專利名稱：用于測試印刷電路板上的電連接的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及印刷電路板測試，更具體地，涉及識別與印刷電路板上的元件的開路連接和短路連接。
背景技術：
在當今的生產現(xiàn)場(manufacturing floor)中，檢測連接到印刷電路板(PCB)組件上的元件(比如集成電路器件、連接器、和插槽)的開路焊接連接是一大挑戰(zhàn)。許多PCB 設計為都要通過將測試焊盤連接到板上的信號傳輸路徑而進行測試。這些測試焊盤為測試設備提供了電接觸點。然而，如果信號路徑承承載了高速信號，則將測試焊盤連接到信號路徑會不期望地改變信號路徑的電氣特性。圖IA示出了傳輸路徑的實例，為了用作測試接觸點，測試焊盤110連接到該傳輸路徑。在該實例中，傳輸路徑形成為將器件101連接到器件103的微帶線100。圖IB示出了簡易傳輸線模型，該模型表現(xiàn)出了帶有測試焊盤110的微帶100的電氣特性。測試焊盤110增加了該區(qū)域內的微帶的電容，從而明顯降低了測試焊盤110附近的信號路徑的阻抗。也就是說，測試焊盤110上的阻抗4可以明顯小于沿著微帶線的其他區(qū)域的阻抗Z2，即，Z1 < Z2O對于高速信號來說，阻抗中的這種變化會導致反射或者其他會妨礙信號可靠傳輸?shù)牟黄谕挠绊?。因此，測試焊盤可能會限制傳輸路徑上可以可靠達到的信號傳輸速度。如今的一些技術不需要測試焊盤，而是借助板載邊界掃描器件在傳輸路徑上產生方波測試信號。連接到傳輸路徑的其他集成電路器件、連接器和插槽將接收到信號，然后， 將該信號電容耦合到附近的檢測器極板。這種開路測試技術的商業(yè)應用借助于施加頻率范圍較窄的周期信號，從而實施開路測量。該測試頻率通常接近于10KHZ，這是因為，低頻通常會使得檢測到的信號振幅較低， 從而將降低故障覆蓋率。超過IOKHz的頻率往往會從PCB，而不是被測試的元件，耦合到檢測器極板中，從而產生錯誤的測試通過結果。當激勵通過邊界掃描鏈合成時，如上所述的范圍較窄的可用頻率會產生問題。這是因為，邊界掃描輸出引腳上的方波輸出頻率是測試接入端口(TAP)測試時鐘(TCK)頻率、 以及掃描鏈中掃描單元的數(shù)量的函數(shù)。因此，隨著邊界掃描集成電路(IC)容量的變化和掃描單元數(shù)量的變化，將會產生各種各樣的板型，從而對于供應商來說，難以提供其硬件運行范圍內的激勵頻率。一些自動測試設備(ATE)供應商開發(fā)出了 IC硅設計中的新式邊界掃描指令來簡化測試。上述指令的一種稱為Extestjoggle (外部測試切換)。當使用該命令時，所選輸出引腳將在一個半TCK輸入時鐘頻率上嚴格切換，從而消除了輸出引腳的時鐘頻率和掃描鏈長度之間的相互依賴。然而，這種新式的邊界掃描指令并沒有在通常安裝在PCB上的半導體器件中廣泛實施。

發(fā)明內容
發(fā)明人了解并且認為，隨著高速信號的廣泛使用，印刷電路板(PCB)設計者再也無法忍受在電路測試期間用于獲得電接入(access)的測試焊盤所帶來的傳輸線的負面影響。提出了一種改進的無矢量測試方法，來解決現(xiàn)有印刷電路板組件上存在的高速信號上的測試覆蓋缺失問題。提供了用于快速、有效地確定PCB上的元件的開路連接和短路連接的方法、系統(tǒng)、和設備。在一些實施例中，將電路組件上的諸如PCB的集成電路(IC)器件配置成虛擬信號發(fā)生器。虛擬信號發(fā)生器在信號路徑上產生測試信號，該信號路徑連接到電路組件上的另一元件的引腳。檢測器極板位于鄰近第二 IC器件的位置上，該檢測器極板用作拾取器 (pick up)，耦合測試信號的一部分。通過分析所耦合的信號的瞬時特性來確定是否是良好連接，或者該測試引腳是開路還是短路?？梢詫嵤┤魏芜m當形式的時域分析。例如，在一些實施例中，通過檢測器極板接收到的所耦合的信號與參考信號互相關?？梢栽诶靡阎傲己谩眴卧獙嵤┑墨@知階段期間獲得參考信號。該互相關與閾值相比較，從而確定出被測試的引腳的連接質量，其中，該閾值也可以在獲知階段期間形成。如果測試失敗，則可以實施附加的測試來確定該故障連接是短路還是開路。在一些方面，本發(fā)明涉及測試電路組件的方法。該方法包括將電路組件上的第一元件配置為在第一元件的第一引腳上產生第一信號；將探測器置于鄰近電路組件上的第二元件的位置上；對第二信號實施時域分析，第二信號從第二信號電容耦合到探測器；以及基于第二信號的時域分析顯示測試結果。在另一方面，本發(fā)明涉及測試電路組件的方法。該方法包括將電路組件上的第一元件配置為包括多個第一引腳，從而產生多個第一信號，每個第一信號都產生在對應的第一引腳上，對應的第一引腳來自于多個第一引腳；將探測器置于鄰近電路組件上的第二元件的位置上，第二元件包括多個第二引腳；分析第二信號，第二信號從第二元件電容耦合到探測器，分析包括針對第二信號中的多個時間窗口中的每個時間窗口，將窗口中的第二信號與參考矢量互相關，參考矢量代表了多個第一信號的信號的期望值，多個第一信號通過第二元件的不同引腳耦合到探測器；以及基于分析顯示測試結果。在又一方面中，本發(fā)明涉及一種計算機存儲介質，包括計算機可執(zhí)行指令，當在具有計算機的測試系統(tǒng)上執(zhí)行計算機可執(zhí)行指令時，控制測試系統(tǒng)來根據(jù)一種方法測試電路組件。該方法包括將電路組件上的第一元件配置為在第一元件的第一引腳上產生第一信號；將探測器置于鄰近電路組件上的第二元件的位置上；實施第二信號的時域分析，第二信號從第二信號電容耦合到探測器；以及基于第二信號的時域分析顯示測試結果。


當結合附圖閱讀以下詳細描述時，將更好地理解本發(fā)明及其實施例。在附圖中，元件沒有必要按照比例繪制。通常，出現(xiàn)在多個附圖中的相似元件通過相似的參考標記表示。 在附圖中圖IA示出帶有測試接入焊盤的微帶傳輸線；
圖IB是圖IA中所示的傳輸線的電氣模型；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的測試機構；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的測試機構；圖4是一些實施例的示出了一些特征的實驗性測試結果的曲線圖；圖5是示出了根據(jù)一些實施例的獲得獲知信號(learned signal)和參考值的方法的流程圖；圖6是示出了根據(jù)一些實施例的測試被測試單元中的引腳的方法的流程圖；圖7是實驗性測試信號的曲線圖；圖8A是根據(jù)一些實施例的在測試期間的輸入信號和輸出信號的概念圖；圖8B-圖8E是根據(jù)一些實施例的在測試期間的輸出信號的概念圖；圖8F-圖8H是根據(jù)一些實施例的在測試期間的概念上的輸出信號和獲知信號的互相關性的概念圖。圖9是示出了根據(jù)一些實施例的用于確定故障連接是短路還是開路的方法的流程圖；以及圖IOA-圖IOC是示出了用于識別缺陷類型的實例測試方案的方框圖。
具體實施例方式發(fā)明人了解并且認為，需要無矢量測試技術來克服現(xiàn)有技術的限制。本發(fā)明公開了用于測試諸如集成電路(IC)器件、連接器、或者插槽的元件上的引腳與電路組件的電連接的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)利用了配置為虛擬信號發(fā)生器的元件來產生測試信號。在一些實施例中，虛擬信號發(fā)生器是利用邊界掃描鏈(boundary scan chain)來測試一系列引腳的邊界掃描器件。測試信號從虛擬信號發(fā)生器沿著傳輸路徑傳送到被測試元件，比如另一 IC 器件、連接器、或者插槽。由于待測元件附近的檢測器極板電容耦合到被測試元件中的導體，因此，該檢測器極板用于接收測試信號。所耦合到的響應信號的特性表明應該連接到信號路徑的元件上的引腳的電連接的質量，或者表明在引腳之間存在有電短路。通過時域分析來確定響應信號的特性，該分析包括將響應信號與已知響應相比較。通過分析確定出引腳上是否存在故障。如果通過分析顯示出連接出現(xiàn)故障，則可以實施附加測試來確定該故障的性質，比如該故障是開路還是短路。時域分析確定出被檢測出的響應與獲知響應信號相匹配的可能性。因此，時域分析可以抵抗隨機噪聲，減少了在進行測試的生產現(xiàn)場產生的錯誤的故障報告。而且，時域分析可以運行在易于生成的相對簡單的信號下，這點與現(xiàn)有技術的方式形成了鮮明對比，在現(xiàn)有技術的方式中，需要通過邊界掃描部分產生振蕩測試信號。另外，因為測試信號可以簡化到單個信號傳輸，所以測試信號的參數(shù)不會受制于作為虛擬信號發(fā)生器的器件中的掃描鏈長度。圖2示出了用于對電子組件進行短路測試或者開路測試的測試機構200。這種設置可以用作電路組件的制造工藝中的一部分。如圖2所示，測試機構200配置為測試電路組件201。在所示實施例中，通過控制電路組件201上的器件“虛擬”信號發(fā)生器，將測試信號引入電路組件201中。虛擬信號發(fā)生器可以由自動測試設備控制在信號路徑上產生出的測試信號，如果電路組件201裝配正確，則該信號路徑連接到電路組件201的一個或者多個其他元件上的引腳。通過感應和分析到達一個或者多個元件的測試信號，可以對一個或者多個元件與電路組件之間的連接質量進行評估?？梢愿淖兲摂M信號發(fā)生器的運行方式，從而在電路組件中不同導電路徑上產生測試信號，或者可以通過控制而在不同時間將不同的器件作為虛擬信號發(fā)生器。而且，還可以改變感應到測試信號的元件，從而可以對電路組件之間的連接進行測試。在圖2中，將半導體芯片配置成虛擬信號發(fā)生器210。安裝在諸如印刷電路板 (PCB)的電路組件201上的第二器件230感應到響應。信號路徑220將虛擬信號發(fā)生器210 與第二器件230相連接。如所示，測試機構配置為測試信號路徑220與第二器件230上的測試引腳233之間的電連接。因為同樣的測試過程可以用于元件上的每個引腳和電路組件上的每個元件，所以為了簡明，只描述了與一個元件上的單個引腳有關的測試。然而，應該理解，也可以在不同時間通過類似方式測試與其他元件相關的引腳，或者，如果與一個元件或者引腳測試有關的信號將不會干擾其他元件或者引腳的測試，則上述測試可以同時進行。測試系統(tǒng)240提供了控制信號，該控制信號通過控制連接211連接到虛擬信號發(fā)生器210。如果虛擬信號發(fā)生器210是邊界掃描器件(BSD)，則控制連接211可以連接到測試接入端口(TAP)?？刂菩盘枌⒃渲贸商摂M信號發(fā)生器210，從而使得該元件將在信號路徑220上輸出測試信號。可以通過測試接入端口連接任何適當信號。例如，這些信號可以指定測試信號，控制器件，從而在特定引腳上產生測試信號，或者提供測試時鐘或者其他時序信號。這些信號可以特定為用于邊界掃描器件的本領域所公知的形式，或者其他任何適當形式。測試系統(tǒng)240還測量出通過響應連接213的響應信號。響應連接213測量出的響應信號連接到第二器件230附近的檢測器極板231。因此，檢測器極板231配置為接收從器件230電容耦合的信號。在將響應信號提供到計算機250之前，測試系統(tǒng)240可以對響應信號實施信號處理。計算機250配置為對響應信號實施進一步分析，從而確定出關于信號路徑220和測試引腳233之間的電連接信息。如所示，計算機250具有處理單元255、存儲器253和存儲介質251，但是這種配置僅僅是示例。盡管所示出的測試系統(tǒng)240和計算機250是獨立單元， 但是兩者也可以形成為一個器件，或者以任何適當方式實現(xiàn)?？梢酝ㄟ^將計算機250編程，從而控制整個測試過程。例如，計算機250可以重新配置測試機構200來測試電路組件201上的其他引腳。如果計算機250確定出測試失敗， 則可以實施附加測試來確定失敗原因。計算機250可以將與測試有關的信息輸出到輸出器件沈0，比如顯示器或者打印機，或者可以將與電路組件201上的缺陷有關的信息發(fā)送到其他制造設備，以用于隨后的制造階段。盡管圖2所示出的測試機構測試了單個引腳，但是測試機構200可以配置為對電路組件201上任意數(shù)量的測試引腳233進行測試。電路組件201上的多個器件可以配置成虛擬器件發(fā)生器，并且可以包括多個檢測器極板，從而可以對多個器件上的引腳進行測試。 電路組件201上的元件可以配置和控制為產生和測量適當?shù)臏y試信號和響應信號。例如， 在測試電路組件201期間，可以將單個器件作為虛擬信號發(fā)生器，從而向多個器件提供測試信號。類似地，器件可以從多個虛擬信號發(fā)生器接收到測試信號。而且，器件在不同時間的作用可以不同，從而使得一些器件有時作為信號發(fā)生器，而其他時候，這些器件測量響應信號。圖3是根據(jù)一些實施例的電路組件201和測試系統(tǒng)MO的元件的更詳細的示意圖。在所示實例中，多個信號路徑220將虛擬信號發(fā)生器210連接到第二器件230。附加的信號路徑220-1和220-N可以將虛擬信號發(fā)生器連接到其他器件230-1和230-N。在一些實施例，信號路徑220是傳輸速度為每秒3千兆比特(GB)或者更高的高速總線的一部分。例如，信號路徑220可以是PCI Express總線、快速通道互聯(lián)(QPI)、或者串行ATA(SATA)總線的一部分。在該實施例中，可以期望，測試連接到上述信號路徑的引腳， 而不必使用會干擾到上述路徑上的信號的測試焊盤。如所示，通過控制電路組件201上的元件，從而將該元件作為虛擬信號發(fā)生器210 運行。測試系統(tǒng)240控制虛擬信號發(fā)生器210，從而在跡線上產生一個或者多個測試信號， 位于良好的板上的其他器件應該連接到該跡線。這里，通過與虛擬信號發(fā)生器210的連接而進行上述控制，當在電路組件201的正常運行時，該虛擬信號發(fā)生器承載了高速信號。在所示示例中，通過控制連接211對虛擬信號發(fā)生器210進行控制?？刂七B接211可以包含多條線路來支持數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出以及控制信號和時序信號。然而，控制連接211的特定形式并不對本發(fā)明造成限制。在所示實施例中，控制連接211連接到虛擬信號發(fā)生器210的測試端口 217。在一些實施例中，測試端口 217可以是邊界掃描器件的測試接入端口。如本領域所公知，這種測試接入端口可以用于將控制信號提供到邊界掃描器件，從而使得器件將測試數(shù)據(jù)輸入到邊界掃描寄存器，其中，該邊界掃描寄存器集成在用于邊界掃描測試的器件中。當邊界掃描寄存器中存在期望的測試值時，則這些值可以從邊界掃描寄存器輸送到器件中的運算電路中。這樣，可以通過測試端口 217控制器件的狀態(tài)，從而形成期望的測試條件。相反，可以將來自器件的運算電路中的值傳輸?shù)竭吔鐠呙杓拇嫫?。在傳統(tǒng)的邊界掃描測試中，這些值 (代表了待測狀態(tài)下的器件的運算結果)隨即通過測試端口 217輸出。但是，對于連接測試來說，邊界掃描功能可以用來使得虛擬信號發(fā)生器210在該虛擬信號發(fā)生器210的輸出引腳上輸出。如所示，測試端口 217連接到測試系統(tǒng)M0。測試系統(tǒng)240可以包括一個或者多個自動測試設備(ATE)數(shù)字驅動器M1，從而將控制信號、數(shù)據(jù)信號和時序信號通過控制連接211提供到虛擬信號發(fā)生器。通過由測試端口 217所提供的控制信號和數(shù)據(jù)信號，將虛擬信號發(fā)生器210配置為在連接到信號路徑的導線上輸出信號，其中，該信號路徑與其他被測試元件相連接，而不是將虛擬信號發(fā)生器210配置為測試該虛擬信號發(fā)生器210的內部電路。在所示方案中，虛擬信號發(fā)生器210配置為通過由測試器240在連接211上產生的信號，從而在輸出引腳215上產生測試信號。如所示，輸出引腳215連接到信號路徑220，在正確制造的電路組件中，第二器件 230的待測的引腳233應該連接到該信號路徑?？梢愿淖兺ㄟ^測試器240產生信號，從而使得輸出引腳215上的測試信號是時變信號，該時變信號可以通過第二器件230電容耦合到檢測器極板231。因此，被測試的引腳233與信號路徑220的連接狀態(tài)可以通過對電容耦合到極板231信號進行分析而測試出。在一些實施例中，多個檢測器極板231位于電路組件201上方，并且可以通過將連接進行多路復用，從而共享用來調節(jié)響應信號的硬件。測試系統(tǒng)240可以包括配置有多路復用器M5的多路復用器板對2。在連接到多路復用器245之前，可以通過對應的緩沖器 246將來自每個檢測器極板231、231-1、和231-N的響應信號進行緩沖。緩沖器246可以是任何適當?shù)木彌_器。在一些實施例中，檢測器極板231可以包含有源緩沖器M6，該有源緩沖器為多路復用器245緩沖響應信號。盡管所示出的檢測器極板231、231-1. . . 231-N都帶有單個對應的第二器件230， 但是檢測器極板231可以用任何適當方式進行配置。例如，可以將多個檢測器極板231布置在單個器件230上方，可以將單個檢測器極板231布置在多個器件230上方，或者兩者的
一些組合?？梢酝ㄟ^任何適當方式控制多路復用器M5，從而選擇用于調節(jié)和分析的響應信號。在一些實施例中，通過濾波器244和放大器243調節(jié)響應信號。通過模擬數(shù)字轉換器 (ADC) 247將響應信號數(shù)字化，然后通過計算機250(圖2、進行分析。在一些實施例中，每個檢測器極板都配置有專用的調節(jié)和數(shù)字化硬件。在一些其他實施例中，測試系統(tǒng)240包括多個多路復用器板M2，從而能夠增加并聯(lián)性 (parallelization)0不管配置為虛擬信號發(fā)生器的器件的數(shù)量有多少，或者檢測器極板的數(shù)量有多少，測試機構都可以通過控制而產生測試信號并且測量響應信號?？梢酝ㄟ^一種能夠可靠地檢測出開路引腳或者短路引腳的方式，將測試信號定型，并且對響應信號進行分析。圖4中示出了曲線圖400，通過參考該曲線圖描述了可以用于一些實施例中的測試信號和響應信號的示例。曲線圖400示出了兩個測試信號401和403，這兩個測試信號都從虛擬信號發(fā)生器210輸出到信號路徑220上，并且每個測試信號都對應于第二器件210 上的一個引腳233。還示出了在檢測器極板231上測量出的響應信號405。將每個信號都繪制為時間(時間軸420)和振幅(振幅軸410)之間的關系。為了清晰起見，信號在振幅軸410上偏移。利用標記411、413、和415分別表示出信號401、403、和405的參考電平。在該實例中，測試信號示為脈沖，每個脈沖都帶有上升沿(Ieadingedge)和下降沿(trailing edge)。在該實例中，將測試信號401施加到開路引腳(“引腳1”)，將測試信號403施加到良好引腳(“引腳2”)。將信號連接到公共檢測器極板，從該公共檢測器極板測量出響應信號405。如圖4可以看出，盡管測試信號401和403的形狀基本相同，但是， 在將測試信號施加到開路引腳，然后施加到良好引腳之后，所得到的響應信號是不同的。而且，從圖4中可以看出，施加到良好引腳的形如數(shù)字信號的測試信號的響應包含有相對較大的振幅(swing)。發(fā)生這些相對較大的振幅的時間與良好引腳而不是開路引腳的測試信號的邊沿有關。如所示，在傳輸時間421和423附近，因為引腳1開路，所以連接到檢測器極板的測試信號401非常小。而在時間425和427附近，響應信號405具有較大峰值，這兩個時間對應于測試信號403的邊沿時間。發(fā)明人了解并且認為，盡管數(shù)字測試信號(比如測試信號401和403)并不通常用于電容測試，但是在電容測試中，這種測試信號的響應可以在時域中進行分析，從而能夠很可靠地并且自動地測出每個被測試的引腳的連接質量。在一些實施例中，通過分析響應信號，從而檢測出特有的響應信號，該特有的響應信號代表了當產生邊沿時，測試信號的邊沿的電容耦合。在所示實施例中，特有的響應在峰值之后呈指數(shù)式衰減。然而，在其他實施例中，施加到良好引腳的信號的響應也可以是其他形式。例如，在一些時間窗口期間，測試信號包含有邊沿圖案的情況下，特有的響應可以是峰值圖案，比如圖4中所示的與轉變425和427相關的兩個峰值。然而，在其他實施例中， 使用了具有多個邊沿的測試信號，特有的響應可以認為是一個邊沿信號的響應。在該實施例中，可以基于在每個邊沿相關的時間所接收到的特有的響應所達到的程度，來評估被測試的引腳的情況。可以在獲知階段期間確定出用于測試電路組件上的引腳的具體的特有的響應。在獲知階段期間，可以獲知與已知良好引腳有關的信號特性。當將測試信號施加到已知的運行的電路組件上的對應引腳時，電路組件上的任何引腳的獲知信號可以由測量出的響應信號獲得。然而，在一些實施例中，可以通過計算獲得獲知信號，例如，通過使用適當靜電建模工具(electrostatic modeling tool)來仿真。在獲知階段期間，可以針對將要在后續(xù)的生產測量階段期間進行測試的板上的每個引腳獲得獲知信號。利用良好的電路組件實施獲知階段，從而使得每個獲知信號都代表了當對應的引腳與其信號路徑的電連接良好時的響應信號。測試機構200可以用在任何階段中。在一些情況下，可以使用相同的設備來形成用于獲知階段和制造測試階段的測試機構。然而，不需要必須使用相同的測試機構，在其他實施例中，可以在不同的時間、不同的位置，利用不同的設備實施不同的階段。在測試階段期間，對質量未知的電路組件進行測試，從而識別出良好引腳和故障引腳。對于每個被測試的引腳，利用在獲知階段期間所獲得的獲知信號來分析響應信號。 可以利用響應信號和獲知信號之間的比較來產生出一個值，該值表示出在實施測試信號之后，響應信號包含獲知響應的程度。然后，可以將該值與一個或者多個閾值相比較，從而確定出測試引腳是否適當連接。如果響應信號沒有充分包含獲知響應，則引腳可以確定為故障。引腳故障不是因為其開路，就是因為其與除了想要將信號承載到該引腳的信號路徑之外的一些結構相短路。無論哪種情況，響應都將與獲知信號偏離。一旦檢測出故障引腳，可以實施隨后的測試，從而確定出故障的性質，比如該故障是開路還是短路。圖5是可以在獲知階段期間實施的進程的流程圖。圖6示出了可以在獲知階段期間實施的進程，圖9示出了確定故障類型的進程。測試機構200可以配置為在獲知階段期間實施方法500，在測試階段期間實施方法600，以及用于確定故障引腳的故障原因的方法 900。方法500(如圖5中的流程圖所示)是一種用于獲得獲知信號和參考值的方法。利用參考值來確定測試階段的閾值，從而區(qū)分出良好引腳和故障引腳?？梢詫γ總€將要進行測試的引腳都實施方法500，從而使得每個引腳都具有其自身的獲知信號和閾值。然而，在一些情況下，電路組件中的多個引腳可以具有類似的結構，并且為一個引腳所確定出的獲知信號和/或閾值可以用于多個引腳。在一些實施例中，在計算機250的存儲介質251上記錄有計算機可執(zhí)行指令，并且通過處理單元255執(zhí)行該指令，從而控制測試系統(tǒng)240來實施方法500。然而，可以通過任何適當設備來實施圖5中所示的步驟。方法500針對電路組件上的引腳開始于步驟501。在步驟503中，將已知良好的電路組件201置于測試機構200 (圖2和圖3)中。步驟503可以包括，例如，將電路組件201 安裝在固定裝置上，該固定裝置連接在本領域所公知的測試系統(tǒng)，適當?shù)貙蕶z測器極板 231，將控制連接211連接到適當?shù)臏y試端口 217，將響應連接213連接到檢測器極板231，
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在步驟505中，運行邊界掃描使得板上器件能夠針對引腳作為虛擬信號發(fā)生器運行。通過利用本領域所公知的邊界掃描指令來控制該器件，從而在BSD虛擬信號發(fā)生器210 的適當輸出引腳215上產生測試信號。在虛擬信號發(fā)生器210不是邊界掃描器件的實施例中，通過以下步驟實施步驟505 開啟程序，執(zhí)行指令，或者另外使得虛擬信號發(fā)生器210將適當電壓和測試信號輸出到其輸出引腳215?？梢詫⑷魏芜m當測試信號輸出到輸出引腳215。在一些實施例中，測試信號包括信號電壓的快速變化。例如，利用兩個不同的電壓電平產生數(shù)據(jù)輸出的虛擬信號發(fā)生器可以在代表第一狀態(tài)的電壓和代表第二狀態(tài)的電壓之間進行一次或者多次轉換輸出引腳?？梢钥刂齐娐方M件和測試系統(tǒng)，從而使得當在輸出引腳215上產生測試信號時，除了連接到輸出引腳215的信號路徑的信號，其他信號保持在恒定電壓。例如，虛擬信號發(fā)生器可以將輸出引腳(連接到沒有被測試的第二器件的引腳)保持接地。然而，對于一些電路組件，可以將測試引腳同時連接到電路組件上的不同網。在該方案中，還可以同時為這些引腳產生獲知信號。測試信號在其他快速轉變的信號上可以是脈沖(impulsive)，將產生可識別的瞬態(tài)響應。在一些實施例中，測試信號包括有“邊沿”，在所述“邊沿”電壓發(fā)生快速變化。在一些實施例中，測試信號是具有兩個邊沿的“脈沖”。該脈沖標記為以下形式電壓產生快速變化，然后電壓又產生快速變化，通常會回到初始的電壓電平。脈沖的上升沿和下降沿之間可以具有任何適當?shù)耐Ａ魰r間。將輸出測試信號沿著信號路徑220傳輸?shù)降诙骷?30的對應引腳233。然后，將測試信號電容耦合到檢測器極板231。連接到檢測器極板的信號是響應信號。在步驟507中，調節(jié)響應信號。在一些實施例中，調節(jié)的步驟包括緩沖、過濾、和/ 或放大響應信號。可以利用本領域所公知的技術或者其他適當方式來調節(jié)信號。例如，可以通過緩沖器246來緩沖檢測器極板231?？梢酝ㄟ^濾波器244來過濾所連接的信號。濾波器244可以是適于使得具有期望得到的響應信號形狀的信號通過的低通濾波器或者高通濾波器。所連接的信號還可以通過放大器243進行放大，但是，還可以使用其他任何適當?shù)姆糯笃鳌Ｔ诓襟E509中，將響應信號數(shù)字化。例如，可以通過ADC 247將響應信號數(shù)字化。 可以使用任何適當?shù)牟蓸勇屎土孔踊?quantization)。取決于隨后的進程，可以將采樣信號用作獲知信號。在步驟511中，對響應信號應用自相關函數(shù)，從而確定出當比較測試期間的響應信號與獲知信號時所要用到的閾值。在一些實施例中，自相關函數(shù)可以是非歸一化 (de-normalized)自相關函數(shù)R(d)，零時間偏移，S卩，d = 0。通過帶有項(entries) Xi的矢量無代表響應信號的連續(xù)采樣，當d = 0時^的非歸一化自相關函數(shù)為
權利要求
1.一種測試電路組件的方法，所述方法包括將所述電路組件上的第一元件配置為在所述第一元件的第一引腳上產生第一信號； 將探測器置于鄰近所述電路組件上的第二元件的位置上；對第二信號實施時域分析，所述第二信號從所述第二信號電容耦合到所述探測器；以及基于所述第二信號的所述時域分析顯示測試結果。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述第一元件是邊界掃描器件。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其中，配置的步驟包括通過測試接入端口控制所述邊界掃描器件。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，進一步包括在對所述第二信號實施時域分析之前，將所述第二信號數(shù)字化。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，實施時域分析的步驟包括將所述第二信號與參考矢量進行互相關。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，進一步包括通過測量由已知良好電路組件耦合到電容探測器的參考信號的量，實驗性地確定所述參考矢量。
7.根據(jù)權利要求5所述的方法，進一步包括通過計算確定出所述參考矢量。
8.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，當所述互相關的幅度位于由低閾值和高閾值限定出的閾值窗口之外時，顯示測試結果的步驟包括顯示為故障。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中，當檢測到故障時， 所述互相關的幅度是第一幅度；所述方法進一步包括重新配置所述第一元件，從而在所述第一元件的所述第一引腳和至少一個第二引腳上產生所述第一信號，并且再一次對所述第二信號實施時域分析，從而計算出第二幅度；以及當所述第二幅度超出了所述第一幅度一個閾值量時，顯示所述故障是短路。
10.根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，所述方法進一步包括重復重新配置所述第一元件的操作，從而在所述第一元件上的所述第一引腳和至少一個第二引腳上產生所述第一信號，并且再一次對所述第二信號實施時域分析，從而計算出第二幅度，在每次重復中，都將所述第一元件的不同引腳用作所述至少一個第二引腳；以及當針對預定組中的每個引腳都重復重新配置和實施時域分析的操作，而沒有識別出所述第二幅度超過了所述第一幅度所述一個閾值量時，顯示所述故障是開路。
11.根據(jù)權利要求8所述的方法，進一步包括將所述高閾值和所述低閾值計算為參考矢量的自相關的百分比。
12.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述第一信號包括具有上升沿和下降沿的脈沖。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中，實施時域分析的步驟包括將所述第二信號數(shù)字化；計算第一組點的第一加權平均值，所述第一組點代表了所述第二信號的正極值部分； 計算第二組點的第二加權平均值，所述第二組點代表了所述第二信號的負極值部分；以及將所述第一加權平均值和所述第二加權平均值之間的差與至少一個閾值相比較。
14.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述測試結果顯示所述第一元件和所述第二元件之間的信號路徑的質量。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中，所述信號路徑是總線的至少一部分，所述總線配置為以3GB/秒或者更高的速度工作。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中，所述總線是PCIExpress總線、串行ATA(SATA) 總線、或者快速通道互聯(lián)(QPI)中的任意一個。
17.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，將所述第一引腳連接到所述第二元件的信號跡線基本上沒有測試接入焊盤。
18.根據(jù)權利要求1所述的方法，進一步包括將測試系統(tǒng)耦合到所述第一元件；以及將數(shù)據(jù)捕獲電路與所述測試系統(tǒng)進行同步；其中，配置的步驟包括控制來自所述測試系統(tǒng)的所述第一元件，實施時域分析的步驟包括利用所述數(shù)據(jù)捕獲電路捕獲所述第二信號。
19.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，實施時域分析的步驟包括確定所述第二信號與參考矢量的歸一化互相關，以及確定所述第二信號與所述參考矢量的非歸一化互相關。
20.一種制造電路組件的方法，所述方法包括根據(jù)權利要求1中所述的方法測試電路組件，在實施制造工藝的第一部分之后，測試所述電路組件；以及基于所顯示出的測試結果，選擇所述制造工藝的第二部分中的步驟。
21.一種測試電路組件的方法，所述方法包括將所述電路組件上的第一元件配置為包括多個第一引腳，從而產生多個第一信號，每個第一信號都產生在來自于所述多個第一引腳的對應一個第一引腳上，；將探測器置于鄰近所述電路組件上的第二元件的位置上，所述第二元件包括多個第二引腳；分析第二信號，所述第二信號從所述第二元件電容耦合到所述探測器，分析包括針對所述第二信號中的多個時間窗口中的每個時間窗口，將所述窗口中的所述第二信號與參考矢量互相關，所述參考矢量代表了所述多個第一信號的信號的期望值，所述多個第一信號通過所述第二元件的不同引腳耦合到所述探測器；以及基于所述分析顯示測試結果。
22.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中，所述第一元件是基于邊界掃描的器件。
23.根據(jù)權利要求22所述的方法，其中，配置的步驟包括通過測試接入端口控制邊界掃描器件。
24.根據(jù)權利要求23所述的方法，其中，所述多個第一信號包括參考第一信號的時移形式，所述參考第一信號是通過邊界掃描鏈進行順次位移表示的。
25.根據(jù)權利要求21所述的方法，其中，所述多個第一信號中的每個第一信號都包括一個特征，每個第一信號的特征所發(fā)生的時間與其他第一信號的特征所發(fā)生的時間不同。
26.一種計算機存儲介質，包括計算機可執(zhí)行指令，當在具有計算機的測試系統(tǒng)上執(zhí)行所述計算機可執(zhí)行指令時，控制所述測試系統(tǒng)來根據(jù)一種方法測試電路組件，所述方法包將所述電路組件上的第一元件配置為在所述第一元件的第一引腳上產生第一信號； 將探測器置于鄰近所述電路組件上的第二元件的位置上；實施第二信號的時域分析，所述第二信號從所述第二信號電容耦合到所述探測器；以及基于所述第二信號的所述時域分析顯示測試結果。
全文摘要
一種用于識別印刷電路板(PCB)上的開路連接和短路連接的測試系統(tǒng)和方法。PCB上的集成電路(IC)單元配置為在輸出引腳上產生測試信號，該輸出引腳連接到PCB上的第二器件、連接器、或者插槽上的測試引腳。為了進行連接，將測試信號電容耦合到檢測器極板，該檢測器極板鄰近第二器件?；隈詈系綑z測器的信號，對耦合信號實施時域分析，從而確定出測試引腳是否具有到PCB的良好連接，或者該引腳是開路還是短路。分析的步驟可以包括將所耦合的信號與獲知信號互相關，該獲知信號從已知“良好”PCB獲得。如果互相關在特定閾值窗口中，則可以說測試信號通過測試。如果測試失敗，則可以實施附加測試來檢測出測試失敗的原因。
文檔編號G01R31/02GK102209902SQ200980144869
公開日2011年10月5日 申請日期2009年11月13日 優(yōu)先權日2008年11月14日
發(fā)明者安東尼·J·舒托 申請人:泰拉丁公司