TWI459009B - 複合式量測治具 - Google Patents

Description

複合式量測治具

本發明係關於一種量測治具，特別是一種具有多重測試功能之複合式量測治具。

印刷電路板(PRINTING CIRCUIT BOARD,PCB)為時下常見之電子零組件，其特色在於不透過外接之實體電線，插設於電路板之電子元件即可透過電路板上設計好之電路(layout)電性連接於其他電子元件，除了減少實體電路的設置以節省空間外，印刷電路板並可於製作前依照電子裝置內各電子元件之種類及電子裝置所欲實施之功能，進行電路邏輯設計及電路布局，再依據設計結果製作印刷電路板，因此可將印刷電路板之表面積在滿足客戶需求的功能要求下縮減到最小，以符合目前電子產品體積日趨微型化之趨勢。

此外，經由印刷製程可使印刷電路板大量的生產，藉以降低製作成本，更符合電子產業的經濟效益。由於具備上述之優點，印刷電路板於目前電子相關產業中，已經成為不可或缺之必要電子零組件，並且產業需求量極大。

然而，印刷電路板在製造商生產完成後，必須針對不同的測試項目進行一連串的測試步驟，確保產品沒有瑕疵，才能夠出貨，以保持產品的品質，維護消費者權益及公司的信譽。

常見的電路板測試項目包含有板彎測試、電路板之電池的電壓測試以及漏電流的電壓測試等不同測試項目。板彎測試主要是 針對印刷電路板在製作及加工過程中，會因為電路板本身的材質或在電路板經過回流焊及波峰焊等焊接步驟時受熱膨脹或遇冷收縮，使得電路板相對釋放內部的應力，並在受高温後導致有變形的情況。此類變形的電路板在組裝到電子裝置後會有電子元件空焊，錫裂等現象，造成電路板上裝設之電子元件接觸不良或是短路等問題。

另外，內建電池之電壓的量測與漏電流電壓的量測，是為了確保電路板上的內建電池的電壓值為正常規範，同時要也避免因為漏電流量過大而使得內建電池提前耗盡，進而引發電路板上的時間記錄不準確，或電路板接不上電源等問題。上述這些瑕疵問題都會直接影響到電路板的品質，因此凡是出廠之電路板都至少必須經過板彎測試、電路板電池的電壓測試以及漏電流的電壓測試等三項測試項目，以避免瑕疵品出貨，而影響產品的品質。

目前業界採用之板彎測試流程，首先將電路板平放在量測治具上，測試人員再以人工方式手持一厚薄規去量測電路板任一長邊與量測治具間的間隙是否超出所定義的板彎範圍，厚薄規的厚度為允許之板彎範圍。

舉例說明，若是厚薄規無法插入電路板任一長邊與量測治具間的間隙，則代表此電路板沒有彎折變形，或是板彎程度尚在可接受的範圍內，若是厚薄規可插入，則代表此電路板板彎超過標準，因此歸類為瑕疵品。但是此種以人工方式進行板彎測試的測試步驟因為受限於量測治具，測試人員僅能測量電路板的一長邊，其他三邊則只能以目測的方法判定，存在有很大的誤差。

其次，若量測時若電路板的兩角沒有平貼於量測治具，則量測結果會不準確，導致雖然電路板通過測試，但是不良品仍有流到市場的風險。此外，以目前習知以人工測試板彎的檢測流程並沒有設計流程卡關機制，由於完全是採用人工測試的方式，導致縱然測試人員疏忽沒有測試到的待測電路板，仍可進行後續其他項目的測試，同時測試通過與否的結果亦沒有紀錄，不利於日後的統計及追溯。

目前業界採用之電路板電池的電壓測試以及漏電流的電壓測試，亦採以人工方式進行檢測，其步驟首先將電路板平放在靜電桌上，測試人員用三用電表量測電路板上內建電池的電壓值及電子元件漏電流的電壓值是否超出所定義的規範，若內建電池有電壓且漏電流電壓也沒有超過標準，則表示電路板合格；反之，電壓超過標準的電路板則歸類為瑕疵品。

因為電壓量測完全憑藉線上測試人員的手動量測，曠日廢時，不符合經濟效益。同時如前述板彎測試的缺點，現有的電壓量測工作流程並沒有設計流程卡關機制，以及進行相對應的檢測記錄，不利於日後的統計及追溯，人員無法透過檢測流程確保電路板的品質。

鑒於以上的問題，本發明提供一種具有多重測試功能之複合式量測治具，將前述的電路板檢測必要的三個項目：板彎測試、電路板內建電池的電壓測試以及電路板漏電流的電壓測試等三個測試項目整合於一個量測治具上進行測試，藉以解決習用完全以 人工方式進行上述的檢測，耗費大量人力及檢測時間，致以增加測試成本，又容易產生測試誤差，並且無法確實追蹤測試流程是否確實執行等問題。

本發明揭露一種複合式量測治具，適用於具有至少一電性接點的待測電路板。複合式量測治具包含一平台、一光學檢測組件以及一電路檢測組件，其中平台用以放置待測電路板於其上。光學檢測組件包括一光學檢測顯示模組、一光發射器以及一光接收器，光發射器設置於平台上，且光發射器發出一光線，光接收器設置於平台上，光接收器與光發射器相對配置，且光接收器與光學檢測顯示模組電性連接。當光發射器之光線越過待測電路板至光接收器，光接收器對應產生一測試通過訊號或一錯誤訊號，並傳送至光學檢測顯示模組顯示。

電路檢測組件包括至少一電路檢測顯示模組，以及電性連接於電路檢測顯示模組的至少一電性偵測元件，電性偵測元件配置於平台上。當待測電路板置放於平台上，待測電路板之電性接點與電性偵測元件相接觸，電性偵測元件對應產生至少一測試數值傳送至電路檢測顯示模組顯示。

本發明之功效在於，測試人員透過本發明之複合式量測治具，即可同時針對電路板進行板彎測試、電路板內建電池的電壓測試以及電路板漏電流的電壓測試等三個測試項目，如此可大幅減少測試時間，提高生產效能，同時有效地減少人為測試的誤差，以確保測試的準確性，將瑕疵電路板篩選出來，進而提升產品的整體出貨品質。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

本發明所揭露各實施例之複合式量測治具10適用於一待測電路板50，待測電路板50具有貫通的複數個定位孔(未標示)，待測電路板50的背面設有複數個電性接點501。待測電路板50之定位孔以及電性接點501的位置係依據待測電路板50的種類及測試需求而有所不同，並不以本發明所揭露之各型態為限。

在第一實施例中，本發明揭露一種複合式量測治具10，請參考第1圖所示之複合式量測治具之立體圖，並同時參考第2圖之一實施態樣平台的局部放大圖、第3圖之另一實施態樣平台的局部放大圖、第4圖之測試示意圖及第6圖之電路方塊示意圖。

本發明第一實施例之複合式量測治具10包含一平台100、一光學檢測組件200、一電路檢測組件300，其中平台100用以放置待測電路板50於其上。於本實施例中，平台100具有兩種不同的實施態樣，其中一實施態樣平台100如第2圖所示為水平平面的型態，待測電路板50係直接放置於平台100上；另一實施態樣的平台100更具有一容置槽1001，容置槽1001之形狀依據待測電路板50的種類不同而變更，使得容置槽1001的尺寸與待測電路板50的尺寸相符。當進行板彎測試時，待測電路板50是設置於容置槽1001內。

本實施例之光學檢測組件200包括一光發射器201、一光接收器202以及一光學檢測顯示模組203。光發射器201及光接收 器202均設置於平台100上，其中光接收器202與光學檢測顯示模組202電性連接，並且光發射器201是設置於平台100的一側邊上，光接收器202係設置於平台100的另一側邊，也就是說，光接收器202與光發射器201呈相對應的配置關係。

值得注意的是，光發射器201及光接收器202包含但不限於光纖、紅外線等光學收發器材，本技術領域之人員可依據設計需求而對應採用不同的光學收發器材，並不以本實施例為限。同時，本發明所揭露的光發射器201及光接收器202在平台100的設置位置，可隨著不同實施態樣的平台100而對應變更。

舉例說明，當平台100為平坦的一平面型態時，待測電路板50係直接安置於平台100上，使得待測電路板50之高度係超出於平台100的平面，因此光發射器201及光接收器202的設置高度亦必須相對設置的較高；相對地，當平台100凹設有一容置槽1001時，待測電路板50係安置於容置槽1001內，使待測電路板50之高度超出平台100較有限，甚至是待測電路板50與平台100的基準面位於同一水平線上，因此光發射器201及光接收器202的設置高度則不用太高，僅須超過待測電路板50並且可達到板彎測試的目的即可。然而，不論是採用上述何種態樣的平台，光發射器201及光接收器202的設置位置皆是根據待測電路板50的板彎測試標準所決定，以精確地對待測電路板50進行板彎測試，以取得正確的檢測結果。

本發明之光學檢測組件200的測試原理，請同時參考第5A、5B圖所示的測試示意圖。當光發射器201發出一光線，若光線越 過放置於平台100上之待測電路板50而被光接收器202所接收，光接收器202對應產生一測試通過訊號傳送至光學檢測顯示模組203顯示通過測試；反之，若待測電路板50有變形彎折之缺陷，且超過板彎測試的標準值時，會導致光線被待測電路板50阻隔而無法被光接收器202接收，光接收器202在一定時間內沒有接收到光線後，將對應產生一錯誤訊號，並傳送至光學檢測顯示模組203顯示沒有通過測試。

詳細而言，本實施例所述的光學檢測顯示模組203包括但不限於顯示螢幕、七段顯示器或燈號，本領域具有通常技藝之人士可依據複合式量測治具10計及需求採用不同的顯示裝置。本實施例之光學檢測顯示模組203可透過顯示螢幕顯示或七段顯示器依據測試通過訊號或錯誤訊號以文字型態呈現待測電路板50是否通過板彎測試，但顯示方式不以此為限，光學檢測顯示模組203亦可以燈號的明滅或不同的色光切換呈現板彎測試通過與否，目的皆是讓測試人員能最快且明確瞭解板彎測試的結果，同時不會產生判讀錯誤的情形即可。

本實施例之板彎測試的測試標準值設定為待測電路板50的板彎度不得超過其長邊邊長之0.75%，並且最大的設限值為2.5釐米(mm)，但不以此為限，因應不同的待測電路板50種類，將制定有不同標準值，以符合測試需求。

承前所述，在第一實施例中，電路檢測組件300包括至少一電路檢測顯示模組302以及至少一電性偵測元件301。電性偵測元件301與電路檢測顯示模組302電性連接，且電性偵測元件301 配置於平台100上，其設置位置係對應於待測電路板50之電性接點501的位置。

因此，當待測電路50板置放於平台100上時，待測電路板50之電性接點501與電性偵測元件301相接觸，並以電性偵測元件301偵測電性接點501之電壓值，其中所偵測之電壓值包含有待測電路板50內建電池的電壓值及電子元件漏電流的電壓值。

當電性偵測元件301在取得電壓值後，對應產生至少一測試數值傳送至電路檢測顯示模組302以顯示測試結果，並由測試人員判斷待測電路板50內建電池的電壓值及電子元件漏電流的電壓值是否超過標準值。

值得注意的是，本實施例所述的電路檢測顯示模組302包括但不限於顯示螢幕、七段顯示器或燈號，本領域具有通常技藝之人可依據複合式量測治具10計及需求採用不同的顯示裝置。本實施例之電路檢測顯示模組302可透過顯示螢幕顯示或七段顯示器依據測試訊號以文字型態呈現待測電路板50被測試出的內建電池的電壓值及電子元件漏電流的電壓值，供測試人員判斷進行判斷，但顯示方式不以此為限，目的只要讓測試人員能最快且明確瞭解板彎測試的結果，同時不會產生判讀錯誤的情形即可。

一般而言，主機板電池的電壓值標準必須在2.7伏特以上，而電子元件漏電流之電壓值標準則依據電子元件之種類及型號不同而改變。舉例說明，Intel& AMD晶片其漏電流電壓必須在0.2~7毫伏特(mV)之間，Nvidia晶片則必須0.2~10毫伏特(mV)。

值得注意的是，電路檢測組件300之電路檢測顯示模組302 及電性偵測元件301不以一組為限，使針對待測電路板50之電池的電壓測試及漏電流的電壓測試採用獨立的電路檢測顯示模組302及電性偵測元件301，分別對應產生測試數值，並傳送至二電路檢測顯示模組302分別顯示電壓測試結果。

本實施例之複合式量測治具10更包含有一測試開關500，分別電性連接於光學檢測組件200及電路檢測組件300。當測試開關500被測試人員致動後，測試開關500電性傳輸一測試訊號至光學檢測組件200及電路檢測組件300以執行作動。

本實施例之測試開關500具有兩個啟動按鈕，且兩個啟動按鈕必須同時被按壓或開啟，才能夠啟動本發明之複合式量測治具10，此一設計是為了避免測試人員在放置待測電路板50而手還未離開平台100的情況下錯誤啟動測試開關500而發生意外傷害，因此必須以雙手啟動試開關500，加強操作人員於測試時的安全性。

當測試人員以第一實施例之複合式量測治具10進行測試時，首先將待測電路板50放置於平台100上，以光學檢測組件200進行待測電路板50之板彎測試，並透過光學檢測顯示模組203顯示待測電路板50是否通過測試。在完成板彎測試步驟後，再以電路檢測組件300同時進行待測電路板50之電池電壓測試及漏電流電壓測試，並以電路檢測顯示模組302顯示測試結果，測試人員則依據測試結果判斷是否超過標準值，前述之測試步驟可依照測試人員的需求調整順序，但必須完成前一項測試後，才能夠進行另一測試步驟。

在第二實施例中，請參考第7圖所示之立體示意圖，並同時參考第8圖之電路方塊示意圖。本實施例之複合式量測治具10大致與第一實施例相同，惟其不同之處在於，除了第一實施例所揭露之元件外，第二實施例之複合式量測治具10更包括有一處理單元610、一顯示器620及一掃描器630。

本實施例之處理單元610與顯示器620電性連接，其中處理單元610並與光學檢測組件200及電路檢測組件300電性連接。當光接收器202傳送測試通過訊號或錯誤訊號至處理單元610，處理單元610對應產生一比對訊號並傳送至顯示器620上顯示。

此外，處理單元610更儲存有一標準數值，當電性偵測元件301傳送測試數值至處理單元610，處理單元610比對標準數值及測試數值，處理單元610對應產生另一比對訊號並傳送至顯示器620。

因此，本實施例之光學檢測組件200及電路檢測組件300的測試結果不僅可透過光學檢測顯示模組203及電路檢測顯示模組302顯示外，亦可透過顯示器620予以顯示。或者是，本實施例之光學檢測顯示模組203及電路檢測顯示模組302亦可整合於顯示器620一併顯示三種測試的測試結果，以減少測試流程的步驟。

除此之外，本實施例之處理單元610更與一伺服器800及一掃描器630電性連接，在測試完成後，處理單元610傳送測試數值及比對訊號傳送並儲存於伺服器800，做為測試紀錄，以便於後續之測試統計及稽核，進而改善測試品質。

同時，測試人員亦可以掃描器630偵測待測電路板50之序號 資訊，處理單元610則根據序號資訊自伺服器800取得待測電路板50之測試數值，以利於處理單元610進行比對。

當測試人員以第二實施例之複合式量測治具10進行測試時，除實施第一實施例所揭露之測試外，處理單元610亦可比對測試數值及標準數值，並將結果顯示於顯示器620，毋須仰賴人工判斷，減少操作時間，同時處理單元610在完成測試後上傳相關數值及記錄至伺服器800，以利於日後統計及追蹤。

在第三實施例中，請參考第9圖所示之立體示意圖，並請同時參考第10圖及第11圖之側視圖。本實施例之複合式量測治具10大致與第二實施例相同，惟其不同之處在於，除了第二實施例所揭露之元件外，第三實施例之複合式量測治具10更包括有一固定組件900，其具有相連接的一動力源901及一抵頂件902。

測試人員驅動動力源901以帶動抵頂件902相對於平台100往復位移，使抵頂件902壓抵待測電路板50與電性偵測元件301相接觸，以避免電性偵測元件301與待測電路板50上之電性接點501接觸不良，影響電壓量測。

值得注意的是，本實施例所述之動力源901包含但不限於氣泵、馬達或電動機等之動力裝置，凡能產生動能並帶動與其相連之抵頂件902位移之動力裝置皆可為動力源901，本領域具有通常技藝之人士可依據測試需求採用不同之裝置。

此外，本實施例之抵頂件902更進一步具有複數個定位柱903，其設置位置對應待測電路板50之定位孔。當待測電路板50設置於平台100時，定位柱903分別穿設待測電路板50的定位孔 (圖未示)，以避免抵頂件902因直接壓抵待測電路板50而造成抵頂件902壓抵待測電路板50損壞的情況，並且亦可加強抵頂件902固定待測電路板50的功效。

在第四實施例中，請參考第12圖所示之立體示意圖，本實施例之複合式量測治具10大致與第三實施例相同，惟其不同之處在於，除了第三實施例所揭露之元件外，第四實施例之複合式量測治具10更包括有有三組光發射器201及光接收器202。

各光發射器201與各光接收器202分別配置於待測電路板50的其中三側邊，因此可同時測試待測電路板50的任三邊，以確認待測電路板50是否有彎折或是變形的情況，相較於第一至三實施例中光學檢測組件200配置有單一組光發射器201及光接收器202的型態，僅能檢測待測電路板50單一邊的板彎程度，本實施例的三組光發射器201及光接收器202可檢測待測電路板50的任三邊的平直度，更確保板彎測試的精確性。

經由上述本發明所揭露各實施例之複合式量測治具，測試人員經由一台量測治具，依序進行板彎測試、電路板內建電池的電壓測試以及電路板漏電流的電壓測試等三個測試項目，其優點在於，可以最精簡之人力成本及檢測時間，即能完成上述的三種測試項目。同時，測試人員亦毋須具備電子電機相關技術背景，僅須開動治具即可進行測試，有效避免人為因素對檢測結果所造成的誤差影響

此外，本發明所揭露的複合式量測治具，亦可將測試結果上傳至伺服器儲存，作為日後統計、稽核或追蹤的依據，以改善測 試方法，加強測試的準確性，進一步提升產品的品質。

雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及數量當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧複合式量測治具

100‧‧‧平台

1001‧‧‧容置槽

200‧‧‧光學檢測組件

201‧‧‧光發射器

202‧‧‧光接收器

203‧‧‧光學檢測顯示模組

300‧‧‧電路檢測組件

301‧‧‧電性偵測元件

302‧‧‧電路檢測顯示模組

50‧‧‧待測電路板

500‧‧‧測試開關

501‧‧‧電性接點

610‧‧‧處理單元

620‧‧‧顯示器

630‧‧‧掃描器

800‧‧‧伺服器

900‧‧‧固定組件

901‧‧‧動力源

902‧‧‧抵頂件

903‧‧‧定位柱

第1圖所示為本發明第一實施例之複合式量測治具之立體示意圖。

第2圖所示為本發明第一實施例之複合式量測治具之一實施態樣平台的局部放大示意圖。

第3圖所示為本發明第一實施例之複合式量測治具之另一實施態樣平台的局部放大示意圖。

第4圖所示為本發明第一實施例之複合式量測治具之測試示意圖。

第5A圖所示為本發明第一實施例之複合式量測治具進行光學測試之示意圖。

第5B圖所示為本發明第一實施例之複合式量測治具進行光學測試之示意圖。

第6圖所示為本發明第一實施例之複合式量測治具之電路方塊示意圖。

第7圖所示為本發明第二實施例之複合式量測治具之立體示意圖。

第8圖所示為本發明第二實施例之複合式量測治具之電路方塊示意圖。

第9圖所示為本發明第三實施例之複合式量測治具之立體示意圖。

第10圖所示為本發明第三實施例之複合式量測治具之側視圖。

第11圖所示為本發明第三實施例之複合式量測治具之側視圖。

第12圖所示為本發明第四實施例之複合式量測治具之立體示意圖。

10‧‧‧複合式量測治具

100‧‧‧平台

201‧‧‧光發射器

202‧‧‧光接收器

203‧‧‧光學檢測顯示模組

301‧‧‧電性偵測元件

302‧‧‧電路檢測顯示模組

500‧‧‧測試開關

Claims (12)

1. 一種複合式量測治具，適用於一待測電路板，該待測電路板具有至少一電性接點，該複合式量測治具包含：一平台，用以放置該待測電路板於其上；一光學檢測組件，包括：一光學檢測顯示模組；一光發射器，設置於該平台上，且該光發射器發出一光線；以及一光接收器，設置於該平台上，該光接收器與該光發射器相對配置，且該光接收器與該光學檢測顯示模組電性連接；其中，該光發射器之該光線越過該待測電路板至該光接收器，該光接收器對應產生一測試通過訊號或一錯誤訊號，並傳送至該光學檢測顯示模組顯示；以及一電路檢測組件，包括：至少一電路檢測顯示模組；以及至少一電性偵測元件，電性連接於該電路檢測顯示模組，該電性偵測元件配置於該平台上，當該待測電路板置放於該平台上，該待測電路板之該電性接點與該電性偵測元件相接觸，該電性偵測元件對應產生至少一測試數值傳送至該電路檢測顯示模組顯示。
2. 如請求項第1項所述之複合式量測治具，其中該平台更具有一容置槽，該容置槽之尺寸與該待測電路板之尺寸相符，該待測 電路板係容設於該容置槽內。
3. 如請求項第1項所述之複合式量測治具，其中更包括有一處理單元及一顯示器，該處理單元與該顯示器電性連接，該處理單元與該電路檢測組件電性連接，該處理單元儲存有一標準數值，該電性偵測元件傳送該測試數值至該處理單元，該處理單元比對該標準數值及該測試數值，該處理單元對應產生一比對訊號並傳送至該顯示器上顯示。
4. 如請求項第3項所述之複合式量測治具，其中該處理單元更與該光學檢測組件電性連接，該光接收器傳送該測試通過訊號或該錯誤訊號至該處理單元，該處理單元對應產生另一比對訊號並傳送至該顯示器上顯示。
5. 如請求項第4項所述之複合式量測治具，其中該處理單元更與一伺服器電性連接，該處理單元傳送該測試數值至該伺服器儲存。
6. 如請求項第5項所述之複合式量測治具，其中更包括有一掃描器，電性連接於該處理單元，該掃描器偵測該待測電路板之一序號資訊，該處理單元根據該序號資訊自該伺服器取得該待測電路板之該測試數值。
7. 如請求項第1項所述之複合式量測治具，其中該光學收發組件更包括有三該光發射器及三該光接收器，各該光發射器與各該光接收器分別配置於該待測電路板的其中三側邊。
8. 如請求項第1項所述之複合式量測治具，其中更包括有一固定組件，具有一動力源及一抵頂件，該動力源與該抵頂件相連 接，該動力源被驅動而帶動該抵頂件相對於該平台往復位移，該抵頂件壓抵該待測電路板與該電性偵測元件相接觸。
9. 如請求項第8項所述之複合式量測治具，其中該抵頂件更具有複數個定位柱，該待測電路板具有複數個定位孔，當該待測電路板設置於該平台，該等定位柱分別穿設該等定位孔。
10. 如請求項第9項所述之複合式量測治具，其中，該動力源係為氣泵、馬達或電動機。
11. 如請求項第1項所述之複合式量測治具，其中該電路檢測組件包括分別電性連接之二該電路檢測顯示模組及二該電性偵測元件，該二電性偵測元件分別偵測該待測電路板之電池電壓值及漏電流電壓值，並分別對應產生該測試數值並傳送至該二電路檢測顯示模組顯示。
12. 如請求項第1項所述之複合式量測治具，其中更包含有一測試開關，分別電性連接於該光學檢測組件與該電路檢測組件，該測試開關選擇性被致動，該測試開關產生並電性傳輸一測試訊號至該光學檢測組件與該電路檢測組件執行作動。