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电路板在线维修检测仪技术新进展
北京天惠维测电子有限公司
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前段时间在网上看到一帖,名为《电路板在线维修测试仪使用心得》。文章总结了作者和这种仪器打交道两年多的体会。
该文提到了电路板在线维修测试仪在实用中的一些不足。本人对这些不足也有同感,近几年来一直在努力改进。到现在为止,文中指出的问题,大多数都得到了解决、或部分解决。在这里,介绍一下解决的思路、方法。
另外,随着技术的发展,这几年来,汇能测试仪还添加了不少新功能,择其重要的也一并做了些简单介绍。

一、 关于(数字)集成电路功能测试
a.“该测试仪能提供集成块在板(线)测量和离板(线)测试。离线测试功能不是主流功能,因为通用的集成电路测试仪就是离线对集成块进行测量。”
改进:
现在的汇能测试仪,能够在器件离板(线)的条件下,测试数字集成块的主要直流参数是否达到标准,赋予了离板(线)测试新的内容,所以也成为了主流功能之一。
维修实践表明,确实存在着由于器件参数下降所导致的电路板故障。比如器件输入漏流超标、驱动能力减弱等等。电路板的非确定性故障可能与此相关——器件参数随着使用年限逐渐下降-->下降到正常工作所要求的临界点附近时开始出现偶发性故障-->参数持续下降,导致故障出现的时间间隔越来越短-->下降到低于临界点后,虽然器件的电路功能仍然存在,但电路板不能正常工作。
器件电路功能存在而参数不达标叫做参数型故障。用以前的在线测试仪和维修人员常用的通用的(数字)集成电路测试仪检测不出这类故障来,所以深为维修工程师所头痛。
为了解决此类问题,新近推出的汇能HN3000系列测试仪上,增加了对数字逻辑器件的主要参数——输入高、低漏流和输出高、低驱动电流的测试。用户可以按照器件手册中的测试标准,设置测试条件和测试要求,测试仪将会自动检测这些参数是否达标。比如说,手册给出某器件的驱动低电流最小10mA,这意味着该器件输出为低时,向它的输出灌入10mA的电流,输出低电平不应抬高到手册给出的限定值。利用汇能HN3000上的参数测试功能,这个测试过程是完全自动完成的。
参数测试是定量测试,尤其对于测试仪的硬件精度,有着更高的要求。此项功能的开发成功,发展了汇能在线维修测试仪的硬、软件技术,扩大了测试范围,把汇能测试仪发展到了一个新的阶段。

b.“有的电路板涂有绝缘漆,测试前首先要刮漆处理。”
改进:
刮的方式不可取。可选购相应溶剂除漆。

c.“接触不良造成的误判是我使用中最头疼的问题”
改进:
现在的测试仪能够自动检测是否接触不良,并给出哪一个管脚接触不良的提示。一般不会误判。
d.“在进行功能测试时,如果测试仪说被测芯片是好的,正确率有90%,如果说是坏的,准确率30%还不到”。
改进:
1.测试是好的,上机不能使用的主要原因是,以前的测试仪不能发现器件参数下降、器件电路功能仍然存在的故障。这就是为什么我们花大力气,在汇能测试仪上开发主要直流参数测试的原因。请参见a。
2.测试是坏的,然而器件功能完好的主要原因,该文中给出的解释基本正确。“在进行(在线)功能测试时,仪器要对被测芯片同其它电路进行隔离处理,要想把所有电路结构都做到有效隔离也不是好办的事。”
后驱动隔离技术确实具有一定的局限性——存在有它无法隔离的电路结构,导致好器件测成坏器件,所以会“仪器说是坏片,换上一个已知的好片,再测量时仪器仍说是坏片。”解决这种问题的办法是,加强测试仪对被测器件的工作环境的识别能力,把后驱动无法隔离的电路结构以某种形式提示给用户,从而避免误判。从实现的技术难度和应用效果来说,这种识别能力的高低,是区分测试仪产品优劣、档次的重要标志之一。
在最新发布的汇能测试仪软件版本上,被测器件工作环境信息分4种提示在在线测试状态图上:
a. 管脚电阻
在开始测试前,汇能测试仪自动提取被测器件所有管脚对地的正向和反向电阻值,提示到在线测试状态图上。经常使用后就会发现,在正常情况下,按不同类型的器件管脚,其合理电阻值应在某一个范围内。
同时提取正、反向电阻的好处是,半导体器件管脚的正、反向电阻值通常不一样,可以分别观察其变化。
b. 管脚电平
在开始测试前,汇能测试仪自动提取被测器件所有管脚上的电平值,提示到在线测试状态图上。不同器件的管脚电平应该处于一个合理区间。比如74系列器件,它的管脚电平应在高于0V,低于5V之间。超过该区间意味着电路板上有其它故障。
c. 管脚状态
汇能测试仪能够识别十余种管脚状态(技术水平差的测试仪仅能识别4、5种),提示到在线测试状态图上。管脚状态大致可分为合法状态和非法状态。如果出现非法状态且测试失败,一般说明有后驱动无法隔离的电路结构存在,测试结果基本不可信。应设法排除非法管脚状态后再测。不同的非法状态排除的办法也不同。对此不再赘述。
下面举几个例子:
管脚状态提示 含义 / 合法性
开路浮动有翻转有竞争不可高不可低...... 测试夹未和该管脚接触上/非法多数为输入管脚荡空/不确定测试仪发现该管脚上有逻辑信号(可能干扰测试)/非法挂在总线上的三态器件的输出处于总线竞争状态/非法后驱动不能将该结点驱动到逻辑高电平以上/非法后驱动不能将该结点驱动到逻辑低电平以下/非法.............

d. 器件管脚自连接
在开始测试前,汇能测试仪自动提取被测器件自连接,提示在在线测试状态图上。
被测试器件的输入之间、或输入输出之间有时会根据设计需要短接在一起,叫作自连接。自连接会改变器件的逻辑功能。如果不能正确提取被测器件在电路板上的自连接关系,就会导致好的器件不能通过测试。后驱动技术无法隔离自连接导致的影响,是通过在线测试自适应技术解决的。在此不加详细讨论。
分析在线测试状态图提示的工作环境信息,从而提高测试准确性,尤其是降低把好器件测成坏器件的误判率,需要使用者有基本的电路和元器件知识,还要通过一定时间的使用测试仪的维修实践。

二、 关于ASA(VI)曲线测试

a.“无论哪个厂家生产的测试仪均有两种曲线提取方法。第一种是表棒提取法。第二种是用夹具夹住某个集成块,用多通道的方法一次性提取所有脚的阻抗,然后再逐一观察对比每一个阻抗。在我的工作后期,多使用第一种方法,其原因是第一种方法可靠性极高,速度反而比第二种方法快。这是因为第二种方法在使用前要先对集成块各脚进行去氧化处理,就算一次性提取多条阻抗曲线后,仍需要逐条观察对比。另外,夹具往往有个别接触不良存在,接触不良也是阻抗(电阻),就是说往往得到假的曲线。”
改进:
在早期的测试仪上使用测试夹测试时确实存在着上述的问题。但是使用测试夹一次操作可提取数十条、甚至成百上千条曲线,效率极高。仅仅为了少数假曲线而放弃这种测试方式并不可取。为此,在汇能测试仪上采取了下述措施加以改进:
1.在对比测试时,允许用户按照误差从大到小的顺序排列曲线,所以无需逐条观察对比——只要观察对比排在前面的、误差大于某个值的那些曲线即可;
2.使用测试夹测试时,无论一次提取多少根曲线,都会将所有接触不良的管脚曲线识别出来,并以醒目的方式提示给用户,提请用户处理;
3.除了接触问题之外,还有不稳定曲线的问题(请参见有关资料)。使用测试夹测试时,无论一次提取多少根曲线,都会将所有不稳定曲线识别出来,并以醒目的方式提示给用户,提请用户处理。
4.当一次提取的曲线多,一屏显示不下时,除了允许拖动滑动条移动屏幕之外,为提高检索效率,增加了文本(脚号)检索方式。用鼠标点击某个管脚号,该管脚的曲线就会被自动移动到屏幕可视区域内,并且被用颜色框框起来;
5.为方便用户修改、调整曲线,只要用户用鼠标双击某个管脚曲线,测试仪将仅仅重新提取该管脚曲线。其它管脚曲线保持不动。

b.“不能用厂家提供的表笔,因为这种表笔头不够尖,其材料往往是铜质的,就算你把笔尖锉的很尖,因为铜不耐磨,笔尖很快就会秃了。”“......经过改造的表笔十分耐磨(耐用)。”
改进:
目前的汇能测试仪向用户提供类似工具。

关于ASA(VI)曲线较详细的内容,请参见<电路在线维修测试仪上的ASA(VI曲线)测试>。该文连载于《设备管理与维修》2006.5,6期。

三、 关于有效维修功能
“从有效维修方面讲,该测试仪的功能主要集中在两大功能上,其一为:集成电路功能测试;其二为:阻抗VI曲线测试?”
改进:
几年来,汇能测试仪的测试功能已经有了很大扩充。择其重要的列在下面。当然,是否对维修有效,还请读者自己判断:
1. 运放功能测试
可在线、离线检查运放的虚通(虚地)特征,由此可大致判断运放有较大开环增益。
2. 光藕在线功能、离线直流参数测试
在线可给出光耦的转换波形图;离线可检查光耦的电流转换系数是否够高、饱和电压是否够低等。
3. 自定义测试
对高级用户来说,该功能的重要性不亚于任何其它功能,并且能够很好的弥补其它测试功能的不足。但是该功能对使用者的电路知识和使用经验要求较高,故一般用户使用不多。
目前用户至少可根据自定义使用说明实现对AD/DA的工作过程的测试。
4. 电容、电感定量测试
该功能最具实际意义的是,考虑到电容的容量、漏电阻可能随工作电压变化,允许用户指定测试电压。可在1V到28V内测试电容的容量、漏电阻值,可测试范围最大到20000微法;也可在指定电压下测试电感的感抗、串联电阻值。
......
这些功能在此不作详细介绍。有兴趣者可与本公司联系索阅有关资料。


 

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公司简介
产品目录

公司名称: 北京天惠维测电子有限公司
联 系 人: 韩大明
电  话: 010-88571124
传  真: 010-88571124-809
地  址: 北京市海淀区中关村南大街魏公村1号韦伯豪2-1-604
邮  编: 100081
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该厂商相关技术文摘:
ASA测试技术在电路维修测试仪上的应用
如何选购电路维修测试仪
电路板维修测试仪原理探讨
ASA测试技术在电路维修测试仪上的应用--续
电路在线维修测试仪上的ASA(VI曲线)测试
如何提高电路测试仪上的ASA曲线故障检出率
如何提高电路测试仪上的ASA曲线测试可靠性
用汇能电路维修测试仪检测电容器的好处
成功检修电容漏电导致的主机板故障一例
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