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In Circuit Tester簡稱ICT,即在線測試儀。是電子制造廠常用的PCBA(Printed- Circuit Board Assembly,印刷電路板組件)生產(chǎn)的測試設(shè)備。ICT分為主機和測試治具兩大部分。針對不同產(chǎn)品測試治具需特別定制。ICT多配置在SMT制程的回焊爐后的工序,也有配置在DIP制程的波峰焊爐后的工序。
ICT測試主要是用來檢測PCBA的線路開路、短路、所有零件的焊情況,可分為開路測試、短路測試、電阻測試、電容測試、二極管測試、三極管測試、場效應(yīng)管測試、IC管腳測試等元器件的漏裝、錯裝、參數(shù)值偏差、焊點連焊、線路板開短路等故障,并將故障是哪個組件或開短路位于哪個點準(zhǔn)確告訴用戶。ICT使用范圍廣,測量準(zhǔn)確性高,對檢測出的問題指示明確,即使電子技術(shù)水準(zhǔn)一般的工人處理有問題的PCBA也非常容易。使用ICT能極大地提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。
ICT是用ICT的金屬探針接觸PCB layout出來的測試點來進(jìn)行測試的,這需要被測零件有測試點對應(yīng),如無測試點ICT將無法測試。對于只有一個測試點的零件,怎樣形成電路回路進(jìn)行ICT測試,是本文要討論的問題。
1.PCBA上出現(xiàn)單一針點的原因
ICT對電路板上零件測試時需每一個零件都有相應(yīng)的ICT測試針對應(yīng),即每個零件在PCBA上都有相應(yīng)的節(jié)點與之對應(yīng)且節(jié)點需可訪問性。一般地說,也就是一個零件需有兩個測試點。
PCB的結(jié)構(gòu)尺寸限制;PCB Layout設(shè)計密度過大,高頻線路的不容許和對測試的必要性認(rèn)識不足是造成PCBA上出現(xiàn)單一針點的主要原因。如圖1所示。
圖1 PCBA上出現(xiàn)的單一測試點
此部位的R124有一端直接與一顆IC相連中間無節(jié)點空間造成無法植針,R124出現(xiàn)單一測試點,ICT將無法有效測試。
2.單一測試點ICT的解決方案
2.1用其它測試點代替
對單一測試點零件測試的方法就是采用其它測試針代替,如圖2。
圖2對單一測試點零件測試的方法就是采用其它測試針代替
如圖2所示,因R124與U11A直接相連造成R124只有一根測試針與之對應(yīng),則R124將無法測試;又因R124與U11A相連,我們可以采用U11A腳位上某一測試針與R124上的現(xiàn)用的測試針組成一測試步聚進(jìn)行測試,即測試針1與測試針3組成一測試回路。
為證明其可測性,在設(shè)計ICT測試治具時要先采用萬用表對零件進(jìn)行測量,取得數(shù)據(jù)(可采用電阻模式或也可采用電壓模式),比較有零件時與無零件時的差別,針對差別采用相應(yīng)的測試方法。因此也可采用電阻利用電壓方法測量其電壓值,電感采用電壓方法測試其電壓值等。
2.2測試方法舉例
對于單一測試點的電阻我們通常采用與IC串聯(lián)測試電壓法(利用IC腳位與接地腳位之間的保護(hù)二極管關(guān)系),可測出電阻的缺件,空焊等不良現(xiàn)象。如圖3。
因R182的一端接到12V上,而另一端直接接到U10的第14腳上,如不增加測試點則R182將無法測試,但可測試R182與U10接地腳之間的電壓測試R182的空焊或缺件。(如圖所示)
圖3對于單一測試點的電阻,通常采用與IC串聯(lián)測試其電壓
針對這種情況,在制做ICT治具時步驟如下:
A.取一片ICT測試OK的PCBA板,先用萬用表紅表筆接觸R182的+12V端,用黑表筆接觸U10的接地腳(所對應(yīng)的測試針為199),測量的電壓為:1.1V,將萬用表的紅、黑表筆交換分別接觸R182的兩端,測量的電壓為:0.5V。
B.R182下掉,用萬用表參照方法2,測量的電壓分別為:2.8V,0.48V。
C.依據(jù)方法1與方法2用萬用表測量的值可得出:
采用萬用表的紅表筆接觸R182的+12V端,黑表筆接觸U10的接地腳,兩者的測量電壓分別為1.1V、2.8V相差1.7V,可測出R182的空焊或缺件。
而采用萬用表的黑表筆接觸R182的+12V端,紅表筆接觸U10的接地腳,兩者的測量電壓分別為0.5V、0.48V相差0.02V,將無法準(zhǔn)確測出R182的空焊或缺件。
D.這樣可依據(jù)以上的測量結(jié)論在ICT測試程序中加入相應(yīng)的測試步聚。
如表1所示。表1中的1.74V為ICT測試出R182空焊或缺件時的電壓,0.4V為R182焊接良好時的電壓,與萬用表測量的2.8V、1.1V有區(qū)別,但這不重要因我們的目的是當(dāng)R182如出空焊或缺件時ICT可測試出。
表1 在ICT測試程序中加入相應(yīng)的測試步驟
E.新增的測試步聚需特別注意的是:高點與低點(即電流流入點與電流出點)的位置。R182的+12V端應(yīng)為高點(即985號測試針),而U10的接地腳(即199號測試針)為低點。反之將無法測試出R182空焊或缺件。
2.3上述測試方法的驗證
如R182位置錯打成其它阻值的電阻或電容等組件會如何呢?用以上的方法驗證,結(jié)果如下表2:
表2 采用與IC串聯(lián)測試電壓法的驗證數(shù)據(jù)
位置 零件值 ICT測試結(jié)果 位置 零件值 ICT測試結(jié)果
R182 4.7Ω 0.4V R182 330Ω 0.45V
4.7KΩ 1.74V 0.1UF 1.74V
10KΩ 1.73V 4.7UF 1.74V
1KΩ 1.736V 電感 0.42V
A.從表中可看出當(dāng)R182錯打成的阻值>=1KΩ時,其ICT的測試值大于1V與4.7Ω的0.4V有明顯的差距,ICT可測試出。
B.當(dāng)R182錯打成的阻值<=330Ω時的測試量與4.7Ω的測試量相近ICT將無法測出。
C.而R182位置錯打成電容時均可測。
D.打成電感時將無法測試。
E.當(dāng)R182位置錯打成的阻值大于R182的10倍時ICT可測出,錯成電容也可測出但錯成電感將無法測出。
F.單一測試針零件的一端與IC直接相連,另一端與一測試針相接(如R182),采用電壓法可測性較高。
針對A條出現(xiàn)的電感將無法測出的情況,可以參考下面的電感單一測試點的測試。
2.4電感單一測試點的測試
以圖4的電感L12為例:
圖4 電感單一測試點的測試
A.線路圖中可看出L12的第5、6、7、8腳與USB1相連,而第1、2、3、4腳直接與U6的A22、B22、D23、C23相連。造成L12第5、6、7、8有測試針對應(yīng)分別為第136、137、138、139號測試針,而第1,2,3,4則無測試針。
B.在正常測試時,應(yīng)分別測試腳1、8,2、7,3、6,4、8的導(dǎo)通狀態(tài)。
C.但現(xiàn)無法測試其導(dǎo)通狀態(tài),應(yīng)腳1、2、3、4無測試針。
D.利用L12與U6相連的關(guān)系,可分別測試L12的5、6、7、8腳位與U6接地腳之間的電壓來判定L12各腳位是否空焊。
E.一片ICT測試OK的PCB板,在程序中增加相應(yīng)的步聚,如下:
Part-N TYPE 高點 低點 隔離點 量測值
UL12_5_U U 136 GND/VCC 0 0.769
UL12_6_U6 U 137 GND/VCC 0 0.769
UL12_7_U6 U 138 GND/VCC 0 0.769
UL12_8_U6 U 139 GND/VCC 0 0.769
當(dāng)L12各腳及U6相應(yīng)腳位焊接良好情況下,測試值應(yīng)為:0.769V左右,否則測試值則為:2.7V左右。以L12的第1、8腳及所連U6的A22腳說明:
當(dāng)這3個腳位都焊接良好時,測試值為:0.769V。
若L12的第1、8腳及U6的A22腳位中的任一腳位空焊或不良測試值都為:2.7V。
這樣可通過測試電壓值的不同來判定各腳位焊接狀態(tài)。
3.結(jié)論及措施:
通過上述舉例,說明ICT對于單一測試針的零件通過串聯(lián)測試還是可以測試出焊接的不良現(xiàn)象的。特別是對于焊接工藝性審查時發(fā)現(xiàn)的易短路空焊之單一測點零件處,可以做一些分析和實驗,看看是否可以達(dá)到ICT的可測要求。但是并不是所有的單一測點零件都是可測的,因為一般地ICT的測點電壓是1.7V,最高會達(dá)3.6V,故對于集成度越越來越高,功耗越來越低的低電壓的芯片,在利用其管腳做測點時就要注意不要超過其耐壓值,以防止對芯片的損傷。