中心議題：

• 探討現代汽車半導體元器件品質測試方法

解決方案：

• 采用零件平均測試法
• 對每個被選測試進行動態PAT限製值檢查

 yejieduiyubandaotiyuanqijianlingquexianxuqiudehushengriyigaozhang，weicibandaotizhizaoshangkaishijiadatouziyingduitiaozhan，yimanzuqicheyonghudexuqiu。suizheqichezhongdianziyuanqijianshuliangdebuduanzengjia
，bixuyangekongzhixiandaiqichezhongbandaotiyuanqijiandepinzhiyijiangdimeibaiwanlingjiandequexianlv(DPM)，將與電子元器件相關的使用現場退回及擔保等問題最小化
，並減少因電子元器件失效導致的責任問題。

美國汽車電子委員會AEC-Q001規格推薦了一種通用方法，該方法采用零件平均測試(Part Average Testing，PAT)方法將異常零件從總零件中剔除

，因而在供貨商階段改進元器件的品質和可靠性。對特定晶圓、批號或待測零件組，PAT方法可以指示總平均值落在6σ之外的測試結果，任何超出特定元器件的6σ限製值的測試結果均被視為不合格，並從零件總數中剔除
，那些未達到PAT限製值的零件不能開始出貨給客戶，這樣一來就改進了元器件的品質和可靠性。

用yong戶hu對dui這zhe些xie規gui格ge的de要yao求qiu促cu使shi供gong貨huo商shang之zhi間jian的de競jing爭zheng更geng加jia激ji烈lie。在zai改gai進jin可ke靠kao性xing並bing降jiang低di缺que陷xian率lv方fang麵mian麵mian臨lin很hen大da的de壓ya力li
，尤you其qi對dui於yu目mu前qian由you半ban導dao體ti控kong製zhi的de許xu多duo相xiang當dang重zhong要yao的de安an全quan功gong能neng，諸zhu如ru剎剎車che
、牽引控製、動(dong)力(li)及(ji)主(zhu)動(dong)穩(wen)定(ding)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)。供(gong)貨(huo)商(shang)既(ji)要(yao)改(gai)進(jin)已(yi)開(kai)始(shi)出(chu)貨(huo)零(ling)件(jian)的(de)品(pin)質(zhi)，又(you)要(yao)讓(rang)這(zhe)些(xie)規(gui)格(ge)對(dui)其(qi)良(liang)率(lv)的(de)影(ying)響(xiang)最(zui)小(xiao)。由(you)於(yu)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)持(chi)續(xu)走(zou)低(di)，測(ce)試(shi)成(cheng)本(ben)卻(que)維(wei)持(chi)在(zai)相(xiang)對(dui)不(bu)變(bian)的(de)水(shui)準(zhun)，因(yin)此(ci)測(ce)試(shi)成(cheng)本(ben)在(zai)製(zhi)造(zao)成(cheng)本(ben)中(zhong)的(de)比(bi)重(zhong)日(ri)益(yi)增(zeng)大(da)，元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)利(li)潤(run)空(kong)間(jian)持(chi)續(xu)縮(suo)水(shui)。由(you)於(yu)絕(jue)大(da)部(bu)份(fen)的(de)良(liang)率(lv)都(dou)不(bu)能(neng)夠(gou)滿(man)足(zu)要(yao)求(qiu)，所(suo)以(yi)供(gong)貨(huo)商(shang)必(bi)須(xu)徹(che)底(di)評(ping)估(gu)他(ta)們(men)的(de)測(ce)試(shi)程(cheng)序(xu)以(yi)便(bian)找(zhao)到(dao)替(ti)代(dai)測(ce)試(shi)方(fang)法(fa)
，並(bing)且(qie)從(cong)備(bei)選(xuan)方(fang)法(fa)中(zhong)反(fan)複(fu)試(shi)驗(yan)直(zhi)至(zhi)找(zhao)到(dao)最(zui)佳(jia)方(fang)法(fa)。

不借助尖端的分析和仿真工具，供(gong)貨(huo)商(shang)就(jiu)會(hui)在(zai)沒(mei)有(you)充(chong)分(fen)了(le)解(jie)這(zhe)些(xie)規(gui)格(ge)對(dui)供(gong)應(ying)鏈(lian)影(ying)響(xiang)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)應(ying)用(yong)它(ta)們(men)。更(geng)糟(zao)糕(gao)的(de)是(shi)
，如(ru)果(guo)盲(mang)目(mu)應(ying)用(yong)並(bing)遺(yi)漏(lou)了(le)重(zhong)要(yao)的(de)測(ce)試(shi)，那(na)麼(me)結(jie)果(guo)即(ji)使(shi)保(bao)證(zheng)采(cai)用(yong)PAT之類的規格對元器件進行了測試並以相同的DPM率開始出貨，在這種情況下保證也是毫無疑義的，而且可靠性也會降低。

一些供貨商似乎認為
，在晶圓探測中進行PAT測試就足夠了
，但研究顯示采用這種方法存在許多問題。在晶圓探測中采用PAT是第一道品質關卡，但在剩餘的下遊製造過程中，由於無數可變因素造成的變量增加
，因此會在封裝測試時導致更多的PAT異常值。如果供貨商希望推出高品質的零件
，他們就必須在晶圓探測和最終測試兩個階段都進行PAT測試，而且他們的客戶也應推動該方法的應用。

實時PAT和統計後處理 PAT處理過程采用的方法

，是經由對數個批處理過程分析最新的數據
，並為每個感興趣的測試建立靜態PAT限製。經計算
，這些限製的平均值為+/-6σ，且通常作為規格上限(USL)和規格下限(LSL)整合在測試程序中。靜態PAT限製值必須至少每六個月覆審並更新一次。

首選的方法是計算每個批次或晶圓的動態PAT限製值。動態PAT限製值通常比靜態PAT限製值更為嚴格
，並且清除不在正常分布內的任何異常值。最為重要的差異是動態PAT限製值根據晶圓或批次運算，因而限製值將會根據晶圓或批次所采用的材料性能連續變化。動態PAT限製值運算為平均值+/-(n*σ)或中值+/-(N*強韌σ)
，且不能小於測試程序中所規定的LSL或大於USL。

所運算出的PAT限製值必定被作為圖1中所示的較低PAT限製(LPL)和較高PAT限製(UPL)。任何超過動態PAT限製且處於LSL和USL限(xian)製(zhi)之(zhi)間(jian)的(de)值(zhi)都(dou)被(bei)視(shi)為(wei)異(yi)常(chang)值(zhi)。這(zhe)些(xie)異(yi)常(chang)值(zhi)通(tong)常(chang)被(bei)命(ming)名(ming)為(wei)故(gu)障(zhang)並(bing)被(bei)裝(zhuang)入(ru)一(yi)個(ge)特(te)定(ding)的(de)異(yi)常(chang)值(zhi)軟(ruan)件(jian)和(he)硬(ying)件(jian)箱(xiang)。追(zhui)蹤(zong)特(te)定(ding)晶(jing)圓(yuan)或(huo)批(pi)次(ci)所(suo)計(ji)算(suan)出(chu)的(de)PAT限製以及每一個測試所檢測到的異常量對於後期追溯具有重要意義。實施PAT有兩種主要方法：實時PAT和統計後處理(SPP)。供貨商必須清楚是否要在探測和最終測試中采用兩種不同方法，還是隻采用一種方案更有意義。

實時PAT根據對動態PATxianzhideyunsuan
，zaibuyingxiangceshishijiandeqingkuangxia，danglingjianbeiceshishijiuzuochufenxuanjuece。zhejiuxuyaonenggouchulijiancehequyangdefuzashujuchuanliudedongtaishishiyinqing。tongyang，zheyiguochengyexuyaoqiangrendetongjiyinqing，gaiyinqingkexiequceshishujubingzhixingbiyaodejisuanyichanshengxindexianzhizhi
，jiangxinxianzhizhihefenxuanxinxisongruceshichengxu
；同時
，監測整個過程以確保穩定性及可控性。供貨商需要對探測和最終測試進行實時處理並處理基線異常值。

統tong計ji後hou處chu理li方fang法fa會hui產chan生sheng相xiang同tong的de最zui終zhong測ce試shi結jie果guo，在zai一yi個ge批pi次ci完wan成cheng之zhi後hou
，要yao對dui元yuan器qi件jian測ce試shi進jin行xing統tong計ji處chu理li並bing作zuo出chu分fen選xuan決jue策ce。然ran而er，因yin為wei分fen選xuan決jue策ce是shi在zai批pi處chu理li後hou作zuo出chu的de
，後hou處chu理li隻zhi能neng用yong於yu晶jing圓yuan探tan測ce
，因yin為wei測ce試shi和he分fen選xuan結jie果guo與yu特te定ding元yuan器qi件jian相xiang關guan，以yi便bian重zhong新xin分fen選xuan。在zai封feng裝zhuang測ce試shi中zhong
，元yuan器qi件jian一yi旦dan被bei封feng裝zhuang，就jiu沒mei有you辦ban法fa追zhui蹤zong或huo順shun序xu排pai列lie，因yin而er無wu法fa將jiang測ce試shi及ji分fen選xuan結jie果guo與yu特te定ding元yuan器qi件jian聯lian係xi起qi來lai。SPP還要求進行完全測試結果的數據記錄以便做出決策，日益增加的IT基礎架構需要(大量時間)並大幅放慢了測試時間。由於結果被後處理，因此SPP將一個批次中基線異常值作為元器件整體的一個部份進行處理。
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兩種方法在處理測試和分選結果時都需要執行強大的運算，就像區域性PAT和其它故障模式一樣。區域性PAT的實例是一塊晶圓中的一顆合格芯片被多塊有故障的芯片包圍。研究顯示：這顆合格元器件很可能過早出現故障，要努力減少汽車元器件中的DPM，大部份供貨商都必須找到這顆合格元器件。

實(shi)時(shi)測(ce)試(shi)的(de)實(shi)現(xian)假(jia)定(ding)此(ci)刻(ke)我(wo)們(men)正(zheng)製(zhi)造(zao)用(yong)於(yu)汽(qi)車(che)的(de)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)元(yuan)器(qi)件(jian)，我(wo)們(men)將(jiang)曆(li)史(shi)測(ce)試(shi)數(shu)據(ju)加(jia)載(zai)分(fen)析(xi)工(gong)具(ju)並(bing)對(dui)元(yuan)器(qi)件(jian)參(can)數(shu)數(shu)據(ju)作(zuo)深(shen)度(du)分(fen)析(xi)，以(yi)便(bian)發(fa)現(xian)哪(na)個(ge)測(ce)試(shi)是(shi)PAT的較好備選。測試有優劣之分，有些測試更適合於PAT，有些測試對元器件的功能測試更為重要。如果選擇元器件的所有測試，良率將難以接受。

某些測試的問題在於數據不夠穩定，以致於不能根據PAT標準進行測量。造成這種可變性的原因可能是元器件本身所固有的，也可能是測試過程引起的(如自動測量設備中的一台儀器不能產生精確的測量結果)，還可能是封裝過程導入的，這些測試恰好不能進行統計控製且不能被測量。

基線用於設立特定晶圓或批次的動態PAT限製值。例如，在一塊含有1,000塊芯片的晶圓上，100塊典型芯片構成的基線就是這塊晶圓最適當的統計取樣值。

一旦達到基線
，在動態PAT限製值應用於實時環境前就需要執行幾項重要任務。要對每個被選測試進行常態檢查。如果數據正常分布，標準偏差就要采用‘標準’方法計算；但是如果數據分布不正常
，就要采用‘強韌’方法來計算標準偏差。

每個被選測試的動態PAT限製值必須被計算並儲存在內存中以用於隨後的測試。最初的LSL和USL保持不變，並依據最初測試程序被用於檢測測試故障。對被選測試基線異常值進行計算。在探測中，要保存X-Y坐zuo標biao以yi便bian在zai晶jing圓yuan製zhi作zuo結jie束shu後hou進jin行xing處chu理li。在zai封feng裝zhuang測ce試shi中zhong
，基ji線xian元yuan器qi件jian被bei分fen選xuan進jin基ji線xian箱xiang。如ru果guo檢jian測ce到dao基ji線xian中zhong的de異yi常chang值zhi
，那na麼me就jiu要yao識shi別bie出chu這zhe些xie元yuan器qi件jian以yi便bian重zhong新xin測ce試shi。

達到基線後
，對每個被選測試進行動態PAT限製值檢查
，並對每個元器件進行實時裝箱。那些不符合PAT限製值的元器件落入一個獨特的‘異常值’軟件或硬件箱，該箱會將它們識別為PAT異常值元器件以待進行後測試。