ICT在线测试原理 摘要：本文介绍了在线测试的基本知识和原则。 1 慨述 1.1 定义 在线测试，ICT，In-Circuit Test，是通过对在线元器件的电性能及电气连接进行测试来检查生产制造缺陷及元器件不良的一种标准测试手段。它主要检查单个在线组件和各电路网络的开启和短路，具有操作简单、速度快、故障定位准确等特点。 飞针ICT基本只进行静态的测试，优点是不需制作夹具，程序开发时间短。 针床式ICT可进行模拟器件功能和数字器件逻辑功能测试，故障覆盖率高，但各单板需要制作专用针床夹具，夹具生产和程序开发周期长。 1.2 ICT范围及特点 检查制成板上在线元件的电气性能和电路网络的连接情况。可定量测量电阻、电容、电感、晶体振动等设备，测试二极管、三极管、光莲花、变压器、继电器、操作放大器、电源模块等功能，测试中小型集成电路，如所有74系列Memory 类、常用驱动类、交换类等IC。 通过直接测试在线设备的电气性能，发现制造工艺的缺陷和部件的不良。元件类可检测到元件值的超差、故障或损坏，Memory类程序错误等。可发现焊锡短路、元件插错、插反、漏装、管脚翘起、虚焊等工艺类，PCB短路、断线等故障。 测试的故障直接定位在网络点直接定位测试故障，故障定位准确。维修故障不需要更多的专业知识。自动化测试采用程序控制，操作简单，测试速度快，单板测试时间一般为几秒至几十秒。 1。3意义 在线测试通常是生产中的第一个测试过程，可以及时反映生产条件，有利于工艺的改进和改进。ICT由于故障定位准确，维护方便，测试过的故障板可以大大提高生产效率，降低维护成本。由于其具体的测试项目，是保证现代大生产质量的重要测试手段之一。 ICT简要介绍测试理论 1基本测试方法 1.模拟器件测试 使用操作放大器进行测试。由“A虚地的概念有： ∵Ix = Iref ∴Rx = Vs/ V0*Rref Vs、Rref分别为激励信号源、仪器计算电阻。测量出V0，则Rx可求出。 若待测Rx对于电容，电感，则Vs交流信号源，Rx也可以为阻抗形式找到C或L。 1.2 隔离（Guarding） 上述测试方法是针对独立的设备，实际电路上的设备相互连接和影响Ix笽ref，必须时必须隔离（Guarding）。隔离是在线测试的基本技术。 因为R1、R连接分流，使Ix笽ref ，Rx = Vs/ V0*Rref等式不成立。只需在测试过程中使G和F点同电位，R2中无电流流过，仍有Ix=Iref，Rx等式不变。G点接地，因为F点虚地，两点电位相等，可以隔离。实际实用时，G与G通过隔离操作放大器F等电位。ICT测试仪可提供多个隔离点，消除外围电路对测试的影响。 1.2 IC的测试 对数字IC，采用Vector(向量)测试。向量测试类似于真值表测量，激励输入向量，测量输出向量，通过实际逻辑功能测试判断设备的质量。 例如：非门测试 对模拟IC可以根据测试IC作为功能块测试，实际功能激励电压和电流，测量相应的输出。 2 非向量测试 随着现代制造技术的发展和超大型集成电路的使用，编写设备的向量测试程序往往需要很多时间。例如，80386的测试程序需要一个熟练的程序员近半年。SMT器件的大量应用，使器件引脚开路的故障现象变得更加突出。为此，各公司的非向量测试技术，Teradyne推出MultiScan；GenRad推出的Xpress非向量测试技术。 2.1 DeltaScan模拟结测试技术 DeltaScan利用几乎所有数字设备管脚和绝大多数混合信号设备引脚的静电放电保护或寄生二极管，对被测设备的独立引脚进行简单的直流电流测试。当一块板的电源被切断时，设备上任何两个管脚的等效电路如下图所示。 1 管脚A加一对地负电压，电流Ia正向偏压二极管流过管脚A。测量流过管脚A的电流Ia。 2 保持管脚A的电压，在管脚B中加入高负电压和电流Ib正向偏压二极管流过管脚B。由于电流共享从管脚A和管脚B到接地的共同基片电阻，电流Ia会减少。 3 再次测量流过管脚A的电流Ia。当电压加到管脚B时，Ia没有变化（delta），一定有连接问题。 DeltaScan该软件综合了该设备上许多可能的管脚对测试结果，从而得到了准确的故障诊断。参与信号管脚、电源和接地管脚、基板DeltaScan测试，这意味着除了脱管脚，DeltaScan还可检测器件缺失、插反、焊线脱离等制造故障。 GenRad类型测试称Junction Xpress。其同样利用IC只有通过测量二极管的频谱特性(二次谐波)，才能实现内部二极管的特性。 DeltaScan该技术不需要额外的夹具硬件，已成为第一项技术。 2.2 FrameScan电容藕合试验 FrameScan用电容藕合检测管脚的脱离。每个设备上都有一个电容探头，在管脚激励信号中，电容探头拾取信号。如图所示： 1 夹具上的多路开关板选择某个装置上的电容探头。 2 模拟测试板在测试仪中（ATB）依次向每个被测管脚发出交流信号。 3 采集和缓冲被测管脚上的交流信号。 4 ATB测量电容探头拾取的交流信号。若管脚与电路板的连接正确，则会测量信号；若管脚脱落，则无信号。 GenRad类型技术称Open Xpress。原理类似。 该技术夹具需要传感器等硬件，测试成本略高。 3 Boundary-Scan边界扫描技术 ICT测试仪要求每个电路节点至少有一个测试点。但随着设备集成度的增加，功能越来越强，包装越来越小，SMT元件增多，多层板使用，PCB随着板组件密度的增加，很难在每个节点放置探针。为了增加测试点，增加制造成本；同时，开发功能强大的设备测试库变得困难，开发周期延长。为此，联合测试组织（JTAG）颁布了IEEE1149.1测试标准。 IEEE1149.1定义了一个扫描器件的几个重要特性。首先，组成测试访问端口的定义（TAP）的四（五〕个管脚：TDI、TDO、TCK、TMS，（TRST）。选择测试方法（TMS）用于加载控制信息；二是定义TAP控制器支持的几种不同的测试模式主要包括外部测试（EXTEST）、内测试（INTEST）、运行测试（RUNTEST）；最后，提出了边界扫描语言（Boundary Scan Description Language），BSDL语言描述扫描器件的重要信息，它定义管脚为输入、输出和双向类型，定义了TAP模式及指令集。 每个带有边界扫描的引脚和串行移位寄存器（SSR）单元连接称为扫描单元。扫描单元连接在一起，形成移位寄存器链，用于控制和检测设备引脚。 每个带有边界扫描的引脚和串行移位寄存器（SSR）单元连接称为扫描单元。扫描单元连接在一起，形成一个移位寄存器链，用于控制和检测设备引脚。四个特定的管脚用于完成测试任务。 通过他们的扫描链描链通过它们TAP连接在一起形成连续的边界寄存器链，在链头加上TAP所有与链相连设备的管脚都可以通过信号控制和检测。这种虚拟接触取代了针床夹具对设备各管脚的物理接触，取代了实际的物理接触，消除了大量的占用PCB板空间的测试焊盘减少了PCB夹具的制造成本。 对PCB在板材的可测性设计中，可以使用专门的软件来分析电路网点和具有扫描功能的设备，在不降低测试覆盖率的情况下，决定如何有效地放置有限数量的测试点，最经济地减少测试点和测试针。 边界扫描技术解决了无法增加测试点的困难。更重要的是，它提供了一种简单快速地生成测试图形的方法。软件工具可用于生成BSDL如果文件转换为测试图形，Teradyne的Victory，GenRad的Basic Scan和Scan Path Finder。解决编制复杂试验库的困难。 用TAP对如也可以实现访问口CPLD、FPGA、Flash Memroy的在线编程（In-System Program或On Board Program）。 4 Nand-Tree Nand-Tree是Inter公司发明的可测设计技术。在我们的产品中，只发现了82371芯片的设计。描述其设计结构的一般程序*.TR我们可以将该文件转换为测试向量。 ICT故障定位准确，测试稳定，与电路和PCB设计有很大关系。原则上，我们要求每个电路网络点都有测试点。电路设计应隔离每个设备的状态，不相互影响。扫描边界，Nand-Tree可测性要求应安装在设计中。