非向量測試技術在航空電子產品測試中的應用

連強強 趙楊

摘 要：小批量、多品種是航空電子產品的主要特征，在線測試方案中，飛針式ICT測試是最適宜的，該文提出一種基于非向量測試技術，以解決ICT測試中重復測試與測試時間長的問題，該方法下可以將測試時間縮短40 %左右，且不會將覆蓋率降低，將飛針測試的效率提高了，保證了航空電子產品及時投入使用。

關鍵詞：非向量測試技術；航空電子產品；飛針測試

中圖分類號：TN407 文獻標志碼：A

1 非向量測試技術概述

在各種電路測試的編程法中廣泛應用的一種技術就是非向量測試技術，該技術不需對器件內部結構了解，同時也不需要參考庫元件模型，更不用對真值表編寫，可更快速、簡單地完成編寫的一種測試方法。非向量測試技術基于模擬方法，可避免損傷到器件，由于應用較低的激勵源功率。PCBA中超大規模集成電路、專業集成電路器件常見故障有焊接故障、短路工藝故障，這些故障均能夠通過非向量測試發現，同時也能將反裝、器件漏裝等故障測試出來，這2個故障約占器件總故障80 %以上。非向量測試技術原理分為3種，一種是等效參數測試法、一種是二極管法，還有一種是電容耦合法，涉及技術包括Ppen Xpress技術、Test Jet技術、Deltascan技術等。

2 非向量測試技術在航空電子產品測試中應用

下面將以某公司的PILOT V8飛針測試設備為例，分析某型號航空電子產品PCBA應用非向量測試技術的程序與方法，基于Windows7系統平臺使用專用的編程測試軟件，以將測試周期縮短，將編程效率進一步提高。

2.1 Fonde測試技術

在Fonde測試中調試先用金板進行，目的是將網絡節點與信號地構成的等效兩端電路特征頻率找到，象自動調節功能可以將網絡節點特征頻率快速找到，在自動調試網絡節點特征頻率時，會記錄下來金板各網絡節點特征頻率，通過軟件，并且能夠將對應特征頻率下響應的波形數據也記錄下來。將各測試項的學習完成后，還需要測試所有測試項目，將不穩定測試項找出并對其調整，如果出現報錯，在測試過程中，首先對測試項的2個下針是否合適查看，然后考慮更換或者調整；然后重新自學習該測試項，Fonde測試項的復測在所有報錯項調整完成后進行，如果Fonde測試通過，表示Fonde測試達到了要求。

2.2 AUTIC測試技術

與二極管測試方法基本相同，對于AUTIC測試的二極管效應來說，先AUTIC測試所有金板中IC封裝類器件，報錯如果出現，依據不同情況處理。偏小測量值會引起誤報，可以讓電流逐步增加并對電流參數調整，增加兩探針間的壓降；偏大的測量值則不需要單獨調整，自學習測試項便可；而如果超出量程，對于測量值來說，象顯示100 000 mV或者10 V，先對下針點是否合適查看，如果不合適，可以更換或者調整，如果合適，則再次查看二極管，如果反向截至，可對兩個探針下針位置進行交換，如果交換后依然測試報錯，可將測試方法改為OpenFix測試。

2.3 OpenFix測試技術

AUTIC測試方法是IC封裝類器件首選的測試方法，但是一些AUTIC測試仍出錯或者不適用的情況下會選用OpenFix測試技術。為使測試軟件提前降低電容耦合探頭下降速度更為方便，IC封裝類器件檢測板高度上要與PCB板相當，還能有效預防對器件產生的過大沖擊力而造成的損傷。

2.4 改進測試流程

常規測試流程不會對向量或者非向量測試進行考慮，每一項都會進行，包括Fnode測試、常規模擬器件測試、絕緣測試、IC封裝類器件測試等，這種常規測試流程的優勢是可以將故障范圍縮小，依據報錯信息，從而縮短了測試時間。具體如圖1所示。象某航空電子產品進行測試，該產品由1 005個元件、3 000多個網絡、1 560各管腳等組成，花費了48 min完成測試，在常規測試流程下。

不需要進行一道完整的測試對于被測電路板，由于故障發生率較低。由此，對現有的測試流程進行改進，借助非向量測試技術特征，采取非向量測試為主導的、向量測試進行輔助的測試流程。其測試流程基本與原來無異，每一個測試項均要完成，但是與過去測試流程不同的是，首先進行Fnode測試，對于PCBA電路板，如發現故障再采取向量測試對此節點相關元器件，將具體的故障元件找到。具體流程如圖2所示。如果經Fnode測試全部通過了測試，則可直接進行非向量測試，對BGA集成電路類器件。如果兩種非向量技術互補，一般情況下優先使用AUTIC測試，原因是該測試方法有著更高的覆蓋率且不需要附加硬件，從而容易得到更穩定、準確的測試結果。OpenFix測試是在某些芯片沒有信號的情況下才使用。該次采用的非向量測試為主導、向量測試輔助的測試程序，將非向量測試的優勢，即快速、準確與向量測試的準確定位故障優勢結合起來，進一步將測試速度提高了，并且故障定位也更為準確、高效。象上述某航空電子產品，常規測試流程花費了48 min，而采用新測試流程，2 min便完成了測試，將測試效率大幅度提高了。

可以進一步優化絕緣測試，依據Fnode測試結果，由于PCBA電路板有著較多的絕緣測試數目，測試花費的時間更長。而優化Fnode測試，不再絕緣測試Fnode測試已經包括的絕緣測試點，只絕緣測試Fnode沒有接觸過的網絡節點與報錯的網絡節點。在這種優化下，能夠進一步將絕緣測試的數據減少，將測試時間縮短。象對Fnode測試優化，用來對某型號的PCBA電路板測試，絕緣測試數目大幅度減少，從原來的7 500多條減少至100多條，耗費的時間從原來的40 min降低至10 min。

3 結語

總之，非向量測試技術應用在航空電子產品測試中，可以全面測試電子產品PCBA，且覆蓋率較高，一般可以達到80 %以上，可將產品返修率降低、提高了一次檢測合格率，保證了電子產品的質量，增強了其可靠性。并且采取以非向量測試為主導、向量測試為輔助的測試流程，測試周期得以縮短，保證了產品按時交付使用。

參考文獻

[1]趙巖.航空電子產品高頻信號接口間接雷電防護設計[J].電子世界，2018（9）：162-163.

[2]趙小民.航空電子產品基于故障物理的可靠性工程技術[J].電子技術與軟件工程，2018（2）：123.