CN108152712B - 电路板故障检测方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电路板故障检测方法，步骤：设置上电时长以及掉电后的检测时长；设置获取红外能量数据的周期数M和/或每个周期获取红外能量数据的次数N；获取测试电路板的每个像素点的M个周期的红外能量数据，每个周期获取N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据，将每个周期内的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据分别相减，然后将每个周期的N个相减结果累加，再将M个周期的结果累加得到差值红外能量数据；对标准电路板进行相同处理得到差值红外能量数据；以及将测试电路板的每个像素点的差值红外能量数据与标准电路板的每个像素点的差值红外能量数据进行对比，即可找到异常点。

Description

电路板故障检测方法及设备

技术领域

本发明涉及一种电路板检测方法及设备，更具体地，涉及一种适合于如智能手机、智能手表等通过弱电流的电路板的故障检测方法及设备。

背景技术

当下智能机械、智能手机、智能手表等产业发展尤为迅速，特别是智能手机。庞大的智能设备增长需求，同样扩大了各式各样的电路板的使用增长。面对数量级极大的电路板，故障问题的排查和合格率的保证，成了各大厂家必须面对的难题。

常见的PCB电路板故障主要集中在元器件上面，像电容、电阻、电感、二极管、三极管等。有些电子元器件的损坏能用肉眼观察到，而如上所述电阻、电容、二三极管等，在一些情况下损坏无法从表面看出来，需要借助专业的检查工具如万用表、电容表等进行检测。

在正常范围内，元器件损坏时，用肉眼观察和仪器检测，都能够检测出来。但是有时候会遇到检测不出问题，而电路板又无法正常工作的情况。这种情况，很多时候是由于元器件在安装过程中，各个元器件不协调工作的问题，从而出现性能不稳定。

更重要的是，当前智能手机等设备的电路板面积小，通过电流弱，通电负载低，并且生产产品数量巨大，通过传统的电路板检测方式，通过肉眼或特定设备逐个检测很难满足数量巨大的、流水线模式的检测。

目前已有使用红外热成像设备对电路板进行检测的现有技术，其均是将检测电路板升温或通电时的温度与标准板的温度进行对比，从而找出异常点。然而，这种红外热成像检测技术并不适用于智能手机等通过弱电流的电路板的检测。因为这些电路板面积小，通过电流弱，功耗小，将检测电路板与标准板的温度直接对比，温度差异较小，找不出温度异常点。

因此，需要一种弱电流电路板的故障检测方法及设备。

发明内容

技术问题

本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种电路板故障检测方法及设备，通过红外热成像设备检测同一电路板的发热情况来检测故障，从而检测产品缺陷部件。针对类似智能手机，负载微弱电流出现的故障问题进行有效的诊断。

技术方案

根据本发明的一方面，提供一种电路板故障检测方法，其特征在于，所述方法包括步骤：步骤1：设置上电时长以及掉电后的检测时长，一个上电时长和一个掉电后的检测时长构成一个周期；步骤2：设置获取红外能量数据的周期数M和/或每个周期获取红外能量数据的次数N，其中，N和M都是大于或等于1的整数；步骤3：获取测试电路板的每个像素点的M个周期的红外能量数据，每个周期获取N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据，将每个周期内的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据分别相减，然后将每个周期的N个相减结果累加，再将M个周期的结果累加得到差值红外能量数据；步骤4：获取标准电路板的每个像素点的M个周期的红外能量数据，每个周期获取N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据，将每个周期内的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据分别相减，然后将每个周期的N个相减结果累加，再将M个周期的结果累加得到差值红外能量数据；以及步骤5：将测试电路板的每个像素点的差值红外能量数据与标准电路板的每个像素点的差值红外能量数据进行对比，即可找到异常点。

根据本发明的另一方面，提供一种电路板故障检测设备，其特征在于，所述设备包括：电源，被配置为连接到测试电路板或标准电路板，并且所述电源包括电源控制器，设置上电时长以及掉电后的检测时长，一个上电时长和一个掉电后的检测时长构成一个周期，按照周期上电、掉电；红外热成像设备，被配置为用于获取红外能量数据；存储模块，被配置为与红外热成像设备连接，用于存储从红外热成像设备获取的红外能量数据，并且获取测试电路板的每个像素点的M个周期的红外能量数据，每个周期获取N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据，以及获取标准电路板的每个像素点的M个周期的红外能量数据，每个周期获取N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据；数据处理模块，被配置为：将测试电路板的每个像素点的每个周期内的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据分别相减，然后将每个周期的N个相减结果累加，再将M个周期的结果累加得到差值红外能量数据，将标准电路板的每个像素点的每个周期内的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据分别相减，然后将每个周期的N个相减结果累加，再将M个周期的结果累加得到差值红外能量数据，将测试电路板的每个像素点的差值红外能量数据与标准电路板的每个像素点的差值红外能量数据进行对比，找到异常点。

有益效果

根据本发明的检测方法和设备，可以更加精准地检测到弱电流微小电路板的故障元器件，使得用户在批量生产电路板时，提高故障排查率，从而实现高效精准地检测电路板的故障。检测的电路板的通过电流可以低至微安级。当然，通过电流较大的电路板也能够使用本发明的检测方法和设备，并且由于通过电流较大，故障点的上电峰值红外能量数据与掉电期间红外能量数据(或上电前时刻红外能量数据)之差较大，差值累加后的数值也较大，与标准电路板的差值累加后的数值偏差也越大，从而使故障点更容易识别。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的实施例的电路板故障检测设备的框图；

图2示出标准电路板和测试电路板的红外热图；

图3示出根据本发明的电路板故障检测方法测试的标准电路板和测试电路板的处理结果图；

图4是根据本发明的第一实施例的电路板故障检测方法的流程图；

图5是根据本发明的第二实施例的电路板故障检测方法的流程图；以及

图6是根据本发明的第三实施例的电路板故障检测方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，否则这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图1是根据本发明的实施例的电路板故障检测设备的框图。电路板故障检测设备包括电源101、红外热成像设备102、存储模块103、数据处理模块104。另外，电路板故障检测设备还可以包括显示器105。

电源101可以连接到电路板10，为电路板10供电。电路板10可以是测试电路板或标准电路板。电源101包括电源控制器，电源控制器可以设置检测的电压和电流输入，并且设置检测的上电时长和掉电后的检测时长。另外，电源控制器还可以进行电源的上电和掉电控制。

红外热成像设备102可以用于获取电路板的红外能量数据。检测电路板时，测得的红外热图中的每个像素点具有一个红外能量数据。优选的，本发明测试过程中，电路板与红外热成像设备的相对位置保持不变。

存储模块103可以用于读取、截取、存储红外热成像设备102获得的数据，并且还可以存储各种中间数据和检测结果。红外热成像设备102与存储模块103建立数据连接通道，存储模块103可以对红外热成像设备102检测电路板获得的每个像素点的红外能量数据进行读取，并按需存储。例如，电源控制器控制电路板10开始上电，一段时间后控制电路板掉电。存储模块103可以截取电路板所有像素点的上电前时刻红外能量数据，以及从开始上电时刻至掉电检测结束时刻的一个周期(或M个周期)的红外能量数据。然后，存储模块103还可以选取电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据、N个掉电期间红外能量数据以及N个上电前时刻红外能量数据，并进行存储。当然，存储模块103也可以仅截取电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据、N个掉电期间红外能量数据以及N个上电前时刻红外能量数据，并进行存储用于数据处理。并且，可以根据需要，设定存储模块103选择N个掉电期间红外能量数据和N个上电前时刻红外能量数据中的一种或两种进行存储用于数据处理。

数据处理模块104用于从存储模块103提取数据进行处理，并将处理、分析的数据返回给存储模块103进行存储。例如，数据处理模块104可以读取存储模块103中电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据、N个掉电期间红外能量数据以及N个上电前时刻红外能量数据(掉电期间红外能量数据和上电前时刻红外能量数据，可以根据需要，读取一种或两种)，对电路板的每个像素点都进行相减再累加相减结果的数据处理。对测试电路板和标准电路板都进行相同数据处理之后，将测试电路板和标准电路板的处理结果进行对比，即可以找出故障元器件或故障点。相减再累加相减结果的数据处理以及测试电路板和标准电路板的对比处理，稍后将详细描述。

显示器105具有接口，诸如USB接口等，可以连接到存储模块103。显示器105可以对红外热成像设备102检测的红外热图及采集的数据以及处理结果进行显示。

当电路板故障检测设备进行故障检测时，电源控制器设置上电时长以及掉电后的检测时长，一个上电时长和一个掉电后的检测时长构成一个周期。对于电路板，在上电时，温度逐渐升高，红外能量数据逐渐增大，在上电时长内温度达到稳定状态，红外能量数据也达到基本稳定状态；在掉电后，由于电路板不再通电，温度逐渐下降，红外能量数据逐渐下降。例如，电源控制器可以将上电时长以及掉电后的检测时长设置为4s，也就是说，上电时间为4s，掉电后的检测时间为4s，这样一个周期为8s。当然，也可以根据情况设置成其他时间长度。关于上电时长和掉电后的检测时长，每块电路板的上电时间可以不一样，只要电路板的温度达到稳定状态、能够获取上电峰值红外能量数据即可。一个周期内，上电时长和掉电后的检测时长也可以不同，但是不同周期的上电时长应当相同，不同周期的掉电后的检测时长应当相同。

另外，电源控制器设置电路板的电流值以及上电电压。

在上述设置完成之后，红外热成像设备102开始采集测试电路板的红外能量数据。存储模块103获取并存储测试电路板的每个像素点的N个上电前时刻红外能量数据，然后在上电期间，存储模块103获取并存储测试电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据(即电路板温度达到稳定时的红外能量数据)，其中，N是大于或等于1的整数。接下来，进入掉电检测状态，在掉电后，获取并存储测试电路板的每个像素点的N个掉电期间红外能量数据(即掉电后的检测时长期间的红外能量数据)。优选的，掉电期间红外能量数据为掉电检测期间红外能量数据最低时的数据，即掉电峰值红外能量数据。存储模块103可以选择N个掉电期间红外能量数据和N个上电前时刻红外能量数据中的一种或两种进行存储用于数据处理。

然后，数据处理模块104提取存储模块103中的N个上电前时刻红外能量数据、N个上电峰值红外能量数据以及N个掉电期间红外能量数据，并选择与上电峰值红外能量数据相减的数据，这一数据可以为上电前时刻红外能量数据，也可以为掉电期间红外能量数据。若存储模块103仅存储了上电前时刻红外能量数据，而未存储掉电期间红外能量数据，则数据处理模块104仅提取上电前时刻红外能量数据用于数据处理。存储模块103仅存储了掉电期间红外能量数据，而未存储上电前时刻红外能量数据，同理，数据处理模块104仅提取掉电期间红外能量数据用于数据处理。

如果数据处理模块104选择与上电峰值红外能量数据相减的数据为上电前时刻红外能量数据，那么得到N个上电峰值红外能量数据减去上电前时刻红外能量数据的相减结果，然后再把这N个相减结果累加得到差值红外能量数据。

同样，在相同测试设置下，红外热成像设备102开始采集标准电路板的红外能量数据。存储模块103获取并存储标准电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据、N个掉电期间红外能量数据、N个上电前时刻红外能量数据(与测试电路板同理，上电前时刻红外能量数据和掉电期间红外能量数据可以选择一种或两种进行存储用于数据处理)。数据处理模块104提取N个上电峰值红外能量数据、N个掉电期间红外能量数据、N个上电前时刻红外能量数据(N个掉电期间红外能量数据、N个上电前时刻红外能量数据可以提取一种或两种)，同样将N个上电峰值红外能量数据减去N个上电前时刻红外能量数据，得到N个相减结果再累加相减结果的差值红外能量数据。

然后将测试电路板的每个像素点的差值红外能量数据与标准电路板的每个像素点的差值红外能量数据进行对比。此时，测试电路板中温度异常点或发热异常点的差值红外能量数据与标准电路板的差值红外能量数据偏差较大，从而能够找到故障点。例如，在标准电路板中上电时不发热的A点，其相减再累加相减结果后的差值红外能量数据为0或较小，而在测试电路板中上电时，A点发热，上电峰值红外能量数据比上电前时刻红外能量数据大，相减再累加相减结果后的差值红外能量数据不为0或较大，将标准电路板和测试电路板的这两个累加后的差值红外能量数据相比，从而发现A点为故障元件或故障点。而在测试电路板中正常工作的元件或点的差值红外能量数据与标准电路板中该元件或点的差值红外能量数据基本没有差异或差异较小。可选的，也可以通过其他方法对故障点进行判别，例如，分别将测试电路板和标准电路板运算后得到的差值红外能量数据转换为灰度值，差值红外能量数据越大，灰度值越大，从而在灰度图中发亮显示出来。温度异常点或发热异常点的差值红外能量数据大，因此，在测试电路板的灰度图中发亮显示，而在标准电路板中未发亮显示。例如图3中的测试电路板和标准电路板的处理结果的灰度图，每个像素点的差值红外能量数据都转换为灰度值。正常工作的元器件或点，由于差值红外能量数据大，因此，在测试电路板和标准电路板的灰度图中均发亮显示，而故障点在测试电路板中具有较大的差值红外能量数据，灰度值也较大，因此在测试电路板中发亮显示，而在标准电路板中不显示。

如果数据处理模块104选择与上电峰值红外能量数据相减的数据为掉电期间红外能量数据，那么得到N个上电峰值红外能量数据减去N个掉电期间红外能量数据的相减结果，然后再把这N个相减结果累加得到差值红外能量数据。

同样，对标准电路板，将N个上电峰值红外能量数据减去N个掉电期间红外能量数据，得到N个相减结果再累加相减结果的差值红外能量数据。

然后将测试电路板的每个像素点的差值红外能量数据与标准电路板的每个像素点的差值红外能量数据进行对比。此时，测试电路板中温度异常点或发热异常点的差值红外能量数据与标准电路板的差值红外能量数据偏差较大，从而能够找到故障点。例如，在标准电路板中上电时不发热的A点，其相减再累加相减结果后的差值红外能量数据为0或较小，而在测试电路板中上电时A点发热，上电峰值红外能量数据比掉电期间红外能量数据大，相减再累加相减结果后的差值红外能量数据不为0或较大，将标准电路板和测试电路板的这两个累加相减结果后的差值红外能量数据相比，从而发现A点为故障元件或故障点。而在测试电路板中正常工作的元件或点的差值红外能量数据与标准电路板中该元件或点的差值红外能量数据基本没有差异或差异较小。可选的，也可以通过其他方法对故障点进行判别，例如，与前述方法相同，将差值红外能量数据转换为灰度值，测试电路板的故障元器件或点在处理结果的灰度图中发亮显示出来。

数据处理模块104在上述处理中仅使用了一个周期的上电峰值红外能量数据和掉电期间红外能量数据来判断故障元器件或故障点，另外，数据处理模块104还可以使用多周期的数据来判断故障元器件或故障点。

如上所述，一个周期包括一个上电时长和一个掉电后的检测时长。存储模块103可以获取并存储红外热成像设备102采集的多个周期M的数据，每个周期获取并存储一个上电峰值红外能量数据和一个掉电期间红外能量数据(即掉电后的检测时长期间的红外能量数据)。然后将每个周期内的一个上电峰值红外能量数据和一个掉电期间红外能量数据相减，再将多个周期的差值累加。累加后的处理与上述仅使用一个周期的数据的处理方法相同，与标准电路板(与上电峰值红外能量数据相减的数据为掉电期间红外能量数据，标准电路板同样进行多周期的数据处理，与测试电路板的测试条件相同)进行对比，在此不再赘述。在这种情况下，周期M最好为2个，不超过3个，因为3个以上周期相加，噪点严重。

同样，在利用多个周期数据的情况下，也可以获取每个周期的多个上电峰值红外能量数据和多个掉电期间红外能量数据。在M个周期中的每个周期中，在上电期间，获取N个上电峰值红外能量数据。在掉电后的检测期间，获取N个掉电期间红外能量数据。将每个周期内的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据分别相减，再将每个周期的N个相减结果累加。然后，将M个周期的结果累加。累加后的处理与上述仅使用一个周期的数据的处理方法相同，与标准电路板(与上电峰值红外能量数据相减的数据为掉电期间红外能量数据，标准电路板的测试方法和数据处理方法与测试电路板相同)进行对比，在此不再赘述。

获得的分析处理结果可以存储在存储模块103中，并通过显示器105显示。

如果通过红外热成像设备102直接获取标准电路板和测试电路板的红外能量数据，存储在存储模块103中，然后通过显示器105显示，参照图2，可以看出，标准电路板与测试电路板的红外热图区别不大，根据红外热图基本看不出差别，无法识别故障元器件或点。

然而，如果通过本发明的电路板故障检测设备如上所述的操作，获取标准电路板与测试电路板的处理结果图——灰度图，可以非常容易地找出故障元件或故障点，如图3所示。

需要说明的是，红外热成像设备检测的红外能量数据为整个电路板测得的每一个像素点的红外能量数据，对每一个像素点进行相减再累加的操作，然后与标准电路板对比，判断异常点。

多周期的相减数据进行累加或一个周期内多个数据相减再累加的原因和目的是：上电峰值红外能量数据比掉电后检测期间或上电前时刻的红外能量数据大，相减后具有差值红外能量数据，但是单个周期内的或单张上电时的峰值红外能量数据与单个周期内的或单张掉电期间红外能量数据/上电前时刻红外能量数据之差较小，将多周期或多张的差值累加，可以将差值信息放大，这样对故障元器件或故障点的判断更为准确。

图4是根据本发明的一个实施例的电路板故障检测方法的流程图。现参照图4描述电路板故障检测方法。

在步骤401中，设置上电时长以及掉电后的检测时长，一个上电时长和一个掉电后的检测时长构成一个周期。

对于电路板，在上电时，温度逐渐升高，红外能量数据逐渐增大，在上电时长内温度达到稳定状态，红外能量数据也达到基本稳定状态；在掉电后，由于电路板不再通电，温度逐渐下降，红外能量数据逐渐下降。例如，电源控制器可以将上电时长以及掉电后的检测时长设置为4s，也就是说，上电时间为4s，掉电后的检测时间为4s，这样一个周期为8s。当然，也可以根据情况设置成其他时间长度。

另外，在步骤401中，还可以设置电路板的电流值以及上电电压。

在步骤402中，设置一个周期内获取红外能量数据的次数N，其中，N是大于等于1的整数。

在步骤402之后，可以进入步骤403，在步骤403中，获取测试电路板的每个像素点的N个上电前时刻红外能量数据和一个周期内的N个上电峰值红外能量数据。

首先获取测试电路板的每个像素点的N个上电前时刻红外能量数据，然后在上电期间，获取测试电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据(即电路板温度达到稳定时的红外能量数据)。

在步骤404中，将测试电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据减去测试电路板的每个像素点的N个上电前时刻红外能量数据，然后再把这N个相减结果累加得到差值红外能量数据。

接下来，在步骤405中，在相同测试设置下，获取标准电路板的每个像素点的N个上电前时刻红外能量数据和一个周期内的N个上电峰值红外能量数据。在步骤406中，将标准电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据减去标准电路板的每个像素点的N个上电前时刻红外能量数据，然后再把这N个相减结果累加得到差值红外能量数据。

然后，在步骤407将测试电路板的每个像素点的差值红外能量数据与标准电路板的每个像素点的差值红外能量数据进行对比。此时，测试电路板中温度异常点或发热异常点的差值红外能量数据与标准电路板的差值红外能量数据偏差较大，从而能够找到故障点。例如，在标准电路板中上电时不发热的A点，其相减再累加相减结果后的差值红外能量数据为0或较小，而在测试电路板中上电时A点发热，上电峰值红外能量数据比上电前时刻红外能量数据大，相减再累加相减结果后的差值红外能量数据不为0或较大，将标准电路板与测试电路板的这两个差值红外能量数据相比，从而发现A点为故障元件或故障点。而在测试电路板中正常工作的元件或点的差值红外能量数据与标准电路板中该元件或点的差值红外能量数据基本没有差异或差异较小。可选的，也可以通过其他方法对故障点进行判别，例如，与前述方法相同，将差值红外能量数据转换为灰度值，测试电路板的故障元器件或点在处理结果的灰度图中发亮显示出来。

可选地，在步骤402之后，进行步骤408，在步骤408中，获取测试电路板的每个像素点的一个周期内的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据。

在上电期间，获取测试电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据(即电路板温度达到稳定时的红外能量数据)。接下来，进入掉电检测状态，在掉电后，获取测试电路板的每个像素点的N个掉电期间红外能量数据(即掉电后的检测时长期间的红外能量数据)。优选的，掉电期间红外能量数据为掉电检测期间红外能量数据最低时的数据，即掉电峰值红外能量数据。

在步骤409中，将测试电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据减去测试电路板的每个像素点的N个掉电期间红外能量数据，然后再把这N个相减结果累加得到差值红外能量数据。

接下来，在步骤410中，在相同测试设置下，获取标准电路板的每个像素点的一个周期内的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据。在步骤411中，将标准电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据减去标准电路板的每个像素点的N个掉电期间红外能量数据，然后再把这N个相减结果累加得到差值红外能量数据。

然后，仍然进行步骤407。

显然，本领域技术人员能够理解，测试电路板与标准电路板也能够获取N个上电前时刻红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据两者，而在数据处理时，选择使用N个上电前时刻红外能量数据或N个掉电期间红外能量数据。

图5是根据本发明的另一个实施例的电路板故障检测方法的流程图。

参照图5，在步骤501中，设置上电时长以及掉电后的检测时长，一个上电时长和一个掉电后的检测时长构成一个周期。

对于电路板，在上电时，温度逐渐升高，红外能量数据逐渐增大，在上电时长内温度达到稳定状态，红外能量数据达到基本稳定状态；在掉电后，由于电路板不再通电，温度逐渐下降，红外能量数据逐渐下降。例如，电源控制器可以将上电时长以及掉电后的检测时长设置为4s，也就是说，上电时间为4s，掉电后的检测时间为4s，这样一个周期为8s。当然，也可以根据情况设置成其他时间长度。关于上电时长和掉电后的检测时长，每块电路板的上电时间可以不一样，只要电路板的温度达到稳定状态、能够获取上电峰值红外能量数据即可。一个周期内，上电时长和掉电后的检测时长也可以不同，但是不同周期的上电时长应当相同，不同周期的掉电后的检测时长应当相同。

另外，在步骤501中，还可以设置电路板的电流值以及上电电压。

在步骤502中，设置获取红外能量数据的周期数M，其中，M是大于等于1的整数。

在步骤503中，按照设置的周期数M，在每个周期内获取测试电路板的每个像素点的一个上电峰值红外能量数据和一个掉电期间红外能量数据。

在一个周期的上电期间，获取测试电路板的每个像素点的一个上电峰值红外能量数据(即电路板温度达到稳定时的红外能量数据)。接下来，进入掉电检测状态，在掉电后，获取测试电路板的每个像素点的一个掉电期间红外能量数据(即掉电后的检测时长期间的红外能量数据)。优选的，掉电期间红外能量数据为掉电检测期间红外能量数据最低时的数据，即掉电峰值红外能量数据。接下来，在下一个周期，按相同方式获取测试电路板的每个像素点的一个上电峰值红外能量数据和一个掉电期间红外能量数据，直到获取M个周期的数据。

在步骤504中，将每个周期内的测试电路板的每个像素点的上电峰值红外能量数据和掉电期间红外能量数据相减，再将M个相减结果累加得到差值红外能量数据。

接下来，在步骤505，按照设置的周期数M，在每个周期内获取标准电路板的每个像素点的一个上电峰值红外能量数据和一个掉电期间红外能量数据。

在一个周期的上电期间，获取标准电路板的每个像素点的一个上电峰值红外能量数据(即电路板温度达到稳定时的红外能量数据)。接下来，进入掉电检测状态，在掉电后，获取标准电路板的每个像素点的一个掉电期间红外能量数据(即掉电后的检测时长期间的红外能量数据)。优选的，掉电期间红外能量数据为掉电检测期间红外能量数据最低时的数据，即掉电峰值红外能量数据。接下来，在下一个周期，按相同方式获取标准电路板的每个像素点的一个上电峰值红外能量数据和一个掉电期间红外能量数据，直到获取M个周期的数据。

在步骤506中，将每个周期内的标准电路板的每个像素点的上电峰值红外能量数据和掉电期间红外能量数据相减，再将M个相减结果累加得到差值红外能量数据。

在这种情况下，周期数M最好为2，不超过3，因为3个以上周期相加，噪点严重。

然后，进行步骤507，在步骤507将测试电路板的每个像素点的差值红外能量数据与标准电路板的每个像素点的差值红外能量数据进行对比。此时，测试电路板中温度异常点或发热异常点的差值红外能量数据与标准电路板的差值红外能量数据偏差较大，从而能够找到故障点。例如，在标准电路板中上电时不发热的A点，其相减再累加相减结果后的差值红外能量数据为0或较小，而在测试电路板中上电时A点发热，上电峰值红外能量数据比掉电期间红外能量数据大，相减再累加相减结果后的差值红外能量数据不为0或较大，将这两个相减再累加后的差值红外能量数据相比，从而发现A点为故障元件或故障点。而在测试电路板中正常工作的元件或点的差值红外能量数据与标准电路板中该元件或点的差值红外能量数据没有差异。可选的，也可以通过其他方法对故障点进行判别，例如，与前述方法相同，将差值红外能量数据转换为灰度值，测试电路板的故障元器件或点在处理结果的灰度图中发亮显示出来。

图6是根据本发明的第三实施例的电路板故障检测方法的流程图。参照图6，在步骤601中，设置上电时长以及掉电后的检测时长，一个上电时长和一个掉电后的检测时长构成一个周期。

对于电路板，在上电时，温度逐渐升高，红外能量数据逐渐增大，在上电时长内温度达到稳定状态，红外能量数据达到基本稳定状态；在掉电后，由于电路板不再通电，温度逐渐下降，红外能量数据逐渐下降。例如，电源控制器可以将上电时长以及掉电后的检测时长设置为4s，也就是说，上电时间为4s，掉电后的检测时间为4s，这样一个周期为8s。当然，也可以根据情况设置成其他时间长度。关于上电时长和掉电后的检测时长，每块电路板的上电时间可以不一样，只要电路板的温度达到稳定状态、能够获取上电峰值红外能量数据即可。一个周期内，上电时长和掉电后的检测时长也可以不同，但是不同周期的上电时长应当相同，不同周期的掉电后的检测时长应当相同。

另外，在步骤601中，还可以设置电路板的电流值以及上电电压。

在步骤602中，设置获取红外能量数据的周期数M以及每个周期内获取红外能量数据的次数N，其中，N是大于等于1的整数，M是大于等于1的整数。

在步骤603中，按照设置的周期数M，在每个周期内获取测试电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据。

在一个周期的上电期间，获取测试电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据(即电路板温度达到稳定时的红外能量数据)。接下来，进入掉电检测状态，在掉电后，获取测试电路板的每个像素点的N个掉电期间红外能量数据(即掉电后的检测时长期间的红外能量数据)。优选的，掉电期间红外能量数据为掉电检测期间红外能量数据最低时的数据，即掉电峰值红外能量数据。接下来，在下一个周期，按相同方式获取测试电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据，直到获取M个周期的数据。

在步骤604中，将每个周期内的测试电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据相减，将N个相减结果累加，再将M个周期相减结果累加得到差值红外能量数据。

接下来，在步骤605，按照设置的周期数M，在每个周期内获取标准电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据。

在一个周期的上电期间，获取标准电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据(即电路板温度达到稳定时的红外能量数据)。接下来，进入掉电检测状态，在掉电后，获取标准电路板的每个像素点的N个掉电期间红外能量数据(即掉电后的检测时长期间的红外能量数据)。优选的，掉电期间红外能量数据为掉电检测期间红外能量数据最低时的数据，即掉电峰值红外能量数据。接下来，在下一个周期，按相同方式获取标准电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据，直到获取M个周期的数据。

在步骤606中，将每个周期内的标准电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据相减，将N个相减结果累加，再将M个周期相减结果累加得到差值红外能量数据。

在这种情况下，周期数M最好为2，不超过3，因为3个以上周期相加，噪点严重。

然后，进行步骤607，在步骤607将测试电路板的每个像素点的差值红外能量数据与标准电路板的每个像素点的差值红外能量数据进行对比。此时，测试电路板中温度异常点或发热异常点的差值红外能量数据与标准电路板的差值红外能量数据偏差较大，从而能够找到故障点。例如，在标准电路板中上电时不发热的A点，其相减再累加相减结果后的差值红外能量数据为0或较小，而在测试电路板中上电时A点发热，上电峰值红外能量数据比掉电期间红外能量数据大，相减再累加相减结果后的差值红外能量数据不为0或较大，将这两个差值红外能量数据相比，从而发现A点为故障元件或故障点。而在测试电路板中正常工作的元件或点的差值红外能量数据与标准电路板中该元件或点的差值红外能量数据基本没有差异或差异较小。可选的，也可以通过其他方法对故障点进行判别，例如，与前述方法相同，将差值红外能量数据转换为灰度值，测试电路板的故障元器件或点在处理结果的灰度图中发亮显示出来。

多周期的相减数据进行累加或一个周期内多个数据相减再累加的原因和目的是：上电峰值红外能量数据比掉电后检测期间或上电前时刻的红外能量数据大，相减后具有差值红外能量数据，但是单个周期内的或单张上电时的峰值红外能量数据与单个周期内的或单张掉电期间红外能量数据/上电前时刻红外能量数据之差较小，将多周期或多张的差值累加，可以将差值信息放大，这样对故障元器件或故障点的判断更为准确。

本文的电路板故障检测方法和设备，通过红外热成像设备获取红外能量数据，红外能量数据是用红外热成像设备检测电路板的热信息得到的原始数字信号数据，即AD值，AD值之后可转化为温度值，即红外能量数据与温度值是对应的。然而，例如AD值为8000与8030最后转化的温度都为30度的温度，AD值会发生变化，温度值不会发生变化。因此，AD值的灵敏度比温度值的灵敏度高。智能手机等的电路板通过电流弱，发热量低，上电和掉电(或上电前)的温度差异小，通过检测红外能量数据，检测结果更准确。因此本发明获取的是红外能量数据。

通过本文的检测方法和设备，可以更加精准地检测到通过弱电流微小电路板的故障元器件，使得用户在批量生产电路板时，提高故障排查率，从而实现高效精准地检测电路板的故障。检测的电路板的通过电流可以低至微安级。当然，通过电流较大的电路板也能够使用本发明的检测方法和设备，并且由于通过电流较大，故障点的上电峰值红外能量数据与掉电期间红外能量数据(或上电前时刻红外能量数据)之差较大，差值累加后的数值也较大，与标准电路板的差值累加后的数值偏差也越大，从而使故障点更容易识别。

本技术领域技术人员可以理解，本发明包括涉及用于执行本申请中所述操作中的一项或多项的设备。这些设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中，所述计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM(只读存储器)、RAM(随即存储器)、EPROM(可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦可编程只读存储器)、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。

本技术领域技术人员可以理解，可以用计算机程序指令来实现这些结构图和/或框图和/或流图中的每个框以及这些结构图和/或框图和/或流图中的框的组合。本技术领域技术人员可以理解，可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专业计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来实现，从而通过计算机或其他可编程数据处理方法的处理器来执行本发明公开的结构图和/或框图和/或流图的框或多个框中指定的方案。

本技术领域技术人员可以理解，本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本发明中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本发明中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种电路板故障检测方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

步骤1：设置上电时长以及掉电后的检测时长，一个上电时长和一个掉电后的检测时长构成一个周期；

步骤2：设置获取红外能量数据的周期数M和/或每个周期获取红外能量数据的次数N，其中，N和M都是大于或等于1的整数；

步骤3：获取测试电路板的每个像素点的M个周期的红外能量数据，每个周期获取N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据，将每个周期内的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据分别相减，然后将每个周期的N个相减结果累加，再将M个周期的结果累加得到差值红外能量数据；

步骤4：获取标准电路板的每个像素点的M个周期的红外能量数据，每个周期获取N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据，将每个周期内的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据分别相减，然后将每个周期的N个相减结果累加，再将M个周期的结果累加得到差值红外能量数据；以及

步骤5：将测试电路板的每个像素点的差值红外能量数据与标准电路板的每个像素点的差值红外能量数据进行对比，即可找到异常点，

其中，上电峰值红外能量数据是电路板温度达到稳定时的红外能量数据，掉电期间红外能量数据是掉电后的检测时长期间的红外能量数据。

2.根据权利要求1所述的电路板故障检测方法，其特征在于，当M等于1时，在步骤3，获取测试电路板的每个像素点的N个上电前时刻红外能量数据和/或N个掉电期间红外能量数据以及一个周期内的N个上电峰值红外能量数据，将N个上电峰值红外能量数据和N个上电前时刻红外能量数据或N个掉电期间红外能量数据分别相减，然后将每个周期的N个相减结果累加得到差值红外能量数据，并且在步骤4，获取标准电路板的每个像素点的N个上电前时刻红外能量数据和/或N个掉电期间红外能量数据以及一个周期内的N个上电峰值红外能量数据，将N个上电峰值红外能量数据和N个上电前时刻红外能量数据或N个掉电期间红外能量数据分别相减，然后将每个周期的N个相减结果累加得到差值红外能量数据。

3.根据权利要求1所述的电路板故障检测方法，其特征在于，优选地，M等于2。

4.根据权利要求1所述的电路板故障检测方法，其特征在于，同一周期的上电时长和掉电后的检测时长相同或不同；不同周期的上电时长相同，掉电后的检测时长相同。

5.一种电路板故障检测设备，其特征在于，所述设备包括：

电源，被配置为连接到测试电路板或标准电路板，并且所述电源包括电源控制器，设置上电时长以及掉电后的检测时长，一个上电时长和一个掉电后的检测时长构成一个周期，按照周期上电、掉电；

红外热成像设备，被配置为用于获取红外能量数据；

存储模块，被配置为与红外热成像设备连接，用于存储从红外热成像设备获取的红外能量数据，并且获取测试电路板的每个像素点的M个周期的红外能量数据，每个周期获取N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据，以及获取标准电路板的每个像素点的M个周期的红外能量数据，每个周期获取N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据；

数据处理模块，被配置为：

将测试电路板的每个像素点的每个周期内的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据分别相减，然后将每个周期的N个相减结果累加，再将M个周期的结果累加得到差值红外能量数据，

将标准电路板的每个像素点的每个周期内的N个上电峰值红外能量数据和N个掉电期间红外能量数据分别相减，然后将每个周期的N个相减结果累加，再将M个周期的结果累加得到差值红外能量数据，

将测试电路板的每个像素点的差值红外能量数据与标准电路板的每个像素点的差值红外能量数据进行对比，找到异常点。

6.根据权利要求5所述的电路板故障检测设备，其特征在于，所述设备还可以包括显示器，对红外热成像设备检测的红外热图和/或采集的数据和/或处理结果进行显示。

7.根据权利要求5所述的电路板故障检测设备，其特征在于，当M等于1时，存储模块被配置为获取测试电路板的每个像素点的N个上电前时刻红外能量数据和/或N个掉电期间红外能量数据以及一个周期内的N个上电峰值红外能量数据，以及获取标准电路板的每个像素点的N个上电前时刻红外能量数据和/或N个掉电期间红外能量数据以及一个周期内的N个上电峰值红外能量数据；以及

数据处理模块被配置为将测试电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据和N个上电前时刻红外能量数据或N个掉电期间红外能量数据分别相减，然后将每个周期的N个相减结果累加得到差值红外能量数据，以及将标准电路板的每个像素点的N个上电峰值红外能量数据和N个上电前时刻红外能量数据或N个掉电期间红外能量数据分别相减，然后将每个周期的N个相减结果累加得到差值红外能量数据。

8.根据权利要求5所述的电路板故障检测设备，其特征在于，优选地，M等于2。

9.根据权利要求5所述的电路板故障检测设备，其特征在于，同一周期的上电时长和掉电后的检测时长相同或不同；不同周期的上电时长相同，掉电后的检测时长相同。

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