小刻度。测量设备要能分辨出过程变差的至少十分之一以上。在实际应用中，也常用区别分类数（DC）来评价测量系统是否有足够的分辨力。一般要求测量系统的区别分类数要大于等于5时，这样的测量系统才有足够的分辨力，由其测量获得的数据才能较好地应用于生产和制程控制。偏偏倚一般被定义为：测量同一个零件的同一特性所获得的平均值与参考值或真值之间的差异，有时也称为“准确度”。由于“准确度”有多种意思，所以本文中只用偏倚来描述位置变差。如图2-4所示。由于测量误差是固有的，测量的偏倚在任何时候都存在，我们所说的偏倚只是真正偏倚的一组观测值的平均数。造成偏倚的可能原因有测量设备的漂移、夹具磨损、基准偏差、操作不同、环境变化、观测误差等，通常可以通过对量具进行重新校准以消除偏倚。2-4偏稳定者同一个零件的同一特性进量，所获得的变差总和，通常又称为“漂移”。换句话说，稳定性是偏倚随时间的变化。如图2-5所示。测量系统的统计稳定反2-5稳定线线性通常被定义为：偏倚值在测量系统的测量范围（量程）内的不同。线性可以被理解为随着测量值大小的变化，偏倚的不同。理想的测量系统应该在量程的任何一处都不存在偏倚。但是实际应用中偏倚不可避免，我们需要用校准对偏倚进行修正；为了在量程的任何一处都能进行有效地修正，必须要求测量系统的偏倚具有线性。换句话说，线性是在测量系统的整个量程范围内，偏倚是基准值的线性函数如图26所示2-6线重复对象，所获得的测量变差。重复性通常被称为设备变差（EV），但是它不只包含设备内部的变差，还包括在误差模型中的任何条件下的内部变差。图2-7表示2-7重复再现再现性是指同一测量设备由不同的评价人操作，测量相同零件的同一特性所（AV），体现的是不同评价者之间的变差。但是对于一些自动测量系统，操作者并不是测量变差的主要原因，所以有时再现性指的是测量的其它条件之间的变差。图2-8表示了测量系统的再现2-8再现评价测量系统必须包含两个阶段：第一阶段是在测量系统投入使用前，通过研究了解测量过程，验证测量系统是否满足设计规范要求；第二阶段是在测量系统投入使用之后，对测量系统变差的主要因素进行持续的，从而确认测量系统的能力是不是能持续满足生产和制程控制的要求。第一阶段的研究通常不重复进行，要求对所有测量系统的统计特性进行评价，其研究结果可以被用为开发测量计划的输入，同时也可以用于确定第二阶段需要研究的特性。第二阶段的研究通常需要周期性地进行，其间隔时间要根据测量系统本身的固有特性及使用频率而定。第二阶段并不总是要求研究测量系统的所有变差，而是根据测量系统的使用目的以及第一阶段研究的结果，选择对测量系统影响较大的变差因素进行研究。例如，对于普通的测量设备，如果第一阶段研究证明环境变量对测量变差无显著影响，而观测者的影响比较大，那么我们在第二阶段可以重点对观测者之间的变差进行研究；对于自动测量设备，可以不考虑观测者的变差，如果通过周期的检定/校准能够保证偏倚和线性的要求，那么只需要分析测量设备自身的稳定性和重复性即可。 步骤1：识别问步骤2：识别小步骤3：评审流程步骤4：因果5：计划-实施-研究-行动（PDSA）采用PDSA循环的研究方法，计划实验、收集数据、数据分析、建立方步骤6：方法验步骤7：将变更制度测量系统的变差与所有过程类似，测量过程变差的来源分为普通原因和特殊原因。为了控制测量过程变差，须确定造成变差的原因，并消除或这些变差的来源造成变差的特殊原因取决于不同的情况，但一些普通原因是可以通过分析了解的。缩写.W....分别代表标准、工件、仪器、人和程序，以及环境，它们是组成一个普遍化的测量系统的六个必要因素，我们通常可以从这六个区域去考虑造成测2-9

预防性热扩散系 空气洁净弹性特 光线照

温度/湿 工作的规2-9测量系统变差源-因果PDSA方法的运完成步骤1到步骤4，我们明确了要研究的测量系统和影响测量变差的主要因素，即可以按照PDSA模式展开测量系统分析。策划（n)：测量系统分析的首要步骤是制定研究的计划和进行研究的准参数数量设定：根据选定的分析方法，确定评价人数量、样件的数量以及重复测量的数量；对于稳定性研究还要求确定连续监测点数量、测量周期。样本选择：样本必须来源于生产过程，为保证所选的样本具有代表性，选取的样本应尽可能地覆盖过程真实的波动范围，这样才能正确反映制程的变异水平。如果样本误差的范围过小，会影响最终的分析结果。离散型数据的样本选择要同时选择部分规格内和规格外的样本，并选择部分接近规格界限的样本。分辨力确定：确认测量设备具有足够的分辨力，即测量的最小输出值应至少是预期过程变差的十分之一。设备状态确认：在实量前，应确认测量设备经过正常的保施行（Do）：将选定的样本进行编号；根据策划的方法，对样本进量；测量应该以随机次序进行，确保测量系统的变差随机地分布在整个研究中；评价人应随机选取样本并不能识别样本编号，避免因了解造成的偏倚；主导研究的人应能识别样本编号，并依次记录测量数据；应该按照测量设备解析度的实际极限记录测量值。研究（tudy）：完成测量后，关键的一步就是对测量数据进行分析处理。将研究的结果与评价标准进行比较，判定测量系统的能力是否满足要求。如果测量系统的特性不可接受，须组织相关人员进行分析，制定改进措施；如果测量系统的特性可以有条件接受，须制定相应的控制计划，并积极研究改进措施。行动（Action）：实施改进措施和控制计划。如果测量系统能力确实有效改善，应将改进措施和控制计划制度化。持续测量系统特性，直至确按照PDSA模式对测量系统进行持续改进，不断发现测量过 测量系统分析的流测量系统分析一般按照以程进行定义研究目标评估分辨评估稳定评估准确度（偏倚和线性评估精确度（重复性和再现性编写2-10显示了测量系统分析的具体流2-10测量系统分析流程测量数据分析的方法主要有数值分析法和图示分析法。数值分析法，是指运用一系列的数学对所获得的测量数据进行计算，将获得的计算结果与统计学的评定参数进行比较，得出测量系统能力的一致性结论。而图示分析法，是在对测量数据进行初步归纳和计算的基础上，应用直方图、均值图、极差图、线性图、链图、散点图、振荡图、误差图、-Y比较图、相互作用图、余数图等图形工具对数据进行描绘，可以直观地反映测量变差随着测量系统变量的改变而变化的情况，从而发现测量变差的主要来源和测量系统各变量之间的关系。根据测量数据的类型，测量系统一般分为计量型测量系统（VibleMaueentstem）和计数型测量系统（ttrbuteMaurementstem）。计量型测量系统的测量数据一般为连续型数据，如长度、重量、电压、电流、时间、温度等，其测量对象通常是自然存在的物理量或模拟量。计数型测量系统是指测量数值为离散型数据，如“0/1”“合格/不合格”，“通/止”等，其测量对象为有限的分类数量。计量型测量系统分析方法主要有：极差法、均值-极差法和方差分析法。这三种方法在分析时均忽视了零件内部变差，并且都以过程处于统计的稳定状态为研究的前提条件。极差法计算最简便，不能将变差分解为重复性和再现性，通常用来快速检查以验证RR是否有变化；均值-极差法能进一步将测量系统的变差分解为重复性和再现性，但是对两者的交互作用不做估计；方差分析法应用了标准的统计技术，对研究者的统计学知识有较高的要求，其数值计算最为复杂，对变差的估计最为准确，并能计算测量系统各变差因间的交互作用等，还能从实验数据中获得其他信息。三种方法各有其优缺点，应根据研究的需要及试验条件选择合适的方法。计数型测量系统分析方法，主要分为风险分析方法和量具性能曲线的分析方法。在无法充分获得零件的计量型参考数值的情况下，通常使用风险分析方法，常用的风险分析方法有假设分析实验-交叉表法和信号探测法。风险分析方法不能量化测量系统变差，所以只有在客户同意的条件下才能使用。在零件的参考数值可以充分获得的情况下，最好的分析方法是量化测量系统变差成为量具性能曲线，以评估测量系统的重复性和偏倚的数值。测量系统分析方法的选择流程见图2-

离散 否是是2-11测量系统分析方法选择流评估稳定以一定的周期测量基准样件3-5。测量周期和次数应该取决于测量、校准和使用的频率，以及操作条件的重要性等。将数据按时间顺序画在控制图（均值极差图或均值标准差图）建立控制限，通过控制图分析法来评价测量系统是否有不受控或不稳定的情况。如果连续的至少30个周期没有失控点，表明测量系统是稳定受控的。评估偏选择一件落在生产测量范围中间的产品，指定为偏倚分析的件。应用其他可追溯到相关标准的测量仪器测量该基准件n≥10次，使用要研究的测量系统，测量样件n≥10次，记录测量数计算n个读值的平均值，也可以从控制图上获nnX=n

(2-计算偏倚偏倚=观测到的平均测量值(X)-参考值 (2-计算重复性标准差(最大值－最小值dσr (2-d22d*是基于子组容量(m=n)和子组数量(g=1)，查d*表可得2确定偏倚的t统计值σb (2-偏t (2-受。置信度水准a的默认值是0.05(95%置信度)。偏倚

d2σb（t2

）]≤0≤偏倚d2σb（tv，1- v v1-d*(2-d2，d*2v可以在d*表中查到，tv，1-a/2在标准t表中查到Bias%10%：Bias%=偏倚/公差* (2-评估线选择g≥5个产品，由于存在过程变差，这些产品测量值应该覆对每个产品进行全尺寸测量，以确定其基准值，并确认已经覆盖量具的测量范围。让一个经常使用这个量具的操作者，对每个产品进行m≥10次测量。要随机地选择产品，以使评价人对测量偏倚的“”最计算每次测量的偏倚及每个产品的偏倚平均偏倚i，j=Xi，j—（基准值）I ∑偏倚im偏倚i (2-m性图上画出单值偏倚和相关基准值的偏倚均 ：yi=axi+b式中：xi=基准值；yi=偏倚平均∑xy–{1a =斜 (2-∑x2–

b y—ax=截 (2-置信度区间的计算较为复杂，本文由于篇幅限制不作详细介绍。许多专业的统计软件都可以在生成最佳拟合线时会画出其置信度区间。画出“偏倚=0”线，观察该图是否存在特殊原因。如果“偏=0”线都位于最佳拟合线的置信度区间以内，即可以说该测量系统的线性是可接受的。评估重复性和再现可用于确定测量系统重复性和再现性的方法主要有三种，其中方差分析法能更准确地估计变差，并从研究结果中获得的信息。虽然其数值计算比较复杂，在可以使用计算机的情况下，我们地采用方差分析法进行GRR的研究。本节即介绍采用方差分析法确定重复性和再现性的步选定n≥10产品作为样本，该样本应能代表实际过程变差；对产选定k≥3评价人，评价人必须具有该测量系统操作资 以不同的随机顺序，重复以上测量，一般需要测量r≥3使用图示分析法对数据进行系统地筛选，找出变差的特殊原因：平均值图可以用来确定评价者之间的一致性；极差图用来确定过程是否受控，并帮助确定评价者之间对每个产品的测量过程的一致性；链图可以呈现不正常的读值或不一致的产品；相互作用图可用于确认产品-评价者之间的相互作用是否显著。用图示分析法确认测量系统分析不存在特殊原因，并且过程稳定受控后，可以继续进行数值计算。虽然这些数值也可以通过人工计算获得，但是计算过程比较复杂，本文不作详细介绍。通过计算机程序可以产生所谓的方差分析法表格（参见表2-）：2-1方差分析方差分析法表格包括6列，DF列（Degree dom，自由度，为各变差来源的自由度SS列（Sumofsquare，平方和，是变差来源的平均值的偏MS列（Meansquare，平均平方）为平方和除以自由F列（F-ratio，F比率，是相互作用的平均平方除以平均平方误EMS列（Expectedmeansquare，预期平均平方）确定了的变数元素的线性组根据以下计算测量系统的各变差分量设备变差（重复性 (2-评价者变差（再现性 (2-零件与评价者交互作 (2-量具 (2-零件变 (2-计算测量系统变差对总变差的百分比，从而最终评价测量系(2-(2-(2-如果测量系统的GRR%小于10，说明该测量系统能力满足生产的要求；如果GRR大于30，该测量系统不可接受，应对测量系统进行改进或更换；如果GRR介于10~30之间，应根据测量系统的更换成本、修理费用，及应用的重要性等方面综合考虑，在获得客户 的情况下，可以继续使用该测量系统。所谓计数型量具就是把各个产品与某些指定限值相比较，如果满足限值则接受该零件，不满足则拒收。绝大多数这样的计数型量具是基于一套基准件来设定接受或拒收；不象计量型量具，计数型量具不能指示一个产品多么好或多么坏，它只能指示该产品被接受还是被拒收。使用计数型测量系统进量最大的风险位于分类的边界处，即图2-12中的I区域，因此最合适的分析方法是量化测量系统的变差成为量具性能曲线。2-12测量风险示有时候，我们在进行计数型测量系统研究时，无法充分获得样件的计量型参考数值。那么在获得客户同意的情况下，可以采用假设实验分析的方法来评价作出错误或不一致判定的风险。假设实验分析-交叉表 随机选取n≥50个产品作为样本，样本应能代表实际过程变差，并至少有不少于5个处于接受限边界区域的产品。21表示接受，0表示拒收。选定k≥3个评价人，评价人必须具有该测量系统操作资让每个评价人按照随机顺序对所有产品测量3轮，将结果记录到表中。评价人 量时应不知道产品的参考值及产品编号2-2计数型测量系统零参考11111111111211111111104000000000050000000000 0111111111111111111110000000000111111111111111111101010101001010101011111111111111111111000000000001000000101111111111111111111111111111100111111111111011111111110011111111100111111111100101111110110011111111110011111111100使用A*B交叉表，比较A、B两位评价者的结果。nij为针对同一零件，被Ai，被Bj的次数（参见表2-3。2-3A*B交BBA01行和

表3中的主对角线元和n00+n11=44+97=141，表示评价人A与B对同一零件评价一致的次数，将其除以评价总数n所得的比率称为实际一致性比率，记为P0，计算：P0=(n00+n11)/n=(44+97)/150= (2-P0值越大，AB的一致性程度越高，显然有0≤P0≤1，当时，AB的评价完全一致P0来度量A与B的评价一致性程度，存在不足之处。假如两位评价人都不经过测量，而是随机地将零件判定为01，其结果也会达Pe0≤Pe≤1。3Pi+表示评价人A将零件判定为i的概率；P+j表示评价人Bj的概 (2-基于以上的考虑，统计学上，通常用P0Pe计算Kappa值，以确A、B评价者之间的一致性程Kappa=（Po-Pe）/（1-Pe）=0.86> (2-应用Kappa值度量一致性时，通用的评判法则Kappa值大于0.75，表示有很好的一致性，测量系统可接受；Kappa值小于0.4，表示一致性不好，测量系统不可接受；Kappa值在0.40.75之间，表示一致性不够好，测量系统需改进。本例中Kappa指等于0.86，说明A与B之间有良好的一致性。使用A*参考值交叉表，比较评A与参考值的结果(2-4)2-4A*参考值交A01行和01列和 计算Kappa值，以确定A评价者与参考值之间的一致性程Po=(45+97)/150= (2-Pe=0.33×0.32+0.67×0.68= (2-Kappa=（Po-Pe）/（1-Pe）=0.88> (2-这说明评价者A与参考值之间有良好的一致用相同的方法，确定每位评价者与其它人之间、与参考值之间的一致性程度。进一步，通过以下计算每一位评价人的有效性、漏判率、错判率，并将结果汇总到表2-5中。有效性=正确判断的数量/判断的机会总数 漏判率=坏产品判定为好产品的数量/判断的机会总数(2-32)误判率=好产品判定为坏产品的数量/判断的机会总数(2-33)2-5评价人能力汇AB 对6中的判定标准，得出有关该计数型测量系统能力的结论。本例中，评价人B是有限度接受，AC是不可接受，他们都需要改2-6计数型测量系统能力的评判 有效性漏判率误判评价人可接 评价人有限度接-可能需要

评价人不可接受-必须改 量具性能曲线分析按实际情况等间隔地选取8个产品作为样件，其中的最大值和最小用测量系统对样件进量m=20次，记录接受的数量a要求最小值的样件必须a=0，最大值的样件a=20，其他6个样按以下计算各个样件的接收概率 若 <0.5a- Pa 若 >0.5 (2-m 若am将计算得到的概率绘制在正态分布概率图上，画出经过这些点的一条最佳适合直线。偏倚等于下限值减去`=0.5对应的测量参考值：偏倚=下限-XT（=0.5处） 2-35)Pa`=0.995Pa`=0.005之间对应的测量参考值的差除以调整1.08，即为重复性XT（Pa=0.995处）-XT（Pa=0.005处重复性 (2-还可以通过计算t统计量，以确定偏倚是否显著的偏离零。许多统计软件均有专门的工具进行t检验，本文不作详细介绍。集成电路测试通常分为晶圆针测（Chipobing；CP）和最终测试（inalet；T）。晶圆针测是对晶圆进行电性能测试，目的是在封装前先行过滤出电性不良的，以避免对不良品增加制造成本。最终测试，又称成品测试或终段测试，是对封装完成的产品进行电性功能测试，以保证出厂产品功能上的完整性；并对已测试的产品依其电性功能进行分类（即分Bin，作为不同等级产品的评价依据；最后并对产品做外观检验。本文主要以最终测试为例介绍测量系统分析的方法，其中大部分测量系统分析的方法同样适用于晶圆针测。最终测试的流程一般包括来料检查、第一温度电性测试、器件老化（Burn-n、第二温度电性测试等。根据产品不同的特点，流程的个数与先后顺序或有不同。要完成复杂的测试，必须有软、硬件系统的支持，其中主要包括自动测试系统、测试板、自动分拣机和测试程序这四个要素。下面将对这四个要素分别进行介绍。测试系统，也称为自动测试设备（AE:utoTestqupment），体的晶圆针测或最终测试工序中，用于检测集成电路电性功能完整性的自动测试机。针对不同种类的集成电路产品，测试系统又分为器测试系统、数字信号测试系统、模拟信号测试系统、混合信号测试系统、射频信号测试系统等。当前测试系统发展的主要有两种趋势：一种是多功能系统，优点是可以进行各类产品的测试，适用于等需要进行多种类产品开发的小型机构，可以减少测试设备上的投入；一种是专业化小型化，优点是测试资源利用率高，适用于测试工厂等对某一类产品测试产量较高的企业。半导体业界比较知名的测试系统厂商有Advantst，dne，Vegy，TX-Cradence等。图3-1所示 dyne公司的IFLEX测试系统和Verigy公司V93000测试系统3-1IFLEXV93K测试系统示意测试系统通常由多种电子电路模块和机械模块组成，包括电源、计量仪器、信号发生器、模式（Pattern）和其他硬件，由同一个主控制器统一指挥，由运试程序的计算机控制，在测试时给被测器件提供合适的电压、电流、时对的输出管脚进行监测并测量其响应参数，将每次测试的结果与预先设3-2测试系统构成如图14所示，测试系统通常包含以下这些模sterConroler（TC/U，控制器：是系统的控制中心，通常由安装有特定软件的计算机及输入输出接口组成；网络接口用以传输和交换测试数据；硬盘和器用来本地数据；显示器及键盘提供了操作人员与系统的接口。PowerSupply（PS，电源模块：主要包括电源接入和分布，还有电Clockandabaonrcut（CC，时钟和校准电路：提供可追溯国际标准的测试系统的时钟基准和电压、电流基准，以及进行可追溯国际标准的校准时必需的接口电路。DevicePowerSupply（DPS，供电模块）：通常用于电源VDD或VCC电压及电流供给，一般还具备测量电压电流的能力PrecisionMeasureUnit（PMU，精确测量单元，有的测试系统上称VI（VoltageandCurrentSource）AP（ogPinSource，能够提确的电压电流测量，同时也具备电压电流驱动能力。根据其电压电流的驱动和测量能力的不同，又分为PVI（PowerVI、HVVI（HighVoltageVI）等。DigitalPinSubsystem（DP，数字管脚子系统，能够提供测试所需的数字信号驱动及比较，通常还具备动态负载、矢量等功能。主要包括信号驱动电路（Driver、信号比较器（Comparator、基准电压源（RVS、电流负载（CurrentLoad、矢量存储器（VectorMemory）等模块SpecialTestOption（特殊测试模块：使测试系统具备一些特殊iir（数字转换器：在数模转换器相关测试中对输出波形进行采样、数字转化和比较。 ogyWaveformGenerator（AWG，模拟信号产生器：在模数转italinalocesor（DP，数字信号处理器：应用数字信号处理技术，将所接收的模拟信号转换为数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化等高速运算，其输出将作为其他系统模块把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式的输入。RFModule（射频测试模块），能够提供射频应用测试所需的可编程的射频信号，并能响应的射频信号，将其转换成可测量的中频信号，以便DSP等其他模块对其进行处自动分拣机，是按照预先设定的计算机指令对物品进行分拣，并将分检出的物品送达指定位置的机械，广泛应用于很多行业。在集成电路最终测试过，自动分拣机的机械手将按照预设的系统指令，将待测自动抓取放置到测试板的测试位后，向测试系统发送OTtatofest，开始测试信号)；测试系统接收到OT即开始对处于测试位的进试，测试结束后向自动分拣机发送OEndofest，结束测试信号和BINN(分类信息)；自动分拣机根据BNINO将测后送到指定的托盘或料管中，测试好品将被分到标有BIN1的托盘或料管中，次品会被分到标有REECT的托盘或料管中。有些自动分拣机还具有温度控制组件，能够在测试时模拟应用的不同温度环境，考核在温度条件下的功能完整性。在半导体最终测试量产中，通常根据的封装形式来选择不同的自动分拣机。一般来说，BG,GA,QN,QP等封装形式的，选择抓放式（ick&ce）自动分拣机；而对于OIC,OP等封装形式的，则选择重力式（Graty）自动分拣机。抓放式分拣机是将待测通过机械手从待测区域抓取到测试区域，测试完成后再由机械手分放到测后区域。重力式自动分拣机则是利用待测自身的重力作用使其在待测区域，测试区域以及测后区域中自行流动。如图3-33-3自动分拣机示意测试板(Test测试板也叫负载板（odBod，简称B，是电路接口板，其作用是连接eser内部的资源与被测（DUT，Deicenerst也接口板，将自动分拣机与测试系统连接在一起。在晶圆测试中，测试板连接的是探针卡；在手工测试中，ocket固定到测试板上；而在最终测试，我们将测试板连接到自动分拣机。因为在实际应用中，测试机、自动分拣机的接口种类繁多，因此测试板的类型和款式也是多种多样。测试板的设计对于集成电路的测试过程是至关重要的。如果测试板的设计存在缺陷，也许在研发的工程阶段看不出问题，但一旦进入大规模生产阶段，就可能会遇到诸如测试不稳定、测试良品率过低、平均故障间隔时间短等等各种各样的问题，大大影响生产效率。测试板不仅仅要求能够模拟集成电路应用时的电路及应用环境，还要作为测试系统和自动分拣机的物理连接，确保设备连接的稳定性。为了能够将的不同管脚连接到特定的测试系统，工程师们往往会在测试板上排布很多继电器以及相应的负载电路，并为测试系统资源提供必要的补充。为了满足特殊测试的要求，有些测试板上会加入外接电路，如晶体振荡器、放大器、电源滤波电路、大功率负载、外部时钟接口等。在进试板设计时，工程师不仅仅要遵循印刷电路板设计的一般规则，模拟电路和数字电路部分是否有独立的地在印制板上是否加有工艺线，阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否在期间焊盘上，以免影响电装质量。线与线，线与元件焊盘，线与贯通孔，元件焊盘与贯通孔，贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理，是否满足生产要求。后加在印制电路板中的电路是否有造成信号短路的可必须预留关键引脚的测试点，如VDD，ogPin等，应易于设计测试板时，应尽量减少使用外部器件，并尽量缩短每个引脚到测试系统资源的通道长度；外部器件越少、通道越短、电路越简单，测试才能越稳定。必须预留足够的接线点，以便进行程序调试时外接器件或接跳对于测试系统中具有开尔文测量（KelvinMeasure）功能的测量模块，在设计测试板时，还应该分别连接电压驱动线、电压感应线，并在它们之间做相应的保护。必须避免出现悬空的线与线，或线与元器件之间露的接头，需加上与测试座的弹簧针或测试片接触的地方要求镀在集成电路的开发过，测试板的设计工作是十分耗费时间的。因为，一个测试程序通常包括许多测试项，不同的测试项要求不同的测试环境，需要不同的驱动和负载电路支持，连接不同的测量资源。根据每个测试项的要求建立测试图表，应用测试板自动综合工具产生相应的连接数据，确定必须的测试系统资源，根据需要共享的测试系统资源添加继电器，最终生成测试版电路的网表。印刷电路板的自动排版和布线工具，可以根据从网表中提取的参数，自动排布板上元器件，并进行布线。3-4某测试板电路图示测试程序（Test测试程序，是指在特定测试系统的软件环境下开发的，能够控制测试系统硬件对待测执行电信号的驱动、比较、测量、激励等操作，并与规定在芯片规格书里的设计指标做比对，最终确定功能完整性的应用程序。测试程序通常分为几个部分：直流参数测试（DCTest、交流参数测（ACTest、功能测试（FunctionTest、特殊参数测试（SpecialParameterTest）等。DCTest验证直流参数，包括的电压、电流、电阻等特性；ACTest主要测量时间和频率特性，用以保证能在规定的时间内完成逻辑操作；FunctionTest主要验证芯片能否正确地执行逻辑功能操作；SpecialParameterTest根据应用领域的不同，验证的特定功能参数，例如RFTest验证射频信号发射、接收和相应的信号处理能力；而ADCTest测试数模转测试程序通常还负责管理与设备的通讯，例如能指挥自动分拣机进行正确的分拣，协调外接信号源或外部测量设备与测试系统资源的步调等。测试程序另一个重要功能是收集测试数据，并按照用户定制的格式提供测试的结果。这些结果或数据能为测试或产品工程师提供有价值的信息，用于测试过程的分析、控制和改进。目前半导体行业内使用的大多数测试系统采用基于C语言、C++语言或VB语言开发出来的测试程序；也有一些测试系统使用独有的软件环境进试程序的开发，这在一定程度上限制了其测试程序的可移植性。一个基本的测试程序，根据复杂度和测试平台的选择不同，一般有几百到几千个测试项。根据集成电路的具体功能和应用领域不同，半导体公司会根据客户需求对进行不同温度环境下的测试。一般来说，对类会进行常温测试（25°C，高温测试（125°C，低温测试（40°C）和高温老化测试，以确保在各个温度环境下的功能完整性。一些产品在量产后，为了降低成本，在验证了测试的有效性和可靠性的条件下，可以免除个别温度环境下的测试。MSA集成电路测试的四要素在测试中，同时也都直接或间接地决定了测试的结果。只有确保对这四要素进行有效地控制，才能保证集成电路测试结果的可靠性和稳定性。在集成电路测试过，传统的测量管理体系是通过对测试系统进行定期的检定/校准来保证测量的准确性，其保障对象只是直接的测量设备，即测试系统，而并没有对其它测试过的要素进行研究和控制。而测量系统分析可以对构成测量系统的六要素进行全面的分析，通过对测量数据的统计分析来最终判定测量系统特性能够满足测量的要求，并通过MA的研究，确定各要素对测试过程变差的贡献度，从而研究并采取可行的方法对其进行有效的控制，最终确保测试的可靠性和稳定性。一般来说，集成电路的电性测试程序，通常包含三个方面的测试项，分别是：DC测试、AC测试和unton测试。对于一些具有特殊应用的，还有针对其特殊应用的专门测试，包括针对混合信号的AC/AC参数测试，针对射频与无线的功率参数测试等。直流参数直流参数测试，通常是基于欧姆定律，应用稳态测试方法对的电参数进量。直流参数测试项目的测试方法比较固定且单一。一个典型的集成电路的直流参数主要有如下几个：IHILIOZ（输人高/低漏电，输出漏电流，VI/IL（输入高/低电平，VH/VO（在一定负载IO/OL下的输出驱动能力，IB&ID/CC（静态和动态电流。实际测试过为了快速筛选器件和保护测试设备，一般要先测试连接，即pen/hots测试，通常也把它归为直流测试。Opens/hots：也叫连续性测试（Coinuyet）或者接触测试，主要目的是检测与测试接口的连接是否正常。根据二极管的正向导通特性，当通过二极管的正向电流没有超过其正常使用的电流范围时，二极管导通时的端电压几乎保持不变。在的输入输出管脚通常陪伴有防止静电击穿的保护二极管，通过测量保护二极管的正向偏置压降，就可以检查管脚的连接状态。测试时通常用ETER的MU的加电流测电压模式，给保护二极管施加偏置电流，并测量其压降。根据工艺和测试环境的不同，测试的规格限有所不同，对于一般的数字管脚，其测量值在0.3~0.8V之间时，说明该管脚连接正常；如果测量值小于03V，该管脚短路；如果测量值大于1.5，该管脚开路。IHIIOZ：统称为漏电流测试（eakagest。在实际应用中，的输入和三态输出管脚与地之间一般无法达到理想的开路状态，而是呈现高电阻状态。工作时，它们之间存在漏电流，分别称作输入漏电路和三态输出漏电流。在电性测试中，一般使用MU的加电压测电流模式进行漏电流的测量，根据工艺不同，测量值通常在几微安到几百微安不等。漏电流测试较容易受到环境温度和湿度的影响，对管脚与测试接口的连接要求也比较高。VI/IH：是指所能识别的最高低电平和最低高电平。测试方法如下：使处于正常的工作环境下，逐渐改变输入管脚的电压大小，通过监测输出管脚信号或者运试向量，找到使得测试向量as或il界对应脚为IL和VH。将与SEC进行比较，确定的该参数是否满足要求。由于这种扫描测试的方法费时费力，在量产后，往往会采用一种简化的方法：只测试输入的高/低电于SEC上规定的上下限的情况，即最恶劣的情况，如果的输出管脚信号正常或者测试向量能够通过，那么该的这一参数特性就符合EC要求。测试时我们通常要使用MU的精确电压测量模式。VO/VOH：是指在保持预订的输出高或低电平状态下，所能输出地最小或最大电压。O/VOH测试用来验证输出端的阻抗及输出带负载能力。在电性测试中，一般要运行功能向量，使得输出管脚的逻辑电平出于特定的状态，然后用MU的加电流测电压功能获得其电压测量值，再通过与EC定义的规格限进行比较，判定该参数是否合格。ICC/IDD和ISB：分别是在动态工作下和在静态下的电流。这项测试通过测量电源管脚在特定电压条件下的最大电流，以考核的电源功耗规格。通常用DPS的加电压测电流模式直接对电源管脚进量即可。交流参数交流参数测试测量的主要是不同晶体管发生状态转换时之间的时序关系，其目的是为了确保不同晶体管的状态转换在正确的时间发生。一般的测试方法是：在输入管脚施加制定的激励信号，并在输出管脚探测预期的响应信号，同时用TMU测量这两个步骤的时间间隔。交流参数测试一般有：建立时间测试(eupme)、保持时间测试(Holdie)、传输延迟测试Popaaondea)，上升/下降时间测试（Rise&alime、脉冲宽度测试(uleidth)、最大时钟频率测试(umockrequenc)等，其测量值一般和工艺相关。除了传统的用MU测量时间的测试方法，交流参数测试也常常借助功能测试来实现，通过改变输人信号的特定参数，进行扫描式的向量测试来寻找该参数能保持功能正常的极限值。在芯片量产后，其在测试中的处理方法类似于VI/VIH测试，只测试其最恶劣的情况。而在VERIY中则要仔细分析。建立时间：输入数据必须在锁定输入时钟之前提前呈现的时间保持时间：输入数据必须在锁定输入时钟之后继续保持的时传输延迟时间：从输入管脚的一个状态转换到由其导致的输出管脚的预期的状态转换之间的时间。脉冲宽度：输出端相邻的两次状态转换之间的时间，包括脉冲的上升沿到下降沿的时间、下降沿到上升沿的时间。最大时钟频率：通过反复运行功能测试，同时提高时钟频率，来测试可以正常工作的最快速度。有些对交流参数要求更严格的，还会进行以下项目的测试：三态转换时间测试、器时间、写入恢复时间、暂停时间、刷新时间、功能速度等。交流参数测试通常需要包括DS、MU、E在内的大多数系统资源使芯片处于指定的状态，而关键的用于时间测量的资源是TMU，其测量参数是时间，我们也可以将此类测试归结为计量型测量系统。功能测功能测试主要验证的逻辑功能，在一定时序下，是否能按照设计的规格正确实现。功能测试的基本方法是应用测试向量或者真值表，对施加激励信号，并检测其响应信号是否与预期的一致。功能测试所覆盖的逻辑电路的失效模型的比例极高。在验证阶段，功能测试主要关注测试的覆盖率及测试的完整性，对测试时间没有具体的要求；而在量产测试阶段，要求用尽量短的时间达到测试的目的，同时兼顾测试的覆盖率，有时为了缩短测试时间，甚至会删除一些不太重要的测试项。测试向量（stttn）和测试时序组成功能测试的。测试向量是芯片一系列所设计的逻辑功能的输入输出状态的描述，其中既包含激励也包含电路响应。在实际操作中，输入数据由测试系统翻译成激励信号提供给UT，输出数据则用于和DUT的输出响应相比较。在功能测试期间，测试向量施加到DT并运行，当器件的实际输出与测试向量定义的期望输出不匹配时，测试不通过。在功能测试中需要利用测试系统的大部分资源，所有的功能测试都由两个不同的部分组成：测试向量文件和主测试程序中的指令集。测试向量文件包含所测试的输入输出管脚的一系列逻辑状态。主测试程序包括定义测试向量的时序、波形的格式，控制输入输出管脚的电平规格等信息。在进行功能测试时，测试系统对所测的输入管脚施加激励信号，并逐个周期、逐个管脚地监测的响应信号，一旦任何管脚、任意周期的输出电压、时序或逻辑状态与预期的不同，功能测试就不能通过。验证的功能是否符合规格书通常有两种方法。第法是将所有的输入、输出和时序参数都设置成（规格书中定义）的情况，然后运试向量。这种方法能最快地判定是否符合其设计规范，缺点在于无法直观地知道测试不通过是什么参数引起的。另法是单独地设置每个参数。例如，在一个测试项中只按照规格书定义的情形设置VO/VO，其它参数则放宽。如果有al生这个试项，则马上可以判断是OL或VOH电平引起。然后再设置下一组参数，直到所有参数都被单独验证。如果测试良品率异常，这种方法可以让我们直观地获取具体的信息，代价是测试时间的增加。一个基础的功能测试所涉及的测试系统硬件通常包DPS单元，用于给供电，通常为5V或时序单元，给定输入信号的周期、格式及输出信号的比较沿位PMUPE的驱动单元，用于提供输入电平PE的比较单元，用于输出电平并与参考电平进行比较向量器，用于功能测试时的数据快速交换功能测试中的大部分测量是由PE的比较单元完成的，其测量结果一般是Pass/Fail或者0/1这样的数字量，我们可以将对此类测试的研究归结为计数型测混合信号前面介绍了对于简单的测试中的一些基本的参数及测试方法，而对于一些比较复杂的混合信号和射频无线的独特测试要求，我们需要根据相应的要求采用不同的测试策略和测试方法。混合信号有很多种，较常见的有：模拟开关，通过控制输入的数字信号来改变晶体管的电阻，从而改变开关的状态；可编程增益放大器（GA，rorbleGinApifr，能通过程序控制数字信号来调节放大器的放大倍数；模数转换电路（DC，ogtlConetr；数模转换电路（DC，DiitlogConetr；锁相环电路（PLL，haeockdoop，控制环路内部晶振相对于外部输入的参考信号保持恒定的频率和相位，常用于生成作为基准时钟的高频晶振。混合信号除了要执行基本的直流参数测试、交流参数测试、功能测试外，通常还要进行DC和AC/动态参数测试DAC静态参数指标：分辨率(Resolution)、满量程范围(FSR)、最小有效位(LSB)大小、差分非线性度(DNL)、单调性、整体非线性度(INL)、偏差(offset)、增益误差(gainerror)、精度(accuracy)ADC静态参数规格:满量程范围(FSR)、偏差(offseterror)、ADC的增益误差(gainerror)、最小有效位(LSB)大小、差分非线性度(DNL)、无丢码(nomissingcode)、整体非线性度(INL)、精度(accuracy)DAC动态参数指标：信噪比(SNR)、信号与噪声谐波比(SNDR或SINAD)、全谐波失真(THD)、失真(IM)、最大转换速率 umconversionrates)、建立时间(settling)ADC动态参数指标:信噪比(SNR)、总谐波失真(THD)、信号与噪声谐波比(SNDR或SINAD)、互调失真(IM)、动态范围(Dynamic随着测试技术的发展，一种基于数字信号处理的测试方法被广泛应用于混合信号测试中。与传统的测试方法相比，它具有很多优点：参数测试并行地进行，大大减少测试时间；对信号的各频率分量进行分离处理，提高了测试的准确度和精确度；广泛使用求平均数等函数进行数据处理，极大地提高而测试的速度。混合信号测试中既有模拟量如电压、电流、时间的测量，也有数字量的测量，我们需要根据测试的具体情况，决定该测量系统属于计数型还是计量型。射频和无射频和无线测试主要分为两部分：测试和测试数字通信系统由以下几个部分构成：编、符号编码、基带滤波器(FIR)、IQ调制、上变频器(Upconet)、功率放大器。的测试一般分为信道内测试与信道外测试。信道内测试通常采用码分复用或时分复用的方法，对我们感的频段（频率信道）进试，具体参数包括：信道带宽、载波频率、信道功率、时间、调制品质、误差矢量幅度（EVM、/Q偏置（固有偏置，infts、相位和频率误差的测试等。信道外测试主要测量系统中那些在频率信道以外的频段，信道外测试是指对系统内的噪声或者失真进行采样，而不是对频率信道本身进试，其参数包括：杂波信号、谐波信号、相邻信道功率比（ACR）等。由以下部分组成：滤波器、低噪声放大器NA)、下变频器、混频器、中频滤波器、/Q解调器、基带滤波器、器。的测试同样可以分为信道内测试与信道外测试：信道内测试的内容包括的比特误码率和桢误码率、灵敏度、同道抑制能力等；信道外测试包括杂波抑制能力、抑制能力(ntrmodulionimmunt)、相邻信道抑制能力、衰减测试等。射频和无线测试不仅仅要对传统的电流、电压、时间等参数进试，而且引入了新的功率参数作为测量对象，其测量模块是功率表。我们通常也可以采用计量型测量系统的分析方法对此类测试进行研究。综上所述，一个完整的集成电路电性测试过应用的测量系统，可以看做是很多单独的测量系统的组合，这些测量系统可以分为计量型和计数型两类：电压、电流、时间、功率等连续量的测量采用的是计量型测量系统；数字信号、比较测试等离散量的测量采用的是计数型测量系统，须根据测量参数的不同，选择相应的测量系统分析方法。....E这五个字母，代表了测量系统六个基本的要素：(tandard，标准)、W(ork，产品)、I(nsrument，仪器)、( /ocedue，人员/程序)、Enionment，环境)，归纳了影响测量结果的主要变差来源的几个方面。只有对这些变差来源进行有效地控制，才能确保测量结果的准确可靠。根据集成电路电性测试过程的实际情况，对于测试过程变差来源的控制主要包括：标准：是为了定义、实现、保存或复现量的单位或一个或多个量值，用作参考的实物量具、测量仪器、参考（标准）物质或测量系统。指用于比较的可接受的基准，通常是国家或国际标准，在实际应用中也指可溯源到国家或国际标准的基准值或顾客与供应商之间压源、标准电流源(或标准电阻)、标准时钟信号源等，这些标准可能随着时间推移产生漂移或磨损，必须通过定期的校准来保证标准的准确性。企业通过建立并执行完善的计量管理体系，对所有计量标准进行管理和定期的校准、检定，从而保证其有效性。工件：是指过程的对象及过使用的材料，对于测试过程来说，只要指被测。被测本身的特性，也是测量过的一个变差因素。例如，的封装形式、管脚的弹性、表面清洁度、管脚的共面性好坏等，都有可能影响到。对于集成电路电性测试，我们主要考虑的是可能影响与测试资源接触性能的特性。通过在电性测试前对待测进行外观检查（VM可以提前发现被测表面的异常仪器：是指测量过使用的所有仪器、设备，包括用于获得结果的测量仪器和用于分拣、固定被测对象的机械设备。在电性测试中，主要的测量设备是测试系统或其他测量仪器，机械设备包括晶圆测试使用的探针台(robe)、探针卡和最终测试使用的自动分拣机(Handler)、测试板等。测量设备的变差无疑是测量系统变差的一个主要因素，包括测试系统的偏倚、固有的重复性、不同测量通道间的变差、不同测试系统间的变差等；机械设备可能的变形、弹性变化、接触变化等，也是造成测量变差的潜在因素。企业应建立完整的设备管理体系，对设备前期的调研论证、采购、安装调试、验收；设备验收后的移装、封存、启封、闲置、租赁、转让、报废，设备运行过的状态、、保养等环节进行管理；编制仪器设备验收、使用、、核查作业指导书，建立仪器设备验收、使用、、核查的标准程序；凡是对测量结果有影响的设备使用前必须经检定/校准，企业的计量管理体系应将这些