1、電子元器件測試需求和測試成本 電子元器件測試必要性是顯而易見的,尤其是近年來“電子垃圾”(假冒偽劣電子元器件)涌入國內市場,魚目混珠,嚴重威脅了整機和系統(tǒng)的可靠性,這一情況已經引起了很多單位的重視,進而配備了不同檔次的測試系統(tǒng)對元器件進行測試和篩選。 但針對不同的測試對象和具體的要求, 需要選擇不同檔次的測試系統(tǒng),同時也就決定了不同的測試成本。例如對于通用數(shù)字集成電路來說,如果測試其靜態(tài)邏輯功能,只需使用幾千元的功能測試儀(俗稱PASS機),要測試其靜態(tài)直流參數(shù),則需要幾萬元乃至十幾萬元的小型測試系統(tǒng),而測試其交流參數(shù),則需要幾十萬元乃至更昂貴的中、大型測試系統(tǒng) 。 在集成電路的詳細規(guī)范中規(guī)定了集成電路的各類參數(shù),并規(guī)定了在A組檢驗和質量一致性檢驗中各分組和各試驗項目中應該進行哪些參數(shù)的測試。集成電路的生產廠商在生 產過程中,原則上遵照和執(zhí)行產品的詳細規(guī)范。對他們來說,執(zhí)行產品的詳細規(guī)范就是測試需求。應該說這種需**明確的,是有標準做為依據(jù)的,通常也是可以做到的,因為集成電路的生產廠商一般都配有執(zhí)行產品詳細規(guī)范所需的測試系統(tǒng)。 但對于集成電路的應用者 (如整機廠商)來說,情況就復雜得多,各單位所擁有的測試系統(tǒng)檔次參差不齊,還有相當多的單位不具備*起碼的測試手段。沒有統(tǒng)一的標準來規(guī)定應用在什么場合的器件在出入庫檢驗或篩選中應該進行哪些參數(shù)的測試。由于測試需求不明確,也就很難說配備什么樣的測試系統(tǒng)才合理,對于大多數(shù)整機廠商來說,實際的做法是能測些什么參數(shù)就測什么參數(shù),測不了的參數(shù)就不測。 外協(xié)測試的情況基本也是如此。 即便有了明確的測試要求,一般也難于根據(jù)測試需求去爭取相應的資金來購買和配備所需的測試設備,而往往是只能根據(jù)所能爭取到的資金來考慮和選擇可能購買的測試設備,由測試設備的檔次決定了可能的測試內容。 一些單位在爭取到資金,進行測試系統(tǒng)選型時容易有一種不切實際的想法,想買一個測試系統(tǒng)解決所有電子元器件的測試,免得求助于他人,到其他單位去進行測試協(xié)作,這也許是一些單位在測試系統(tǒng)選型時貪大求洋的理由之一。很少有人考慮測試系統(tǒng)的低效率運行導致的高測試成本。應該說實際上沒有哪一個測試系統(tǒng)能包羅萬象測試當前和今后所有的電子元器件,如果能解決本單位使用的大多數(shù)電子元器件的測試,而將少數(shù)復雜器件進行外協(xié)測試,恰恰是降低測試成本的有效方法之一。 因為測試系統(tǒng)的選型還是要根據(jù)各單位的具體情況,綜合考慮本單位使用的元器件品種、用量,測試的要求和內容,所需測試系統(tǒng)的檔次、性能和配置,單位自身的軟件開發(fā)能力及由供應商提供軟件的可能,供應商能提供的系統(tǒng)維護和技術支持的能力和水平,購置系統(tǒng)的經濟承受能力和資金來源等諸多方面的因素,來選擇適合自己的測試系統(tǒng)。 2、電子故障排除方案綜述 在電子設計和維修檢測中,故障排除是*讓人頭疼的問題 ,以往在很多企業(yè),排除故障要么得不到重視,要么得到重視也找不到一種很有效的方案。傳統(tǒng)的方法是一些有經驗的工程師憑借一大堆測試設備(譬如:萬用表、示波器、 頻率計、邏輯分析儀等)和一些必要的電路圖及相關資料等采用“師帶徒”的古老方法處理電子故障問題…… 但是隨著科學的發(fā)展,各種元件的產生,產品的日益多元化,以及一些廠家“保密”的需要,這種“古老的方法”受到挑戰(zhàn),同時由于各種歷史和社會需求的原因,一些有經驗的工程師更是“難覓”,這樣一些新型測試產品應用而生,它們想盡方法解決排除電子故障以下新型問題: ① 沒有電路原理圖以及相關資料 ② 工程師沒有相應的閱歷和經驗 ③ 大批量生產的同類產品不同原因的故障點檢測 ④ 離線排除變?yōu)殡x線和在線綜合排除 ⑤ 更進一步聯(lián)網(wǎng)的自動檢測 現(xiàn)在,一種廣泛使用既經濟又實用快速的對比定性排除故障方法——ASA技術應運而生。 3、什么是ASA技術 所謂ASA技術,即模擬曲線分析(Analog Signature Analgsis),是斷電排除電子故障的獨有技術。它使用掃描波形(由于正弦波諧波分量)信號穩(wěn)定,一般用交流正弦波,施加到沒有通電的電子設備兩端,在顯示屏上(如示波器CRT或計算機顯示器等)顯示該設備對應的V-I曲線,該V-I曲線也叫模擬曲線。 ASA的基本原理 過去和現(xiàn)在仍然廣泛使用的檢測方法之一,是通過用萬用表測量電路結點對地阻抗來判斷與該結點關聯(lián)的元器件是否有端口型故障 。究竟某塊電路板的某些個結點的阻抗在什么范圍表示無故障、什么范圍表示可能有故障,完全由使用者據(jù)經驗來判定。經??梢月牭?ldquo;某人將某種電路板已經測熟了”的說法,其含義很大程度是指“經多次測量已經對大部分結點阻抗的正常范圍心中有數(shù)”。面向維修量大、但需要維修的電路板的種類少的維修人員,甚至會將這類數(shù)據(jù)的正常值詳細記錄下來供參照。大量的應用實踐表明,這種檢測方法不僅在經驗豐富的維修者手中相當有效,而且往往是沒有圖紙資料、不能聯(lián)機檢測時**可用的方法。但是,這種方法有著明顯的局限性。 先,用萬用表測量到的電阻,是指在1.5V(萬用表電池電壓)時所 對應的一個電流值,表示在電壓-電流平面上僅為一個點,見圖1。
對呈線性特征的電路結點,可以從這個點推算出在所有其它電壓下的電流值(當然主要關心在工作電壓范圍之內);但是,對呈現(xiàn)非線性特征的電路結點則不能這樣做。這意味著1.5V時的電流值在正確范圍內并不能保證在其它電壓下的電流值也會在正確范圍之內。解決的辦法是多取幾個點,比如均勻地取16個點、32個點、64個點甚至更多,取值范圍從負到正、包括整個工作電壓范圍在內(見圖2)。當所取點足夠密,就形成一條曲線,通過整個曲線的重合程度而不是一個點的重合程度來判別故障,顯然要直觀**得多。這就是所謂的端口“模擬特征分析(Analog Signature Analysis)”的技術原理,習慣上我們稱之為“VI曲線測試”。
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