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자동 테스트 장비 ATE Primer

자동 테스트 장비 ATE Primer

ATE 자동 테스트 장비는 오늘날 전자 테스트 현장에서 중요한 부분입니다. 자동 테스트 장비를 사용하면 인쇄 회로 기판 테스트와 장비 테스트를 매우 신속하게 수행 할 수 있습니다. 수동으로 수행하는 것보다 훨씬 빠릅니다. 생산 인력이 전자 장비 품목의 전체 생산 비용의 주요 요소를 형성하므로 가능한 한 생산 시간을 단축 할 필요가 있습니다. 이는 자동 테스트 장비 인 ATE를 사용하여 달성 할 수 있습니다.

자동 테스트 장비는 비용이 많이들 수 있으므로 올바른 철학과 올바른 유형 또는 유형의 자동 테스트 장비가 사용되는지 확인하는 것이 필요합니다. 자동 테스트 장비를 올바르게 사용해야 만 최대의 이점을 얻을 수 있습니다.

자동 테스트 장비에 사용할 수있는 다양한 접근 방식이 있습니다. 각 유형에는 고유 한 장점과 단점이 있으며 특정 상황에서 큰 효과를 낼 수 있습니다. ATE 시스템을 선택할 때 다양한 유형의 시스템을 이해하고 올바르게 적용 할 수 있어야합니다.

ATE 자동 테스트 시스템의 유형

사용할 수있는 다양한 유형의 ATE 시스템이 있습니다. 약간 다른 방식으로 전자 테스트에 접근하기 때문에 일반적으로 생산 테스트주기의 여러 단계에 적합합니다. 오늘날 가장 널리 사용되는 형태의 ATE, 자동 테스트 장비는 다음과 같습니다.

  • PCB 검사 시스템 : PCB 검사는 모든 생산 공정의 핵심 요소이며 픽 앤 플레이스 기계가 관련된 경우 특히 중요합니다. 수동 검사는 수년 전에 사용되었지만 항상 신뢰할 수없고 일관성이 없었습니다. 이제 훨씬 더 복잡한 인쇄 회로 기판의 경우 수동 검사가 실행 가능한 옵션이 아닙니다. 따라서 자동화 시스템이 사용됩니다.
    • AOI, 자동 광학 검사 : 많은 제조 환경에서 널리 사용됩니다. 본질적으로 검사의 한 형태이지만 자동으로 수행됩니다. 이는 수동 검사에 비해 훨씬 더 높은 수준의 반복성과 속도를 제공합니다. AOI, 자동 광학 검사는 납땜 보드를 생산하는 라인의 끝에 위치 할 때 특히 유용합니다. 여기에서 솔더 결함, 올바른 구성 요소 및 장착 여부, 방향이 올바른지 여부 등 생산 문제를 신속하게 찾을 수 있습니다. AOI 시스템은 일반적으로 PCB 솔더 공정 직후에 위치하므로 솔더 공정 문제는 너무 많은 인쇄 회로 기판이 영향을 받기 전에 신속하게 해결할 수 있습니다.

      AOI 자동 광학 검사는 설정하고 테스트 장비가 보드를 학습하는 데 시간이 걸립니다. 일단 설정되면 보드를 매우 빠르고 쉽게 처리 할 수 ​​있습니다. 대량 생산에 이상적입니다. 수동 개입 수준은 낮지 만 올바르게 설정하는 데 시간이 걸리고 테스트 시스템 자체에 상당한 투자가 있습니다.

    • 자동화 된 X-Ray 검사, AXI : 자동화 된 X-Ray 검사는 AOI와 많은 유사점이 있습니다. 그러나 BGA 패키지의 출현으로 광학적으로 보이지 않는 항목을 볼 수있는 검사 형식을 사용할 수 있어야했습니다. 자동화 된 X-Ray 검사 인 AXI 시스템은 IC 패키지를 살펴보고 패키지 아래의 솔더 조인트를 검사하여 솔더 조인트를 평가할 수 있습니다.
  • ICT 회로 테스트 : In-Circuit Test, ICT는 수년 동안 사용되어 온 ATE의 한 형태이며 특히 인쇄 회로 기판 테스트의 효과적인 형태입니다. 이 테스트 기술은 단락, 개방 회로, 구성 요소 값을 살펴볼뿐만 아니라 IC 작동도 확인합니다.

    회로 테스트에서 ICT는 매우 강력한 도구이지만 오늘날 대부분의 설계에서 트랙과 구성 요소의 밀도가 높기 때문에 보드에 대한 액세스가 부족하여 제한됩니다. 노드와의 접촉을위한 핀은 매우 미세한 피치를 고려하여 매우 정확하게 배치되어야하며 항상 좋은 접촉을하지 않을 수 있습니다. 이 점과 오늘날 많은 보드에서 발견되는 노드 수가 증가함에 따라 여전히 널리 사용되지만 이전보다 덜 사용되었습니다.

    제조 결함 분석기 인 MDA는 인쇄 회로 기판 테스트의 또 다른 형태이며 사실상 ICT의 단순화 된 형태입니다. 그러나 이러한 형태의 인쇄 회로 기판 테스트는 단락, 개방 회로 및 일부 구성 요소 값을 확인하는 제조 결함에 대해서만 테스트합니다. 결과적으로 이러한 테스트 시스템의 비용은 전체 ICT보다 훨씬 낮지 만 결함 범위는 적습니다.

  • JTAG 경계 스캔 테스트 : 경계 스캔은 최근 몇 년 동안 널리 알려진 테스트의 한 형태입니다. JTAG, Joint Test Action Group 또는 표준 IEEE 1149.1로도 알려진 경계 스캔은보다 전통적인 형태의 테스트에 비해 상당한 이점을 제공하므로 자동 테스트의 주요 도구 중 하나가되었습니다.

    바운더리 스캔 테스트가 개발 된 주된 이유는 테스트를위한 보드 및 집적 회로에 대한 액세스 부족 문제를 극복하기위한 것입니다. 경계 스캔은 대형 집적 회로에서 특정 경계 스캔 레지스터를 사용하여이를 극복합니다. 보드를 경계 스캔 모드로 설정하면 집적 회로의 직렬 데이터 레지스터에 데이터가 전달됩니다. 응답 및 직렬 데이터 체인에서 데이터가 전달되면 테스터가 모든 오류를 감지 할 수 있습니다. 물리적 테스트 액세스가 매우 제한된 보드 및 IC까지 테스트 할 수있는 기능의 결과로 Boundary Scan / JTAG는 매우 널리 사용되었습니다.

  • 기능 테스트 : 기능 테스트는 회로의 기능을 실행하는 모든 형태의 전자 테스트로 간주 될 수 있습니다. 회로 유형 (RF, 디지털, 아날로그 등), 필요한 테스트 정도에 따라 채택 할 수있는 다양한 접근 방식이 있습니다. 주요 접근 방식은 다음과 같습니다.
    • 기능성 자동 테스트 장비, FATE : 이 용어는 일반적으로 특별히 설계된 콘솔의 대형 기능 자동 테스트 장비를 나타냅니다. 이러한 자동 테스트 장비 시스템은 일반적으로 디지털 보드 테스트에 사용되지만 요즘에는 이러한 대형 테스터가 널리 사용되지 않습니다. 요즘 많은 보드가 실행되는 속도 증가는 테스트중인 보드와 테스터 측정 또는 자극 지점 사이의 리드가 커패시턴스로 인해 작동 속도를 늦출 수있는 이러한 테스터에서는 수용 할 수 없습니다. 이 비품 외에도 프로그램 개발과 마찬가지로 비용이 많이 듭니다. 이러한 단점에도 불구하고 이러한 테스터는 생산량이 많고 속도가 특별히 높지 않은 영역에서 여전히 사용될 수 있습니다. 일반적으로 디지털 보드 테스트에 사용됩니다.
    • GPIB를 사용하는 랙 및 스택 테스트 장비 : 보드 또는 장치 자체를 테스트 할 수있는 한 가지 방법은 원격 제어 테스트 장비 스택을 사용하는 것입니다.

      오래되었지만 랙 장착형 또는 벤치 테스트 장비의 많은 항목에는 여전히 GPIB 기능이 있습니다. GPIB는 비교적 느리고 30 년 이상 존재 해 왔음에도 불구하고 매우 유연한 테스트 방법을 제공하기 때문에 여전히 널리 사용되고 있습니다. GPIB의 주요 단점은 LabView와 같은 테스트 실행 패키지를 테스트 환경에서 프로그램 생성 및 실행을 지원하는 데 사용할 수 있지만 프로그램 작성 속도와 비용입니다. 고정 장치 또는 테스트 인터페이스도 비쌀 수 있습니다.

    • 섀시 또는 랙 기반 테스트 장비 : GPIB 랙 및 스택 자동 테스트 장비 접근 방식의 주요 단점 중 하나는 많은 공간을 차지하고 작동 속도가 GPIB의 속도에 의해 제한된다는 것입니다. 이러한 문제를 극복하기 위해 섀시 내에 포함 된 시스템에 대한 다양한 표준이 개발되었습니다.
    사용할 수있는 다양한 ATE, 자동 테스트 장비 접근 방식이 있지만 이러한 방식은 사용중인 가장 인기있는 시스템 중 일부입니다. 이들은 모두 LabView와 같은 테스트 관리 소프트웨어를 사용하여 개별 테스트 실행을 지원할 수 있습니다. 이를 통해 테스트 순서, 결과 수집 및 출력, 결과 로깅 등과 같은 기능을 사용할 수 있습니다.
  • 조합 테스트 : 오늘날 단일 테스트 방법으로는 완전한 솔루션을 제공 할 수 없습니다. 이러한 다양한 ATE 자동 테스트 장비 시스템을 극복하기 위해 다양한 테스트 접근 방식을 통합합니다. 이러한 조합 테스터는 일반적으로 인쇄 회로 기판 테스트에 사용됩니다. 이렇게하면 단일 전자 테스트가 인쇄 회로 기판 테스트에 대해 훨씬 더 높은 수준의 액세스를 얻을 수 있으며 테스트 범위가 훨씬 더 높아집니다. 또한 조합 테스터는 한 테스터에서 다른 테스터로 보드를 이동할 필요없이 다양한 유형의 테스트를 수행 할 수 있습니다. 이러한 방식으로 단일 테스트 모음에는 회로 내 테스트뿐만 아니라 일부 기능 테스트와 일부 JTAG 경계 스캔 테스트가 포함될 수 있습니다.

각 유형의 자동 테스트 철학에는 강점이 있으므로 예상되는 테스트에 대해 올바른 유형의 테스트 접근 방식을 선택해야합니다.

모든 다른 테스트 기술을 적절하게 활용함으로써 자동 테스트 장비를 최대한 활용하는 것이 가능합니다. 이를 통해 높은 수준의 적용 범위를 제공하면서 테스트를 신속하게 실행할 수 있습니다. AOI 및 X-ray 검사를 포함한 검사 기술은 회로 내 테스트 및 JTAG 경계 스캔 테스트와 함께 사용할 수 있습니다. 기능 테스트도 사용할 수 있습니다. 다양한 유형의 테스트를 사용할 수 있지만 시간을 낭비하므로 제품이 과도하게 테스트되지 않도록해야합니다. 예를 들어 AOI 또는 X-Ray 검사를 사용하는 경우 인-서킷 테스트를 사용하는 것이 적절하지 않을 수 있습니다. JTAG 경계 스캔 테스트의 위치도 고려해야합니다. 이러한 방식으로 가장 효과적인 테스트 전략을 정의 할 수 있습니다.

비디오보기: EMK 2018 영상 메카니칼토탈솔루션, PCB 자동 운반 및 적재 시스템 장비 선봬 (십월 2020).