第五章 在线测试仪( ICT )功能探讨
ICT ( IN-CIRCUIT TESTER ), 又名在线测试仪或静态测试仪 (与之对应的是动态功能测试), 它利用微量的电流(约20mA以下),弱电压(10V以下),高速测量电路板上之开短路,错漏件,插反,断裂以及组件不良等. 目前,ICT已成为业界提高产能,确保质量,展现生产能力,建立信誉的不可或缺的利器.
ICT 与电表的功能差异
电表一般用以测量单一零件.
而ICT不仅可以测量单一零件,还可经由针床来测试实板上的零件,只是实板上有许多回路,易将信号源(电压源,电流源)分流,分压, 故往往须加"Guarding"功能,才可使测量准确. 简言之, "Guarding"功能即是在与之连接的零件的另一端由系统加一等电位,使其电位差为0,从而避免分流.
有时,限于系统(ICT)所能提供的信号源有限,(无法如功能测试那样,上电实测),以及回路和零件之特性,会造成测量不准确. 然而, ICT之目的为检查制程中的短断路,错件,漏件等. 一般并不严格要求测量精确度. 在编制程序时,须设定上,下限, 只要在上,下限范围内即算作"PASS". 故ICT的测量较偏重"相对值", 而非"绝对值".
ICT测试功能局限
在实际的电路板上,大量各式主,被动组件通过串,并联方式连接起来. 下述情形,ICT无法测试或无法准确测试.
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;
下限为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.$Page_Split$
3. 大电阻并联小电阻R1//R2,大电阻不可测
一般而言, 如果R1的容值是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.
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.
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.
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. 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. 若二极管插反甚至漏件,所量到的结果不变.$Page_Split$
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, 漏件或空焊不可测
但插反应在可测之列
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.)
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.
14. 电容极性
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.
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,或者在其上加装开关探针，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)
( 以上叙述作参考 )
