CN107942177A - 一种有源信息组件测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有源信息组件测试装置及测试方法，测试装置包括n个测试输入接口，一一对应连接到m路切换开关的n个输入端；所述n个测试输入接口一一对应n个下拉电阻R连接到负电源，且n个测试输入接口与所述n个下拉电阻R之间连接形成n个A节点；所述m路切换开关的n个输入端一一对应n个上拉电阻r连接到正电源，且所述n个输入端与n个上拉电阻r之间连接形成n个B节点；一一对应的A节点与B节点之间串联有串联电阻Z，共n个串联电阻Z。便于实现被测组件是否有损失的测试，且保证在信号采集和测试过程中，不会给被测组件带来新的损伤。
Description
技术领域
本发明涉及一种有源信息组件测试装置及测试方法，涉及组件测试领域。
背景技术
有源信号组件：插接或焊接安装于其他电路板上，指需要外部供电并可与外部通讯的电路组件，如WIFI组件、GPS组件、蓝牙组件、调谐器组件等，其共同特征是需要电源供应，能对输入信号进行处理并输出，能与外部控制器进行握手通讯，执行相应命令。
在有源信号组件的生产过程，需要经过：贴片、装配、测试、包装等4个工艺环节，其中测试环节为关键工序环节，其需要验证组件的性能质量是否满足规格要求。
性能测试工序在测试时需要对组件上电，使组件进入工作状态，在其处于正常工作状态下对其进行相关性能指标测试，包含接收灵敏度、抗干扰性、通讯协议、电源功耗等。
对于大量引脚数量多且密集的组件，如WIFI、GPS组件等，性能测试完毕即进入包装工序。对于部分引脚较少且引脚密度不高的组件，如调谐器组件等，在上述性能指标测试完成后，需要使用数字万用表再次对其进行测试，具体测试方法为：
1）将红表笔插入万用表电压/电阻端口，黑表笔插入万用表的公共地端口；
2）万用表切换为1k电阻测量档，按下万用表电源键，使其进入工作状态；
3）将万用表的黑表笔稳定接触被测组件如调谐器的地，如金属屏蔽罩等，将万用表红表笔接触被测组件需要测试的引脚，如电源、通讯引脚等；
4）读取万用表显示的测量值，判断其是否满足合格要求；
5）合格品进入下一工序，不合格品取出并隔离。
6）在测试过程中必须保证静电防护良好
之所以在性能测试完成后，需要再次使用数字万用表对组件进行测试，其原因为：
1）在对组件进行性能测试时，需要对被测组件进行正常加电、初始化，在测试完成需要对组件断电，由于测试治具接地、电源性能、加电或断电过程不规范等原因，有一定比例会导致被测组件内部与组件引脚端口相连的器件被损伤，而这些损伤可能是显性损伤或隐性损伤。
显性损伤可能直接导致被测组件性能降低或者损坏，有一定比例被后续性能测试工位发现，对于隐性损伤，其在短期内并不影响被测组件性能，很难在组件出厂前被发现。
2）在被测组件进入测试工序前，其已经经过贴片、装配等工序，由于操作误差，有一定机率导致组件损伤，对于隐性损伤由于其短期内并不显现，所以难以被后续的性能测试工序发现。
3）使用数字万用表对组件进行测试，在测试过程中，并不对组件的电源脚进行加电，组件并不进入工作状态，理论上不会对组件造成新的损害。
4）使用数字万用表电阻档对组件外部引脚的对地电阻进行测量，以检查该引脚的对地阻抗是否满足正常品要求，从而检出受到隐性损伤的被测组件。
然而，使用万用数字表对组件进行性能测试存在如下问题：
1）测试准确度一致性差
数字万用表使用电池供电，其使用过程中电池电压会发生变化，而变化的电池电压直接影响测量结果的准确性；
2）测试效率低下
使用数字万用表进行测量，每次只能对被测组件的一个引脚进行测量，测试效率较低，不适合批量生产使用；
3）不适合于有较多引脚需要测试的组件
对于有较多外部引脚且引脚间距小的组件，如WIFI组件、GPS组件等，难以使用万用表对其进行测试；
4）测试结果难以保存，无法追溯
普通数字万用表作为一个独立测量仪表，并不支持外部控制、数据交换等操作，只能依靠人工进行操作、读取数据和判别，测试数据不能保存，测试结果无法追溯；
5）容易引起测试误判
使用数字万用表进行测量操作，对操作过程中的操作错误无法发现，且采用人工判别，容易引起测试误判。
发明内容
本发明提出了一种有源信息组件测试装置，具有结构简单，使用方便，能够很方便准确地采集到被测组件的信息，从而便于进一步实现被测组件是否有损失的测试，且保证在信号采集和测试过程中，不会给被测组件带来新的损伤的特征。
本发明还提出了一种测试夹具，用于设置被测组件，具有能够与本发明提出的有源信息组件测试装置相配合的特征。
本发明还提出了一种有源信息组件测试装置测试方法，采用上述有源信息组件测试装置及测试夹具对被测组件进行测试，具有保证在信号采集和测试过程中，不会给被测组件带来新的损伤的特征。
本发明还提出了一种被测组件引脚负电流测试方法，在上述有源信息组件测试装置测试方法的基础上，采用简单的测试方法，实现对被测组件的负电流的测试，从而保证在信号采集和测试过程中，不会给被测组件带来新的损伤。
本发明采用的技术方案如下：
一种有源信息组件测试装置，包括n个测试输入接口，一一对应连接到m路切换开关的n个输入端；所述n个测试输入接口一一对应n个下拉电阻R连接到负电源，且n个测试输入接口与所述n个下拉电阻R之间连接形成n个A节点；所述m路切换开关的n个输入端一一对应n个上拉电阻r连接到正电源，且所述n个输入端与n个上拉电阻r之间连接形成n个B节点；一一对应的A节点与B节点之间串联有串联电阻Z，共n个串联电阻Z；所述n为大于1的自然数，所述m为大于等于n的自然数；所述正电源、负电源、上拉电阻r、串联电阻Z和下拉电阻R的参数设置应满足对被测组件进行测试时，节点A的对地电压为负电压，节点B的对地电压为正电压。
还包括控制模块，所述控制模块包括与m路切换开关相连的第一控制器，能够对m路切换开关的开关进行选择控制开关动作。
还包括信号输入端与m路切换开关的输出端相连的AD模数转换器；AD模数转换器对选中通道的信号进行采样，将采样结果进行输出；所述控制模块还包括第二控制器，与所述AD模数转换器的控制端相连，控制AD模数转换器对m路切换开关的输出端信号进行采集。
所述控制模块还包括采样信息处理模块，信号输入端与AD模数转换器的信号输出端相连，对AD模数转换后的采样信息进行处理，得到需要的测试信息。
还包括测试信息显示模块，信号输入端与采样信息处理模块的信号输出端相连。
还包括信号放大电路，输入端与m路切换开关的输出端相连，输出端与AD模数转换器的信号输入端相连。
一种测试夹具，与上述有源信息组件测试装置相配合，其特征在于：用于设置被测组件，并在需要对被测组件进行测试时，将被测组件的q个测试引脚与所述测试装置的q个测试输入接口一一对应连接在一起；包括引脚信号输入端和引脚信号输出端；所述引脚信号输入端与被测组件的引脚一一对应连接；所述引脚信号输出端与所述测试输入接口一一对应连接；所述q为大于1的自然数，且小于等于n。
一种有源信息组件测试装置测试方法，采用上述有源信息组件测试装置及测试夹具，具体测试方法为：将被测组件置于测试夹具上，被测组件地线与测试装置的地之间处于电气连接状态；被测组件的被测引脚通过测试夹具连接至测试装置的测试输入接口，并接通正电源和负电源；第一控制器控制m路切换开关动作，将需要测量的通道被选中通过m路切换开关接入AD模数转换器，AD模数转换器对选中通道的信号进行采样，将采样信息经过模数转换后发送给采样信息处理模块得到测试信息。
一种被测组件引脚负电流测试方法，在上述有源信息组件测试装置测试方法的基础上，根据检测到的B节点的电位VB、上拉电阻r、串联电阻Z、下拉电阻R、正电源电压和负电源电压之间的关系，得到经过下拉电阻的电流IR和串联电阻的电流Iz，从而得到被测组件引脚向A节点输出的电流，称为负电流I负，且负电流I负=IR-Iz，逐一检测每个B节点的电位，得到被测组件每个引脚的负电流。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：结构简单，使用方便，能够很方便准确地采集到有源信息组件的信息，从而便于进一步实现被测组件是否有损失的测试，且保证在信号采集和测试过程中，不会给被测组件带来新的损伤。
附图说明
图1为本发明其中一实施例的原理结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本说明书（包括摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
具体实施例1
如图1所示，一种有源信息组件测试装置，包括n个测试输入接口，一一对应连接到m路切换开关的n个输入端；所述n个测试输入接口一一对应n个下拉电阻R连接到负电源，且n个测试输入接口与所述n个下拉电阻R之间连接形成n个A节点；所述m路切换开关的n个输入端一一对应n个上拉电阻r连接到正电源，且所述n个输入端与n个上拉电阻r之间连接形成n个B节点；一一对应的A节点与B节点之间串联有串联电阻Z，共n个串联电阻Z；所述n为大于1的自然数，所述m为大于等于n的自然数；所述正电源、负电源、上拉电阻r、串联电阻Z和下拉电阻R的参数设置应满足对被测组件进行测试时，节点A的对地电压为负电压，节点B的对地电压为正电压。
根据上述装置，对被测组件进行测试时，通过对节点B的正电压的测量，间接得到节点A的负电压，从而得到流经下拉电阻R的电流。根据流经下拉电阻R的电流能够用来判断被测组件引脚是否受到损伤。一方面，由于是采用负电源的形式，不是直接将正电源加到被测组件上，可以避免正电源直接加到被测组件上进行测试时本身给被测组件带来的损伤；另一方面，通过另一个正电源与该负电源组成的电阻测试网络，将负电流的测试转换为对正电流的测试，从而避免了直接对负电流测试的复杂性。该装置结构简单，使用方便，能够很方便准确地采集到有源信息组件的信息，从而便于进一步实现被测组件是否有损伤的测试，且保证在信号采集和测试过程中，不会给被测组件带来新的损伤。
具体实施例2
在具体实施例1的基础上，还包括控制模块，所述控制模块包括与m路切换开关相连的第一控制器，能够对m路切换开关的开关进行选择控制开关动作，实现对选择开关的自动切换。
具体实施例3
在具体实施例1或2的基础上，还包括信号输入端与m路切换开关的输出端相连的AD模数转换器；AD模数转换器对选中通道的信号进行采样，将采样结果进行输出；还包括控制模块，所述控制模块包括第二控制器，与所述AD模数转换器的控制端相连，控制AD模数转换器对m路切换开关的输出端信号进行采集。
具体实施例4
在具体实施例3的基础上，所述控制模块还包括采样信息处理模块，信号输入端与AD模数转换器的信号输出端相连，对AD模数转换后的采样信息进行处理，得到需要的测试信息。
具体实施例5
在具体实施例4的基础上，还包括测试信息显示模块，信号输入端与采样信息处理模块的信号输出端相连，对测试信息进行显示。
具体实施例6
在具体实施例3到5之一的基础上，还包括信号放大电路，输入端与m路切换开关的输出端相连，输出端与AD模数转换器的信号输入端相连，从而实现对微弱信号的放大后再进行采样。
具体实施例7
在具体实施例1到6之一的基础上，一种测试夹具，与上述有源信息组件测试装置相配合，用于设置被测组件，并在需要对被测组件进行测试时，将被测组件的q个测试引脚与所述测试装置的q个测试输入接口一一对应连接在一起；包括引脚信号输入端和引脚信号输出端；所述引脚信号输入端与被测组件的引脚一一对应连接；所述引脚信号输出端与所述测试输入接口一一对应连接；所述q为大于1的自然数，且小于等于n。
在测试操作中，将被测组件置于测试夹具上，通过插座或连接电缆，被测组件需测试的端口引脚与测试装置的测试输入接口实现电气连接。
具体实施例8
在具体实施例7的基础上，一种有源信息组件测试装置测试方法，采用上述有源信息组件测试装置及测试夹具，具体测试方法为：将被测组件置于测试夹具上，被测组件地线与测试装置的地之间处于电气连接状态；被测组件的被测引脚通过测试夹具连接至测试装置的测试输入接口，并接通正电源和负电源；第一控制器控制m路切换开关动作，将需要测量的通道被选中通过m路切换开关接入AD模数转换器，AD模数转换器对选中通道的信号进行采样，将采样信息经过模数转换后发送给采样信息处理模块得到测试信息。
如图1所示，测试时，被测组件被置于测试夹具上，其地线与测试装置的地之间处于电气连接状态。被测组件的被测引脚通过测试装置的输入端口，连接到电阻网络，与电阻网络的A1…An节点顺序相连，同时通过下拉电阻R1…Rn与负电源连接，通过串联电阻Z1…Zn，与电阻网络的B1…Bn节点相连，B1…Bn节点通过上拉电阻r1…rn与正电源相连，同时连接多路切换开关的多路通道端，控制模块控制多路开关动作，将需要测量的通道被选中通过多路切换开关接入AD模数转换器，AD模数转换器对选中通道的信号进行采样，将采样结果被传送给控制模块，对外输出或发布。针对过小的信号，可以在多路切换开关和AD模数转换器之间可以增加放大器电路，实现对微弱信号的放大后再进行采样测量。
电阻网络设计有一组上拉电阻r1…r n，通过上拉电阻与正电源连接，使电阻网络的B1…Bn点呈现为正电压，满足多路切换开关和模数转换器的采样要求；B1…Bn节点的电压低于正电源电压，电流从正电源出发，经上拉电阻r1…r n到达节点B1…Bn。
电阻网络设计有一组串联电阻Z1…Zn，实现A1…An节点的负电压与B1…Bn节点的正电压之间的隔离。
在未接入被测组件时，电流从正电源出发，经上拉电阻r1…r n到达B1…Bn节点，再经串联电阻Z1…Zn到达A1…An节点，最后经下拉电阻R1…Rn到达负电源，形成电流回路。
在接入被测组件后，由于被测组件地线电平高于被测引脚所接节点的负压电平，从被测组件的被测引脚向连接该引脚的节点Ax（x为1到n的自然数）输出电流，称为负电流。由于负电流的加入，下拉电流加大，按照欧姆定律V=IR，下拉电阻压降上升，电阻网络对应节点Ax的电压升高，导致正电源与节点Ax之间的电压差减小，上拉电流减小，落在上拉电阻上的压差减小，节点Bx电压上升，即，被测引脚x（x为1到n的自然数）的负电流的大小与电阻网络对应节点Bx的电压变化线性相关，负电流越大，对应节点B的电压越高。通过对节点B1…Bn的电压采样，可以推算出对应被测引脚的负电流大小。对于受到损伤包括隐性损伤的器件如二三极管、集成电路等，其内部PN结已经受到损害，接入本测试装置，其受损器件的负电流与正常值有较大差异，通过本测试装置，能准确检测出负电流的变化，从而实现对受损不良组件检出的目的。
具体实施例9
在具体实施例8的基础上，一种被测组件引脚负电流测试方法，在上述有源信息组件测试装置测试方法的基础上，根据检测到的B节点的电位VB、上拉电阻r、串联电阻Z、下拉电阻R、正电源电压和负电源电压之间的关系，得到经过下拉电阻的电流IR和串联电阻的电流Iz，从而得到被测组件引脚向A节点输出的电流，称为负电流I负，且负电流I负=IR-Iz，逐一检测每个B节点的电位，得到被测组件每个引脚的负电流。
在量产测试前，使用已知合格组件，使其接入测试夹具，记录其引脚端口测试数据，测试足够多数量的已知合格组件，对其测试数据进行汇总，确认每一个被测引脚的上下限合格范围，将其写入控制器成为检测标准。在量产测试中，对被测组件按照检测标准进行筛选，将不良品检出。
Claims (9)
1.一种有源信息组件测试装置，其特征在于：包括n个测试输入接口，一一对应连接到m路切换开关的n个输入端；所述n个测试输入接口一一对应n个下拉电阻R连接到负电源，且n个测试输入接口与所述n个下拉电阻R之间连接形成n个A节点；所述m路切换开关的n个输入端一一对应n个上拉电阻r连接到正电源，且所述n个输入端与n个上拉电阻r之间连接形成n个B节点；一一对应的A节点与B节点之间串联有串联电阻Z，共n个串联电阻Z；所述n为大于1的自然数，所述m为大于等于n的自然数；所述正电源、负电源、上拉电阻r、串联电阻Z和下拉电阻R的参数设置应满足对被测组件进行测试时，节点A的对地电压为负电压，节点B的对地电压为正电压。
2.根据权利要求1所述的有源信息组件测试装置，其特征在于：还包括控制模块，所述控制模块包括与m路切换开关相连的第一控制器，能够对m路切换开关的开关进行选择控制开关动作。
3.根据权利要求2所述的有源信息组件测试装置，其特征在于：还包括信号输入端与m路切换开关的输出端相连的AD模数转换器；AD模数转换器对选中通道的信号进行采样，将采样结果进行输出；所述控制模块还包括第二控制器，与所述AD模数转换器的控制端相连，控制AD模数转换器对m路切换开关的输出端信号进行采集。
4.根据权利要求3所述的有源信息组件测试装置，其特征在于：所述控制模块还包括采样信息处理模块，信号输入端与AD模数转换器的信号输出端相连，对AD模数转换后的采样信息进行处理，得到需要的测试信息。
5.根据权利要求4所述的有源信息组件测试装置，其特征在于：还包括测试信息显示模块，信号输入端与采样信息处理模块的信号输出端相连。
6.根据权利要求3到5之一所述的有源信息组件测试装置，其特征在于：还包括信号放大电路，输入端与m路切换开关的输出端相连，输出端与AD模数转换器的信号输入端相连。
7.一种测试夹具，与权利要求1到6所述的有源信息组件测试装置相配合，其特征在于：用于设置被测组件，并在需要对被测组件进行测试时，将被测组件的q个测试引脚与所述测试装置的q个测试输入接口一一对应连接在一起；包括引脚信号输入端和引脚信号输出端；所述引脚信号输入端与被测组件的引脚一一对应连接；所述引脚信号输出端与所述测试输入接口一一对应连接；所述q为大于1的自然数，且小于等于n。
8.一种有源信息组件测试装置测试方法，采用权利要求7所述的有源信息组件测试装置及测试夹具，具体测试方法为：将被测组件置于测试夹具上，被测组件地线与测试装置的地之间处于电气连接状态；被测组件的被测引脚通过测试夹具连接至测试装置的测试输入接口，并接通正电源和负电源；第一控制器控制m路切换开关动作，将需要测量的通道被选中通过m路切换开关接入AD模数转换器，AD模数转换器对选中通道的信号进行采样，将采样信息经过模数转换后发送给采样信息处理模块得到测试信息。
9.一种被测组件引脚负电流测试方法，在权利要求8所述的有源信息组件测试装置测试方法的基础上，根据检测到的B节点的电位VB、上拉电阻r、串联电阻Z、下拉电阻R、正电源电压和负电源电压之间的关系，得到经过下拉电阻的电流IR和串联电阻的电流Iz，从而得到被测组件引脚向A节点输出的电流，称为负电流I负，且负电流I负=IR-Iz，逐一检测每个B节点的电位，得到被测组件每个引脚的负电流。
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