Progettazione, realizzazione e caratterizzazione di un sistema di test automatico (ATE) per la verifica dell'assemblaggio di dispositivi a semiconduttore in ambiente di produzione industriale

The purpose of this thesis is the design and realization of an ATE system (Autmatic Test Equipmet) for internal use of 2BiTS s.r.l. with the possibility to sell the system on the market in the future. The first phase of the project consisted in a study of the testing techniques of integrated circuit, along with an experience in a production environment in order to acquire the skills to assemble manually an electronic board. In the second phase the hardware of the board has been designed with the help of 2BiTS s.r.l. engineers, using OrCad software. Also the components has been chosen from 2BiTS s.r.l. suppliers. After the schematics; the layout has been designed using PADS software. In the third phase of the project the firmware (C code of the microcontroller) has been written along with the LabView code to manage the whole test. In the fourth and last phase the total system has been debugged and fixed in its HW and SW parts.

Scopo e obbiettivo di questa tesi è la progettazione, la realizzazione e la caratterizzazione di un sistema ATE (Automatic Test Equipment) per utilizzo interno all’azienda 2BiTS s.r.l. non escludendo l'eventuale possibilità di vendere la soluzione anche sul mercato. Per raggiungere questo obbiettivo il lavoro è stato suddiviso in più fasi. La prima fase è stata caratterizzata da uno studio del testing di dispositivi a semiconduttore in tutte le sue sfaccettature, con visite ai plant di produzione di STMicroelectronics di Agrate e Castelletto. Accompagnato a questo studio si è svolto un training in ambiente di produzione acquisendo le competenze necessarie per assemblare manualmente le schede elettroniche. La seconda fase è stata quella di progettare l'hardware della scheda del sistema, con l’aiuto e la guida degli ingegneri di 2BiTS s.r.l.. Lo schema elettrico è stato disegnato usando il software OrCad. Successivamente ci si è occupati di scegliere e validare i componenti da ordinare ai fornitori di 2BiTS, sempre con occhio attento al rapporto qualità prezzo. Una volta definito lo schema elettrico si è passati alla realizzazione del master della scheda, con il software PADS; questo passaggio è stato svolto con l’aiuto ed i consigli dei disegnatori CAD di 2BiTS s.r.l.. Nella terza parte della realizzazione del progetto si è sviluppato il firmware (programmazione del microcontrollore) scrivendo il programma in linguaggio C, avvalendosi direttamente dei tools della Microchip (ICD2) per il processore embedded impiegato (PIC24FJ128AG010). Il software di controllo per la gestione del test e l’interfaccia utente, che viene eseguito da PC, è stato sviluppando usando LabView. L’assemblaggio è stato svolto manualmente. Nella quarta ed ultima fase si è testata ed analizzata la scheda nella sua totalità, risolvendo problemi ed errori riscontrati su hardware e software.