一种直插式两脚半导体极性判断装置
技术领域
本发明涉及一种半导体极性判断领域,尤其涉及一种直插式两脚半导体极性判断装置。
背景技术
由于半导体散料的状态有正方向、反方向、短路以及开路,在线高速测试时,其状态难以判别,因此,传统插件机只能将各种不同卧式的半导体电子元器件编带料按编定的顺序程序插入PCB(电路板),进而实现弯脚和切脚,而不能自动将散装的半导体电子元件插入PCB;即现有技术中,必须将散料用编带机编成52mm、间距5mm以及平行垂直度±0.5mm的编带料才能使用,从而导致生产效率低,人工成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是需要提供一种在线高速测试中,可以准确识别半导体散料的状态,实现散料方向准确进入送料轨道,避免方向错误、短路以及开路的直插式两脚半导体极性判断装置。
对此,本发明提供一种直插式两脚半导体极性判断装置,包括:
用于提供电量的电源模块;
频率控制模块,所述频率控制模块与电源模块连接;
测试信号发生模块,所述测试信号发生模块与频率控制模块连接,用于输出一对极性相反的交替方波测试信号;
测试模块,所述测试模块与测试信号发生模块连接,通过所述测试信号发生模块输出的交替方波测试信号的电流经过测试点,输出测试方波脉冲信号;
光耦模块,所述光耦模块与测试模块连接,将所述测试模块输出的测试方波脉冲信号转换成反向信号;
放大模块,所述放大模块与光耦模块连接,用于放大反向信号;
逻辑处理模块,所述逻辑处理模块与放大模块,将放大后的反向信号逻辑处理成数字信号;
非门电路模块,所述非门电路模块与逻辑处理模块连接,将数字信号反向放大输出驱动电流;以及
控制模块,所述控制模块与非门电路模块连接,根据半导体的测试状态实现对半导体的控制。
其中,所述电源模块用于提供电源电量;所述频率控制模块采用频率控制器,用于控制所述测试信号发生模块的交替方波测试信号的频率;所述测试信号发生模块包括数字方波发生器,用于输出一对极性相反的交替方波测试信号,所述交替方波测试信号为交替输出的极性相反的方波测试信号;所述测试点为测试模块中对半导体进行测试的测试信号接入点;所述光耦模块优选为线性光耦,接收测试模块输出的测试方波脉冲信号,但是该测试方波脉冲信号较弱,因此需要经过放大模块进行反向放大,随后经过逻辑处理模块逻辑输出数字信号给非门电路模块;所述非门电路模块采用非门电路,优选为采用达林顿晶体管整列的非门电路实现电流驱动输出,进而输出电流信号并驱动控制模块;所述控制模块包括工控电脑或PLC,控制模块根据半导体的测试状态实现对半导体的控制,所述半导体的测试状态包括正方向、反方向、短路以及开路。
所述控制模块根据半导体的测试状态实现对半导体的控制,即将正方向的半导体送入送料轨道;将反方向的半导体摆正方向后送入送料轨道,将反方向的半导体摆正方向可以采用逻辑控制换向装置;可以采用弃料装置将短路或开路的半导体输送至另外的通道进行丢弃或处理,所述弃料装置用于收集短路或开路半导体的装置。本发明在线高速测试中,可以准确识别半导体散料的状态,实现散料方向准确进入送料轨道,避免方向错误、短路以及开路。
本发明的工作原理为:半导体具有单向截止和单向导通的特性,基于其内部二极管的正向导通和反向截止,本发明所述测试信号发生模块输出一对极性相反的交替方波测试信号,该一对极性相反的交替方波测试信号包括正方向的方波测试信号和负方向的方波测试信号,即相当于通过2个不同的方向对测试模块的测试点分别输入方波测试信号,当正方向的方波测试信号导通,反方向的方波测试信号截止时,则说明该被测试的半导体为正方向;当正方向的方波测试信号截止,反方向的方波测试信号导通时,则说明该被测试的半导体为反方向;当正方向的方波测试信号导通,反方向的方波测试信号也导通时,则说明该被测试的半导体为短路;当正方向的方波测试信号截止,反方向的方波测试信号也截止时,则说明该被测试的半导体为正方向。
而这一对极性相反的交替方波测试信号经过测试模块所输出的信号已经可以辨别出半导体的测试状态,在经过光耦模块实现电流隔离,降低环境的干扰进而转换成反向信号;由于光耦模块输出的反向信号较弱,无法驱动后续的模块,因为通过放大模块放大后输入至逻辑处理模块实现逻辑输出,逻辑处理模块输出关于半导体测试状态的数字信号经过非门电路的放大作用后,以电流驱动控制模块实现对半导体的控制。
与现有技术相比,本发明的优点在于,在线高速测试中,能够准确识别半导体散料的状态,该状态为测试状态,包括有正方向、反方向、短路和开路,并将测试状态通过逻辑处理模块实现数字信号输出,接驳数字I/O板卡既可与工控电脑或PLC实现通信,通过逻辑控制换向装置及弃料装置实现散料半导体方向准确进入送料轨道,无错方向,无短路,无开路,适用于散料LED插件机送料未端的极性识别,本发明能够直接使用散料,如半导体散料和IED散料等,不需要编带,减少了中间环节,降低了机器及人工成本,节能减排。
优选地,所述控制模块的工作原理为:若半导体的测试状态为正方向,则控制模块控制半导体直接送入送料轨道;若半导体的测试状态为反方向,则控制模块通过逻辑控制换向装置控制半导体摆正方向后送入送料轨道;若半导体的测试状态为短路或开路,则控制模块通过弃料装置将短路或开路的半导体输送至另外的通道进行丢弃或处理。所述逻辑控制换向装置为通过逻辑控制实现的换向装置,所述弃料装置用于收集短路或开路半导体的装置。本发明在线高速测试中,可以准确识别半导体散料的状态,实现散料方向准确进入送料轨道,避免方向错误、短路以及开路。
本发明的进一步改进在于,所述频率控制模块控制交替方波测试信号的频率与逻辑处理模块的响应频率相匹配。
其中,所述交替方波测试信号的频率取决于逻辑处理模块的响应频率,如果交替方波测试信号的频率太低,容易产生延迟;如果交替方波测试信号的频率太高,逻辑处理模块的相应速率跟不上,则会照成信号的丢失,甚至有可能使得半导体的测试状态出错,因此,通过所述频率控制模块控制交替方波测试信号的频率与逻辑处理模块的响应频率相匹配,能够使得测试信号不产生延迟,防止丢失数据,保证测试状态的准确性,并提高半导体极性测试和散料测试的效率。
本发明的进一步改进在于,所述逻辑处理模块为单片机。采用单片机对放大后的反向信号进行逻辑处理,处理速度快,控制简单易操作。
本发明的进一步改进在于,所述测试信号发生模块包括单稳态触发器、多谐振荡器和数字方波发生器。所述单稳态触发器在外加脉冲的作用下,单稳态触发器可以从一个稳定状态翻转到一个暂稳态,而在暂稳态维持一段时间又回到原来的稳态;所述多谐振荡器通过阻容耦合使两个电子器件交替导通与截止,从而自激产生方波输出,所述测试信号发生模块包括单稳态触发器、多谐振荡器和数字方波发生器,保证了一对极性相反的交替方波测试信号的输出,信号稳定,促进对半导体测试状态的快速、准确判断。
本发明的进一步改进在于,所述测试模块还包括用于显示测试状态的指示灯单元,所述交替方波测试信号的电流经过指示灯插针测试点。优选地,所述指示灯单元采用LED。
本发明的优点在于,在线高速测试中,能够准确识别半导体散料的状态,实现散料方向准确进入送料轨道,避免方向错误、短路以及开路,在此基础上,所述交替方波测试信号的电流经过指示灯插针测试点,所述指示灯单元优选采用LED,通过指示灯还能够非常直观地看到被测试器件的状态,具体包括NPN、PNP、短路、开路、可控硅以及二极管的状态,便于直接观察和审核直插式半导体极性的判断。
本发明的进一步改进在于,所述测试信号发生模块输出一对5KHz的交替方波测试信号。
所述测试信号发生模块输出一对1KHz至5KHz的交替方波测试信号,能够保证测试信号不产生延迟,同时防止丢失数据,所述交替方波测试信号的频率优选为5KHz,保证了其测试状态的准确性,提高半导体极性测试和散料测试的效率,尤其适用于采用单片机的逻辑处理模块。
本发明的进一步改进在于,所述交替方波测试信号的峰值电压为电源模块的峰值电压。优选地,所述测试信号发生模块输出一对峰值电压为9V的交替方波测试信号。
所述交替方波测试信号的峰值电压取决于电源模块的峰值电压,其与电源模块的峰值电压可以为压降电压,如0.6V,本发明所述交替方波测试信号的峰值电压为电源模块的峰值电压,电源模块的峰值电压为9V,压降足够,同时还保证了直插式两脚半导体极性判断装置的运转,因此,所述测试信号发生模块优选为输出一对峰值电压为9V的交替方波测试信号。
本发明的进一步改进在于,所述放大模块包括差分运算放大器。优选地,所述差分运算放大器的放大倍数为40倍。
所述差分运算放大器的放大倍数与其放大级别有关,本发明采用放大级别为3级的差分运算放大器即可满足要求,同时成本低;本发明在在线高速测试中,能够准确识别半导体散料的状态,实现散料方向准确进入送料轨道,避免方向错误、短路以及开路,在此基础上,所述差分运算放大器的放大倍数为40倍,避免了因放大倍数过高而产生发热量大和失真严重,也防止了因为放大倍数太低而驱动不了的问题,进而输出失真很小并足以驱动后续模块的反向信号。
本发明的有益效果在于,在线高速测试中,通过一对极性相反的交替方波测试信号进行直插式两脚半导体的极性判断,所述交替方波测试信号的频率与逻辑处理模块的响应频率相匹配,能够准确识别半导体散料的测试状态,包括正方向、反方向、短路和开路,并将测试状态通过逻辑处理模块实现数字信号输出,接驳数字I/O板卡既可与工控电脑或PLC实现通信,通过逻辑控制换向装置及弃料装置实现散料半导体方向准确进入送料轨道,无错方向,无短路,无开路,本发明能够直接使用散料,如半导体散料和IED散料等,不需要编带,减少了中间环节,降低了机器及人工成本,节能减排。
附图说明
图1是本发明一种实施例的结构示意图;
图2是本发明一种实施例的电路连接示意图;
图3是本发明另一种实施例的指示灯输出表示意图;
图4是本发明另一种实施例的结构示意图;
图5是本发明另一种实施例的CPU内部方框示意图;
图6是本发明另一种实施例的三端稳压内部方框示意图;
图7是本发明另一种实施例的差分运放放大器内部方框示意图;
图8是本发明另一种实施例的达林顿晶体管阵列管内部方框图;
图9是本发明另一种实施例的JK触发器内部方框示意图;
图10是本发明另一种实施例的线性光耦内部方框示意图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明:
实施例1:
如图1和图2所示,本例提供一种直插式两脚半导体极性判断装置,包括:
用于提供电量的电源模块;
频率控制模块,所述频率控制模块与电源模块连接;
测试信号发生模块,所述测试信号发生模块与频率控制模块连接,用于输出一对极性相反的交替方波测试信号;
测试模块,所述测试模块与测试信号发生模块连接,通过交替方波测试信号的电流经过测试点,输出测试方波脉冲信号;
光耦模块,所述光耦模块与测试模块连接,将测试方波脉冲信号转换成反向信号;
放大模块,所述放大模块与光耦模块连接,用于放大反向信号;
逻辑处理模块,所述逻辑处理模块与放大模块,将放大后的反向信号逻辑处理成数字信号;
非门电路模块,所述非门电路模块与逻辑处理模块连接,将数字信号反向放大输出驱动电流;以及
控制模块,所述控制模块与非门电路模块连接,根据半导体的测试状态实现对半导体的控制。
其中,所述电源模块用于提供电源电量;所述频率控制模块采用频率控制器,用于控制所述测试信号发生模块的交替方波测试信号的频率;所述测试信号发生模块包括数字方波发生器,用于输出一对极性相反的交替方波测试信号;所述测试点为测试模块中对半导体进行测试的测试信号接入点;所述光耦模块优选为线性光耦,接收测试模块输出的测试方波脉冲信号,但是该测试方波脉冲信号较弱,因此需要经过放大模块进行反向放大,随后经过逻辑处理模块逻辑输出数字信号给非门电路模块;所述非门电路模块采用非门电路,优选为采用达林顿晶体管整列的非门电路实现电流驱动输出,进而输出电流信号并驱动控制模块;所述控制模块包括工控电脑或PLC,控制模块根据半导体的测试状态实现对半导体的控制,所述半导体的测试状态包括正方向、反方向、短路以及开路。
所述控制模块根据半导体的测试状态实现对半导体的控制,即将正方向的半导体送入送料轨道;将反方向的半导体摆正方向后送入送料轨道,将反方向的半导体摆正方向可以采用逻辑控制换向装置;可以采用弃料装置将短路或开路的半导体输送至另外的通道进行丢弃或处理,所述弃料装置用于收集短路或开路半导体的装置。本例在线高速测试中,可以准确识别半导体散料的状态,实现散料方向准确进入送料轨道,避免方向错误、短路以及开路。
本例的工作原理为:半导体具有单向截止和单向导通的特性,基于其内部二极管的正向导通和反向截止,本例所述测试信号发生模块输出一对极性相反的交替方波测试信号,该一对极性相反的交替方波测试信号包括正方向的方波测试信号和负方向的方波测试信号,即相当于通过2个不同的方向对测试模块的测试点分别输入方波测试信号,当正方向的方波测试信号导通,反方向的方波测试信号截止时,则说明该被测试的半导体为正方向;当正方向的方波测试信号截止,反方向的方波测试信号导通时,则说明该被测试的半导体为反方向;当正方向的方波测试信号导通,反方向的方波测试信号也导通时,则说明该被测试的半导体为短路;当正方向的方波测试信号截止,反方向的方波测试信号也截止时,则说明该被测试的半导体为正方向。
而这一对极性相反的交替方波测试信号经过测试模块所输出的信号已经可以辨别出半导体的测试状态,在经过光耦模块实现电流隔离,降低环境的干扰进而转换成反向信号;由于光耦模块输出的反向信号较弱,无法驱动后续的模块,因为通过放大模块放大后输入至逻辑处理模块实现逻辑输出,逻辑处理模块输出关于半导体测试状态的数字信号经过非门电路的放大作用后,以电流驱动控制模块实现对半导体的控制。
与现有技术相比,本例的优点在于,在线高速测试中,能够准确识别半导体散料的状态,该状态为测试状态,包括有正方向、反方向、短路和开路,并将测试状态通过逻辑处理模块实现数字信号输出,接驳数字I/O板卡既可与工控电脑或PLC实现通信,通过逻辑控制换向装置及弃料装置实现散料半导体方向准确进入送料轨道,无错方向,无短路,无开路,适用于散料LED插件机送料未端的极性识别,本例能够直接使用散料,如半导体散料和IED散料等,不需要编带,减少了中间环节,降低了机器及人工成本,节能减排。
本例PLC为可编程逻辑控制器,所述本例所述频率控制模块控制交替方波测试信号的频率与逻辑处理模块的响应频率相匹配。
其中,所述交替方波测试信号的频率取决于逻辑处理模块的响应频率,如果交替方波测试信号的频率太低,容易产生延迟;如果交替方波测试信号的频率太高,逻辑处理模块的相应速率跟不上,则会照成信号的丢失,甚至有可能使得半导体的测试状态出错,因此,通过所述频率控制模块控制交替方波测试信号的频率与逻辑处理模块的响应频率相匹配,能够使得测试信号不产生延迟,防止丢失数据,保证测试状态的准确性,并提高半导体极性测试和散料测试的效率。
实施例2:
与实施例1不同的是,本例所述逻辑处理模块为单片机。采用单片机对放大后的反向信号进行逻辑处理,处理速度快,控制简单易操作,单片机也可以为MCU。
本例的进一步改进在于,所述测试信号发生模块包括单稳态触发器、多谐振荡器和数字方波发生器。所述单稳态触发器在外加脉冲的作用下,单稳态触发器可以从一个稳定状态翻转到一个暂稳态,而在暂稳态维持一段时间又回到原来的稳态;所述多谐振荡器通过阻容耦合使两个电子器件交替导通与截止,从而自激产生方波输出,所述测试信号发生模块包括单稳态触发器、多谐振荡器和数字方波发生器,保证了一对极性相反的交替方波测试信号的输出,信号稳定,促进对半导体测试状态的快速、准确判断。
本例的进一步改进在于,所述测试模块还包括用于显示测试状态的指示灯单元,所述交替方波测试信号的电流经过指示灯插针测试点;优选地,所述指示灯单元采用LED。本例通过指示灯单元及单片机,使得I/O数字输出真值表,该真值表如下表所示。
测试状态 |
二进制 |
十六进制 |
正方向 |
0101 |
0X05 |
反方向 |
1010 |
0X0A |
短路 |
1111 |
0X0F |
开路 |
0000 |
0X00 |
本例的优点在于,在线高速测试中,能够准确识别半导体散料的状态,实现散料方向准确进入送料轨道,避免方向错误、短路以及开路,在此基础上,所述交替方波测试信号的电流经过指示灯插针测试点,所述指示灯单元优选采用LED,通过指示灯还能够非常直观地看到被测试器件的状态。
所述被测试器件的状态具体包括NPN、PNP、短路、开路、可控硅以及二极管的状态,便于直接观察和审核直插式半导体极性的判断;其指示灯输出表如图3所示,其中,S/C代表的是短路,O/C代表的是开路,SCR为可控硅,DIODE代表的是二极管;D/SCR为DIODE/SCR,e/k为emitter or cathode,Tr为transistor,b/g为base or gate,c/a为collector or anode,D.U.T.为device under test;图3中,指示灯全黑为dark LED,即指示灯不亮;指示灯显示半黑为flashing LED,即指示灯闪烁、亮。
实施例3:
与实施例1或2不同的是,本例所述测试信号发生模块输出一对峰值电压为9V的5KHz的交替方波测试信号。
所述测试信号发生模块输出一对1KHz至5KHz的交替方波测试信号,能够保证测试信号不产生延迟,同时防止丢失数据,所述交替方波测试信号的频率优选为5KHz,保证了其测试状态的准确性,提高半导体极性测试和散料测试的效率,尤其适用于采用单片机的逻辑处理模块。
所述交替方波测试信号的峰值电压取决于电源模块的峰值电压,其与电源模块的峰值电压可以为压降电压,如0.6V,本例所述交替方波测试信号的峰值电压为电源模块的峰值电压,电源模块的峰值电压为9V,压降足够,同时还保证了直插式两脚半导体极性判断装置的运转,因此,所述测试信号发生模块优选为输出一对峰值电压为9V的5KHz的交替方波测试信号。
本例的进一步改进在于,所述放大模块包括差分运算放大器。优选地,所述差分运算放大器的放大倍数为40倍。
所述差分运算放大器的放大倍数与其放大级别有关,本例采用放大级别为3级的差分运算放大器即可满足要求,同时成本低;本例在在线高速测试中,能够准确识别半导体散料的状态,实现散料方向准确进入送料轨道,避免方向错误、短路以及开路,在此基础上,所述差分运算放大器的放大倍数为40倍,避免了因放大倍数过高而产生发热量大和失真严重,也防止了因为放大倍数太低而驱动不了的问题,进而输出失真很小并足以驱动后续模块的反向信号。
如图2所示,图中右上角的电路模块为电源模块,本例所述测试信号发生模块集成单稳态触发器、多谐振荡器和数字方波发生器,所述多谐振荡器由电阻和电容等器件组成,其振荡频率为f=1.44/R89*C87;所述频率控制模块的频率控制器的外置可变电阻R89改变可以调整震荡频率;指示灯LED81、LED82、LED86和LED87为状态指示灯;光耦模块为线性高速光藕;放大模块为差分运算放大器;逻辑处理模块为单片机;非门电路模块是非门电流达林顿晶体管阵列,另R82为限流电阻,D82、D83、D84和D85为选通二极管,D51、D52、D53和D54为钳位二极管,R41、R42、R43和R44为上拉电阻,R48和R49为半臂电桥电阻,C43、R47、D41和S41为单片机自复位电路,C41、C42和Y42为振荡电路,JP71和JP72为普通光藕,R71、R72、R73和R74为限流电阻,S41、S71和S72为轻触按扭,R600、R601、R602、R603、R604和R605为上拉电阻,R60、R61、R62、R63、R64和R65为上拉电阻,JP60和JP30为达林顿晶体管阵列管,LED30、LED31、LED32、LED33、LED34、LED35和LED36为指示灯,J80、J90、J100、J47、J40、J71、J72、J48、J30、J31、J32、J33、J34、J35、J36、J20和JP69为端子排;所述电源模块1.5A为快速保险丝,R20是限流电阻,7812、7809和7805是三端稳压器,C21、C22和C23是滤波点解电容,C24、C25和C26为瓷片滤波电容,D21是压降二极管。
本例的结构示意图如图4所示,所述频率控制模块为频率控制器;所述测试模块会测试回路,尤其适用于LED测试回路;所述光耦模块采用线性光耦;所述放大模块为差分运算放大器;所述逻辑处理模块采用单片机;所述非门电路模块采用达林顿晶体管阵列管;该结构示意图涉及的CPU(逻辑处理模块)内部方框示意图、三端稳压内部方框示意图、差分运放放大器内部方框示意图、达林顿晶体管阵列管内部方框图、JK触发器(数字电路触发器)内部方框示意图以及线性光耦内部方框示意图如图5至图10所示。
本例的有益效果在于,在线高速测试中,通过一对极性相反的交替方波测试信号进行直插式两脚半导体的极性判断,所述交替方波测试信号的频率与逻辑处理模块的响应频率相匹配,能够准确识别半导体散料的测试状态,包括正方向、反方向、短路和开路,并将测试状态通过逻辑处理模块实现数字信号输出,接驳数字I/O板卡既可与工控电脑或PLC实现通信,通过逻辑控制换向装置及弃料装置实现散料半导体方向准确进入送料轨道,无错方向,无短路,无开路,本例能够直接使用散料,如半导体散料和IED散料等,不需要编带,减少了中间环节,降低了机器及人工成本,节能减排。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。