1、電子元器件測(cè)試需求和測(cè)試成本 電子元器件測(cè)試必要性是顯而易見(jiàn)的,尤其是近年來(lái)“電子垃圾”(假冒偽劣電子元器件)涌入國(guó)內(nèi)市場(chǎng),魚(yú)目混珠,嚴(yán)重威脅了整機(jī)和系統(tǒng)的可靠性,這一情況已經(jīng)引起了很多單位的重視,進(jìn)而配備了不同檔次的測(cè)試系統(tǒng)對(duì)元器件進(jìn)行測(cè)試和篩選。 但針對(duì)不同的測(cè)試對(duì)象和具體的要求, 需要選擇不同檔次的測(cè)試系統(tǒng),同時(shí)也就決定了不同的測(cè)試成本。例如對(duì)于通用數(shù)字集成電路來(lái)說(shuō),如果測(cè)試其靜態(tài)邏輯功能,只需使用幾千元的功能測(cè)試儀(俗稱(chēng)PASS機(jī)),要測(cè)試其靜態(tài)直流參數(shù),則需要幾萬(wàn)元乃至十幾萬(wàn)元的小型測(cè)試系統(tǒng),而測(cè)試其交流參數(shù),則需要幾十萬(wàn)元乃至更昂貴的中、大型測(cè)試系統(tǒng) 。 在集成電路的詳細(xì)規(guī)范中規(guī)定了集成電路的各類(lèi)參數(shù),并規(guī)定了在A組檢驗(yàn)和質(zhì)量一致性檢驗(yàn)中各分組和各試驗(yàn)項(xiàng)目中應(yīng)該進(jìn)行哪些參數(shù)的測(cè)試。集成電路的生產(chǎn)廠商在生 產(chǎn)過(guò)程中,原則上遵照和執(zhí)行產(chǎn)品的詳細(xì)規(guī)范。對(duì)他們來(lái)說(shuō),執(zhí)行產(chǎn)品的詳細(xì)規(guī)范就是測(cè)試需求。應(yīng)該說(shuō)這種需**明確的,是有標(biāo)準(zhǔn)做為依據(jù)的,通常也是可以做到的,因?yàn)榧呻娐返纳a(chǎn)廠商一般都配有執(zhí)行產(chǎn)品詳細(xì)規(guī)范所需的測(cè)試系統(tǒng)。 但對(duì)于集成電路的應(yīng)用者 (如整機(jī)廠商)來(lái)說(shuō),情況就復(fù)雜得多,各單位所擁有的測(cè)試系統(tǒng)檔次參差不齊,還有相當(dāng)多的單位不具備*起碼的測(cè)試手段。沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)定應(yīng)用在什么場(chǎng)合的器件在出入庫(kù)檢驗(yàn)或篩選中應(yīng)該進(jìn)行哪些參數(shù)的測(cè)試。由于測(cè)試需求不明確,也就很難說(shuō)配備什么樣的測(cè)試系統(tǒng)才合理,對(duì)于大多數(shù)整機(jī)廠商來(lái)說(shuō),實(shí)際的做法是能測(cè)些什么參數(shù)就測(cè)什么參數(shù),測(cè)不了的參數(shù)就不測(cè)。 外協(xié)測(cè)試的情況基本也是如此。 即便有了明確的測(cè)試要求,一般也難于根據(jù)測(cè)試需求去爭(zhēng)取相應(yīng)的資金來(lái)購(gòu)買(mǎi)和配備所需的測(cè)試設(shè)備,而往往是只能根據(jù)所能爭(zhēng)取到的資金來(lái)考慮和選擇可能購(gòu)買(mǎi)的測(cè)試設(shè)備,由測(cè)試設(shè)備的檔次決定了可能的測(cè)試內(nèi)容。 一些單位在爭(zhēng)取到資金,進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)選型時(shí)容易有一種不切實(shí)際的想法,想買(mǎi)一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)解決所有電子元器件的測(cè)試,免得求助于他人,到其他單位去進(jìn)行測(cè)試協(xié)作,這也許是一些單位在測(cè)試系統(tǒng)選型時(shí)貪大求洋的理由之一。很少有人考慮測(cè)試系統(tǒng)的低效率運(yùn)行導(dǎo)致的高測(cè)試成本。應(yīng)該說(shuō)實(shí)際上沒(méi)有哪一個(gè)測(cè)試系統(tǒng)能包羅萬(wàn)象測(cè)試當(dāng)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(cè)試,而將少數(shù)復(fù)雜器件進(jìn)行外協(xié)測(cè)試,恰恰是降低測(cè)試成本的有效方法之一。 因?yàn)闇y(cè)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(cè)試的要求和內(nèi)容,所需測(cè)試系統(tǒng)的檔次、性能和配置,單位自身的軟件開(kāi)發(fā)能力及由供應(yīng)商提供軟件的可能,供應(yīng)商能提供的系統(tǒng)維護(hù)和技術(shù)支持的能力和水平,購(gòu)置系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)承受能力和資金來(lái)源等諸多方面的因素,來(lái)選擇適合自己的測(cè)試系統(tǒng)。 2、電子故障排除方案綜述 在電子設(shè)計(jì)和維修檢測(cè)中,故障排除是*讓人頭疼的問(wèn)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(jīng)驗(yàn)的工程師憑借一大堆測(cè)試設(shè)備(譬如:萬(wàn)用表、示波器、 頻率計(jì)、邏輯分析儀等)和一些必要的電路圖及相關(guān)資料等采用“師帶徒”的古老方法處理電子故障問(wèn)題…… 但是隨著科學(xué)的發(fā)展,各種元件的產(chǎn)生,產(chǎn)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(shí)由于各種歷史和社會(huì)需求的原因,一些有經(jīng)驗(yàn)的工程師更是“難覓”,這樣一些新型測(cè)試產(chǎn)品應(yīng)用而生,它們想盡方法解決排除電子故障以下新型問(wèn)題: ① 沒(méi)有電路原理圖以及相關(guān)資料 ② 工程師沒(méi)有相應(yīng)的閱歷和經(jīng)驗(yàn) ③ 大批量生產(chǎn)的同類(lèi)產(chǎn)品不同原因的故障點(diǎn)檢測(cè) ④ 離線排除變?yōu)殡x線和在線綜合排除 ⑤ 更進(jìn)一步聯(lián)網(wǎng)的自動(dòng)檢測(cè) 現(xiàn)在,一種廣泛使用既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用快速的對(duì)比定性排除故障方法——ASA技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 3、什么是ASA技術(shù) 所謂ASA技術(shù),即模擬曲線分析(Analog Signature Analgsis),是斷電排除電子故障的獨(dú)有技術(shù)。它使用掃描波形(由于正弦波諧波分量)信號(hào)穩(wěn)定,一般用交流正弦波,施加到?jīng)]有通電的電子設(shè)備兩端,在顯示屏上(如示波器CRT或計(jì)算機(jī)顯示器等)顯示該設(shè)備對(duì)應(yīng)的V-I曲線,該V-I曲線也叫模擬曲線。 ASA的基本原理 過(guò)去和現(xiàn)在仍然廣泛使用的檢測(cè)方法之一,是通過(guò)用萬(wàn)用表測(cè)量電路結(jié)點(diǎn)對(duì)地阻抗來(lái)判斷與該結(jié)點(diǎn)關(guān)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(gè)結(jié)點(diǎn)的阻抗在什么范圍表示無(wú)故障、什么范圍表示可能有故障,完全由使用者據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)判定。經(jīng)??梢月?tīng)到“某人將某種電路板已經(jīng)測(cè)熟了”的說(shuō)法,其含義很大程度是指“經(jīng)多次測(cè)量已經(jīng)對(duì)大部分結(jié)點(diǎn)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(lèi)少的維修人員,甚至?xí)⑦@類(lèi)數(shù)據(jù)的正常值詳細(xì)記錄下來(lái)供參照。大量的應(yīng)用實(shí)踐表明,這種檢測(cè)方法不僅在經(jīng)驗(yàn)豐富的維修者手中相當(dāng)有效,而且往往是沒(méi)有圖紙資料、不能聯(lián)機(jī)檢測(cè)時(shí)**可用的方法。但是,這種方法有著明顯的局限性。 先,用萬(wàn)用表測(cè)量到的電阻,是指在1.5V(萬(wàn)用表電池電壓)時(shí)所 對(duì)應(yīng)的一個(gè)電流值,表示在電壓-電流平面上僅為一個(gè)點(diǎn),見(jiàn)圖1。
對(duì)呈線性特征的電路結(jié)點(diǎn),可以從這個(gè)點(diǎn)推算出在所有其它電壓下的電流值(當(dāng)然主要關(guān)心在工作電壓范圍之內(nèi));但是,對(duì)呈現(xiàn)非線性特征的電路結(jié)點(diǎn)則不能這樣做。這意味著1.5V時(shí)的電流值在正確范圍內(nèi)并不能保證在其它電壓下的電流值也會(huì)在正確范圍之內(nèi)。解決的辦法是多取幾個(gè)點(diǎn),比如均勻地取16個(gè)點(diǎn)、32個(gè)點(diǎn)、64個(gè)點(diǎn)甚至更多,取值范圍從負(fù)到正、包括整個(gè)工作電壓范圍在內(nèi)(見(jiàn)圖2)。當(dāng)所取點(diǎn)足夠密,就形成一條曲線,通過(guò)整個(gè)曲線的重合程度而不是一個(gè)點(diǎn)的重合程度來(lái)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(shù)原理,習(xí)慣上我們稱(chēng)之為“VI曲線測(cè)試”。
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