自1954年德州仪器（TI）批量生产首批晶体管以来，半导体自动测试设备（ATE）领域充满了挑战和机遇。
这种被称为“机架和堆栈“的方法既缓慢，又效率低下， 并不适合大规模生产，也浪费工程师时间。到1950年代末，很多公司开始生产集成的测试设备，到1970年代，测试机将所有单独的设备集成到一个盒子里然后对这些盒子进行编程，以对设备施加刺激并测量响应从而创造了ATE设备。1972年日本Advantest公司公布了其T320/20 LSI测试仪。
另外两个难题是探针卡和晶圆探测器的创建。探针卡的核心是一块带电子探针的印刷电路板（PCB），电子探针与待测器件的连接点精确匹配。PCB的一端将探针头精确地固定在“探针阵列”中，另一端，它有一个与测试机连接的机电接口。一开始，测试机通过电缆和连接器连接到探针卡。
晶圆探测器是一种专用的机器人，其目的是将装满待测器件的晶圆在固定的晶圆探针卡下传送晶圆，一个die接着一个die，然后将晶圆与探针卡接触。这是向真正的大规模生产半导体设备器件迈进的重要一步。Electroglas于1964年推出了第一台用于测试半导体的商用探针台（EG 900）。探针台面临的机械挑战是以非常高的精度处理晶圆，并将他们注册安装到其内部的探针卡上。
在过去的50年中，基础系统所面临的挑战一直不曾改变，图1展示了用于晶圆测试实施的系统图示例。
图1显示了经典测试系统的4个主要组件。 测试仪，测试仪与探针卡，探针卡和探针之间的机电接口。
ATE设备不得不跟上设备尺寸不断缩小的步伐，以及在更快速度下对越来越多的测试线的需求。现代测试机必须以GHz速度应对数百个信号引脚，并为CPUs和GPUs，并为CPU和GPU提供多个安培电源。对速度和功率的需求已经遍及系统系统中的其他各个部件。现代系统可以提供高达1024条测试线，这些测试线可以在GHz的切换速度下运行。
电动机械接口是连接测试机和探针卡的“延长线”。它提供了一种快速连接和断开两头大象（测试机和探针台）的方法，同时提供了一个“消耗品”组件，可以保护昂贵的测试机和探针卡上脆弱精密的触点。
当信号和电源线很少时，最大测试速度低于10Mz时，可以使用长线缆和连接器将测试机和探针卡。当测试速度超过100MH时，这种“电缆输出”技术就会有点麻烦。此时，即使是最好的同轴电缆也开始出现损耗，并造成难以接受的延迟。因此带来的进步是探针塔的出现。
图2显示了目前广泛使用的典型的测试机-探针卡接口结构。待测设备接口将测试机中的连接点的规格转换为与探针卡上的连接模式匹配更标准的连接模式。最初，待测设备接口板只是空间变压器，但是在现代系统中，需要在其中放置额外的组件以提供特定待测设备的信号预处理。图3显示了典型的系统设置。
探针塔是机械上精确排列的弹簧触点，顶部和底部，中间有可控的阻抗连接。由于塔的机械和电子特性是众所周知的，测试系统可以补偿插入损耗和信号。对于最新的高性能设备应用，基于探针塔的互连接已经没什么用了。
探针塔方案的局限性是路径长度和信号转换。一个探针塔会使信号路径长度增加4英寸以上，但是更大的问题是测试和探针卡之间的物理连接点数量。每个点都是插入损耗的不连续点。现在电源值在1.2V范围内，逻辑高和逻辑低电平之间的差异是以10s毫伏为单位的，连接损耗会消耗掉全部供应电源。
对接方案的最新变化是一体式的对接/探针卡，它对探针卡和设备设计者的影响是设计规则的改变，在我职业生涯的大部分时间里，我一直在为半导体行业设计自动测试设备和测试机接口，这种变化也给我带来了有趣的工程挑战。
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