CN101762617B - 含绝缘层板体的热分层测试检验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含绝缘层板体的热分层测试检验装置及方法，其测试检验装置包括：加热系统，为待测试产品以给定的升温速率加热直至恒定温度；温度测试电路，在加热所述待测试产品时采集并得到待测试产品表面温度与时间变化的函数关系；电容测试电路，在加热所述待测试产品时采集并得到待测试产品电容值与时间和温度变化的函数关系。本发明能够评价含绝缘层板体的局部或整体耐热分层性能，并且无需严格的测试环境，易于实施、成本低。
Description
技术领域
本发明涉及测试技术领域，特别是涉及含绝缘层板体的热分层测试检验装置及方法。
背景技术
现有技术对覆铜板和印制电路板产品进行热分层检验及评估的方法主要为机械热分析法(TMA法)，该方法采用的设备包括测试仓、测试仓内的线性尺寸测量平台和接触式探头，测试仓设有加热系统，接触式探头连接至测试电路。该方法流程为：
1)在测试仓室温下放置待测试产品到线性尺寸测量平台上，将接触式探头与待测试产品的测量部位接触；
2)在设定的气氛条件下，测试电路控制加热系统以给定的升温速率升温；
2)升至某一恒定温度时，采用接触式探头在静态负载下测量得到产品随时间和温度变化的线性尺寸或体积尺寸变化函数关系，以此判定产品的热性能。
本申请发明人经长期研究和测试，发现当前热分层时间检测技术主要存在以下问题：
1)测试结果具有局限性，如测试产品受尺寸规格限制时，则不能评价CCL&PCBs局部或整体耐热分层性能；
2)检测效率低，线性尺寸测量平台和接触式探头只有一个，不能同时测试多个产品；
3)对测试环境要求高，接触式探头与待测试产品的机械接触特点，决定了测试过程要保证无震动；
4)测试单次产品周期长，需要进行连续测试时，则需等待测试仓体降至室温才能进行下一待测量产品的测试。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种含绝缘层板体的热分层测试检验装置及方法，能够评价含绝缘层板体的局部或整体耐热分层性能，并且无需严格的测试环境。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种含绝缘层板体的热分层检验及评估方法，包括：为待测试产品以给定的升温速率加热直至恒定温度，通过在线温度测试系统采集并得到待测试产品表面温度与时间变化的函数关系，通过在线电容测试系统采集并得到待测试产品电容值与时间和温度变化的函数关系。
其中，所述通过在线电容测试系统采集并得到待测试产品电容值与时间和温度变化的函数关系，包括：通过向设置于待测试产品两面的电极发送正弦波，并检测所述待测试产品两面之间的电压量，对所述电压量进行整流、A/D转换、电容值转换得到电容值，并同时记录对应的时间值，得到待测试产品电容值与时间和温度变化的函数关系。
其中，所述通过在线温度测试系统采集并得到待测试产品表面温度与时间变化的函数关系，包括：通过温度传感器采集得到待测试产品表面温度量，对所述温度量进行A/D转换得到温度值，并同时记录对应的时间值，得到温度与时间变化的函数关系。
其中，同时为多个待测试产品采集温度和电容值。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种含绝缘层板体的热分层测试检验装置，包括：加热系统，为待测试产品以给定的升温速率加热直至恒定温度；温度测试电路，在加热所述待测试产品时采集并得到待测试产品表面温度与时间变化的函数关系；电容测试电路，在加热所述待测试产品时采集并得到待测试产品电容值与时间和温度变化的函数关系。
其中，所述电容测试电路包括：设置于待测试产品两面的电极、向所述电极发送正弦波的正弦波发生器、连接至所述正弦波发生器的频率转换器、向所述频率转换器输出频率转换指令的处理器；输入所述电极电压值的整流器、连接所述整流器的第一A/D转换器、连接所述第一A/D转换器和所述处理器的第一扩展器。
其中，所述温度测试电路包括：设置于待测试产品两面的温度传感器、连接所述温度传感器的第二A/D转换器、连接所述第二A/D转换器和所述处理器的扩展器。
其中，包括连接至所述处理器的存储器和镇存器。
其中，包括具有多个待测试产品工位的测试架，所述温度传感器数量和电极对数与所述工位数量一致。
其中，所述待测试产品是覆铜板或印制电路板。
本发明的有益效果是：区别于现有技术对覆铜板和印刷电路板的机械热分析法难以评价含绝缘层板体的局部或整体耐热分层性能、并且需要严格的测试环境的情况，本发明利用含绝缘层板体在一定温度条件下电容值会产生突变的特性来测评含绝缘层板体在该温度下的抗热分层时间，以此评价CCL&PCBs等含绝缘层板的抗热分层可靠性，由于电容测试不受测试产品尺寸规格限制的影响，因此可以评价含绝缘层板体的局部或整体耐热分层性能，而且不采用精密的机械接触式探测头，因此不需要防震等严格的测试环境的情况，测试难度低、成本也低。
附图说明
图1是本发明含绝缘层板体的热分层测试检验装置实施例一的原理框图；
图2是本发明含绝缘层板体的热分层测试检验装置实施例二的结构示意图；
图3是本发明含绝缘层板体的热分层测试检验装置实施例三的电路图。
具体实施方式
本发明含绝缘层板体的热分层检验及评估方法实施例主要包括步骤：
为待测试产品以给定的升温速率加热直至恒定温度，通过在线温度测试系统采集并得到待测试产品表面温度与时间变化的函数关系，通过在线电容测试系统采集并得到待测试产品电容值与时间和温度变化的函数关系。
上述的为待测试产品以给定的升温速率加热的设备可采用现有的加热设备，在线温度测试系统也可以采用现有温度测试系统，而在线电容测试系统则采用现有电容测试设备，本领域技术人员可以采购适合的电容测试系统，或根据简单的零件进行适应性组装或改装，目的是测试待测试产品的电容变化，而测试物品的电容变化方式可以有很多种。
区别于现有技术对覆铜板和印刷电路板的机械热分析法难以评价含绝缘层板体的局部或整体耐热分层性能、并且需要严格的测试环境的情况，本发明利用含绝缘层板体在一定温度条件下电容值会产生突变的特性来测评含绝缘层板体在该温度下的抗热分层时间，以此评价CCL&PCBs等含绝缘层板的抗热分层可靠性，由于电容测试不受测试产品尺寸规格限制的影响，因此可以评价含绝缘层板体的局部或整体耐热分层性能，而且不采用精密的机械接触式探测头，因此不需要防震等严格的测试环境的情况，设备安装方便、简单、容易，设备不容易损坏，测试难度低、成本也低。
在一个实施例中，所述通过在线电容测试系统采集并得到待测试产品电容值与时间和温度变化的函数关系，包括以下具体细节：
通过向设置于待测试产品两面的电极发送正弦波，并检测所述待测试产品两面之间的电压量，对所述电压量进行整流、A/D转换、电容值转换得到电容值，并同时记录对应的时间值，得到待测试产品电容值与时间和温度变化的函数关系。
上述电容检测的方式是采用发送正弦波到检测电极并进行电压检测的方式，检测到的模拟电压量进行A/D转换得到数字信号，方便进行处理。
在一个实施例中，所述通过在线温度测试系统采集并得到待测试产品表面温度与时间变化的函数关系，包括以下具体细节：
通过温度传感器采集得到待测试产品表面温度量，对所述温度量进行A/D转换得到温度值，并同时记录对应的时间值，得到温度与时间变化的函数关系。
同样，上述的温度检测也进行A/D转换得到数字信号，方便进行处理。
为提高测试效率，可以同时为多个待测试产品采集温度和电容值。
需要进行连续测试时，不需等待测试仓体降至室温就可以进行下一待测量产品的测试。
本发明是基于CCL和PCBs等测试产品其结构由于含有绝缘层而等效于电容的特质，以及其在高温环境压力下，测试对象结构中绝缘体(基材树脂部分)发生分层现象时，其电容值发生突变的特征，借助在线电容测试系统，测定样品在设定温度条件下电容值的突变时间来测评其在该温度下的抗热分层时间，以此评价CCL&PCBs等的抗热分层可靠性。
根据以上方法和原理，本发明还提供一种含绝缘层板体的热分层测试检验装置。参阅图1和图2，所述装置包括：
加热系统，为待测试产品以给定的升温速率加热直至恒定温度；
温度测试电路，在加热所述待测试产品时采集并得到待测试产品表面温度与时间变化的函数关系；
电容测试电路，在加热所述待测试产品时采集并得到待测试产品电容值与时间和温度变化的函数关系。
一起参阅图3，在具体实施例中，所述电容测试电路包括：
处理器，比如单片机；
设置于待测试产品两面的电极(未标示)、向所述电极发送正弦波的正弦波发生器、连接至所述正弦波发生器的频率转换器、向所述频率转换器输出频率转换指令的处理器；
输入所述电极电压值的整流器、连接所述整流器的A/D转换器、连接所述A/D转换器和处理器的扩展器。
所述温度测试电路包括：
设置于待测试产品两面的温度传感器、连接所述温度传感器的A/D转换器、连接所述A/D转换器和处理器的扩展器。
当然，实现电容测试电路和温度测试电路的电路结构可以有多种，上面仅是示意性的举例。
此外，还可以包括连接至所述处理器的存储器、镇存器、数值显示器，存储器可以是EPROM，存储有温度测试、电容测试的相关程序，以便处理器调用。
再参阅图2，为提高测试效率，可以包括具有多个待测试产品工位的测试架，所述温度传感器数量和电极对数与所述工位数量一致。其中，所述温度测试电路和电容测试电路可以合并为在线电容温度测试系统。
所述待测试产品可以是各种含绝缘层的板体，比如覆铜板或印制电路板。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种含绝缘层板体的热分层检验及评估方法，其特征在于，包括：
为待测试产品以给定的升温速率加热直至恒定温度，通过在线温度测试系统采集并得到待测试产品表面温度与时间变化的函数关系，通过在线电容测试系统采集并得到待测试产品电容值与时间和温度变化的函数关系。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过在线电容测试系统采集并得到待测试产品电容值与时间和温度变化的函数关系，包括：
通过向设置于待测试产品两面的电极发送正弦波，并检测所述待测试产品两面之间的电压量，对所述电压量进行整流、A/D转换、电容值转换得到电容值，并同时记录对应的时间值，得到待测试产品电容值与时间和温度变化的函数关系。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过在线温度测试系统采集并得到待测试产品表面温度与时间变化的函数关系，包括：
通过温度传感器采集得到待测试产品表面温度量，对所述温度量进行A/D转换得到温度值，并同时记录对应的时间值，得到温度与时间变化的函数关系。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，同时为多个待测试产品采集温度和电容值。
5.一种含绝缘层板体的热分层测试检验装置，其特征在于，包括：
加热系统，为待测试产品以给定的升温速率加热直至恒定温度；
温度测试电路，在加热所述待测试产品时采集并得到待测试产品表面温度与时间变化的函数关系；
电容测试电路，在加热所述待测试产品时采集并得到待测试产品电容值与时间和温度变化的函数关系。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电容测试电路包括：
设置于待测试产品两面的电极、向所述电极发送正弦波的正弦波发生器、连接至所述正弦波发生器的频率转换器、向所述频率转换器输出频率转换指令的处理器；
输入所述电极电压值的整流器、连接所述整流器的第一A/D转换器、连接所述第一A/D转换器和所述处理器的第一扩展器。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述温度测试电路包括：
设置于待测试产品两面的温度传感器、连接所述温度传感器的第二A/D转换器、连接所述第二A/D转换器和所述处理器的第二扩展器。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，包括连接至所述处理器的存储器和镇存器。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，包括具有多个待测试产品工位的测试架，所述温度传感器数量和电极对数与所述工位数量一致。
10.根据权利要求5至8任一项所述的装置，其特征在于，所述待测试产品是覆铜板或印制电路板。
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| 林洪会等.纸基CCL分层问题探讨.《覆铜板咨询》.2005,(第4期),28-29. * |
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