二、ICT測試技術(shù)

電氣測試使用的最基本儀器是在線測試儀（ICT），傳統(tǒng)的在線測試儀測量時使用專門的針床與已焊接好的線路板上的元器件接觸，并用數(shù)百毫伏電壓和10毫安以內(nèi)電流進(jìn)行分立隔離測試，從而精確地測出所裝電阻、電感、電容、二極管、三極管、可控硅、場效應(yīng)管、集成塊等通用和特殊元器件的漏裝、錯裝、參數(shù)值偏差、焊點(diǎn)連焊、線路板開短路等故障，并將故障是哪個元件或開短路位于哪個點(diǎn)準(zhǔn)確告訴用戶。針床式在線測試儀優(yōu)點(diǎn)是測試速度快，適合于單一品種民用型家電線路板極大規(guī)模生產(chǎn)的測試，而且主機(jī)價格較便宜。但是隨著線路板組裝密度的提高，特別是細(xì)間距SMT組裝以及新產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)周期越來越短，線路板品種越來越多，針床式在線測試儀存在一些難以克服的問題：測試用針床夾具的制作、調(diào)試周期長、價格貴；對于一些高密度SMT線路板由于測試精度問題無法進(jìn)行測試。

基本的ICT近年來隨著克服先進(jìn)技術(shù)局限的技術(shù)而改善。例如，當(dāng)集成電路變得太大以至于不可能為相當(dāng)?shù)碾娐犯采w率提供探測目標(biāo)時，ASIC工程師開發(fā)了邊界掃描技術(shù)。邊界掃描(boundary scan)提供一個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法來確認(rèn)在不允許探針的地方的元件連接。額外的電路設(shè)計到IC內(nèi)面，允許元件以簡單的方式與周圍的元件通信，以一個容易檢查的格式顯示測試結(jié)果。 另一個非矢量技術(shù)(vectorlees technique)將交流(AC)信號通過針床施加到測試中的元件。一個傳感器板靠住測試中的元件表面壓住，與元件引腳框形成一個電容，將信號偶合到傳感器板。沒有偶合信號表示焊點(diǎn)開路。 用于大型復(fù)雜板的測試程序人工生成很費(fèi)時費(fèi)力，但自動測試程序產(chǎn)生(ATPG, automated test program generation)軟件的出現(xiàn)解決了這一問題，該軟件基于PCBA的CAD數(shù)據(jù)和裝配于板上的元件規(guī)格庫，自動地設(shè)計所要求的夾具和測試程序。雖然這些技術(shù)有助于縮短簡單程序的生成時間，但高節(jié)點(diǎn)數(shù)測試程序的論證還是費(fèi)時和和具有技術(shù)挑戰(zhàn)性。

三、AXI測試技術(shù)

AXI是近幾年才興起的一種新型測試技術(shù)。當(dāng)組裝好的線路板（PCBA）沿導(dǎo)軌進(jìn)入機(jī)器內(nèi)部后，位于線路板上方有一X-Ray發(fā)射管，其發(fā)射的X射線穿過線路板后被置于下方的探測器（一般為攝象機(jī)）接受，由于焊點(diǎn)中含有可以大量吸收X射線的鉛，因此與穿過玻璃纖維、銅、硅等其它材料的X射線相比，照射在焊點(diǎn)上的X射線被大量吸收，而呈黑點(diǎn)產(chǎn)生良好圖像，使得對焊點(diǎn)的分析變得相當(dāng)直觀，故簡單的圖像分析算法便可自動且可靠地檢驗(yàn)焊點(diǎn)缺陷。AXI技術(shù)已從以往的2D檢驗(yàn)法發(fā)展到目前的3D檢驗(yàn)法。前者為透射X射線檢驗(yàn)法，對于單面板上的元件焊點(diǎn)可產(chǎn)生清晰的視像，但對于目前廣泛使用的雙面貼裝線路板，效果就會很差，會使兩面焊點(diǎn)的視像重疊而極難分辨。而3D檢驗(yàn)法采用分層技術(shù)，即將光束聚焦到任何一層并將相應(yīng)圖像投射到一高速旋轉(zhuǎn)的接受面上，由于接受面高速旋轉(zhuǎn)使位于焦點(diǎn)處的圖像非常清晰，而其它層上的圖像則被消除，故3D檢驗(yàn)法可對線路板兩面的焊點(diǎn)獨(dú)立成像。 3D X-Ray技術(shù)除了可以檢驗(yàn)雙面貼裝線路板外，還可對那些不可見焊點(diǎn)如BGA等進(jìn)行多層圖象“切片”檢測，即對BGA焊接連接處的頂部、中部和底部進(jìn)行徹底檢驗(yàn)。同時利用此方法還可測通孔（PTH）焊點(diǎn)，檢查通孔中焊料是否充實(shí)，從而極大地提高焊點(diǎn)連接質(zhì)量。 ICT測試是目前生產(chǎn)過程中最常用的測試方法，其具有較強(qiáng)的故障能力和較快的測試速度等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)對于批量大，產(chǎn)品定型的廠家而言，是非常方便、快捷的。但是，對于批量不大，產(chǎn)品多種多樣的用戶而言，需要經(jīng)常更換針床，因此不太適合。同時由于目前線路板越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的電路接觸式測試受到了受到了極大限制，通過ICT測試和功能測試很難診斷出缺陷。隨著大多數(shù)復(fù)雜線路板的密度不斷增大，傳統(tǒng)的測試手段只能不斷增加在線測試儀的測試接點(diǎn)數(shù)。然而隨著接點(diǎn)數(shù)的增多，測試編程和針床夾具的成本也呈指數(shù)倍上升。開發(fā)測試程序和夾具通常需要幾個星期的時間，更復(fù)雜的線路板可能還要一個多月。另外，增加ICT接點(diǎn)數(shù)量會導(dǎo)致ICT測試出錯和重測次數(shù)的增多。 AOI技術(shù)則不存在上述問題，它不需要針床，在計算機(jī)程序驅(qū)動下，攝像頭分區(qū)域自動掃描PCB，采集圖像，測試的焊點(diǎn)與數(shù)據(jù)庫中的合格的參數(shù)進(jìn)行比較，經(jīng)過圖像處理，檢查出PCB上缺陷。極短的測試程序開發(fā)時間和靈活性是AOI最大的優(yōu)點(diǎn)。AOI除了能檢查出目檢無法查出的缺陷外，AOI還能把生產(chǎn)過程中各工序的工作質(zhì)量以及出現(xiàn)缺陷的類型等情況收集，反饋回來，供工藝控制人員分析和管理。 但AOI系統(tǒng)也存在不足，如不能檢測電路錯誤，同時對不可見焊點(diǎn)的檢測也無能為力。并且經(jīng)過我們的調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)AOI測試技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中會會存在一些問題：

1）AOI對測試條件要求較高，例如當(dāng)PCB有翹曲，可能會由于聚焦發(fā)生變化導(dǎo)致測試故障，而如果將測試條件放寬，又達(dá)不到測試目的。

2)AOI靠識別元件外形或文字等來判斷元件是否貼錯等，若元件類型經(jīng)常發(fā)生變化（如由不同公司提供的元件），這樣需要經(jīng)常更改元件庫參數(shù)，否則將會導(dǎo)致誤判。

AXI技術(shù)是目前一種相對比較成熟的測試技術(shù)，其對工藝缺陷的覆蓋率很高，通常達(dá)97%以上。而工藝缺陷一般要占總?cè)毕莸?0%—90%，并可對不可見焊點(diǎn)進(jìn)行檢查，但AXI技術(shù)不能測試電路電氣性能方面的缺陷和故障。盡管如此，AXI技術(shù)在電子通訊行業(yè)中的應(yīng)用前景令人看好，例如上海貝爾、青島郎訊等都已采用了這一新技術(shù)。 從目前應(yīng)用情況來看，采用兩種或以上技術(shù)相結(jié)合的測試策略正成為發(fā)展趨勢（如圖1略所示）。因?yàn)槊恳环N技術(shù)都補(bǔ)償另一技術(shù)的缺點(diǎn)：從將AXI技術(shù)和ICT技術(shù)結(jié)合起來測試的情況來看，一方面，X射線主要集中在焊點(diǎn)的質(zhì)量。它可確認(rèn)元件是否存在，但不能確認(rèn)元件是否正確，方向和數(shù)值是否正確。另一方面，ICT可決定元件的方向和數(shù)值但不能決定焊接點(diǎn)是否可接受，特別是焊點(diǎn)在封裝體底部的元件，如BGA、CSP等。圖2為AXI和ICT測試方法檢查范圍互補(bǔ)圖。 需要特別指出的是隨著AXI技術(shù)的發(fā)展，目前AXI系統(tǒng)和ICT系統(tǒng)可以“互相對話”，這種被稱為“AwareTest"的技術(shù)能消除兩者之間的重復(fù)測試部分。通過減小ICT/AXI多余的測試覆蓋面可大大減小ICT的接點(diǎn)數(shù)量。這種簡化的ICT測試只需原來測試接點(diǎn)數(shù)的30%就可以保持目前的高測試覆蓋范圍，而減少ICT測試接點(diǎn)數(shù)可縮短ICT測試時間、加快ICT編程并降低ICT夾具和編程費(fèi)用。在過去的兩三年里，采用組合測試技術(shù)，特別是AXI/ICT組合測試復(fù)雜線路板的情況出現(xiàn)了驚人的增長，而且增長速度還在加快，因?yàn)橛懈嗟男袠I(yè)領(lǐng)先生產(chǎn)廠家意識到了這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)并將其投入使用。

ICT在線測試儀作用與功能              ICT在線測試儀產(chǎn)生的效益

ICT在線測試儀與飛針測試儀的詳細(xì)分析比較          AOI與ICT在線測試技術(shù)

PCB設(shè)計與ICT在線測試                     ICT在線測試設(shè)備原理