CN114509659A - 电路板测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电路板测试方法，其包含：依据器件独立性原则，设计得到包含测试点的测试电路板；将测试电路板上的测试点、测试工装以及测试设备连接得到测试通路；基于测试通路，依次对测试电路板上的器件型号进行正确性检验。本发明能够对自动贴片/插装机器的装配程序进行反复校正，校正完成后，测试电路板上的器件可以回收用于产品，测试电路板也可以反复用于此过程；对板载器件型号进行检验；对板载器件型号检测全覆盖，不受电路形式及多器件串/并联影响；设计简单，易于实现，且方法灵活多变，能够用于多个过程检验，可以重复使用；通过测试设备可以储存每批产品生产前的器件实际属性值的数据，便于长期的物料跟踪和分析。

Description

电路板测试方法及装置

技术领域

本发明涉及变流器控制技术领域，具体地说，涉及一种电路板测试方法及装置。

背景技术

在变流器控制领域中，对生产完的电路板需要进行生产质量验证，较为广泛采用的诸如ICT(In Circuit Tester，自动在线测试仪)测试主要用于验证电子器件有误焊错、漏焊、多焊等。而目前用于ICT测试的电路板主要是直接在绝大部分电气网络上添加测试点，然后通过检测设备测试测试点间的诸如阻值等物理特性的手段，来判断物料是否安装正确。

但这种方式会带来两个方面的影响，一是现在电路板集成化不断提高，电路越来越复杂，如容值相差几十、几百甚至几千倍的电容并联，不可能一一检测出来；二是需要在产品PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)上对绝大部分电气网络放置测试点，违背了产品本身的最优设计，尤其是电路板面积越来越小，电气网络有时超过一千个，在很多情况下无法放置测试点，带来测试盲区的同时，放置的测试点也会带来“天线效应”，给产品带来质量风险。

因此，本发明提供了一种电路板测试方法及装置。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种电路板测试方法，所述方法包含以下步骤：

步骤一：依据器件独立性原则，设计得到包含测试点的测试电路板；

步骤二：将所述测试电路板上的测试点、测试工装以及测试设备连接得到测试通路；

步骤三：基于所述测试通路，依次对测试电路板上的器件型号进行正确性检验。

根据本发明的一个实施例，所述步骤一中具体包含以下步骤：

删除电路板上的覆铜以及信号过孔，设计得到器件之间不存在电气连接的独立器件电路板。

根据本发明的一个实施例，所述步骤一中具体包含以下步骤：

基于所述独立器件电路板，在每一个器件的每一个引脚的焊盘侧，设置与引脚一一对应的测试点，得到测试点电路板。

根据本发明的一个实施例，所述步骤一中具体包含以下步骤：

基于所述测试点电路板，将测试点与其对应的引脚进行电气连接，得到所述测试电路板。

根据本发明的一个实施例，所述步骤二中具体包含以下步骤：

通过针床基板上的弹簧针将测试点与所述测试工装进行连接。

根据本发明的一个实施例，所述步骤三中具体包含以下步骤：

通过测试设备对器件的基础参数进行测试，将测试结果与数据手册进行比较，判断器件的物理属性是否在正常值范围内。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包含：

基于所述测试电路板，对待检验钢网进行刷锡膏操作；

检测锡膏附着程度是否符合生产工艺要求，对不符合点项，使用锡膏清洗剂进行清洗。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包含：

基于所述测试电路板，对自动贴片/插装机的装配程序进行校正。

根据本发明的一个实施例，所述方法还包含：

基于所述测试电路板，对波峰焊以及回流焊的焊接工艺进行检测。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种电路板测试装置，所述装置采用如上任一项所述的方法进行电路板测试，其包含：

第一模块，其用于依据器件独立性原则，设计得到包含测试点的测试电路板；

第二模块，其用于将所述测试电路板上的测试点、测试工装以及测试设备连接得到测试通路；

第三模块，其用于基于所述测试通路，依次对测试电路板上的器件型号进行正确性检验。

本发明提供的电路板测试方法及装置能够提供一种测试电路板，并对钢网进行一致程度检验；还可使用测试电路板对自动贴片/插装机器的装配程序进行反复校正，校正完成后，测试电路板上的器件可以回收用于产品，测试电路板也可以反复用于此过程；可以使用测试电路板对炉温曲线等工艺参数进行相应检验和调整；可以使用测试电路板对板载器件型号进行检验；本发明描述的测试电路板能够对板载器件型号检测全覆盖，不会受电路形式及多器件串/并联影响；本发明描述的测试电路板，设计简单，易于实现，且方法灵活多变，能够用于多个过程检验，且可以重复使用；本发明描述的测试电路板，通过测试设备可以储存每批产品生产前的器件实际属性值(阻值、容值等)的数据，便于长期的物料跟踪和分析。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1显示了现有技术中的常用测试电路板示意图；

图2显示了根据本发明的一个实施例的电路板测试方法流程图；

图3显示了根据本发明的另一个实施例的电路板测试方法流程图；

图4显示了根据本发明的一个实施例的测试电路板上测试点与板载器件示意图；

图5显示了根据本发明的一个实施例的测试电路板进行测试时的基本连接框图；

图6显示了根据本发明的一个实施例的测试工装连接测试电路板上测试点的示意图；以及

图7显示了根据本发明的一个实施例的电路板测试装置结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明实施例作进一步地详细说明。

图1显示了现有技术中的常用测试电路板示意图。

对于现有技术中常用的测试电路板(如ICT测试电路板)如图1所示，将测试点添加在电路板每一个电气连线上，这样的方式存在如下问题：

一、占据电路板许多位置，在电路板集成度越来越高的情况下，测试点全网络覆盖已经难以实现，必然留下测试盲区；

二、由于测试设备的要求，测试点需要比较大，一般比信号电气连线要宽得多，因此造成信号线宽突变，信号阻抗不连续，容易造成信号不稳定甚至失效；

三、随着电路板的电路及器件应用越来越复杂，两个网络之间同时承载有不同值的电子元器件，如1μF和10pF的电容并联，其容值量级相差100000倍，由于1μF电容的误差范围(如20％)已经将10pF覆盖，测试设备无法识别10pF这个电容是否正确安装。

基于以上三点，本发明要解决的技术问题包含：1、解决现有技术中ICT测试受本身方案制约，覆盖率不全的问题；2、解决直接用产品电路板用于某些生产制造环节的检测。

图2显示了根据本发明的一个实施例的电路板测试方法流程图。

如图2，在步骤S201中，依据器件独立性原则，设计得到包含测试点的测试电路板。

具体来说，如图3所示，依据器件独立性原则，在进行测试电路板的设计时，步骤S201包含以下步骤：

在步骤S301中，删除电路板上的覆铜以及信号过孔，设计得到器件之间不存在电气连接的独立器件电路板。

在步骤S302中，基于独立器件电路板，在每一个器件的每一个引脚的焊盘侧，设置与引脚一一对应的测试点，得到测试点电路板。

在步骤S303中，基于测试点电路板，将测试点与其对应的引脚进行电气连接，得到测试电路板。

具体来说，通过步骤S301-S303的方法步骤设计出来的测试电路板具备以下好处：可以避免电气连接线过多，过于复杂所带来的测试压力以及对测试的影响，能够最大程度的保持测试电路板上的每一个器件都在电气属性上相互独立，且有测试点用于测试，可以对每一个器件进行相应的物理属性(如阻值、容值)的检测，不会受到电路构建的影响，而只需专注于测试器件的装配正确性。

如图2，在步骤S202中，将测试电路板上的测试点、测试工装以及测试设备连接得到测试通路。

具体来说，步骤S202包含以下步骤：通过针床基板上的弹簧针将测试点与测试工装进行连接。

如图2，在步骤S203中，基于测试通路，依次对测试电路板上的器件型号进行正确性检验。

具体来说，步骤S203包含以下步骤：通过测试设备对器件的基础参数进行测试，将测试结果与数据手册进行比较，判断器件的物理属性是否在正常值范围内。

在一个实施例中，通过本发明的设计方法设计的测试电路板可以进行对钢网的检验，具体来说，基于测试电路板，对待检验钢网进行刷锡膏操作。检测锡膏附着程度是否符合生产工艺要求，对不符合点项，使用锡膏清洗剂进行清洗。

在一个实施例中，通过本发明的设计方法设计的测试电路板可以进行对自动贴片/插装机器贴装/插装坐标的检验，具体来说，基于测试电路板，对自动贴片/插装机的装配程序进行校正。

在一个实施例中，通过本发明的设计方法设计的测试电路板可以进行对波峰焊/回流焊焊接工艺的初步检验，具体来说，基于测试电路板，对波峰焊以及回流焊的焊接工艺进行检测。

图4显示了根据本发明的一个实施例的测试电路板上测试点与板载器件示意图。

如图4所示，在完成产品PCB设计后，保留板载器件不变，删除所有电气网络的连线，覆铜，信号过孔等，将每个器件都“独立”出来，不与其它器件构成电气上的连接关系。然后，在每一个器件每个引脚的焊盘侧，放置测试点，并与之通过设立电气连线相连。这样一来，测试电路板上的每一个器件都在电气属性上相互独立，且有测试点用于测试，可以对每一个器件进行相应的物理属性(如阻值、容值)的检测，不会受到电路构建的影响，而只需专注于测试器件的装配正确性。

需要说明的是，图4所示的测试点放置方式，意在表述测试点与器件焊盘之间的连接方式，但形式不仅限于此一种，还可以通过过孔放置在电路板另外一侧；图4所示的测试点放置，可以是只放置在测试电路板同一侧，也可以放置在测试电路板不同侧。

通过本发明的设计方法设计的测试电路板可以进行如下过程的检测检验：

①对钢网的检验：

通过本发明的设计方法设计的测试电路板相较于对应的产品电路板，所有的器件焊盘大小、位置均一致，可以用来检验钢网。使用待检验钢网刷完锡膏后，检测锡膏附着程度看是否符合生产工艺要求，如有不符合点项，可以使用锡膏清洗剂将测试电路板上附着的锡膏清洗掉，待钢网修正后，再重复上述检验过程，实现测试电路板的重复利用。

进一步地，1、将待测钢网覆在对应测试电路板上，观察(测量)钢网平整度及其各开孔位置、尺寸、公差是否满足要求；2、对已附着被测钢网的电路板进行刷锡膏操作，观察过程中锡膏是否涂敷顺畅，钢网开孔中的锡膏是否饱满；3、取下被测钢网后，检验锡膏在焊盘上的附着是否牢靠；4、检测标准以不同行业、公司、产品形式的具体生产工艺要求为准，可以根据实际情况进行设定，本发明不对此做出限制。

②对自动贴片/插装机器贴装/插装坐标的检验：

自动贴片/插装机首先需要根据电路板器件的位置坐标、摆放角度进行编程，才能抓取器件放置正确的焊盘上。通过本发明的设计方法设计的测试电路板相较于对应的产品电路板，所有的器件的位置坐标、摆放角度均一致，在进行产品首样自动贴装/插装前，可使用此种测试电路板对自动贴片/插装机器的装配程序进行反复校正，校正完成后，此测试电路板上的器件可以回收用于产品，此测试电路板也可以反复用于此过程。

进一步地，自动贴片/插装机首先通过吸盘吸取电子元器件，然后通过坐标定位，将电子器件放置在坐标点对应的PCB封装焊盘上。由于电子元器件种类不一，数量繁多，且封装形式、大小各异，再加上二极管、三极管、IC等有众多有极性区分的电子器件存在，而坐标点是一个具体的精准的点，机器实际装配时，需要人工对首件进行装配坐标点、方向的反复调整校对，即修正自动贴片/插装机器中的程序，在原本的程序坐标中增加偏移量及安装方向(吸盘放置时的旋转角度)。

③对波峰焊/回流焊焊接工艺的初步检验：

通过本发明的设计方法设计的测试电路板相较于对应的产品电路板，所有的器件焊盘大小、位置均一致，所以焊接效果应当基本一致，所以可以使用此种测试电路板对炉温曲线等工艺参数进行相应检验和调整。

进一步地，用于测试的电路板在完成波峰焊/回流焊后，可以使用目测或者AOI检测设备等方法，检测电子器件焊接情况，如元件的缺件、多件、错件、偏移、侧立、立碑、反贴、极反、坏件、IC引脚弯曲、文字识别，焊锡的无锡、少锡、多锡、锡球、短路、虚焊、浮起等。

图5显示了根据本发明的一个实施例的测试电路板进行测试时的基本连接框图。

通过本发明的设计方法设计的测试电路板可以对板载器件型号是否正确进行检验，图5为测试的基本连接框图，利用测试电路板上面设计的测试点，制作相应的工装治具，通过测试设备对测试电路板上的器件进行检验。

例如，“1μF/±10％”的电容，测试其容值是否在0.9μF～1.1μF这个区间；“10kΩ/±1％”的电阻，测试其阻值是否在9.9kΩ～10.1kΩ这个区间。如果是芯片等，则根据其数据手册或者与标准品相比较，测试其管脚两两之间的物理属性是否在正常值范围内。

本发明中，能够对每一个器件进行独立检测的原因在于，每一个器件在测试电路板上是不构成电气连接的，也就不存在某几个器件相互串/并联，或通过电路构成回路，避免了其物理属性值因量级、电路回路等原因，致使小量级器件无法测试或测试偏差大。

图6显示了根据本发明的一个实施例的测试工装连接测试电路板上测试点的示意图。

如图6所示，本发明的设计方法设计的测试电路板通过针床的测试弹簧针与测试电路板的测试点接触，形成电气连接。

需要说明的是，图6展现的仅是通过弹簧针实现测试设备与测试点的连接，实际上本发明重在描述测试电路板本身，对于外部测试设备与其的连接方式，可以是任意一种。

图7显示了根据本发明的一个实施例的电路板测试装置结构框图。

如图7所示，电路板测试装置700包含第一模块701、第二模块702以及第三模块703。电路板测试装置700采用如上任一项所述的方法进行电路板测试。

具体来说，第一模块701用于依据器件独立性原则，设计得到包含测试点的测试电路板。

进一步地，第一模块701中还包含第一单元，其用于删除电路板上的覆铜以及信号过孔，设计得到器件之间不存在电气连接的独立器件电路板。

进一步地，第一模块701中还包含第二单元，其用于基于独立器件电路板，在每一个器件的每一个引脚的焊盘侧，设置与引脚一一对应的测试点，得到测试点电路板。

进一步地，第一模块701中还包含第三单元，其用于基于测试点电路板，将测试点与其对应的引脚进行电气连接，得到测试电路板。

具体来说，第二模块702用于将测试电路板上的测试点、测试工装以及测试设备连接得到测试通路。

进一步地，第一模块702中还包含第四单元，其用于通过针床基板上的弹簧针将测试点与测试工装进行连接。

具体来说，第三模块703用于基于测试通路，依次对测试电路板上的器件型号进行正确性检验。

进一步地，第一模块703中还包含第五单元，其用于通过测试设备对器件的基础参数进行测试，将测试结果与数据手册进行比较，判断器件的物理属性是否在正常值范围内。

在一个实施例中，基于本发明的电路板测试装置700，可以进行以下测试：

1)对钢网进行检验。首先，基于测试电路板，对待检验钢网进行刷锡膏操作。然后，检测锡膏附着程度是否符合生产工艺要求，对不符合点项，使用锡膏清洗剂进行清洗。

a、将待测钢网覆在对应测试电路板上，观察(测量)钢网平整度及其各开孔位置、尺寸、公差是否满足要求；

b、对已附着被测钢网的电路板进行刷锡膏操作，观察过程中锡膏是否涂敷顺畅，钢网开孔中的锡膏是否饱满；

c、取下被测钢网后，检验锡膏在焊盘上的附着是否牢靠；

d、检测标准以不同行业、公司、产品形式的具体生产工艺要求为准。

2)对自动贴片/插装机器贴装/插装坐标的检验。具体来说，基于测试电路板，对自动贴片/插装机的装配程序进行校正。自动贴片/插装机首先通过吸盘吸取电子元器件，然后通过坐标定位，将电子器件放置在坐标点对应的PCB封装焊盘上。由于电子元器件种类不一，数量繁多，且封装形式、大小各异，再加上二极管、三极管、IC等有众多有极性区分的电子器件存在，而坐标点是一个具体的精准的点，机器实际装配时，需要人工对首件进行装配坐标点、方向的反复调整校对，即修正自动贴片/插装机器中的程序，在原本的程序坐标中增加偏移量及安装方向(吸盘放置时的旋转角度)。

3)对波峰焊/回流焊焊接工艺的初步检验。具体来说，基于测试电路板，对波峰焊以及回流焊的焊接工艺进行检测。用于测试的电路板在完成波峰焊/回流焊后，可以使用目测或者AOI检测设备等方法，检测电子器件焊接情况，如元件的缺件、多件、错件、偏移、侧立、立碑、反贴、极反、坏件、IC引脚弯曲、文字识别，焊锡的无锡、少锡、多锡、锡球、短路、虚焊、浮起等。

4)对板载器件型号是否正确的检验。具体来说，基于测试通路，依次对测试电路板上的器件型号进行正确性检验。

综上，本发明提供的电路板测试方法及装置能够提供一种测试电路板，并对钢网进行一致程度检验；还可使用测试电路板对自动贴片/插装机器的装配程序进行反复校正，校正完成后，测试电路板上的器件可以回收用于产品，测试电路板也可以反复用于此过程；可以使用测试电路板对炉温曲线等工艺参数进行相应检验和调整；可以使用测试电路板对板载器件型号进行检验；本发明描述的测试电路板能够对板载器件型号检测全覆盖，不会受电路形式及多器件串/并联影响；本发明描述的测试电路板，设计简单，易于实现，且方法灵活多变，能够用于多个过程检验，且可以重复使用；本发明描述的测试电路板，通过测试设备可以储存每批产品生产前的器件实际属性值(阻值、容值等)的数据，便于长期的物料跟踪和分析。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种电路板测试方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

步骤一：依据器件独立性原则，设计得到包含测试点的测试电路板；

步骤二：将所述测试电路板上的测试点、测试工装以及测试设备连接得到测试通路；

步骤三：基于所述测试通路，依次对测试电路板上的器件型号进行正确性检验。

2.如权利要求1所述的电路板测试方法，其特征在于，所述步骤一中具体包含以下步骤：

删除电路板上的覆铜以及信号过孔，设计得到器件之间不存在电气连接的独立器件电路板。

3.如权利要求2所述的电路板测试方法，其特征在于，所述步骤一中具体包含以下步骤：

基于所述独立器件电路板，在每一个器件的每一个引脚的焊盘侧，设置与引脚一一对应的测试点，得到测试点电路板。

4.如权利要求3所述的电路板测试方法，其特征在于，所述步骤一中具体包含以下步骤：

基于所述测试点电路板，将测试点与其对应的引脚进行电气连接，得到所述测试电路板。

5.如权利要求1所述的电路板测试方法，其特征在于，所述步骤二中具体包含以下步骤：

通过针床基板上的弹簧针将测试点与所述测试工装进行连接。

6.如权利要求5所述的电路板测试方法，其特征在于，所述步骤三中具体包含以下步骤：

通过测试设备对器件的基础参数进行测试，将测试结果与数据手册进行比较，判断器件的物理属性是否在正常值范围内。

7.如权利要求1所述的电路板测试方法，其特征在于，所述方法还包含：

基于所述测试电路板，对待检验钢网进行刷锡膏操作；

检测锡膏附着程度是否符合生产工艺要求，对不符合点项，使用锡膏清洗剂进行清洗。

8.如权利要求1所述的电路板测试方法，其特征在于，所述方法还包含：

基于所述测试电路板，对自动贴片/插装机的装配程序进行校正。

9.如权利要求1所述的电路板测试方法，其特征在于，所述方法还包含：

基于所述测试电路板，对波峰焊以及回流焊的焊接工艺进行检测。

10.一种电路板测试装置，其特征在于，所述装置采用如权利要求1-9中任一项所述的方法进行电路板测试，其包含：

第一模块，其用于依据器件独立性原则，设计得到包含测试点的测试电路板；

第二模块，其用于将所述测试电路板上的测试点、测试工装以及测试设备连接得到测试通路；

第三模块，其用于基于所述测试通路，依次对测试电路板上的器件型号进行正确性检验。

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