Автоматическое испытательное оборудование (Automatic Test Equipment, ATE) — это компьютерно-управляемая система, предназначенная для выполнения серийных тестов электронных компонентов, печатных плат (printed board) или готовых изделий с минимальным вмешательством оператора. ATE используется для проверки соответствия изделий техническим требованиям, обнаружения дефектов производства и обеспечения качества на всех этапах — от тестирования отдельных кристаллов (die) на пластине до финальной проверки собранного устройства.
Архитектура и основные компоненты
Типичная система ATE состоит из нескольких ключевых модулей. Контроллер (рабочая станция или ПК) управляет всем процессом тестирования. Основная испытательная часть содержит генераторы сигналов, измерительные приборы (вольтметры, амперметры, осциллографы, анализаторы) и источники питания. Испытательная головка (test head) через интерфейсную приспособу (interface fixture) или ложемент (probe card) физически соединяется с тестируемым устройством. Механический манипулятор (handler) автоматически подаёт и позиционирует компоненты для тестирования.
Классификация и типы тестов
ATE системы классифицируются по типу тестируемых объектов. Системы для тестирования интегральных схем (IC tester) проверяют цифровые, аналоговые и смешанные сигнальные ИС на пластине (Wafer test) и в корпусе (final test). Системы для тестирования печатных плат (In-Circuit Tester, ICT) проверяют собранные платы на наличие обрывов, коротких замыканий, правильность установки и номиналы компонентов. Функциональные тестеры (Functional Tester) проверяют работу готового изделия в условиях, приближенных к реальной эксплуатации.
Процесс тестирования и программирование
Процесс тестирования управляется тестовой программой (test program), которая загружает конфигурацию приборов, задаёт последовательность тестов и критерии прохода/непрохода. Программа часто генерируется автоматически из данных проектирования — списка соединений (netlist) и модели компонентов. Во время теста система ATE подаёт на устройство управляющие сигналы, измеряет отклик и сравнивает его с ожидаемыми значениями, занесёнными в тестовые векторы (test vector).
Значение для производства и контроля качества
Внедрение ATE является обязательным условием для массового производства высоконадёжной электроники. Оно позволяет проводить 100% тестирование продукции с высокой скоростью и повторяемостью, выявлять дефекты на ранних стадиях производственного цикла, собирать статистику для анализа причин брака и существенно снижать общие затраты на контроль качества.
Эволюция и тенденции
Современные ATE системы развиваются в сторону увеличения параллельности тестирования (одновременная проверка множества устройств), интеграции в единую систему управления производством (MES) и внедрения методов структурного тестирования (Boundary Scan, JTAG), которые позволяют тестировать сложные платы с высокой плотностью монтажа без необходимости физического доступа ко всем цепям.
Источники: Принципы построения и требования к автоматическим испытательным системам описаны в стандартах IEEE 1149.1 (Boundary Scan) и в документации ведущих производителей ATE (Advantest, Teradyne).