CN106771624B - 互连电阻在线监测系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种互连电阻在线监测系统和方法，包括系统控制器、主控制器、测量装置和开关切换装置，系统控制器和开关切换装置均连接主控制器，开关切换装置连接测量装置，并用于连接待测样品，测量装置还连接系统控制器，系统控制器发送控制指令至主控制器，发送测量指令至测量装置，以及接收测量装置发送的测量结果，主控制器根据接收的系统控制器发送的控制指令生成开关切换指令，将开关切换指令发送至开关切换装置，开关切换装置根据接收的开关切换指令切换测量装置连接至对应的待测样品，测量装置根据接收的测量指令测量通过开关切换装置连接的对应待测样品的电阻值，将测量结果发送至系统控制器，实现了电阻值的自动测量和采集，监测效率高。

Description

互连电阻在线监测系统和方法
技术领域
本发明涉及在线监测领域，特别是涉及一种互连电阻在线监测系统和方法。
背景技术
随着电子技术的迅猛发展，各种焊点焊接、互连和接插连接技术获得了越来越广泛的应用，焊点焊接、互连和接插触点可靠性也越来越受到人们的重视。在焊点焊接、互连和接插触点可靠性评价过程中，通过模拟各种环境试验，如高低温循环、高低温冲击等，对其互连电阻进行监测，通过互连电阻的变化，评价其可靠性水平，是当前国际上常用的、并被证明是有效的方法之一。在焊点可靠性评价方法中，焊点的电阻互连电阻在线监测系统是最为关键的仪器设备，直接关系到焊点可靠性试验方法能否实施。
由于被测电阻比较小，传统上通常采用四线法来测量电阻的变化，通过人工方法将带有四线法测电阻功能的数字多用表连接被测样品，然后记录测量到的电阻值，但这种方法的效率低，而且无法满足标准对测试的要求，特别是在样品数较多的时候。因此，传统的监测方法监测效率低。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种监测效率高的互连电阻在线监测系统和方法。
一种互连电阻在线监测系统，包括系统控制器、主控制器、测量装置和开关切换装置，所述系统控制器和所述开关切换装置均连接所述主控制器，所述开关切换装置连接所述测量装置，所述开关切换装置用于连接待测样品，所述测量装置还连接所述系统控制器，
所述系统控制器用于发送控制指令至所述主控制器，发送测量指令至所述测量装置；以及接收所述测量装置发送的测量结果；
所述主控制器用于根据接收的所述系统控制器发送的所述控制指令生成开关切换指令，并将所述开关切换指令发送至所述开关切换装置；
所述开关切换装置用于根据接收的所述开关切换指令切换所述测量装置连接至对应的待测样品；
所述测量装置用于根据接收的所述测量指令测量通过所述开关切换装置连接的对应待测样品的电阻值，并将所述测量结果发送至所述系统控制器。
一种互连电阻在线监测方法，包括以下步骤：
系统控制器发送控制指令至主控制器，发送测量指令至所述测量装置；
所述主控制器接收所述系统控制器发送的所述控制指令，并根据所述控制指令生成开关切换指令，并将所述开关切换指令发送至开关切换装置；
所述开关切换装置接收所述开关切换指令，并根据所述开关切换指令切换所述测量装置连接至对应的待测样品；
所述测量装置接收所述测量指令，并根据所述测量指令测量通过所述开关切换装置连接的对应待测样品的电阻值，并将所述测量结果发送至所述系统控制器；
所述系统控制器接收所述测量装置发送的测量结果。
上述互连电阻在线监测系统和方法，通过系统控制器和主控制器控制开关切换装置将测量装置切换到待测样品上，并通过系统控制器控制测量装置完成待测样品的电阻的测量，实现了系统控制器对待测样品的电阻值的自动测试和数据采集，速度快，且准确度高，监测效率高。
附图说明
图1为一实施例中互连电阻在线监测系统结构图；
图2为一实施例中互连电阻在线监测方法流程图。
具体实施方式
在一个实施例中，如图1所示，一种互连电阻在线监测系统，包括系统控制器110、主控制器120、测量装置130和开关切换装置140，系统控制器110和开关切换装置140均连接主控制器120，开关切换装置140连接测量装置130，开关切换装置140用于连接待测样品200，测量装置130还连接系统控制器110，系统控制器110用于发送控制指令至主控制器120，发送测量指令至测量装置130，以及接收测量装置130发送的测量结果，主控制器120用于根据接收的系统控制器110发送的控制指令生成开关切换指令，并将开关切换指令发送至开关切换装置140，开关切换装置140用于根据接收的开关切换指令切换测量装置130连接至对应的待测样品200，测量装置130用于根据接收的测量指令测量通过开关切换装置140连接的对应待测样品200的电阻值，并将测量结果发送至系统控制器110。
具体地，系统控制器110的类型并不唯一，可以为工控计算机、平板电脑等。多路待测试样品200通过耐高温电缆连接到开关切换装置140上，连接方式采用四线法，测试时由系统控制器110通过RS232接口与主控制器120进行通讯，再控制开关切换装置140切换测量装置130连接至对应的待测样品200，然后通过GPIB接口控制测量装置130完成待测样品200的电阻值测量并将测量结果读入系统控制器110，这样就完成一路样品的测试，然后控制开关切换装置140切换测量装置130连接至其他路待测样品200，完成多路待测样品200的电阻值测量。具体地，系统控制器110还包括显示屏，显示屏用于显示测量结果。
系统控制器110发送控制指令至主控制器120的之前，还包括：系统控制器110接收设置指令，并根据设置指令进行在线监测参数设置。在进行试验前，设置需要在线监测的通道、测试间隔以及停止测试的条件，例如系统有100个测量通道，可以设置在线监测系统监测第1到第100通道，也可以设置监测第11到第20通道，测试开始后，系统控制器110对预先设置的需要监测的通道进行测试并记录测试数据，然后在设定的测试间隔后再测试一遍，如此循环，直到人为停止测试或者达到停止的测试条件后停止测试，停止测试的条件可以为达到预设循环次数后停止，或达到预设测试时长后停止等等，可根据具体情况进行设置，提高了便利性和灵活性。通过测试，可以检测到待测样品在试验过程中随着试验环境变化(如温度)电阻值变化的情况，能观察到待测样品200在试验过程中逐步退化的情况。
在一个实施例中，开关切换装置140包括译码器、继电器驱动电路和多个继电器，各继电器连接继电器驱动电路、测量装置130和对应的待测样品200，译码器连接主控制器120和继电器驱动电路。
具体地，译码器解码主控制器120发送的开关切换指令，并将解码后的开关切换指令发送至继电器驱动电路控制继电器的触点的通断，完成对应的待测样品200的电阻值的测量，实现了待测样品200电阻值的自动测量，避免了人工操作的繁琐及失误，速度快且准确性高。
在一个实施例中，继电器包括四刀双掷继电器，四刀双掷继电器的线圈连接继电器驱动电路，四刀双掷继电器的静触点连接测量装置130，四刀双掷继电器的动触点连接待测样品200。
具体地，继电器包括四刀双掷继电器，每个监测通道使用一个四刀双掷继电器即可实现四线连接，由于被测电阻比较小，因此在试验过程中采用四线法(开尔文法)来测量电阻的变化，测量精度更高。四刀双掷继电器的静触点连接到测量装置130的输入端，四刀双掷继电器的动触点连接到待测样品200的测试端。试验时，同一时间只有一个四刀双掷继电器是吸合的，该四刀双掷继电器连接的通道就是待测试的样品通道。
在一个实施例中，主控制器120包括连接系统控制器110和开关切换装置140的单片机。
具体地，单片机的成本较低，单片机通过译码器和继电器驱动电路来控制继电器的触点的通断。
在一个实施例中，测量装置130为毫欧计或数字多用表。
具体地，测量装置130可以采用毫欧计(如安捷伦4338B毫欧表、吉时利580微欧计)或能测量微小电阻的数字多用表(如吉时利2010型七位半数字多用表)，测量精度可以达到0.1μΩ以上，如果对测量精度要求较低，也可以采用六位半数字多用表，如吉时利的2000型数字多用表，精度可以达到10mΩ以上，且成本较低，可以根据对测试精度的要求选择不同的毫欧计或数字多用表，提高了便利性。
在一个实施例中，开关切换装置140为开关阵列或开关采集卡。
具体地，开关切换装置140由单片机通过译码器和继电器驱动电路驱动四刀双掷继电器来实现，每路监测通道只需要一个四刀双掷继电器，具有成本低、性能可靠、维护容易等特点。开关切换装置140为开关阵列，也可以采用开关采集卡来代替，开关采集卡的成本稍高。
在一个实施例中，互连电阻在线监测系统还包括中转接口，开关切换装置140通过中转接口连接待测样品200。
具体地，中转接口起到承上启下的作用，开关切换装置140的输出端连接到中转接口板上，中转接口板的另一端采用插座的形式，通过耐高温排线连接到待测样品200的测试端，便于待测样品200的更换，提高了便利性。
在一个实施例中，互连电阻在线监测系统还包括打印机，打印机连接系统控制器110。
具体地，系统控制器110接收到测试结果后，发送至打印机打印，方便将测量结果进行存档。
在一个实施例中，互连电阻在线监测系统还包括不间断电源装置，不间断电源装置连接系统控制器110。
具体地，不间断电源装置用于给互连电阻在线监测系统提供电能。
上述互连电阻在线监测系统，通过系统控制器110和主控制器120控制开关切换装置140将测量装置130切换到待测样品200上，并通过系统控制器110控制测量装置130完成待测样品200的电阻的测量，实现了试验过程中多路待测样品200的电阻值自动测试和数据采集，提高了测试速度，降低由于人为错误造成的测试误差，通过检测待测样品200在不同试验环境过程中电阻值的变化，观察到待测样品200在试验过程中逐步退化的情况，测试速度和精度都可以满足国际相关标准的要求，监测效率高。
在一个实施例中，如图2所示，一种互连电阻在线监测方法，包括以下步骤：
步骤S110：系统控制器发送控制指令至主控制器，发送测量指令至测量装置。
步骤S120：主控制器接收系统控制器发送的控制指令，并根据控制指令生成开关切换指令，并将开关切换指令发送至开关切换装置。
步骤S130：开关切换装置接收开关切换指令，并根据开关切换指令切换测量装置连接至对应的待测样品。
步骤S140：测量装置接收测量指令，并根据测量指令测量通过开关切换装置连接的对应待测样品的电阻值，并将测量结果发送至系统控制器。
步骤S150：系统控制器接收测量装置发送的测量结果。
在一个实施例中，在步骤S110之前，还包括：系统控制器接收设置指令，并根据设置指令进行在线监测参数设置。
上述互连电阻在线监测方法，通过系统控制器控制开关切换装置将测量装置切换到待测样品上，并通过系统控制器控制测量装置完成待测样品的电阻的测量，实现了试验过程中多路待测样品的导通电阻自动测试和数据采集，提高了测试速度，降低由于人为错误造成的测试误差，测试速度和精度都可以满足国际相关标准的要求，监测效率高。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种互连电阻在线监测系统，其特征在于，包括系统控制器、主控制器、测量装置和开关切换装置，所述系统控制器和所述开关切换装置均连接所述主控制器，所述开关切换装置连接所述测量装置，所述开关切换装置用于连接待测样品，所述测量装置还连接所述系统控制器，
所述系统控制器接收设置指令，并根据所述设置指令进行在线监测参数设置，所述在线监测参数包括需要在线监测的通道、测试间隔以及停止测试的条件；
所述系统控制器用于根据所述在线监测参数发送控制指令至所述主控制器，发送测量指令至所述测量装置；以及接收所述测量装置发送的测量结果；
所述主控制器用于根据接收的所述系统控制器发送的所述控制指令生成开关切换指令，并将所述开关切换指令发送至所述开关切换装置；
所述开关切换装置用于根据接收的所述开关切换指令切换所述测量装置连接至对应的待测样品；
所述测量装置用于根据接收的所述测量指令测量通过所述开关切换装置连接的对应待测样品的电阻值，并将所述测量结果发送至所述系统控制器。
2.根据权利要求1所述的互连电阻在线监测系统，其特征在于，所述开关切换装置包括译码器、继电器驱动电路和多个继电器，各所述继电器连接所述继电器驱动、所述测量装置和对应的待测样品，所述译码器连接所述主控制器和所述继电器驱动电路。
3.根据权利要求2所述的互连电阻在线监测系统，其特征在于，所述继电器包括四刀双掷继电器，所述的四刀双掷继电器的线圈连接所述继电器驱动电路，所述四刀双掷继电器的静触点连接所述测量装置，所述四刀双掷继电器的动触点连接所述待测样品。
4.根据权利要求1所述的互连电阻在线监测系统，其特征在于，所述主控制器包括连接所述系统控制器和所述开关切换装置的单片机。
5.根据权利要求1所述的互连电阻在线监测系统，其特征在于，所述测量装置为毫欧计或数字多用表。
6.根据权利要求1所述的互连电阻在线监测系统，其特征在于，所述开关切换装置为开关阵列或开关采集卡。
7.根据权利要求1所述的互连电阻在线监测系统，其特征在于，还包括中转接口，所述开关切换装置通过所述中转接口连接所述待测样品。
8.根据权利要求1所述的互连电阻在线监测系统，其特征在于，还包括打印机，所述打印机连接所述系统控制器。
9.一种互连电阻在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
系统控制器接收设置指令，并根据所述设置指令进行在线监测参数设置，所述在线监测参数包括需要在线监测的通道、测试间隔以及停止测试的条件；
所述系统控制器根据所述在线监测参数发送控制指令至主控制器，发送测量指令至所述测量装置；
所述主控制器接收所述系统控制器发送的所述控制指令，并根据所述控制指令生成开关切换指令，并将所述开关切换指令发送至开关切换装置；
所述开关切换装置接收所述开关切换指令，并根据所述开关切换指令切换所述测量装置连接至对应的待测样品；
所述测量装置接收所述测量指令，并根据所述测量指令测量通过所述开关切换装置连接的对应待测样品的电阻值，并将所述测量结果发送至所述系统控制器；
所述系统控制器接收所述测量装置发送的测量结果。
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