GSM手机测试ICT测试与FCT测试.docx

1、GSM手机测试ICT测试与FCT测试毕业设计（论文）课题名称：GSM手机测试设备与 流程分析专业（系） 电气工程系 班 级 工业控制091班 学生姓名 陈 鹏 飞 指导老师 张 文 初 完成日期 2011年11月 2012届毕业设计任务书一、任务以一款GSM手机为例，试设计一条测试生产线（包含ICT和FCT），产能120台每小时，并完成相关文件的制作。 SMT工艺流程 GSM手机功能测试流程 二、指导老师：张文初三、设计内容与要求1基本要求（1）ICT以安捷伦3070为主要设备，进行测试；（2）FCT要求完成GSM 测试、蓝牙测试、最终逻辑测试、最终音频测试、最终光学测试、全面音频测试、全面无

2、线电测试等功能测试。（3）完成ICT和FCT治具的制作规范。2、设计内容与要求 绘制测试生产线布置图； 简单介绍安捷伦3070测试机的结构与测试原理； 简单介绍安捷伦3070测试机的程式开发过程； 简单介绍各种治具的制作规范； 简单介绍各测试工位操作流程。四、设计参考书1. 封面：包括设计题目，班级，姓名，指导老师，完成时间2. 目录：根据说明书的内容决定，一般采用23级。3. 设计任务书：包括课题名称、目的、用途、主要技术性能指标(参照教材目录编排)。4. 中文题目、摘要、关键词；英文题目、摘要、关键词。5. 正文：设计方案框图及电路工作原理：包括系统方框图，电气原理图，各单元电路的设计，简

3、述主要部件（包括主要集成电路）的工作原理、工作条件、给定参数、理论公式及详细的计算步骤、计算结果。这是说明书的主要部分。6. 元件参数表：包括所选用的元器件名称、参数、型号。7. 调试方案：包括调试的条件、方法、使用仪器设备的型号，并对测试数据进行分析。8. 设计心得：包括对本课程设计的客观评价、设计特点、存在的问题以及改进意见等。9. 参考文献：包括作者、署名、出版地、出版年等摘 要我们都知道如何测电容电阻，同样,一台手机从生产到出售，它中间也得经过测试。看它能不能正常工作，而一个手机是由一块电路板经过贴片，焊接，组装调试，打包出售，最后流到客户手中。一块刚焊好的板子，怎么才能知道这块板是不

4、是有缺陷，有无短路，断路，原件多件，连锡。是拿个万用表一段一段测，还是流到组装后面去，通过功能测试来确定故障出在哪个部分。第一个方法太麻烦，耗时间，还不准确。第二个方法代价高，不现实。那么怎么办？这里我们就介绍另一种方法。ICT测试和BCT测试，看它们是怎么解决这个问题的。关键词：ICT测试；BCT测试；ABSTRACTWe all know how to measure resistor and capacitor, Similarly,a cellphone from production to sale,it also tested .See it can not work normal

5、ly ,and a mobile phone is composed of a circuit board through a patch, welding, assembly debugging, packaged and sold, the last flow to the hands of customers. A first welding good board, how can we know that the board is it right? Is defective, without short circuit, circuit breaker, original piece

6、s, even the tin. With a multimeter segment measurement, flow to assembly back, by function tests to determine the failure in the which part. The first method is too cumbersome, time consuming, is not accurate. The second method is expensive, not reality. So how to do? Here we will introduce another

7、method. ICT test and BFT test, see how they solve the problem.Keyword：in circuit test ;board function test第1章 绪论1.1测试的背景为什么要测试？我们知道企业的生产并不是说从线头到线尾一条龙走到尾顺畅无阻地PASS。锡膏的黏度，环境温度，丝印机，人工操作随便哪一个失误，都可能造成产品的不良。一块焊好的PCBA摆在你面前，你怎么知道是不是好的，组装好之后能不能工作。所以这就需要测试，通过测试我们才知道这块PCBA原来是连锡了，原来是这个电阻烧坏了。那么一块PCBA放在你面前，你怎么测？用什

8、么工具测？换做是我肯定是拿个万用表对着这线路图到处量，看看是不是电容被击穿了，是不是那部分电路短路了，然后才能找到问题，解决问题。或者你把这块PCBA组装好，看它哪方面功能有问题。然后对照电路图，找到这部分电路，把问题解决。第一个方法，你不仅得具备基本的电工常识，还得看得懂电路图，还得一个一个地方测，你不仅得知道怎么测电阻，怎么测电容。还要对每个电路的功能了如指掌。要知道这样的工作得技术员才能胜任，要是这样的话，那伟创力早就破产了。第二个方法必须要上电，有可能这块PCBA中间短路了，一通电，啪！板子报废了，还不得亏死生产商。这对生产成本的要求很高，而且返工的板子，要拆又要装麻烦的要死。那么珠海

9、伟创力是怎么解决这个问题的呢？它流经到成品组装后面的PCBA都要经过ICT测试，ICT测试就是编一套程序，通过探针接触每个元器件两端，获取信息并告诉操作者，测试的结果是什么，是PASS？还是哪个元器件出了问题，都会反馈出来。这样就能把坏的PCBA捡出来，就像捡苹果一样，好的放一筐，坏的放一个筐。操作者不一定的具备专门的专业知识,但是，干活的质量不一定比技术员干的差。而且，简单，容易操作。这样的活谁都能胜任，可以给制造商节约成本，成本一低，东西就会便宜，人民的生活水平才会提高。1.2 测试技术的概述测试（measurement and test）是测量与试验的概括，是人们借助于一定的装置，获取被

10、测对象有相关信息的过程。测试包含两方面的含义：一是测量，指的是使用测试装置通过实验来获取被测量的量值；二是试验，指的是在获取测量值的基础上，借助于人、计算机或一些数据分析与处理系统，从被测量中提取被测量对象的有关信息。测试分为动态测试和静态测试。如果被测量不随时间变化，称这样的量为静态量，相应的测试成为静态测试；反之为动态。1.3 测试技术的发展现状电子测试技术发展总是与自然科学特别是电子技术的最新发展紧密相连的。传统的电测试、指示仪表，利用电磁技术将被测电磁量转换为指针的偏转角，然后通过角位移在坐标尺位置上读出被测量的值。如MF500型万用表，就是典型的模拟磁电式仪表。数字技术、锁相技术、频

11、率合成技术、取样技术等的出现，提高了电子测量仪器水平，产生了如频谱分析仪、频谱合成器等最有代表性的仪器。采用新技术、新工艺，由大规模集成电路和超大规模集成电路构成的新型数字仪表及高档智能仪器的问世，标志着电子仪器领域的重大发展，也开创了现代电子测试技术的先河。自动测试系统的出现是电子测试技术，自动控制及计算机技术密切结合的结果，是电子测量仪器数字化与数字信息系统相结合的产物，它是电子测试技术又一次飞跃，真正实现了高速度、宽频带、高精度、多参数和多功能测试。虚拟仪器的出现则是电子测量仪器领域的一场革命，它提出了一种与传统电子测量仪器完全不同的概念，即“软件即是仪器”，改革了传统的概念、模式和结构

12、，用户完全可自定义仪器，虚拟仪器以其特有的优势显示了强大的生命力。可以预见，现代电子测试技术一定会向数字化、智能化、宽带化、网络化、高速综合化发展。第2章 ICT测试2.1 ICT（ In-Circuit Test）在线测试ICT（In-Circuit Test）在线测试，是通过对在线元器件的电性能及电气连接进行测试来检查生产制造缺陷及元器件不良的一种标准测试手段。它主要检查在线的单个元器件以及各电路网络的开、短路情况，具有操作简单、快捷迅速、故障定位准确等特点。2.1.1 ICT的范围及特点检查制成板上在线元器件的电气性能和电路网络的连接情况。能够定量地对电阻、电容、电感、晶振等器件进行测量

13、，对二极管、三极管、光藕、变压器、继电器、运算放大器、电源模块等进行功能测试，对中小规模的集成电路进行功能测试。它通过直接对在线器件电气性能的测试来发现制造工艺的缺陷和元器件的不良。元件类可检查出元件值的超差、失效或损坏，Memory类的程序错误等。对工艺类可发现如焊锡短路，元件插错、插反、漏装，管脚翘起、虚焊，PCB短路、断线等故障。测试的故障直接定位在具体的元件、器件管脚、网络点上，故障定位准确。对故障的维修不需较多专业知识。采用程序控制的自动化测试，操作简单，测试快捷迅速，单板的测试时间一般在几秒至几十秒。2.1.2 意义在线测试通常是生产中第一道测试工序，能及时反应生产制造状况，利于工

14、艺改进和提升。ICT在线测试仪测试过的故障板,因故障定位准，维修方便，可大幅提高生产效率和减少维修成本。因其测试项目具体，是现代化大生产品质保证的重要测试手段之一。2.1.3在线测试机 目前有3个业界普遍使用的ICT测试机：泰瑞达，德侓泰和安捷伦。由于设计要求，下面主要介绍安捷伦3070。2.2 安捷伦3070测试机的结构 安捷伦3070 系统可以大致分为三个部分，分别为工作站 ( Controller ) ，测试头（Testhead ）以及电源柜( Support Bay )。安捷伦3070实物图如下：图2.1安捷伦30702.2.1电 源 柜 (support bar)电源柜是由电力分布单

15、元（PDU）见图2.2系统卡（System Card）和模块电源单元（MPU）三部分组成的。可编程直流电源HP6624或其它配置一个。每个HP6624 均有四个输出, 因此可提供 8组电源(PS1-PS8)。电源输出通过电缆连至 Test head 中的ASRU 卡上, ASRU 卡上有针通过夹具供给PCB 板。电源柜只有在307x 的系统中才需要用到，而在317x 及327x 的系统中并不一定要使用。图2.2 模块电源单元（MPU）PDU：其主要的功能是接受来自外部在184V252V范围内的供电电压，并分配多种伏值的交流电压、直流电压到系统的其它各个部分。PDU还能实现远程关机和线压警告功能

16、。系统卡：系统卡安装在测试头上，与测试头上的四个控制器进行通讯。系统卡控制 PDU 和MPU 的工作与否。系统卡还能对测试头上所有的交流电和电源柜的电源实现紧急关闭。 MPU：一个MPU 单元只对一个测试头模块提供直流电压，因此需要四个MPU 单 元。每个MPU 单元都可提供五个电压值：+20V、+12V、+5V、-10V、-20V。图2.3 测试头模型2.2.2 测 试 头(Test head) 测试头完成模拟测试和数字测试，整个 Test head 可划分为 2 个 Bank,4 个 Module（见图2.3）。每个Module 满 配 置 有11 块板卡，即有11个板卡槽（SLOT），其

17、中SLOT1放置ASRU card， SLOT6放置Control card，其它SLOT放置Pin card。每个Module都包括有Mother card、一个插在Mother card上的Control card和ASRU card，并且至少有一个Pin card。 Mother card：是Module的底板，向所有 Module上的卡提供直流电源，为卡与卡之间传送信号和地址解码。 Control card : 在测板时,程序和数据从系统控制器中下载到卡上,据程序控制继电器的正确闭合与释放,并却控制 asru 卡的 source 和 detector 及 bus。Control卡必须在

18、每个Moudule的第六槽。 Pin card : 提供测试时的复用系统，每块双密度的Pin card提供用于测试的针数144。一个Module的测试能力为144*9=1296点。 ASRU card(Analog Stimulate Response Unit): 模拟激励响应单元，提供模拟测试时所需的激励源,向量检测器,运算放大器等电路测量仪表.ASRU 卡必须在每个Moudule的第一槽。 2.2.3控制器 （Controller）实际上就是微型计算机，控制了整个测试系统的运行。控制器配有硬盘驱动器和软盘驱动器，运行在HPUNIX 操作系统。控制子系统有ALN和GPIB两个总线，LAN是

19、控制器和系统卡之间的插件。而GPIB控制着DUT直流电源的供应和系统卡上的可选测试设备。三个部分大的联系如图2.4：图2.4 控制器3大部分之间的关系2.3 系统管理2.3.1 如何开启 Agilent 30701. 打开空压机的电源。2. 打开 Agilent 3070 硬件的电源。(开关位置如下图所示)按下绿色按钮3. 打开工作站及屏幕的电源。4.直到登入窗口出现后，输入 user1，按下窗口中的OK 按钮或是按下键盘上的Enter 键。5.再输入password，按下窗口中的OK 按钮或是按下键盘上的Enter 键。6.利用鼠标右键，开启一个BT-BASIC 窗口。7.在BT-BASIC

20、 窗口的命令列上（command line）输入testhead power on 再按下键盘上的Enter 键此时这个BT-BASIC 窗口,在右上方属性位置会多一个”1”,窗口拥有testhead控制权,并出现testhead 控制列,即可准备测试了。2.3.2 如何关毕 Agilent 30701. 在拥有testhead 控制权的BT-BASIC 输入 testhead power off, 按下键盘上的 Enter 键,当指令执行完毕,控制列消失后,即可关闭testhead 电源。2. 开启一个shell window ,进入super user mode 。3. 输入 cd / 按

21、Enter ,回到根目录。4. 输入 shutdown h 0 按Enter 。5. 按 N 键。6.当画面出现以下讯息时：System has haltedOK to turn off power or reset systemUNLESS “WAIT for UPS to turn off power “message was printed above此时即可关闭工作站及屏幕电源。2.4短路测试原理 2.4.1短路测试 在ICT在线测试里，短路被定义为是两点之间的阻抗小于或等于预先设定的值，开路则是指两点之间的阻抗大于预先设定的值。 所以短路测试就是待测板意外的短路,它是希望两点之间的阻

22、抗大于所设定的值, 测试才会 PASS；而开路测试刚好相反，是测试板意外的开路,它是希望两点之间的阻抗小于或等于所设定的值,测试才会PASS。 短路和开路测试能够快速找到制造缺陷，如丢失元器件或者锡桥。短路测试硬件原理图如图2.5所示:图2.5短路测试原理图由图可以清楚的看到左边是 ASRU卡提供的激励源电压Vs，Vs通过S总线连接到被测元件 Rx的一端，Rx的另一端通过 I 总线连接到运算放大器 MOA的反相输入端，信号经过比例放大后输出，输出值与理想值比较判断Rx是否通过测试。工作原理：输入电流I由电源Vs流出，经过被测元件Rx，再流向MOA的输入端。理论上，输入电流的大小决定于被测元件

23、Rx 的阻值。因为运算放大器的输入阻抗非常大，电流I流向运算放大器的反馈电阻 Rref，这就在运算放大器的输出端形成了输出电压Vmoa。输出电压的大小取决于被测元件Rx 与反馈电阻Rref两者的比值。因为Vs、Vmoa和 Rref的值都可以知道，由此可以计算出被测元件的Rx的值。Rx值的计算公式是：Rx-Rref（Vs/Vmoa）。由公式可知，通过适当的调整运算放大器反馈电阻的大小可以改变测试量程。ASRU卡提供了六个不同大小的阻值非常精确的电阻。本测试方法同样适合与交流测试的情形，这时激励用的是 AC交变电流，而在检测端使用 AC检波器，此时需要用到相位同步检测技术。 图中还看到有一个G总线

24、，又称为零隔离点。被测元件的两端在电路板上可能有多个并联的阻抗通路，这些并联的阻抗通路会给测试带来误差，导致测试出来的值比真实值偏小。图中的 Zsg 和 Zig 代表与 Rx 并联的其它阻抗通道。G 总线就是为了解决这个问题而设置的。运算放大器的同相输入端接地，根据运算放大器的工作特点，它的反相输入端是虚地，而 G 总线也是接地，所以在 Zig 没有电流经过。电源 Vs 对 Zsg 供电，但当电源的输出电阻远远小于Zsg时，流过 Zsg的电流并不影响测试的结果。 短路测试步骤 短路测试包括两个阶段：侦查阶段（shorts detection）和隔离阶段（shorts isolation）。 1

25、.侦查阶段: （1）选择一个结点，把它连接到电源 （2）然后把其它所有结点连起来，接到检波器 （3）检测电源端的结点与检波器端的结点之间电流的情况 （4）依此类推，测出所有结点之间的连通情况 整个侦查过程当所有的结点都检查过才结束。当发现有短路情况时就进入下一个阶段找出短路的结点。 2.隔离阶段：当发现一个接到电源的结点和其它接到检测器的结点组有短路情况时： （1）把结点组分成两个结点组 （2）检查其中一个组看有没有跟那个接到电源的结点发生短路 （3）发现有短路时，又把该结点组分成两个更小的结点组，继续检测看是哪个结点组有短路，依此类推 （4）没有发现短路时，就检测另外一组，用同样的方法一直检

26、查直到把有发生短路的每一个结点都找出来 举例 1，如图2.6，假设结点 A 和 B，B 和 C 之间都有一个 5 欧姆的电阻，在三个结点之间进行开路测试，上限值设为8欧姆。图2.6当测试结点 A 和 B 时，两者之间的阻值为 5 欧姆，小于上限值 8 欧姆，开路测试通过。同样，当测试结点 B 和 C 时，两者之间的阻值为 5 欧姆，小于上限值 8 欧姆，开路测试通过。但是，当测试结点 A和 C 时，结点 A、C 之间的阻值为 10 欧姆，大于上限值 8 欧姆，开路测试失败。这时，要么时修改上限值，要么就增加一个测试 A、C的向量。 举例2，如图2.7所示，按照上面所介绍的短路测试方法，在五个结

27、点中检测出发生短路的结点。 图2.7短路测试方法举例首先，选择一个结点 A 与电源相连，其它四个结点 B、C、D、E 连在一起并接到检测器，观察无短路情况，如图2.8所示，图2.8短路测试 其次选择B结点连接到电源，其它三个结点连在一起并接到检测器，观察发现短路，如图2.9所示； 图2.9短路测试这时，保持B结点不变，结点C、D接在一起观察无短路，因此判断是结点B和结点E发生了短路。 2.4.2 模拟测试原理 模拟在线测试不用上电，其主要目的是验证模拟器件是否正确的安装在板上和验证模拟器件的参数值是否在指定的范围内。在线测试的主要模拟器件有：capacitors (电容)、 connector

28、s(电阻)、diodes(二极管)、FETs (场效应管)、fuses(保险丝)、inductors(电感) 、jumpers(跳线)、resistors(电阻)、switches(开关)、transistors(晶体管)、zeners（齐纳）、potentiometers(电位计)。 所有对模拟器件的在线测试必需都通过后才能对板上电测试。根据器件的特性和电路的拓扑结构，IPG会自动产生每一个模拟器件的测试程序，这些程序通常称之为块（blocks）。在使用Test Consultant继续板的测试时，IPG会对每一个块进行编译，并把这些块储存到板文件夹中的模拟文件夹里。在测试程序执行时，测试计

29、划的模拟测试子程序会调用到这些块程序。 模拟测试原理图如图2.10所示： 图2.10 模拟测试原理图与短路测试原理一样，模拟测试硬件主要包括有激励源、运算放大器电路和响应检测器，这些硬件都安装在ASRU卡上。 使用直流电压源测试的有：电阻、场效应管、保险丝、跳线、电位计、开关。使用交流电压源测试的有：电容和电感。可选频率有三种128/ 1024/ 8192Hz，如果选择了128 Hz必须使用ed 选项。 使用直流电流源测试的有：二极管、齐纳、晶体管。2.4.3 Testjet 测试原理 Testjet 用来测试元件由于生产引起的缺陷、开路、错位、丢失等等,Testjet 能测的元件有:IC、B

30、GA、电容、连接器等。它在测试时是不需要上电和驱动信号。Testjet试类似于电容的测试,(以IC为例)模拟电容的两端就是IC的某一脚与 Testjet 的探针间的容抗。除了电源和接地管脚被看成一个引脚来测试，其他引脚都是逐一使用该方法测出的。如图2.11所示，把S_bus连到IC的引脚上,把I_bus连到Testjet的探针上,把元件的其他引脚连到G_bus上,这样相当于在测试电容一样。由于器件引脚集电荷较少,测出的容抗很小,所以信号必须被放大和滤波用以提高信号的质量。测出的容值与默认值的上下限比较。图2.11 TestJet 测试原理图探针连到夹具上端的一块MUX卡上,此卡是一块信号调节板

31、,卡上有64个接口,能接64个Testjet的信号,卡的作用是为了提高信号质量和减少信号源的数目。2.4.4 Powered上电测试 Powered 程序是在管脚测试（pins_test）、短路测试（shorts_test）、模拟测试（analog_test）、testjet 测试（testjet_test）之后，在数字测试（digital_test）之前所调用的，主要是为了数字测试作准备的。 AGILENT 3070允许你定义被测单元的供电形式，如：需连接的点、多少电压、信号允许的最大电流。当执行Powered时，供电系统打开，并根据指定的参数检测它们的电压和输出的电流。如果超出范围，软件将关闭所有的电源并报告相关的信息，此时你应该检查所有的IC和电容。2.4.5 数字测试原理 数字测试原理很简单，在数字电路的输入端输入一系列的数据模型，在电路的输出端监视其响应输出，并与期待的响应相比较，如果相同，电路通过测试，如果不相同，测试失败，查找原因。测试计划是BT-BASIC程序，控制着整个板的测试。测试计划中的数字测试部分包含有一系列test命令，每一个test命令测试一个数字电路或器件。测试系统的标准软件包括有超过5000个IC芯片的数字测试程序库，如果要测试的电路或芯片不在这个标准程序库里面，就要自己写该电路或芯片的测试程序并保存在自定义程序库中。为了写出有质量的测试程序，