專利名稱：老化測試方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可靠性測試，并且具體地涉及對消費(fèi)電子產(chǎn)品執(zhí)行基于迭代 (iteration)和部件的老化(burn-in)測試的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
老化測試是為了確保滿足諸如計(jì)算機(jī)、MP3播放器、電話之類的消費(fèi)電子產(chǎn)品的出廠質(zhì)量水平(OQL)而執(zhí)行的最重要的過程之一。在室溫下進(jìn)行的老化測試通常還稱為 Run-in 測試。為了理解老化，則需要理解稱為“浴盆曲線”的產(chǎn)品故障曲線，如圖1所示。該曲線是三條較小曲線的加總早期故障(Infant mortality)曲線、隨機(jī)故障曲線和損耗故障 (Wear-out)曲線。對產(chǎn)品的老化測試被設(shè)計(jì)用于掃除早期故障并獲得關(guān)于隨機(jī)故障的信肩、ο傳統(tǒng)上，老化測試是基于時(shí)間的，其主要關(guān)注早期故障問題。但是，現(xiàn)今產(chǎn)品的部件出故障的百萬缺陷數(shù)(DPM)極低，以使得幾乎不能證明其強(qiáng)于采樣測試策略。換而言之， 早期故障問題不再是消費(fèi)電子產(chǎn)品的可靠性測試中的大問題。取而代之，大多數(shù)故障往往是依賴于狀態(tài)的故障，這種故障僅在某些條件下發(fā)生或者間歇地發(fā)生并且會影響末端用戶。此外，傳統(tǒng)老化測試是基于配置的，由于每一個(gè)產(chǎn)品存在數(shù)千個(gè)可能配置，所以這種基于配置的老化測試已經(jīng)顯現(xiàn)出低效率。因此，希望提供用于消費(fèi)電子產(chǎn)品的能夠克服上述問題的老化測試系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供了基于迭代和部件的老化測試方法，該方法被設(shè)計(jì)為對某一部件應(yīng)用特定迭代次數(shù)的測試，以使得可以捕獲重復(fù)故障并可以執(zhí)行校正動作來消除故障模式。根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面，提供了一種老化測試方法，其包括以下步驟加載老化軟件包，該老化軟件包包含針對待測設(shè)備的多個(gè)測試序列；基于老化軟件包對待測設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)部件的每一個(gè)執(zhí)行預(yù)定的開始迭代次數(shù)的測試；以及基于部件記錄測試故障結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供了一種老化測試系統(tǒng)，其包括用于加載老化軟件包的裝置，該老化軟件包包含針對待測設(shè)備的多個(gè)測試序列；用于基于老化軟件包對待測設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)部件的每一個(gè)執(zhí)行預(yù)定的開始迭代次數(shù)的測試的裝置；以及用于基于部件記錄測試故障結(jié)果的裝置。


根據(jù)以下參考附圖對本發(fā)明特定實(shí)施例的詳細(xì)描述，將很清楚本發(fā)明的前述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，在附圖中圖1圖示了一般而言故障的“浴盆曲線”圖；圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的基于迭代和部件的老化測試的概要；圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明第一示例實(shí)施例的基于迭代和部件的老化測試方法的流程圖；圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明第二示例實(shí)施例的基于迭代和部件的老化測試方法的流程圖；圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明第三示例實(shí)施例的基于迭代和部件的老化測試方法的流程圖；圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明的用于老化減少(Burn-in Reduction)的數(shù)據(jù)分析方法； 以及圖7示出了故障曲線的示意圖，其中，橫軸表示迭代次數(shù)，左縱軸表示故障百分比，右縱軸表示累加故障數(shù)。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。在這里的描述中，提供了諸如部件和/或方法的示例之類的許多具體細(xì)節(jié)，以幫助完整地理解本發(fā)明。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將明了，在沒有這些具體細(xì)節(jié)中的一個(gè)或多個(gè)的情況下或者在具有其它裝置、系統(tǒng)、組件、方法、 部件、材料、元件等的情況下也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例。在其它情形中，沒有詳細(xì)示出或描述公知的結(jié)構(gòu)、材料或操作，以不會模糊本發(fā)明的實(shí)施例的各個(gè)方面。在本說明書和附圖中，相同標(biāo)號表示具有基本相同功能的結(jié)構(gòu)元件，并且將省略對它們的重復(fù)描述。概要下文中，將參考圖2描述根據(jù)本發(fā)明的基于迭代和部件的老化測試的概要。在開發(fā)和工程構(gòu)建生命周期的所有階段(包括(樣機(jī))、工程驗(yàn)證測試 (EVT)、設(shè)計(jì)驗(yàn)證測試(DVT)、產(chǎn)品驗(yàn)證測試(PVT)和量化生產(chǎn))中都應(yīng)當(dāng)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)老化測試處理并在可以獲得PVT及之前的生產(chǎn)數(shù)據(jù)時(shí)對老化處理進(jìn)行修改和優(yōu)化。本發(fā)明的老化測試(初始老化測試)被設(shè)計(jì)為對待測設(shè)備(DUT)的某一部件應(yīng)用預(yù)定迭代次數(shù)的測試，以使得可以估計(jì)來料缺陷(incomingdefect)水平以及故障重復(fù)率并可以導(dǎo)出包括該部件的DUT的0QL(S202)。老化測試還使得可以執(zhí)行校正動作以消除故障模式，從而確保在交付給顧客時(shí)DUT(或者包含該DUT的產(chǎn)品)具有適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量水平。在收集并分析了足夠的故障數(shù)據(jù)之后可以減少老化測試的迭代數(shù)(S206)。運(yùn)行測試的次數(shù)可以基于估計(jì)出的對一部件的每一種測試的平均無故障迭代數(shù)(MIBF)和/或該部件的OQL或者校正動作的實(shí)施來調(diào)整。通常在PVT或者PVT之后可以引入延展老化測試，用于判斷在初始老化測試期間捕獲的故障是否可重復(fù)以及重復(fù)頻率為多少并捕獲可重復(fù)樣本以供工程分析(S204)。應(yīng)注意，延展老化測試是對DUT的(一個(gè)或多個(gè))故障部件執(zhí)行的如同初始老化的測試。第一示例實(shí)施例現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明第一示例實(shí)施例的基于迭代和部件的老化測試方法。圖3 圖示了根據(jù)該示例實(shí)施例的基于迭代和部件的老化測試的流程圖。
處理開始于步驟S302，其中，老化軟件(SW)包在能夠運(yùn)行操作系統(tǒng)(OS)的 DUT (例如，計(jì)算機(jī)、iPOD等)的情況下被加載在DUT上以例如供DUT中的微處理器執(zhí)行，或者在不能運(yùn)行OS的DUT (例如，計(jì)算器)的情況下被加載在DUT以外的某種處理設(shè)備上，該處理設(shè)備(例如，計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等)在運(yùn)行軟件包中包含的自動序列的持續(xù)時(shí)段期間耦合到DUT。老化SW包包含以DUT中的各個(gè)部件(例如，存儲器、海量存儲器、CPU等)為目標(biāo)的一系列測試。其還包含用于智能地排序和迭代各個(gè)測試的應(yīng)用。老化測試至少應(yīng)當(dāng)慮及 DUT的熱飽和性質(zhì)。在步驟S304，通過基于多個(gè)預(yù)定的測試參數(shù)運(yùn)行老化SW包來測試DUT中的一個(gè)或多個(gè)部件。具體而言，將一件DUT中的一個(gè)或多個(gè)部件各自測試相應(yīng)的開始迭代次數(shù)，并順序或并行地例如對1000件DUT重復(fù)這些測試。多個(gè)預(yù)定的測試參數(shù)包括但不限于針對 DUT中的給定部件的每一測試的開始迭代次數(shù)、DUT的初始測試總量(例如，1000件DUT，如上所示)等。下文中，將描述如何配置這些測試參數(shù)。例如，可以向每一測試的開始迭代次數(shù)賦予默認(rèn)經(jīng)驗(yàn)值(例如，對于CPU為20 次)。并且，可以基于父系數(shù)據(jù)(parent data)、在先測試數(shù)據(jù)或者可以提供部件故障行為的先備知識的其它數(shù)據(jù)來修改開始迭代次數(shù)。這里使用的父系數(shù)據(jù)是指來自對包含相同部件的類似產(chǎn)品的在先使用的數(shù)據(jù)。如果可獲得包含在DUT中的部件的父系數(shù)據(jù)(這指示出該部件先前已被用于生產(chǎn))，則由于將很容易識別該部件性能的任何改變，所以可以減少開始迭代次數(shù)。至于DUT的初始測試總量，通過考慮未測出故障的最少可容忍量來設(shè)定。通過運(yùn)行5件DUT將很容易檢測出DUT 50%的故障。而在200件DUT中可以檢測出99. 5%的故障，但是可靠地檢測出(99%+)的故障將使用1000件。因此，對于DUT的初始測試量，1000 將是優(yōu)選值。如果DUT中的某一或某些部件已在其它平臺中公知，則所要求量可以減少到低至250。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明了，取決于具體產(chǎn)品可將初始測試量設(shè)定為任意值，只要可相對精確地估計(jì)出故障重復(fù)率、OQL等即可。返回至圖3，在步驟S306，觀測并記錄故障結(jié)果數(shù)據(jù)。記錄是基于部件的，并且故障結(jié)果數(shù)據(jù)包括部件標(biāo)識符、測試類型標(biāo)識符、針對具體部件完成給定測試的總疊代次數(shù)、 給定測試的故障數(shù)、以及發(fā)生故障的迭代的編號。此外，故障結(jié)果數(shù)據(jù)還可以包括每一件 DUT的故障可重復(fù)性。盡管未示出，但是可對故障結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。如果DUT中的特定部件發(fā)生故障， 也就是，該DUT發(fā)生故障，則將對該故障的根由(即，故障模式)進(jìn)行評估，并可以針對故障部件執(zhí)行校正動作以消除該故障模式。在老化測試中發(fā)現(xiàn)的典型的故障模式包括依賴于狀態(tài)的硬件(HW)故障，硬件故障在DUT中的部件僅在某些條件下或者間歇地發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)，例如，缺失上拉/下拉電阻器可能導(dǎo)致引腳懸浮以及間歇為高和低的信號，這種硬件故障的發(fā)生頻率可能是每隔一次啟動、每十次調(diào)用0PENGL、或者每30個(gè)休眠周期出現(xiàn)一次。 此外，典型的故障模式還包括間歇性軟件(SW)故障(例如，競態(tài)條件)，這種軟件故障通常在老化測試中由于重復(fù)測試而顯得突出。每一種故障模式都可包含許多故障類型，如后面將描述的。間歇性SW故障和依賴于狀態(tài)的冊故障很難區(qū)分。盡管如此，可通過兩個(gè)重要步驟來實(shí)現(xiàn)HW故障的確定。第一步，通過置換出DUT中的故障部件并查看這是否會影響故障頻率來找出根由；第二步，對特定件的可重復(fù)性與全體的可重復(fù)性進(jìn)行比較。一旦從可重復(fù)性角度推定典型故障模式，就可在仍然可清除故障的情況下將測試迭代數(shù)最小化以避免 SW故障。此外，可對故障結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以估計(jì)出DUT的0QL，以便評估該OQL是否滿足顧客要求。此外，可將故障結(jié)果數(shù)據(jù)用于老化減少分析。第二示例實(shí)施例現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明第二示例實(shí)施例的基于迭代和部件的老化測試方法。圖4 圖示了根據(jù)此示例實(shí)施例的基于迭代和部件的老化測試方法400。圖4中的步驟S402-S406 基本與圖3中的步驟S302-S306相同，因此與方法300相比，方法400僅包括附加步驟S408。 將省略對那些相同步驟的描述，而僅在下面詳細(xì)描述延展老化步驟S408。在此示例實(shí)施例中，老化測試被劃分為兩個(gè)階段，S卩，由步驟S402-S406表示的初始老化和由步驟S408表示的延展老化。當(dāng)在初始老化期間收集的數(shù)據(jù)不足以評估具體的故障模式時(shí)以及進(jìn)行老化測試次數(shù)減少時(shí)可引入延展老化測試，如后面將描述的。延展老化測試是對(一個(gè)或多個(gè))故障部件執(zhí)行的如同初始老化的測試。換而言之，延展老化測試包括與初始老化相同的測試步驟，而區(qū)別僅在于延展老化測試僅對在初始老化測試期間發(fā)現(xiàn)的故障部件執(zhí)行，并且針對每一個(gè)故障部件的測試持續(xù)不少于7天或者直到故障重復(fù)4次為止。在延展老化測試期間，也將記錄故障結(jié)果數(shù)據(jù)，如上所述。此外，將評估故障的根由，并可對故障部件執(zhí)行校正動作。但是，如果DUT此次不發(fā)生故障，即，部件不重復(fù)初始老化期間發(fā)生的故障，則可以作出如下結(jié)論設(shè)備是良好的并且已準(zhǔn)備好出貨(shipment)， 這是考慮到發(fā)生頻率這么低的故障對顧客產(chǎn)生的影響很小并且故障的結(jié)果并不嚴(yán)重。但是，在出貨之前，設(shè)備仍然需要遵循針對良好件的常規(guī)處理。第三示例實(shí)施例現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明第三示例實(shí)施例的基于迭代和部件的老化測試方法。圖5 圖示了根據(jù)此示例實(shí)施例的基于迭代和部件的老化測試方法500。圖5的步驟S502-S508 基本上與圖4的步驟S402-S408相同，因此方法500與方法400相比僅包括附加步驟S510。 將不重復(fù)對這些相同步驟的描述，而僅詳細(xì)描述老化測試次數(shù)減少步驟S510。應(yīng)當(dāng)注意，在一個(gè)示例中，如果在初始老化測試期間已經(jīng)收集到足夠的數(shù)據(jù)，則可以省略步驟S508。在步驟S510，基于在初始和/或延展老化測試中獲得的故障結(jié)果數(shù)據(jù)，可使用后面將描述的某些準(zhǔn)則來減少給定測試的迭代次數(shù)。一般而言，老化減少的目的是以較少的迭代次數(shù)將測試水平設(shè)定為使得估計(jì)出的 DUT中的每一個(gè)部件或者DUT自身的OQL將滿足顧客要求。老化測試次數(shù)減少的決策是通過應(yīng)用于給定部件(例如，視頻卡)的測試來進(jìn)行的。可在初始老化測試(步驟S502-S506) 和/或延展老化測試(步驟S508)期間收集并分析有關(guān)例如視頻卡的故障數(shù)據(jù)，該視頻卡在具有特定模型的視頻卡的DUT上運(yùn)行。隨后，對于包含感興趣的相同視頻卡的其它DUT， 可以減少針對視頻卡的(一種或多種)測試的迭代次數(shù)。老化測試次數(shù)減少的準(zhǔn)則包括-如果針對特定部件的測試沒有發(fā)生故障，則可立即將該測試的迭代次數(shù)減少至 3。在具有額外的支持?jǐn)?shù)據(jù)的情況下，可將迭代次數(shù)設(shè)定為低至1。
-如果測試僅非常罕有地發(fā)生故障，例如，該測試的MIBF非常高(例如，MIBF> 50)，則可基于以下標(biāo)準(zhǔn)來減少迭代次數(shù)。-5規(guī)則。將最低可接受MIBF乘以5來設(shè)定迭代次數(shù)。-故障曲線檢視。將迭代次數(shù)設(shè)定為超過所捕獲故障vs迭代次數(shù)的曲線圖的拐點(diǎn)的迭代次數(shù)(稍后將描述)。-將迭代次數(shù)設(shè)定為使得OQL基本上不會從進(jìn)一步測試得益。-將迭代次數(shù)設(shè)定為使得估計(jì)出的給定部件(或DUT)的OQL滿足部件的產(chǎn)品要求。-如果故障率較低，尤其是如果間歇性故障率較低，則父系數(shù)據(jù)的可獲得可以為老化測試次數(shù)減少作保證。在減少老化測試迭代次數(shù)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮來料缺陷率、故障模式可重復(fù)性和故障模式的顧客影響度(故障的頻率/嚴(yán)重性)方面的變化。這里使用的術(shù)語“顧客影響度”意指故障模式對顧客產(chǎn)生影響的程度。例如，DUT是否會因故障而引起爆炸，顧客是否會丟失數(shù)據(jù)，DUT是否會死機(jī)(hang) ？接下來，將參考圖6詳細(xì)描述與老化測試迭代次數(shù)減少相關(guān)的數(shù)據(jù)分析的背景信肩、ο在步驟S602，基于上述故障結(jié)果數(shù)據(jù)，分別計(jì)算針對DUT中各個(gè)部件的測試的一次性通過成品率(first pass yield)，并累加計(jì)算針對該DUT的測試的一次性通過成品率。 作為一個(gè)示例，表I示出了 DUT中例如部件A和B的計(jì)算結(jié)果和DUT自身的總體結(jié)果。表 I
權(quán)利要求
1.一種老化測試方法，包括以下步驟加載老化軟件包，該老化軟件包包含針對待測設(shè)備的多個(gè)測試序列； 基于所述老化軟件包對所述待測設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)部件的每一個(gè)執(zhí)行預(yù)定的開始迭代次數(shù)的測試；以及基于部件記錄所述測試的故障結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于所記錄的故障結(jié)果進(jìn)行故障模式評估的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)定的開始迭代次數(shù)被基于父系數(shù)據(jù)、在先測試的數(shù)據(jù)、或者提供部件故障行為的先備知識的其它數(shù)據(jù)來修改。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述測試包括測試預(yù)定數(shù)目的所述待測設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括對故障部件執(zhí)行延展測試的步驟，所述延展測試的測試序列與導(dǎo)致該部件發(fā)生故障的那些測試序列相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，執(zhí)行延展測試的步驟包括如下步驟 加載延展老化軟件包，該延展老化測試包包含所述延展測試的測試序列；通過運(yùn)行所述延展老化軟件包來測試所述故障部件達(dá)7天或者直到故障重復(fù)四次為止；以及記錄故障結(jié)果。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于所記錄的故障結(jié)果來減少測試迭代次數(shù)的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，如果故障結(jié)果指示出給定測試沒有發(fā)生故障，則該給定測試的迭代次數(shù)被減少至3。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，在減少迭代次數(shù)的步驟中，迭代次數(shù)被減少到將最低平均無故障迭代數(shù)乘以5而得到的數(shù)目。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括計(jì)算所述待測設(shè)備的出廠質(zhì)量水平的步驟，所述待測設(shè)備的出廠質(zhì)量水平是所述待測設(shè)備中的各個(gè)部件的出廠質(zhì)量水平的和。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，每一部件的出廠質(zhì)量水平的計(jì)算包括以下步驟計(jì)算所述部件的每一故障件的故障捕獲概率P(Capture),其中，P (capture)= 1-((MIBF-I)/MIBF)X, MIBF=(對所述故障件完成的迭代次數(shù))/(所述故障件的故障次數(shù))，χ是對該故障件執(zhí)行的測試的開始迭代次數(shù)；針對每一 MIBF，通過將所述部件的故障件的數(shù)目除以所述捕獲概率來計(jì)算故障母數(shù)， 一個(gè)MIBF對應(yīng)于一個(gè)故障類型；通過將每一故障類型的故障母數(shù)除以所述預(yù)定數(shù)目來推測每一故障類型在所述預(yù)定數(shù)目的部件中所占的母數(shù)百分比；以及估計(jì)每一故障類型對所述部件的出廠質(zhì)量水平的影響系數(shù)并對各故障類型的出廠質(zhì)量水平影響系數(shù)進(jìn)行加總來得出所述部件的出廠質(zhì)量水平，每一故障類型的出廠質(zhì)量水平影響系數(shù)=(所述母數(shù)百分比)X (1-P(capture)) X 1，000, 000。
12.一種老化測試系統(tǒng)，包括用于加載老化軟件包的裝置，該老化軟件包包含針對待測設(shè)備的多個(gè)測試序列；用于基于所述老化軟件包對所述待測設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)部件的每一個(gè)執(zhí)行預(yù)定的開始迭代次數(shù)的測試的裝置；以及用于基于部件記錄所述測試的故障結(jié)果的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括用于基于父系數(shù)據(jù)、在先測試的數(shù)據(jù)、或者提供部件故障行為的先備知識的其它數(shù)據(jù)來修改所述預(yù)定的開始迭代次數(shù)的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述測試包括測試預(yù)定數(shù)目的所述待測設(shè)備。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括用于對故障部件執(zhí)行延展測試的裝置，所述延展測試的測試序列與導(dǎo)致該部件發(fā)生故障的那些測試序列相同。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述用于執(zhí)行延展測試的裝置被配置為測試所述故障部件達(dá)7天或者直到故障重復(fù)四次為止。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括用于基于所記錄的故障結(jié)果來減少測試迭代次數(shù)的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還包括用于計(jì)算所述待測設(shè)備的出廠質(zhì)量水平的裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了老化測試方法和系統(tǒng)。老化測試方法包括以下步驟加載老化軟件包，該老化軟件包包含針對待測設(shè)備的多個(gè)測試序列；基于老化軟件包對待測設(shè)備中的一個(gè)或多個(gè)部件的每一個(gè)執(zhí)行預(yù)定的開始迭代次數(shù)的測試；以及基于部件記錄測試故障結(jié)果。可以引入延展老化測試來建立所發(fā)現(xiàn)故障的可重復(fù)性并捕獲可重復(fù)樣本以供工程分析。在具有足夠的故障結(jié)果數(shù)據(jù)的情況下，可以基于某些準(zhǔn)則來減少測試的迭代次數(shù)。
文檔編號G01R31/00GK102193037SQ20101012913
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月8日
發(fā)明者托尼·俄伽扎瑞恩 申請人:蘋果公司