KR20210117706A - Diagnostic circuit board and method of diagnosing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예들은 진단 회로 기판 및 진단 회로 기판의 진단 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명의 실시예들은, 전자 회로을 포함하는 기판의 고장에 대한 예측 진단이 가능하도록 구성되는 진단 회로 기판 및 진단 회로 기판의 진단 방법에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to a diagnostic circuit board and a diagnostic method of the diagnostic circuit board. More particularly, embodiments of the present invention relate to a diagnostic circuit board configured to enable predictive diagnosis of a failure of a board including an electronic circuit, and a diagnostic method of the diagnostic circuit board.
가전제품, 자동차, 항공우주, 군수 등에 사용되는 전자 회로를 구성하기 위해, 기판 상에 절연층이 형성되고 그 위에 전도층을 형성할 수 있다. 상기 기판은 일반적으로 이용되는 인쇄 회로 기판을 포함하며, 최근 전자 장치를 이루는 부품은 인쇄 회로 기판 위에 부착되어 전자 장치를 제조한다. In order to configure an electronic circuit used in home appliances, automobiles, aerospace, military, etc., an insulating layer may be formed on a substrate and a conductive layer may be formed thereon. The board includes a commonly used printed circuit board, and recently components constituting an electronic device are attached to the printed circuit board to manufacture the electronic device.
기존의 기판 진단 기술은, 주로 인쇄 회로 기판의 제조 공정상 발생될 수 있는 불량을 제조 공정 중에 검출하는 기술로서, 상기 인쇄 회로 기판의 사용 시 실시간으로 상기 인쇄 회로 기판의 이상을 감지하는 데 어려움이 있다.Conventional board diagnosis technology is a technology for detecting defects that may occur in the manufacturing process of the printed circuit board during the manufacturing process, and it is difficult to detect the abnormality of the printed circuit board in real time when the printed circuit board is used. have.
특히, 인쇄 회로 기판이 가혹한 환경에서 장시간 사용될 경우, 전자 회로를 구성하는 인쇄 회로 기판의 변형이 발생할 수 있다. 이는, 인쇄 회로 기판 상의 전자 이동(Electrical Migration) 현상, 스웰링(Swelling) 현상 및 들뜸(Peeling) 현상 등의 원인으로 인해 유발될 수 있다. 따라서, 인쇄 회로 기판 상에 형성된 전자 회로의 오작동을 예방하는 데 어려움이 있다.In particular, when the printed circuit board is used for a long time in a harsh environment, deformation of the printed circuit board constituting the electronic circuit may occur. This may be caused by causes such as an electron migration phenomenon, a swelling phenomenon, and a peeling phenomenon on the printed circuit board. Therefore, it is difficult to prevent malfunction of the electronic circuit formed on the printed circuit board.
이러한 문제점들로 인해, 장기간 고신뢰성의 품질을 요구하며 인명과 관련된 회로 시스템을 사용하는 자동차, 항공우주, 산업용 등의 분야에서, 인명피해 및 막대한 손실이 발생될 수 있다.Due to these problems, in fields such as automobiles, aerospace, and industry that require long-term high-reliability quality and use circuit systems related to human life, human casualties and enormous losses may occur.
따라서, 자동차 및 군사용과 같이 인명과 관련된 중요한 장비에 적용되는 회로 기판의 이상을 실시간으로 모니터링하고, 기판의 고장을 사전에 예측할 수 있는 기술이 요구된다.Therefore, there is a need for a technology capable of monitoring abnormalities of circuit boards applied to important equipment related to human life, such as automobiles and military use, in real time, and predicting failure of the board in advance.
본 발명의 실시예들은 기판의 이상을 실시간으로 모니터링하고, 기판의 고장을 예측할 수 있는 진단 회로 기판을 제공한다.SUMMARY Embodiments of the present invention provide a diagnostic circuit board capable of monitoring an abnormality of a substrate in real time and predicting a failure of the substrate.
본 발명의 실시예들은 기판의 이상을 실시간으로 모니터링하고, 기판의 고장을 예측할 수 있는 회로 기판의 진단 방법을 제공한다.SUMMARY Embodiments of the present invention provide a circuit board diagnosis method capable of monitoring a board abnormality in real time and predicting a board failure.
본 발명의 실시예들에 따른 진단 회로 기판은, 전자 회로가 형성된 기판, 상기 기판 상의 변형 취약 영역에 배치되며, 상기 전자 회로의 사용 시간에 따라 변형되는 상호 이격 거리를 갖는 적어도 한 쌍의 진단 전극들 및 상기 한 쌍의 진단 전극들 사이에 전압을 인가하여, 상기 이격 거리에 따라 변화하는 정전 용량값을 갖도록 구성되는 전압 인가부를 포함한다.A diagnostic circuit board according to embodiments of the present invention includes a substrate on which an electronic circuit is formed, and at least one pair of diagnostic electrodes disposed in a deformable region on the substrate and having a mutually spaced distance that is deformed according to the use time of the electronic circuit. and a voltage applying unit configured to apply a voltage between the electrodes and the pair of diagnostic electrodes to have a capacitance value that varies according to the separation distance.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기판은 인쇄 회로 기판을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the substrate may include a printed circuit board.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 변형 취약 영역은, 상기 기판의 가장자리부를 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the deformation vulnerable region may include an edge portion of the substrate.
여기서, 상기 진단 전극들은, 상기 기판의 가장자리부의 상하부에 각각 배치되는 상부 전극 및 하부 전극들을 포함할 수 있다.Here, the diagnostic electrodes may include upper and lower electrodes respectively disposed at upper and lower portions of the edge of the substrate.
발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진단 전극들은, 상기 기판의 동일 평면 상에 상호 이격되며, 상호 마주보는 전계 집중부를 각각 갖는 제1 전극 및 제2 전극들을 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the diagnostic electrodes may include first and second electrodes spaced apart from each other on the same plane of the substrate and each having an electric field concentrator facing each other.
여기서, 상기 제1 및 제2 전극들은, 서로 마주보는 방향을 향해 돌출된 삼각형 및 원형 중에서 선택된 어느 하나로 구성되는 전계 집중부를 가질 수 있다.Here, the first and second electrodes may have an electric field concentrating portion formed of any one selected from a triangular and a circular shape protruding in a direction facing each other.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 진단 회로 기판의 진단 방법은, 전자 회로 및 기설정된 거리로 이격된 적어도 두 개의 전극들이 구비된 진단 회로 기판을 준비하는 단계, 상기 전자 회로에 사용에 따라 상기 전극들 간의 정전용량의 변화량을 획득하는 단계 및 상기 정전용량의 변화량에 기초하여, 상기 전자 회로의 이상을 예측하는 단계를 포함한다.In one embodiment of the present invention, the method for diagnosing the diagnostic circuit board includes: preparing a diagnostic circuit board including an electronic circuit and at least two electrodes spaced apart by a predetermined distance; obtaining a change amount of capacitance between electrodes and predicting an abnormality of the electronic circuit based on the change amount of the capacitance.
여기서, 상기 진단 회로 기판은, 전자 회로가 형성된 기판, 상기 기판 상의 변형 취약 영역에 배치되며, 상기 기판의 두께 또는 상기 전자 회로 간 간격의 변화량에 따라 변형되는 이격 거리를 갖는 적어도 한 쌍의 진단 전극들 및 상기 한 쌍의 진단 전극들 사이에 전압을 인가하여, 상기 이격 거리에 따라 변화하는 정전 용량값을 갖도록 구성되는 전압 인가부를 포함한다.Here, the diagnostic circuit board is a substrate on which an electronic circuit is formed, and at least one pair of diagnostic electrodes disposed in a deformable region on the substrate and having a separation distance that is deformed according to a change in a thickness of the substrate or a distance between the electronic circuits. and a voltage applying unit configured to apply a voltage between the electrodes and the pair of diagnostic electrodes to have a capacitance value that varies according to the separation distance.
상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따른 진단 회로 기판 및 진단 회로 기판의 진단 방법은, 노후화된 기판의 변형량 및 상기 기판 상의 전자 회로의 이상에 대해 실시간으로 모니터링하고, 기판의 고장을 예측할 수 있다.As described above, the diagnostic circuit board and the diagnostic method of the diagnostic circuit board according to the embodiments of the present invention can monitor the deformation amount of an aged board and an abnormality of the electronic circuit on the board in real time, and predict the failure of the board. have.
결과적으로 장기간 고신뢰성의 품질을 요구하는 회로 시스템이 적용된 기판의 고장이 예방됨으로써, 다양한 분야에서 발생 가능한 인명피해 및 막대한 손실이 방지될 수 있다.As a result, the failure of the board to which the circuit system requiring long-term high-reliability quality is applied is prevented, thereby preventing human casualties and enormous losses that may occur in various fields.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 회로 기판을 설명하기 위한 상기 진단 회로 기판의 단면도이다.
도 2는 도 1의 진단 회로 기판이 변형된 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 회로 기판을 설명하기 위한 상기 진단 회로 기판의 평면도이다.
도 4 및 도 5는 도 3의 진단 회로 기판이 변형된 상태를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 회로 기판의 진단 방법을 설명하기 위한 블록도이다. 1 is a cross-sectional view of the diagnostic circuit board for explaining the diagnostic circuit board according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a deformed state of the diagnostic circuit board of FIG. 1 .
3 is a plan view of the diagnostic circuit board for explaining the diagnostic circuit board according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are plan views illustrating a deformed state of the diagnostic circuit board of FIG. 3 .
6 is a block diagram illustrating a method for diagnosing a diagnostic circuit board according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시예들은 첨부 도면들을 참조하여 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below and may be embodied in various other forms. The following examples are provided to fully convey the scope of the present invention to those skilled in the art, rather than to enable the present invention to be fully completed.
본 발명의 실시예들에서 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들이 이들 사이에 개재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접 배치되거나 연결되는 것으로 설명되는 경우 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.In embodiments of the present invention, when an element is described as being disposed or connected to another element, the element may be directly disposed or connected to the other element, and other elements may be interposed therebetween. could be Alternatively, where one element is described as being directly disposed on or connected to another element, there cannot be another element between them. Although the terms first, second, third, etc. may be used to describe various items such as various elements, compositions, regions, layers and/or portions, the items are not limited by these terms. will not
본 발명의 실시예들에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.The terminology used in the embodiments of the present invention is only used for the purpose of describing specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. In addition, unless otherwise limited, all terms including technical and scientific terms have the same meaning as understood by one of ordinary skill in the art of the present invention. The above terms, such as those defined in conventional dictionaries, shall be interpreted as having meanings consistent with their meanings in the context of the relevant art and description of the present invention, ideally or excessively outwardly intuitive, unless clearly defined. will not be interpreted.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화는 충분히 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되어지는 것은 아니라 형상들에서의 편차를 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 요소들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상은 요소들의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.Embodiments of the present invention are described with reference to schematic diagrams of ideal embodiments of the present invention. Accordingly, variations from the shapes of the diagrams, eg, variations in manufacturing methods and/or tolerances, are those that can be fully expected. Accordingly, embodiments of the present invention are not to be described as being limited to the specific shapes of the areas described as diagrams, but rather to include deviations in the shapes, and the elements described in the drawings are entirely schematic and their shapes It is not intended to describe the precise shape of the elements, nor is it intended to limit the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 회로 기판을 설명하기 위한 상기 진단 회로 기판의 단면도이다. 도 2는 도 1의 진단 회로 기판이 변형된 상태를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view of the diagnostic circuit board for explaining the diagnostic circuit board according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a deformed state of the diagnostic circuit board of FIG. 1 .
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 회로 기판(100)은 기판(20), 적어도 한 쌍의 진단 전극들(10, 30) 및 전압 인가부(80)를 포함한다.1 and 2 , a
상기 기판(20)에는 상기 전자 부품들을 상호 연결하는 전자 회로가 형성된다. 상기 기판(20)은 상기 전자 회로와 전기적으로 연결되도록 전자 부품을 실장할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(20)은 고밀도로 설계된 상기 전자 회로를 가질 수 있고, 상기 전자 부품은 CPU, 메모리, ADC, AMP 등의 소자를 포함할 수 있다. 상기 기판(20)은 FR-4, 세라믹, 금속 중 선택되는 어느 하나 이상의 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(20)은 구리 배선의 전자 회로가 형성된 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board)으로 구성될 수 있다.An electronic circuit interconnecting the electronic components is formed on the
상기 기판(20)은 다층 기판으로 구성될 수 있다. 즉, 전자 회로가 형성된 단위 기판(21)들을 일종의 레이어(Layer)로서 다층으로 상호 적층됨으로써, 상기 기판(20)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 기판(20)은 상기 단위 기판들(21), 절연층들(23) 및 천공홀들(25)을 포함할 수 있다. The
상기 진단 전극들(10, 30)은 상기 기판(20)의 변형 취약 영역에 배치되며, 상기 전자 회로의 사용 시간에 따라 변형되는 이격 거리(D1, D2)를 갖는다. 구체적으로, 상기 변형 취약 영역은, 상기 기판(20)의 장시간 사용에 의해 유발되는 상기 기판(20) 상의 변형 발생 영역으로 정의될 수 있다. 상기 기판(20)의 변형을 유발하는 주요 인자로는 주변 환경의 온도 및 습도의 변화량, 상기 기판(20)으로 인가되는 전압 및 전류의 공급량 및 상기 기판(20)의 사용 시간을 포함할 수 있다. The
상기 전압 인가부(80)는 상기 진단 전극들(10, 30)과 연결되어, 한 쌍의 상기 진단 전극들(10, 30) 사이에 전압을 인가한다. 이로써, 상기 진단 회로 기판(100)이 상기 진단 전극들(10, 30)의 상기 이격 거리(D1, D2)에 따라 변화되는 정전 용량값(Capacitance)을 갖도록 구성될 수 있다. 상기 전압 인가부(80)는 교류 전원(81), ADC컨버터(83) 및 도선(85)을 포함한다.The
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 교류 전원(81) 및 상기 ADC컨버터(83)는 상기 도선(85)을 매개로 연결되며, 상기 도선(85)의 각 단부는 상기 진단 전극들(10, 30)과 각각 연결된다. 그리하여, 상기 교류 전원(81)으로부터 출력된 전압은 상기 ADC컨버터(83)를 거쳐, 상기 도선(85)을 따라 상기 진단 전극들(10, 30)로 인가될 수 있다.As shown in FIG. 1 , the
이때, 상기 진단 전극들(10, 30) 사이에 개재된 상기 기판(20)은 일종의 유전체로서의 역할을 할 수 있다. 이로써, 상기 진단 전극들(10, 30)은 각각 서로 다른 극의 전하로 대전된다. 이어서, 상기 진단 전극들(10, 30)은 상기 교류 전압의 크기와 같은 전위차를 이룰 때까지, 상기 진단 전극들(10, 30) 간에 정전 용량이 축전된다.In this case, the
이 경우, 상기 진단 회로 기판(100)은 상기 진단 전극들(10, 30)의 면적 및 상기 진단 전극들(10, 30) 사이의 유전율의 크기에 비례하고, 상기 진단 전극들(10, 30) 간의 상기 이격 거리(D1, D2)와 반비례하는 정전 용량값(Capacitance)을 가질 수 있다.In this case, the
한편, 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 진단 전극들(10, 30)은 상기 기판(20)의 가장자리부에 배치될 수 있다. 즉, 상기 기판(20)의 상기 변형 취약 영역은 상기 기판(20)의 가장자리부를 포함할 수 있다. Meanwhile, referring to FIGS. 1 and 2 , the
구체적으로, 상기 기판(20)은 장시간 사용되거나 상기 기판(20)으로 과전압 및 과전류가 인가됨으로써, 상기 기판(20)이 고열에 일정 시간 이상 노출될 수 있다. 이때, 상기 기판(20)은 스웰링(Swelling)되거나 상기 단위 기판(21) 및 상기 절연층(23)의 가장자리부가 상호 이격되는 현상인 상기 단위 기판들(21)의 들뜸 현상(Peeling)이 발생할 수 있다.Specifically, as the
예를 들어, 상기 기판(20)이 스웰링되는 경우, 상기 기판(20)의 중심부보다 가장자리부가 높은 팽창률을 가질 수 있다. 이는, 상기 기판(20)에 포함되는 상기 단위 기판(21) 및 상기 절연층(23) 간의 열팽창률 차이, 또는 각 상기 단위 기판들(21)에 형성된 상기 천공홀(25) 개수의 차이 등으로 인해 유발될 수 있다. 따라서, 도 2와 같이, 상기 기판(20)의 가장자리부에 위치한 상기 단위 기판들(21)이 상호 이격됨으로써, 상기 기판(20)의 중심부보다 가장자리부가 상대적으로 큰 두께를 가질 수 있다. For example, when the
상기와 같은 현상을 방지하기 위해, 상기 진단 전극들(10, 30)은 상기 기판(20)의 가장자리부의 상하부에 각각 배치될 수 있다. 상기 진단 전극들(10, 30)은 상부 전극(10) 및 하부 전극(30)을 포함할 수 있다. In order to prevent the above phenomenon, the
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 상부 전극(10) 및 하부 전극(30)은 각각 상기 기판(20)의 가장자리의 상하부면에 형성될 수 있다. 이때, 상기 상부 전극(10) 및 하부 전극(30) 간 이격 거리(D1, D2)가 상기 기판(20)의 두께와 대응되도록 정의될 수 있다. 구체적으로, 상기 이격 거리(D1, D2)는, 상기 기판(20)의 스웰링으로 인한 상기 기판(20) 두께의 최대 변형량을 감지하도록, 상기 상부 및 하부 전극(10, 30) 간의 최장거리로 정의될 수 있다. 1 and 2 , the
이에 의해, 상기 기판(20)이 스웰링된 경우 상기 기판(20)의 두께가 증가함에 따라, 변형 전 이격 거리(D1)가 변형 후 이격 거리(D2)로 증가할 수 있다. 이로써, 상기 상부 및 하부 전극(10, 30) 간의 정전 용량값이 이전보다 감소할 수 있다. 따라서, 상기 진단 회로 기판(100)은 정전 용량값의 변화량에 대한 정보를 획득함으로써, 상기 기판(20)의 이상 징후를 일반적인 저항형 진단법에 비해 미리 발견할 수 있다. 그리하여, 상기 진단 회로 기판(100)은 상기 기판(20)의 고장으로 인한 피해를 미연에 방지할 수 있다. Accordingly, when the
한편, 상기 기판(20)에 습기가 침습하는 경우, 상기 기판(20)의 유전율이 증가함으로써 상기 상부 및 하부 전극(10, 30) 간의 정전 용량 값이 증가할 수 있다. 이를 통해, 상기 진단 회로 기판(100)은 상기 상부 및 하부 전극(10, 30) 간의 정전 용량 값이 이전보다 증가하는 정보를 획득 가능함으로써, 침습으로 인한 상기 기판(20)의 고장이 발생하기 전에, 상기 전자 회로의 오작동으로 인한 피해를 미리 방지할 수 있다. Meanwhile, when moisture invades the
즉, 상기 진단 회로 기판(100)은 상기 기판(20)의 두께 및 유전율의 변화량에 따른 상기 정전 용량값의 변화량을 획득함으로써, 상기 기판(20)의 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다.That is, the
더하여, 상기 기판(20)의 두께의 미세 변형량을 감지하기 위해, 상기 상부 및 하부 전극들(10, 30)의 면적이 보다 크게 형성될 수 있다. 이로써, 상기 상부 및 하부 전극들(10, 30) 간의 정전 용량값에 관련되는, 전극 면적에 대한 인자가 최대화될 수 있다. 따라서, 상기 이격 거리(D1, D2)로부터 도출되는 상기 정전 용량값이 배가됨으로써, 이를 통한 상기 기판(20)의 이상 유무에 대한 감지도가 향상될 수 있다.In addition, the upper and
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 회로 기판을 설명하기 위한 상기 진단 회로 기판의 평면도이다. 도 4 및 도 5는 도 3의 진단 회로 기판이 변형된 상태를 설명하기 위한 평면도들이다.3 is a plan view of the diagnostic circuit board for explaining the diagnostic circuit board according to an embodiment of the present invention. 4 and 5 are plan views illustrating a deformed state of the diagnostic circuit board of FIG. 3 .
도 3 내지 도 5를 참조하면, 상기 진단 전극들(50, 70)은, 상기 기판(20)의 동일 평면 상에 상호 이격될 수 있다. 이때, 상기 진단 전극들(50, 70)은 상기 기판(20)의 변형 취약 영역 상에서 상호 평행하도록 배치될 수 있다. 여기서, 상기 변형 취약 영역은 침습에 의해 상기 진단 전극(50, 70)에 부식 현상이 발생될 수 있는 영역 및 상기 진단 전극(50, 70) 간에 전자 이동 현상이 발생할 수 있는 영역을 포함한다. 즉, 상기 변형 취약 영역은, 부식 현상 또는 전자 이동 현상에 의하여 상기 기판(20) 상의 전자 회로 간 쇼트(Short)가 발생할 수 있는 영역으로 정의될 수 있다. 3 to 5 , the
상기 진단 전극들(50, 70) 사이 간격(L)은, 상기 진단 전극들(50, 70)이 배치되는 상기 변형 취약 영역 상의 전자 회로 간의 간격과 대응되도록 설정될 수 있다. 예를 들면, 상기 진단 전극들(50, 70) 사이 간격(L)은 상기 전자 회로 간의 간격과 동일하다. 이 경우, 상기 진단 전극들(50, 70) 사이의 간격(L)의 감소비를 고려하여 상기 전자 회로 간 간격의 감소량이 예측될 수 있다. 따라서, 상기 진단 전극들(50, 70) 간의 간격 변화량을 이용하여 상기 전자 회로 간의 쇼트 발생이 예측될 수 있다.The distance L between the
상기 진단 전극들(50, 70)은 제1 전극(50) 및 제2 전극(70)을 포함한다. 상기 제1 전극(50) 및 제2 전극(70)은 각각 상기 전압 인가부(미도시)와 연결되어, 한 쌍의 상기 진단 전극들(50, 70) 사이에 전압이 인가될 수 있다. 이로써, 상기 진단 회로 기판(100)이 상기 진단 전극들(10, 30) 간의 이격 거리에 따라 변화하는 정전 용량값을 갖도록 구성될 수 있다. The
한편, 상기 제1 전극(50) 및 제2 전극(70)은 상호 마주보는 전계 집중부(51, 71)를 각각 가질 수 있다. 상기 전계 집중부(51, 71)는 상기 제1 및 제2 전극(50, 70)에 형성된 전계를 의도적으로 상호 마주보는 방향을 향하여 집중시키도록 구성된다. 상기 전계 집중부(51, 71)는 상기 제1 및 제2 전극(50, 70)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 전계 집중부(51, 71)는, 상기 제1 및 제2 전극(50, 70)으로부터 각각 상호 마주보는 방향을 향해 돌출되는 삼각형 및 원형 중에서 선택된 어느 하나로 구성될 수 있다.Meanwhile, the
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 변화 취약 영역 상의 상기 전계 집중부(51, 71)는, 침습 및 상기 전계 집중부(51, 71) 간의 전자 이동 등으로 인해, 그 형태가 서로를 향하여 연장되는 형태로 변형된다. 이로써, 상기 전계 집중부(51, 71) 간의 변형 전 이격 거리(D3)가 변형 후 이격 거리(D4)로 감소되고, 이에 따라 상기 전계 집중부(51, 71) 간 전자 이동량 또한 증가한다. 결과적으로는, 도 5와 같이, 상기 제1 및 제2 전극(50, 70) 간에 쇼트가 발생한다.3 and 4 , the electric
이를 이용하여, 상기 진단 회로 기판(100)은 상기 전계 집중부(51, 71)의 변형량에 대한 상기 제1 및 제2 전극(50, 70) 간의 정전 용량값 변화량을 획득함으로써, 상기 변화 취약 영역 상의 전자 회로의 이상 유무를 예측할 수 있다. 즉, 상기 진단 회로 기판(100)은, 상기 전계 집중부(51, 71)의 변형에 따른 상기 제1 및 제2 전극(50, 70) 간의 정전 용량값이 증가하는 정보를 획득함으로써, 상기 제1 및 제2 전극(50, 70)이 배치되는 상기 변화 취약 영역의 상태를 예측할 수 있다. 이로써, 상기 진단 회로 기판(100)은 상기 변화 취약 영역 상의 전자 회로 간 쇼트를 예방할 수 있다.Using this, the
상기 제1 전극(50) 및 제 2 전극(70) 간의 이격 거리(D3, D4)는, 상기 전계 집중부(51, 71) 간의 최단 거리로 정의될 수 있다.The separation distances D3 and D4 between the
한편, 상기 전계 집중부(51, 71)의 미세 변형량을 감지하기 위해, 상기 제1 및 제2 전극(50, 70)의 면적(A)이 보다 크게 형성될 수 있다. 이로써, 상기 진단 회로 기판(100)은, 상기 전계 집중부(51, 71)의 변형량에 대해 정밀한 감지가 가능하도록 조정된 정전 용량값을 통하여, 상기 변화 취약 영역 상의 전자 회로의 이상 유무에 대해 보다 면밀히 파악할 수 있다.Meanwhile, in order to sense the amount of micro-deformation of the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 회로 기판의 진단 방법을 설명하기 위한 블록도이다. 6 is a block diagram illustrating a method for diagnosing a diagnostic circuit board according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 진단 회로 기판(100)의 진단 방법에 따르면, 전자 회로 및 기설정된 거리로 이격된 적어도 두 개의 전극들(10, 30, 50, 70)이 구비된 진단 회로 기판(100)을 준비하는 단계(S100), 상기 전자 회로에 사용에 따라 상기 전극들(10, 30, 50, 70) 간의 정전용량의 변화량을 획득하는 단계(S200) 및 상기 정전용량의 변화량에 기초하여, 상기 전자 회로의 이상을 예측하는 단계(S300)를 포함한다. Referring to FIG. 6 , according to the diagnostic method of the
상기 기판(20)을 준비하는 단계(S100)는, 상기 기판(20)의 진단하고자 하는 영역에 따라, 상기 기판(20)의 가장자리부의 상하부에 각각 상부(10) 전극 및 하부 전극(30)을 배치하는 단계, 또는 상기 기판(20) 상의 동일 평면 상에 전계 집중부(51, 71)를 각각 포함하는 제1 전극(50) 및 제2 전극(70)을 배치하는 단계를 포함할 수 있다.In the step of preparing the substrate 20 ( S100 ), the upper 10 electrode and the
또한, 정전용량의 변화량을 획득하는 단계(S200) 및 상기 전자 회로의 이상을 예측하는 단계(S300)를 통하여, 상기 정전용량을 실시간으로 감시함으로써 상기 기판(20)의 고장 여부를 실시간으로 모니터링할 수 있다.In addition, through the step (S200) of obtaining the change amount of the capacitance and the step (S300) of estimating the abnormality of the electronic circuit, the failure of the
구체적으로, 상기 정전용량의 변화량에 기초하여, 상기 전자 회로의 이상을 예측하는 단계(S300)는, 상기 정전용량 측정값의 변화량이 기설정된 허용 범위를 초과하는 경우, 상기 기판(20)에 이상이 있음을 판단하는 단계를 포함할 수 있다. 만약, 상기 정전용량 측정값의 변화량이 기설정된 허용 범위 내로 계측되는 경우, 상기 기판(20)의 이상 예측이 감지될만큼 충분한 상기 정전용량의 변화량이 획득되지 않은 것으로 판단하고, 다시 정전용량의 변화량을 획득하는 단계(S200)로 되돌아가 상기 기판(20)에 대한 진단 단계를 수행할 수 있다. 즉, 상기 정전 용량값의 변화량을 획득함으로써, 상기 기판(20)의 상태를 실시간으로 모니터링할 수 있다. Specifically, in the step ( S300 ) of estimating the abnormality of the electronic circuit based on the amount of change in the capacitance, when the amount of change in the measured capacitance exceeds a preset allowable range, the
반면에, 상기 정전용량 측정값의 변화량이 기설정된 허용 범위를 초과하는 경우, 상기 기판(20)의 이상 예측이 감지되었다고 판단하고, 상기 기판(20)으로부터 외부로 연결된 회로를 통해 경고 신호를 출력할 수 있다. 이로써, 사용자가 상기 기판(20)의 이상 유무를 진단할 수 있다. 또한, 상기 기판(20)의 이상 예측이 감지되는 경우, 상기 기판(20)에 전기적 신호를 제공하여 따른 상기 기판(20)의 저항에 대한 전류와 같은 전기적 특성을 측정함으로써, 상기 기판(20)의 고장을 분석하는 단계를 수행할 수 있다.On the other hand, when the change amount of the capacitance measurement value exceeds a preset allowable range, it is determined that the abnormal prediction of the
상기 진단 회로 기판(100)은 도 1 내지 도 5를 참고로 전술하였으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Since the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following claims. You will understand that there is
10 : 상부 전극
20 : 기판
21 : 단위 기판
23 : 절연층
30 : 하부 전극
50 : 제1 전극
51, 71 : 전계 집중부
70 : 제2 전극
80 : 전압 인가부
81 : 교류 전원
83 : ADC컨버터
85 : 도선
100 : 진단 회로 기판
10: upper electrode 20: substrate
21: unit substrate 23: insulating layer
30: lower electrode 50: first electrode
51, 71: electric field concentration part 70: second electrode
80: voltage applying unit 81: AC power
83: ADC converter 85: conducting wire
100: diagnostic circuit board
Claims (7)
상기 기판 상의 변형 취약 영역에 배치되며, 상기 전자 회로의 사용 시간에 따라 변형되는 상호 이격 거리를 갖는 적어도 한 쌍의 진단 전극들; 및
상기 한 쌍의 진단 전극들 사이에 전압을 인가하여, 상기 이격 거리에 따라 변화하는 정전 용량값을 갖도록 구성되는 전압 인가부를 포함하는 진단 회로 기판.a substrate on which an electronic circuit is formed;
at least one pair of diagnostic electrodes disposed in a deformable region on the substrate and having a mutually spaced distance that is deformed according to a use time of the electronic circuit; and
and a voltage applying unit configured to apply a voltage between the pair of diagnostic electrodes to have a capacitance value that varies according to the separation distance.
상기 전자 회로에 사용에 따라 상기 전극 간의 정전용량의 변화량을 획득하는 단계; 및
상기 정전용량의 변화량에 기초하여, 상기 전자 회로의 이상을 예측하는 단계를 포함하고,
상기 진단 회로 기판은,
전자 회로가 형성된 기판;
상기 기판 상의 변형 취약 영역에 배치되며, 상기 기판의 두께 또는 상기 전자 회로 간 간격의 변화량에 따라 변형되는 상호 이격 거리를 갖는 적어도 한 쌍의 진단 전극들; 및
상기 한 쌍의 진단 전극들 사이에 전압을 인가하여, 상기 이격 거리에 따라 변화하는 정전 용량값을 갖도록 구성되는 전압 인가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 진단 회로 기판의 진단 방법.preparing a diagnostic circuit board including an electronic circuit and at least two electrodes spaced apart from each other by a predetermined distance;
obtaining a change in capacitance between the electrodes according to use in the electronic circuit; and
based on the amount of change in the capacitance, predicting an abnormality in the electronic circuit,
The diagnostic circuit board comprises:
a substrate on which an electronic circuit is formed;
at least one pair of diagnostic electrodes disposed in a deformable region on the substrate and having a mutual separation distance that is deformed according to a change in a thickness of the substrate or a distance between the electronic circuits; and
and a voltage applying unit configured to apply a voltage between the pair of diagnostic electrodes to have a capacitance value that varies according to the separation distance.
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