더 엄격해진 설계 마진을 해결하기 위한 테스트 기법 | 키사이트 Keysight

개요

프로그램, 기술 또는 기능과는 무관하게, 모두가 직면하게 되는 가장 큰 문제는 더욱 더 작아지는 설계 마진에 대한 요구를 어떻게 해결할 수 있는 가입니다. 그로 인해 설계자와 시뮬레이션 툴이 한계에 봉착하게 되며 테스트 및 측정 전략이 증가하는 측정 요구보다 한발 뒤쳐지게 됩니다. 결과적으로 수율이 낮아지고 많은 거짓 실패(False Failure)가 발생하며 제품 생산에서 설치 지원 단계까지 원인불명고장(No Trouble Found)의 횟수가 증가하게 됩니다. 머지않아 정확하고 반복 가능한 측정을 위한 테스트 전략, 테스트 프로세스, 테스트 기법 개발의 필요성이 미래 기술을 실현하는데 있어 제한 요인이 될 것입니다. 적절한 조치 없이는 품질과 테스트 및 지원 비용이 통제할 수 없는 수준에 이르게 될 것입니다. 요점은 엄격해진 설계 마진이 사라지지 않으며, 이를 감당할 수 있는 테스트 방법론을 개발해야 할 때라는 것입니다.

이 백서에서는 마진 스택업(stack-up)의 근본적인 문제, 전반적인 프로그램/제품 수명 주기에 미치는 파급 효과, 비용, 일정, 범위에 미치는 영향을 다룰 예정입니다. 이론과 현실 간 갭을 최소화하고 제조 과정에서 실질적인 성공을 기대할 수 있도록 개발과 운영 간에 더 긴밀한 관계의 필요성을 살펴볼 것입니다. 제품 관점 뿐만 아니라 테스트 설계, 테스트 시행, 테스트 운영 관점에서도 측정 불확도에 대해 알아볼 것입니다. DUT(Device Under Test)와 테스트 시스템 간 상호연결과 계측기의 한계에 대한 통찰력을 얻기 위해 테스트 시스템 교정 방법론을 간단히 소개할 것입니다. 테스트, 테스트 세트 설계, 테스트 데이터 분석, 테스트 지원을 위해 설계로부터 테스트 전략을 업그레이드하는 기법 등도 간단히 살펴볼 것입니다.

소개

다른 분야와 마찬가지로 전자 제조 분야에서도 지난 35년 동안 꾸준히 변화가 일어났습니다. "더 작은, 더 빠른, 더 저렴한, 유연한, 반복 가능한, 예측 가능한"이라는 단어들이 제조의 목표들로 설명되어 왔습니다. 목표는 전과 동일하지만 장애물은 바뀌고 있습니다. 우리는 콤포넌트 품질 개선과 프로세스 제어, 더 우수한 DFx(제조, 품질, 테스트, 어셈블리 등을 위한 설계) 구현을 통해 다양한 장애물을 극복했습니다. 그러나 오늘날 그중 가장 큰 장애물인 마진 스택업(margin stack-up)에 직면하고 있습니다.

마진 스택업은 항상 있어 왔지만 지금까지는 그다지 중요한 요인이 아니었습니다. 더 우수한 전자 설계 및 시뮬레이션 툴 덕분에 엔지니어들은 성능의 한계를 초월할 수 있었습니다. 또한 이러한 전자장비의 소비자들은 더 우수한 성능은 물론 더 작고 가벼우며, 에너지 소비가 적으면서 안정성은 더 뛰어난 제품을 이전 제품보다 더 저렴한 가격으로 공급되기를 원하고 있습니다. 이와 같이 설계 이론과 이러한 제품을 구축하고 검증하는 실제 역량 간의 갭이 이제 점점 더 커지고 있습니다.

우리가 아는 사실은 테스트가 이론과 현실을 이어주는 다리라는 것입니다. 사실 갭을 결정할 뿐만 아니라 이를 예측하고 최소화하는 데 도움이 되는 데이터를 수집할 수 있는 방법은 테스트가 유일합니다. 진정한 변화는 정확하고 반복 가능하고 의미 있는 데이터를 확보하여, 설계 이론과 실제 제조 간 격차를 더 좁힐 수 있도록 테스트의 대상, 방법과 지점을 바뀌어야 한다고 인식하는 것입니다. 그러나 이는 항상 테스트의 역할이었는데, 마진 스택업이 문제가 되는 이유는 무엇일까요?

마진 스택업을 시각화할 수 있는 가장 간단한 방법은 러시아의 알을 품은 인형이라고도 알려진 마트료시카 인형을 생각해 보는 것입니다. 다양한 색상으로 채색된 곡선 모양의 목재 인형들로, 인형 안에 크기가 조금 작은 또 다른 인형이 반복되어 들어가 있는 구조입니다.

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