Apa Itu Peralatan Uji Otomatis?

Definisi ini juga berarti industri semikonduktor $15 miliar dan pusat pengujian di pabrik pemutus di mana 600 pengujian dilakukan setiap kali. Kedua entitas ini dapat disebut sebagai penguji otomatis, tetapi pada dasarnya mereka adalah hal yang sama, oleh karena itu diperlukan pemahaman bagaimana tipe pembeli dapat mempengaruhi pemahaman istilah tersebut.

Selain itu, perlu disebutkan bahwa ATE dibahas termasuk semua bidang penggunaan, operasi, dan karakteristik peralatan, serta cara menggunakannya untuk membuat pilihan yang tepat dalam pembelian peralatan yang sesuai.

Secara ringkas, kita memiliki mesin uji, yang umumnya dikenal sebagai ATE, yang didefinisikan sebagai perangkat apa pun yang memberikan input ke produk, mengukur respons, dan memberitahu apakah itu dapat diterima atau tidak tanpa keterlibatan operator. Area utama di pasar ini adalah ATE semikonduktor yang dilakukan oleh dua perusahaan: Advantest dan Teradyne yang menguasai sekitar 86% dari seluruh pasar. Ada satu tipe lagi yang berbasis listrik.

Apa Itu Peralatan Uji Otomatis Sebenarnya

Secara sederhana, ada empat fungsi: menghasilkan stimulus, baik itu tegangan, arus, sinyal RF, suhu, atau gerakan. Menerapkan stimulus ke DUT. Mengukur respons menggunakan perangkat dengan akurasi yang diketahui. Dan membandingkan hasil dengan batas dan merekam keputusan.

Yang penting adalah kata ‘otomatis’. Multimeter dan teknisi berpengalaman dapat melakukan keempat fungsi tersebut tetapi dengan kecepatan lambat. ATE ada karena pada kasus keempat ada keterlibatan manusia sementara pada kasus ketiga keandalan hilang setelah beberapa ratus pengulangan.

Kemudian, kita dapat mendefinisikan kategori melalui apa yang bukan. ATE jelas bukan pencatat data karena membuat keputusan. ATE bukan instrumen meja karena melakukan urutan. Ini juga bukan prosedur uji meskipun setiap sistem ATE mengandung satu tanpa pengecualian.

Industri yang Membeli ATE, dan Apa yang Diuji Masing-Masing

Enam sektor mencakup hampir seluruh pasar, dan perbedaan di antara mereka lebih besar daripada persamaan.

Kebanyakan orang mengasosiasikan segmen semikonduktor dengan akronim yang disebutkan. Alasan di balik ini adalah bahwa Sistem pada Chip modern memiliki ribuan pin, sehingga penguji harus mengukur dan menggerakkan sebagian besar dari mereka secara bersamaan dengan kecepatan kilat, di mana setiap pikodetik bisa berarti perbedaan antara keberhasilan dan kegagalan. Ini jelas merupakan masalah tersulit untuk diukur dalam produksi massal dan perusahaan yang sudah mampu mengatasinya termasuk di antara produsen paling berharga di dunia.

Segmen otomotif adalah yang paling dinamis. Kendaraan listrik mengandung paket baterai, yang memiliki puluhan modul, masing-masing dikendalikan oleh sirkuit pemantauan sendiri. Tugasnya berubah dari memeriksa komponen menjadi memvalidasi sistem yang pada dasarnya menggunakan bus. Sedangkan untuk segmen dirgantara, ini adalah yang paling stabil tetapi paling menuntut, karena unit yang dapat diganti di lapangan untuk segmen ini mungkin tetap beroperasi selama tiga puluh tahun, yang berarti peralatan uji harus dapat dipelihara selama tiga puluh tahun.

Semiconductor ATE: Duopoli yang Menjelaskan Kategori

Sebagian besar perkiraan yang dipublikasikan menunjukkan bahwa Advantest dan Teradyne bersama-sama memegang sekitar 86% pasar global dalam semiconductor ATE, dengan Advantest kadang-kadang dianggap yang lebih besar dari keduanya. Advantest melaporkan pendapatan rekor sekitar 17 miliar pada tahun 2025; Teradyne, sekitar 13,2 miliar. Untuk pengujian SoC dan memori kelas atas, konsentrasi bahkan lebih tinggi, melebihi 90%.

Struktur itu berasal dari pola tertentu. J259 Teradyne pada tahun 1960-an umumnya dianggap memulai era ATE. Advantest mengambil pasar pengujian memori saat produksi semikonduktor Jepang tumbuh, kemudian mengkonsolidasikan melalui akuisisi pada tahun 2000-an. Hasilnya adalah industri di mana pendatang baru harus mengalahkan pemain lama pada platform yang sudah dibangun pelanggan untuk program pengujian mereka, yang sebenarnya merupakan masalah yang lebih sulit daripada membuat instrumen yang lebih cepat.

Pasar telah tumbuh pesat, didorong oleh silikon AI. Peralatan uji semikonduktor global diperkirakan mencapai sekitar 15,3 miliar pada tahun 2026, dengan proyeksi mendekati 20,8 miliar pada tahun 2028. Mekanismenya sederhana dan sedikit kontra-intuitif: chip yang lebih kompleks membutuhkan waktu lebih lama untuk diuji. Waktu pengujian pada akselerator AI terkemuka meningkat dari sekitar 350 detik dalam satu generasi menjadi antara 700 dan 1.000 detik pada generasi berikutnya, sehingga jumlah chip yang sama membutuhkan kapasitas penguji dua hingga tiga kali lipat. Pengujian berhenti menjadi garis biaya dan mulai dipandang sebagai kendala terhadap throughput.

Bagi siapa pun di luar semikonduktor, cerita itu informatif, tetapi sayangnya tidak berguna. Ini menunjukkan mengapa pengejaran pangsa pasar peralatan uji otomatis membawa kembali analisis semikonduktor, dan mengapa pembeli bangku uji pemutus sirkuit tidak akan menemukan sesuatu yang relevan dalam konteks yang diberikan.

Apa yang Diuji oleh Industri Elektrikal, dan Mengapa Itu Berbeda

Setiap item yang ditampilkan dalam bagian listrik dari tabel berfungsi untuk pemutusan arus, sehingga membuat proses rekayasa menjadi berbeda.

Pemutus sirkuit mini diuji dengan beberapa tes seperti evaluasi parameter trip termal untuk nilai arus saat trip dan saat tidak trip; evaluasi nilai magnetik (beberapa kali arus nominal), resistansi kontak, resistansi isolasi, dan banyak lagi. Selain itu, RCD dan RCBO akan menambahkan tes proteksi diferensial. Sementara kontaktor melakukan tes pengambilan dan pelepasan koil serta tes keausan pada semua kutub. Penambahan perakitan berarti tes kekuatan dielektrik akan dilakukan pada tahap akhir.

Tidak diperlukan proses rumit untuk melakukan tes listrik. Yang dibutuhkan adalah arus dengan nilai tertinggi, waktu yang tepat, dan proses mekanik. Melakukan pengukuran mudah sementara mendapatkan hasilnya sangat sulit.

Ekonominya sangat berbeda. Tes semikonduktor dilakukan pada jutaan die. Sementara itu, tes listrik dilakukan pada setiap perangkat pengujian yang diproduksi dan volumenya bisa mencapai ratusan ribu. Itu menjelaskan keberadaan banyak perusahaan kecil di industri ini. Bangku yang dibangun di sekitar rutinitas pemutus sirkuit udara adalah format terbesar di segmen tersebut, dan ruang lingkupnya dijelaskan dalam tinjauan ini tentang apa yang diukur dan direkam oleh bangku uji ACB.

Anatomi yang Dimiliki Setiap Sistem ATE

Diagram blok sistem pengujian berisi lima komponen utama, yang sama terlepas dari bidang aplikasi masing-masing.

• Pembuatan stimulus. Tahap di mana sumber efek yang diterapkan diidentifikasi. Dalam istilah lucu, ini bisa berupa papan elektronik mikrochip dalam pengujian semikonduktor, perangkat yang memiliki kemampuan injeksi arus dalam pengujian listrik, dan simulator bus dalam pengujian otomotif.
• Saklar. Bagian di mana generator mengarahkan stimulus ke kontak yang sesuai tanpa operator memindahkan kabel. Bagian diagram ini bertanggung jawab atas sebagian besar masalah keandalan karena melibatkan kontak relay dan pemanfaatannya.
• Pengukuran. Peralatan terdiri dari perangkat pengukur yang harus sesuai dengan sertifikat kalibrasi, diuji sebelumnya, dan proses transmisi data yang menjaga akurasinya dari sensor hingga proses pencatatan.
• Penanganan. Cara perangkat diberi item uji yang relevan dan bagaimana proses pemasangan item tersebut dilakukan. Dalam pengujian semikonduktor, ini dilakukan dengan handler atau prober, dan dalam pengujian listrik, dilakukan dengan fixture dan clamp.
• Perangkat lunak dan catatan. Seluruh proses diinstrumentasi oleh perangkat lunak yang melacak rincian sistem. Harap dicatat bahwa komponen kelima sering kali kurang dihargai oleh pengguna dan hanya disadari ketika sudah terlambat.

Bagi pembeli, bagian kelima biasanya memiliki sedikit kepentingan, hanya menyadari kesalahan kemudian. Sistem yang bergantung pada pengujian tetapi tidak memiliki catatan akan menciptakan jejak kertas yang sulit dipertahankan setelah dua tahun sementara urutan dengan batas yang hanya diketahui oleh insinyur tidak memungkinkan untuk diaudit. Pekerjaan ketahanan menjelaskan dengan jelas: sebuah bangku penuaan berjalan tanpa pengawasan selama berminggu-minggu, sehingga catatan harus bertahan dari gangguan daya tanpa kehilangan proses, dan pertimbangan desain untuk itu berbeda dari pengujian sekali pakai, seperti yang dilihat pada Siklus dan pencatatan bangku penuaan ATS dijelaskan.

Apa yang Dapat Diselesaikan ATE yang Tidak Bisa Dilakukan Pengujian Manual

Ada tiga masalah, dengan kecepatan menjadi satu-satunya aspek yang menjadi perhatian kami.

• Repetabilitas. Seorang penguji manusia menerapkan torsi dan membaca hasilnya, tetapi hasil dapat bervariasi dari satu teknisi yang melakukan unit yang sama ke teknisi lain. Penggunaan sistem memastikan bahwa input benar-benar dapat diulang dan memungkinkan untuk membandingkan hasil bangku dari tahun ini dengan hasil dari tahun lalu.
• Volume output konstan sehubungan dengan kualitas. Pengujian manual menurun selama proses produksi dan penurunan ini terjadi tanpa disadari; lima puluh produk terakhir yang diuji diperiksa jauh lebih cepat dibandingkan dengan lima puluh pertama. Sistem pengujian otomatis tidak mengalami hal ini dan menghasilkan jumlah produk yang tidak diketahui.
• Bukti. Sistem akan menghasilkan catatan untuk setiap unit yang menjalani pengujian. Mereka akan menjawab kepada pelanggan tentang hasil audit, memastikan klaim garansi disetujui dan memungkinkan pembuktian kepatuhan dengan berbagai peraturan.

Pendapat ini memang layak mendapat perhatian. Sistem bangku yang dirancang dengan baik dengan perlengkapan yang baik dan operator yang terlatih dengan benar dapat menghasilkan hasil yang setara dengan pengujian otomatis dan memang menghasilkan hasil dengan cara yang lebih cepat. Di bawah beberapa ratus unit per hari kombinasi tersebut biasanya menang, dan perhitungannya dijelaskan dalam perbandingan ini ekonomi pengujian manual dan otomatis. Otomasi mendapatkan tempatnya ketika waktu penanganan, bukan waktu pengukuran, menjadi kendala.

Gage R&R: Pengukuran yang Sering Dilewatkan Semua Orang

Penting untuk mengkualifikasi sistem pengukuran itu sendiri sebelum seseorang dapat mulai mempercayainya untuk membuat keputusan lulus atau gagal sistem. Repeatabilitas dan reproduktibilitas gage adalah prinsip yang bekerja di sini, dan sayangnya, ini adalah langkah berikutnya dalam sebagian besar proses penyelesaian yang dihindari karena kesenangan sudah dimulai.

Prinsipnya cukup sederhana. Pertama, sejumlah bagian tertentu perlu dipilih yang mewakili rentang pengukuran dalam sistem. Kemudian, dua atau tiga operator perlu melakukan pengukuran pada setiap bagian beberapa kali menggunakan peralatan yang sama. Namun, hasilnya harus dianalisis dengan cara bahwa jumlah varians yang dihasilkan harus dikaitkan dengan sistem pengukuran daripada bagian-bagian tersebut. Namun, ada batasan yang dapat diterima dari hasil pengujian menurut Automotive Measurement Systems Analysis Handbook: ketika kurang dari 10 persen dari total toleransi digunakan oleh sistem pengukuran, pengujian dianggap baik, antara 10 persen dan 30 persen dapat diterima, dan lebih dari 30 persen dianggap merugikan.

Latihan berikut memberikan dua hasil penting untuk peralatan uji otomatis. Hasil pertama mengidentifikasi sistem ketika tingkat pengulangannya jauh lebih rendah dari spesifikasinya. Ini bisa terjadi, misalnya, ketika tahanan fixture terlalu tinggi atau ketika kontak relay sudah aus. Hasil kedua yang ditemukan selama pengujian, tentu saja, adalah tingkat ketidakpastian pengukuran untuk peralatan uji otomatis. Memang, karena belum melalui pengujian, kemampuan sistem pengukuran harus dipertanyakan. Rutinitas untuk menjaga sebuah bench tetap dalam kemampuannya, termasuk interval kalibrasi dan pemeliharaan kontak, dibahas dalam ini Praktik operasi bench uji MCCB.

Memilih Peralatan berdasarkan Industri

Apa yang harus dicari sepenuhnya tergantung pada baris mana dari tabel pertama Anda berada.

National Instruments layak mendapat catatan khusus karena merevolusi ekonomi dari tingkat menengah. Sistem PXI atau CompactRIO yang terdiri dari instrumen modular memungkinkan pabrik membuat perangkat uji khusus dari item katalog yang tersedia, yang ideal untuk situasi volume produksi rendah dan variasi produksi tinggi. Namun, solusi seperti itu tidak akan bekerja untuk lini produksi yang memproduksi 5.000 pemutus sirkuit dalam sehari. Dalam kasus ini, bench uji khusus dengan fixture khusus akan selalu mengungguli sistem fleksibel dalam hal waktu siklus. Untuk baris tabel tersebut, keputusan pembelian adalah perhitungan pengembalian investasi dan bukan pertanyaan kemampuan, dan aritmatika untuk lini pemutus sirkuit dibahas dalam analisis ini dari pengembalian investasi pengujian MCB otomatis versus manual.

Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

Apa kepanjangan dari ATE?

Peralatan uji otomatis juga digunakan dalam definisi yang sama. Istilah ini merujuk pada sistem apa pun yang menyediakan sinyal uji, mengukur sinyal balik, dan merespons berdasarkan sinyal uji input dan evaluasinya sendiri. Cabang lain menggunakan akronim yang sama meskipun terdapat perbedaan signifikan dalam perangkat keras yang digunakan.

Apa contoh peralatan pengujian otomatis?

Sebuah prober memiliki tester yang terpasang, stasiun akhir baris ECU otomotif di LRU, dan tester LRU avionik, bersama dengan bangku pemutus dengan injeksi arus dan waktu trip. Bangku pemutus adalah bangku bukan rak, tetapi masih memenuhi definisi tersebut.

Seberapa besar pasar ATE?

Perkiraan untuk perangkat pengujian semikonduktor mencapai sekitar $15,3 miliar pada tahun 2026 dan mencapai lebih dari $20,8 miliar pada tahun 2028. Pasar yang lebih besar untuk pengujian otomotif, dirgantara, dan listrik tentu lebih besar, tetapi lebih tersebar.

Siapa perusahaan utama ATE?

Bisnis semikonduktor dipimpin oleh Advantest dan Teradyne, yang menguasai sekitar 86% dari pasar ini bersama-sama. Misalnya, National Instruments dikenal dengan sistem modular dan PXI-nya, dSPACE untuk hardware-in-loop pada aplikasi otomotif, dan Cohu untuk tester.

Apa yang dilakukan seorang insinyur peralatan uji otomatis?

Insinyur desain mekanik merancang fixture dan penanganan, insinyur listrik merancang jalur switching dan pengukuran, dan insinyur perangkat lunak menulis urutan dan catatan. Di perusahaan kecil, satu orang melakukan ketiganya, itulah sebabnya fixture sering mendapat perhatian paling sedikit dan menyebabkan waktu henti paling banyak.

Mengapa Gage R&R penting pada bangku uji?

Karena gauge adalah peralatan pengukuran, gauge yang tidak dikalibrasi memiliki variabilitas pengukuran tinggi dengan kesalahan yang tidak diketahui. Gage R&R membedakan variabilitas gauge dari bagian dan menghasilkan nilai untuk pelanggan.

Referensi

• Teradyne — Pengujian Semikonduktor dan Sistem
• Advantest — Sistem Pengujian Semikonduktor
• National Instruments — Pengujian dan Pengukuran Modular
• dSPACE — Hardware-in-the-Loop dan Pengujian ECU
• UL Solutions — Pengujian dan Sertifikasi Keamanan Produk

Kesimpulan

ATE berarti satu definisi serta enam bidang aplikasi. Definisi ATE mengatakan bahwa itu adalah sistem yang mempelajari dan membuat keputusan. Bidang aplikasi berbeda sehingga dapat dikatakan bahwa penggunaan kata ini sendiri hampir tidak diperlukan. Ini berarti bahwa saat mendekati penyedia, pertanyaan pertama yang harus diajukan adalah: standar apa yang digunakan dalam proses dan bukan apakah ATE benar-benar berfungsi dengan baik sejak awal.

Saat menguji pabrik yang memproduksi peralatan untuk keselamatan, basis perbandingan yang sesuai bukanlah perangkat pengujian semikonduktor, melainkan peralatan manual yang saat ini digunakan.