ICT测试原理之shorts（短路）测试原理

ICT测试原理之shorts（短路）测试原理

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一、短路和开路测试概述

短路和开路测试可以用来发现制造过程中造成的开短路故障：

• 小于或等于阈值的阻抗为短路，如锡丝短路。
• 大于阈值的阻抗为开路，如翘脚，空焊，缺件，损件等。

使用开短路测试可以快速检查生产板上的意外短路和开路，但是短路和开路测试并不能替代零件测试。

二、短路和开路测试执行

i3070 在线测试软件会生成短路和开路测试。在testplan中，短路和开路测试通过以下测试语句执行：

test "shorts"

何时进行短路和开路测试

短路测试是在以下情况下进行的：

• 在零件测试前，用来快速发现短路问题，也是保证上电测试前电源对地阻抗是正常的；
• 在产品刚导入ICT测试时，在上电测试后加测开短路测试可以检测上电过程是否造成短路。

短路和开路测试过程

短路测试软件检查每个节点与其他节点的短路以及节点之间的开路。如果发现短路或开路：

• 测试会识别短路或开路并报告其位置。
• 测试将终止。

此时，应修复所有意外的短路，以确保它们不会影响在线测量，并消除在板上通电时可能造成的损坏。

短路和开路测试结果

系统使用下面列出的标准来评估短路和开路测试。

评估短路和开路测试

系统	短路测试	开路测试
测试内容	短路	开路
期望找到	开路	短路
若测量值到	低于阈值则失败	高于阈值则失败
短路文件声明	节点	短路

三、术语定义

术语	定义
short	两个节点之间的阻抗小于或等于阈值阻抗
open	两个节点之间的阻抗大于阈值阻抗
short test	测试板上意外的短路；它要求节点间的阻抗大于阈值（开路）测试才算通过
open test	测试板上意外的开路；它要求节点间的阻抗小于或等于阈值（短路）测试才算通过

四、关于短路文件

3070测试软件基于板卡特性和数据创建短路源文件。短路文件由两个主要部分组成：

• 开路部分测试已知的短路。由短路语句组成。
• 短路部分测试开路。由节点语句组成。

在短路语句中列出的节点必须也在节点语句中列出；然而，在节点语句中列出的节点不需要在短路语句中列出。

每个部分可以包含其他语句，指定失效、报告、稳定延迟和阈值参数。

您可以创建一个选择性测试板卡某一部分的短路文件。节点按照最小化伪短路的顺序列出。如果执行功能性短路测试，可能需要更改某些节点的列表顺序。

短路文件

threshold 15
settling delay 30m
short "U88.8" to "U89.9"
short "F1.1" to "F1.2"
short "L1.1" to "L1.2"threshold 15
report phantoms
settling delay 4m
nodes "C1.1"
nodes "U2.1"
settling delay 10u
nodes "U88.1"
nodes "U88.2"

短路文件中的节点语句按名称列出节点。节点语句测试短路，并要求一个包含所有节点名称的导线清单，在短路文件编译期间。导线清单使系统能够将每个节点名称映射到其相应的 brc 位置。

短路语句设定短路测试参数并控制短路测试执行。下面总结了短路语句：

语句	定义
nodes	按节点名称或 brc 格式列出的板上节点，将进行短路测试。
threshold	阻值（单位为欧姆），用于确定短路或开路。范围：2欧姆至1000欧姆。默认值：8欧姆。
settling delay	短路测试对连接到源的节点施加电压，并在连接到检测器的节点处测量结果。如果所有板上组件都是电阻性的，则对输入的响应会立即达到稳态，输出何时采样并不重要。对感性或容性元件，则需要在达到稳态之前的延迟。检测组件中的短路或开路取决于响应采样的时间。为提高测量精度，指定了稳定延迟时间间隔，以允许瞬态在完成测量之前稳定。软件自动计算稳定延迟。您可以调整稳定延迟，范围为0秒至3.27秒。稳定延迟的默认值为0秒。为节省时间，测试会在施加激励信号后立即进行初次测量，并将实际值与期望测量值进行比较。如果初次测量符合预期值，则不需要进一步延迟。如果初始测量未通过，则会定期进行额外测量，直到：期望的测量值获得，或自最初测量以来的经过时间等于稳定延迟时间间隔。如果稳定延迟过期且未获得期望测量，则表示失败。如果获得期望测量，则测试通过，不再进行额外的采样。
failure	该语句在短路报告中定义一个故障消息。使用这些语句告知测试操作员测试失败的潜在原因
short	要进行开路测试的节点对，通过节点名或 brc 格式进行标识。
report	通过指定次级关键字定义所需的短路报告类型。
phantoms	列出在短路测试中发现的所有伪短路。
netlist	列出涉及短路或开路的每个节点连接的所有设备和引脚。
common devices	列出连接到两个或多个节点涉及短路或开路的所有设备。
limit <# of nodes>	设置在每个短路报错中起始字段中报告的最大节点数。

五、短路和开路测试如何工作

短路和开路测试硬件

对于短路和开路测试，系统通过100欧姆电阻施加0.1伏电压，如图所示。这个低电压避免了PN结的导通。

图1-1

短路和开路测试硬件

短路测试如何工作

短路测试由两个阶段组成：

• 短路检测
• 短路隔离

在检测阶段，系统测试从一个节点到短路列表中其下所有其他节点的意外连接性。如果短路和开路测试包含短路和开路列表，则在短路测试过程中会避免已知的开路列表中定义的连接。如果检测到意外连接性，则短路被检测到，并会执行隔离阶段，以确定所有考虑的节点中哪一个与被测试节点短路。

用于短路测试的节点列表经过组织，以最小化测试中出现的伪短路数量，从而最大化测试速度。参见伪短路。

这种短路和开路测试方法节省了测试时间。隔离比检测费时，因此仅在检测到意外短路时才调用隔离。

开路测试如何工作

开路测试检查节点之间的连接性：

• 如果测得的阻抗小于或等于阈值（短路），测试通过。
• 如果测得的阻抗大于阈值（开路），测试失败。

六、检测和隔离短路

短路检测

为了检测短路，系统执行以下步骤：

1. 选择短路文件中的第一个节点并连接到一个电源。
2. 将短路列表中的所有节点连接到检测器。
3. 检查电源上的节点与检测器上的节点之间的电流流动。
4. 将下一个节点连接到电源，并再次检查短路。

这个过程持续进行，直到所有节点都被检查完毕。如果检测到短路，则进入隔离阶段以确定哪些节点发生了短路。

短路隔离

为了隔离短路，系统执行以下步骤：

1. 将连接到检测器的节点分成两组。
2. 检查第一组是否有短路。
3. 如果发现短路，系统将该组再分为两组，并检查第一组中的短路。
4. 如果在第一组中未找到短路，系统检查另一组节点是否有短路。

这个过程继续进行，直到所有短路节点都被定位。对所有分组的节点进行短路检查，以确保所有的短路都被隔离。与其他节点短路的节点将被排除在进一步的检测阶段测试之外。

七、检测和隔离示例

• 开路测试
• 短路测试

开路测试

考虑如图所示的电路。

图1-2

开路测试节点A、B和C。

以下是针对节点A、B和C的短路文件的一部分。

threshold 8
short "A" to "B" ! 测试第一对节点。
short "B" to "C" ! 第二对也包含"B"。

节点A和C之间的开路测试不进行，原因如下：

因为：

• A 连接到 B
• B 连接到 C

我们不能假设：

• A 连接到 C

例如，如果一个5欧姆的电阻连接A到B，开路测试将通过，指示A和B之间的短路。同样，如果一个5欧姆的电阻连接B到C，那个开路测试也将通过。但是如果在节点A和C上进行开路测试，测得的电阻为10欧姆（2个5欧姆），高于8欧姆的阈值。因此，A和C上的开路测试将失败。

如果你不想更改阈值，你可以选择为A到C添加一个较高阈值的开路测试。

如果测得的阻抗小于或等于阈值，开路测试将通过。以下组件将通过开路测试：

• 保险丝
• 低于阈值的电阻
• 跳线
• 电缆
• 串联电阻低于阈值的电感器
• 印刷电路板迹线
• 闭合状态的开关

短路测试

我们来看一下系统如何在测试过程中使用检测阶段和隔离阶段来找到和定位短路

考虑一个有五个节点的电路：A、B、C、D和E。

在上图中，节点B和E短路。短路测试首先在节点A运行检测阶段。未检测到短路。

第一步检测：未发现短路

由于在节点A上未检测到短路，因此不启动隔离阶段。检测阶段评估节点B，检测到短路。

第二步检测：发现短路

由于在节点B上检测到短路，隔离阶段被启动。剩余的节点被分成两组；节点C和D进行与节点B的短路测试。未检测到短路。

第三步检测：未发现短路

隔离阶段继续测试剩余节点。在这种情况下，仅剩的未测试节点E进行测试，该测试隔离出节点B和节点E之间的短路。

隔离

在已知良好电路板上节点已知与一个或多个其他节点短路的情况下，短路测试将源连接到所有这些节点，并将检测器连接到短路列表中其下所有其他节点。