Thiết Bị Kiểm Tra Tự Động Là Gì? Các Loại, Ngành Công Nghiệp và Chi Phí
Thiết bị kiểm tra tự động được mô tả là thiết bị sử dụng kích thích để xác định xem sản phẩm được kiểm tra có hoạt động hay không. Điều này có nghĩa là thiết bị kiểm tra tự động cung cấp đầu vào, đo đầu ra và quyết định xem sản phẩm có vượt qua kiểm tra mà không cần sự can thiệp của con người hay không. Định nghĩa này bao gồm rất nhiều công cụ khác nhau từ máy kiểm tra lắp ráp cáp đến thiết bị kiểm tra cho bán dẫn trị giá hàng triệu đô la. Đây là lý do tại sao mọi người nhầm lẫn thuật ngữ ATE khi gặp nó trong các ngành công nghiệp khác nhau vì nó không chỉ có nghĩa là một loại thiết bị nhất định trong một ngành mà là một danh mục rất rộng. Hướng dẫn dưới đây cung cấp tất cả thông tin cần thiết về thiết bị kiểm tra tự động bao gồm cách các loại thiết bị kiểm tra tự động khác nhau, thiết bị kiểm tra tự động có thể làm gì, các ngành sử dụng nó, giá cả và cách xác định một thiết bị kiểm tra tự động.
Thiết bị kiểm tra tự động (ATE) đề cập đến bất kỳ thiết bị nào có thể thực hiện kiểm tra sản phẩm mà không cần giám sát của con người và tự động bằng cách áp dụng kích thích, đo phản hồi và đưa ra quyết định dựa trên kết quả thu được. ATE có thể được phân loại thành một số nhóm chính, bao gồm ICT (kiểm tra bảng mạch lắp ráp), flying probe (hệ thống ATE không cần bộ đồ thử nghiệm), kiểm tra chức năng (FCT, nơi toàn bộ sản phẩm được kiểm tra), boundary scan, JTAG, kiểm tra quang học tự động (AOI), kiểm tra tia X, kiểm tra burn-in và kiểm tra môi trường. Theo dự báo, thị trường ATE sẽ đạt khoảng 7,1 tỷ và vào năm 2026 sẽ tăng trưởng với tốc độ trung bình từ 5 đến 6 phần trăm trên hầu hết thế giới. Giá của ATE thay đổi đáng kể: từ 15.000 đến 20.000 cho phiên bản cơ bản và từ 50.000 đến 250.000 cho thiết bị ATE nâng cao. Tuy nhiên, Teradyne và Advantest chiếm hơn 80% thiết bị ATE được bán ra.

Thiết bị Kiểm tra Tự động là gì
Bất kể ngành nào, kiểm tra tự động tuân theo quy trình bốn bước: kích thích, đo lường, so sánh và quyết định. Hệ thống tạo ra đầu vào cho Thiết bị được Kiểm tra (DUT), lấy dữ liệu đọc và so sánh kết quả với giới hạn đã định trước trước khi đưa ra kết luận. Sự khác biệt giữa các hệ thống nằm ở loại kích thích được sử dụng và phương pháp đo lường, số điểm kiểm tra, tốc độ yêu cầu và điều kiện làm việc.
Người ta có thể biết rằng ATE khác với kiểm tra vì kiểm tra chỉ đơn thuần là nhìn vào sản phẩm trong khi ATE liên quan đến việc kiểm tra sản phẩm. ATE bổ sung cho kiểm tra, có nghĩa là cả hai quy trình nên được sử dụng cùng nhau. Ngoài ra, ATE không nên bị nhầm lẫn với thu thập dữ liệu, có nghĩa là thu thập kết quả mà không kiểm tra.
Các bài kiểm tra tự động có các đặc điểm sau mà kiểm tra thủ công không thể có: Tính lặp lại — điều này có nghĩa là một khi sản phẩm được kiểm tra, nó có thể được kiểm tra lại bởi một người vận hành khác hoặc trên một máy khác, nhưng kết quả vẫn sẽ giống nhau; Tốc độ — đặc điểm này có nghĩa là kiểm tra tự động mất vài mili giây trong khi kiểm tra thủ công mất vài giây; Phạm vi bao phủ — số điểm kiểm tra có thể lên đến hàng nghìn và quá trình sản xuất sẽ không dừng lại; Khả năng truy xuất — có nghĩa là kết quả của mỗi thiết bị có thể được theo dõi bằng số sê-ri của nó.
Tại sao kiểm tra tự động tồn tại
Việc áp dụng thiết bị kiểm tra tự động (ATE) được thúc đẩy bởi ba lực lượng không chỉ áp dụng trong lĩnh vực điện tử.
- Sản lượng. Đối với các lô sản xuất vài trăm đơn vị mỗi năm, kiểm tra thủ công là hợp lý và hoàn toàn khả thi. Tuy nhiên, với các lô sản xuất hàng trăm nghìn đơn vị, không còn khả thi để dựa vào kiểm tra thủ công. Lý do là không thể đáp ứng khối lượng kiểm tra cần thiết cho mỗi đơn vị trong thời gian có sẵn, ngay cả khi người vận hành có thể kiểm tra mỗi đơn vị trong vài ngày hoặc thậm chí vài giờ. Do đó, tự động hóa là một bước ngoặt trong kiểm tra – chuyển từ thế giới lấy mẫu sang kiểm tra 100% từng điểm kiểm tra.
- Chi phí thất bại. Trong các ngành công nghiệp mà chi phí khắc phục các đơn vị lỗi cao, chi phí thất bại phát sinh tại hiện trường cao gấp nhiều lần so với chi phí kiểm tra. Khi các bộ ngắt mạch điện không phản hồi, hoặc thiết bị y tế không đọc được cảm biến, hoặc các bộ điều khiển bị hỏng, sẽ dẫn đến vấn đề gây ra thu hồi sản phẩm tốn kém, kiện tụng và thiệt hại về uy tín thương hiệu.
- Tài liệu. Sẽ không thể bán sản phẩm trên các thị trường được quản lý ngay cả khi chúng hoạt động hoàn hảo nếu không có tài liệu chứng minh rằng chúng hoạt động như mong đợi. Kiểm tra tự động, ngược lại, tạo ra tài liệu như một sản phẩm phụ của quá trình kiểm tra.
Khía cạnh kinh tế có thể được định lượng và thường là nơi bất kỳ nhà máy nào bắt đầu đánh giá tiềm năng tiết kiệm chi phí. Lợi tức đầu tư từ việc tự động hóa quy trình kiểm tra trên dây chuyền sản xuất thay vì làm thủ công có thể được định lượng dựa trên số liệu thông lượng, tỷ lệ lỗi thoát, và chi phí lao động cho mỗi đơn vị sản xuất.Chúng tôi phân tích trả lại vốn đầu tư giữa kiểm tra tự động và thủ công cho bộ ngắt mạch thực hiện phép tính đó trên một sản phẩm thực tế.
Lợi ích rộng hơn từ tự động hóa — thông lượng, độ nhất quán chất lượng, và chi phí lao động trên mỗi đơn vị trong toàn bộ quy trình sản xuất thay vì chỉ một bước kiểm tra đơn lẻ — được đề cập trong hướng dẫn của chúng tôi về cách tự động hóa công nghiệp mang lại lợi ích hiệu quả.
Các loại ATE
Hầu hết các hệ thống hiện đang được sử dụng thương mại có thể được phân loại thuộc một trong các danh mục cụ thể được liệt kê ở đây. Tuy nhiên, một dây chuyền sản xuất cụ thể có thể khởi tạo các quy trình khác nhau đại diện cho nhiều danh mục đã thảo luận ở trên.
| Loại | Những gì nó kiểm tra | Tốc độ điển hình | Ghi chú |
|---|---|---|---|
| Kiểm tra mạch (ICT) | Các thành phần riêng lẻ trên bảng mạch đã lắp ráp — điện trở, điện dung, mối nối, tính liên tục, đo ngắn mạch | Giây mỗi bảng mạch | Yêu cầu một bộ đồ gá giường đinh chuyên dụng cho mỗi thiết kế bảng mạch; độ bao phủ lỗi cao nhất ở cấp độ bảng mạch |
| Đầu dò bay | Các lỗi giống như ICT, được truy cập bằng cách di chuyển đầu dò thay vì bộ đồ gá cố định | Hàng chục giây đến vài phút | Không có chi phí đồ gá, phù hợp với nguyên mẫu, sản xuất khối lượng thấp và đa dạng cao; chậm hơn ICT |
| Kiểm tra chức năng (FCT) | Sản phẩm hoạt động như một hệ thống — khởi động, giao tiếp, thực hiện chức năng của nó | Từ vài giây đến vài phút | Phân loại lớn nhất theo số lượng đơn vị; gần với điều kiện vận hành thực tế nhất |
| Quét biên / JTAG | Kết nối và thiết bị thông qua cổng truy cập kiểm tra tích hợp sẵn | Nhanh | Hiệu quả khi không thể truy cập đầu dò vật lý, chẳng hạn như các cụm BGA dày đặc |
| Kiểm tra quang học tự động (AOI) | Mối hàn, vị trí linh kiện, cực tính, ký hiệu | Giây mỗi bảng mạch | Kiểm tra thay vì kiểm tra điện; phát hiện lỗi lắp ráp mà ICT không thể nhìn thấy |
| Kiểm tra tia X (AXI) | Mối hàn ẩn — BGA, QFN, lỗ xuyên qua | Từ vài giây đến vài phút | Cần thiết khi các mối hàn không thể nhìn thấy bằng mắt thường |
| Kiểm tra burn-in và môi trường | Vận hành dưới nhiệt độ, điện áp và tải trọng trong nhiều giờ hoặc ngày | Từ vài giờ đến vài ngày | Loại bỏ lỗi chết non; thường kết hợp với giám sát chức năng |
| Máy dò wafer | Từng die riêng lẻ trên wafer trước khi đóng gói | Mili giây mỗi die | Chuyên biệt cho bán dẫn; phân loại có thông lượng cao nhất |
| Kiểm tra cuối / bộ xử lý thiết bị | Bán dẫn đã đóng gói ở tốc độ và nhiệt độ | Mili giây đến giây mỗi thiết bị | Ứng dụng ATE cao cấp cổ điển |
| Kiểm tra cấp hệ thống (SLT) | Chip trong bối cảnh hệ thống thực tế — khởi động, chạy khối lượng công việc | Phút | Tăng trưởng nhanh khi đóng gói tiên tiến làm cho kiểm tra chỉ chip trở nên không đủ |
| Điện tử công suất và kiểm tra điện | Bộ ngắt mạch, tiếp điểm, biến áp, động cơ, nguồn điện, pin | Từ vài giây đến vài phút | Xác minh đường cong ngắt, độ bền điện môi, điện trở tiếp xúc, hiệu chuẩn |
| Máy kiểm tra cáp và dây nối | Độ liên tục, chập mạch, đấu dây sai, vị trí đầu nối | Giây | Chi phí thấp, thông lượng rất cao; tiêu chuẩn trong sản xuất dây nối |

Về mặt khối lượng, kiểm tra chức năng là phân khúc lớn nhất, chiếm gần 35-40% tổng số đơn vị gửi đi. Kiểm tra mạch trong và đầu dò bay cùng nhau chiếm khoảng 20-25% tổng khối lượng. ATE bán dẫn có thị phần nhỏ hơn với giá trị thị trường 25-30% vì giá một đơn vị cao hơn chi phí kiểm tra bàn cho toàn bộ cơ sở sản xuất.
Những gì đạt được
Cần giải thích lợi ích của các ưu điểm cụ thể của quy trình, vì thuật ngữ “chất lượng tốt hơn” không thể coi là một trường hợp kinh doanh khả thi.
- Kiểm tra hoàn chỉnh. Mỗi đơn vị đều được kiểm tra, có nghĩa là khả năng lỗi chỉ được xác định thông qua việc tồn tại của kiểm tra chứ không phải do ngẫu nhiên.
- Quyết định đồng nhất. Máy móc tự động áp dụng cùng một giới hạn cho tất cả các đơn vị, do đó duy trì tính nhất quán của kết quả, và lợi thế tương tự sẽ không có nếu quy trình được thực hiện thủ công.
- Rút ngắn chu kỳ. Phần cứng ngày nay có thể được trang bị hệ thống phát hiện lỗi dựa trên học máy, điều này có thể dẫn đến giảm thời gian kiểm tra gần 30%, cùng với việc giảm thiểu thời gian chẩn đoán do sự tham gia của AI.
- Tài liệu minh bạch. Kết quả kiểm tra liên kết với các số sê-ri cụ thể giúp đơn giản hóa việc phân tích bảo hành, xu hướng cũng như kiểm toán.
- Phát hiện sớm bất kỳ sai lệch nào. Vì mọi thứ đều được kiểm tra, điều này cho phép nhận biết sự thay đổi trong hành vi trước khi xảy ra lỗi thực tế.
- Tăng công suất mà không tăng lực lượng lao động. Ở những nơi khó tìm chuyên gia, tự động hóa có thể thay thế việc kiểm tra thủ công.
- Hiệu chuẩn và tuân thủ chất lượng. Kết quả kiểm tra được thực hiện theo tiêu chuẩn cụ thể (ISO 17025) có thể được khách hàng và cơ quan quản lý tin tưởng, với chi phí liên quan chiếm từ 15-25% tổng số tiền.
Các ngành công nghiệp phụ thuộc vào nó
Công nghệ kiểm tra tự động không giới hạn trong lĩnh vực điện tử. Các ví dụ sau minh họa nơi nó đã được áp dụng rộng rãi.
| Ngành công nghiệp | Những gì được kiểm tra | Tại sao cần tự động hóa |
|---|---|---|
| Bán dẫn | Chip ở cấp wafer, thiết bị đóng gói, hệ thống trong gói | Số lượng lên đến hàng tỷ; kiểm tra phải chạy trong mili giây cho mỗi thiết bị |
| Ô tô | ECU, cảm biến ADAS, hệ thống quản lý pin, điện tử công suất, dây dẫn | Yêu cầu an toàn chức năng và rủi ro thu hồi; ngành ô tô là một trong những phân khúc phát triển nhanh nhất |
| Hàng không vũ trụ và quốc phòng | Avionics, radar, truyền thông, điện tử dẫn đường | Yêu cầu độ tin cậy cực cao và hồ sơ tài liệu bắt buộc |
| Thiết bị y tế | Thiết bị cấy ghép, hình ảnh chẩn đoán, giám sát bệnh nhân, hệ thống truyền dịch | Phê duyệt quy định phụ thuộc vào xác minh có tài liệu; chi phí của lỗi thực địa được đo bằng mức độ tổn hại |
| Sản xuất điện và điện tử | Cầu dao, tiếp điểm, rơ le, máy biến áp, thiết bị đóng cắt, bảng điều khiển | Đường cong trip, độ bền điện môi và hiệu chuẩn phải được xác minh trên từng đơn vị, không lấy mẫu |
| Điện tử tiêu dùng | Điện thoại, laptop, thiết bị đeo, màn hình | Áp lực về số lượng và chi phí; lĩnh vực ứng dụng đơn lớn nhất |
| Viễn thông và 5G | Mô-đun RF, điện tử trạm gốc, linh kiện quang học | Đặc tính tần số cao yêu cầu đo lường đạt chuẩn thiết bị |
| Năng lượng và điện lực | Bộ biến tần, mô-đun PV, bộ pin, thiết bị lưới điện | Chứng nhận an toàn và đảm bảo hiệu suất; kiểm tra pin đang mở rộng nhanh chóng |
| Thiết bị gia dụng và đồ trắng | Động cơ, bộ điều khiển, đơn vị hoàn chỉnh | Sản lượng sản xuất khiến kiểm tra chức năng cuối dây chuyền trở nên bắt buộc |
| Tự động hóa công nghiệp | Bộ truyền động, PLC, cảm biến, mô-đun I/O, rơ le an toàn | Kỳ vọng độ tin cậy và xác minh cấu hình từng đơn vị |
Điểm chung giữa các lĩnh vực không nằm ở công nghệ mà là hậu quả của các lỗi. Nếu bạn đang xử lý một sản phẩm lỗi có giá rẻ và không gây hại, kiểm tra lấy mẫu là hợp lý. Khi không phải như vậy, kiểm tra không còn là trung tâm chi phí mà trở thành một phần của đặc điểm kỹ thuật sản phẩm.
Chi phí của nó
Giá cả khác nhau trong các loại khác nhau, vì vậy chỉ nêu một mức giá không giúp nhiều nếu không biết bối cảnh áp dụng. Các mức giá dưới đây chỉ mang tính tham khảo tùy thuộc vào khu vực và ứng dụng/cấu hình cụ thể.
| Hệ thống | Giá tham khảo | Yếu tố ảnh hưởng đến giá |
|---|---|---|
| Máy kiểm tra chức năng để bàn | $5,000-20,000 | Số lượng thiết bị, độ chính xác đo lường, phần mềm |
| Hệ thống kiểm tra chức năng đầy đủ | $50,000-150,000 | Số lượng kênh, đồ gá, phần mềm kiểm tra tùy chỉnh, tích hợp |
| Máy kiểm tra cáp và dây dẫn | $3,000-30,000 | Số điểm kiểm tra và kích thước ma trận đầu nối |
| Hệ thống đầu dò bay | $80,000-200,000 | Số lượng đầu dò, tốc độ, khả năng kích thước bảng mạch |
| Máy kiểm tra mạch tại chỗ | $50,000-150,000 | Số điểm kiểm tra, khả năng đo lường |
| Máy kiểm tra mạch tại chỗ với quét biên nâng cao | $100,000-250,000 | Kiến trúc đa kênh và khả năng JTAG |
| Hệ thống AOI hoặc AXI | $20,000-150,000 | Độ phân giải, thông lượng, 2D so với 3D, công suất tia X |
| Buồng đốt cháy với giám sát | $30,000-500,000 | Thể tích buồng, phạm vi nhiệt độ, số lượng kênh |
| ATE bán dẫn (SoC hoặc bộ nhớ) | $500,000-3,000,000+ | Số chân, tốc độ, hệ thống RF, bộ xử lý, môi trường phần mềm |
| Dây chuyền kiểm tra sản xuất tùy chỉnh | $50,000-1,000,000+ | Số lượng trạm, tích hợp, mục tiêu thông lượng, mức độ tự động hóa |
Có ba yếu tố chi phí thường bị đánh giá thấp. Thứ nhất là đồ gá: đồ gá tùy chỉnh dạng giường đinh cho máy kiểm tra mạch tại chỗ có thời gian dẫn từ tám đến mười hai tuần và có chi phí riêng chỉ tính cho một thiết kế bảng mạch. Thứ hai là phần mềm và tích hợp: kết nối hệ thống kiểm tra với hệ thống thực thi sản xuất, hệ thống lưu trữ dữ liệu hoặc hệ thống chất lượng doanh nghiệp là một dự án riêng biệt. Thứ ba là hiệu chuẩn và bảo trì: có thể tăng thêm khoảng 15-25% chi phí sở hữu hệ thống. Chi phí bảo trì hệ thống ngày càng tăng theo năm. Mặc dù các thỏa thuận về khối lượng với khách hàng lớn có thể ảnh hưởng đến giá, nhưng hiếm khi tác động đến khía cạnh dịch vụ.
Nền tảng và Nhà cung cấp
Cơ sở cung ứng có thể chia thành ba cấp và có ít cạnh tranh.
Thị trường ATE bán dẫn cao cấp chủ yếu do hai công ty Advantest và Teradyne chi phối, họ cùng kiểm soát hơn 80% thị trường cao cấp cho kiểm tra SoC và bộ nhớ. Nền tảng của họ được sử dụng cho các thiết bị có số chân lớn nhất và tốc độ dữ liệu cao nhất, do đó một lần lắp đặt có thể có giá trên 1,2 triệu đô la!
Phân khúc Thiết bị và Mô-đun chiếm vị trí trung tâm thị trường. Các công ty như Keysight Technologies, Rohde & Schwarz và National Instruments (hiện thuộc Emerson) sản xuất thiết bị kiểm tra (bao gồm kiến trúc PXI, VXI, LXI) dùng cho kiểm tra chức năng và tín hiệu hỗn hợp. LabVIEW và TestStand vận hành các thiết bị này và cung cấp khả năng cấu hình đáng kể.
Các công ty chuyên môn và khu vực chiếm phần còn lại của thị trường. Công ty Chroma ATE có trụ sở tại Đài Loan nổi tiếng với các bài kiểm tra điện tử công suất và pin, trong khi Spea và Seica sản xuất các hệ thống kiểm tra mạch in và đầu dò bay. Cohu, Hioki, Yokogawa, Shibaura phục vụ các ngách hẹp, trong khi các nhà sản xuất Trung Quốc như Hangzhou Changchuan Technology và Huagong Tech sản xuất các hệ thống kiểm tra chức năng và ICT giá rẻ và xuất khẩu chúng. Phân khúc trung bình thiếu một người chơi chiếm ưu thế, vì ở đây hoạt động nhiều công ty khu vực nhỏ không có lợi thế độc đáo và nhiều trong số họ phải đối mặt với sự cạnh tranh đáng kể.
Có hai điều về thị trường này nên được người mua quan tâm. Thứ nhất, chu kỳ thay thế ngắn: ATE cao cấp thường được thay thế mỗi năm năm đến bảy năm, trong khi ATE chức năng và ATE mạch in – mỗi ba đến năm năm do phần mềm lỗi thời nhanh. Ở các thị trường trưởng thành, việc thay thế và nâng cấp chiếm 40-50% tổng số lô hàng, điều này có nghĩa là thị trường hàng đã qua sử dụng rất lớn. Thứ hai, công nghệ, nghịch lý thay, ngày càng trở nên phức tạp hơn: việc kiểm tra các bán dẫn hiện đại mất nhiều thời gian hơn so với các năm trước.

Cách Xác Định Hệ Thống
Bảy câu hỏi phân biệt giữa một hệ thống hoạt động và một hệ thống bị loại bỏ sau năm năm.
- Nó phải xác định những lỗi nào? Bắt đầu với các chế độ lỗi và yêu cầu tỷ lệ phát hiện, không phải với các tính năng của nhà cung cấp. Phạm vi kiểm tra là yêu cầu; mọi thứ khác chỉ là công cụ để đạt được điều đó.
- Năng suất yêu cầu là gì? Diễn đạt nó theo đơn vị mỗi giờ ở phạm vi đó, vì phạm vi kiểm tra cao hơn thường liên quan đến thời gian chu trình dài hơn. Có sự đánh đổi giữa hai yếu tố này.
- Sản phẩm sẽ phát triển như thế nào? Kiểm tra mạch in dựa trên đồ gá nhanh, nhưng có thể yêu cầu đồ gá khác nhau cho mỗi phiên bản bo mạch. Ngược lại, các nền tảng đầu dò bay hoặc chức năng có thể cấu hình chậm hơn, nhưng đa năng hơn về số lượng thay đổi trong sản phẩm.
- Dữ liệu sẽ được xử lý như thế nào? Xác định trước xem kết quả sẽ được nhập vào hệ thống thực thi sản xuất hay cơ sở dữ liệu chất lượng và định nghĩa các giao diện. Việc tích hợp dữ liệu nâng cấp tốn kém hơn so với thiết kế ngay từ đầu.
- Ai phát triển và duy trì phần mềm kiểm tra? Đây thường là chi phí ẩn lớn nhất và nguồn gốc của sự chậm trễ khi lắp đặt hệ thống. Tìm hiểu ai sở hữu phần mềm kiểm tra và nó sẽ phát triển như thế nào khi hệ thống phát triển.
- Hệ thống sẽ được khởi tạo và bảo trì như thế nào? Xác định xem việc hiệu chuẩn có được thực hiện liên tục không, liệu có được chứng nhận thân thiện không, liệu thời gian phản hồi dịch vụ và phụ tùng thay thế có được đảm bảo không.
- Tổng chi phí sở hữu là bao nhiêu? Nó nên bao gồm đồ gá, phần mềm, tích hợp, hiệu chuẩn và phụ tùng thay thế cũng như nâng cấp. Giá mua thường là phần gây tranh cãi trong ước tính. Kỷ luật đánh giá tự động hóa vốn theo cách này cũng giống như được trình bày trong hướng dẫn dành cho người mua đánh giá dây chuyền sản xuất tự động.
Kiểm Tra Bên Trong Dây Chuyền Sản Xuất
Một sự phân biệt quan trọng cần được thực hiện là giữa việc mua thiết bị kiểm tra và tích hợp kiểm tra trong quy trình sản xuất. Một máy kiểm tra độc lập có thể được mô tả là hoạt động ở đầu ra của quy trình sản xuất trong khi một trạm tích hợp là một phần của quy trình và cung cấp đầu vào cho các hoạt động của nó.
Về mặt lợi tức đầu tư, kiểm tra tích hợp có hiệu suất cao nhất. Thành công không đến từ việc kiểm tra tự nó. Khi tất cả các sản phẩm được sản xuất và kiểm tra, thông tin lỗi có thể phục vụ như tín hiệu quản lý sản xuất. Thực tế là một tham số nhất định đã thay đổi cho thấy cần phải thực hiện một số hành động tại trạm thượng nguồn trước khi tỷ lệ lỗi bắt đầu thay đổi. Do đó, tích hợp cấp trạm đơn giản hóa việc xử lý, tiết kiệm không gian sản xuất và loại bỏ sự chậm trễ giữa sản xuất và kiểm tra, điều này có nghĩa là lợi tức đầu tư tốt hơn.
Đây chính xác là lĩnh vực mà benlongkj hoạt động: dây chuyền sản xuất tự động và hệ thống sản xuất cho các linh kiện điện bao gồm các dây chuyền sản xuất với kiểm tra và hiệu chuẩn tự động trực tuyến thay vì một bước kiểm tra độc lập được thêm vào cuối quy trình. Các nhà sản xuất đánh giá phương pháp này đang cân nhắc các sự đánh đổi giống như bất kỳ dự án tự động hóa nào, và bức tranh tổng thể về các lựa chọn được trình bày trong tổng quan của chúng tôi về giải pháp tự động hóa sản xuất.
Một ví dụ cụ thể về dây chuyền tích hợp — nơi lắp ráp và kiểm tra là một quy trình liên tục — là MCB, nơi xây dựng việc xác minh và hiệu chuẩn đường cong trip vào chuỗi sản xuất thay vì coi đó là một bước kiểm tra hạ nguồn.
Lời khuyên cho bất kỳ người mua nào là đưa ra quyết định sớm về mô hình cần thiết. Nếu yêu cầu là để xác minh sản phẩm, hệ thống ATE độc lập là lựa chọn tốt nhất, với các tiêu chí đã đề cập ở trên được áp dụng. Nếu cần tích hợp kiểm tra từ đầu, phải thiết kế phần kiểm tra của hệ thống ngay từ đầu vì việc thêm kiểm tra trực tuyến vào một dây chuyền đã tồn tại sau đó phức tạp hơn rất nhiều so với việc xây dựng nó từ đầu với các thông số kỹ thuật được tính đến.
Câu hỏi thường gặp
Ví dụ về thiết bị kiểm tra tự động là gì?
Các ví dụ có thể được tìm thấy trên toàn bộ phổ. Trong lắp ráp điện tử, máy kiểm tra mạch in kiểm tra các linh kiện của PCB đã được lắp ráp, trong khi hệ thống đầu dò bay thực hiện cùng một quy trình kiểm tra mà không cần đồ gá. Ở cấp độ sản phẩm, hệ thống kiểm tra chức năng cung cấp nguồn cho sản phẩm đã lắp ráp và xác minh rằng chức năng được thực hiện. Đối với các linh kiện, máy kiểm tra dây dẫn kiểm tra tính liên tục, và hệ thống kiểm tra điện tử công suất kiểm tra đường cong trip, độ bền điện môi và điện trở tiếp xúc tại các bộ ngắt mạch và các thiết bị khác. Ở cấp cao, hệ thống ATE bán dẫn kiểm tra chip ở cấp wafer và thiết bị đóng gói với tốc độ cao và trong điều kiện nhiệt độ cực đoan, và các hệ thống kiểm tra cấp hệ thống kiểm tra chip ở chế độ tương đối thực tế.
Mục đích của kiểm tra tự động là gì?
Mục tiêu là đưa ra quyết định đạt/không đạt đồng nhất và có tài liệu cho từng đơn vị thay vì hình thành ý kiến về một số mẫu. Điều này đạt được bốn mục tiêu trong một: tính lặp lại, nơi cùng một đơn vị cho kết quả giống nhau bất kể người thực hiện kiểm tra là ai; tốc độ, dẫn đến việc kiểm tra hoàn chỉnh với tốc độ sản xuất; phạm vi, cung cấp việc kiểm tra hàng nghìn điểm kiểm tra; và khả năng truy xuất nguồn gốc, nơi mỗi kết quả kiểm tra được liên kết với một số sê-ri. Do đó, doanh nghiệp sẽ phát hiện lỗi trong nhà máy thay vì khách hàng, điều này sẽ dẫn đến việc có bằng chứng cần thiết cho yêu cầu bảo hành.
Thiết bị kiểm tra tự động (ATE) là gì?
Thiết bị kiểm tra tự động (ATE) là tên gọi cho các hệ thống sử dụng các biện pháp tự động để kiểm tra sản phẩm thông qua việc kích thích sản phẩm, đo lường phản ứng của nó, và sau đó so sánh kết quả với các thông số kỹ thuật. ATE thường được nhắc đến trong lĩnh vực bán dẫn vì các hệ thống này kiểm tra cả wafer và thiết bị đóng gói. Tuy nhiên, ATE cũng đề cập đến các thiết bị kiểm tra mạch, hệ thống đầu dò bay, nền tảng kiểm tra chức năng, công cụ quét biên, kiểm tra quang học và kiểm tra tia X, hệ thống burn-in và băng thử điện tử công suất.
5 công cụ kiểm tra tự động hàng đầu là gì?
Phản hồi thay đổi dựa trên loại kiểm tra vì các công cụ sử dụng trong tự động hóa kiểm tra phần mềm khác với các công cụ sử dụng trong tự động hóa kiểm tra phần cứng. Trong trường hợp phần cứng, các hệ thống điển hình được đề cập sẽ là nền tảng Teradyne và Advantest cho bán dẫn và các loại kiểm tra điện tử khác, hệ thống Keysight cho kiểm tra RF và tín hiệu hỗn hợp, LabVIEW và TestStand từ National Instruments cho kiểm tra bố trí, và Chroma ATE cho kiểm tra pin, trong khi vai trò của SPEA, Seica và Cohu sẽ là kiểm tra mạch, đầu dò bay và xử lý thiết bị tương ứng. Trong trường hợp kiểm tra phần mềm, các công cụ tự động phổ biến được sử dụng là Selenium, Playwright, Cypress, Appium và Robot Framework. Bất kỳ nhà cung cấp nào cung cấp danh sách sản phẩm bao gồm cả hai nhóm đều không hiểu câu hỏi được đặt ra.
Tôi có cần thiết bị kiểm tra tự động nếu sản lượng sản xuất của tôi thấp không?
Thường thì cần làm rõ rằng việc sử dụng hệ thống chuyên dụng ở sản lượng thấp không có ý nghĩa tài chính, và có thể thông minh hơn khi sử dụng kiểm tra thủ công, đảm bảo tất cả các hồ sơ cần thiết được lưu giữ. Một trong những trường hợp khi việc sử dụng tự động hóa có thể được biện minh ở sản lượng thấp là khi lỗi có hậu quả nghiêm trọng như trong trường hợp thiết bị y tế, sản phẩm hàng không, thiết bị an toàn, hoặc trong trường hợp kiểm tra không thể thực hiện thủ công do các giới hạn kỹ thuật về độ chính xác và khả năng tái lập. Trong các trường hợp sản lượng thấp và đa dạng sản phẩm, việc sử dụng hệ thống đầu dò bay hoặc một loại nền tảng chức năng nào đó có vẻ là giải pháp tốt nhất vì chúng không yêu cầu thay đổi dụng cụ khi thay đổi sản phẩm.
Tài liệu tham khảo
- Teradyne — Hệ thống kiểm tra bán dẫn và điện tử
- Advantest — Thiết bị kiểm tra tự động cho thiết bị bán dẫn
- Keysight Technologies — Dụng cụ kiểm tra và đo lường điện tử
- National Instruments (Emerson) — Nền tảng kiểm tra tự động và phần mềm TestStand
- ISO — ISO/IEC 17025 Công nhận phòng thí nghiệm hiệu chuẩn và kiểm tra
- IPC — IPC-9252 Yêu cầu kiểm tra điện cho bảng mạch in chưa gắn linh kiện
Phần kết luận
Thiết bị kiểm tra tự động trả lời câu hỏi đơn giản: làm thế nào để đảm bảo một sản phẩm hoạt động chính xác? Với thiết bị kiểm tra tự động, bạn có thể kiểm tra từng sản phẩm một cách đáng tin cậy và được ghi nhận kết quả đạt/không đạt trong thời gian ngắn hơn và với phạm vi kiểm tra rộng hơn so với kiểm tra thủ công. Thiết bị kiểm tra tự động có thể là một bộ kiểm tra dây đai bàn làm việc giá rẻ, hoặc một nền tảng kiểm tra bán dẫn đắt tiền trị giá hàng triệu đô la, nhưng nguyên tắc cơ bản là như nhau: tạo ra một kích thích, đo phản hồi, so sánh và đưa ra quyết định. Thiết bị kiểm tra tự động cách mạng hóa toàn bộ quy trình kiểm tra bằng cách loại bỏ thủ tục lấy mẫu bắt buộc trước đây, do đó, với sự trợ giúp của thiết bị kiểm tra tự động, bạn có được xác minh sản phẩm 100% thay vì lấy mẫu, bài kiểm tra của bạn không dựa trên đánh giá mà dựa trên các số liệu đo được. Nhân tiện, giá của hệ thống kiểm tra dao động từ vài nghìn đô la cho kiểm tra chức năng đến hàng triệu đô la cho kiểm tra bán dẫn, đồng thời có thêm chi phí cho phần cứng bổ sung, tích hợp phần mềm và hiệu chuẩn. Hãy chọn các chế độ lỗi bạn muốn phát hiện, cân nhắc giữa phạm vi kiểm tra và thời gian chu trình, hoặc quyết định liệu hệ thống kiểm tra này sẽ là phương pháp độc lập hay là một phần không thể thiếu của dây chuyền sản xuất, và tính toán tất cả các chi phí thay vì chỉ định giá mua.
benlong