TWI445967B - 電子元器件的物理應力自動測量系統及方法 - Google Patents

Description

電子元器件的物理應力自動測量系統及方法

本發明涉及電子產品設計領域，尤其涉及一種電子產品中電子元器件的物理應力自動測量系統及方法。

在電子產品的研發設計階段，電子產品的各個元器件的耐用性與可靠度等因素的考量，對於電子產品的品質保證是極其重要的。耐用性與可靠度的考量是透過對電子元器件的物理應力（stress）的測量實現的。所述物理應力是指物理量，如電壓、電流、磁通量、溫度、壓力、及震動形變等，作用在某個元器件上的變動範圍。例如，眾所周知，溫差的產生可能導致爆炸，當某個元器件上溫度的變動所產生溫差超過了一個額定值時，就可能導致該元器件爆炸。又如，電壓差的形成產生電流，當某個元器件上兩個引腳的電壓差過大，導致通過該元器件的電流超過一個額定值時，則會燒毀該元器件。這些都會影響電子產品的耐用性與可靠度。

目前，對於電子元器件的物理應力的測量主要是由研發工程師進行人工審核與檢驗。然而，就一個伺服器的主板而言，僅僅是電容、電阻、與電感這三類元器件的數量就有上千個。由此可知，若採用人工作業的方式，是非常費時費力的，將導致效率降低，成本提高，且延長了產品的研發時程。

鑒於以上內容，有必要提出一種電子元器件的物理應力自動測量系統及方法，其可以利用機器設備自動完成各種物理應力的測量。

所述之電子元器件的物理應力自動測量方法包括：（a）獲取電子元器件上測量點的座標矩陣；（b）根據上述座標矩陣，確定電子元器件上當前需要測量的測量點，並控制一個測量機台的機械手臂運動到該測量點所處的位置；（c）獲取每個電子元器件所需測量的物理應力的種類的資料；（d）根據上述每個電子元器件所需測量的物理應力的種類，確定當前測量點當前所需測量的物理應力；（e）根據上述確定的當前所需測量的物理應力，控制上述測量機台切換到與該種物理應力相匹配的物理應力測量儀和探頭；（f）利用上述物理應力測量儀及探頭對當前測量點進行物理應力的測量，得到一個物理應力的測量值；（g）將上述得到的物理應力的測量值與該物理應力的標準規格的矩陣相比對，以判斷該物理應力是否通過了測量；及（h）生成測量報告，以輸出結果顯示該物理應力是否通過了測量。

所述之電子元器件的物理應力自動測量系統包括通訊連接的測量控制設備及測量機台。所述的測量機台包括：與測量平台連接的機械手臂；多種物理應力測量儀；及安裝在機械手臂末端的多對探頭，其中每對探頭與上述多種物理應力測量儀中的其中一種相匹配。所述的測量控制設備用於控制上述機械手臂移動至電子元器件上各個測量點的位置，並控制所述物理應力測量儀及探頭測量該電子元器件的各種物理應力。

利用本發明所提供之電子元器件的物理應力自動測量系統及方法，只需要測量工程師向系統中輸入需要測量的電子元器件的基本資料，就可以自動對各個電子元器件的各項物理應力進行測量，極大地減少了人力、工作量與時間的耗費。

參閱圖1所示，係本發明電子元器件的物理應力自動測量系統較佳實施例的硬體架構圖。本發明所述的電子元器件的物理應力自動測量系統包括測量控制設備1，測量機台2，及資料庫3。所述測量控制設備1與測量機台2及資料庫3通訊連接。

所述測量控制設備1可以是電腦、伺服器等，其包括多個功能模組（如下述圖2所示），可以自動控制測量機台2進行電子元器件的各種物理應力的測量。所述的物理應力是指物理量，如電壓、電流、磁通量、溫度、壓力、及震動形變等，作用在電子產品的某個元器件上的變動範圍。

所述測量機台2包括平台20，機械手臂21、多種物理應力測量儀22，以及多對探頭23。所述平台20用於放置需要測量物理應力的電子產品4。本實施例中，該電子產品4為主機板。該電子產品4包括多個電子元器件40（圖中只示一個）。所述機械手臂21用於在測量控制設備1的控制下移動，以準確定位到電子產品4上每一個需要進行物理應力測量的測量點位置。所述多種物理應力測量儀22用於測量不同種類的物理應力。例如，該多種物理應力測量儀22可能包括用於測量電壓差的電壓測量儀，用於測量溫差的溫度測量儀等。所述的多對探頭23安裝在機械手臂21的末端。其中，每對探頭23對應於一種物理應力測量儀22，用於在利用其相對應的物理應力測量儀22對某測量點進行物理應力的測量時，感知該測量點的測量值。

所述的資料庫3用於儲存電子產品4的基本資訊，如該電子產品4上的電子元器件40的名稱、每一個電子元器件40上測量點的座標矩陣，每一個電子元器件40需要測量的物理應力的種類，以及所需測量的各種物理應力的標準規格的矩陣等資料。

參閱圖2所示，係圖1中測量控制設備1的功能模組圖。該測量控制設備1包括資料獲取模組10、運動控制模組11、切換控制模組12、物理應力測量模組13、判斷模組14、比對模組15、及報告生成模組16。

上述各模組係完成特定功能的各個軟體程式段，比軟體程式本身更適合於描述軟體在電腦中的執行過程，因此本發明對軟體程式的描述都以模組描述。

所述資料獲取模組10用於從資料庫3中獲取測量點的座標矩陣等資料，以確定當前需要測量的測量點，以及從資料庫3中獲取每一個電子元器件40所需測量的一種或者多種物理應力等資料，以確定當前測量點當前所需測量的物理應力。應該可以理解，物理應力是指兩個測量點的某種物理量的差值，如溫差，因此，所確定的當前需要測量的測量點實際上包括兩個。

所述運動控制模組11用於根據上述確定的當前需要測量的測量點，控制測量機台2的機械手臂21運動到該測量點所處的位置。

所述切換控制模組12用於根據上述確定的當前所需測量的物理應力，控制測量機台2切換到與該種物理應力相匹配的物理應力測量儀22及探頭23。

所述物理應力測量模組13用於利用上述物理應力測量儀22及探頭23對當前測量點進行物理應力的測量。

所述判斷模組14用於判斷當前測量點的所有物理應力是否都已經測量完畢，以及是否電子產品4的所有電子元器件40上的所有測量點的物理應力都已經測量完畢。

所述比對模組15用於將所有測量得到的物理應力的值與資料庫3中儲存的各個物理應力的標準規格的矩陣相比對，以判斷是否所有的物理應力都通過了測量。應該可以理解，在本實施例中，根據具體情況，某一種測量得到的物理應力的值需要小於該種物理應力所對應的標準規格時，才可以判定該種物理應力通過了測量，而另一種測量得到的物理應力的值可能需要大於該種物理應力所對應的標準規格，才可以判定物理應力通過了測量。

所述報告生成模組16用於生成測量報告，以輸出結果顯示所有的物理應力都通過了測量。

參閱圖3，係本發明電子元器件的物理應力自動測量方法較佳實施例的實施流程圖。

步驟S10，測量工程師向資料庫3中匯入電子產品4的每一個待測的電子元器件40上各個測量點的座標矩陣，每一個電子元器件40所需要測量的物理應力的種類，以及各個物理應力的標準規格的矩陣等資料。

步驟S11，資料獲取模組10從資料庫3中獲取測量點的座標矩陣等資料，並根據該座標矩陣等資料，確定電子元器件40上當前需要測量的測量點，並由運動控制模組11控制測量機台2的機械手臂21運動到該測量點所處的位置。應該可以理解，物理應力是指兩個測量點的某種物理量的差值，如溫差，因此，所確定的當前需要測量的測量點實際上包括兩個。

步驟S12，資料獲取模組10從資料庫3中獲取每一個電子元器件40所需測量的一種或者多種物理應力等資料，並根據該資料確定當前測量點當前所需測量的物理應力。

步驟S13，切換控制模組12根據上述確定的當前所需測量的物理應力，控制測量機台2切換到與該種物理應力相匹配的物理應力測量儀22。

步驟S14，切換控制模組12根據上述確定的當前所需測量的物理應力，控制測量機台2的機械手臂21切換到與該種物理應力相匹配的探頭23。

步驟S15，物理應力測量模組13利用上述物理應力測量儀22及探頭23對當前測量點進行物理應力的測量。

步驟S16，判斷模組14判斷當前測量點的所有物理應力是否都已經測量完畢。若當前測量點有任何一個物理應力沒有測量完畢，則返回步驟S12。否則，若當前測量點的所有物理應力都已經測量完畢，則進入步驟S17。

在步驟S17中，判斷模組14判斷是否電子產品4的所有電子元器件40上的所有測量點的物理應力都已經測量完畢。若任何一個電子元器件40上的任何測量點的任何一項物理應力沒有測量完畢，則返回步驟S11。否則，所有電子元器件40上的所有測量點的物理應力都已經測量完畢，則進入步驟S18。

在步驟S18中，比對模組15將所有測量得到的物理應力的值與資料庫3中儲存的各個物理應力的標準規格的矩陣相比對，以判斷是否所有的物理應力都通過了測量。應該可以理解，在本實施例中，根據具體情況，某一種測量得到的物理應力的值需要小於該種物理應力所對應的標準規格時，才可以判定該種物理應力通過了測量，而另一種測量得到的物理應力的值可能需要大於該種物理應力所對應的標準規格，才可以判定物理應力通過了測量。

步驟S19，報告生成模組16生成測量報告，以輸出結果顯示所有的物理應力都通過了測量。

以上所述僅為本發明之較佳實施方式而已，且已達廣泛之使用功效，凡其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成之均等變化或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

1．．．測量控制設備

2．．．測量機台

20．．．平台

21．．．機械手臂

22．．．物理應力測量儀

23．．．探頭

3．．．資料庫

4．．．電子產品

40．．．電子元器件

10．．．資料獲取模組

11．．．運動控制模組

12．．．切換控制模組

13．．．物理應力測量模組

14．．．判斷模組

15．．．比對模組

16．．．報告生成模組

圖1係本發明電子元器件的物理應力自動測量系統較佳實施例的硬體架構圖。

圖2係圖1中測量控制設備的功能模組圖。

圖3係本發明電子元器件的物理應力自動測量方法較佳實施例的實施流程圖。

1．．．測量控制設備

2．．．測量機台

20．．．平台

21．．．機械手臂

22．．．物理應力測量儀

23．．．探頭

3．．．資料庫

4．．．電子產品

40．．．電子元器件

Claims (10)

1. 一種電子元器件的物理應力自動測量方法，包括：
   （a）獲取電子元器件上測量點的座標矩陣；
   （b）根據上述座標矩陣，確定電子元器件上當前需要測量的測量點，並控制一個測量機台的機械手臂運動到該測量點所處的位置；
   （c）獲取每個電子元器件所需測量的物理應力的種類的資料；
   （d）根據上述每個電子元器件所需測量的物理應力的種類，確定當前測量點當前所需測量的物理應力；
   （e）根據上述確定的當前所需測量的物理應力，控制上述測量機台切換到與該種物理應力相匹配的物理應力測量儀和探頭；
   （f）利用上述物理應力測量儀及探頭對當前測量點進行物理應力的測量，得到一個物理應力的測量值；
   （g）將上述得到的物理應力的測量值與該物理應力的標準規格的矩陣相比對，以判斷該物理應力是否通過了測量；及
   （h）生成測量報告，以輸出結果顯示該物理應力是否通過了測量。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子元器件的物理應力自動測量方法，其中，步驟（a）之前，該方法還包括：
   向資料庫中匯入所述的電子元器件上測量點的座標矩陣，每個電子元器件所需測量的物理應力的種類，以及各個物理應力的標準規格的矩陣。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電子元器件的物理應力自動測量方法，其中，在步驟（f）之後步驟（g）之前，該方法還包括：
   重複步驟（d）至（f），直到當前測量點的所有物理應力都已經測量完畢；及
   重複（b）至（f），直到所有電子元器件上的所有測量點的物理應力都已經測量完畢。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電子元器件的物理應力自動測量方法，其中，所述電子元器件包括電阻、電容、及電感。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電子元器件的物理應力自動測量方法，其中，所述物理應力包括電壓差、電流差、磁通量差、溫度差、及/或者壓力差。
6. 一種電子元器件的物理應力自動測量系統，該系統包括通訊連接的測量控制設備及測量機台，所述測量機台包括：
   與測量平台連接的機械手臂；
   多種物理應力測量儀；及
   安裝在機械手臂末端的多對探頭，其中每對探頭與上述多種物理應力測量儀中的其中一種相匹配；
   所述的測量控制設備用於控制上述機械手臂移動至電子元器件上各個測量點的位置，並控制所述物理應力測量儀及探頭測量該電子元器件的各種物理應力。
7. 如申請專利範圍第6項所述之電子元器件的物理應力自動測量系統，其中，所述測量控制設備包括：
   資料獲取模組，用於獲取電子元器件上各個測量點的座標矩陣，以確定當前需要測量的測量點，以及獲取每個電子元器件所需測量的物理應力的種類，以確定當前測量點當前所需測量的物理應力；
   運動控制模組，用於根據當前需要測量的測量點，控制上述測量機台的機械手臂運動到該測量點所處的位置；
   切換控制模組，用於根據當前所需測量的物理應力，控制測量機台切換到與該種物理應力相匹配的物理應力測量儀及探頭；
   物理應力測量模組，用於利用上述物理應力測量儀及探頭對當前測量點進行物理應力的測量，得到一個物理應力的測量值；
   判斷模組，用於判斷當前測量點的所有物理應力是否都已經測量完畢，以及是否所有電子元器件上的所有測量點的物理應力都已經測量完畢；
   比對模組，用於將所有測量得到的物理應力的值與各個物理應力的標準規格的矩陣相比對，以判斷是否所有的物理應力都通過了測量；及
   報告生成模組，用於生成測量報告，以輸出結果顯示所有的物理應力都通過了測量。
8. 如申請專利範圍第6項所述之電子元器件的物理應力自動測量系統，其中，所述電子元器件上測量點的座標矩陣，每一個電子元器件所需測量的物理應力的種類，以及各個物理應力的標準規格的矩陣儲存於一個資料庫中。
9. 如申請專利範圍第6項所述之電子元器件的物理應力自動測量系統，其中，所述電子元器件包括電阻、電容、及電感。
10. 如申請專利範圍第6項所述之電子元器件的物理應力自動測量系統，其中，所述物理應力包括電壓差、電流差、磁通量差、溫度差、及/或者壓力差。