PCBA组装行业的工程师们都知道，ICT（在线测试仪）是PCBA组装过程中的重要检测仪器设备，它主要用来检测PCBA组装过程中贴片、插件、焊接环节的工艺缺陷，这些缺陷通常包括：短路、开路、漏件、错件、极性反装等这一类常见的工艺缺陷。它将缺陷定位到器件级别或管脚级别，让缺陷的定位精准、维修简单、工艺调整及时。

我们知道，几乎没有哪种单一的仪器设备能百分之百地检测产品的所有缺陷，ICT也一样，有部分缺陷ICT不能检测，这些不能检测的缺陷通常包括器件的并联影响因素、无法设探针的因素。因此，提高这部分的可检出率就成了ICT厂商的努力方向。

电子电路中，越来越多的使用集成电路，尤其是数字集成电路，集成电路的管脚还越来越细越来越密，集成电路管脚的空焊在焊接缺陷中占了很大的比例，通常，要检测集成电路管脚的空焊有两种方法：

第一种方法是检测集成电路管脚上的保护PN结，但这种检测方法存在两种情况无法检测的情况，其一是有些集成电路的管脚并没有保护PN结；其二是当多个具有保护PN结的集成电路管脚互连时（参见图1）其中一个芯片的管脚开焊时，PN结仍然存在，因此也无法检测出来（虽然有的ICT有并联PN结检测技术，但若并联太多，还是难以检测）。

第二种检测集成电路管脚空焊的方法是利用电压感应技术（参见图2），在对应集成电路管脚的测试点上施加交流激励信号，再利用灵敏的感应片，从芯片的表面进行感应，若感应信号强，就说明管脚焊接良好，反之，感应弱，说明对应的管脚空焊了。这种检测方法能克服上述PN结检测方法中提到的多器件管脚互联时的不可检测盲区，但它同样存在两种不可检测的盲区，其一是：若同一被测芯片的多个管脚互联（这种情况很多，同一芯片的输入输出经常会互联，地线电源上也常有多管脚连接），那么，这些并联的管脚其中一个空焊，用电压感应的方法是无法检测出来的；其二是：若芯片封装上表面是散热金属外壳，由于金属外壳的屏蔽作用，感应片无法感应到从管脚传递来的微弱信号，也就无法使用感应的方法来检测芯片管脚空焊了。

上述两种芯片管脚空焊检测方法均被称为“非向量检测方法”，在非向量检测方法中不可检测情况，均能用数字电路检测技术进行检测覆盖（当然，模拟集成电路也能用类似方法检），具体方法是：在完成短路缺陷测试确保没有焊接短路的前提下，给被测电路板供电，使集成电路满足基本的工作条件，然后，根据集成电路的特性，给其输入管脚施加不同的激励信号，从其输出管脚检测对应的输出信号，从而判断出输入管脚与输出管脚是否焊接正常。见图3的例子，这种利用输入数字序列与输出数字序列来进行检测的方法，又称为“向量测试法”或“矢量测试法”。

图3

ICT检测的另一大盲点就在于电路板上有很多网络无法设置测试点，这部分无法设置测试点的网络上的普通元器件及IC管脚焊接情况就很难检测，为了改善这种情况，一个叫“联合测试行动小组”的机构，制定了一套用于测试集成电路的规范，只要按这套规范设计的集成电路，就能用这种方式进行检测。这套标准成为电气与电子工程师学会的标准，编号为IEEE1149.1，通常称为“边界扫描”，符合这个标准的集成电路，可以只用四个管脚的信号连接，即可按设定的电平驱动所有输出管脚，也能读取所有输入管脚上的电平值，而无需在这些输入输出管脚上设置探针，这就大大减少了电路板上所需测试探针的数量，给ICT检测那些无法设置探针的网络点上的器件焊接情况提供了一种方法，边界扫描的测试方法也是一种矢量测试法，如图4所示电路：

图4

图中，假设ABCDEF各点没有设置测试探针，U1与U3是符合边界扫描协议的芯片，U2是一个简单的逻辑芯片，没有边界扫描寄存器，U2芯片的右侧管脚是输出管脚，左侧管脚是输入管脚，省略了电源与地线。

通过设置在U2芯片其它（输入）管脚上的探针，可以改变U2的输出管脚上的电平值，而虽然ABCD各点上没有探针，但，我们可以用边界扫描的4个线TDI、TMS、TCK、TDO通过U3的边界扫描寄存器获取ABCD各点上的电平值，从而判断U2对应于ABCD各点的管脚是否焊接正常。

同样的方法，我们通过控制U3右上角的管脚输出一个电平值，再从U1的左上角第二个管脚的边界扫描寄存器读取这个电平值，若能正确读到，则能判断这两个管脚焊接正常，且R1电阻焊接正常。

从上述电路的推理我们看到，若使用边界扫描的方法，在没有探针的网络上的缺陷，也是可以被侦测到的，只是缺陷的定位有时没有精确到某一个单一的管脚或焊点。

还有一种利用边界扫描技术与电压感应技术混合应用的技术，也能增加对集成电路管脚开路的检出率，例如，在图4中的G、F点不设置探针的情况下，我们可以通过边界扫描的控制，让G、F点被U1驱动，产生交替的电平变化，而在U2上，采用电压感应探头来感应这种变化，从而确定U2的管脚是否与G、F网络焊接良好（同时U1的对应管脚也与G、F网络焊接良好）。

数字电路测试技术并不是什么新技术，从上世纪80年代ICT投入PCBA产线应用开始，就是具备数字电路测试功能的，只是当时的数字芯片的使用不如现在这么普及，大量的通孔器件、分立器件还在使用，数字芯片的功能也没有现在这么强大，集成度也还不高，因此，简化版的ICT，即仅具备无源器件的检测功能的ICT设备因检测覆盖率高，成本较低的优势，得以普及，成为市场上广泛使用的ICT设备，而具备数字电路测试功能的高端ICT一直被美国企业所垄断，只有较少的高端产品应用场景下才使用得起，例如军工、航天、高铁、服务器、高端交换机等这些附加值较高的产品生产环节中，才使用具备数字电路检测技术的高端ICT。

可喜的消息是，随着大国竞争的加剧，国内企业对国产检测设备需求量的增加，国内在线测试仪企业也加大了对高端ICT设备的研发力度，推出了自主知识产权的具备数字电路检测技术的在线测试仪产品。

具备数字电路测试能力的ICT，从原理上讲并非高不可及，正如国产小飞机与国产大飞机的差别，它是一个系统工程的能力从量变到质变，而不是从飞行原理上有了什么新的突破。普及型的ICT仅仅检测常见的无源器件，无需给被测电路板上电、所测试的器件基本上服从简单的欧姆定律或基尔霍夫电流电压定律这一类基础定律，而数字电路的测试其所面对的对象是层出不穷的各种集成电路，这就要求测试设备要有很高的可靠性、很灵活的编程能力、完善的保护功能等这些都是设备制造商要从系统工程的角度来解决的问题。

另一项制约高端ICT得以广泛使用的重要因素就是价格因素，我相信，随着国产高端ICT的面世，以价格低性能优而享誉全球的中国制造产品一定能在追求性价比的现代制造业中得到广泛的应用。