在线测试技术在SMT中的应用光发射机【新闻】

在线测试技术在SMT中的应用

在线测试技术在SMT中的应用 2011年12月10日 来源： 一、引言　　印制电路板组件（PBA）的测试目标可以按测试的问题划分为三个层次：A. 证实每个器件完成其所要求的功能；B. 证实各器件是以正确方式相连接的；C. 证明各器件间正确地相互作用并完成其预定的功能。目标A和B通常用在线测试技术完成，目标C则要用功能测试。因此，以前的自动测试设备既用于检测器件故障、制造故障，又要检测与设计有关的故障。即为一种组合型测试设备－－结合了在线测试和功能测试技术。或者，将所有的故障都放在功能测试阶段发现并排除。　　计算机辅助设计CAD的广泛应用则使时序、参数及布局等与设计有关的故障大为降低。同时，随着SMT技术的广泛使用，器件封装的微型化。PCB组件的高密度化，制造故障呈复杂化。开路和短路故障几乎占了所有故障总和的50％。图1 表明了典型的SMT型PBA的故障分布。图1：典型SMT型PBA故障分布　　因此，在线测试技术及设备将扮演着更重要的角色。也需要更多的测试技术及手段以适应电子产品装联技术发展的要求。本文则主要介绍这些测试技术，同时也简要介绍在线测试设备。二、在线测试技术及设备　　自1960年美国通用电气公司发明了针床式在线测试器以来，在线测试技术取得了很大的发展。1970年诞生了数字在线测试技术，1980年推出了矢量测试技术。在过去的几年，已开发出几种测试SMT型PBA的技术。如边界扫描技术，X－光检测技术等。现在又推出了非矢量测试方法。　　1. 矢量测试技术　　早期的在线测试仪由于电路板上所用的都是分离元件的模拟电路，通常采用4线和3线保护测量技术。但是，随着数字集成电路的出现，尤其是大规模数字集成电路的出现，使得3线和4线隔离保护测试技术不能胜任，于是产生了数字矢量测试技术。　　矢量测试方法是用一组矢量集的组合来激励所要测的器件，把输出的响应与对应的真值表对比看是否正确。使用矢量测试，要求对器件的了解要比较全面，测试工程师要比较熟练地掌握器件性能与真值表的配合。　　但是，使用矢量测试方法测试PCB板，遇到需要对一个新的大规模集成块开发测试码型，那是很费时的工作，而且还必须是很有经验测试工程师。开发一个器件的测试码型花费好几周时间是很常见的事。尤其用IC器件（包括用户自已）设计开发的专用电路（ASIC，FPGA）。由于缺少文件，缺少参数指标，加之器件设计人员不愿提供设资料等。这样，延长了开发测试软件的时间，推迟产品上市时间。　　再者，现在许多器件都很复杂，由于测试工程师能力所限，他们开发的测试码型很难满足器件管脚的故障覆盖率。　　另外，由于矢量测试只能显示出故障导致电路非正常工作的现象，而不能给故障精确定位，在诊断精度上仍有不尽人意之处，有些故障原因必须凭经验给出。为了解决上述种种缺陷。又开发了许多新技术，例如：测试矢量生成仪，边界扫描以及非矢量测试等。　　2. 测试矢量生成仪　　每位曾经编写过测试程序的测试人员一定都希望有一种能自动生成高效的测试码型。于是测试矢量生成工具应运而生。　　矢量生成工具用循序渐进，目标明确的方法来得到试验码型，成功率很高。利用智能算法比累试法形成试验矢量应当能够更快地生成可实用的测试码型。这种方法是将矢量形成的任务分解在比较容易处理的小块，其顺序进行的生成过程着眼于还未令人满意的目标，当新的目标达到时，这些矢量便加到已有的码型上去。同用手工方法相比，用一个高效的码型生成算法生成一个优良的在线测试码型所需的时间缩短了上千倍。　　用于生产的在线测试码型的稳定性和重复性是至关重要的。如果一个码型的故障覆盖率很高，但不稳定，重复性很低，这样的码型也毫无用处。算法生成器在这方面采取了预防措施，一般是在主体部分的实际测试码型前加一段初始化程序。　　一个好的算法矢量生成工具，要求所生成的测试码型的比特数小，而故障覆盖率不变。这是因为在测试器件时，用一种反驱动的方式，逆向驱动的时间长时器件会由热效应造成损害。测试电路板所需的时间又直接与测量矢量的长度成正比。　　算法矢量生成器的出现，提高了测试技术人员得到测试模式的能力，但用此技术仍需耗费大量的精力。一名工程师必须对VLSI有一定程度的了解才能成功地发挥这项技术的作用。有一些器件，算法矢量生成器对它们不适用。例如，数模混合信号的元件，动态元件，初始化很复杂的器件。最后一点是，通电测试能提高故障覆盖率，但在电路板测试存在一些问题时，会使程序调整变得很困难，要求对相应的器件堵塞，在编程时需要很多的技巧。　　3. 边界扫描技术　　随着PCB的日益复杂，电路板的上安装密度的提高和半导体器件的复杂程度的增大，采用SMT以及大规模集成电路，使得PCB上所含器件的“容量”也越来越大，大大限制了探针直

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