专利名称：老化测试方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及可靠性测试，并且具体地涉及对消费电子产品执行基于迭代 (iteration)和部件的老化(burn-in)测试的方法和系统。
背景技术：
老化测试是为了确保满足诸如计算机、MP3播放器、电话之类的消费电子产品的出厂质量水平(OQL)而执行的最重要的过程之一。在室温下进行的老化测试通常还称为 Run-in 测试。为了理解老化，则需要理解称为“浴盆曲线”的产品故障曲线，如图1所示。该曲线是三条较小曲线的加总早期故障(Infant mortality)曲线、随机故障曲线和损耗故障 (Wear-out)曲线。对产品的老化测试被设计用于扫除早期故障并获得关于随机故障的信肩、ο传统上，老化测试是基于时间的，其主要关注早期故障问题。但是，现今产品的部件出故障的百万缺陷数(DPM)极低，以使得几乎不能证明其强于采样测试策略。换而言之， 早期故障问题不再是消费电子产品的可靠性测试中的大问题。取而代之，大多数故障往往是依赖于状态的故障，这种故障仅在某些条件下发生或者间歇地发生并且会影响末端用户。此外，传统老化测试是基于配置的，由于每一个产品存在数千个可能配置，所以这种基于配置的老化测试已经显现出低效率。因此，希望提供用于消费电子产品的能够克服上述问题的老化测试系统和方法。

发明内容
本发明一个实施例提供了基于迭代和部件的老化测试方法，该方法被设计为对某一部件应用特定迭代次数的测试，以使得可以捕获重复故障并可以执行校正动作来消除故障模式。根据本发明一个方面，提供了一种老化测试方法，其包括以下步骤加载老化软件包，该老化软件包包含针对待测设备的多个测试序列；基于老化软件包对待测设备中的一个或多个部件的每一个执行预定的开始迭代次数的测试；以及基于部件记录测试故障结果。根据本发明另一方面，提供了一种老化测试系统，其包括用于加载老化软件包的装置，该老化软件包包含针对待测设备的多个测试序列；用于基于老化软件包对待测设备中的一个或多个部件的每一个执行预定的开始迭代次数的测试的装置；以及用于基于部件记录测试故障结果的装置。


根据以下参考附图对本发明特定实施例的详细描述，将很清楚本发明的前述和其他目的、特征和优点，在附图中图1图示了一般而言故障的“浴盆曲线”图；图2图示了根据本发明的基于迭代和部件的老化测试的概要；图3图示了根据本发明第一示例实施例的基于迭代和部件的老化测试方法的流程图；图4图示了根据本发明第二示例实施例的基于迭代和部件的老化测试方法的流程图；图5图示了根据本发明第三示例实施例的基于迭代和部件的老化测试方法的流程图；图6图示了根据本发明的用于老化减少(Burn-in Reduction)的数据分析方法； 以及图7示出了故障曲线的示意图，其中，横轴表示迭代次数，左纵轴表示故障百分比，右纵轴表示累加故障数。
具体实施例方式下面将参考附图描述本发明的实施例。在这里的描述中，提供了诸如部件和/或方法的示例之类的许多具体细节，以帮助完整地理解本发明。但是，本领域技术人员将明了，在没有这些具体细节中的一个或多个的情况下或者在具有其它装置、系统、组件、方法、 部件、材料、元件等的情况下也可以实现本发明的实施例。在其它情形中，没有详细示出或描述公知的结构、材料或操作，以不会模糊本发明的实施例的各个方面。在本说明书和附图中，相同标号表示具有基本相同功能的结构元件，并且将省略对它们的重复描述。概要下文中，将参考图2描述根据本发明的基于迭代和部件的老化测试的概要。在开发和工程构建生命周期的所有阶段(包括(样机)、工程验证测试 (EVT)、设计验证测试(DVT)、产品验证测试(PVT)和量化生产)中都应当为产品设计老化测试处理并在可以获得PVT及之前的生产数据时对老化处理进行修改和优化。本发明的老化测试(初始老化测试)被设计为对待测设备(DUT)的某一部件应用预定迭代次数的测试，以使得可以估计来料缺陷(incomingdefect)水平以及故障重复率并可以导出包括该部件的DUT的0QL(S202)。老化测试还使得可以执行校正动作以消除故障模式，从而确保在交付给顾客时DUT(或者包含该DUT的产品)具有适当的质量水平。在收集并分析了足够的故障数据之后可以减少老化测试的迭代数(S206)。运行测试的次数可以基于估计出的对一部件的每一种测试的平均无故障迭代数(MIBF)和/或该部件的OQL或者校正动作的实施来调整。通常在PVT或者PVT之后可以引入延展老化测试，用于判断在初始老化测试期间捕获的故障是否可重复以及重复频率为多少并捕获可重复样本以供工程分析(S204)。应注意，延展老化测试是对DUT的(一个或多个)故障部件执行的如同初始老化的测试。第一示例实施例现在将描述根据本发明第一示例实施例的基于迭代和部件的老化测试方法。图3 图示了根据该示例实施例的基于迭代和部件的老化测试的流程图。
处理开始于步骤S302，其中，老化软件(SW)包在能够运行操作系统(OS)的 DUT (例如，计算机、iPOD等)的情况下被加载在DUT上以例如供DUT中的微处理器执行，或者在不能运行OS的DUT (例如，计算器)的情况下被加载在DUT以外的某种处理设备上，该处理设备(例如，计算机、服务器等)在运行软件包中包含的自动序列的持续时段期间耦合到DUT。老化SW包包含以DUT中的各个部件(例如，存储器、海量存储器、CPU等)为目标的一系列测试。其还包含用于智能地排序和迭代各个测试的应用。老化测试至少应当虑及 DUT的热饱和性质。在步骤S304，通过基于多个预定的测试参数运行老化SW包来测试DUT中的一个或多个部件。具体而言，将一件DUT中的一个或多个部件各自测试相应的开始迭代次数，并顺序或并行地例如对1000件DUT重复这些测试。多个预定的测试参数包括但不限于针对 DUT中的给定部件的每一测试的开始迭代次数、DUT的初始测试总量(例如，1000件DUT，如上所示)等。下文中，将描述如何配置这些测试参数。例如，可以向每一测试的开始迭代次数赋予默认经验值(例如，对于CPU为20 次)。并且，可以基于父系数据(parent data)、在先测试数据或者可以提供部件故障行为的先备知识的其它数据来修改开始迭代次数。这里使用的父系数据是指来自对包含相同部件的类似产品的在先使用的数据。如果可获得包含在DUT中的部件的父系数据(这指示出该部件先前已被用于生产)，则由于将很容易识别该部件性能的任何改变，所以可以减少开始迭代次数。至于DUT的初始测试总量，通过考虑未测出故障的最少可容忍量来设定。通过运行5件DUT将很容易检测出DUT 50%的故障。而在200件DUT中可以检测出99. 5%的故障，但是可靠地检测出(99%+)的故障将使用1000件。因此，对于DUT的初始测试量，1000 将是优选值。如果DUT中的某一或某些部件已在其它平台中公知，则所要求量可以减少到低至250。本领域技术人员可以明了，取决于具体产品可将初始测试量设定为任意值，只要可相对精确地估计出故障重复率、OQL等即可。返回至图3，在步骤S306，观测并记录故障结果数据。记录是基于部件的，并且故障结果数据包括部件标识符、测试类型标识符、针对具体部件完成给定测试的总叠代次数、 给定测试的故障数、以及发生故障的迭代的编号。此外，故障结果数据还可以包括每一件 DUT的故障可重复性。尽管未示出，但是可对故障结果数据进行分析。如果DUT中的特定部件发生故障， 也就是，该DUT发生故障，则将对该故障的根由(即，故障模式)进行评估，并可以针对故障部件执行校正动作以消除该故障模式。在老化测试中发现的典型的故障模式包括依赖于状态的硬件(HW)故障，硬件故障在DUT中的部件仅在某些条件下或者间歇地发生故障时出现，例如，缺失上拉/下拉电阻器可能导致引脚悬浮以及间歇为高和低的信号，这种硬件故障的发生频率可能是每隔一次启动、每十次调用0PENGL、或者每30个休眠周期出现一次。 此外，典型的故障模式还包括间歇性软件(SW)故障(例如，竞态条件)，这种软件故障通常在老化测试中由于重复测试而显得突出。每一种故障模式都可包含许多故障类型，如后面将描述的。间歇性SW故障和依赖于状态的冊故障很难区分。尽管如此，可通过两个重要步骤来实现HW故障的确定。第一步，通过置换出DUT中的故障部件并查看这是否会影响故障频率来找出根由；第二步，对特定件的可重复性与全体的可重复性进行比较。一旦从可重复性角度推定典型故障模式，就可在仍然可清除故障的情况下将测试迭代数最小化以避免 SW故障。此外，可对故障结果数据进行分析以估计出DUT的0QL，以便评估该OQL是否满足顾客要求。此外，可将故障结果数据用于老化减少分析。第二示例实施例现在将描述根据本发明第二示例实施例的基于迭代和部件的老化测试方法。图4 图示了根据此示例实施例的基于迭代和部件的老化测试方法400。图4中的步骤S402-S406 基本与图3中的步骤S302-S306相同，因此与方法300相比，方法400仅包括附加步骤S408。 将省略对那些相同步骤的描述，而仅在下面详细描述延展老化步骤S408。在此示例实施例中，老化测试被划分为两个阶段，S卩，由步骤S402-S406表示的初始老化和由步骤S408表示的延展老化。当在初始老化期间收集的数据不足以评估具体的故障模式时以及进行老化测试次数减少时可引入延展老化测试，如后面将描述的。延展老化测试是对(一个或多个)故障部件执行的如同初始老化的测试。换而言之，延展老化测试包括与初始老化相同的测试步骤，而区别仅在于延展老化测试仅对在初始老化测试期间发现的故障部件执行，并且针对每一个故障部件的测试持续不少于7天或者直到故障重复4次为止。在延展老化测试期间，也将记录故障结果数据，如上所述。此外，将评估故障的根由，并可对故障部件执行校正动作。但是，如果DUT此次不发生故障，即，部件不重复初始老化期间发生的故障，则可以作出如下结论设备是良好的并且已准备好出货(shipment)， 这是考虑到发生频率这么低的故障对顾客产生的影响很小并且故障的结果并不严重。但是，在出货之前，设备仍然需要遵循针对良好件的常规处理。第三示例实施例现在将描述根据本发明第三示例实施例的基于迭代和部件的老化测试方法。图5 图示了根据此示例实施例的基于迭代和部件的老化测试方法500。图5的步骤S502-S508 基本上与图4的步骤S402-S408相同，因此方法500与方法400相比仅包括附加步骤S510。 将不重复对这些相同步骤的描述，而仅详细描述老化测试次数减少步骤S510。应当注意，在一个示例中，如果在初始老化测试期间已经收集到足够的数据，则可以省略步骤S508。在步骤S510，基于在初始和/或延展老化测试中获得的故障结果数据，可使用后面将描述的某些准则来减少给定测试的迭代次数。一般而言，老化减少的目的是以较少的迭代次数将测试水平设定为使得估计出的 DUT中的每一个部件或者DUT自身的OQL将满足顾客要求。老化测试次数减少的决策是通过应用于给定部件(例如，视频卡)的测试来进行的。可在初始老化测试(步骤S502-S506) 和/或延展老化测试(步骤S508)期间收集并分析有关例如视频卡的故障数据，该视频卡在具有特定模型的视频卡的DUT上运行。随后，对于包含感兴趣的相同视频卡的其它DUT， 可以减少针对视频卡的(一种或多种)测试的迭代次数。老化测试次数减少的准则包括-如果针对特定部件的测试没有发生故障，则可立即将该测试的迭代次数减少至 3。在具有额外的支持数据的情况下，可将迭代次数设定为低至1。
-如果测试仅非常罕有地发生故障，例如，该测试的MIBF非常高(例如，MIBF> 50)，则可基于以下标准来减少迭代次数。-5规则。将最低可接受MIBF乘以5来设定迭代次数。-故障曲线检视。将迭代次数设定为超过所捕获故障vs迭代次数的曲线图的拐点的迭代次数(稍后将描述)。-将迭代次数设定为使得OQL基本上不会从进一步测试得益。-将迭代次数设定为使得估计出的给定部件(或DUT)的OQL满足部件的产品要求。-如果故障率较低，尤其是如果间歇性故障率较低，则父系数据的可获得可以为老化测试次数减少作保证。在减少老化测试迭代次数时应当考虑来料缺陷率、故障模式可重复性和故障模式的顾客影响度(故障的频率/严重性)方面的变化。这里使用的术语“顾客影响度”意指故障模式对顾客产生影响的程度。例如，DUT是否会因故障而引起爆炸，顾客是否会丢失数据，DUT是否会死机(hang) ？接下来，将参考图6详细描述与老化测试迭代次数减少相关的数据分析的背景信肩、ο在步骤S602，基于上述故障结果数据，分别计算针对DUT中各个部件的测试的一次性通过成品率(first pass yield)，并累加计算针对该DUT的测试的一次性通过成品率。 作为一个示例，表I示出了 DUT中例如部件A和B的计算结果和DUT自身的总体结果。表 I
权利要求
1.一种老化测试方法，包括以下步骤加载老化软件包，该老化软件包包含针对待测设备的多个测试序列； 基于所述老化软件包对所述待测设备中的一个或多个部件的每一个执行预定的开始迭代次数的测试；以及基于部件记录所述测试的故障结果。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所记录的故障结果进行故障模式评估的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定的开始迭代次数被基于父系数据、在先测试的数据、或者提供部件故障行为的先备知识的其它数据来修改。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述测试包括测试预定数目的所述待测设备。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括对故障部件执行延展测试的步骤，所述延展测试的测试序列与导致该部件发生故障的那些测试序列相同。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，执行延展测试的步骤包括如下步骤 加载延展老化软件包，该延展老化测试包包含所述延展测试的测试序列；通过运行所述延展老化软件包来测试所述故障部件达7天或者直到故障重复四次为止；以及记录故障结果。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所记录的故障结果来减少测试迭代次数的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，如果故障结果指示出给定测试没有发生故障，则该给定测试的迭代次数被减少至3。
9.根据权利要求7所述的方法，其中，在减少迭代次数的步骤中，迭代次数被减少到将最低平均无故障迭代数乘以5而得到的数目。
10.根据权利要求4所述的方法，还包括计算所述待测设备的出厂质量水平的步骤，所述待测设备的出厂质量水平是所述待测设备中的各个部件的出厂质量水平的和。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，每一部件的出厂质量水平的计算包括以下步骤计算所述部件的每一故障件的故障捕获概率P(Capture),其中，P (capture)= 1-((MIBF-I)/MIBF)X, MIBF=(对所述故障件完成的迭代次数)/(所述故障件的故障次数)，χ是对该故障件执行的测试的开始迭代次数；针对每一 MIBF，通过将所述部件的故障件的数目除以所述捕获概率来计算故障母数， 一个MIBF对应于一个故障类型；通过将每一故障类型的故障母数除以所述预定数目来推测每一故障类型在所述预定数目的部件中所占的母数百分比；以及估计每一故障类型对所述部件的出厂质量水平的影响系数并对各故障类型的出厂质量水平影响系数进行加总来得出所述部件的出厂质量水平，每一故障类型的出厂质量水平影响系数=(所述母数百分比)X (1-P(capture)) X 1，000, 000。
12.一种老化测试系统，包括用于加载老化软件包的装置，该老化软件包包含针对待测设备的多个测试序列；用于基于所述老化软件包对所述待测设备中的一个或多个部件的每一个执行预定的开始迭代次数的测试的装置；以及用于基于部件记录所述测试的故障结果的装置。
13.根据权利要求12所述的系统，还包括用于基于父系数据、在先测试的数据、或者提供部件故障行为的先备知识的其它数据来修改所述预定的开始迭代次数的装置。
14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述测试包括测试预定数目的所述待测设备。
15.根据权利要求12所述的系统，还包括用于对故障部件执行延展测试的装置，所述延展测试的测试序列与导致该部件发生故障的那些测试序列相同。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述用于执行延展测试的装置被配置为测试所述故障部件达7天或者直到故障重复四次为止。
17.根据权利要求12所述的系统，还包括用于基于所记录的故障结果来减少测试迭代次数的装置。
18.根据权利要求12所述的系统，还包括用于计算所述待测设备的出厂质量水平的装置。
全文摘要
本发明公开了老化测试方法和系统。老化测试方法包括以下步骤加载老化软件包，该老化软件包包含针对待测设备的多个测试序列；基于老化软件包对待测设备中的一个或多个部件的每一个执行预定的开始迭代次数的测试；以及基于部件记录测试故障结果。可以引入延展老化测试来建立所发现故障的可重复性并捕获可重复样本以供工程分析。在具有足够的故障结果数据的情况下，可以基于某些准则来减少测试的迭代次数。
文档编号G01R31/00GK102193037SQ20101012913
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月8日 优先权日2010年3月8日
发明者托尼·俄伽扎瑞恩 申请人:苹果公司