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一種在線式的電路板靜態(tài)測試設(shè)備,業(yè)內(nèi)稱為ICT/ATE/ATS測試！

ICT(In-Circuit Test System),中文慣用名為在線測試儀(本手冊特指組裝電路板在線測試儀),主要用于組裝電路板(PCBA)的測試。這里的"在線"是"In-Circuit"的直譯,主要指電子元器件在線路上(或者說在電路上)。在線測試是一種不斷開電路,不拆下元器件管腳的測試技術(shù),"在線"反映了ICT重在通過對在線路上的元器件或開短路狀態(tài)的測試來檢測電路板的組裝問題。

主要測試電路板的開短路、電阻、電容、電感、二極管、三極管、電晶體、IC等元件！

早期,業(yè)內(nèi)將ATE設(shè)備也歸在ICT這一類別中,但因ATE測試相

基本上所在的大型電路生產(chǎn)商都要用到ICT測試,象ASUS、DELL、IBM、INTEL、BENQ、MSI、HP等！

全球大型ICT測試設(shè)備生產(chǎn)廠商主要有安捷倫(美國),泰瑞達(dá)(美國)、德智(DEZHI)、JET(捷智)、Tr(德利泰)、SRC星河等等品牌。不同品牌ICT的測試原理相同或相似。上世紀(jì)80年代前后,日本將美國同類產(chǎn)品加以簡化和小型化,并改成使用氣動壓床式,代表的有日本TESCON,OKANO,使得ICT簡單易用并低成本,使之成為電子廠不可或缺的必備檢測設(shè)備,并迅速推廣普及。80年代臺灣由全球令西方頭疼的電子電腦假貨來源地逐漸成為電子代工制造重要基地,于上世紀(jì)80年代后期,90年代初期,臺灣開始完全仿制TESCON測試儀,并推出眾多品牌的壓床式ICT,其價(jià)格更加低廉,迫使曾全球第一市占率的日本TESCON淡出市場,并因臺灣電子代工業(yè)大發(fā)展而大幅提高市占率。從上世紀(jì)70年代開始,國內(nèi)即有開發(fā)類似的靜態(tài)測試儀,1993年,中國本土品牌更領(lǐng)先日本韓國臺灣及香港開發(fā)出全亞洲第一臺windows版的ICT。時(shí)至今日,美國泰瑞達(dá)和安捷倫仍是領(lǐng)導(dǎo)品牌,成為事實(shí)上的此類技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)！

2、測試結(jié)果的一致性：ICT的質(zhì)量設(shè)定功能,能夠透過電腦控制,嚴(yán)格控制質(zhì)量。

3、容易檢修出不良的產(chǎn)品：ICT有多種測試技術(shù),高度的可靠性,檢測不良品種、且準(zhǔn)確。

4、測試員及技術(shù)員水平需求降低：只要普通操作員,即可操作與維修。

5、減省庫存、備頻、維修庫存壓力、大大提高生產(chǎn)成品率。

6、大大提升品質(zhì)。減少產(chǎn)品的不良率,提高企 業(yè)形象。

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(jìn)行測試來檢查生產(chǎn)制造缺陷及元器件不良的一種標(biāo)準(zhǔn)測試手段。它主要檢查在線的單個(gè)元器件以及各電路網(wǎng)絡(luò)的開、短路情況,具有操作簡單、快捷迅速、故障定位準(zhǔn)確等特點(diǎn)。 飛針I(yè)CT基本只進(jìn)行靜態(tài)的測試,優(yōu)點(diǎn)是不需制作夾具,程序開發(fā)時(shí)間短。針床式ICT可進(jìn)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。

2、ICT的范圍及特點(diǎn)

檢查制成板上在線元器件的電氣性能和電路網(wǎng)絡(luò)的連接情況。能夠定量地對電阻、電容、電感、晶振等器件進(jìn)行測量,對二極管、三極管、光藕、變壓器、繼電器、運(yùn)算放大器、電源模塊等進(jìn)行功能測試,對中小規(guī)模的集成電路進(jìn)行功能測試,如所有74系列、Memory 類、常用驅(qū)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(cuò)誤等。對工藝類可發(fā)現(xiàn)如焊錫短路,元件插錯(cuò)、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(luò)點(diǎn)上,故障定位準(zhǔn)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(shí)間一般在幾秒至幾十秒。

3、意義

在線測試通常是生產(chǎn)中第一道測試工序,能及時(shí)反應(yīng)生產(chǎn)制造狀況,利于工藝改進(jìn)和提升。ICT在線測試儀測試過的故障板,因故障定位準(zhǔn),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(xiàng)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?yán)碚撟鲆恍┖唵谓榻B

基本測試方法

1、模擬器件測試?yán)�用運(yùn)算放大器進(jìn)行測試。由"A"點(diǎn)"虛地"的概念有： ∵Ix = Iref∴Rx = Vs/ V0*RrefVs、Rref分別為激勵(lì)信號源、儀器計(jì)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。

2、隔離(Guarding)上面的測試方法是針對獨(dú)立的器件,而實(shí)際電路上器件相互連接、相互影響,使Ix=Iref,測試時(shí)必須加以隔離(Guarding)。隔離是在線測試的基本技術(shù)。 在上電路中,因R1、R2的連接分流,使Ix=Iref ,Rx = Vs/ V0*Rref等式不成立。測試時(shí),只要使G與F點(diǎn)同電位,R2中無電流流過,仍然有Ix=Iref,Rx的等式不變。將G點(diǎn)接地,因F點(diǎn)虛地,兩點(diǎn)電位相等,則可實(shí)現(xiàn)隔離。實(shí)際實(shí)用時(shí),通過一個(gè)隔離運(yùn)算放大器使G與F等電位。ICT測試儀可提供很多個(gè)隔離點(diǎn),消除外圍電路對測試的影響。

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(lì)輸入向量,測量輸出向量,通過實(shí)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(shí)際功能激勵(lì)電壓、電流,測量對應(yīng)輸出,當(dāng)作功能塊測試。

二、非向量測試

隨著現(xiàn)代制造技術(shù)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常花費(fèi)大量的時(shí)間,如80386的測試程序需花費(fèi)一位熟練編程人員近半年的時(shí)間。SMT器件的大量應(yīng)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(shù),Teradyne推出MultiScan；GenRad推出的Xpress非向量測試技術(shù)。

㈠、DeltaScan模擬結(jié)測試技術(shù) 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(hù)或寄生二極管,對被測器件的獨(dú)立引腳對進(jìn)行簡單的直流電流測試。當(dāng)某塊板的電源被切斷后,器件上任何兩個(gè)管腳的等效電路如下圖中所示。

1、在管腳A加一對地的負(fù)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(fù)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(dāng)電壓被加到管腳B時(shí)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(jié)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(shí)現(xiàn)的。DeltaScan技術(shù)不需附加夾具硬件,成為首推技術(shù)。

㈡FrameScan電容耦合測試

FrameScan利用電容耦合探測管腳的脫開。每個(gè)器件上面有一個(gè)電容性探頭,在某個(gè)管腳激勵(lì)信號,電容性探頭拾取信號。如圖所示：

1、夾具上的多路開關(guān)板選擇某個(gè)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(gè)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(gè)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(shù)稱Open Xpress。原理類似。此技術(shù)夾具需要傳感器和其他硬件,測試成本稍高。

3 Boundary-Scan邊界掃描技術(shù)ICT測試儀要求每一個(gè)電路節(jié)點(diǎn)至少有一個(gè)測試點(diǎn)。但隨著器件集成度增高,功能越來越強(qiáng),封裝越來越小,SMT元件的增多,多層板的使用,PCB板元件密度的增大,要在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)放一根探針變得很困難,為增加測試點(diǎn),使制造費(fèi)用增高；同時(shí)為開發(fā)一個(gè)功能強(qiáng)大器件的測試庫變得困難,開發(fā)周期延長。為此,聯(lián)合測試組織(JTAG)頒布了IEEE1149.1測試標(biāo)準(zhǔn)。 IEEE1149.1定義了一個(gè)掃描器件的幾個(gè)重要特性。首先定義了組成測試訪問端口(TAP)的四(五〕個(gè)管腳：TDI、TDO、TCK、TMS,(TRST)。測試方式選擇(TMS)用來加載控制信息；其次定義了由TAP控制器支持的幾種不同測試模式,主要有外測試(EXTEST)、內(nèi)測試(INTEST)、運(yùn)行測試(RUNTEST)；最后提出了邊界掃描語言(Boundary Scan Description Language),BSDL語言描述掃描器件的重要信息,它定義管腳為輸入、輸出和雙向類型,定義了TAP的模式和指令集。具有邊界掃描的器件的每個(gè)引腳都和一個(gè)串行移位寄存器(SSR)的單元相接,稱為掃描單元,掃描單元連在一起構(gòu)成一個(gè)移位寄存器鏈,用來控制和檢測器件引腳。其特定的四個(gè)管腳用來完成測試任務(wù)。將多個(gè)掃描器件的掃描鏈通過他們的TAP連在一起就形成一個(gè)連續(xù)的邊界寄存器鏈,在鏈頭加TAP信號就可控制和檢測所有與鏈相連器件的管腳。這樣的虛擬接觸代替了針床夾具對器件每個(gè)管腳的物理接觸,虛擬訪問代替實(shí)際物理訪問,去掉大量的占用PCB板空間的測試焊盤,減少了PCB和夾具的制造費(fèi)用。作為一種測試策略,在對PCB板進(jìn)行可測性設(shè)計(jì)時(shí),可利用專門軟件分析電路網(wǎng)點(diǎn)和具掃描功能的器件,決定怎樣有效地放有限數(shù)量的測試點(diǎn),而又不減低測試覆蓋率,最經(jīng)濟(jì)的減少測試點(diǎn)和測試針。邊界掃描技術(shù)解決了無法增加測試點(diǎn)的困難,更重要的是它提供了一種簡單而且快捷地產(chǎn)生測試圖形的方法,利用軟件工具可以將BSDL文件轉(zhuǎn)換成測試圖形,如Teradyne的Victory,GenRad的Basic Scan和Scan Path Finder。解決編寫復(fù)雜測試庫的困難。用TAP訪問口還可實(shí)現(xiàn)對如CPLD、FPGA、Flash Memroy的在線編程(In-System Program或On Board Program)。

4、Nand-TreeNand-Tree是Inter公司發(fā)明的一種可測性設(shè)計(jì)技術(shù)。在我司產(chǎn)品中,現(xiàn)只發(fā)現(xiàn)82371芯片內(nèi)此設(shè)計(jì)。描述其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的有一一般程*.TR2的文件,我們可將此文件轉(zhuǎn)換成測試向量。 ICT測試要做到故障定位準(zhǔn)、測試穩(wěn)定,與電路和PCB設(shè)計(jì)有很大關(guān)系。原則上我們要求每一個(gè)電路網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)都有測試點(diǎn)。電路設(shè)計(jì)要做到各個(gè)器件的狀態(tài)進(jìn)行隔離后,可互不影響。對邊界掃描、Nand-Tree的設(shè)計(jì)要安裝可測性要求。