CN113589746A - 一种ict及fct测试控制器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种ICT及FCT测试控制器,属于电子设计技术领域。本发明包括ICT及FCT测试控制板和外壳,ICT及FCT测试控制板包括单片机电路、电源电路、恒压恒流源电路、ADC采样电路、DAC输出电路、电容电感采样电路、ELOAD负载电路、IO扩展电路、接口电路、存储电路和校准电路。本发明体积小,测量精度高,可以实现对线充的任意调整,自带校准电路,每隔预设时间段,通过与校准电路连接的外部校准板,对所述ICT及FCT测试控制器进行校准。
Description
技术领域
本发明涉及电子设计技术领域,尤其涉及一种ICT及FCT测试控制器。
背景技术
目前很多设备为满足PCBA的测试,会对PCBA上的电子元器件进行相关测试,测试一一般包括ICT测试和FCT测试,ICT(InCircuitTest)测试又称在线测试,可测试PCBA上已焊接的电阻、电容、电感、二极管、三极管、运算放大器及数字器件。FCT(FunctionalCircuitTest)测试又称功能测试,指的是对测试目标板PCBA提供模拟的运行环境,使其工作于各种设计状态,从而获取到各个状态的参数来验证PCBA的功能好坏的测试方法。即对PCBA加载合适的激励信号,测量输出端响应是否符合要求,以检测PCBA生产质量的好坏。
因此,为了满足PCBA的测试,需要一款ICT测试与FCT测试设备。目前存在的集成ICT测试及FCT测试的设备,大多体积较大,测量精度不高,不能满足一些需要高精度且随带随走的场合。
在中国专利文献CN103033738B中,公开了一种电路板全自动测试系统,包括中央处理器、用于安装被测电路板的测试治具、对被测电路板进行元件级测试的ICT电路板、对被测电路板进行板级测试的FCT电路板,以及实现元件级测试和板级测试之间转换的开关板;中央处理器包括输入系统参数的输入单元、控制整个系统运行的控制单元、整合测试数据并输出最终结果的数据转换输出单元,控制单元分别与输入单元、数据转换输出单元连接;开关板的一端与测试治具连接,ICT电路板的一端、FCT电路板的一端分别与开关板的另一端连接;中央处理器的控制单元分别与开关板的另一端、ICT电路板的另一端、FCT电路板的另一端连接;开关板包括隔离开关矩阵电路,隔离开关矩阵电路包括矩阵阵列芯片和继电器;矩阵阵列芯片的一端分别与ICT电路板的一端、FCT电路板的一端连接,矩阵阵列芯片的另一端与继电器的一端连接,继电器的另一端与测试治具连接;ICT电路板包括产生测试所需的恒压源和恒流源的DC信号板、产生测试所需的波形和相位的AC信号板、以及进行元件级测试控制的ICT控制器,ICT控制器分别与DC信号板、AC信号板连接;DC信号板、AC信号板分别与矩阵阵列芯片的一端连接;ICT控制器与中央处理器的控制单元连接;AC信号板与ICT控制器之间设有采样电路。FCT电路板包括采集板级测试所需信号的数据采集单元、对被测电路板进行板级测试的波形信号测试单元、以及进行板级测试控制的FCT控制器;FCT控制器分别与数据采集单元、波形信号测试单元连接;波形信号测试单元还与数据采集单元连接;数据采集单元与矩阵阵列芯片的一端连接;FCT控制器与中央处理器的控制单元连接。该电路板全自动测试系统中不包括AC信号板,不能测交流信号,没有矩阵阵列,且只能测24V以下的低压。
现有技术至少存在以下不足:
1.集成ICT测试及FCT测试的设备,大多体积较大,无法随身携带,测量精度不高。
2.不能测交流信号,只能测低压。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题,本发明提供了一种ICT及FCT测试控制器,包括ICT及FCT测试控制板和外壳,ICT及FCT测试控制板包括单片机电路、电源电路、恒压恒流源电路、ADC采样电路、DAC输出电路、电容电感采样电路、ELOAD负载电路、IO扩展电路、接口电路、存储电路和校准电路,其中,恒压恒流源电路包括电压控制电路和电流控制电路,实现了过流保护,单片机电路对采样的数据进行傅利叶算法处理,每隔预设时间段,通过外部校准板对所述ICT及FCT测试控制器进行校准,接口电路包括继电器及HDMI连接器,可以实现对线充的任意调整。本发明的ICT及FCT测试控制器体积小,测量精度高,可以实现对线充的任意调整,自带校准电路,每隔预设时间段,通过与校准电路连接的外部校准板,对所述ICT及FCT测试控制器进行校准。
本发明提供了一种ICT及FCT测试控制器,包括:
ICT及FCT测试控制板和外壳;具有过流保护功能;
ICT及FCT测试控制板包括单片机电路、电源电路、恒压恒流源电路、ADC采样电路、DAC输出电路、电容电感采样电路、ELOAD负载电路、IO扩展电路、接口电路、存储电路和校准电路;
电源电路与单片机电路、DAC输出电路和恒压恒流源电路连接;
恒压恒流源电路与ELOAD负载电路、电容电感采样电路和ADC采样电路连接;
恒压恒流电路包括电压控制电路和电流控制电路,具有过流保护功能;
校准电路连接ADC采样电路;ADC采样电路与单片机电路连接;
DAC输出电路连接恒压恒流电路,待测电容电感接入电容电感采样电路;
单片机电路分别与DAC输出电路、ELOAD负载电路、IO扩展电路、接口电路、存储电路和电容电感采样电路连接,通过发送接收命令,进行数据交换,控制IO扩展电路、存储电路和校准电路,对ADC采样电路采样数据进行分析和存储;
单片机电路包括MCU最小系统、时钟电路和复位电路;
待测电流电压信号接入ADC采样电路,待拉负载接入ELOAD电路;将ADC采集电路和恒压恒流源电路封装在所述外壳内。
优选地,恒压恒流电路输出最大电压为10V,最大电流为100mA;
恒压恒流电路通过DAC输出电路输出两路信号,一路为电压控制电路,一路为电流控制电路;
恒压恒流电路的电压控制电路包括同向放大器和推挽电路;
恒压恒流电路的电流控制电路包括精密差分放大器和采样电阻,当供电电流大于负载所需的电流时,进入恒压状态,当供电电流小于负载所需的电流时,进入恒流状态。
优选地,信号输入ICT及FCT测试控制器后,先经过无源滤波电路进行滤波,然后输入到仪表放大,最后通过一个1:1的反向器将单端信号转换为差分输出,再进入ADC采样电路。
优选地,所述ADC采样电路,包括4路同步采样的24bit的ADC电路、滤波电路及运放电路;
所述DAC输出电路包括16bit的DAC电路及运放跟随电路。
优选地,所述ELOAD负载电路包括DAC电路、差分放大器和比较器。
优选地,所述校准电路包括基准IC电路、模拟开关和ADC采样,校准电路中的电阻的精度为0.01%,电容的精度为5%。
优选地,所述ICT及FCT测试控制器通过HDMI线连接被测产品,所述ICT及FCT测试控制器中的单片机电路通过USB线连接电脑或串口屏。
优选地,每隔预设时间段,通过与校准电路连接的外部校准板,对所述ICT及FCT测试控制器进行校准。
优选地,所述电源电路输入电源为DC12V,再通过电源管理芯片输出+5V、+3.3V、+/-2.5V、及+/-12V电压。
优选地,所述电容电感采样电路包括555定时器,所述IO扩展电路包括CAT9555;所述接口电路包括继电器及HDMI连接器;所述存储电路包括eMMC卡存储电路。
优选地,运放电路技术参数包括:双路供电,电压大于+/-12V;输入偏致电流小于50Pa;输入失调电压小于1.5Mv;输入阻抗大于10G。
优选地,所述差分放大器采用INA133差分放大器。
优选地,单片机电路对ADC采样电路采样的数据进行傅利叶算法处理。
与现有技术相对比,本发明的有益效果如下:
1.本发明中的恒压恒流电路包括电压控制电路和电流控制电路,其输出最大电压为10V,最大电流为100mA,具有过流保护功能。
2.本发明中的ADC采集电路和恒压恒流源电路封装在外壳内,进行屏蔽,防止周围环境对测量的干扰。
3.本发明的ICT及FCT测试控制器尺寸仅为109mm*100mm*20mm,体积小,且由于采用了32bitADC采样电路,24bit DAC输出电路,测量精度高。
4.本发明通过设置恒压恒流电路的电压电流,电容电感的采样频率,可以实现对电阻、电容、电感、二极管、三极管及MOS管的开短路进行测试,同时,通过提供I2C、I2S及SPI信号对被测产品进行FCT测试。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的电路示意图;
图2a是本发明的一个实施例的恒压恒流电路示意图;
图2b是本发明的一个实施例的恒压恒流电路原理示意图;
图3a是本发明的一个实施例的单片机电路示意图;
图3b是本发明的一个实施例的单片机电路原理示意图;
图4a是本发明的一个实施例的ADC采样电路示意图;
图4b是本发明的一个实施例的ADC采样电路原理示意图;
图5a是本发明的一个实施例的DAC输出电路示意图;
图5b是本发明的一个实施例的DAC输出电路原理示意图;
图6a是本发明的一个实施例的ELOAD负载电路示意图;
图6b是本发明的一个实施例的ELOAD负载电路原理示意图;
图7a是本发明的一个实施例的校准电路示意图;
图7b是本发明的一个实施例的校准电路原理示意图;
图8a是本发明的一个实施例的电容电感采样电路示意图;
图8b是本发明的一个实施例的电容电感采样电路原理示意图;
图9是本发明的一个实施例的电阻测量示意图;
图10是本发明的一个实施例的二极管测量示意图;
图11是本发明的一个实施例的三极管测量示意图;
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的具体实施方式作详细的说明。
本发明提供了一种ICT及FCT测试控制器,包括:ICT及FCT测试控制板和外壳;具有过流保护功能;
ICT及FCT测试控制板包括单片机电路、电源电路、恒压恒流源电路、ADC采样电路、DAC输出电路、电容电感采样电路、ELOAD负载电路、IO扩展电路、接口电路、存储电路和校准电路;
电源电路与单片机电路、DAC输出电路和恒压恒流源电路连接;
恒压恒流源电路与ELOAD负载电路、电容电感采样电路和ADC采样电路连接;
恒压恒流电路包括电压控制电路和电流控制电路,具有过流保护功能;
校准电路连接ADC采样电路;ADC采样电路与单片机电路连接;
DAC输出电路连接恒压恒流电路,待测电容电感接入电容电感采样电路;
单片机电路分别与DAC输出电路、ELOAD负载电路、IO扩展电路、接口电路、存储电路和电容电感采样电路连接,通过发送接收命令,进行数据交换,控制IO扩展电路、存储电路和校准电路,对ADC采样电路采样数据进行分析和存储;
单片机电路包括MCU最小系统、时钟电路和复位电路;
待测电流电压信号接入ADC采样电路,待拉负载接入ELOAD电路;将ADC采集电路和恒压恒流源电路封装在所述外壳内。对于ADC测量,因为有些小信号会受到空气中电磁干扰,50HZ工频干扰,为了减少这些外来干扰,设计了屏蔽罩来减少这些影响。
根据本发明的一个具体实施方案,恒压恒流电路输出最大电压为10V,最大电流为100mA;
恒压恒流电路通过DAC输出电路输出两路信号,一路为电压控制电路,一路为电流控制电路;
恒压恒流电路的电压控制电路包括同向放大器和推挽电路;
恒压恒流电路的电流控制电路包括精密差分放大器和采样电阻,当供电电流大于负载所需的电流时,进入恒压状态,当供电电流小于负载所需的电流时,进入恒流状态。
根据本发明的一个具体实施方案,信号输入ICT及FCT测试控制器后,先经过无源滤波电路进行滤波,然后输入到仪表放大,最后通过一个1:1的反向器将单端信号转换为差分输出,再进入ADC采样电路。
根据本发明的一个具体实施方案,所述ADC采样电路,包括4路同步采样的24bit的ADC电路、滤波电路及运放电路;
所述DAC输出电路包括16bit的DAC电路及运放跟随电路。
根据本发明的一个具体实施方案,所述ELOAD负载电路包括DAC电路、差分放大器和比较器。
根据本发明的一个具体实施方案,所述校准电路包括基准IC电路、模拟开关和ADC采样,校准电路中的电阻的精度为0.01%,电容的精度为5%。
根据本发明的一个具体实施方案,所述ICT及FCT测试控制器通过HDMI线连接被测产品,所述ICT及FCT测试控制器中的单片机电路通过USB线连接电脑或串口屏。
根据本发明的一个具体实施方案,每隔预设时间段,通过与校准电路连接的外部校准板,对所述ICT及FCT测试控制器进行校准。
根据本发明的一个具体实施方案,所述电源电路输入电源为DC12V,再通过电源管理芯片输出+5V、+3.3V、+/-2.5V、及+/-12V电压。
根据本发明的一个具体实施方案,所述电容电感采样电路包括555定时器,所述IO扩展电路包括CAT9555;所述接口电路包括继电器及HDMI连接器;所述存储电路包括eMMC卡存储电路。
根据本发明的一个具体实施方案,运放电路技术参数包括:双路供电,电压大于+/-12V;输入偏致电流小于50Pa;输入失调电压小于1.5Mv;输入阻抗大于10G。
根据本发明的一个具体实施方案,所述差分放大器采用INA133差分放大器。
根据本发明的一个具体实施方案,单片机电路对ADC采样电路采样的数据进行傅利叶算法处理。
实施例1
根据本发明的一个具体实施方案,结合附图,对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种ICT及FCT测试控制器,包括:
ICT及FCT测试控制板和外壳;具有过流保护功能;
ICT及FCT测试控制板包括单片机电路、电源电路、恒压恒流源电路、ADC采样电路、DAC输出电路、电容电感采样电路、ELOAD负载电路、IO扩展电路、接口电路、存储电路和校准电路;
电源电路与单片机电路、DAC输出电路和恒压恒流源电路连接;
恒压恒流源电路与ELOAD负载电路、电容电感采样电路和ADC采样电路连接;
恒压恒流电路包括电压控制电路和电流控制电路,具有过流保护功能;
校准电路连接ADC采样电路;ADC采样电路与单片机电路连接;
DAC输出电路连接恒压恒流电路,待测电容电感接入电容电感采样电路;
单片机电路分别与DAC输出电路、ELOAD负载电路、IO扩展电路、接口电路、存储电路和电容电感采样电路连接,通过发送接收命令,进行数据交换,控制IO扩展电路、存储电路和校准电路,对ADC采样电路采样数据进行分析和存储;
单片机电路包括MCU最小系统、时钟电路和复位电路;
待测电流电压信号接入ADC采样电路,待拉负载接入ELOAD电路;将ADC采集电路和恒压恒流源电路封装在所述外壳内。
实施例2
根据本发明的一个具体实施方案,结合附图,对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种ICT及FCT测试控制器,包括:
ICT及FCT测试控制板和外壳;具有过流保护功能;
ICT及FCT测试控制板包括单片机电路、电源电路、恒压恒流源电路、ADC采样电路、DAC输出电路、电容电感采样电路、ELOAD负载电路、IO扩展电路、接口电路、存储电路和校准电路;
电源电路与单片机电路、DAC输出电路和恒压恒流源电路连接;
恒压恒流源电路与ELOAD负载电路、电容电感采样电路和ADC采样电路连接;
恒压恒流电路包括电压控制电路和电流控制电路,具有过流保护功能;恒压恒流电路输出最大电压为10V,最大电流为100mA;
恒压恒流电路通过DAC输出电路输出两路信号,一路为电压控制电路,一路为电流控制电路;
恒压恒流电路的电压控制电路包括同向放大器和推挽电路;
恒压恒流电路的电流控制电路包括精密差分放大器和采样电阻,当供电电流大于负载所需的电流时,进入恒压状态,当供电电流小于负载所需的电流时,进入恒流状态;所述差分放大器采用INA133差分放大器;
校准电路连接ADC采样电路;ADC采样电路与单片机电路连接;
DAC输出电路连接恒压恒流电路,待测电容电感接入电容电感采样电路;
单片机电路分别与DAC输出电路、ELOAD负载电路、IO扩展电路、接口电路、存储电路和电容电感采样电路连接,通过发送接收命令,进行数据交换,控制IO扩展电路、存储电路和校准电路,对ADC采样电路采样数据进行傅利叶算法处理分析和存储;
单片机电路包括MCU最小系统、时钟电路和复位电路;
所述ADC采样电路,包括4路同步采样的24bit的ADC电路、滤波电路及运放电路;信号输入ICT及FCT测试控制器后,先经过无源滤波电路进行滤波,然后输入到仪表放大,最后通过一个1:1的反向器将单端信号转换为差分输出,再进入ADC采样电路;
所述DAC输出电路包括16bit的DAC电路及运放跟随电路;
所述ELOAD负载电路包括DAC电路、差分放大器和比较器;
所述校准电路包括基准IC电路、模拟开关和ADC采样,校准电路中的电阻的精度为0.01%,电容的精度为5%;每隔预设时间段,通过与校准电路连接的外部校准板,对所述ICT及FCT测试控制器进行校准;
所述电容电感采样电路包括555定时器,所述IO扩展电路包括CAT9555;所述接口电路包括继电器及HDMI连接器;所述存储电路包括eMMC卡存储电路;
待测电流电压信号接入ADC采样电路,待拉负载接入ELOAD电路;将ADC采集电路和恒压恒流源电路封装在所述外壳内;
所述电源电路输入电源为DC12V,再通过电源管理芯片输出+5V、+3.3V、+/-2.5V、及+/-12V电压;
所述ICT及FCT测试控制器通过HDMI线连接被测产品,所述ICT及FCT测试控制器中的单片机电路通过USB线连接电脑或串口屏;
所有运放电路相同,运放电路技术参数包括:双路供电,电压大于+/-12V;输入偏致电流小于50Pa;输入失调电压小于1.5Mv;输入阻抗大于10G。
实施例3
根据本发明的一个具体实施方案,下面对本发明的工作原理进行详细说明。
工作原理:
恒压恒流源电路可以提供恒定的电流及电压,可以用来测试电阻,二极管,三极管,电容电感采样电路利用555振荡,使待测电容电感产生振荡频率,通过MCU采样出频率,最后通过公式可以计算出电容电感值,电压电流可通过板自带的32bitADC进行采集,板子集成有IIC、IIS、SPI协议,可以对带有IIC、IIS、SPI的芯片进行功能测试。
电阻测量原理:如图9所示,恒压恒流源电路提供恒定的电流,经过电阻,产生电压,利用R=V/C,计算出电阻。
二极管测量原理:如图10所示,恒压恒流源提供1mA电流加载在二极管上,量测出电压则是二极管的导通电压。
电容测量原理:利用固定电阻跟行测电容,用555电路产生振荡,频率接入MCU进行采集,利用公式CX=1/(ln2*F(R1+2R2)),则可以算出电容容值。
电感测量原理:产生振荡频率,通过分频,接入MCU采集,最后利用公式LX=R1/(2*ln2*F*D),则可以算出电感的电感值。
IIC、SPI、IIS完全是由软件控制,单片机集成这些通迅协议的命令,最后需根据待测DUT的实际功能做相应命令的下发。
三极管测量原理:如图11所示,利用两个恒压恒流源电路,一路接入b极,一路接入c极,通过分别测量b跟c级的电流,可以算出三极管的放大倍数。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种ICT及FCT测试控制器,其特征在于,包括:
ICT及FCT测试控制板和外壳;具有过流保护功能;
ICT及FCT测试控制板包括单片机电路、电源电路、恒压恒流源电路、ADC采样电路、DAC输出电路、电容电感采样电路、ELOAD负载电路、IO扩展电路、接口电路、存储电路和校准电路;
电源电路与单片机电路、DAC输出电路和恒压恒流源电路连接;
恒压恒流源电路与ELOAD负载电路、电容电感采样电路和ADC采样电路连接;
恒压恒流电路包括电压控制电路和电流控制电路,具有过流保护功能;
校准电路连接ADC采样电路;ADC采样电路与单片机电路连接;
DAC输出电路连接恒压恒流电路,待测电容电感接入电容电感采样电路;
单片机电路分别与DAC输出电路、ELOAD负载电路、IO扩展电路、接口电路、存储电路和电容电感采样电路连接,通过发送接收命令,进行数据交换,控制IO扩展电路、存储电路和校准电路,对ADC采样电路采样数据进行分析和存储;
单片机电路包括MCU最小系统、时钟电路和复位电路;
待测电流电压信号接入ADC采样电路,待拉负载接入ELOAD电路;将ADC采集电路和恒压恒流源电路封装在所述外壳内。
2.根据权利要求1所述的ICT及FCT测试控制器,其特征在于,恒压恒流电路输出最大电压为10V,最大电流为100mA;
恒压恒流电路通过DAC输出电路输出两路信号,一路为电压控制电路,一路为电流控制电路;
恒压恒流电路的电压控制电路包括同向放大器和推挽电路;
恒压恒流电路的电流控制电路包括精密差分放大器和采样电阻,当供电电流大于负载所需的电流时,进入恒压状态,当供电电流小于负载所需的电流时,进入恒流状态。
3.根据权利要求1所述的ICT及FCT测试控制器,其特征在于,所述ADC采样电路,包括4路同步采样的24bit的ADC电路、滤波电路及运放电路;
所述DAC输出电路包括16bit的DAC电路及运放跟随电路。
4.根据权利要求3所述的ICT及FCT测试控制器,其特征在于,信号输入ICT及FCT测试控制器后,先经过无源滤波电路进行滤波,然后输入到仪表放大,最后通过一个1:1的反向器将单端信号转换为差分输出,再进入ADC采样电路。
5.根据权利要求1所述的ICT及FCT测试控制器,其特征在于,
所述ELOAD负载电路包括DAC电路、差分放大器和比较器。
6.根据权利要求1所述的ICT及FCT测试控制器,其特征在于,
所述校准电路包括基准IC电路、模拟开关和ADC采样,校准电路中的电阻的精度为0.01%,电容的精度为5%。
7.根据权利要求1所述的ICT及FCT测试控制器,其特征在于,所述ICT及FCT测试控制器通过HDMI线连接被测产品,所述ICT及FCT测试控制器中的单片机电路通过USB线连接电脑或串口屏。
8.根据权利要求1所述的ICT及FCT测试控制器,其特征在于,每隔预设时间段,通过与校准电路连接的外部校准板,对所述ICT及FCT测试控制器进行校准。
9.根据权利要求1所述的ICT及FCT测试控制器,其特征在于,所述电源电路输入电源为DC12V,再通过电源管理芯片输出+5V、+3.3V、+/-2.5V、及+/-12V电压。
10.根据权利要求1所述的ICT及FCT测试控制器,其特征在于,所述电容电感采样电路包括555定时器,所述IO扩展电路包括CAT9555;所述接口电路包括继电器及HDMI连接器;所述存储电路包括eMMC卡存储电路。
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CN202111033754.3A CN113589746A (zh) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | 一种ict及fct测试控制器 |
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CN202111033754.3A CN113589746A (zh) | 2021-09-03 | 2021-09-03 | 一种ict及fct测试控制器 |
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN113985260A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-01-28 | 苏州奥特美自动化技术有限公司 | 一种fct多功能矩阵测试板卡 |
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2021
- 2021-09-03 CN CN202111033754.3A patent/CN113589746A/zh active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113985260A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-01-28 | 苏州奥特美自动化技术有限公司 | 一种fct多功能矩阵测试板卡 |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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