自動測試設(shè)備ATE Primer

自動測試或自動測試設(shè)備廣泛用于生產(chǎn)測試中，以便在最短的時間內(nèi)完成最佳測試：有幾種不同類型可用。

自動測試設(shè)備，ATE包括：

ATE基礎(chǔ)知識自動光學(xué)檢測，AOI自動X射線檢測，AXI在線測試，ICT功能測試，FATE開發(fā)測試策略

ATE自動測試設(shè)備是當(dāng)今電子測試領(lǐng)域的重要組成部分。自動測試設(shè)備可以進行印刷電路板測試，并且可以非常迅速地進行設(shè)備測試 - 比手動測試設(shè)備測試速度快得多。由于生產(chǎn)人員的時間是電子設(shè)備項目的總生產(chǎn)成本的主要因素，因此必須盡可能縮短生產(chǎn)時間。這可以通過使用ATE，自動測試設(shè)備來實現(xiàn)。

自動測試設(shè)備一般情況下很昂貴，因此必須確保使用正確的原理和正確的類型或方式的自動測試設(shè)備。只有正確使用適用的自動測試設(shè)備才能獲得最大的收益。

有多種不同的方法可用于自動測試設(shè)備。每種類型都有自己的優(yōu)點和缺點，在某些情況下可以起到很好的互補作用。在選擇ATE系統(tǒng)時，有必要全面地了解不同類型的系統(tǒng)并能夠正確應(yīng)用它們。

ATE自動測試系統(tǒng)的類型

可以使用各種類型的ATE系統(tǒng)。 當(dāng)他們以各種不同的方式檢測電子產(chǎn)品，他們通常適合生產(chǎn)測試周期的不同階段。 目前使用最廣泛的ATE形式的自動測試設(shè)備如下：

l PCB檢測系統(tǒng)：PCB檢測是任何生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵要素，人工檢查多年前使用過，但總是不可靠和不一致?，F(xiàn)在印刷電路板復(fù)雜得多，人工檢查不是一個可行的選擇。因此使用自動化系統(tǒng)：

l AOI，自動光學(xué)檢測：廣泛用于許多制造環(huán)境。它本質(zhì)上是一種檢查形式，是自動方式實現(xiàn)的。與手動檢查相比，這提供了更高程度的可重復(fù)性和速度。 AOI，自動光學(xué)檢測，當(dāng)它位于生產(chǎn)焊接板的生產(chǎn)線末端時特別有用。在這里，它可以快速定位生產(chǎn)問題，包括焊接缺陷，以及是否正確的組件和安裝，以及他們的方向是否正確。由于AOI系統(tǒng)通常位于PCB焊接工藝之后，因此在太多印刷電路板受到影響之前，可以快速解決任何焊接工藝問題。

AOI自動光學(xué)檢測需要一些時間來設(shè)置和測試設(shè)備以學(xué)習(xí)電路板。一旦設(shè)置，它可以非?？焖俸洼p松地處理板。它是大批量生產(chǎn)的理想選擇。盡管人工干預(yù)水平較低，但正確設(shè)置需要時間，并且測試系統(tǒng)本身也需要大量投資。

l 自動X射線檢測，AXI：自動X射線檢測與AOI有許多相似之處。然而，隨著BGA封裝的出現(xiàn)，必須能夠使用一種可以查看光學(xué)上看不到的物品的檢查形式。自動X射線檢測，AXI系統(tǒng)可以查看IC封裝并檢查封裝下方的焊點以評估焊點。

l ICT在線測試：在線測試，ICT是ATE的一種形式，已經(jīng)使用多年，是一種特別有效的印刷電路板測試形式。這種測試技術(shù)不僅可以查看短路，開路，元件值，還可以檢查IC的工作情況。

盡管在線測試中，ICT是一種非常強大的工具，但由于大多數(shù)設(shè)計中的高密度軌道和組件導(dǎo)致無法訪問電路板，因此它受到限制。用于與節(jié)點接觸的探針必須非常精確地放置在非常精細的節(jié)距的位置，并且可能不總是良好接觸。鑒于這一點以及今天在許多電路板上發(fā)現(xiàn)的節(jié)點數(shù)量不斷增加，它的使用量比往年少，盡管它仍然被廣泛使用。

制造缺陷分析儀，MDA是印刷電路板測試的另一種形式，它實際上是ICT的簡化形式。然而，這種形式的印刷電路板測試僅測試制造缺陷，查看短路，開路并查看某些元件值。因此，這些測試系統(tǒng)的成本遠低于完整ICT的成本，但故障覆蓋率較低。

l ·JTAG邊界掃描測試：邊界掃描是近年來出現(xiàn)的一種測試形式。邊界掃描也稱為JTAG，聯(lián)合測試行動小組或其標(biāo)準(zhǔn)IEEE 1149.1，與傳統(tǒng)的測試形式相比具有明顯的優(yōu)勢，因此已成為自動測試的主要工具之一。

開發(fā)邊界掃描測試的主要原因是為了克服無法訪問電路板和集成電路進行測試的問題。邊界掃描通過在大型集成電路中具有特定的邊界掃描寄存器來克服這一點。在電路板設(shè)置為邊界掃描模式的情況下，集成電路中的串行數(shù)據(jù)寄存器將數(shù)據(jù)傳遞給它們。響應(yīng)以及從串行數(shù)據(jù)鏈傳出的數(shù)據(jù)使測試人員能夠檢測到任何故障。由于能夠以非常有限的物理測試訪問來測試電路板甚至IC，因此Boundary Scan / JTAG已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。

l ·功能測試：功能測試可被視為執(zhí)行電路功能的任何形式的電子測試。根據(jù)電路類型（RF，數(shù)字，模擬等），所需的測試程度，可以采用許多不同的方法。主要方法概述如下：

功能自動測試設(shè)備，FATE：該術(shù)語通常指特殊設(shè)計的控制臺中的大型功能自動測試設(shè)備。這些自動測試設(shè)備系統(tǒng)通常用于測試數(shù)字板，但是目前這些大型測試儀并未得到廣泛應(yīng)用。現(xiàn)在許多電路板運行的速度越來越快，這些測試儀無法容納測試板和測試儀測量或激勵點之間的導(dǎo)線會導(dǎo)致大電容，從而降低操作速度。除了治具（工裝）以外，程序開發(fā)也很昂貴。盡管存在這些缺點，但這些測試儀仍可用于生產(chǎn)量高且速度不是特別高的區(qū)域。它們常見于測試數(shù)字板，以及模擬電路板。

l 使用GPIB總線的系統(tǒng)集成和堆疊測試設(shè)備：可以測試板或單元本身的一種方法是使用一堆遠程控制的測試設(shè)備。

盡管GPIB總線標(biāo)準(zhǔn)有很多年，許多機架安裝或臺架測試設(shè)備仍然具有GPIB功能。盡管GPIB相對較慢并且已經(jīng)存在超過30年，但它仍然被廣泛使用，因為它提供了非常靈活的測試方法。 GPIB的主要缺點是速度和編寫程序的成本，盡管像LabView這樣的測試執(zhí)行程序包可用于幫助程序在測試環(huán)境中生成和執(zhí)行。固定裝置或測試接口也很昂貴。

l ·基于機箱或機架的測試設(shè)備：GPIB機架和堆疊自動測試設(shè)備方法的主要缺點之一是它占用大量空間，并且運行速度受到GPIB速度的限制。為了克服這些問題，已經(jīng)開發(fā)了包含更加復(fù)雜的測試系統(tǒng)在內(nèi)的多種測試標(biāo)準(zhǔn)。

雖然ATE有可以使用的自動測試設(shè)備的各種方法，這些是一些比較流行的系統(tǒng)。他們都可以使用LabView等測試管理軟件來協(xié)助運行各個測試。這樣可以實現(xiàn)測試排序，結(jié)果收集和打印輸出以及結(jié)果記錄等功能。

l ·組織測試（Combinational test）：目前沒有一種測試方法能夠提供完整的解決方案。為了幫助克服這一點，各種ATE自動測試設(shè)備系統(tǒng)采用了各自測試方法。這些組合測試儀通常用于印刷電路板測試。通過這樣做，單個電子測試設(shè)備能夠對印刷電路板測試獲得更高水平的訪問，并且測試覆蓋率更高。此外，組合測試儀能夠進行各種不同類型的測試，而無需將電路板從一個測試儀移動到另一個測試儀。通過這種方式，單組測試可能包括在線測試以及一些功能測試，然后是一些JTAG邊界掃描測試。

每種類型的自動測試?yán)砟疃加衅鋬?yōu)勢，因此有必要為所設(shè)想的測試選擇正確類型的測試方法。

結(jié)束語：

通過適當(dāng)?shù)乩盟胁煌臏y試技術(shù)，可以使ATE自動測試設(shè)備得到最充分的利用。 這將使測試能夠迅速執(zhí)行，同時仍然提供高水平的覆蓋。 包括AOI和X射線檢查在內(nèi)的檢查技術(shù)可與在線測試和JTAG邊界掃描測試一起使用。 也可以使用功能測試。 雖然可以使用不同類型的測試，但有必要確保產(chǎn)品不會過度測試，因為這會浪費時間。當(dāng)然，這應(yīng)排除互補性質(zhì)的測試。 例如，如果使用AOI或X射線等光學(xué)檢查，則還可針對它們無法檢測的盲點加一步對電路板上元器件電氣特性的檢測-ICT在線測試，檢測元器件電氣特性的好壞如缺件、極反等。 還應(yīng)考慮JTAG邊界掃描測試的位置。 通過這種方式，可以定義最有效的測試策略。

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