TWI630401B - 電路板之測試系統 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種電路板之測試系統,其係使用測試治具檢測電路板之排線的線路,測試治具包括:第一接觸元件、開關電路、第二接觸元件、電壓擷取元件及控制單元。其中,第一接觸元件連接於線路之輸入端,第二接觸元件連接於線路之輸出端。控制單元驅動開關電路進行切換,以提供測試電壓至奇數線路或偶數線路。控制單元自電壓擷取元件讀取奇數線路之電壓值及偶數線路之電壓值以判斷排線之線路的功能是否正常。
Description
本發明係有關於一測試系統,尤指一種電子裝置之電路板的測試系統。
隨著現今科技的發展,各種電子裝置,例如桌上型電腦、筆記型電腦、平板、個人數位助理(PDA)、智慧型手機、外接式硬碟、隨身碟、印表機、事務機、滑鼠、鍵盤或攝影機等已漸漸成為人們生活中或工作上不可或缺的輔助工具。
而由於各種電子裝置的功能日益複雜,且體積日益地縮小,使得電子裝置內用以傳導電子訊號之軟性排線的尺寸亦更為密集,其電性接點的間距更是相當微小。而在電路板生產的過程中,必須對其排線的電性接點進行檢測,以確保排線在連接上可正確無誤。
於現有的技術中,排線係以人工方式對其線路進行逐一的測試,而在長時間進行重複性測試的狀態下,若測試人員的注意力無法集中,容易產生錯誤的測試結果,使得所生產電路板之良率下降。另一方面,若需增加產線的產值時,所需耗費的檢測人力及測試時間亦相對地增加,使得產品之成本也相對地提高。
有鑑於此,如何提供一種可正確並快速檢測電路板
排線之線路的功能是否正常的測試系統,為本發明欲解決的技術課題。
本發明之主要目的,在於提供一種應用於產線上,可正確並快速檢測電路板排線之線路的功能是否正常的測試系統。
為達前述之目的,本發明提供一種電路板之測試系統,包括:測試治具,連接於電路板,用以檢測電路板之排線的複數個線路,測試治具包括:第一接觸元件,連接於線路中之複數個奇數線路之輸入端及複數個偶數線路之輸入端;開關電路,連接於第一接觸元件並提供測試電壓至第一接觸元件;第二接觸元件,連接於線路中之奇數線路之輸出端及偶數線路之輸出端;電壓擷取元件,連接於第二接觸元件並用以擷取線路的電壓值;以及控制單元,連接於電壓擷取單元及開關電路,並自電壓擷取單元讀取線路的電壓值;其中,控制單元驅動開關電路進行切換,以提供測試電壓至奇數線路或偶數線路,控制單元自電壓擷取元件讀取奇數線路之電壓值及偶數線路之電壓值以判斷排線之線路的功能是否正常。
於上述較佳實施方式中,其中第一接觸元件包括第一測試電路及第二測試電路,第二接觸元件包括第三測試電路及第四測試電路。
於上述較佳實施方式中,其中第一測試電路藉由複
數個第一固定電阻連接於奇數線路之輸入端。
於上述較佳實施方式中,其中第二測試電路藉由複數個第二固定電阻連接於偶數線路之輸入端。
於上述較佳實施方式中,其中第三測試電路藉由複數個第三固定電阻連接於奇數線路之輸出端,並藉由第一接地電阻接地。
於上述較佳實施方式中,其中第四測試電路藉由複數個第四固定電阻連接於偶數線路之輸入端,並藉由第二接地電阻接地。
於上述較佳實施方式中,其中奇數線路並聯於第一測試電路及第三測試電路之間。
於上述較佳實施方式中,其中電壓擷取元件包括第一類比輸入接腳,第一類比輸入接腳連接至第三測試電路,並用以擷取奇數線路的電壓值。
於上述較佳實施方式中,其中偶數線路並聯於第二測試電路及第四測試電路之間。
於上述較佳實施方式中,其中電壓擷取元件包括第二類比輸入接腳,第二類比輸入接腳連接至第四測試電路,並用以擷取偶數線路的電壓值。
於上述較佳實施方式中,其中開關電路包括:光繼電器及連接於光繼電器的單刀單擲繼電器,單刀單擲繼電器具有共用端、第一常閉端及第二常閉端,共用端連接直流電源,且直流電源用以提供測試電壓,第一常閉端連接至第一測試電路,第二常閉端連接至第二測試電路。
於上述較佳實施方式中,其中控制單元包括數位輸出接腳,數位輸出接腳連接於光繼電器,並提供啟動電壓至光繼電器,以藉由光繼電器驅動單刀單擲繼電器之共用端接觸第一常閉端或第二常閉端。
於上述較佳實施方式中,其中測試治具進一步包括
第三接觸元件,第三接觸元件連接於電路板的複數個LED元件。
於上述較佳實施方式中,其中第三接觸元件具有複數個第三接地電阻,且LED元件串聯於第三接地電阻後接地。
於上述較佳實施方式中,其中電壓擷取元件包括複數個第三類比輸入接腳,第三類比輸入接腳連接至LED元件與第三接地電阻之間,並用以擷取LED元件的電壓值。
於上述較佳實施方式中,其中控制單元自電壓擷取單元讀取LED元件的電壓值。
AI0~AI3‧‧‧第三類比輸入接腳
AI4‧‧‧第一類比輸入接腳
AI5‧‧‧第二類比輸入接腳
B‧‧‧光束
D‧‧‧光發射器
D1~D4‧‧‧LED元件
DO1‧‧‧數位輸出接腳
F‧‧‧金屬氧化物半導體場效電晶體
I‧‧‧第一測試電路
II‧‧‧第二測試電路
III‧‧‧第三測試電路
IV‧‧‧第四測試電路
IN01~IN08‧‧‧輸入端
OUT01~OUT08‧‧‧輸出端
R1~R4‧‧‧第三接地電阻
R11、R12、R13、R14‧‧‧第一固定電阻
R15、R16、R17、R18‧‧‧第三固定電阻
R19‧‧‧第一接地電阻
R21、R22、R23、R24‧‧‧第二固定電阻
R25、R26、R27、R28‧‧‧第四固定電阻
R29‧‧‧第二接地電阻
R36、R37‧‧‧固定電阻
RL11、RL12、RL13、RL14‧‧‧奇數線路
RL21、RL22、RL23、RL24‧‧‧偶數線路
T1~T4、T11、T21‧‧‧電壓值
Vcc、Vcc1、Vcc2‧‧‧直流電源
Vh‧‧‧啟動電壓
Vt1、Vt2‧‧‧測試電壓
1‧‧‧電路板之測試系統
10‧‧‧測試治具
11‧‧‧控制單元
12‧‧‧電壓擷取元件
13‧‧‧開關電路
131‧‧‧光繼電器
132‧‧‧單刀單擲繼電器
14‧‧‧第一接觸元件
15‧‧‧第二接觸元件
16‧‧‧第三接觸元件
20‧‧‧電路板
21‧‧‧排線
22‧‧‧LED模組
圖1:係為本發明電路板之測試系統的方塊示意圖;圖2:係為本發明電路板之測試系統的電路示意圖;圖3A:係為本發明電路板之測試系統之光繼電器的電路示意圖;以及圖3B:係為本發明電路板之測試系統之單刀單擲繼電器作動的電路示意圖。
本發明的優點及特徵以及達到其方法將參照例示性實施例及附圖進行更詳細的描述而更容易理解。然而,本發明可以不同形式來實現且不應被理解僅限於此處所陳述的實施例。相反地,對所屬技術領域具有通常知識者而言,所提供的此些實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇。
首先,請參閱圖1所示,圖1係為本發明電路板之測試系統的方塊示意圖。於圖1中,電路板之測試系統1係應用於電路板20的測試,電路板之測試系統1包括一測試治具10。測試治具10用以連接於一待測試的電路板20,以擷取電路板20之
排線21及LED模組22的電壓值,藉此判斷排線21及LED模組22的功能是否正常。
請繼續參閱圖1,測試治具10包括:控制單元11、電壓擷取元件12、開關電路13、第一接觸元件14、第二接觸元件15及第三接觸元件16。控制單元11電性耦接於電壓擷取元件12及開關電路13;開關電路13電性耦接於第一接觸元件14,而第一接觸元件14用以接觸電路板20之排線21的輸入端;電壓擷取元件12則分別電性耦接於第二接觸元件15與第三接觸元件16,而第二接觸元件15接觸電路板20之排線21的輸出端,第三接觸元件16則用以接觸LED模組22中之LED元件。其中,開關電路13經由第一接觸元件14提供一測試電壓至電路板20之排線21,而電壓擷取元件12可藉由第二接觸元件15擷取排線21的電壓值;另一方面,電壓擷取元件12可藉由第三接觸元件16擷取LED模組22的電壓值,而控制單元11則自電壓擷取單元12讀取排線21及LED模組22的電壓值,並藉此判斷排線21及LED模組22的功能是否正常。待測試完成後,可進一步將排線21及LED模組22的測試結果顯示於顯示模組(未示於圖中)之中,使產線上的測試人員可即時自顯示模組中得知排線21及LED模組22的測試結果。於本實施例中,電壓擷取元件12為一類比數位轉換器(analog-to-digital converter);第一接觸元件14、第二接觸元件15及第三接觸元件16係為接觸探針;而電路板20係為印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)。
請參閱圖2,圖2係為本發明電路板之測試系統的電路示意圖。於圖2中,排線21具有複數個奇數線路RL11、RL12、RL13及RL14與複數個偶數線路RL21、RL22、RL23及RL24。其中,奇數線路RL11、RL12、RL13及RL14具有輸入端IN01、IN03、IN05及IN07與輸出端OUT01、OUT03、OUT05及OUT07;偶數線路RL21、RL22、RL23及RL24具有輸入端IN02、IN04、IN06及IN08與輸出端OUT02、OUT04、OUT06及OUT08。
第一接觸元件14則包括:第一測試電路I及第二測試電路II。第一測試電路I藉由對應於奇數線路RL11~RL14的第一固定電阻R11、R12、R13及R14連接於奇數線路RL11~RL14的輸入端IN01~IN07;第二測試電路II藉由對應於偶數線路RL21~RL24的第二固定電阻R21、R22、R23及R24連接於偶數線路RL21~RL24的輸入端IN02~IN08。
第二接觸元件15則包括:第三測試電路III及第四測試電路IV。第三測試電路III藉由對應於奇數線路RL11~RL14的第三固定電阻R15、R16、R17及R18連接於奇數線路RL11~RL14的輸出端OUT01~OUT07,且第三測試電路III連接一第一接地電阻R19後接地;第四測試電路IV藉由對應於偶數線路RL21~RL24的第四固定電阻R25、R26、R27及R28連接於偶數線路RL21~RL24的輸出端OUT02~OUT08,且第四測試電路IV連接一第二接地電阻R29後接地。如此,奇數線路RL11~RL14並聯於第一測試電路I及第三測試電路III之間,且奇數線路RL11與第一固定電阻R11及第三固定電阻R15串聯、奇數線路RL12與第一固定電阻R12及第三固定電阻R16串聯、奇數線路RL13與第一固定電阻R13及第三固定電阻R17串聯、奇數線路RL14與第一固定電阻R14及第三固定電阻R18串聯。另一方面,偶數線路RL21~RL24則並聯於第二測試電路II及第四測試電路IV之間,且偶數線路RL21與第二固定電阻R21及第四固定電阻R25串聯、偶數線路RL22與第二固定電阻R22及第四固定電阻R26串聯、偶數線路RL23與第二固定電阻R23及第四固定電阻R27串聯、偶數線路RL24與第二固定電阻R24及第四固定電阻R28串聯。
而第一固定電阻R11~R14、第二固定電阻R21~R24、第三固定電阻R15~R18及第四固定電阻R25~R28的設置則可避免測試電路自身產生短路的情況發生,舉例而言,假設在沒有設置第一固定電阻R11~R14及第三固定電阻R15~R18的狀態下,奇數線路RL11~RL14並聯於第一測試電路I及第三測試電
路III之間且進行線路測試時,若奇數線路RL11的電阻值遠遠小於其它奇數線路RL12、RL13及RL14的電阻值,容易造成所提供測試電壓的電流僅通過奇數線路RL11的短路情況發生,導致控制單元11的誤判而產生錯誤的測試結果。是以,第一固定電阻R11~R14、第二固定電阻R21~R24、第三固定電阻R15~R18及第四固定電阻R25~R28的設置有助於提高測試電路的穩定性及測試結果的正確性。
電壓擷取元件12的第一類比輸入接腳AI4連接至第三測試電路III,而第二類比輸入接腳AI5連接至第四測試電路IV。本發明雖僅提出藉由第一接觸元件14及第二接觸元件15連接具有8個線路之排線21的實施方式,但於實際應用時,第一接觸元件14及第二接觸元件15其內部測試電路的數量可依據排線21之線路的數量進行調整,並不以本發明所提出的實施方式為限。
請繼續參閱圖2,控制單元11電性耦接於電壓擷取元件12,且控制單元11的數位輸出接腳DO1連接於開關電路13中的光繼電器131,光繼電器131則連接於單刀單擲繼電器132。
請一併參閱圖2、圖3A及圖3B,圖3A係為本發明電路板之測試系統之光繼電器的電路示意圖;圖3B係為本發明電路板之測試系統之單刀單擲繼電器作動的電路示意圖。於圖3A中,光繼電器131包括:光發射器D及金屬氧化物半導體場效電晶體F。其中,光發射器D的一輸入端(圖3A中以接點1表示)藉由一固定電阻R37連接於控制單元11的數位輸出接腳DO1(如圖2所示),而光發射器D的另一輸入端(圖3A中以接點2表示)則接地。控制單元11的數位輸出接腳DO1可輸出一啟動電壓Vh(如圖2所示)至光發射器D,使得光發射器D產生並輸出光束B;金屬氧化物半導體場效電晶體F的一輸入端(圖3A中以接點3表示)可藉由一固定電阻R36連接於一直流電源Vcc,而金屬氧化物半導體場效電晶體F的另一輸入端(圖3A中以接點4表示)則連接於單刀單擲繼電器132中的線圈(如圖2所示)。金屬氧化物半導體場效
電晶體F用於接受光發射器D所產生的光束B以形成閉路,進而啟動光繼電器131以驅動單刀單擲繼電器132進行切換。本發明雖僅提利用光繼電器131驅動單刀單擲繼電器132進行切換的實施方式,但於實際應用時,亦可將光繼電器131替換為一達靈頓電路(Darlington transistor),而不以本發明所提出的實施方式為限。
接著,請參閱圖3B,於圖3B中,單刀單擲繼電器132之線圈的一輸入端(圖3B中以接點1表示)連接於光繼電器131,而單刀單擲繼電器132線圈的的另一輸入端(圖3B中以接點2表示)則接地。此外,單刀單擲繼電器132具有一共用端(圖3B中以接點3表示)、一第一常閉端(圖3B中以接點5表示)及一第二常閉端(圖3B中以接點4表示)。其中,共用端連接一直流電源Vcc1,且直流電源Vcc1用以提供一測試電壓Vt1。再者,第一常閉端連接至第一測試電路I,而第二常閉端則連接至第二測試電路II。當光繼電器131啟動時,可藉由光繼電器131驅動單刀單擲繼電器132,使得單刀單擲繼電器132之共用端由與第一常閉端接觸的狀態切換至與第二常閉端接觸的狀態;或著可使單刀單擲繼電器132之共用端由與第二常閉端接觸的狀態切換至與第一常閉端接觸的狀態,如此直流電源Vcc1便可自第一常閉端或第二常閉端提供測試電壓Vt1至第一測試電路I或第二測試電路II。
請繼續參閱圖2,電壓擷取元件12可透過第一類比輸入接腳AI4自第三測試電路III擷取並聯之奇數線路RL11~RL14的電壓值T11,且可透過第二類比輸入接腳AI5自第四測試電路IV擷取並聯之偶數線路RL21~RL24的電壓值T21。而控制單元11則進一步自電壓擷取單元12讀取奇數線路RL11~RL14及偶數線路RL21~RL24的電壓值T11及T21,並依據電壓值T11及T21的讀值判斷排線21之線路的功能是否正常。測試結果的判斷方式如表1所示:
於表1中,當單刀單擲繼電器132的共用端接觸第一常閉端時,直流電源Vcc1經由第一測試電路I提供測試電壓Vt1至奇數線路RL11~RL14,電壓擷取元件12可透過第一類比輸入接腳及第二類比輸入接腳AI5擷取奇數線路RL11~RL14的電壓值T11及偶數線路RL21~RL24的電壓值T21,控制單元11則進一步自電壓擷取單元12讀取電壓值T11及T21。若電壓值T11的讀值維持在額定範圍內,且電壓值T21的讀值為0V,則測試結果顯示為正常(PASS),表示排線21之奇數線路RL11~RL14的功能正常;若電壓值T11的讀值非於額定範圍內,而電壓值T21的讀值為0V,則測試結果顯示為線路異常(FAIL),表示排線21之奇數線路RL11~RL14的功能異常,代表奇數線路RL11~RL14中之一者形成斷路;若電壓值T11及T21的讀值均為0V,則測試結果顯示為開路(FAIL),表示排線21之奇數線路RL11~RL14中具有錯誤的開路,使得奇數線路RL11~RL14無法正常運作;若電壓值T11及T21的讀值均大於0V,則測試結果顯示為短路(FAIL),表示排線21之奇數線路RL11~RL14與偶數線路RL21~RL24之間具有錯誤的線路連結,使得奇數線路RL11~RL14短路而產生漏電的情況。
請繼續參閱表1,而當單刀單擲繼電器132的共用端接觸第二常閉端時,直流電源Vcc1經由第二測試電路II提供測試電壓Vt1至偶數線路RL21~RL24。相同的,若電壓值T21的讀值維持在額定範圍內,且電壓值T11的讀值為0V,則測試結果顯示
為正常(PASS),表示排線21之偶數線路RL21~RL24的功能正常;若電壓值T21的讀值非於額定範圍內,而電壓值T11的讀值為0V,則測試結果顯示為線路異常(FAIL),表示排線21之偶數線路RL21~RL24的功能異常,代表偶數線路RL21~RL24中之一者形成斷路;若電壓值T11及T21的讀值均為0V,則測試結果顯示為開路(FAIL),表示排線21之偶數線路RL21~RL24中具有錯誤的開路,使得偶數線路RL21~RL24無法正常運作;若電壓值T11及T21的讀值均大於0V,則測試結果顯示為短路(FAIL),表示排線21之偶數線路RL21~RL24與奇數線路RL11~RL14之間具有錯誤的線路連結,使得偶數線路RL21~RL24短路而產生漏電的情況。
請繼續參閱圖2,LED模組22連接於一直流電源VCC2,直流電源VCC2用以提供一測試電壓Vt2至LED模組22中的複數個LED元件D1、D2、D3及D4。第三接觸元件16則用以連接於LED模組22中的複數個LED元件D1、D2、D3及D4。其中,第三接觸元件16具有複數個對應於LED元件D1~D4的第三接地電阻R1、R2、R3及R4。當第三接觸元件16連接於LED元件D1、D2、D3及D4時,LED元件D1串聯於第三接地電阻R1後接地;LED元件D2串聯於第三接地電阻R2後接地;LED元件D3串聯於第三接地電阻R3後接地;LED元件D4串聯於第三接地電阻R1~R4後接地。
而電壓擷取元件12的第三類比輸入接腳AI0、AI1、AI2及AI3則連接至LED元件D1~D4與第三接地電阻R1~R4之間,如此電壓擷取元件12便可透過第三類比輸入接腳AI0~AI3自第三接觸元件16擷取LED元件D1~D4的電壓值T1、T2、T3及T4。而控制單元11則可進一步自電壓擷取單元12讀取LED元件D1~D4的電壓值T1、T2、T3及T4,並依據電壓值T1~T4的讀值判斷LED模組22的功能是否正常。本發明雖僅提出藉由第三接觸元件16連接具有4個LED元件之LED模組22的實施方式,但於實際應用時,第三接觸元件16其內部測試電路的數量亦可依據
LED元件的數量進行調整,並不以本發明所提出的實施方式為限。
相較於習知技術,本發明所提供的電路板之測試系統可正確並快速地檢測電路板排線之線路及LED元件的功能是否正常,而毋須再對排線之線路進行逐一的測試,如此便可有效降低電路板排線之線路測試所耗費的時間及人力,進而提升產線的生產效率;故,本發明實為一極具產業價值之創作。
本發明得由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾,然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護。
Claims (16)
- 一種電路板之測試系統,包括:一測試治具,連接於一電路板,用以檢測該電路板之一排線的複數個線路,該測試治具包括:一第一接觸元件,連接於該些線路中之複數個奇數線路之輸入端及複數個偶數線路之輸入端;一開關電路,連接於該第一接觸元件並提供一測試電壓至該第一接觸元件;一第二接觸元件,連接於該些線路中之該些奇數線路之輸出端及該些偶數線路之輸出端;一電壓擷取元件,連接於該第二接觸元件並用以分別擷取該些奇數線路共同連接端的電壓值及該些偶數線路共同連接端的電壓值;以及一控制單元,連接於該電壓擷取單元及該開關電路,並自該電壓擷取單元讀取該些線路的電壓值;其中,該控制單元驅動該開關電路進行切換,以提供該測試電壓至該些奇數線路或該些偶數線路,控制單元自該電壓擷取元件讀取該些奇數線路共同連接端的電壓值及該些偶數線路共同連接端的電壓值以判斷該排線之該些線路的功能是否正常。
- 如申請專利範圍第1項所述之電路板之測試系統,其中該第一接觸元件包括一第一測試電路及一第二測試電路,該第二接觸元件包括一第三測試電路及一第四測試電路。
- 如申請專利範圍第2項所述之電路板之測試系統,其中該第一測試電路藉由複數個第一固定電阻連接於該些奇數線路之輸入端。
- 如申請專利範圍第2項所述之電路板之測試系統,其中該第二測試電路藉由複數個第二固定電阻連接於該些偶數線路之輸入端。
- 如申請專利範圍第2項所述之電路板之測試系統,其中該第三測試電路藉由複數個第三固定電阻連接於該些奇數線路之輸出端,並藉由一第一接地電阻接地。
- 如申請專利範圍第2項所述之電路板之測試系統,其中該第四測試電路藉由複數個第四固定電阻連接於該些偶數線路之輸入端,並藉由一第二接地電阻接地。
- 如申請專利範圍第2項所述之電路板之測試系統,其中該些奇數線路並聯於該第一測試電路及該第三測試電路之間。
- 如申請專利範圍第7項所述之電路板之測試系統,其中該電壓擷取元件包括一第一類比輸入接腳,該第一類比輸入接腳連接至該第三測試電路,並用以擷取該些奇數線路共同連接端的電壓值。
- 如申請專利範圍第2項所述之電路板之測試系統,其中該些偶數線路並聯於該第二測試電路及該第四測試電路之間。
- 如申請專利範圍第9項所述之電路板之測試系統,其中該電壓擷取元件包括一第二類比輸入接腳,該第二類比輸入接腳連接至該第四測試電路,並用以擷取該些偶數線路共同連接端的電壓值。
- 如申請專利範圍第2項所述之電路板之測試系統,其中該開關電路包括:一光繼電器及連接於該光繼電器的一單刀單擲繼電器,該單刀單擲繼電器具有一共用端、一第一常閉端及一第二常閉端,該共用端連接一直流電源,且該直流電源用以提供該測試電壓,該第一常閉端連接至該第一測試電路,該第二常閉端連接至該第二測試電路。
- 如申請專利範圍第11項所述之電路板之測試系統,其中該控制單元包括一數位輸出接腳,該數位輸出接腳連接於該光繼電器,並提供一啟動電壓至該光繼電器,以藉由該光繼電器驅動該單刀單擲繼電器之共用端接觸該第一常閉端或該第二常閉端。
- 如申請專利範圍第1項所述之電路板之測試系統,其中該測試治具進一步包括一第三接觸元件,該第三接觸元件連接於該電路板的複數個LED元件。
- 如申請專利範圍第13項所述之電路板之測試系統,其中該第三接觸元件具有複數個第三接地電阻,且該些LED元件串聯於該些第三接地電阻後接地。
- 如申請專利範圍第14項所述之電路板之測試系統,其中該電壓擷取元件包括複數個第三類比輸入接腳,該些第三類比輸入接腳連接至該些LED元件與該些第三接地電阻之間,並用以擷取該些LED元件的電壓值。
- 如申請專利範圍第15項所述之電路板之測試系統,其中該控制單元自該電壓擷取單元讀取該些LED元件的電壓值。
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