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新一代非向量測試技術可全面提升測試覆蓋率和調試效率
20世紀90年代初，方形扁平封裝和SMT元器件是大多數印刷電路板上的標準器件。為了應對這些元器件在電路板上的測試問題，出現了第一代基于電容感應技術的非向量測試技術TestJet，這一技術當時在提高在線測試覆蓋范圍方面實現了突破。但是，電容測量技術并不能充分應對當前線路板測試的需求，為此測試設備生產廠商又推出了新一代增強型非向量測試技術VTEP。初步測試表明，與TestJet相比，VTEP能夠把在線測試覆蓋范圍提高80%以上，特別是在測試電路板上的bga、微型bga和SMT邊緣連接器件時，VTEP較以往的非向量測試技術有更明顯的優勢。
TestJet技術的局限
上世紀90年代TestJet問世時，印刷電路板上的大多數器件都帶有引線框，而且面積足夠大，可以保證可靠地進行ICT測量。大多數測試工程師還記得，TestJet感應片和放大器電路板與引線框加在一起，會形成一個大約100fF的電容器，如果引線開路，測量結果近似等于零，產生一個很容易確定的差值。
在生產中，測量合格的引腳數和不合格引腳數均呈高斯分布，標準差或σ值表明了測量的分布特點。σ取決于測量噪聲、封裝樣式變化、感應片對準與否、TestJet多路接線電路板和探針變化等因素，生產測試環境中的電磁噪聲(如熒光燈)有時也可能造成干擾。
TestJet硬件和測量算法的大致標準差為1.7fF，為有效辨別測試合格/不合格，用戶希望把門限設為合格參數值±6σ。如果門限設為20fF，則幾乎所有情況都足以保證進行有效的合格/不合格判斷。盡管TestJet支持逐針編程，但實際上大多數調試是通過為每個器件設置一個門限來完成的，因為大多數引腳的測量結果要遠遠大于20fF的門限。
簡而言之，當時的TestJet確實提供了一種理想的方案，可以對最流行的封裝器件進行穩定可靠的測量，同時其編程和調試簡便，對夾具的影響也非常小，這使得它成為當時在線測試的標準技術配置，被許多用戶及ICT設備供應商所采用。
但時代已經改變，今天QFP和bga已經成為常見的封裝類型，這給TestJet帶來了某些挑戰，其中bga的測試尤其問題多多。bga器件在球柵間距、排列形式及散熱板和屏蔽罩等方面有很大差異，此外它沒有引線框，因此導線焊接和導線引起的電容測量值小于20fF，這就給TestJet帶來了問題。由于σ等于1.7fF，TestJet不能保證進行有效的辨別，從而不能對bga器件的焊接問題進行可靠的合格/不合格判斷。
此外，bga往往一部分引腳測量值很低，而另一部分引腳測量值卻很高。盡管TestJet支持逐腳設定門限，但在測試中手動改變數百個引腳門限需要花費幾個小時。TestJet也沒有提供統計檢驗工具，因此必須通過實際生產來檢驗這些門限設定是否合理。結果造成在使用TestJet測試bga時覆蓋率下降。 
VTEP和TestJet對比試驗分析
針對上述問題，VTEP增加了自動調試功能，可以自行逐引腳設置門限，克服了TestJet的不足。對此我們做了一些試驗進行對比分析。
在第一個試驗中,我們同時使用TestJet和VTEP測試三個單獨的電路板，確定可以在哪里使用VTEP以改善引腳覆蓋范圍。我們共分析了26個器件，包括連接器、引腳陣列插座(pin grid sockets)、bga和QFP或SOP類型的封裝，VTEP測試了這26個器件共計1,640個引腳。
結果顯示，VTEP可以可靠地測試TestJet不能測試的器件引腳。例如對常用但無法以TestJet穩定測試的Intel 82845內存控制器芯片，VTEP可以把引腳覆蓋范圍從1,160腳改進到1,638腳，覆蓋率提高了41%。此外，與TestJet相比，VTEP標準差測量性能明顯改善，如在使用VTEP時，電路板2器件“j3”上的引腳測量結果的平均標準差是0.17，而在使用TestJet時是0.69。當測量絕對值較低時，小的標準差可以保證測量可靠性，即VTEP可以重復可靠地測試遠遠低于TestJet默認20fF下限的引腳。
另一項對比試驗是測試通信電路板上QFP封裝器件的開路情況，測試中我們使用開路和連通引腳對TestJet和VTEP進行比較。首先，在三個單獨的QFP封裝上，對特定連通(良好)引腳進行測量，然后在這些引腳上引入五個開路，再測試這些器件。
試驗結果顯示，在開路測試上VTEP的性能要優于TestJet，VTEP確定了多個QFP封裝上的所有開路。大多數情況下，已知開路和已知良好的引腳之間的VTEP測量差值要明顯高于TestJet，這一點可以幫助改善測量穩定性。結果還表明，在某些情況下開路具有非零電容測量特點，這在我們意料之中，所以不會給VTEP精確診斷引腳開路帶來負面影響。 
第三項研究針對bga，工程師在通信電路板上進行了受控的bga開路測試。有關試驗的詳細設置在此不作詳細敘述，結果可以歸納為以下幾點。首先，在可以測試的引腳數量方面，VTEP要優于TestJet，VTEP開路電容讀數的一致性也要好于TestJet。其次，VTEP從沒把開路測量顯示為負值，而TestJet經常顯示負值，VTEP更加精確、靈敏，因此可以記錄環境的真正電容值。最后，VTEP的標準差要優于TestJet，可以精確顯示非零電容的實際讀數。
提升調試效率
與TestJet不同，VTEP根據每個引腳實際測量情況動態調節測試參數，編程人員無需設置。當該功能關閉即設為OFF時，VTEP的運行速度與TestJet相同(大約每秒500個引腳)，但其精度要高得多。
采用動態調節功能，VTEP可以把調試時間從幾個小時降低到幾十秒。而TestJet默認對所有引腳設定同樣的固定上下限，如果需要為不同引腳設置不同的上下限，就必須對每個引腳逐個進行手工調試。對大型器件這要耗費大量的時間，特別對擁有多個TestJet測試的電路板，效率極其低下。

例如一塊帶有27個器件的電路板，測試工程師可能要調試3,000多個引腳，如果80%以上的引腳要使用定制的上下限(非默認值)進行調試，每個引腳的調試時間是15秒，那么完成這一任務需要的時間將超過10個小時，而VTEP自動調試功能可以幫助在幾分鐘內就完成這一工作！
生產測試經驗表明，根據現場情況修改測試上下限不一定是件壞事，合理制定上下限可以保證測試的穩定性。另一方面，測試上下限也不可以隨意修改，測試工程師們需要有一套系統的方法合理控制測試極限，VTEP自動調試功能正是為此而設計的。
VTEP的自動調試功能包括自動學習多個已知良好電路板的極限參數、恢復初始極限參數(整個測試或逐個器件)、覆蓋整個測試或單個器件以及多次撤銷操作功能等，這些功能已內置于在線測試設備的調試環境中。
VTEP自動調試算法還可以將每個引腳對應的生產統計數據(平均值、測量次數、Cpk)加以文字注釋,以便于觀察。另外，工程師可以選擇Cpk之類的質量管理參數，然后相應調節測試上下限，并去除不符合工程師測試可靠性標準的引腳。最后，與TestJet一樣，VTEP不要求昂貴的數字測試，不具備器件邏輯知識即可編寫測試程序。