1、电子元器件测试需求和测试成本 电子元器件测试必要性是显而易见的,尤其是近年来“电子垃圾”(假冒伪劣电子元器件)涌入国内市场,鱼目混珠,严重威胁了整机和系统的可靠性,这一情况已经引起了很多单位的重视,进而配备了不同档次的测试系统对元器件进行测试和筛选。 但针对不同的测试对象和具体的要求, 需要选择不同档次的测试系统,同时也就决定了不同的测试成本。例如对于通用数字集成电路来说,如果测试其静态逻辑功能,只需使用几千元的功能测试仪(俗称PASS机),要测试其静态直流参数,则需要几万元乃至十几万元的小型测试系统,而测试其交流参数,则需要几十万元乃至更昂贵的中、大型测试系统 。 在集成电路的详细规范中规定了集成电路的各类参数,并规定了在A组检验和质量一致性检验中各分组和各试验项目中应该进行哪些参数的测试。集成电路的生产厂商在生 产过程中,原则上遵照和执行产品的详细规范。对他们来说,执行产品的详细规范就是测试需求。应该说这种需**明确的,是有标准做为依据的,通常也是可以做到的,因为集成电路的生产厂商一般都配有执行产品详细规范所需的测试系统。 但对于集成电路的应用者 (如整机厂商)来说,情况就复杂得多,各单位所拥有的测试系统档次参差不齐,还有相当多的单位不具备*起码的测试手段。没有统一的标准来规定应用在什么场合的器件在出入库检验或筛选中应该进行哪些参数的测试。由于测试需求不明确,也就很难说配备什么样的测试系统才合理,对于大多数整机厂商来说,实际的做法是能测些什么参数就测什么参数,测不了的参数就不测。 外协测试的情况基本也是如此。 即便有了明确的测试要求,一般也难于根据测试需求去争取相应的资金来购买和配备所需的测试设备,而往往是只能根据所能争取到的资金来考虑和选择可能购买的测试设备,由测试设备的档次决定了可能的测试内容。 一些单位在争取到资金,进行测试系统选型时容易有一种不切实际的想法,想买一个测试系统解决所有电子元器件的测试,免得求助于他人,到其他单位去进行测试协作,这也许是一些单位在测试系统选型时贪大求洋的理由之一。很少有人考虑测试系统的低效率运行导致的高测试成本。应该说实际上没有哪一个测试系统能包罗万象测试当前和今后所有的电子元器件,如果能解决本单位使用的大多数电子元器件的测试,而将少数复杂器件进行外协测试,恰恰是降低测试成本的有效方法之一。 因为测试系统的选型还是要根据各单位的具体情况,综合考虑本单位使用的元器件品种、用量,测试的要求和内容,所需测试系统的档次、性能和配置,单位自身的软件开发能力及由供应商提供软件的可能,供应商能提供的系统维护和技术支持的能力和水平,购置系统的经济承受能力和资金来源等诸多方面的因素,来选择适合自己的测试系统。 2、电子故障排除方案综述 在电子设计和维修检测中,故障排除是*让人头疼的问题 ,以往在很多企业,排除故障要么得不到重视,要么得到重视也找不到一种很有效的方案。传统的方法是一些有经验的工程师凭借一大堆测试设备(譬如:万用表、示波器、 频率计、逻辑分析仪等)和一些必要的电路图及相关资料等采用“师带徒”的古老方法处理电子故障问题…… 但是随着科学的发展,各种元件的产生,产品的日益多元化,以及一些厂家“保密”的需要,这种“古老的方法”受到挑战,同时由于各种历史和社会需求的原因,一些有经验的工程师更是“难觅”,这样一些新型测试产品应用而生,它们想尽方法解决排除电子故障以下新型问题: ① 没有电路原理图以及相关资料 ② 工程师没有相应的阅历和经验 ③ 大批量生产的同类产品不同原因的故障点检测 ④ 离线排除变为离线和在线综合排除 ⑤ 更进一步联网的自动检测 现在,一种广泛使用既经济又实用快速的对比定性排除故障方法——ASA技术应运而生。 3、什么是ASA技术 所谓ASA技术,即模拟曲线分析(Analog Signature Analgsis),是断电排除电子故障的独有技术。它使用扫描波形(由于正弦波谐波分量)信号稳定,一般用交流正弦波,施加到没有通电的电子设备两端,在显示屏上(如示波器CRT或计算机显示器等)显示该设备对应的V-I曲线,该V-I曲线也叫模拟曲线。 ASA的基本原理 过去和现在仍然广泛使用的检测方法之一,是通过用万用表测量电路结点对地阻抗来判断与该结点关联的元器件是否有端口型故障 。究竟某块电路板的某些个结点的阻抗在什么范围表示无故障、什么范围表示可能有故障,完全由使用者据经验来判定。经常可以听到“某人将某种电路板已经测熟了”的说法,其含义很大程度是指“经多次测量已经对大部分结点阻抗的正常范围心中有数”。面向维修量大、但需要维修的电路板的种类少的维修人员,甚至会将这类数据的正常值详细记录下来供参照。大量的应用实践表明,这种检测方法不仅在经验丰富的维修者手中相当有效,而且往往是没有图纸资料、不能联机检测时**可用的方法。但是,这种方法有着明显的局限性。 先,用万用表测量到的电阻,是指在1.5V(万用表电池电压)时所 对应的一个电流值,表示在电压-电流平面上仅为一个点,见图1。
对呈线性特征的电路结点,可以从这个点推算出在所有其它电压下的电流值(当然主要关心在工作电压范围之内);但是,对呈现非线性特征的电路结点则不能这样做。这意味着1.5V时的电流值在正确范围内并不能保证在其它电压下的电流值也会在正确范围之内。解决的办法是多取几个点,比如均匀地取16个点、32个点、64个点甚至更多,取值范围从负到正、包括整个工作电压范围在内(见图2)。当所取点足够密,就形成一条曲线,通过整个曲线的重合程度而不是一个点的重合程度来判别故障,显然要直观**得多。这就是所谓的端口“模拟特征分析(Analog Signature Analysis)”的技术原理,习惯上我们称之为“VI曲线测试”。
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