调试和可追溯性的反水雷舰和Chiplets生产测试过程

单死包和产品规范了几十年。此外,multi-chip模块(反水雷舰)或系统中包(SiP)持续很长一段时间。可以理解的是,与asic和soc变得大而硅几何图形继续变小,甚至有机会将更多的功能到一个更小的最终产品的形式因素。因此,新设计的发展继续表面可以看到新的chiplet-based设计和架构的出现和进步在包装中看到最新的3 d-ic包。

而设计和包装的发展与硅工艺的进步,继续跟踪的复杂性和成本在制造和测试这些新的先进的设备也以很大的速度继续增长每天产生更多的数据。直观地说,你可以想象今天有更昂贵的包和整体比以往更彻底的测试需要。如果还不够吓人,现在有更大的压力,确保高产量从每个个人的死亡或chiplet托管在每个MCM包或multi-chiplet包,因为它只需要一个失败死亡或chiplet整个设备失败。

本文中描述的方法的调试和跟踪整个生产测试过程中这些设备都是一样的,不管我们是否讨论传统MCM设计或最新的多个chiplet设计放置在SiP, 2.5 d-ic或3 d-ic包。因此,在本文的其余部分,我将一般指反水雷舰打包测试设备和骰子代表芯片内包为简单起见。

回顾不同的生产测试阶段

重要的是要理解字面上的不同的测试阶段失败可以发生在任何阶段。后,系统出现故障,更昂贵的公司,开发这些设备由于浪费测试人员测试这些时间最终失败的设备。也有与制造业相关的收入和成本损失这些骰子骰子和相关的成本,如果进入一个包之前失败。

图1:生产测试的阶段。

主要生产晶圆测试阶段如图1所示验收测试(窟),撞击、晶圆测试(WS),装配(装配),最终测试(英尺)和系统级测试(SLT)。一个昂贵的场景如果设备使其英尺或SLT后被组装成一个昂贵的MCM包只看到他们失败在一个较高的利率。

例如,假设你开始经历重大的收获损失发生在英国《金融时报》或SLT。在这种情况下,你必须正确地确定偏移的根源和纠正问题尽快。一个逻辑的地方看起来是在装配过程中因为骰子MCM包中都被认为是好死在组装的时候被称为每个死之前经过严格的测试并通过在先前的测试阶段。然而,它也可以很好,引入特定属性的设计或包MCM或者新的测试要求在这之后产品阶段现在可能防止某些骰子通过英尺或SLT。但是你从哪里开始排除,找到问题的根源?答案就在数据。

可追溯性的重要性

找到问题的根源,您需要一种方法来跟踪每个死去的生活在每一个失败的MCM通过各种生产测试阶段。这个过程中,也被称为数据提要落后,如下图2所示。在这一点上,你的任务是是否有一个测试参数或工厂条件从生产过程的早期阶段,可以预测失败你现在遇到在装配过程中,英国《金融时报》或SLT。这样做将使您能够纠正这个问题早在这个过程中,防止未来的失败在后期,省去了许多昂贵的制造包装和测试成本。这一过程称为前馈数据如图2所示。

图2:端到端部分级和MCM-level可跟踪性和修正。

正确能够跟踪每个死去的生命至少需要三件事。

1. 骰子自己需要包含一个嵌入电子芯片ID (ECID)或2 d条形码蚀刻在衬底或标记到树脂上。测试人员现在可以执行一个光学扫描搜索之前的2 d条码检测设备。
2. 数据分析解决方案需要能够跟踪和追踪每一个死去的整个生命周期,生产和测试过程。这包括跟踪个人的死最终放置在每个MCM包。
3. 数据分析解决方案需求的能力来执行每个测试自动关联上单独执行每一个死在失败的反水雷舰。所以,在英国《金融时报》的系统故障的情况下,用户可以自动提醒当下游问题有一个上游根源,如在窟或WS。问题可以纠正这些早期阶段,下游在稍后阶段防止任何进一步的问题。

一个真实的例子

在这个现实世界的例子中,一个公司开发一个4-die MCM封装产品和正在经历失败的反水雷舰在英国《金融时报》导致84%的收益率,如失败帕累托图所示图3。这并不完全满足他们的目标收益率要求他们MCM的产品,因此,他们需要调试和尽快解决这个问题。从本分析失败,很明显,大多数的英国《金融时报》的失败来自本6功能测试失败。

图3:本·帕累托图失败。

接下来他们想看到的是英国《金融时报》失败本结果附加背到晶圆上地图,以检查是否碰巧有地理空间关系这些本故障类型和位置的骰子起源于受人尊敬的晶片上,然后放入当前MCM包。晶圆图如图4所示有趣显示失败本6包内的骰子主要来自晶片地图的中心。

英国《金融时报》结果图4:ECID地图链接回源死X / Y的位置。

注意到每一个死在一个给定的MCM选择相同的晶片。这告诉你,所有四个模具是相同的设计在MCM重复四次。另一个有趣的发现是,每个MCM的骰子选择产品来自附近一般在同一晶片。一般来说,没有要求显示所有骰子在特定MCM产生在靠近彼此,甚至来自相同的晶片。这公司选择选择骰子在同一晶片面积为每个MCM设备。这可能是由于认为类似的性能从同一地区或者选择骰子骰子也简单或方便选择在一起成一个MCM包来援助在装配过程中。

另一个重要发现是,似乎,但不能保证,只有骰子有关这个特殊的MCM产品表示这片地图在图4中,而不是其他罗马数字产品的不同数量的骰子或者单个模产品来自相同的晶片。进一步,注意你所看到的在橙色骰子描绘本6失败。周围的骰子是“灰色”的颜色。这意味着任何数量的事情但通常下列之一:

• 这些灰色颜色的骰子在这个晶片当时没有测试这个分析。
• 这些灰色颜色的骰子被用于一个“不同”的产品,而不是这个4-die MCM的产品。
• 这些灰色颜色的骰子之前在WS测试失败,他们不再可用。

然而,看到有多少橙骰子从同一个地方失败的英国《金融时报》,也许你可能理所当然地认为这些其他周围的一层灰色的骰子是边缘坏模具仍然在生产或他们先前在WS测试失败,已经封存了。因此,如果事实上这些灰色骰子失败有时在WS那么你将见证好死坏邻居的经典模式(GDBN),如果适当的质量措施以前,你想“墨水”那些周边好的骰子(橙色颜色)之前让他们选择和组装成这MCM的产品。因此,许多橙色骰子不应该被给予一个机会继续在生产过程和被放置到MCM产品如果适当的质量措施已经到位。

肯定,让我们更仔细地看看这个特殊的晶片在WS。我们希望看到一些中心模式失败的骰子如果我们假设GDBN适用。下面的图5显示了所有WS测试结果的复合视图上执行骰子在这个晶片地图。但是,等等,中心模式失败的骰子在哪里?这GDBN丢弃任何概念,因为大多数的骰子晶圆的中心通过各自的WS测试(用白色的骰子阴影)。因此,这些好的骰子的中心圆片没有失败WS。这意味着这些相应的好的骰子也显示是灰色的在前面的图在图4包含英国《金融时报》结果尚未测试如果他们属于同一MCM产品或放到一个完全不同的产品,没有显示。

图5:所有WS本结果晶片。

此时,您可能想知道,其他选项做什么我们必须找到问题的根源?好了,我们可以开始考虑在这些特定的装配执行的测试的失败的反水雷舰。我们还可以继续看如果有任何WS参数有一个类似的模式到橙色中心模模式失败的反水雷舰在英国《金融时报》。但在WS参数测试失败我们应该试着与英国《金融时报》本地图?这就是一个好的数据分析解决方案发挥作用的地方。

公司在这种情况下,简单地选择一个选项来自动工具所有WS参数测试结果之间的关联和英国《金融时报》ECID模块装箱结果失败了。在下面的图6是什么工具带回来,连同下面的图在图7显示了WS参数测量结果的一个特定的泄漏电流测试失败的骰子确定在英国《金融时报》。

图6:相关所有WS参数测试结果和英尺ECID模块装箱标识匹配模式从一个参数测试结果。

图7:WS泄漏电流参数测试结果失败的骰子从英国《金融时报》。

该工具回来说它找到了一个匹配!在观察晶片地图上面,有一个明显的匹配的特定活动的模式影响两个晶圆的中心。WS泄漏晶片所示的配色方案地图显示晶片是“冷”的中心和径向温度的增加会对晶片的外缘向外。晶片实际上不是寒冷的中心。冷一词常被用来描述非常低的泄漏也会与慢执行设备。其他设备的性能应该改善你走向晶圆的外部区域。然而,热设备并不一定更好。虽然热设备运行更快的频率,他们也有更高的泄漏电流和电池寿命较短。因此,这取决于应用程序,甜蜜点可能会被中间的冷热之间为了达到所需的功率和性能的平衡。

很明显,低泄漏结果显示在WS导致本6英尺模块失败。轴上的数字是毫安的电流测量。如前所述,低漏电设备对绘画非常低功率和产生更持久的电池寿命。然而,最突出的问题在这个真实世界的例子是骰子在晶圆中心只是执行太慢,可能不能满足MCM规范。更精确地说,自292年有骰子组成所有的反水雷舰本6失败,然后反水雷舰73(292 / 4 = 73)仅从这晶片没有英国《金融时报》,必须报废或可能被出售以较低的价格点结束应用程序不需要快速执行设备。

但是现在可以采取什么措施来避免更多的昂贵的失败在英国《金融时报》吗?以仔细看看图在图7中,看来这个测试的规格下限设置为0,而上限设置为16马由于红线描述规范的限制。一个直截了当的解决方案是简单地向右移动规格下限,这样未来的骰子,左边的这个新外测量下限会失败这WS电流泄漏测试和早些时候得到扔进垃圾箱。右边的问题就变成了多远你要把规格下限吗?马马你会把它移动到0.5,1.0甚至1.5马?答案就在成本收益之间的权衡分析你卖这些MCM设备多少钱和多少成本来构建每个MCM的设备。

但是等等,还有更多的考虑在你决定把规范限制和是多少。到目前为止,只有在一个晶片所示的分析;不代表抽样产生的整个生产线的产品。做决定是重要的移动规范限制,可能本可能很多好的骰子只分析一个晶片后一个好主意吗?答案显然不是。不幸的是,这个MCM的完整的生产数据产品是不再可用,当我们决定写这篇文章。然而,下一个合乎逻辑的步骤在我们现实生活中的例子是向上移动的范围包括所有反水雷舰制造日期和执行类似的英国《金融时报》本与WS泄漏情节如上所示,但现在对整个MCM人口,而不是只有一个晶片。

假设在分析整个MCM人口,你确定所有失败的设备在英国《金融时报》并不可用,如果通过移动规范限制这一个测试在WS你主要是抓住那些导致英国《金融时报》的骰子失败同时也不会扔掉任何好的骰子,那么你的利润率应该增加装箱坏骰子在早些时候WS。主要原因是你节省建设成本不动那些坏到昂贵的包中死去。一个好的数据分析解决方案将允许您手动拖动规范限制的净效应模拟期间你将失去多少骰子WS如果你移动限制。这种模拟可以评估你的集体之间的权衡成本和盈利能力在英国《金融时报》。

最坏的情况…和一个方法来解决这个问题

本文中描述的真实例子可能是一个非常昂贵的问题本公司如果没有数据分析解决方案能够在几分钟内迅速隔离问题。能够跟踪每一个死在失败的MCM的历史以及关联能力每个测试以前上执行这些骰子在一个按钮的推派拉蒙能够迅速解决这个潜在的经济困难。但这是最坏的情况吗?答案是否定的。更糟糕的是可能会发生的事情。

任何公司的最大的担忧是,他们制造设备最终进入指定的最终产品,卖给终端用户,和失败时使用。该公司将不仅受到未来潜在的商业损失,也可能遭受不可挽回的损害自己的品牌声誉。严重到另一个水平,如果设备最终用于汽车、运输、或医疗设备应用程序有缺陷的设备可能导致失去生命吗?这可能是最坏的情况要不惜一切代价避免。确保高质量的设备并不是本文的重点。然而,确保高质量的设备是一个好的数据分析解决方案可以实现通过建立几个不同类型的异常值检测和逃避预防技术来确保只有高质量的设备能生产和部署最终产品。

一个公司可以采取什么行动如果他们的设备开始失败超过可接受阈值在使用领域?答案又在制造测试数据。作为设备开始最终会返回返回商品授权(各次),分析可以快速执行这些返回的设备,首先识别独特ECID或2 d代码在每个设备。从那里,你可以开始培养的整个历史测试数据结果死在每个设备上。你将同样开始运行分析的数据如果没有做过,有这个工具确定任何潜在的问题可能已经发现在分析和cross-correlating反对所有的测试数据。

分析各次的终极目标是双重的:(1)确定问题的根源和纠正它未来的生产设备将不再有同样的问题,后来在使用时失败,(2)主动寻找“喜欢”设备,类似于那些测试作为一个RMA返回但仍在使用。根据问题的严重性,公司可以积极地想“回忆”起具体优秀的设备被ECID或2 d的代码可以被追踪到最终产品积极使用通过跟踪相应的供应链中的一部分序列号到可疑的终端产品已确定和安全地回忆道。

当然,并不是所有这些纠正措施可能将不正确的数据分析解决方案。

数据分析解决方案的需求

不幸的是,并不是所有的数据分析解决方案今天在市场上以同样的方式解决问题或极其明确的时间和精度。虽然有潜力,大多数或全部的解决方案可能最终得出同样的结论,不同的有多快才能找到问题的根源和研究所一个纠正措施来纠正这个问题。

当评估数据分析解决方案,这是某些属性,您可能想要寻找:

• 接收和分析能力测试数据从所有上面列出的各种制造测试阶段(窟、撞击、WS,装配,英尺,SLT)
• 能够为您提供即时反馈自动从你潜在问题没有任何输入,包括任何特殊查询或手动操作任何数据集
• 进行根本原因分析的能力只在几个点击和所有可用数据已经显示给你
• 能够执行任何交叉分析等测试数据的相关测试结果按的按钮
• 能力评估任何立即的数据量,而不影响性能
• 提供纠正措施的能力回到制造业供应链一旦确定了一个问题
• 能力使所有用户类型在一个易于使用的协作环境包括所有工程师、经理和高管

这个现实的例子中使用的产品叫做SiliconDash Synopsys对此。请访问我们网站更多信息在这个不可或缺的技术,看我们最近网络研讨会可采用按需现场演示和专题演讲从马维尔解释的好处大数据分析解决方案,最终正确的架构。