CN104931842B - 电路板电致发光检测系统及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电路板电致发光检测系统，它包括含无机电致发光粉的透明绝缘胶层、透明导电涂料层、可调电源与控制模块，透明导电涂料层的底部粘接含无机电致发光粉的透明绝缘胶层，可调电源与控制模块的接地端用于连接被测电路板的信号地，可调电源与控制模块的激励信号输出端用于连接被测电路板的激励信号输入端，可调电源与控制模块的第一电源输出端用于连接被测电路板的电源信号输入端，含无机电致发光粉的透明绝缘胶层用于粘接在被测电路板表面，可调电源与控制模块的第二电源信号输出端通过电极连接透明导电涂料层，所述透明导电涂料层能与被测电路板之间形成受控交流电场。本发明提高了电路板检测维修效率。
Description
技术领域
本发明涉及电路检测技术领域，具体地指一种电路板电致发光检测系统及检测方法。
背景技术
现代电子设备在功能上越来越先进，同时构造和规模也越来越复杂，测试和维修也越来越困难，因此研究电子设备的可测试性、可维修性及故障诊断，对保证电子设备保持和发挥高的效能、大幅度降低电子设备的维修保障费用具有重要的意义。
经过几十年的发展，电子线路的故障诊断已经取得了较大的发展，但对于分离元件较多、复杂程度较低的电路而言，仍采用特定目标可测试性方法，它主要采用外部测试方法，测试向量的输入和测试响应的输出，它们均通过被测设备的输入、输出端口进行操作，其基本思想是“黑箱”理论，对被测对象施加一系列的激励，再根据输出的响应去分析和猜测“黑箱”的奥秘。其中测试器要完成四项工作：
1、向被测对象送入测试的激励信号(测试矢量)；
2、接收被测对象在相应激励下的响应信息；
3、根据激励与响应之间的关系分析并决策下一激励矢量；
4、根据激励序列和响应序列来确定故障的类型和地点。
对被测对象内部节点的控制和观测采用万用表、示波器或测试针床的在线测试技术，因此对复杂系统的测试难度大、周期长，另外，专用针床和测试仪器成本高，测试有可能损坏电路中的元件。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种电路板电致发光检测系统及检测方法，该方法结构简单，工艺性好，性价比高，可精确显示电路板信号工作状态，提高了电路板检测维修效率。
为实现此目的，本发明所设计的电路板电致发光检测系统，它包括含无机电致发光粉的透明绝缘胶层、透明导电涂料层、可调电源与控制模块，其中，所述透明导电涂料层的底部粘接含无机电致发光粉的透明绝缘胶层，可调电源与控制模块的电源端用于连接被测电路板的信号地，可调电源与控制模块的激励信号输出端用于连接被测电路板的激励信号输入端，可调电源与控制模块的第一电源信号输出端用于连接被测电路板的电源信号输入端，所述含无机电致发光粉的透明绝缘胶层用于粘接在被测电路板表面，所述可调电源与控制模块的第二电源信号输出端通过电极连接透明导电涂料层，所述透明导电涂料层能与被测电路板之间形成受控交流电场。
一种利用上述电路板电致发光检测系统进行电路板电致发光检测的方法，它包括如下步骤：
步骤1：将含无机电致发光粉的透明绝缘胶均匀涂覆在被测电路板表面，并固化，形成含无机电致发光粉的透明绝缘胶层；
步骤2：在含无机电致发光粉的透明绝缘胶层上均匀涂覆透明导电涂料，并在透明导电涂料内埋入第一电极，固化后形成透明导电涂料层；
步骤3：通过可调电源与控制模块向透明导电涂料层的电极施加一路交流电压信号，通过可调电源与控制模块向被测电路板的电源信号输入端施加另一路交流电压信号，上述一路交流电压信号和另一路交流电压信号的电压之和大于电致发光电压阀值，此时透明导电涂料层和被测电路板的电源支路之间形成受控交流电场，该受控交流电场使含无机电致发光粉的透明绝缘胶层相应的区域发光，将含无机电致发光粉的透明绝缘胶层此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路进行对比，如果含无机电致发光粉的透明绝缘胶层此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路不一致，则说明被测电路板电源支路的连通性存在异常；如果含无机电致发光粉的透明绝缘胶层此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路一致，则进入步骤4；
步骤4：可调电源与控制模块和透明导电涂料层之间保持连通，同时，停止向被测电路板的电源信号输入端施加上述另一路交流电压信号，然后对被测电路板的信号地施加上述另一路交流电压信号，此时透明导电涂料层和被测电路板的电源支路之间形成受控交流电场，该受控交流电场使含无机电致发光粉的透明绝缘胶层相应的区域发光，将含无机电致发光粉的透明绝缘胶层此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路进行对比，如果含无机电致发光粉的透明绝缘胶层此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路不一致，则说明被测电路板电源支路的连通性存在异常；如果含无机电致发光粉的透明绝缘胶层此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路一致，说明被测电路板电源支路的连通性正常；
步骤5：在步骤4确认被测电路板的电源支路连通性正常的条件下，通过外接电源给被测电路板提供正常工作电源，并停止向被测电路板的信号地施加交流电压信号；
步骤6：根据以下方法检测被测电路板受测信号支路的正确性：
通过可调电源与控制模块的激励信号输出端向被测电路板的激励信号输入端输送满足被测电路板工作要求的交变激励信号，同时，通过可调电源与控制模块向透明导电涂料层输送与上述交变激励信号相位相反的交流信号，该交流信号与上述交变激励信号的电压之和大于电致发光电压阀值，此时透明导电涂料层和被测电路板之间形成受控交流电场，该受控交流电场使含无机电致发光粉的透明绝缘胶层相应的区域发光，将含无机电致发光粉的透明绝缘胶层此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸受测信号支路进行对比，如果此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸受测信号支路一致，则说明被测电路板的受测信号支路工作正常；如果此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸受测信号支路不一致，则说明被测电路板的受测信号支路工作不正常。
本发明由含无机电致发光粉的透明绝缘胶层、透明导电涂料层、可调电源与控制模块构成，含无机电致发光粉的透明绝缘胶层可代替“三防”漆局部或全部喷涂在待测电路板上，无机电致发光粉在交流电场作用下发出单色光；透明导电涂料层与电路板信号地构成交流电场电极；可调电源和控制电路控制交流电场的电压、频率和相位，发光显示电路信号回路和元件管脚工作状态。本发明结构简单，工艺性好；性/价比高；可精确显示电路板信号工作状态，提高电路板检测维修效率。
本发明中透明绝缘胶层固化时间短，强度适中，更换元器件时可用小刀等工具进行局部裁剪并修补。透明导电涂料接机壳地后可在电路板外部形成电磁屏蔽层，改善其电磁兼容性。
本发明可进行电路连通性检查，用于电路开路、短路故障检查或电路勘验；调整接入交流信号频率和强度可测试模拟电路相关输出点的信号强度，推算其放大倍数、幅频特性和功率等技术指标；采用敏化通道法，通过信号调制和阀值控制，可测试数字电路控制逻辑关系。
本发明通过电光学手段，提供了一种电路板无物理接触的测试方法，该方法最大程度地反映了电路工作状态，电路测试不在是“黑箱”测试，测试可按电路功能逐级发送激励信号，其测试矢量的构成将变的十分简单。
本发明通过图像处理，在计算机控制下可实现电路板的故障自动定位，故障可定位在元件级。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图1中的虚线表示在步骤3中可调电源与控制模块向被测电路板的电源信号输入端施加交流电压信号，然后在步骤5被测电路板正常工作时(虚线)断开，由外接电源对被测电路板正常供电。
图中，1—含无机电致发光粉的透明绝缘胶层、2—透明导电涂料层、3—可调电源与控制模块、4—被测电路板、5—电极。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明：
如图1所示的电路板电致发光检测系统，其特征在于：它包括含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1、透明导电涂料层2、可调电源与控制模块3，其中，所述透明导电涂料层2的底部粘接含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1，可调电源与控制模块3的电源端用于连接被测电路板4的信号地，可调电源与控制模块3的激励信号输出端用于连接被测电路板4的激励信号输入端，可调电源与控制模块3的第一电源信号输出端用于连接被测电路板4的电源信号输入端，所述含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1用于粘接在被测电路板4表面，所述可调电源与控制模块3的第二电源信号输出端通过电极5连接透明导电涂料层2，所述透明导电涂料层2能与被测电路板4之间形成受控交流电场。
上述技术方案中，所述含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1的厚度范围为0.5～1mm。所述透明导电涂料层2的厚度范围为0.2～0.5mm。
上述技术方案中，由495～505ml的透明绝缘胶和25～35g的电致发光粉配比后在室温下固化7～8小时形成。
上述技术方案中，所述可调电源与控制模块3的激励信号输出端输出的信号为方波信号(TTL电平)或正弦波信号，其中，方波信号对应数字电路板。
一种利用上述电路板电致发光检测系统进行电路板电致发光检测的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：将含无机电致发光粉的透明绝缘胶均匀涂覆在被测电路板4表面，并在常温下固化(固化时间为7～8小时)，形成含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1(厚度范围为0.5～1mm)；
步骤2：在含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1上均匀涂覆透明导电涂料，并在透明导电涂料内埋入第一电极5，固化后形成透明导电涂料层2(PTT-034透明导电涂料，厚度范围为0.2～0.5mm)；
步骤3：通过可调电源与控制模块3向透明导电涂料层2的电极5施加一路交流电压信号，通过可调电源与控制模块3向被测电路板4的电源信号输入端施加另一路交流电压信号，上述一路交流电压信号和另一路交流电压信号的电压之和大于电致发光电压阀值，此时透明导电涂料层2和被测电路板4的电源支路之间形成受控交流电场，该受控交流电场使含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1相应的区域发光，将含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路进行对比(通过拍照或人工方式与电路PCB(Printed Circuit Board，中文名称为印制电路板)进行比对)，如果含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路不一致，则说明被测电路板4电源支路的连通性存在异常；如果含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路一致，则进入步骤4；
步骤4：可调电源与控制模块3和透明导电涂料层2之间保持连通，同时，停止向被测电路板4的电源信号输入端施加上述另一路交流电压信号，然后对被测电路板4的信号地施加上述另一路交流电压信号，此时透明导电涂料层2和被测电路板4的电源支路之间形成受控交流电场，该受控交流电场使含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1相应的区域发光，将含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路进行对比，如果含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路不一致，则说明被测电路板4电源支路的连通性存在异常；如果含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路一致，说明被测电路板4电源支路的连通性正常(由于透明绝缘层的存在，施加的交流信号与电路板不构成信号回路，该方法不损伤电路板)；
步骤5：在步骤4确认被测电路板4的电源支路连通性正常的条件下，通过外接电源给被测电路板4提供正常工作电源(即给被测电路板4的电源信号输入端供电)，并停止向被测电路板4的信号地施加交流电压信号(此时，可调电源与控制模块3和被测电路板4的电源信号输入端之间的连接断开，即图1中的虚线断开)(对于不正常的电源支路，则根据发光区域形成的图像判断故障位置，并进行维修)；
步骤6：根据以下方法检测被测电路板4受测信号支路的正确性：
通过可调电源与控制模块3的激励信号输出端向被测电路板4的激励信号输入端输送满足被测电路板4工作要求的交变激励信号，同时，通过可调电源与控制模块3向透明导电涂料层2输送与上述交变激励信号相位相反的交流信号，该交流信号与上述交变激励信号的电压之和大于电致发光电压阀值，此时透明导电涂料层2和被测电路板4之间形成受控交流电场，该受控交流电场使含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1相应的区域发光，将含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸受测信号支路进行对比，如果此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸受测信号支路一致，则说明被测电路板4的受测信号支路工作正常；如果此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸受测信号支路不一致，则说明被测电路板4的受测信号支路工作不正常。
上述被测电路板4可以为数字电路板。数字电路板可采用敏化通道法，可测试任一与激励信号相关的信号支路控制逻辑关系。
上述被测电路板4还可以为模拟电路板，所述步骤6中，当确定被测电路板4受测信号支路的正确性后，通过改变可调电源与控制模块3向被测电路板4输送的激励信号以及可调电源与控制模块3向透明导电涂料层2输送的交流信号的频率和强度，使得含无机电致发光粉的透明绝缘胶层1发光图案的发光强度发生变化，建立上述发光强度与激励信号之间的对应关系，根据该对应关系推算模拟电路板整体的放大倍数、幅频特性和功率指标。
上述技术方案的步骤3中两路交流电压信号的电压和频率均相等，且电压范围为42～150V，频率范围为450～550HZ(由发光粉特性决定的)；
上述技术方案中，所述电致发光电压阀值为42V。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种电路板电致发光检测系统，其特征在于：它包括含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)、透明导电涂料层(2)、可调电源与控制模块(3)，其中，所述透明导电涂料层(2)的底部粘接含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)，可调电源与控制模块(3)的电源端用于连接被测电路板(4)的信号地，可调电源与控制模块(3)的激励信号输出端用于连接被测电路板(4)的激励信号输入端，可调电源与控制模块(3)的第一电源信号输出端用于连接被测电路板(4)的电源信号输入端，所述含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)用于粘接在被测电路板(4)表面，所述可调电源与控制模块(3)的第二电源信号输出端通过电极(5)连接透明导电涂料层(2)，所述透明导电涂料层(2)能与被测电路板(4)之间形成受控交流电场。
2.根据权利要求1所述的电路板电致发光检测系统，其特征在于：所述含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)的厚度范围为0.5～1mm。
3.根据权利要求1所述的电路板电致发光检测系统，其特征在于：所述透明导电涂料层(2)的厚度范围为0.2～0.5mm。
4.根据权利要求1所述的电路板电致发光检测系统，其特征在于：所述含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)由495～505ml的透明绝缘胶和25～35g的电致发光粉配比后固化7～8小时形成。
5.根据权利要求1所述的电路板电致发光检测系统，其特征在于：所述可调电源与控制模块(3)的激励信号输出端输出的信号为方波信号或正弦波信号。
6.一种利用权利要求1所述的电路板电致发光检测系统进行电路板电致发光检测的方法，其特征在于，它包括如下步骤：
步骤1：将含无机电致发光粉的透明绝缘胶均匀涂覆在被测电路板(4)表面，并固化，形成含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)；
步骤2：在含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)上均匀涂覆透明导电涂料，并在透明导电涂料内埋入第一电极(5)，固化后形成透明导电涂料层(2)；
步骤3：通过可调电源与控制模块(3)向透明导电涂料层(2)的电极(5)施加一路交流电压信号，通过可调电源与控制模块(3)向被测电路板(4)的电源信号输入端施加另一路交流电压信号，上述一路交流电压信号和另一路交流电压信号的电压之和大于电致发光电压阀值，此时透明导电涂料层(2)和被测电路板(4)的电源支路之间形成受控交流电场，该受控交流电场使含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)相应的区域发光，将含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路进行对比，如果含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路不一致，则说明被测电路板(4)电源支路的连通性存在异常；如果含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路一致，则进入步骤4；
步骤4：可调电源与控制模块(3)和透明导电涂料层(2)之间保持连通，同时，停止向被测电路板(4)的电源信号输入端施加上述另一路交流电压信号，然后对被测电路板(4)的信号地施加上述另一路交流电压信号，此时透明导电涂料层(2)和被测电路板(4)的电源支路之间形成受控交流电场，该受控交流电场使含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)相应的区域发光，将含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路进行对比，如果含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路不一致，则说明被测电路板(4)电源支路的连通性存在异常；如果含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸中电源支路一致，说明被测电路板(4)电源支路的连通性正常；
步骤5：在步骤4确认被测电路板(4)的电源支路连通性正常的条件下，通过外接电源给被测电路板(4)提供正常工作电源，并停止向被测电路板(4)的信号地施加交流电压信号；
步骤6：根据以下方法检测被测电路板(4)受测信号支路的正确性：
通过可调电源与控制模块(3)的激励信号输出端向被测电路板(4)的激励信号输入端输送满足被测电路板(4)工作要求的交变激励信号，同时，通过可调电源与控制模块(3)向透明导电涂料层(2)输送与上述交变激励信号相位相反的交流信号，该交流信号与上述交变激励信号的电压之和大于电致发光电压阀值，此时透明导电涂料层(2)和被测电路板(4)之间形成受控交流电场，该受控交流电场使含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)相应的区域发光，将含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸受测信号支路进行对比，如果此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸受测信号支路一致，则说明被测电路板(4)的受测信号支路工作正常；如果此时发光区域形成的图像与被测电路板设计图纸受测信号支路不一致，则说明被测电路板(4)的受测信号支路工作不正常。
7.根据权利要求6所述的电路板电致发光检测的方法，其特征在于：所述被测电路板(4)为数字电路板。
8.根据权利要求6所述的电路板电致发光检测的方法，其特征在于：所述被测电路板(4)为模拟电路板，所述步骤6中，当确定被测电路板(4)受测信号支路的正确性后，通过改变可调电源与控制模块(3)向被测电路板(4)输送的激励信号以及可调电源与控制模块(3)向透明导电涂料层(2)输送的交流信号的频率和强度，使得含无机电致发光粉的透明绝缘胶层(1)发光图案的发光强度发生变化，建立上述发光强度与激励信号之间的对应关系，根据该对应关系推算模拟电路板整体的放大倍数、幅频特性和功率指标。
9.根据权利要求6所述的电路板电致发光检测的方法，其特征在于：步骤3中两路交流电压信号的电压和频率均相等，且电压范围为42～150V，频率范围为450～550HZ。
10.根据权利要求6所述的电路板电致发光检测的方法，其特征在于：所述电致发光电压阀值为42V。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |