数字集成电路测试设备ATE量值溯源技术研究0彩瓦机

数字集成电路测试设备（ATE）量值溯源技术研究

数字集成电路测试设备（ATE）量值溯源技术研究 2011年12月10日 来源： 　一　背景　　随着技术产业的高速发展，现代化的大型多参数自动测量仪器设备的应用越来越广泛，其量值溯源问题使传统的计量方法和理论面临了新的挑战。数字集成电路测试设备(以下简称ATE)的计量校准问题就是一例：这类设备比较复杂，不便搬运，系统操作依赖软件控制，不同型号的ATE其测试程序往往又不兼容。国家目前尚未颁布这类设备的检定规程或校准规范，也没有开展集成电路测试设备的计量校准工作。　　而在国外ATE设备的生产厂对其校准溯源问题十分重视。如国内近几年引进的许多集成电路测试系统都带有专用的自校准板，生产广家要求用户定期将其自校准模块送回工厂进行校准溯源。由于多种原因国内用户往往难以用这种方法保证ATE参数的溯源性。随着ISO9000在全球范围的广泛推行，测量设备校准溯源的要求比从前更加明确。集成电路测试设备自然是属于需要进行量值溯源的关键设备。尽快解决这类设备的量值溯源是我们面临的重要问题。　　基于对集成电路测试系统的理解及对其各项特征参数的分析研究.我们认为采用测量保证程序(Measurement Assurance Programs以下简称MAP)的原理来解决ATE这类大型的量值溯源问题可能是一个较好的途径。　　二 ICMAP与传统的量值传递　　1．量值传递与溯源　　量值传递是通过对测量器具的检定或校准，将国家测量标准所复现的测量单位量值通过各等级测量标准传递到工作测量器具，以保证被测对象量值的准确和一致。　　校准就是把测量对象（未知的装置）和一个与其相当的或者比它更好的标准进行比较的过程。把标准看成参考的依据，并认为在二者之间标准更正确。通过校准我们就能知道未知的装置与标准相差多少。　　量值溯源：溯源性是从所进行的测量到国家的法定标准的连续的比较链.由用户自己根据实际情况自由去寻找符合要求的上级标准。　　2. 传统的量值传递方式　　按检定规程中规定的计量周期，定期将仪器送到具有高一级计量标准的计量部门由专业人员对仪器的性能进行检定；仅仅针对仪器设备的检定，对ATE来讲，往往没有考虑其测试结果的质量。　　3. 目前国内对集成电路测试设备进行控制采取的几种方式　　ISO9001标准要求对设备的测试量值溯源到SI单位。为符合此条款的要求，在ATE设备的量值溯源方面人们进行了多方面的探索工作。大致有如下几种模式：　　（1）样品比对测试：选定几种器件在多台ATE上测试。如果测试条件规定明确，器件和测试参数选择适当，各系统之间会有一定的可比性。但不是真正意义上的溯源。　　（2）传统量传方式：用多台标准仪器组成校准装置。对不同的ATE需要开发不同的测量软件和制作专用的适配器。可以对系统进行量值溯源，但开发成本较大。　　（3）自校准模块溯源：用户用系统所带的自校准模块校准。并要定期将自校准模块送原生产广家进行校准，以保证校准的准确性。这种自校准模块由于是厂家提供，设计较上一定考虑了该产品的特点，但由于多方面的原因，国内的绝大多数的单位不能按广家的规定，定期送校准模块到厂家进行校准。这样就没有形成一个不间断的溯源链，当校准板上的某些基准失效时，用户不一定会及时发现问题。　　（4）ICMAP方案：对数学集成电路测量过程建立与之相适应的数学模型。通过定期对核查标准进行测试，积累数据，按照所建立的数学模型，用统计学的方法对这些数据进行处理，从而得到过程参数。通过对过程参数的检验，可以确认测量结果是否处于受控状态。同时，中心实验室利用计量标准和传递标准，对参加实施进行量值传递。本方案课题对测量装置、人员素质、环境条件、实验方法等测量全过程进行考核检验。特点是方便、灵活，符合目前IS09000、ISO17025标准中关于过程控制与核查的要求.接近用户实际测试的环境，能较实际地反映被校对象的情况。通用性好，适合于较为通用的ATE的校准。　　4. 集成电路参数测量保证方案（ICMAP）的具体实施　　集成电路参数测量保证方案的具体做法是：用一组稳定的、包装良好的、可运送的传递标准，作为未知样品。当用户需要时，被送到用户实验室现场，温度平衡后，由现场工作人员按正常操作程序进行测量规定的参数。测量后的“传递标准”又被送回到ICMAP中心实验室(如在CESI)进行再次测量，然后在对在CESI的数据和实验室测得的数据进行统计分析，由CESI给出测试报告，此报告陈述实验室的测量结果与CESI的偏差和总测量不确定度。　　为了使参加该项活动的实验室的测量过程处于连续的统计控制中，在经过“传递标准”测量后的时间间隔内，还必须采用实验室内部的稳定性较好的“核查标准”(Check Standard)，经常反复测量，核查随机变化是否在规定的合格值内，保证测量过程处于连续的控制状态。　　下图为：数字集成电路计量保证方案实施框图　　三 数字集成电路参数的溯源

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