In-circuit test

In-circuit test (ICT) elektriksel bir sonda kullanarak kalabalık bir baskılı devre kartının (PCB) doğru olarak üretilip üretilmediğini anlamak amacıyla üzerindeki elemanların ve bağlantıların kısa-devre, açık-devre, direnç, kapasitans ve diğer temel niceliklerini ölçerek yapılan bir yapısal test türüdür. Çivili Yatak türünde bir test adaptörü ve özel bir test sistemi kullanılarak yapıldığı gibi, adaptörsüz bir test düzeneği ile de yapılabilir.^[1]

Pek çok üreticinin çeşitli in-circuit test platformları mevcuttur. Bunlardan bazıları Agilent 'in 3070,i5000, i3070, i1000 serisi test platformları, Genrad(günümüzde Teradyne bünyesindedir), Teradyne, SPEA, Digitaltest ve SEICA firmalarının ürettiği test platformlarıdır.

Çivili yatak test adaptörü

"Çivili yatak test adaptörü", test edilen baskılı devre kartı üzerindeki test noktalarıyla temas edecek şekilde akrilik bir plaka üzerindeki deliklerin içine yerleştirilmiş, ayrıca diğer uçları teller aracılığıyla bir ölçüm ünitesine bağlanmış çok sayıda test çivisinden oluşan geleneksel bir elektriksel test donanımıdır. Adını aldığı Çivili Yatak 'ta olduğu gibi bu adaptörler her biri test edilen kart üzerindeki bir test noktasıyla temas eden, farklı boy ve şekillerde olabilen çok sayıda yaylı test çivisinden oluşmaktadır. Test edilen kart çivili yatak üzerine bastırılarak yüzlerce ve hatta binlerce test çivisinin karttaki test noktalarıyla aynı anda ve güvenli biçimde teması sağlanır. Aşağı bastırma kuvveti mekanik olarak ya da test edilen kartı çivilere doğru çeken bir vakum kaynağı kullanılarak sağlanır.

Bir kartın çivili bir yatakta test edildiği lehimli bağlantılar üzerinde görülebilecek çivilerin teması sırasında meydana gelen küçük çukurcuklardan anlaşılabilir.

Bir çivili yatak test adaptörü ve yazılımının tamamlanması kartın karmaşıklığına bağlı olarak dört ila altı hafta arasında değişir. Adaptörler vakumlu ya da mekanik olabilir. Vakumlu adaptörler ile mekaniklere göre daha iyi sinyal okuması elde edilebilir. Öte yandan üretiminin karmaşık olması nedeniyle vakumlu tip adaptörler daha pahalıdır. Çivili yatak test adaptörleri Digitaltest MTS 300 (Almanya), Agilent 3070 ve i3070 (ABD), Teradyne Spectrum Serisi in-circuit test istasyonları ve eski Genrad serisi istasyonların devamı olan modeller (ABD), SPEA 3030 serisi test istasyonları (İtalya), IFR 4200 serisi test istasyonları (ABD), ayrıca TRI (Tayvan), Okano (Japonya), SEICA ve Checksum (USA) firmalarının ürettiği test istasyonları ile birlikte kullanılabilirler.

Checksum test sistemi yaklaşık fiyatı 10K USD$ civarında olan ve üretim hatalarının yaklaşık %95-98'ini yakalayabilen başlangıç seviyesi bir test istasyonudur.

"Klişe deliklerinin hassas olarak yerleştirilmesi, "test-pad" genişlikleri ve konumları, yaylı test çivilerinin test edilen karta güvenli olarak temas etmesi ve sinyallerin ölçüm ünitesine kayıpsız ve gürültüsüz olarak aktarılması açısından kart tasarımında dikkat edilmesi gerekli öncelikli konulardır." Blackwell, The Electronic Packaging Handbook

Elektronik Kart boyutlarının küçülerek yeterli "test-pad" alanı bulunmaması ve yeni entegre-devre paket tiplerinin gelişmesiyle birlikte ortaya çıkan erişim sorunları yüzünden Boundary Scan (Silikon Test Çivileri) ve Otomatik Optik İnceleme (Automated Optical Inspection) gibi teknolojiler yavaş yavaş bu PCB test metodunun yerini almaktadır.

Örnek test akışı sıralaması

Kutuplu kapasitörlerin deşarj edilmesi (güvenlik nedeniyle bu test maddesi diğer malzemelerin testinden önce uygulanmalıdır)
Kısa-devre testi (Lehim kısa ve açık devrelerinin test edilmesi)
Analog testler (Tüm analog malzemelerin yerleşim ve değerlerinin ölçülüp doğrulanması)
Testjet (Agilent), Opens Express (Genrad/Teradyne) veya ElectroScan (SPEA)(entegre devrelerinin lehimleme doğrulaması)
Enerjili analog test (regulatör, op-amp gibi analog malzemelerin işlevsel doğrulaması)
Enerjili sayısal test (sayısal malzemeler ve Boundary scan cihazlarının işlevsel doğrulaması)
JTAG Boundary scan testleri
Flash hafıza ve diğer programlı malzemelerin programlanması ve doğrulaması
Agilent Beadprobe testleri
Agilent Vectorless Test Solution – VTEP v2.0 teknolojisi ile yapılan testler

In-circuit test sistemleri normalde yukarı adı geçen testleri yapmakla sınırlı olmakla birlikte ilave donanım ve yazılımlarla farklı çözümler de üretilebilir. Örnek vermek gerekirse:

Malzemelerin yerleşimini kontrol etmek için konulan kameralar
LED rengi ve parlaklığını test etmek için fotoalgılayıcılar
50 MHz ve üzeri kristal ve osilatörleri test etmek için harici zamanlayıcı ve sayıcı modülleri
Tıpkı ICT sistemi gibi PC'ye bağlanan 100V ve üzeri gerilimlerin ölçümü veya ac gerilim ölçümü için kullanılan cihazlar

Sınırlamalar

In-circuit test, PCB testi için kuvvetli bir yöntem olmakla birlikte aşağıdaki sınırlamaları vardır:

Paralel bağlı malzemeler, hepsi aynı tip ise tek bir malzeme gibi test edilebilir ancak farklı malzemeler paralel bağlanmışsa her malzeme için farklı teknikler kullanılması gereklidir.
Kutuplu malzemeler sadece özel koşullarda (örnek: eğer güç baralarına paralel bağlanmamışlarsa) ya da özel algılayıcılar kullanılarak (örnek: SPEA ElectroScan) test edilebilir.
Elektriksel temasın kalitesi ölçülemez
Test kapsamı ve sonuçlar PCB tasarımının kalitesiyle sınırlıdır. Örneğin yeterli test erişim noktası bulunmayan kartlarda bazı malzemeleri test etmek imkânsız olabilir.
Bu test sırasında "bad block management" tekniği kullanılamadığından NAND flash malzemelerin güvenilir bir şekilde programlanması mümkün değildir.