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在线ICT测试是怎样工作

时间:2022-10-01 11:27:00 点击次数:2

在线ICT测试怎样工作
在线测试(在线ICT)是通过探测分布于板的表面的测试点来确认一个电路子装配的电气完整性的过程。对于自动测试,探针是安装于一块厚的苯酚板上的弹簧加力的“针”,分别连线到一个开关矩阵。开关矩阵是继电器的排列,将适当的针连接到测试程序中每一步所要求的电流源和电压测量仪器。
带有成百上千弹簧针的苯酚板构成一个针床,测试工程师采用了“针床夹具”名词来叫这个板。每个针都有定位,使得当板放在夹具上,由真空装置拉下时,针都接触其目标测试点,而不短路到相邻的电流结构。
ICT可以确认导电路线的存在,排除短路的可能性,测量单个电阻和电感器,检查二极管、三极管和集成电路的存在与方向。ICT测试通常不能决定极性电容的极性或确认丢失的旁路电容。可是,它可发现短路的电容和开路的电感器。
基本的ICT近年来随着克服先进技术局限的技术而改善。例如,当集成电路变得太大以至于不可能为相当的电路覆盖率提供探测目标时,ASIC工程师开发了边界扫描技术。边界扫描(boundary scan)提供一个工业标准方法来确认在不允许探针的地方的元件连接。额外的电路设计到IC内面,允许元件以简单的方式与周围的元件通信,以一个容易检查的格式显示测试结果。
另一个无矢量技术(vectorless technique)将交流(AC)信号通过针床施加到测试中的元件。一个传感器板靠住测试中的元件表面压住,与元件引脚框形成一个电容,将信号偶合到传感器板。没有偶合信号表示焊点开路。
用于大型复杂板的测试程序的人工是很大的。幸好,自动测试程序产生(ATPG, automatedtest program generation)软件可基于PCBA的CAD数据和装配于板上的元件规格库,自动地设计所要求的夹具和测试程序。虽然这些技术帮助简单程序生成时间,但高节点数测试程序的论证还是一个费时和技术挑战性的努力。

1) 探针不可即的零件

一般来说,每个零件的两端(或各引脚)所在的铜箔面均有探针触及才可测试.

目前, 本厂SMT零件,IC脚(包括悬空引脚)少数因没有相应的Test Point而未取探针,致使这颗零件以及与之相关的开短路不可测. 今后可考虑在同一金道上加装双针(确保探点接触良好)来解决.

Sub-Board上的零件,多数零件没有取到针号,故不可测. 最好是生产时Sub-Board亦用ICT测试.

2) 小电容并联大电容(C1//C2),小电容不可测

两电容并联后,容值为C1+C2, 一般而言,如果C2的容值是C1的10倍以上,则C1不可测.

假设: C1=100nF ;C2=1uF.

通常,实际之电容均以标准电容量的±20%的误差表示之. 故在编制程序时,通常设±Tolerance为20. 设标准值为100nF+1uF=1100 nF.则:

下限为1100 nF*(1-20%)=880 nF;

上限为1100 nF*(1+20%)=1320 nF.

当C1缺件时, C1+C2=1000 nF, 仍在880 nF~1320 nF的范围内,故C1不可测.

实际电子线路中,常见大,小电容并联,或者是小电容经电感或小电阻与大电容并联. 所以小电容不可测的情形最常遇到.

3) 大电阻并联小电阻R1//R2,大电阻不可测

一般而言, 如果R1的阻值是R2的20倍以上,则R1不可测.

两电阻并联后,其阻值为R1*R2//(R1+R2),比小电阻略小. 这时大电阻缺件不可测. 当然,如果R2错成R1,只要下限小于50,仍然可测.

计算方法同样可参照以下计算方法,假设R1是10欧姆,R2是200欧姆,上下限为±10%,则设定标准值为R1*R2//(R1+R2)=9.5

下限为9.5*(1-10%)=8.55

上限为9.5*(1+10)=10.45

当R2缺件时,R1//R2=10,仍然在8.55~10.45的范围内,故R2缺件不可测。如果R2错件成R1,则R1//R2=5,不在8.55~10.455的范围内,所以错件可以测出。

同理, 与跳线并联的电阻(J//R),不可测.

4) 小电阻过小, 无法准确测试.

虑及探针接触电阻,排线公母连接器之间电阻(反复插拔会增大)等影响,(约几百毫欧至几欧),故上限要放宽.

例如: 四颗0.47ohm的电阻并联,假设其中一颗缺件,系统不可测.

另外通过PIN Search 可以探测到探针到开关板之间的阻抗值,应保证在1欧姆以内,测试小电阻就比较准确了,也可以尝试四线制测试小电阻。具体0.1ohm 的电阻﹐误差=+/-20%

5) 同一金道上的跳线以及相并联的的跳线不可测, 不同粗细或不同材质的跳线不可测.

6) 大电阻//大电容, 大电阻无法准确测试.

这是所说的”大”, 实际调试时才能判定是否可测.从测试原理部分分析:

例如:R1为100k欧姆的电阻同1mf的电容C1并联,

电容的容抗为:Zc=1/(2*3.14*50*1*0.001)=3.18

电阻的阻抗为: Zr=100000欧姆

所以可以看出,大电阻无法准确测试,具体电路还要具体分析,套用上述公式计算是否可以准确测试。

7) 小电容//小电阻,小电容无法准确测试.

釆用AC法,小电容呈现高阻抗, 与大电阻并联小电阻同理, 小电容无法测.

釆用交流相位分离法,当电容,电阻均较小时,其相拉差渐趋于0.故小电容也无法准确测量.

8) 与小电感并联的较大电阻,常不可测.

釆用定电流法,电感通直流,使电阻两端短接而不可测.

釆用交流相位分离法, 小电感并联大电阻,其相拉差渐趋于π/2. 故常不可测.

而与大电感并联的小电阻,则可试蓍以相位分离法测量出来.

9) 电容并联电感,, 两者往往都不可测.

这时所说的电感,包括变压器,继电器等.

小电容并联小电感, 同理于小电容//小电阻,小电容无法准确测试..当电容较大时,其本身一般可以测. 电容较小时,电感感值可以测. 当然,如把电感当成一小电阻(一般须加延时测试), 始终可以测出内部断开或缺件的情形.

10) 二极管//小电阻, 二极管插反或漏件均不可测

对于硅材质的二极管,其正向偏置电压约为0.7V.

当R约为35~45ohm以下时,二极管插反或漏件均不可测.

因ICT系非破坏性测试,所提供电流较小,一般最大约为20mA(MODE 1). 当R约为35ohm以下时,其正反向所量到的电压小于V=I*R=0.7V. 则二极管插反甚至漏件,所量到的结果不变.

11) 与跳线或电感并联的二极管(L//D,J//D)不可测

通常二极管的正向压降为0.7V,反向压降>0.7V.

与第10条同理, 如果D//J或D//L.则,正反向压降约为0. 这时,二极管插反,漏件, ICT测到的结果仍为0,和正确时相同,故不可测.

12) 两个二极管同向并联, 其中一个漏件或空焊不可测

l 但插反应在可测之列

l 而两个二极管异向并联,其漏件或插反均应在可测之列.

(以上两点须釆用正反向双步测试, 方可有效检出.)

另外:TR518EP以上测试设备(TR5001,TR8001)通过测试漏电流的原理,可以测试出漏件,空焊。

此处所说的二极管泛指PN结.包括Diode,Transistor,FET, Photo Coupler,SCR,IC等内的PN结.

13) ZENER的齐纳电压

因ICT系统TR518F,TR518FE,TR518FV最大仅提供10V的电压, 故如果齐纳电压大于10V, 则无法测试.当然,如果错成齐纳电压小于10V的ZENER,仍在可测之列.振华T800可提供48V,此部分可以测试。

14) 电容极性

在线ICT利用电解电容正反向漏电流之差异,判定其是否插反. 但在整个网络中,常遇到电感(包括变压器),IC,小电阻等的分流作用,正反向漏电流并无明显差异,则极性无法测试. 故电容极性测试比较有限.

针对电解电容一般使用三端测试,效果很好,并联电解电容掉件,反向可测率接近100%。

15) 电容容值过小时,常不可测

ICT可以侦测1pF的电容, 其方法是扣除杂散电容而得一较稳定的值. 但是,如果测量值受旁路影响而使其极不稳定,变化幅度超过被测电容容值,则电容缺件不可测. 当然,如果其错件为一较大电容,仍然可测.

晶振,突波吸收器作小电容测试,有时漏件不可测.调试时要细心试验.

16) 小电感错件为跳线或被短路

例如: Bead错件为跳线或短路. 当然,其缺件或断开仍然可测.

而变压器宜将每绕组作电感来测试,以利于测出短路情形。

17) IC内性能不良

ICT通过测其保护二极管,可判定IC空焊,开短路,插反,错件以及保护二极管不良.但对于IC内部性能不良须仰赖其它测试. 另外,共地的若干个IC脚空焊常不可测.

18) CONNECTOR,打开的SWITCH缺件或插反不可测

因其处于OPEN(每Pin之间)状态. 但若是以HPTestJet 技术在其上加装Sensor Plate来进行测试,仍可测出空焊, 缺件等.

19) 可调电阻(VR),热敏电阻无法准确测试

20) FET常遇空焊不能测

例如,N型沟道增强型绝缘栅场效应管(MOSFET),通常在D-S间存在一PN结,可作Diode来测试,而G极处于绝缘状态. 对于ID的测试,常因受旁路分流而使其在G极空焊时仍量到一没有多大变化的值.故对于FET, 要细心试验,使之可测.

21) 零件空焊

零件空焊一般都可以有效的侦出.但下述情形极为偶然.

虽然零件空焊,但探针借助弹力仍与零件脚接触良好时,这颗零件测量值就为正确,从而未有效检出空焊. 且因为探针的压迫,使零件脚碰触金道导通,故Open/Short测试亦未能测出来.(故最好选取Test Pad作探点)



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