CN114264933B - 一种集成电路板的故障检测方法和故障检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集成电路板的故障检测方法和故障检测系统，该检测系统采用了该检测方法，其特用于在集成电路板上存在两个内存器和至少一个处理器的情况，通过扫描获得的热像视频流可以获知集成电路板表面各个位置的温度情况，其中特别将两个内存器的温度值信息进行处理和比较，当比较结果符合预期情况时，则可以判定这两个内存器存在故障，从而极大地提高了对集成电路板的内存故障的检测效率和检测准确率。
Description
技术领域
本发明涉及集成电路板故障检测技术领域，具体涉及一种集成电路板的故障检测方法和故障检测系统。
背景技术
印刷电路板空板经SMT上件或DIP插件后得到集成电路板，其上一般包括有CPU和内存颗粒，现有的集成电路板的检测一般通过人工检测的方式进行，检测效率较低，特别是在计算机显示器当中应用的集成电路板，其上特别地设置有两个内存颗粒，故障类型较为复杂，进一步降低了检修效率。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术中存在的上述缺陷或问题，提供一种集成电路板的故障检测方法和故障检测系统，该检测方法特用于在集成电路板上存在两个内存器和至少一个处理器的情况，通过扫描获得的热像视频流可以获知集成电路板表面各个位置的温度情况，其中特别将两个内存器的温度值信息进行处理和比较，当存在如所列的条件一至三的情况时，则可以判定这两个内存器存在故障，极大地提高了对集成电路板的内存故障的检测效率和检测准确率。
为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种集成电路板的故障检测方法，所述集成电路板包括至少一个处理器和两个内存器，该方法基于延续一定期间的所述集成电路板于通电后的表面的热像视频流，获取各帧图像中对应所述集成电路板表面的所有像素的温度值，若满足以下所有条件的帧图像的数量大于或等于第一阈值，则判断所述内存器存在故障；条件一：所有像素的温度值小于或等于第二阈值；条件二：对应两个所述内存器表面的像素的两组温度值各自的最大值之差的绝对值位于第一区间内；条件三：对应两个所述内存器表面的像素的两组温度值各自的平均值之差的绝对值位于第二区间内。
进一步的，所述第一阈值为3；所述第二阈值为58℃；所述第一区间为1.4至4；所述第二区间为0.4至2.6。
进一步的，获取各帧图像中对应所述集成电路板表面的所有像素的温度值的最大值，若该最大值大于第三阈值，则判断所述处理器被击穿。
进一步的，获取各帧图像中对应所述集成电路板表面的所有像素的温度值的最大值，若该最大值大于第四阈值且小于或等于第三阈值，则判断所述处理器存在内存管理故障。
进一步的，获取各帧图像中对应所述集成电路板表面的所有像素的温度值的最大值，若该最大值大于第二阈值且小于或等于第四阈值，且存在相邻的两个帧图像中的所有像素的温度值的最大值之差的绝对值大于第五阈值，则判断所述处理器存在内存管理故障。
进一步的，通过图像检测算法在各帧图像中识别定位两个所述内存器所在位置，并据此获取对应两个所述内存器表面的像素的两组温度值。
进一步的，所述热像视频流通过红外热像扫描仪扫描待检测的集成电路板获得。
进一步的，所述第三阈值为90℃；所述第四阈值为80℃；所述第五阈值为8。
此外，本发明还提供一种集成电路板的故障检测系统，其用于采用如上任一项所述的一种集成电路板的故障检测方法对所述集成电路板进行故障检测，所述集成电路板包括至少一个处理器和两个内存器，其包括：热像采集模块，其用于拍摄所述集成电路板通电后的表面并形成延续一定期间的热像视频流；图像处理模块，其用于通过图像检测算法识别定位所述所述热像视频流的各帧图像中所述集成电路板所在位置以及两个内存器所在位置，并据此获取并存储对应所述集成电路板表面的所有像素的温度值以及对应两个所述内存器表面的像素的两组温度值；故障诊断模块，其用于读取所述图像处理模块所存储的温度值数据，并据此判断所述内存器是否存在故障；其中，所述故障诊断模块在满足以下所有条件的帧图像的数量大于或等于第一阈值时判断所述内存器存在故障：条件一：所有像素的温度值小于或等于第二阈值；条件二：对应两个所述内存器表面的像素的两组温度值各自的最大值之差的绝对值位于第一区间内；条件三：对应两个所述内存器表面的像素的两组温度值各自的平均值之差的绝对值位于第二区间内。
进一步的，还包括检测平台；所述检测平台用于放置所述集成电路板并对所述集成电路板供电。
由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、该故障检测方法特用于在集成电路板上存在两个内存器和至少一个处理器的情况，通过扫描获得的热像视频流可以获知集成电路板表面各个位置的温度情况，其中特别将两个内存器的温度值信息进行处理和比较，当存在如所列的条件一至三的情况时，则可以判定这两个内存器存在故障，极大地提高了对集成电路板的内存故障的检测效率和检测准确率。
2、将第一阈值、第二阈值、第一区间和第二区间等进行分别设定，在通常的检测环境中，上述的数值可以准确地判断集成电路板上的内存是否存在故障。
3、在集成电路板表面的温度的最大值超过一设定的第三阈值后，则可以判断该集成电路板的处理器被击穿，这是由于当处理器被击穿时，集成电路板上的处理器位置的温度会不正常地升高，因此只需判断该处理器的温度是否超过一定值即可对处理器的故障进行确定。
4、在集成电路板表面的温度的最大值处于设定的第四阈值和第三阈值之间时，则判断处理器存在故障，此处由于处理器温度小于第三阈值，因此其并非处理器击穿故障，在此温度区间内，处理器会被检测认为存在内存管理故障，该内存管理故障可能导致内存器出现问题。
5、在集成电路板表面的温度的最大值处于第二阈值和第四阈值之间，并且相邻的两个帧图像中的所有像素的温度值的最大值之差的绝对值大于第五阈值，则判断处理器存在故障，在此温度区间内，处理器会被检测认为存在内存管理故障，该内存管理故障可能导致内存器出现问题。
6、在该方法中，可通过图像检测算法在各帧图像中识别定位内存器的位置，进而准确地获取对应内存器表面的像素的温度值。
7、热像视频流可通过红外热像扫描仪在待检测的集成电路板通电之后对其表面进行扫描获得。
8、将第三阈值、第四阈值和第五阈值等进行分别设定，在通常的检测环境中，上述的数值可以准确地判断集成电路板上的处理器是否存在内存管理故障。
9、本发明还提供一种集成电路板的故障检测系统，该检测系统包括热像采集模块、图像处理模块和故障诊断模块，通过上述模块可根据上述的故障检测方法对集成电路板上的故障进行检测，从而有效地提高集成电路板故障检测效率。
10、设置检测平台，便于放置集成电路板，并可对集成电路板进行供电，便于后续的故障检测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种集成电路板的故障检测方法的运行流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应被看作对其他实施例的排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。
本发明实施例提供一种集成电路板的故障检测方法以及相应的故障检测系统，其中，该故障检测系统用于采用该故障检测方法对集成电路板进行故障检测，该集成电路板上包括一个处理器和两个内存器。
具体的，该故障检测系统包括检测平台、热像采集模块、图像处理模块和故障诊断模块。
其中，检测平台设置有电源设备以及承载结构，集成电路板放置在承载结构上，同时通过电源设备对集成电路板供电。承载结构可直接与电源设备电连接并设置与所检测的集成电路板对应的供电接口，当集成电路板放置在承载结构上的同时，即可令集成电路板通电。
热像采集模块用于拍摄集成电路板通电后的表面并形成延续一定期间的热像视频流，具体而言，其可为红外热像扫描仪，其与图像处理模块通信连接，在集成电路板放置在检测平台上并通电后，热像采集模块即可对集成电路板的表面进行热成像，并输出相应的热像视频流，热像视频流可以被传输至图像处理模块进行下一步的处理。此外，还可设置可视化设备，热像采集模块可将热像视频流同步输出至可视化设备上，以方便工作人员查看集成电路板的发热情况。
图像处理模块用于通过图像检测算法识别定位热像视频流的各帧图像中的集成电路板所在位置以及两个内存器所在位置，并据此获取并存储对应集成电路板表面的所有像素的温度值以及对应两个内存器表面的像素的两组温度值；故障诊断模块用于读取图像处理模块所存储的温度值数据，并据此判断集成电路板上的内存器是否存在故障。
具体而言，图像处理模块和故障诊断模块均可配置在云服务器端或本地，只需要保证热像采集模块与图像处理模块通信连接，以及图像处理模块与故障诊断模块通信连接即可。在本实施例中，将图像处理模块配置于云服务器端，可利用云服务器强大的计算能力进行图像处理，同时将故障诊断模块配置于本地的嵌入式设备中，由于故障诊断模块计算量较小，因此采用嵌入式计算方式可降低有效降低时延。
其中，在图像处理模块中配置有图像检测算法，此处的图像检测算法可采用常规的具有目标检测功能的算法，以用于识别定位热像视频流中各帧图像中的集成电路板所在位置以及两个内存器所在位置，该种算法属于本领域的常规技术手段，在此不多赘述。另外，图像处理模块还需要将热像视频流分割为若干帧图像，并根据帧图像中各个像素点的颜色判断该像素点所对应的集成电路板的温度，该种处理手段亦属于本领域的常规技术手段，在此不多赘述。
作为一个具体实施例，图像处理模块需要将热像视频流转换为若干640*480的标准帧图像，之后通过一阶段目标检测算法YoloV5，定位集成电路板位置和集成电路板上两个内存器的位置，并在标准帧图像上标注对应两个内存器的位置的矩形框，之后将帧图像中对应集成电路板区域和两个内存器区域的像素的温度值信息进行提取，并转换为温度值数据文件，数据文件中每个单元格的值表示对应像素位置的温度值。
云服务器具体可以为算法部署服务器，其负责运行图像检测算法和算法模型的部署任务，以完成集成电路板、内存器的位置的确定，并将帧图像中的温度值信息转换为温度值数据文件。
故障诊断模块用于判断集成电路板是否存在故障，其中故障主要包括内存器故障、处理器击穿、处理器内存管理故障。
具体而言，当故障诊断模块在满足以下所有条件的帧图像的数量大于或等于第一阈值时判断内存器存在故障：条件一：所有像素的温度值小于或等于第二阈值；条件二：对应两个内存器表面的像素的两组温度值各自的最大值之差的绝对值位于第一区间内；条件三：对应两个所述内存器表面的像素的两组温度值各自的平均值之差的绝对值位于第二区间内。其中，第一阈值为3，第二阈值为58℃，第一区间为1.4至4，第二区间为0.4至2.6，其中区间均为闭区间。此处的原理在于，在正常情况下，两个内存器的温度分布是相对均匀的，而出现内存器故障的原因在于，这两个内存器在该集成电路板带电启动的过程中出现较大的异常差异，由于该异常差异仅凭温度最大值的差值来判断会忽略某些局部差异造成的突变情况，因此在此处采用平均值进行判断，同时设置一定的符合相应条件的次数，这是由于内存器温度差异也可能是启动过程中发生异常跳转造成的，只要该异常跳转恢复，内存器是可以恢复正常的，但如果出现的异常次数过多，则可以判定为内存器发生故障。此外，应当注意的是，上述的阈值或区间为发明人经测试获得。
此外，故障诊断模块还在各帧图像中对应集成电路板表面的所有像素的温度值的最大值大于第三阈值时判断处理器被击穿，此处第三阈值为90℃。
故障诊断模块还在各帧图像中对应集成电路板表面的所有像素的温度值的最大值大于第四阈值且小于或等于第三阈值时，判断处理器存在内存管理故障，此处第四阈值为80℃。作为一实施例，当该集成电路板用于显示器显示控制时，处理器内存管理故障会表现为显示器CPU蓝屏卡机。
故障诊断模块还在各帧图像中集成电路板表面的所有像素的温度值的最大值大于第二阈值且小于或等于第四阈值，且存在相邻的两个帧图像中的所有像素的温度值的最大值之差的绝对值大于第五阈值时，判断处理器存在内存管理故障，此处第五阈值为8。此处的原理在于，CPU蓝屏卡机故障出现的主要原因是集成电路板的温度过高，且这一异常温度无法立即跳转回正常温度区间，因此采用相邻两个帧图像的最高温度的差值来进行判断，如果温度无法立即从高值下降至正常范围，则判断出现CPU蓝屏卡机故障。
以下对本发明提供的集成电路板的故障检测系统的工作过程作进一步的说明。
步骤一：将集成电路板放置于检测平台并对集成电路板供电；
步骤二：利用热像采集模块拍摄集成电路板并形成延续一定期间的热像视频流；
步骤三：利用图像处理模块确定集成电路板位置和内存器位置，并转换输出集成电路板全局的温度值数据文件和两个内存器的两组局部的温度值数据文件；
步骤四：利用故障诊断模块对获得的温度值数据文件进行逐帧计算，并根据预先存储的判断规则对集成电路板的故障进行检测。
其中，参照图1，步骤四主要包括以下过程：
1、初始化计数变量k＝0，并对温度值数据文件进行逐帧遍历；
2、判断对应集成电路板的温度值文件中，是否存在一单元格中的温度值大于90℃，若有则判断该集成电路板出现处理器击穿故障；若无，进行下一步；
3、判断对应集成电路板的温度值文件中的最大值是否大于80℃并小于或等于90℃，若是则判断该集成电路板出现处理器内存管理故障；若无，进行下一步；
4、判断对应集成电路板的温度值文件的最大值是否大于58℃并小于或等于80℃，若是则遍历该温度值文件并查找各帧的最高温度，若存在邻近的两帧的最高温度的差值的绝对值大于8，则判断该集成电路板出现处理器内存管理故障；若无，进行下一步；
5、判断对应集成电路板的温度值文件的最大值是否小于或等于58℃，若是则计算对应两个内存器的两组温度值数据文件中的同一帧图像的最高温度之间的差值的绝对值(记为A)以及它们的平均值的差值的绝对值(记为B)，若同时满足A的绝对值大于1.4且小于4，B的绝对值大于0.4且小于2.6，则计数变量k增加1；若不满足上述条件，则继续计算下一帧的A和B的值；
6、若计数变量K的值大于等于3，则判断该集成电路板出现内存器故障，若遍历完所有帧图像后，计数变量K的值仍然小于3，则判断该集成电路板正常。
本发明提供的一种集成电路板的故障检测方法和故障检测系统，特用于在集成电路板上存在两个内存器和至少一个处理器的情况，通过扫描获得的热像视频流可以获知集成电路板表面各个位置的温度情况，其中特别将两个内存器的温度值信息进行处理和比较，当存在如所列的条件一至三的情况时，则可以判定这两个内存器存在故障，极大地提高了对集成电路板的内存故障的检测效率。
上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种集成电路板的故障检测方法，所述集成电路板包括至少一个处理器和两个内存器，其特征是，
基于延续一定期间的所述集成电路板于通电后的表面的热像视频流，获取各帧图像中对应所述集成电路板表面的所有像素的温度值，若满足以下所有条件的帧图像的数量大于或等于第一阈值，则判断所述内存器存在故障；
条件一：所有像素的温度值小于或等于第二阈值；
条件二：对应两个所述内存器表面的像素的两组温度值各自的最大值之差的绝对值位于第一区间内；
条件三：对应两个所述内存器表面的像素的两组温度值各自的平均值之差的绝对值位于第二区间内；
获取各帧图像中对应所述集成电路板表面的所有像素的温度值的最大值，若该最大值大于第三阈值，则判断所述处理器被击穿；
获取各帧图像中对应所述集成电路板表面的所有像素的温度值的最大值，若该最大值大于第四阈值且小于或等于第三阈值，则判断所述处理器存在内存管理故障；
获取各帧图像中对应所述集成电路板表面的所有像素的温度值的最大值，若该最大值大于第二阈值且小于或等于第四阈值，且存在相邻的两个帧图像中的所有像素的温度值的最大值之差的绝对值大于第五阈值，则判断所述处理器存在内存管理故障。
2.如权利要求1所述的一种集成电路板的故障检测方法，其特征是，所述第一阈值为3；所述第二阈值为58℃；所述第一区间为1.4至4；所述第二区间为0.4至2.6。
3.如权利要求1所述的一种集成电路板的故障检测方法，其特征是，通过图像检测算法在各帧图像中识别定位两个所述内存器所在位置，并据此获取对应两个所述内存器表面的像素的两组温度值。
4.如权利要求3所述的一种集成电路板的故障检测方法，其特征是，所述热像视频流通过红外热像扫描仪扫描待检测的集成电路板获得。
5.如权利要4所述的一种集成电路板的故障检测方法，其特征是，所述第三阈值为90℃；所述第四阈值为80℃；所述第五阈值为8。
6.一种集成电路板的故障检测系统，其用于采用如权利要求1-5任一项所述的一种集成电路板的故障检测方法对所述集成电路板进行故障检测，所述集成电路板包括至少一个处理器和两个内存器，其特征是，包括：
热像采集模块，其用于拍摄所述集成电路板通电后的表面并形成延续一定期间的热像视频流；
图像处理模块，其用于通过图像检测算法识别定位所述所述热像视频流的各帧图像中所述集成电路板所在位置以及两个内存器所在位置，并据此获取并存储对应所述集成电路板表面的所有像素的温度值以及对应两个所述内存器表面的像素的两组温度值；
故障诊断模块，其用于读取所述图像处理模块所存储的温度值数据，并据此判断所述内存器是否存在故障；
其中，所述故障诊断模块在满足以下所有条件的帧图像的数量大于或等于第一阈值时判断所述内存器存在故障：
条件一：所有像素的温度值小于或等于第二阈值；
条件二：对应两个所述内存器表面的像素的两组温度值各自的最大值之差的绝对值位于第一区间内；
条件三：对应两个所述内存器表面的像素的两组温度值各自的平均值之差的绝对值位于第二区间内；
进一步的，所述故障诊断模块还用于：
获取各帧图像中对应所述集成电路板表面的所有像素的温度值的最大值，若该最大值大于第三阈值，则判断所述处理器被击穿；
获取各帧图像中对应所述集成电路板表面的所有像素的温度值的最大值，若该最大值大于第四阈值且小于或等于第三阈值，则判断所述处理器存在内存管理故障；
获取各帧图像中对应所述集成电路板表面的所有像素的温度值的最大值，若该最大值大于第二阈值且小于或等于第四阈值，且存在相邻的两个帧图像中的所有像素的温度值的最大值之差的绝对值大于第五阈值，则判断所述处理器存在内存管理故障。
7.如权利要求6所述的一种集成电路板的故障检测系统，其特征是，还包括检测平台；所述检测平台用于放置所述集成电路板并对所述集成电路板供电。
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| 印刷电路板红外测试系统;王格芳，张广喜，吴国庆，刘亚卿;红外技术(第06期);第35-38页 * |
| 基于红外热成像的集成电路检测与诊断;王格芳, 陈国顺, 孟亚峰, 李合平;激光与红外(第05期);第59-61页 * |
| 红外成像技术在自动测试设备中的应用;陈国顺, 吴国庆, 王格方, 刘胜利;红外与激光工程(第02期);第27-29页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114264933A (zh) | 2022-04-01 |
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