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一、ICT的基本概念与应用场景

定义:  

ICT(In-Circuit Test,在线测试)是一种针对PCB(印刷电路板)及焊接在其上的电子元件进行电气性能检测的技术,通过直接接触电路板上的测试点(焊盘),对元件参数、电路连接等进行自动测试。  

应用场景:  

主要用于电子制造业的生产环节,如PCB组装(PCBA)后的质量检测,可快速定位焊接不良、元件失效、线路短路/开路等问题,提高生产效率和良品率。

二、ICT测试的核心硬件组成

1. ICT测试机  

   – 核心控制单元,包含处理器、测试程序存储器和数据采集系统。  

   – 可生成测试信号(如电流、电压)并接收反馈信号,通过算法分析判断电路状态。  

2. 测试探针板(Fixture)  

   – 由数百至上千个探针(Pogo Pin)组成,探针尖端精准接触电路板上的测试点。  

   – 探针通过导线与测试机的信号源和测量模块连接,形成电气通路。  

3. 电源与信号源  

   – 提供测试所需的直流电源或交流信号(如正弦波、方波),用于激励被测电路。  

4. 数据采集与分析模块  

   – 实时采集测试点的电压、电流、阻抗等参数,与预设标准值对比,生成测试报告。  

三、ICT测试的核心原理与流程

(一)测试前的准备:编程与夹具设计

1. 测试程序开发  

   – 基于电路板的原理图和PCB设计文件,定义每个测试点对应的元件参数、测试条件(如测试电压、电流范围)。  

   – 示例:对电阻R1的测试程序需设定“测试电流1mA,预期电阻值100Ω±5%”。  

2. 探针板设计  

   – 根据测试点位置布局探针,确保每个测试点对应一个探针,且探针压力适中(避免损伤焊盘)。  

(二)测试执行流程

1. 电路板安装  

   – 将PCBA固定在测试夹具上,探针通过机械压力与测试点紧密接触,形成电气连接。  

2. 开路与短路测试(连通性测试)  

   – 原理:通过测试机向电路施加低电压(如5V)或小电流,测量各测试点之间的阻抗。  

   – 判断逻辑:  

     – 开路(Open):阻抗大于阈值(如10MΩ),说明线路断开或元件未焊接;  

     – 短路(Short):阻抗小于阈值(如1Ω),说明线路或元件间异常导通。  

3. 元件参数测试  

   – 针对电阻、电容、电感、二极管、晶体管等元件,通过施加激励信号并测量响应,判断元件是否符合规格。  

   – 具体测试方法:

元件类型测试原理示例
电阻施加恒定电流,测量两端电压,计算阻值(R=V/I)。对 100Ω 电阻,通 1mA 电流,若电压为 0.1V±5% 则合格。
电容施加交流信号(如 1kHz 正弦波),测量容抗(Xc=1/(2πfC)),计算电容值。对 10μF 电容,实测值需在 9.5μF~10.5μF 范围内。
二极管施加正向电压(如 0.7V),测量正向电流;施加反向电压,测量反向漏电流。正向电流应大于 1mA,反向漏电流应小于 1μA。
电感施加交流信号,测量感抗(XL=2πfL),计算电感值,或通过 LC 谐振电路测试。对 100μH 电感,在 10kHz 频率下感抗应约为 6.28Ω。

4. 边界扫描测试(Boundary Scan,如JTAG)  

   – 针对IC芯片的引脚连接测试,通过芯片内部的边界扫描单元(BSC)发送测试信号,检测引脚与电路板的焊接质量。  

(三)测试结果分析与故障定位

– 测试机根据预设标准判断每个测试点的结果(Pass/Fail),并生成报告。  

– 若发现故障(如某电阻阻值超标),系统会标记具体位置(如“R10阻值偏大”),便于维修人员快速定位。  

四、ICT测试的优势与局限性

1. 优势  

   – 高效率:可同时测试数百个元件,单块电路板测试时间通常在几秒到一分钟内。  

   – 高精度:对元件参数的测量精度可达±1%~±5%,适用于精密电路检测。  

   – 自动化:无需人工干预,减少人为误差,适合批量生产。  

2. 局限性  

   – 测试点依赖:需在PCB上预留测试点,可能增加电路板设计复杂度。  

   – 功能测试不足:仅能检测元件参数和连通性,无法验证电路整体功能(需配合功能测试FT)。  

   – 复杂芯片测试困难:对BGA、QFN等封装的芯片,难以通过探针直接接触测试。  

通过以上原理,ICT实现了对电路板电气性能的高效检测,是电子制造业质量控制的关键环节之一。

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