电路板的检测技术及应用

　　随着电子产业的迅速发展，电子元件的小型化及复杂的电路设计和可程序化的电子元件不断地推陈出新。电路板检测的技术同时也在不断改变。英国ABI电子公司是一家专门研发及生产检测仪器的公司，针对新型的电路板，ABI在其检测仪器中提供数项专门的检测技术，而这些检测技术已应用在世界各先进国家的相关电路板检测单位。
　　1如何检测电子元件与电路板之间的工作状态
　　在电子电路板上，主要有二部份： 其一：为电子元件（包含连接器及各式主被动元件），其二：为电路板，在这里我们是指没有电子元件的电路板。一般来说，要分别检测电子元件或电路板质量好坏，这样比起组合成一体之后，再来作检测的工作，其难度会是数倍之多。而其会发生的故障情形也会是较为复杂的情况。在ABI公司所生产的仪器中，其功能都支持离线测试（Our Circuit Test）及在线测试（In Circuit Test）二种检测方式。1.1 离线测试（Our Circuit Test）ABI的电子元件离线测试功能，可针对不同的电子元器件作出功能测试，包含数字元件，模拟元件及各类主被动元件，以上都可针对其电子特性作出功能测试及分析。
　　1.2 在线测试（In Circuit Test）
　　在ABI仪器的检测技术中，在线测试可分为二类： 一：断电测试（即为静态测试），二：通电测试（即为动态测试）。在静态测试中，首推V-I曲线测试功能。此功能可以分别检测出电路板在线测试上的R、L、C及Diode的工作状态特性。配合不同电路设计有着不相同的V-I曲线图形， 透过此V-I曲线图形，一来可以作较简单的工作状态特性比较，二来可以作为研发工程人员在设计电路时的参考依据在动态测试中，ABI提供二项专业的检测技术： 一，为元件的功能测试，包含数字元件及模拟元件，二：为电子元件各接脚的工作状态，也就是电子元件在与电路板组合之后的工作状态。在电子元件的功能测试中，不外乎可得到组件的功能是否工作正常及工作在何种情形之下。以模拟元件为例：其回授组件就是一个相当重要的部份，不同的回授元件可令模拟电路有不同的电路功能而在数字元件中，数字信号逻辑位准及各接脚的工作状态往往是分辨电路板在制作过程中，是否有一些不在预期的故障现象产生，例如： 短路，开路，组件故障或焊接不良等情形。优于万用表及示波器的电路板检测仪器 万用表及示波器是目前电子工程师在作检测电路板中**常用的仪器，这是无庸置疑的。但其所带来的检测盲点也是相当多的。ABI公司针对电子工程师所设计的通用型仪器 – CircuitMaster 4000M.其中有四项检测功能，是目前在欧美所**通用的检测功能。
　　3.1 标准测试
　　此功能是结合万用表及示波器的检测功能，可让工程师在测量电路板上某一点的电压时，同时可以测量到同一点的信号波形，并可以利用内建的脚踏开关功能，将其测量的结果图形储存在仪器内部的暂存区中，并可随时依需要而取出察看（如下图）。其信号波形振幅的大小可直接在显示屏上读取其电压振幅，不需另外作计算的动作。另外，在此功能之中，也可利用信号波形比较的功能来进行两不同信号的波形比较，系统会自动的判别两个波形的相似度，并将结果呈现在显示屏的下方
　　主动测试 （Active Test）
　　在此功能中，主要是由信号产生器（Function Generator）作为此能的主要工作单元。一般的信号产生器只能产生交流信号，在此仪器中可以产生交直流的信号，且可设定内部输出阻抗的大小，来作为信号的匹配之用。
　　3.3 信号节点强度测试 （FirmFlex Test）
　　此功能是在所有量测量法中较为特殊的检测方式，在此功能中，可以测量到检测点的电压值、信号波形及信号强度三项重要的参数。而信号强度的表示方式是利用显示屏背景的颜色变化来作为信号强弱的表示在以上三个测量点中，由测量点一到三其电压测量值分别为： 5.008V、4.960V及5.004V,在电压及信号波形上皆没有太大的差异性，但在信号的强度的部份却有很大的不同。
　　我们可以以颜色来作区分其信号强度大小为： 1 > 3 > 2（量测点）。主要的原因为各测量点在电路上所经过的阻抗不同，测量点3的阻抗小于测量点2所以其信号强度较强。此功能可以在通电的情形之下，测量该点的阻抗，也可以说是测量该点的信号强度。此功能可应用在不易发现阻抗异常的位置，因为测量电压及波形的机会比测量阻抗的机会的大，也可以测量因通电之后所产生的温度效应所造成的异常阻抗变化，利用此功能会很轻易的发现此异常的变化。
　　3.4 V-I曲线测试法
　　此测试法是所有测试法中**通用的一种方式。当然在CircuitMaster 4000M 中也少不了此种方式。在下图之中，除了可以作V-I曲线的测量，也可以搭配内部的储存功能及波形对比功能，达到多次或多通道的波形测量对比，比较起一般的测量仪器方便多了。在CircuitMaster 4000M提供的这四项主要功能，都是由世界各国的电子工程师所提供他们**需要的测量参数及功能，再经过ABI公司的专业工程师所设计而成。相信对同样是电子工程师的使用者一样会有相当大的帮助。相同的故障现象可以利用不同的检测功能来实现，一来可以更加确认电路问题的位置，二来也可以将所检修的电路板作更进一步的质量确认。
　　4新型IC电路包装的检测方式
　　在新式的电路板中，QFP、PLCC、TQFP及BGA包装IC元件，一般是**常见的，也是**不易测量的，而此类型的IC元件的接脚数目往往都是数十支到上百支以上，若还使用传统的方式来作检测，我相信没有多少位工程师做得到。ABI公司了解此项问题点，所以开发了利用JTAG技术作为检测方式的 – JTAGMaster .一般来说，在JTAG的检测技术中，通常都是需要开发工程师依照不同的电路设计来开发不同的测试程序，需要较长的开发时间，而ABI所开发的JTAGMaster所利用的是： 将一个好的电子元件以JTAGMaster 将其内部的数据读出，再将其数据作为一个参考标准依据，比较其它的电子元件，一来不需要另外编写程序，二来也可以达到快速确认其它电路板上元件的工作状态是否正常。