1、Copyright 2009. Alpha Networks Inc. All rights reserved. MDA & JTAG 測試原理TDD 王麗娜2009/03/13.序言 伴隨著當代科技的迅猛發展 , “test” 幾乎已經人所共知,可以毫不夸張的說,它貫穿了所有產品的始終, 標度衡量著產品的品質,是產品賴以生存的質量把關標兵.測試覆蓋隨即也被推上了歷史的舞臺 那么“test”到底有多少種類呢, 如果把電子產品的“test” 按照存在形式劃分大致可以劃分為兩大類,即軟體測試與硬體測試:軟體測試按測試技術劃分又細分為白盒測試、黑盒測試和灰盒測試或動態測試和靜態測試.硬件測試按不同的

2、測試方法也可分為AXI , AOI , ICT , Boundary Scan , Function Test 我今天將要與大家分享的就是 ICT , Boundary Scan 測試中 MDA 測試與 JTAG 測試: .目錄序言MDA 測試的原理與方法 (Jet300/TR518) * MDA測試原理 隔離(Guarding)的原理 * MDA 測試方法 電阻 電容 電感器 等 的量測方法 * 意義與缺陷JTAG 測試的原理與方法 * JTAG 測試原理與方法 * JTAG 的應用范圍 * 測試示例( PCI400)關于測試覆蓋附錄 Q&A.MDA 測試的原理與方法 MDA (Manufa

3、cturing Defect Analysis)制造缺陷分析儀 MDA 是一種高速度、高性能的電路板在線測試機(ICT- IN CIRCUIT TESTER). 它能準確而迅速地量測出電路板上的電阻器、電容器、電感器、二極管、晶體管、和集成電路等零件，諸如線路短路、斷路、缺件、錯件、零件不良或插裝不良等可能花費您許多時間才能發現的問題，并正確地指出不良的所在，以利于問題的排除。因此，不但可以提高產品的質量，而且可減少不良品的積壓。它可以提供多種詳盡的測試數據和分析報表，有助于生產的管理與質量的控制.隔離(Guarding)原理電路板上的被動組件的測試方法有兩大方向，一是利用電流源當信號源，量測

4、電壓值，以應用在電阻量測最普遍；二是以電壓源當信號源，量測電流值，以應用在電容、電感量測最普遍。然而在實際的測試中，待測板插上各種不同的主動、被動組件，為避免在量測時零件間的互相干擾影響到測試結果，如何做好組件間的隔離是設計測試儀器時的一項重要工作。在線測試 ICT最大的特點就是使用Guarding的技巧，它能把待測零件隔離起來，大幅度地減少線路上其它零件的影響。.1. 以電流源當信號源輸入時，則在相接組件一之另一腳加上一等高電位能，以防止電流流入與被測組件相接之旁路組件，確保量測的精準性。此時隔離點的選擇必須以和被測組件高電位能腳(高點)相接之旁路零件為參考范圍(見圖一)隔離(Guardin

5、g)原理 (一).2. 以電壓源當信號源輸入時，則在相接組件二之另一腳加上一等低電位能，以防止與被測組件相接之組件所產生的電流流入，而增加量測的電流，影響量測的精準性。此時隔離點的選擇必須以和被測元件低電位能腳(低點)相接之旁路組件為參考范圍(見圖二) 。隔離(Guarding)原理(二).MDA 測試方法 電阻的量測方法 電容的量測方法 電感器的量測方法 電壓測試的方法 集成電路的測試(IC Clamping Diode) 短/斷路測試的方法 跳線測試(Jumper Test) HP TestJet技術 IC SCAN技術. 定電流測量法電阻的量測方法 定電壓測量法 當待測電阻并聯大電容時，

6、若用定電流測量法，大電容器的充電時間太長，因此， 用定電壓的測試方式可以縮短測試的時間 相位測量法 當電阻與電容或電感并聯時，如果用定電流量測法無法正確量測時，就需要用相位量測法來做測試。此法是利用交流定電壓源為信號源，量測待測零件兩端的電壓與電流的相位差，藉以計算出各別的電阻抗、電容抗或感抗的值。.電容的量測方法交流定電壓源量測 (AC Constant Voltage Source) 以定電壓交流源來量測待測電容的容抗直流定電流量測法 (DC Constant Current Source) 當電容值為3uF以上時，計算機會自動設定 DC 電容量測法。此法是用DC定電流來使待測電容充電，然

7、后由充電的時間可算出電容值相位量測法電容極性量測 (1)漏電流量測 (2)三端點量測 (方法用于量測電解電容 ) .電感器的量測方法 相位量測法 因量測電感時，雖然未并聯電阻，但會因為線阻而產生串聯一 電阻的效應，此時須使用相位量測法 若電感并聯電阻則與電容測試的相位量測法相同 .電壓測試的方法 低壓測試 (Low Voltage Test) 低壓功能測試是允許你供應某一定電壓到零件兩端，同時測量零件兩端的電壓，如測電容反向、Zener二極管、或IC都可使用此法 (一般的低壓測試電壓最高是10V ) 高壓測試 (High Voltage Test) (如采高壓測試可用高達50V的電壓來做功能測

8、試 ).集成電路的測試(IC Clamping Diode)IC Clamping Diode測試 : IC Clamping Diode 的測試方法是以IC的每一支腳對該IC的VCC PIN為兩端點，或以IC的每一支腳對該IC的GND PIN為兩端點、或以IC相鄰的兩支腳為兩端點，來做低壓功能測試 (其測試程序的產生是用自動學習的方法 ) .短/斷路測試的方法 學習短路表(Learning Short Pin Group Table) : 短/斷路( Open/Short) 的測試數據可由學習一個良品的電路板而得。當學習時，計算機會測量任意兩個測試點(Test point)之間的阻值，然后產

9、生一個短路表(Short Pin Group Table)。 短/斷路測試 : 短/斷路(Open/Short)測試是根據短路表(Short Pin Group Table)的資料來做測試； .跳線測試(Jumper Test) 跳線測試(Jumper Test)采用一個比較器硬件線路，因此，測試的結果只有、四個值，單位以JP表示，其代表的意義如下：JP： 10 奧姆(ohm)JP： 10 奧姆(ohm)， 20奧姆( ohm)JP： 20 奧姆(ohm)， 80奧姆( ohm)JP： 80 奧姆(ohm).HP TestJet技術美國惠普公司發明了 HP TestJet 技術的新技術是利用裝

10、置在治具上模的感測板(Sensor Plate)壓貼在待測的IC上，（感測板的形狀和面積與待測IC外殼相同），利用量測感測板的銅箔與IC腳框（frame）之間的電容量來偵測接腳的開路。如果任何IC的接腳有開路則系統將因偵測不到信號而得知其為開路 .IC SCAN技術IC SCAN技術是捷智科技發展出來的另一個偵測SMD IC腳斷路(PIN OPEN)的方法，這個方法因為每一支腳(PIN)的測試都是利用IC的三支腳(Pin)來測試，因此即使是在總線(Bus)上的腳(Pin)也能偵測 IC SCAN的優點 : *低成本：不需要特殊的感知器。 *不受空間的限制，如IC在IC底下或IC有散熱片(hea

11、t sink)等情況都可以測。 *BGA type的IC也可以做良好的測試。 *IC bonding wire open或輸入輸出級的燒毀都可以偵測。 *IC腳(pin)冷焊，沒有完全斷路(open)的情況也可以偵測。. MDA是一種用于高產量/低混合環境的好工具，這里測試只用于診斷制造缺陷。測試時間比視覺測試少，因此 MDA能夠趕上生產線的節拍速度。MDA 測試方法可以直接著診斷輸出,方便工廠作業 * 其主要優點較低的前期成本、較低 WIP(Work In Process在制品)、低的編程與程序維護成本、高輸出、容易跟隨診斷、和快速完全的短路與開路測試。 * 其主要缺點是不能確認材料清單(B

12、OM, bill of material)是否符合在測單元(UUT, unit under test)、沒有數字式確認、沒有功能測試能力、不能調用固件(firmware)、通常沒有測試覆蓋指示、板與板線與線之間的可重復性、夾具成本、以及使用會存在問題。MDA 測試意義與缺陷.JTAG測試:簡言之是順序掃描集成電路組件之全部外界輸入輸出腳端，擷取輸入輸出端之測試數據，藉以進行測試組件內部之功能，或進行被安裝在印刷電路基板之測試方法。此種測試方案最初于1985年的歐洲推動委員會- JETAG (Joint European Test Action Group):歐洲聯合測試推動團體在提案。1996

13、年美國加入，委員會名稱改為 JTAG (Joint Test Action Group)聯合測試行為組織。最終提案于1990年完成規格化IEEE 1149(IEEE std.1149.1-1990 standard test access port and boundary-scan architecture)標準測試存取阜及邊界掃描架構.該測試方法主要用于芯片內部測試。現在多數的高級器件都支持 JTAG協議,如 DSP、FPGA 器件等。JTAG 測試的原理與方法.JTAG 測試的原理 * 測試原理:邊界掃描測試是通過在芯片的每個I/ O 腳附加一個邊界掃描單元(BSC ,boundary

14、scan cell) 以及一些附加的測試控制邏輯實現的,BSC 主要是由寄存器組成的。每個I/ O 管腳都有一個BSC ,每個BSC 有兩個數據通道:一個是測試數據通道,測試數據輸入TDI ( test data input ) 、測試數據輸出TDO(test data output) ;另一個是正常數據通道,正常數據輸入NDI ( normal data input ) 、正常數據輸出NDO(normal data output) 。如圖所示:.標準的JTAG接口是4線：TMS、TCK、TDI、TDO,分別為模式選擇、時鐘、數據輸入和數據輸出線。 相關JTAG引腳的定義為： TCK (tes

15、t clock)-測試時鐘輸入； TDI (test data input)-測試數據輸入，數據通過 TDI引腳輸入JTAG接口； TDO (test data output)-測試數據輸出，數據通過TDO引腳從JTAG接口輸出； TMS (test mode select)-測試模式選擇，TMS用來設置JTAG接口處于某種特定的測試模式； TRST* (test re-set)-測試復位，輸入引腳低電平GND有效。JTAG 測試的方法.Boundary Scan Test 5 Signals .TESR CELL WORK FLOW.Board Testing with Boundary-S

16、can.JTAG 的應用范圍. In this window you can see Scanworks power(All action can be used for test)This windows represent your scan chain on UUT (Unit Under Test)This windows represent what action you use for test on UUT(you can drag from left window and drop in this window)In this window you can quickly ru

17、n every action測試示例( PCI400).相關測試行為SPV ( Scan path Verify )InterconnectMAV (Memory Access Verify )Flashcluster.Run Sequences :測試運行.測試覆蓋 測試覆蓋是對測試完全程度的評測，是由測試需求和測試用例的覆蓋表示的。通過覆蓋指標，就可以回答“測試的完全程度如何”這一問題。 下面我將會給大家展示一個 MDA 測試報告的片段 以及 PCBA Test Flow ,來簡單介紹一下 coverage:. 1DL248G.A1G / 1DL248GP.A1G MDA Test Cov

18、erage Report.PCBA Test FlowAOI AXI ICT Boundary Scan Function Test .PCBA Product flowICT/MDAPaste PrintingPickup & Placement of SMDsReflow SolderingAXI Wave SolderingHand-Load of THDs and Manual Visual InspectionAOI AXIFT.測試設備要求板的可訪問性夾具程序成本夾具成本維護成本輸出能力MDA全部1針床低高中高ICT全部2針床中高中高JTAGBSCAN零件最小或針床高低低高手工視覺視線無低無低低AOI無無低無低中飛針系統全部1無中無中低X光無無高無高低最終產品測試只有產品使用無低無低低實體模型只有產品使用無低/中中中/高低集成