在线测试技术的现状和发展（二）

　　首先，我们要回顾一下数字器件的特点，数字器件只有2种电平：高电平和低电平，所以测试程序要能定义逻辑电位，数字器件比模拟器件多很多管脚，因而测试仪不可能在管脚间不停地切换模拟源和测量仪表。因此，测试仪要有一套能驱动数字芯片输入端到理想电位的数字驱动器，也要有一组能检测其输出逻辑电位的数字感应器。

　　驱动器和感应器(Driver/Sensor)是成对存在的，驱动器的输出端总是与感应器的输入端相连，在程序控制下，同个测量节点在某个时候可能被驱动到某个电位，而另个时候，又有可能被感应器测量它的输出。

　　(1)驱动器/感应器的编程

　　为了说明程序是怎样控制驱动器/感应器，让我们看一个简单的二输入与非门例子，如图7。

　　只有与非门输入端全为高电平时，输出端才为低电平，而其他状态的组合，输出端都为高，要对这个二输入与非门进行测量，测试程序应按以下工作：

　　1)给被测板上电、接地

　　2)定义高、低电平

　　3)指定测试针

　　4)定义驱动和感应测量时序

　　对上述单个与非门，测试程序将会检查所有4种输入的工作情况。

　　每一行程序语句代表一个测试矢量。IC、IH和IL连接驱动器到指定的输入端A和B，并给予赋制值;OS、OH和OL连感应测量端到输出端C，并告之期望值。所有驱动器和感应端值在程序命令改变之前保持不变。

　　(2)数字芯片的隔绝和测量

　　因为被测数字器件必须要上电才能测量，在板上器件间又存在连结，因此电源也会加到其他器件上，这样一来，当测试仪要给被测芯片的某输入端加驱动信号时(如高电平)，此输入端可能被另一芯片的输出保持在相反电位(低电平)。

　　数字驱动器在瞬间强制被测芯片的输出端到指定电平，而不管其他芯 片影响，来解决这个问题，这种技术称背驱动技术。

　　考虑一个典型的TTL芯片输出状态，如图8、9所示。图8中Q1导通，Q2截止时，输出为低电平，为瞬间使输出为高，测试仪强加一瞬间电流脉冲，从Q1发射极反流过集电极，使输出端产生高电位，类似图9，Q2导通，Q1截止时，输出为高，为使输出为低，测试仪在输出处加一低电平，吸收由此产生从Q2流经的电流。因数字测试速度很快，电流脉冲时间远小于10ms(通常为5-10μs)，这么短的脉冲不会造成芯片的损坏。

　　2.4 针床测试的局限

　　针床测试的局限主要体现在机械精度方面，我们不妨计算一下从PCB制作，夹具制造直至测试个环节带来的误差总和，就不难得出结论：

　　(1)夹具钻孔精度，状态很好的针床在钻厚度较厚的夹具板，精度很难控制在25μm以下，况且，对于某些高精度PCB测试用夹具，层数可高达8层之多。

　　(2)PCB测试时，PCB与夹具之间和夹具与设备之间对位精度，为了让夹具便于在针床上放置取下，若采用销钉定位，销钉与销钉孔的直径应相差10-20μm。

　　(3)PCB孔位与外层图形偏差。在多层PCB制造中，为避免内层破盘，提高合格率，常常采用层压后，根据各层图形相对位置，钻定位孔。层数越高，孔与外层图形对位置相差越大，PZB的上表面和下表面位置也可能相差±0.15mm。

　　(4)测试探针的移动。在多层夹具中，若有细小的偏差，造成探针摩擦或卡住，就会造成开路误报。密度过高造成夹具的各层强度下降，发生弯曲等现象，又会造成探针位置偏差。

　　(5)PCB尺寸稳定性和夹具与PCB尺寸一致性误差，对一类PCB，由于制造条件的差异(分批制造)环境温度、湿度会造成底片、基材的尺寸变化，导致同类PCB图形尺寸细小的差别。若板面较大，密度较高时，会直接影响测试精度，同样，夹具的尺寸也可能根据环境的变化出现微观差异，这些对测试准确性带来很大影响。

　　(6)PCB翘曲造成与测试针对位置变化，严重时，探针无法接触被测表面，产生误报。

　　综上所述，测试精度的局限是针床测试面临的最大问题，据统计，在保证重复测试正确性的 前提下，排除PCB上下两面位置的偏差，对100mm×100mm的PCB可测试的最小节距为0.25mm，对200mm×200mm的PCB可测试的最小节距为0.31mm，对300mm×300mm的PCB可测试的最小节距为0.44mm;对400mm×400mm的PCB可测试的最小节距为0.49mm。

　　需要指出的是，随着密度的变化，测试产品和测试成本都相应变化，产量与中心距的平方函数成正比，测试成本与中心距函数成反比。

另外，测试点数也是另一个局限因素，尤其是BGA广泛应用的今天，要求测试点密集，若PCB上分布的BGA较多，其间距有限，可能造成测试针分配不足的问题，对专用测试来讲，总的测试电枢也非常有限，对高密度封装板、局部测试点密集，可以被测试的面积也受到限制，例如，对常规的可测试面积为500mm×500mm，对高密度PCB可测面积仅为200mm×200mm，这就是总测试