ICT的定義
Q:什么是ICT?A:ICT(In-Circuit Test System),中文慣用名為在線測試儀,主要用于組裝電路板(PCBA)的測試。這里的"在線"是"In-Circuit"的直譯,主要指元器件在線路上。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,"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的測試來檢測電路板的組裝問題。Q:ICT基本功能可以測量那些元件?A:開、短路,電阻,電容,電感,二極管,IC保護二極管測試等。Q:為什么要使用ICT?A:根據電路板組裝行業的統計數據表明,組裝缺陷主要體現在焊接開路、短路、偏移、缺件等方面,約占90%以上,如下圖,因此在線測試技術應用的原則是能夠快速檢測故障元器件或組裝缺陷,并能夠準確定位缺陷和缺陷分類。Q:ICT是否可視為一臺萬用電表?A:ICT可以視為一部自動化的高級萬用電表,并且因它具有電路隔離(Guarding)的功能,能準確測量每一元件在電路內的實際值。Q:ICT與一般電表的功能差異?A:電表是用以測量單一零件,而ICT除了可量單一零件外,更可通過針床來測量實板上的零件。只是實板上有許多回路,易將信號源與以分流、分壓,故往往需加"Guarding"功能,才可使測量準確。Q:ICT與AOI的關系為何?A:ICT主要是通過電的測量方法進行的,而AOI是通過光的圖像處理技術進行的。兩者各有所長,互為補充。在制程安排上,一般是先AOI,后ICT。
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ICT測試機主流品牌
一種組裝電路板自動測試系統,亦為在線式的電路板靜態測試設備,業內也稱為ICT/ATE/ATS/MDA測試!
全球主要ICT自動測試設備生產廠商主要有Agilent Technologies安捷倫(美國),Teradyne泰瑞達(美國)、Check Sum(美國)、AEROFLEX(美國)、WINCHY瑩琦、Hioki(日本)、IFR(AEROFLEX并購)、Takaya(日本)、Tescon(日本), Okano(日本)、系新(臺灣)、JET(捷智)、Tr(德泰)、SRC星河、Concord、Rohde & Schwarz、Scorpion 、Shindenski、SPEA、Tecnost-MTI、Testronics、WK Test 、Schuhll、Viper、TTI等等品牌。不同品牌ICT的測試原理相同或相似。上世紀80年代前后,日本將美國同類產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臺灣及香港開發出全亞洲第一臺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!
值得一提的是,近十余年來,外商尤其是臺商將設備最關鍵最昂貴的測試主機(從數萬到數十萬元)通過超低價(數千元)報關走私進入中國大陸內地,然后在國內加上機械大外殼,即以翻了數倍到數十倍的價格在市場上銷售,這樣的作法偷逃了數以億計的關稅。而國內設備廠商通過正常報關進口零配件生產的設備,其成本甚至會一度遠高于外資廠。所以,境外品牌的這種違法走私使得其測試設備在成本上并不處于多大劣勢,甚至有時還處于優勢。這對誠實的國內測試設備廠商來說無疑是極不公平的。令人欣慰的是,今天,國人崇尚洋貨好面子歧視國貨的心態正有所扭轉,外資企業也已改變只購國外設備的作法,而愿意更多的購買性價比更高的國內設備。裝備制造業是提供技術裝備的基礎性產業,涉及一個國家一個地區的核心競爭力,是增強國民自信的源泉。隨著中國軟實力的不斷增強,相信中國本土自動測試設備品牌必將在轉型升級、不斷創新中迎來更大的發展。
ICT及ICT測試原理
ICT在線測試原理
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
在線測試,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ICT基本只進行靜態的測試,優點是不需制作夾具,程序開發時間短。
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,但對每種單板需制作專用的針床夾具,夾具制作和程序開發周期長。
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現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、網絡點上,故障定位準確。對故障的維修不需較多專業知識。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中第一道測試工序,能及時反應生產制造狀況,利于工藝改進和提升。ICT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*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,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
隨著現代制造技術的發展,超大規模集成電路的使用,編寫器件的向量測試程序常常花費大量的時間,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。
此技術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
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,使制造費用增高;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端口(TAP)的四(五〕個管腳: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)、內測試(INTEST)、運行測試(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引腳都和一個串行移位寄存器(SSR)的單元相接,稱為掃描單元,掃描單元連在一起構成一個移位寄存器鏈,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和夾具的制造費用。
作為一種測試策略,在對PCB板進行可測性設計時,可利用專門軟件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,利用軟件工具可以將BSDL文件轉換成測試圖形,如Teradyne的Victory,GenRad的Basic Scan和Scan Path Finder。解決編寫復雜測試庫的困難。
用TAP訪問口還可實現對如CPLD、FPGA、Flash Memroy的在線編程(In-System Program或On Board Program)。
4 Nand-Tree
Nand-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芯片內此設計。描述其設計結構的有一一般程*.TR2的文件,我們可將此文件轉換成測試向量。
ICT測試要做到故障定位準、測試穩定,與電路和PCB設計有很大關系。原則上我們要求每一個電路網絡點都有測試點。電路設計要做到各個器件的狀態進行隔離后,可互不影響。對邊界掃描、Nand-Tree的設計要安裝可測性要求。
FCT的定義
在工業時代前就已被廣泛使用,包括機械治具、木工治具、焊接治具、珠寶治具、以及其他領域。某些類型的治具也稱為“模具”或“輔具”,其主要目的是為重復性和準確的重復某部分的重制。一個明顯的例子是當復制鑰匙時,原始的鑰匙通常被固定于治具上,如此機器就能借由原始鑰匙外觀的導引復制出新的鑰匙。
有許多治具之所以產生是因為商業的需要,因為有許多類型的治具是客制化的,某些是為了提高生產力、重復特定動作、或使工作更加精確。因為治具的設計基本上是建立于邏輯, 類似的治具可能會因為使用于不同的時間和地點而分別產生。
在工業時代前就已被廣泛使用,包括機械治具、木工治具、焊接治具、珠寶治具、以及其他領域。某些類型的治具也稱為“模具”或“輔具”,其主要目的是為重復性和準確的重復某部分的重制。一個明顯的例子是當復制鑰匙時,原始的鑰匙通常被固定于治具上,如此機器就能借由原始鑰匙外觀的導引復制出新的鑰匙。
有許多治具之所以產生是因為商業的需要,因為有許多類型的治具是客制化的,某些是為了提高生產力、重復特定動作、或使工作更加精確。因為治具的設計基本上是建立于邏輯, 類似的治具可能會因為使用于不同的時間和地點而分別產生。
單片機運用在FCT測試中的優勢
在工業時代前就已被廣泛使用,包括機械治具、木工治具、焊接治具、珠寶治具、以及其他領域。某些類型的治具也稱為“模具”或“輔具”,其主要目的是為重復性和準確的重復某部分的重制。一個明顯的例子是當復制鑰匙時,原始的鑰匙通常被固定于治具上,如此機器就能借由原始鑰匙外觀的導引復制出新的鑰匙。
有許多治具之所以產生是因為商業的需要,因為有許多類型的治具是客制化的,某些是為了提高生產力、重復特定動作、或使工作更加精確。因為治具的設計基本上是建立于邏輯, 類似的治具可能會因為使用于不同的時間和地點而分別產生。
在工業時代前就已被廣泛使用,包括機械治具、木工治具、焊接治具、珠寶治具、以及其他領域。某些類型的治具也稱為“模具”或“輔具”,其主要目的是為重復性和準確的重復某部分的重制。一個明顯的例子是當復制鑰匙時,原始的鑰匙通常被固定于治具上,如此機器就能借由原始鑰匙外觀的導引復制出新的鑰匙。
有許多治具之所以產生是因為商業的需要,因為有許多類型的治具是客制化的,某些是為了提高生產力、重復特定動作、或使工作更加精確。因為治具的設計基本上是建立于邏輯, 類似的治具可能會因為使用于不同的時間和地點而分別產生。