基本介紹
- 中文名：線上測試儀
- 外文名： in circuit tester
- 簡稱：ICT
- 類別：科學儀器
簡介,優點：,原理：,
簡介
ICT（In-Circuit Test System），中文慣用名為線上測試儀（本手冊特指組裝電路板線上測試儀），主要用於組裝電路板（PCBA）的測試。這裡的“線上”是“In-Circuit”的直譯，主要指電子元器件線上路上（或者說在電路上）。線上測試是一種不斷開電路，不拆下元器件管腳的測試技術，“線上”反映了ICT重在通過對線上路上的元器件或開短路狀態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、二極體、三極體、電晶體、IC等元件！
早期，業內將ATE設備也歸在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測試設備生產廠商主要有安捷倫(美國)，泰瑞達(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80年代前後，日本將美國同類產品加以簡化和小型化，並改成使用氣動壓床式，代表的有日本TESCON，OKANO，使得ICT簡單易用並低成本，使之成為電子廠不可或缺的必備檢測設備，並迅速推廣普及。80年代台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製造重要基地，於上世紀80年代後期，90年代初期，台灣開始完全仿製TESCON測試儀，並推出眾多品牌的壓床式ICT，其價格更加低廉，迫使曾全球第一市占率的日本TESCON淡出市場，並因台灣電子代工業大發展而大幅提高市占率。從上世紀70年代開始，國內即有開發類似的靜態測試儀，1993年，中國本土品牌更領先日本韓國台灣及香港開發出全亞洲第一台windows版的ICT。時至今日，美國泰瑞達和安捷倫仍是領導品牌，成為事實上的此類技術的標準!
優點：
1、縮短測試時間：一般組裝電路板如約300個零件ICT的大約是3-4秒鐘。 對複雜，而且還包含了上電後的功能測試，象TTL、OPAMP、Frequency、TREE、BSCAN、MEMORY等，所以將ATE獨立為另一個類別了！
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瑩琦（WINCHY) WIN5200E2、測試結果的一致性：ICT的質量設定功能，能夠透過電腦控制，嚴格控制質量。
3、容易檢修出不良的產品：ICT有多種測試技術，高度的可靠性，檢測不良品種、且準確。
4、測試員及技術員水平需求降低：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、大大提高生產成品率。
6、大大提升品質。減少產品的不良率，提高企 業形象。
原理：
1 慨述 1.1 定義 ICT線上測試儀，ICT，In-Circuit Test，是通過對線上元器件的電性能及電氣連線進行測試來檢查生產製造缺陷及元器件不良的一種標準測試手段。它主要檢查線上的單個元器件以及各電路網路的開、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ICT基本只進行靜態的測試，優點是不需製作夾具，程式開發時間短。針床式ICT可進行模擬器件功能和數字器件邏輯功能測試，故障覆蓋率高，但對每種單板需製作專用的針床夾具，夾具製作和程式開發周期長。1.2 ICT的範圍及特點檢查製成板上線上元器件的電氣性能和電路網路的連線情況。能夠定量地對電阻、電容、電感、晶振等器件進行測量，對二極體、三極體、光藕、變壓器、繼電器、運算放大器、電源模組等進行功能測試，對中小規模的積體電路進行功能測試，如所有74系列、Memory 類、常用驅動類、交換類等IC。它通過直接對線上器件電氣性能的測試來發現製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類的程式錯誤等。對工藝類可發現如焊錫短路，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、網路點上，故障定位準確。對故障的維修不需較多專業知識。採用程式控制的自動化測試，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意義線上測試通常是生產中第一道測試工序，能及時反應生產製造狀況，利於工藝改進和提升。ICT線上測試儀測試過的故障板,因故障定位準，維修方便，可大幅提高生產效率和減少維修成本。因其測試項目具體，是現代化大生產品質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*RrefVs、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線、相互影響，使Ix笽ref，測試時必須加以隔離（Guarding）。隔離是線上測試的基本技術。 在上電路中，因R1、R2的連線分流，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 對數字IC，採用Vector（向量）測試。向量測試類似於真值表測量，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 非向量測試隨著現代製造技術的發展，超大規模積體電路的使用，編寫器件的向量測試程式常常花費大量的時間，如80386的測試程式需花費一位熟練編程人員近半年的時間。SMT器件的大量套用，使器件引腳開路的故障現象變得更加突出。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利用幾乎所有數字器件管腳和絕大多數混合信號器件引腳都有的靜電放電保護或寄生二極體，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後，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之正向偏壓二極體。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之正向偏壓二極體。由於從管腳A和管腳B至接地之共同基片電阻內的電流分享，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），則一定存在連線問題。 DeltaScan軟體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、焊線脫開等製造故障。GenRad類式的測試稱Junction Xpress。其同樣利用IC內的二極體特性，只是測試是通過測量二極體的頻譜特性（二次諧波）來實現的。DeltaScan技術不需附加夾具硬體，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 測試儀內的模擬測試板（ATB）依次向每個被測管腳發出交流信號。3 電容性探頭採集並緩衝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線是正確的，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。此技術夾具需要感測器和其他硬體，測試成本稍高。 3 Boundary-Scan邊界掃描技術ICT測試儀要求每一個電路節點至少有一個測試點。但隨著器件集成度增高，功能越來越強，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，要在每一個節點放一根探針變得很困難，為增加測試點，使製造費用增高；同時為開發一個功能強大器件的測試庫變得困難，開發周期延長。為此，聯合測試組織（JTAG）頒布了IEEE1149.1測試標準。 IEEE1149.1定義了一個掃描器件的幾個重要特性。首先定義了組成測試訪問連線埠（TAP）的四（五〕個管腳：TDI、TDO、TCK、TMS，（TRST）。測試方式選擇（TMS）用來載入控制信息；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）、內測試（INTEST）、運行測試（RUNTEST）；最後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引腳都和一個串列移位暫存器（SSR）的單元相接，稱為掃描單元，掃描單元連在一起構成一個移位暫存器鏈，用來控制和檢測器件引腳。其特定的四個管腳用來完成測試任務。將多個掃描器件的掃描鏈通過他們的TAP連在一起就形成一個連續的邊界暫存器鏈，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管腳的物理接觸，虛擬訪問代替實際物理訪問，去掉大量的占用PCB板空間的測試焊盤，減少了PCB和夾具的製造費用。作為一種測試策略，在對PCB板進行可測性設計時，可利用專門軟體分析電路網點和具掃描功能的器件，決定怎樣有效地放有限數量的測試點，而又不減低測試覆蓋率，最經濟的減少測試點和測試針。邊界掃描技術解決了無法增加測試點的困難，更重要的是它提供了一種簡單而且快捷地產生測試圖形的方法，利用軟體工具可以將BSDL檔案轉換成測試圖形，如Teradyne的Victory，GenRad的Basic Scan和Scan Path Finder。解決編寫複雜測試庫的困難。用TAP訪問口還可實現對如CPLD、FPGA、Flash Memroy的線上編程（In-System Program或On Board Program）。4 Nand-TreeNand-Tree是Inter公司發明的一種可測性設計技術。在我司產品中，現只發現82371晶片內此設計。描述其設計結構的有一一般程*.TR2的檔案，我們可將此檔案轉換成測試向量。 ICT測試要做到故障定位準、測試穩定，與電路和PCB設計有很大關係。原則上我們要求每一個電路網路點都有測試點。電路設計要做到各個器件的狀態進行隔離後，可互不影響。對邊界掃描、Nand-Tree的設計要安裝可測性要求。
