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Equipamento de teste automático ATE Primer

Equipamento de teste automático ATE Primer

O equipamento de teste automático ATE é uma parte vital do cenário de teste eletrônico hoje. O equipamento de teste automático permite que o teste da placa de circuito impresso e o teste do equipamento sejam realizados muito rapidamente - muito mais rápido do que se fossem feitos manualmente. Como o tempo da equipe de produção constitui um elemento importante do custo total de produção de um item de equipamento eletrônico, é necessário reduzir os tempos de produção tanto quanto possível. Isso pode ser alcançado com o uso de ATE, equipamento de teste automático.

O equipamento de teste automático pode ser caro e, portanto, é necessário garantir que a filosofia correta e o tipo ou tipos corretos de equipamento de teste automático sejam usados. Somente aplicando o uso de equipamento de teste automático corretamente, os benefícios máximos podem ser obtidos.

Há uma variedade de abordagens diferentes que podem ser usadas para equipamentos de teste automático. Cada tipo tem suas próprias vantagens e desvantagens e pode ser usado com grande efeito em certas circunstâncias. Ao escolher os sistemas ATE é necessário compreender os diferentes tipos de sistemas e saber aplicá-los corretamente.

Tipos de sistemas de teste automático ATE

Existe uma boa variedade de tipos de sistemas ATE que podem ser usados. Como eles abordam o teste eletrônico de maneiras ligeiramente diferentes, eles são normalmente adequados para diferentes estágios do ciclo de teste de produção. As formas mais amplamente utilizadas de ATE, equipamento de teste automático usado hoje, estão listadas abaixo:

  • Sistemas de inspeção de PCB: A inspeção de PCB é um elemento-chave em qualquer processo de produção e particularmente importante quando as máquinas pick and place estão envolvidas. A inspeção manual era usada há muitos anos, mas sempre foi pouco confiável e inconsistente. Agora, com placas de circuito impresso que são consideravelmente mais complicadas, a inspeção manual não é uma opção viável. Assim, sistemas automatizados são usados:
    • AOI, inspeção óptica automática: é amplamente utilizado em muitos ambientes de fabricação. É essencialmente uma forma de inspeção, mas realizada automaticamente. Isso fornece um grau muito maior de repetibilidade e velocidade quando comparado à inspeção manual. AOI, inspeção ótica automática, é particularmente útil quando situado no final de uma linha de produção de placas soldadas. Aqui ele pode localizar rapidamente problemas de produção, incluindo defeitos de solda, bem como se os componentes e encaixes corretos e também se sua orientação está correta. Como os sistemas AOI geralmente estão localizados imediatamente após o processo de soldagem PCB, quaisquer problemas do processo de soldagem podem ser resolvidos rapidamente e antes que muitas placas de circuito impresso sejam afetadas.

      A inspeção óptica automática AOI leva tempo para configurar e para o equipamento de teste aprender a bordo. Uma vez configurado, ele pode processar placas de forma muito rápida e fácil. É ideal para produção de alto volume. Embora o nível de intervenção manual seja baixo, leva tempo para configurar corretamente e há um investimento significativo no próprio sistema de teste.

    • Inspeção automatizada de raios-X, AXI: A inspeção automatizada de raios-X tem muitas semelhanças com a AOI. No entanto, com o advento dos pacotes BGA, foi necessário ser capaz de usar uma forma de inspeção que pudesse visualizar itens não visíveis opticamente. Inspeção automatizada de raios-X, os sistemas AXI podem olhar através dos pacotes IC e examinar as juntas de solda embaixo do pacote para avaliar as juntas de solda.
  • Teste de circuito ICT: Teste em circuito, ICT é uma forma de ATE que tem sido usada por muitos anos e é uma forma particularmente eficaz de teste de placa de circuito impresso. Esta técnica de teste não apenas observa curtos-circuitos, circuitos abertos, valores de componentes, mas também verifica a operação dos ICs.

    Embora o In Circuit Test, o ICT seja uma ferramenta muito poderosa, é limitado atualmente pela falta de acesso às placas como resultado da alta densidade de trilhas e componentes na maioria dos projetos. Os pinos de contato com os nós devem ser colocados com muita precisão em vista dos passos muito finos e nem sempre podem fazer um bom contato. Em vista disso e do número crescente de nós encontrados em muitas placas, hoje ele está sendo menos usado do que em anos anteriores, embora ainda seja amplamente utilizado.

    Um Analisador de Defeitos de Fabricação, MDA, é outra forma de teste de placa de circuito impresso e é efetivamente uma forma simplificada de TIC. No entanto, esta forma de teste de placa de circuito impresso apenas testa defeitos de fabricação observando curtos-circuitos, circuitos abertos e alguns valores de componentes. Como resultado, o custo desses sistemas de teste é muito menor do que o de um ICT completo, mas a cobertura de falhas é menor.

  • Teste de varredura de limite JTAG: A varredura de limite é uma forma de teste que ganhou destaque nos últimos anos. Também conhecido como JTAG, Joint Test Action Group ou por seu padrão IEEE 1149.1, a varredura de limite oferece vantagens significativas sobre as formas mais tradicionais de teste e, como tal, tornou-se uma das principais ferramentas de teste automático.

    O principal motivo pelo qual o teste de varredura de limite foi desenvolvido foi para superar os problemas de falta de acesso a placas e circuitos integrados para teste. A varredura de limite supera isso por ter registros de varredura de limite específicos em grandes circuitos integrados. Com a placa configurada para um modo de varredura de limite, os registros de dados seriais nos circuitos integrados recebem os dados. A resposta e, portanto, os dados que saem da cadeia de dados serial permitem que o testador detecte qualquer falha. Como resultado de sua capacidade de testar placas e até mesmo ICs com acesso de teste físico muito limitado, o Boundary Scan / JTAG tornou-se amplamente utilizado.

  • Teste funcional: O teste funcional pode ser considerado como qualquer forma de teste eletrônico que exerce a função de um circuito. Existem várias abordagens diferentes que podem ser adotadas, dependendo do tipo de circuito (RF, digital, analógico, etc.) e do grau de teste necessário. As principais abordagens são descritas abaixo:
    • Equipamento de teste automático funcional, FATE: Este termo geralmente se refere ao grande equipamento de teste automático funcional em um console especialmente projetado. Esses sistemas de equipamento de teste automático são geralmente usados ​​para testar placas digitais, mas atualmente esses testadores grandes não são amplamente usados. As velocidades crescentes em que muitas placas funcionam hoje em dia não podem ser acomodadas nesses testadores, onde os fios entre a placa em teste e a medição do testador ou ponto de estímulo podem resultar em grandes capacitâncias que reduzem a taxa de operação. Além disso, os acessórios são caros, assim como o desenvolvimento do programa. Apesar dessas desvantagens, esses testadores ainda podem ser usados ​​em áreas onde os volumes de produção são altos e as velocidades não são particularmente altas. Eles geralmente são usados ​​para testar placas digitais.
    • Equipamento de teste de rack e pilha usando GPIB: Uma maneira pela qual as placas ou as próprias unidades podem ser testadas é usando uma pilha de equipamentos de teste controlados remotamente.

      Apesar de sua idade, muitos itens montados em rack ou equipamentos de teste de bancada ainda têm a capacidade GPIB. Apesar de o GPIB ser relativamente lento e existir há mais de 30 anos, ele ainda é amplamente utilizado, pois fornece um método de teste muito flexível. A principal desvantagem do GPIB é sua velocidade e o custo de escrever os programas, embora pacotes executivos de teste como o LabView possam ser usados ​​para ajudar na geração e execução de programas no ambiente de teste. Dispositivos elétricos ou interfaces de teste também podem ser caros.

    • Equipamento de teste baseado em rack ou rack: Uma das principais desvantagens da abordagem de equipamento de teste automático de rack e pilha do GPIB é que ele ocupa uma grande quantidade de espaço e a velocidade de operação é limitada pela velocidade do GPIB. Para superar esses problemas, uma variedade de padrões para sistemas contidos em um chassi foi desenvolvida.
    Embora haja uma variedade de ATE, abordagens de equipamento de teste automático que podem ser usadas, esses são alguns dos sistemas mais populares em uso. Todos eles podem usar um software de gerenciamento de teste, como o LabView, para auxiliar na execução dos testes individuais. Isso permite recursos como a solicitação de testes, coleta e impressão de resultados, bem como registro de resultados, etc.
  • Teste de combinação: Nenhum método de teste é capaz de fornecer uma solução completa atualmente. Para ajudar a superar isso, vários sistemas de equipamento de teste automático ATE incorporam uma variedade de abordagens de teste. Esses testadores combinacionais são geralmente usados ​​para teste de placa de circuito impresso. Ao fazer isso, um único teste eletrônico é capaz de obter um nível muito maior de acesso para o teste da placa de circuito impresso, e a cobertura do teste é muito maior. Além disso, um testador combinacional é capaz de realizar uma variedade de diferentes tipos de teste sem a necessidade de mover a placa de um testador para outro. Desta forma, um único conjunto de testes pode incluir testes em circuito, bem como alguns testes funcionais e, em seguida, alguns testes de varredura de limite JTAG.

Cada tipo de filosofia de teste automático tem seus pontos fortes e, portanto, é necessário escolher o tipo correto de abordagem de teste para o teste que está previsto.

Ao utilizar todas as diferentes técnicas de teste de forma adequada, é possível usar o equipamento de teste automático ATE em toda a sua vantagem. Isso permitirá que os testes sejam executados rapidamente, ao mesmo tempo que fornece um alto nível de cobertura. Técnicas de inspeção, incluindo AOI e inspeção de raios-X, podem ser usadas junto com o teste no circuito e o teste de varredura de limite JTAG. O teste funcional também pode ser usado. Embora seja possível usar diferentes tipos de teste, é necessário garantir que os produtos não sejam testados em excesso, pois isso desperdiça tempo. Por exemplo, se a inspeção AOI ou Raio-X for usada, pode não ser apropriado usar o teste In-circuit. O local do teste de varredura de limite JTAG também deve ser considerado. Desta forma, a estratégia de teste mais eficaz pode ser definida.


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