ICT 訓練課程

1. ICT訓練課程 左亮亮 2002.5.22

2. 一.ICT的功能 • ICT也叫在線測試儀，是一台靜態元件測試儀，它能准確，高速地測量PCB上已裝元件的不良問題，包括元件的漏件，錯件，裝反，空焊，來料不良，PCB上金道之間的開短路等。可測元件包括：電阻，電容，二極管，三極管，電感，變壓器，IC等絕大多數電子元件。

3. 二. ICT的硬件結構 • ICT包括ICT系統主機，電腦系統，壓床，測試治具。其中ICT系統主機包括：電源部分，量測控制板，I/O卡，DC量測板，AC量測板，開關板，HP-JET量測板，高壓量測板(選配件)。

4. 三. ICT的基本測試原理 • 1. 隔離量測原理 ICT其實是一台高級的萬用表，但它具有隔離(GUARDING)功能，這是它不同于萬用表的最大特點。GUARDING的作用是使一個被測元件在測試時不受旁路元件的影響，而萬用表做不到這一點。在 ICT 內部電路中利用一顆 OP放大器 當做一個隔離點（最多可有五個隔離點），如果是:

5. a.以電流源當信號源輸入時，則在相接元件一之另一腳加上一等高電位能，以防止電流流入與被測元件相接之旁路元件，確保量測的準確性，此時隔離點的選擇必須以和被測元件高電位腳(高點)相接之旁路零件為參考 a.以電流源當信號源輸入時，則在相接元件一之另一腳加上一等高電位能，以防止電流流入與被測元件相接之旁路元件，確保量測的準確性，此時隔離點的選擇必須以和被測元件高電位腳(高點)相接之旁路零件為參考 範圍( 圖一) • b.以電壓源當信號源輸入時，則在相接元件二之另一腳加上一等低電位能，以防止與被測元件相接之元件所產生的電流流入，而增加量測的電流，影響量測的精準性。此時隔離點的選擇必須以和被測元件低電位能腳(低點)相接之旁路元件為參考範圍(圖二)

7. 2. 開路及短路的量測原理 • ICT 提供一個 0.1mA 的直流電流源量測兩測試針點之間的阻抗值，系統把兩測試針點之間的阻抗值分為四組: • X≦5Ω • 5Ω＜X≦25Ω • 25Ω＜X≦55Ω • X＞55Ω

8. 在開路/短路學習時，會將測試針點之間阻抗小於25Ω的點自動聚集成不同的短路群，需要學習的時間隨著量測點數的增加而增加。自我學習時必須確定電路板是良好的，否則學習到的資料可能是錯誤的。開路測試時，在任一短路群中任何兩點之阻抗不得大於55Ω，否則即是開路測試不良。短路測試時分成兩種情況，若有以下其中之一的情況發生，則判定短路測試不良：在開路/短路學習時，會將測試針點之間阻抗小於25Ω的點自動聚集成不同的短路群，需要學習的時間隨著量測點數的增加而增加。自我學習時必須確定電路板是良好的，否則學習到的資料可能是錯誤的。開路測試時，在任一短路群中任何兩點之阻抗不得大於55Ω，否則即是開路測試不良。短路測試時分成兩種情況，若有以下其中之一的情況發生，則判定短路測試不良： • a. 在短路群中任何一點與非短路群中任一點之阻抗小於5Ω。 • b. 不同短路群中任兩點之阻抗小於5Ω。 • 以下表所示的短路群說明： • Short Group 1< 23 57 88 132 > • Short Group 2< 25 79 154 257 326 > • Short Group 3< 46 130 > • Short Group 4< 71 257 >

9. 開路測試時，測試程式根據短路群資料以檢查每一個短路群上的測試點在待測板上是否短路在一起。例如上例中短路群 1 的 23、57、88、132 四個測試點是短路在一起的，如果這四個測試點在待測板上沒有短路在一起，表示在電路板上的銅箔或線路上有開路不良。執行短路測試時，系統逐一檢查每個測試點與其他測試點是否有短路。可區分為以下兩種狀況： a. 如果某測試點屬於某一短路群，則該測試點除了與該短路群上的所屬測點短路在一起外,將不與電路板上其他任何測試點短路；如有與其他任何測試點短路時，也是短路不良。 b. 如果某測試點並不屬於任一短路群上的點, 但卻有與電路板上其他任何測試點短路時，即是短路不良。

10. 例如在上例中測試點 3 並不屬於任一短路群, 做測試時如發現有與其他任何測試點短路時，即是短路不良; 又如測試點 23 是短路群 1 中的一點,做短路測試時，測試點 23 除了與 57、88、132 短路在一起外，如有與其他任何測試點短路時，即是短路不良。

11. 3. 元件的量測原理 • a.電阻的量測原理 當被測電阻沒有和其它元件并聯時，在此電阻的兩端加定直流電流源Is，量測此電阻兩端的電壓值Vx, 根據歐姆定律, 可算出Rx=Vx/Is。(電流的大小為：0.1uA,0.5uA,5uA,50uA,500uA,5mA,10mA,根據電阻的阻值大小而設定不同的電流檔位)

12. a.電阻的量測原理 當被測電阻和電容并聯時, 在被測電阻的兩端加定直流電壓源Vs(0.2V), 量測通過此電阻的的電流值Ix, 根據歐姆定律, 可算出Rx=Vs/Ix=0.2V/Ix。

13. a.電阻的量測原理 當被測電阻和電感并聯時，在被測電阻的兩端加定交流電壓源Vs, 用相位法量測 |Y'|Cosθ=YRx=1/Rx, 并|Y'|=Ix/Vs 故：Rx=1/|Y'|Cosθ

14. b.電容和電感的量測原理(電容的容值小于3UF) 當被測電容或電感沒有和其它元件并聯時，在此電容或電感的兩端加載交流信號源Vs，頻率為1KHz/10KHz/100KHz/1MHz，振幅為40mv，量測通過此電容或電感Is的振幅(相位電流)，

15. b.電容和電感的量測原理(電容的容值小于3UF) 當被測電容或電感和電阻并聯時，在此電容或電感的兩端加可程式交流電壓源Vs，用相位法量測

16. c.大電容的量測原理(電容的容值大于3UF) • 在此電容的兩端加載直流定電流Is, 通過量測其積分電壓而計算電容值。 • 量測過程：加載電壓后，即進行信號讀取和數/模轉換，得到轉換信號DATA1。Vmeas=1/c∫ idt=i*T/C • 在得到信號DATA1之后，經過時間“T”，再一次進行信號讀取和數/模轉換，得到信號DATA2 • Cx=a( i*T/(DATA2-DATA1))其中a為修正值。

17. d.二極體、IC保護二極體的量測原理 • 以可程式電壓源加載直流定電流進行測試，當二極體導通時，測其兩端的電壓，當此二極體為硅管時，其導通后兩端的電壓降約為0.7V，當此二極體為鍺管時，其導通后兩端的電壓降約為0.3V.當二極體插反，漏插時，則量測到的電壓約為2V左右。

18. e.三極體、光耦合元件的量測原理 • 三極體的量測原理與二極體的量測原理基本相同，即把三極體當做兩個二極體來量測，故需要測到兩個PN結電壓BE和BC，另外還需測到CE極的飽和壓降(約0.2V以下)，此時B極需做為隔離點。

19. f.電容極性的量測原理 • 測試方式: 以可程式電壓源加載直流定電流， 對電容充電， 直至充飽后， 再測量正向漏電流。正常情況下，反向漏電流會很大， 據此可測插反情形，但實際中， 由于大量主被動元件對電流的分流作用， 對電容的極性測試比較有限。 電容極性測試的另一方法是三端測試, 須在上方加一探針觸及殼體， 在電容的正負極加載直流電壓， 至充飽后測量殼體電壓。 由于正負極與殼體間的阻抗差異，故對于插反的電容所測量到的殼體電壓會與正確時不同， 據此可判別電容的極性。

20. g. IC空焊的量測原理 • IC空焊測試也叫HP-JET測試，是由美國HP公司發明的，它主要是用于測試SMT 貼片IC及BGA焊點的開路不良。它是將一個與被測IC表面積大小相同的導電感應片平貼于此IC表面，量測IC每個引腳與感應片之間的電容值,并通過感應片上的一個放大器將此量測值放大。測試前，我們需要先學習一塊好的PCB板，將量測到的值設定好上下限，當正常測試時，如果被測IC腳有與其它焊點短路，則測試到的值會偏高，通常在600fF以上，如果被測IC腳有空焊，則測試到的值會非常小，通常在10fF以下。

21. 四. ICT無法測試元件說明 • 大電容與小電容並聯時，小電容無法被測試。 • 大電阻與大電容並聯時，大電阻無法被準確量測。 • 小電阻與小電容並聯時，小電容無法被準確量測。 • 小電感與二極體並聯時，二極體無法被測試。 • 兩個二極體并聯，其中一個漏件無法測試。 • 電阻與跳線并聯時，電阻不可測。 • 兩個跳線并聯時，其中一個漏件無法測。 • IC空焊測試時，如果被測IC有接腳有電容并聯，則此接腳開路無法測試。

22. 五 ICT誤測產生的原因 • 1. 治具原因：a. 治具在制作時，測試針點鑽得不准或測試點取得不當，造成測試時測試針點與PCB上測試點接觸偏位，從而產生誤測。 b.治具使用過久，測試針頭磨損，臟污，造成測試針不能與PCB上測試點良好的接觸或造成接觸電阻過大，從而產生誤測 c.治具天板上壓棒分布不均勻，造成PCB受力不平衡，使一部分針點接觸不良。

23. 2. 程序原因： • a.新機種上線時，程序調試后沒有經過大量測試的使用，某些步驟還不穩定，需再做細微的調試。 • b.程序中某些步驟調試時選取的測試模式，延遲時間，測試針點，標准值等一些參數設定得不對。

24. 3. ICT系統及環境的原因 • a. ICT硬件發生故障或硬件參數發生變化，造成測試時不穩定而產生誤測。 • b. ICT治具轉接排線使用過久，接觸電阻過大，造成誤測。 • c. 測試時環境的改變，包括溫度、濕度、磁場等的變化都可能造成誤測的產生。

25. 4. 待測PCB本身的原因 • a. PCB過錫爐后，有較多的松香沾附在測試點上，造成探針不能和測試點很好的接觸而產生誤測。 • b. 維修后的PCB測試點處點有膠，造成探針不能和測試點很好的接觸而產生誤測。

26. 六. ICT測試不良品的維修 • ICT測試不良時，系統會打印出一張不良清單，如果有：1. 短路發生，則列印出SHORT FAIL，同時列印出SHORT GROUP，例如：<1 3 22 25 > <2 4 >，表示第一個SHORT GROUP中的某一個點和第二個SHORT GROUP中的某一點有短路，即它們之間的阻值小于5歐姆， 但并不能明確指出具體哪兩點，維修時可選取第一個括號中任意一點與第二個括號中的任意一點用萬用表量測此兩點的值是否小于5歐姆，如果不小于5歐姆，則說明有誤測。當此片板真有SHORT時，首先大致目視一下SHORT GROUP中點所在位置錫面是否有連錫，如無應選取SHORT GROUP中點數最少的一組中的任意一點，然后順著此點所經過的金道找下去，直到找到短路點為止。有時短路發生，并不一定是錫面連錫，有可能為：元件面連錫，一個大電阻錯插成跳線或小于5歐的電阻、電感等 。

27. 2.開路發生，則列印出OPEN FAIL，同時列印出OPEN GROUP，例如：<1> <1 3 22 25>，表示測試點1與第3. 22. 25點之間的阻值已大于55歐，此時我們先用萬用表量第1點與第3點之間的阻值是多少，如小于25歐，則為誤測，可能為探針和測試點接觸不良或測試點焊錫不夠; 如果此兩點之間阻值大于55歐，則說明為開路不良，可能為第1點的金道有斷線或與第1點相連的跳線、電感、小于5歐的電阻有漏件或開路。

28. 3.元件不良，則列印出不良元件的具體內容，包括每個不良元件的名稱，真實值，標准值，實際值，測量值，元件的高低點，誤差值，超出誤差百分比。具體到各種元件的不良狀況如下：3.元件不良，則列印出不良元件的具體內容，包括每個不良元件的名稱，真實值，標准值，實際值，測量值，元件的高低點，誤差值，超出誤差百分比。具體到各種元件的不良狀況如下： • a.當電阻漏件時，測量值會比標准值大很多，如果沒有旁路影響，則測量值會是9999.99KΩ。 • b.當電阻插錯件時，測量值就是錯件電阻的值。 • c.當電阻錯成跳線或電感時，測量值會小于5歐。 • d.當電容漏件時，測量值會很小，一般會小于10PF。 • e.當電容錯件時，測量值一般為錯件電容的值，當電容容值特別大時，測量值會是9999.99F。

29. f.當電容內部有短路時，測量值會是9999.99F。 • g.當二極管、三極管有漏件或開路或插反時，測量值為2V左右。 • h.當二極管、三極管有短路時，測量值為0V左右。 • j.當IC腳有開路時，則測量值一般2V左右，如有HP-JET測試，則測試值會小于10fF。 • k.當IC腳有短路時，則測量值一般為0V左右，如有HP-JET測試，則測試值會大于600fF。