在线测试原理与应用

Page1,在线测试原理与应用,2007年9月10日,Page2,目录,什么是ICTICT和边界扫描测试基本原理可测性设计其它工艺测试手段和测试策略,Page3,什么是ICT？,ICT：In-CircuitTest通过对在线元器件（成品板上的元器件）的电性能及电气连接进行测试来检查生产制造缺陷及元器件不良的一种标准测试手段。,Page4,可测缺陷,工艺类：短路（接近100%）、元件错装、漏装、装反，管脚开路、虚焊，PCB断线等故障。元件类：可检查出元件值的超差、失效或损坏，Memory类的程序错误，逻辑错误等,Page5,ICT的特点,故障定位准：元件级,管脚级测试速度快，生产效率高：几秒-几分品质保证好：每个元件测试测试手段标准化：测试库开发难度小，成本低：程序4-10天，夹具5-10天维修成本低：1:6,Page6,认识ICT设备,被测单板,夹具,ICT设备,Page7,目录,什么是ICTICT和边界扫描测试基本原理可测性设计其它工艺测试手段和测试策略,Page8,ICT测试设备,我司针床式在线测试仪采用美国Teradyne公司的SPECTRUM8800系列，TSLH(LX)和Genrad系列；Agilent公司的HP3070系列相关的设备之间夹具不能通用，每种单板对应一个夹具和程序随着现代制造工艺的发展，在线测试理论及方法也有很大的发展。了解ICT的原理与应用对开发设计、生产制造都有一定意义,Page9,ICT的特征,通过针床夹具接触测电路所有节点一次测试一个元器件，顺次进行系统提供测试元器件的测试库，自动生成测试程序,Page10,ICT对模拟器件测试基本原理,Ix=IrefRx=Vs/(VoRref)Vs、Rref分别为激励信号源、仪器计算电阻。测量出Vo，则Rx可求出。若待测Rx为电容、电感，则Vs交流信号源，Rx为阻抗形式，同样可求出C或L。,Page11,隔离(Guarding),Rx是待测阻抗，R1、R2是电路板上与Rx有连接关系的阻抗的等效值。只要使G与F点同电位，R2中无电流流过，仍然有Ix=Iref，Rx的等式不变。将G点接地，因F点虚地，两点电位相等，则可实现隔离。实际实用时，通过一个隔离运算放大器使G与F等电位。,Page12,测试IC的非向量手段,DeltaScan覆盖率较低一般只测试IC的贴装方向,FrameScan/Testjet对IC的封装有要求，夹具增加成本。测试效果与向量测试媲美可测连接器FrameScanII/VtepFrameScan/Testjet的增强型，信噪比提高可测BGA类型的封装,Page13,P-NJunctionsInIntegratedCircuits,一般保护二极管的结构,OUTPUT,GND,D5,OUTPUT,P-CH,N-CH,VSS,D4,D2,D1,D3,N-SUBSTRATE,INPUT,P-WELL,N,N,D4,D3,D1,D2,P,P,P,N,Page14,DeltaScan,DeltaScan利用器件内部的保护二极管测试出缺陷的管脚,DeltaScantestsinthreesteps:(1)applyV1andmeasureI;(2)applyV2;(3)measureadeltaItocheckthatpinx(2)applyV2;(3)measureadeltaItocheckthatpinA&Bcontact.1)ApplystimulusVa:Ia=Va/(RDa+Rsubstrate)2)ApplyVbCurrentIbflowsthroughpinB,andthecurrentthroughpinAgoestothenewvalueIa:Isubstrate=Ia+IbVa=Ia*RDa+Isubstrate*RsubstrateCombining:Va=Ia*RDa+(Ia+Ib)*RsubstrateorVa=Ia*RDa+Ia*Rsubstrate+Ib*RsubstrateSolvingforIa:Ia=Va/(RDa+Rsubstrate)-Ib*Rsubstrate/(RDa+Rsubstrate)DeltaScanusesthechangeinthecurrentIaasthesignaltoindicategoodconnection:DIa=Ia-Ia=Ib*Rsubstrate/(RDa+Rsubstrate),Page16,DeltaScan的特征,DeltaScan没有额外的夹具硬件要求应用简单没有器件封装的限制可预知的覆盖率测试速度快准确的诊断大引脚数器件更有效测试稳定性较差,Page17,FrameScanComponents,Page18,FrameScan的框图,FrameScan利用电容藕合探测管脚的好坏。每个器件上面有一个电容性探头，在某个管脚激励信号，电容性FrameScan的框图探头拾取信号。,Page19,FrameScan的特征,FrameScan/Testjet和其增强型FrameScanII/Vtep对IC的封装有要求，夹具增加成本。测试效果与向量测试媲美可测连接器FrameScan/Testjet的增强型，信噪比提高可BGA类型的封装可预知的覆盖率测试速度快准确的诊断,Page20,数字器件的向量测试,ICT测试针按真值表激励和测量向量；输出管脚能够输出高低电平，表明输出管脚焊接良好；向输入管脚激励高低电平，输出管脚有相应的变化，表明输入管脚焊接良好。,Page21,边界扫描的引入,在器件内核和管脚间加一个逻辑单元（CELL），并将这些单元连接起来，用一个专门的控制器来控制。因为这些逻辑单元在器件最“边缘”处，所以叫做边界扫描,Page22,边界扫描器件的结构,边界扫描单元（CELL）：由TAP控制器控制。在正常工作状态下，相当于透明的单元；测试状态下，可控制管脚的输入和输出，并将数据串行移动。,测试控制端口（TESTACCESSPORT）,TAP控制器（TAPController）：从TAP输入的指令，通过指令寄存器控制CELL输入输出，控制数据在CELL中的移动和从TDO输出。,Page23,边界扫描测试之BICT,BICT（BoundaryIn-CircuitTest，边界扫描ICT）：通过ICT的测试针和扫描单元，测试每个管脚的焊接情况,每个管脚都有测试点,Page24,边界扫描测试之VIT,VIT（VirtualInterconnectTest，虚拟互联测试）：指边界扫描器件之间，通过边界扫描单元的互联测试。,Page25,边界测试之VCCT,VCCT(VirtualComponentandClusterTest，虚拟器件和器件簇测试)：通过边界扫描器件的扫描单元测试非边界扫描器件或器件的集合,Page26,边界扫描测试能够发现的缺陷,IC内部断线IC内部缺陷管脚开路管脚短路器件装错器件坏,Page27,ICT在线加载原理,Page28,ICT在线加载可降低成本,Page29,ICT装备开发所需成本,Page30,启动ICT条件和ICT程序,Page31,目录,什么是ICTICT和边界扫描测试基本原理可测性设计其它工艺测试手段和测试策略,Page32,反驱和ICT对数字器件的隔离,使能端隔离：OE、CE、G等管脚边界扫描隔离：EXTEST、HIGHZ指令复位端隔离,Page33,原理图的设计原则,时钟可以被隔离，ICT可以切断振荡源。器件的清零、置位、复位、片选、使能、输出、禁止等端（/RESET、/OE、/CE、/EN、/ICT、TEST等）的处理：不能直接接电源或地，也不能悬空。器件选用：尽量选择JTAG和或使能端的器件原理图标识：将JTAG链及DFT特殊设计要体现。单点测试点的标识。器件ID标识的规范化：如电阻用R，二极管用D等。可被ICT加载设计：FLASH器件周围器件都可以被ICT隔离，不能省略测试点。其它特殊设计：需研究DATASHEET。,Page34,边界扫描菊花链的设计,1、单板上的JTAG器件尽可能连成一条菊花链。2、特别是互联网络较多的JTAG器件，应尽可能连成一条链。3、需要进行调试和加载的JTAG器件可独立，但最好还是与其它器件连成一条链。4、菊花链上的器件超过4个，需要考虑TCK的信号质量。5、若器件不焊，将它的TDI和TDO使用一个0欧电阻连起来，以保证链的完整性。,Page35,边界扫描上下拉电阻和插座,1、每个JTAG链都必须有如图的上下拉电阻，以保证单板的正常工作状态。2、25PIN的JTAG插座，是方便调试使用。ICT测试时不需要。所以批量单板的生产，最好能在BOM中去除。3、JTAG链上的器件数量超过4，上下拉电阻值要相应减少,Page36,PCB加ICT测试点三个基本原则,每一个网络都有一个测试点测试点焊盘为40mil与32mil测试点间距70mil,Page37,可省略的ICT测试点,可以省略的测试点向量测试的数字器件（如244和245），与匹配电阻相连的一端。可以实现VIT，边界扫描器件互联的网络。可以实现VCCT，边界扫描器件与数字器件之间的部分互联网络。以下情况，网络的测试点不能省略上下拉电阻网络上还有其它非边界扫描器件不在一条JTAG菊花链上的边界扫描器件，它们之间的互联网络,Page38,ICT参与产品的研发过程,原理图,PCB布局,PCB布线,ICT评审,审查结果,TR4：产品通过ICT评审（单板归档）TR5：完成单板的ICT装备开发TR6：完成单板的ICT装备验证（验收）,Page39,目录,什么是ICTICT和边界扫描测试基本原理可测性设计其它工艺测试手段和测试策略,Page40,AOI(自动光学检测),用可见光扫描被测板，用软件分析摄相机摄取图象，判断器件是否正确安装，焊点是否满足要求等。,Page41,AXI(自动X光检测),是