ICT在线测试原理
1、慨述 :
1·1 定义: 在线测试仪,ICT,In-Circuit Test,是通过对在线元器件的电性能及电气连接运行测试检查生产制造缺陷及元器件不良的一种标准测试手段。它主要检查在线的单个元器件以及各电路网络的开、短路情況,具有操作简单、快捷迅速、故障定位准确等特点。飞针ICT基本只进行静态的测试,优点是不需制作夹具,程序开始时间短。针床式ICT可运行模拟器件功能和数字器件逻辑功能测试,故障覆盖率高,但对每种单板需制作专用的针床夹具,夹具制作和程序开始周期长。
1·2 ICT的范围及特点:检查制成板上在线元器件的电气性能和电路网络的连接情況。能够定量地对电阻、电容、电感、晶振等器件运行测量,对二极管、三极管、光藕、变压器、继电器、运算放大器、电源模块等进行功能测试,对中小规模的集成电路进行功能测试,如所有74系列、Memory 类、常用驱动类、交换类等ICT。它通过直接对在线器件电气性能的测试來发现制造工艺的缺陷和元器件的不良。元件类可检查出元件值的超差、失效或损坏,Memory类的程序错误等。对工艺类可发现如焊锡短路,元件插错、插反、漏裝,管脚翹起、虛焊,PCB短路、断线等故障。测试的故障直接定位在具体的元件、器件管脚、网络点上,故障定位准确。对故障的維修不需要多知识。採用程序控制的自动化测试,操作简单,测试快捷迅速,单板的测试时间一般在几秒至几十秒。
1·3意义:在线测试通常是生产中测试工序,能及时反应生产制造狀況,利于工艺改进和提升。 ICT测试过的故障板,因故障定位准,维修方便,可大幅提高生产效率和減少维修成本。因其测试项目具体,是现代化大生产品质保证的重要测试手段之一。
ICT测试理论做一些简单介绍:
1、基本测试方法:
1·1模拟器件测试 利用运算放大器进行测试。由“A”点“虛地”的概念有: ∵Ix = Iref ∴Rx = Vs/ V0*Rref Vs、Rref分別为激励信号源、机器计算电阻。测量出V0,則Rx可求出。若待测Rx为电容、电感,則Vs交流信号源,Rx为阻抗形式,同样可求出C或L。
1·2 隔离(Guarding) 上面的测试方法是针对独立的器件,而实际电路上器件相互连接、相互影响,使Ix笽ref,测试时必须加以隔离(Guarding)。隔离是在线测试的基本技术。在上电路中,因R1、R2的连接分流,使Ix笽ref ,Rx = Vs/ V0*Rref等式不成立。测试时,只要使G与F点同电位,R2中无电流流过,仍然有Ix=Iref,Rx的等式不变。將G点接地,因F点虛地,雨点电位相等,則可实现隔离。实际使用时,通过一个隔离运算放大器使G与F等电位。 ICT测试仪可提供很多个隔离点,消除外围点路对测试的影响。 1.2 IC的测试 对数字ICT,采用Vector(向量)测试。向量测试类似于真值表测量,激励输入向量,测量输出向量,通过实际逻辑功能测试判断器件的好坏。如与非门的测试对模拟IC的测试,可根据ICT实际功能激励电压、电流,测量对应输出,当作功能块测试。
1·2非向量测试随着现代制造技术的发展,超大规模集成电路的使用,编写器件的向量测试程序常常花费大量的时间,如80386的测试程序需花费一位熟练编程人员近半年的时间。 SMT器件的大量应用,使器件引脚开路的故障现像变得更加突出。
1·3DeltaScan模拟結测试技术 DeltaScan利用幾乎所有数字器件管腳和绝大多数混合信号器件引腳都有的静电放电保護或寄生二极管,对被测器件的独立引腳对运行简单的直流电流测试。当某块板的电源被切断后,器件上任何两个管脚的等效电路在管脚A加一对地的负电压,电流Ia流过管脚A之正向偏压二极管。测量流过管脚A的电流Ia。
2、保持管脚A的电压,在管脚B加一较高负电压,电流Ib流过管脚B之正向偏压二极管。由于从管脚A和管脚B至接地之共同基片电阻內的电流分享,电流Ia会減少。
3、再次测量流过管脚A的电流Ia。如果当电压被加到管脚B时Ia沒有变化(delta),则一定存在连接问题。 DeltaScan软件综合从该器件上许多可能的管脚对得到的测试结果,从而得出精确的故障诊断。信号管脚、电源和接地管脚、基片都参与DeltaScan测试,这就意味着除管脚脱开之外,DeltaScan也可以检测出器件缺失、插反、焊线脱开等制造故障。 GenRad类式的测试称Junction Xpress。其同样利用ICT內的二极管特性,只是测试是通过测量二极管的频谱特性(二次谐波)来实现的。 DeltaScan技术不需附加夹具硬件,成为首推技术。
4、FrameScan电容藕合测试FrameScan利用电容藕合探测管脚的脱开。每个器件上面有一个电容性探头,在某个管脚激励信号,电容性探头拾取信号。
5、 夹具上的多路开关板选择某个器件上的电容性探头。 2 测试仪內的模拟测试板(ATB)依次向每个被测管脚发出交流信号。 3 电容性探头采集并缓冲被测管脚上的交流信号。 4 ATB测量电容性探头拾取的交流信号。如果某个管脚与电路板的连接是正确的,就会测到信号;如果该管脚脱开,则不会有信号。 GenRad类式的技术称Open Xpress。原理类似。此技术夹具需要传感器和其他硬件,测试成本稍高。
6、 Boundary-Scan边界扫描技术 ICT测试仪要求每一个电路节点至少有一个测试点。但随着器件集成度增高,功能越来越强,封裝越来越小,SMT元件的增多,多层板的使用,PCB板元件密度的增大,要在每一个节点放一根探针变得很困难,为增加测试点,使制造费用增高;同时为开发一个功能强大器件的测试库变得困难,开发周期延长。