在ICT测试台上整合摩托车ECU的功能测试

一、简介

ICT在线测试 (INCIRCUITTESTER) 和功能电路测试是PCBA量产过程中确保良率的必要步骤和过程, 在印制电路板生产过程中关系着整个电子产品的质量。

ICT在线测试机主要是依靠测试探针与PCBLAYOUT的测试焊接点接触形成回路来检查电路板上所有零件的焊接情况。ICT的最大作用可以检测测试电路板的制程缺点:短路、开路、错件、漏件、元器件不良等, 并且可以准确的告知不良的位置, 以此可以确保产品的品质。

功能测试是对产品的功能进行测试, 主要是对PCBA上电后的测试, 主要包括电压、电流、功率、频率、占空比、亮度与颜色、FLASH和EEPROM烧录、通讯协议等测试项目。功能测试的目的是检查被测试对象所要求的功能实现是否完整。

二、测试产品说明

摩托车ECU利用产品上的各个传感器 (缸体温度传感器THW、进气温度传感器THA、氧传感器信号OS、进气压力信号PIM、节气门位置传感器信号THTL等) 汇总发动机当前的状态, 再由传输线路输送至ECU。摩托车的ECU在收集到信号后, 会对各类传感器进行解析, 以此可以得到发动机的各个零件的工作状况和运行情况, 然后根据处理器里的程序进行计算, 从而得知各自元件执行的步骤, 继而将指令发送到执行元件, 命令执行元件工作。

三、ICT测试平台

此次测试平台选择是德律TR5001机台, TR5001是一台压床式ICT, 该机台具有强大的软件作业环境, 使用Windows7作业系统, 完整的测试统计资料及报表产生, 人性化使用界面, 提供所有被动元件 (电阻/电感/都兼容/开路/短路/二极管/Testjet) 自动出错功能, 可测电路板尺寸达到 (420mm (寬) x300mm (深) x100mm (高) ) 。最大可用通道 (针点) 3200 (模拟) /1600 (数位) 。与其搭配工作的是一台压床治具。

四、产品测试要求

(一) ICT能够测试所有的元件的焊接是否正常

(1) 开路, 短路测试:100%的网测试点应该在“短路”, ”开路”测试。

(2) 电阻测试:所有测试电阻的阻值应该在PCBA上规定的范围之内。

(3) 电容测试:并联电容器, 包括旁路或去耦电容, 应该为一个合并的电容测试与测试极限定义的指定公差电容并联电路的最大的价值。

(4) 电感测试:电感器、变压器、线圈绕组应测试像电阻/每个绕组的电阻规格。

(5) 跳线和保险丝:跳线和保险丝按照零欧姆电阻进行测试。

(6) 二极管/LED:二极管应该有一个标准的正向电压二极管测试来验证存在和取向。

(7) 场效应晶体管:场效应晶体管 (fet) 必须有一个漏源电阻测试或结二极管测试。如果设备被用作场效应晶体管开关, 必须执行一个场效应晶体管开关测试除了上述测试。

(8) 三极管:第一步测试基极与集电极之间的压降, 还有基极与发射极之间的压降。第二步需要测试三极管的直流放大倍数, 在基极与集电极之间提供一个基极电流, 然后测试发射极与集电极之间的电压。

(9) IC测试:在模拟测试中, IC的测试通过二种方式, 一种是testjet测试, 即在IC的上增加一个感应片, 通过IC的表面与感应片之间的非常小电容量 (f F级) , 来判断是否存在芯片脚位空焊。另一种是Clampdiode, 即根据芯片内部GND与信号脚的二极管结构, 通过输入3m A的电流信号测试二极管, 判断芯片脚位是否开路。

(二) 摩托车ECU功能测试

各种输入输出信号的定义;

1. 模拟输入信号

外部模拟量信号包括进气温度 (THA) 、进气压力 (PIM) 、缸体温度 (THW) 、节气门位置传感器信号 (THTL) 、氧传感器信号 (OS+) , 这几路信号均由ICT上提供输入, 均可用模拟电压参数完成输入量的参数, 并完成闭环检测试, 以保证其信号的真实可靠。

2. 脉冲量输入信号

Agilent Technologies33250A是高性能的80MHz复合函数发生器其具有内置任意波形和脉冲功能函数。RS-232接口为标准配置。通过安捷伦33250A函数/任意波形发生器产生36-2的脉冲波形, 幅值要求5v, 应用两个主要命令;

命令1:DATAVOLATILE, <值>, <值>.......

将值为-1到+1的浮点值下载到易失性存储器中每个波形可以下载1到65536 (64K) 个点该函数发生器采用指定的点数并加以扩展来写入波形存储器如果下载量小于16384 (16K) 点则自动生成一个具有16384点的波形如果下载量大于16384点则生成一个65536点的波形。DATAVOLATILE, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0

命令2:APPLy:USER[<频率>[, <振幅>[, <偏移>]]]

输出当前由FUNC:USER命令选择的任意波形输出一个具有指定频率振幅和DC偏移的波形执行命令后立即输出波形。

3. 输出信号

ECU输出信号共有七项:主继电器、氧传感器加热、点火线圈、喷油器、电子燃油泵、

故障指示灯、怠速电机;主要检测试点:系统上电后以上信号的ECU对应IO口有无输出, 特别注意, 在点火钥匙使能5秒后, 如果没有曲轴位置信号输入, 那么电子燃油泵将关闭, 如果没有曲轴位置信号那么点火线圈、喷油器、均无信号输出。

4. K-LINE的通信测试;

K线通过测试机台与摩托车ECU的数据诊断, 也就是利用K线搭建测试的初始化, K线是摩托车的控制单元和诊断仪之间进行数据传递的专门的一条线, 由K线对ECU的各个功能通信, 并且存在数据的转换。由于电脑无法直接与ECU的K-line通讯测试, 需要通过MAX232和L9637D换通讯协议, 才能实现电脑串口对K线通讯。双方采取的通信方式为串口半双工异步, 串口通讯时, 每个信号包含十位二进制, 它们是1位起始位、8位数据位、1位停止位。

五、测试流程

为保证测试完整性, 对治具机构做了特殊的要求, 需要在测试完成常规ICT程序后, 隔离探针对PCBA影响, 应用机台自带的二段行程测试, 即机台可以在收到某一命令后, 自动将上模上升1mm-15mm高度, 高度位置可以通过机台的二段行程的感应器设定好。在进入二段行程, 在功能测试之前, 控制气缸推动顶针, 将ECU接口信号连接相应的负载上, 以便进行功能测试。

六、总结

(1) 从PCBA制程角度考虑, ICT测试保证产品质量、提高生产效率、增加企业效益, 为了简化ICT测试治具的设计和降低制作成本, 目前还有很多公司对于一些简单的测试产品的功能测试, 可以采用手动或者半自动的工装ICT测试的方案, 也可以结合生产需要实现全自动ICT测试。ICT测试嵌入式控制方式的特点在于:测试执行速度快、测试操作简单直接、显示和数据输出需要特别专用电路和程序、测试方案针对性强、测试软件修改方便。

(2) 从ICT测试考虑, ICT机台提供GPIB/串口等通讯指令, 丰富了ICT与外接设备的控制, 进一步拓展了功能测试附在ICT机台整合。另外也可以将一些烧录要求加载到ICT完成。ICT测试治具采用连杆升降结构, 操作方便。能够很好的消除测试的干扰性, 以保证测试的准确性。ICT测试治具打开后, 连接器及外围的接口都可放入治具里面, 方便取舍, 维修快捷。ICT测试能够在短时间内, 全部检出组装电路板上的零件:电阻、电容、电感、电晶体等, 是否在我们的设计的规格内。

(3) 从测试成本方面考虑, ICT测试中整合了功能测试, 节约的人工和机器的费用, 增加产能, 缩短了生产中的管理环节。整合设计可以优化并简化应用, 对节约成本产生积极影响。ICT测试能够将故障或不良信息以印表机印出测试结果, 不管是故障位置、零件标准值、测试值等提供给维修人员参考, 使维修工作简单化, 维修速度加快, 减少维修人员, 降低维修成本, 降低因误判而损坏的元件成本。

摘要：随着经济的发展, 企业的人力资源成本的提高, 对于劳动密集型的电子行业中小企业, 正在考虑整合将后端部分或全部功能测试步骤移植到ICT上测试, 以便实现半自动测试, 提高生产效率, 降低生产成本。

关键词：ICT在线测试,电路板,功能测试