量產時的測試體系,確保品質與良率。
一、測試階段
1. AOI(已介紹)
2. ICT(In-Circuit Test)
板級電氣測試:
工作原理
- 針床(Bed of Nails)接觸測試點
- 量電阻、電容、二極體、IC 是否在位
- 找短路、開路、錯料、缺料
優點
- 快(10–30 秒/板)
- 高覆蓋率
- 自動化
限制
- 需要每條 net 有測試點(占 PCB 空間)
- 製作 fixture 成本高
- 不能測動態功能
3. Boundary Scan(JTAG)
不需實體探針,IC 內部 JTAG 控制: - 連通性測試 - IO 控制 - Flash 編程 - 涵蓋 BGA 等不可探測腳位
4. FCT(Functional Test)
板的整體功能測試: - 通電 - 跑韌體 - 與 host 通訊 - 量功能輸出 - 自動化判斷 pass/fail
需要: - 治具(fixture) - 測試程式 - 通訊介面(USB、UART)
5. Burn-in
高溫 + 通電工作 4–48 小時: - 加速失效(早夭品 infant mortality) - 過濾不穩元件
不一定每個產品都做(看可靠度要求)。
6. 環境測試
抽樣測試: - 溫度循環 - 振動 - 落摔
7. 認證測試
每個型號上市前一次: - EMC - 安規 - 通訊
8. 出貨檢驗(OQC)
最終品檢,AQL 抽樣。
二、ATE(Automatic Test Equipment)
IC 量產測試
從 wafer probe 到 final test: - 高速 pattern 產生 - 多通道(128–4096) - 高頻量測
主要廠商
- Advantest(日,含 Verigy)
- Teradyne(美,含 LTX-Credence)
- Cohu
- Chroma 致茂(台)
測試類型
- DC 測試
- AC(速度)測試
- Functional(功能)
- 高頻(射頻、SerDes)
- 混合訊號
三、SPC(Statistical Process Control)
量產統計監控
- 每批抽樣量測
- 用控制圖(Control Chart)追蹤
- 早期偵測製程偏移
主要指標
- Cp:製程能力
- Cpk:考慮偏移的製程能力
- Cpk ≥ 1.33:合格
- Cpk ≥ 1.67:優
6 Sigma
3.4 ppm 不良率,現代精密製造目標。
四、追溯(Traceability)
每個產品有獨特序號(serial number): - 對應到出產日期 - 製造批號 - 各站測試結果 - 元件批次
用於: - 出貨追蹤 - 故障分析 - 召回管理
實現:QR Code、雷射標記、RFID
五、量產良率管理
良率拆解
投入(Input)
↓
AOI 通過率:99%
↓
ICT 通過率:97%
↓
FCT 通過率:96%
↓
Burn-in 通過率:99%
↓
最終良率:≈ 91%
良率改善
- 每站找 top 10 缺陷
- 統計分析
- DOE(Design of Experiments)
- 製程改善 PDCA
六、測試覆蓋率(Test Coverage)
計算
$$\text{Coverage} = \frac{\text{被測試的故障點}}{\text{總故障點}}$$
典型目標
- ICT:80–95%
- FCT:60–90%
- Boundary Scan:50–80%
- 綜合(多層):> 95%
覆蓋率工具
- ICT 廠商提供
- DFT 工具(Tessent、TetraMAX)
七、本章總結
✅ 您應該掌握:
- [x] 量產測試流程
- [x] AOI/ICT/JTAG/FCT 各種測試
- [x] Burn-in 與環境測試
- [x] ATE 概念
- [x] SPC 與良率管理
- [x] 追溯與覆蓋率