ICT在線測試儀原理摘要:
本文介紹在線測試的基本知識和基本原理。
1 慨述
1.1 定義
ICT在線測試儀,ICT,In-Circuit Test,是通過對在線元器件的電性能及電氣連接進行測試來檢查生產(chǎn)制造缺陷及元器件不良的一種標準測試手段。它主要檢查在線的單個元器件以及各電路網(wǎng)絡的開、短路情況,具有操作簡單、快捷迅速、故障定位準確等特點。
飛針I(yè)CT基本只進行靜態(tài)的測試,優(yōu)點是不需制作夾具,程序開發(fā)時間短。
針床式ICT可進行模擬器件功能和數(shù)字器件邏輯功能測試,故障覆蓋率高,但對每種單板需制作專用的針床夾具,夾具制作和程序開發(fā)周期長。
1.2 ICT的范圍及特點
檢查制成板上在線元器件的電氣性能和電路網(wǎng)絡的連接情況。能夠定量地對電阻、電容、電感、晶振等器件進行測量,對二極管、三極管、光藕、變壓器、繼電器、運算放大器、電源模塊等進行功能測試,對中小規(guī)模的集成電路進行功能測試,如所有74系列、Memory 類、常用驅動類、交換類等IC。
它通過直接對在線器件電氣性能的測試來發(fā)現(xiàn)制造工藝的缺陷和元器件的不良。元件類可檢查出元件值的超差、失效或損壞,Memory類的程序錯誤等。對工藝類可發(fā)現(xiàn)如焊錫短路,元件插錯、插反、漏裝,管腳翹起、虛焊,PCB短路、斷線等故障。
測試的故障直接定位在具體的元件、器件管腳、網(wǎng)絡點上,故障定位準確。對故障的維修不需較多專業(yè)知識。采用程序控制的自動化測試,操作簡單,測試快捷迅速,單板的測試時間一般在幾秒至幾十秒。
1。3意義
在線測試通常是生產(chǎn)中第一道測試工序,能及時反應生產(chǎn)制造狀況,利于工藝改進和提升。
ICT在線測試儀測試過的故障板,因故障定位準,維修方便,可大幅提高生產(chǎn)效率和減少維修成本。因其測試項目具體,是現(xiàn)代化大生產(chǎn)品質(zhì)保證的重要測試手段之一。
ICT測試理論做一些簡單介紹
1基本測試方法
1.1模擬器件測試
利用運算放大器進行測試。由“A”點“虛地”的概念有:
∵Ix = Iref
∴Rx = Vs/ V0*Rref
Vs、Rref分別為激勵信號源、儀器計算電阻。測量出V0,則Rx可求出。
若待測Rx為電容、電感,則Vs交流信號源,Rx為阻抗形式,同樣可求出C或L。
1.2 隔離(Guarding)
上面的測試方法是針對獨立的器件,而實際電路上器件相互連接、相互影響,使Ix笽ref,測試時必須加以隔離(Guarding)。隔離是在線測試的基本技術。
在上電路中,因R1、R2的連接分流,使Ix笽ref ,Rx = Vs/ V0*Rref等式不成立。測試時,只要使G與F點同電位,R2中無電流流過,仍然有Ix=Iref,Rx的等式不變。將G點接地,因F點虛地,兩點電位相等,則可實現(xiàn)隔離。實際實用時,通過一個隔離運算放大器使G與F等電位。ICT測試儀可提供很多個隔離點,消除外圍電路對測試的影響。
1.2
IC的測試
對數(shù)字IC,采用Vector(向量)測試。向量測試類似于真值表測量,激勵輸入向量,測量輸出向量,通過實際邏輯功能測試判斷器件的好壞。
如:與非門的測試
對模擬IC的測試,可根據(jù)IC實際功能激勵電壓、電流,測量對應輸出,當作功能塊測試。
2 非向量測試
隨著現(xiàn)代制造技術的發(fā)展,超大規(guī)模集成電路的使用,編寫器件的向量測試程序常?;ㄙM大量的時間,如80386的測試程序需花費一位熟練編程人員近半年的時間。SMT器件的大量應用,使器件引腳開路的故障現(xiàn)象變得更加突出。為此各公司非向量測試技術,Teradyne推出MultiScan;GenRad推出的Xpress非向量測試技術。
2.1 DeltaScan模擬結測試技術
DeltaScan利用幾乎所有數(shù)字器件管腳和絕大多數(shù)混合信號器件引腳都有的靜電放電保護或寄生二極管,對被測器件的獨立引腳對進行簡單的直流電流測試。當某塊板的電源被切斷后,器件上任何兩個管腳的等效電路如下圖中所示。
1 在管腳A加一對地的負電壓,電流Ia流過管腳A之正向偏壓二極管。測量流過管腳A的電流Ia。
2 保持管腳A的電壓,在管腳B加一較高負電壓,電流Ib流過管腳B之正向偏壓二極管。由于從管腳A和管腳B至接地之共同基片電阻內(nèi)的電流分享,電流Ia會減少。
3 再次測量流過管腳A的電流Ia。如果當電壓被加到管腳B時Ia沒有變化(delta),則一定存在連接問題。
DeltaScan軟件綜合從該器件上許多可能的管腳對得到的測試結果,從而得出精確的故障診斷。信號管腳、電源和接地管腳、基片都參與DeltaScan測試,這就意味著除管腳脫開之外,DeltaScan也可以檢測出器件缺失、插反、焊線脫開等制造故障。
GenRad類式的測試稱Junction Xpress。其同樣利用IC內(nèi)的二極管特性,只是測試是通過測量二極管的頻譜特性(二次諧波)來實現(xiàn)的。
DeltaScan技術不需附加夾具硬件,成為首推技術。
2.2 FrameScan電容藕合測試
FrameScan利用電容藕合探測管腳的脫開。每個器件上面有一個電容性探頭,在某個管腳激勵信號,電容性探頭拾取信號。如圖所示:
1
夾具上的多路開關板選擇某個器件上的電容性探頭。
2 測試儀內(nèi)的模擬測試板(ATB)依次向每個被測管腳發(fā)出交流信號。
3 電容性探頭采集并緩沖被測管腳上的交流信號。
4 ATB測量電容性探頭拾取的交流信號。如果某個管腳與電路板的連接是正確的,就會測到信號;如果該管腳脫開,則不會有信號。
GenRad類式的技術稱Open Xpress。原理類似。