TWI755174B

TWI755174B - 自動測試裝置及其執行方法

Info

Publication number: TWI755174B
Application number: TW109141401A
Authority: TW
Inventors: 張士杰; 謝泳龍; 孟憲明; 孫武雄; 廖祝湘; 張基霖; 廖偉然; 郭登福
Original assignee: 技嘉科技股份有限公司
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2022-02-11
Also published as: TW202221347A

Abstract

一種自動測試裝置及其執行方法，該執行方法包含：以一主控元件產生並輸出一開關控制訊號及一測試訊號，以一開關組接收該開關控制訊號以導通該開關組的多個傳訊開關及一接地開關之一，且導通的該傳訊開關或導通的該接地開關係用於傳送該測試訊號至一待測物，以一測試電路根據該待測物的回饋產生多個感測電位，以該主控元件接收該些感測電位，以及以該主控元件依據該些感測電位產生並輸出一測試結果。

Description

自動測試裝置及其執行方法

本發明係關於一種測試裝置，特別係關於一種自動測試裝置及其執行方法。

表面黏著技術(surface-mount technology，SMT)係目前常用之將電子元件焊接於電路板(printed circuit board，PCB)表面之技術。有別於使用插入式封裝技術(through hole technology，THT)，將電子元件安置在電路板的一面，並將接腳焊在電路板之另一面，表面黏著技術可以大幅降低電子產品的體積。然而，由於通用序列匯流排(universal serial bus，USB)Type-C連接器之腳位係隱藏於元件本體下方，若在使用表面黏著技術將其焊接於電路板(或主機板上)，工廠在生產時並無法以人工(肉眼檢視)或機器視覺設備等檢測方式來檢測電路板之USB 3.1 Type-C連接器有無開路或短路的狀況發生，且若全使用X光來進行檢測，將會花費較高之成本。

因此，考量到成本問題，目前存有的元件檢測方法為利用人工方式，在元件接上測試件後，檢測是否產生開路、短路等不良結果。若產生不良結果，測試件可透過燈具、蜂鳴器等器件發出警示訊號，供工作人員以肉眼或耳朵識別。然而部分的檢測，例如腳位短路的檢測，通常需要工作人員逐一自行對元件的各腳位施行檢測。如此一來，元件的檢測速度過於耗時。工作人員通常是用手動方式將檢測用的訊號源接觸於欲送訊的腳位，這樣易不慎接觸到不欲送訊的腳位，同時以肉眼或耳朵識別警示訊號的情形下亦可能產生誤判，使工廠檢測流程變慢，導致製造方在工廠製程上無法對商品出貨做更有效的時間管理。

鑒於上述，本發明提供一種以滿足上述需求的一種自動測試裝置，包含：一主控元件，係產生並輸出一開關控制訊號及一測試訊號；一開關組，電性連接該主控元件，該開關組具有多個傳訊開關及一接地開關，該開關組接收該開關控制訊號以導通該些傳訊開關及該接地開關之一，且該開關組亦接收該測試訊號並經由導通的該傳訊開關或導通的該接地開關傳送該測試訊號至一待測物；以及一測試電路，電性連接該開關組，且該測試電路用於以多個測試腳位連接該待測物，並根據該些測試腳位的回饋產生多個感測電位，其中該主控元件接收該些感測電位並根據該些感測電位產生並輸出一測試結果。

本發明提供一種以滿足上述需求的一種自動測試裝置的執行方法，包含：以一主控元件產生並輸出一開關控制訊號及一測試訊號；以一開關組接收該開關控制訊號以導通該開關組的多個傳訊開關及一接地開關之一，且導通的該傳訊開關或導通的該接地開關係用於傳送該測試訊號至一待測物；以一測試電路根據該待測物的回饋產生多個感測電位；以該主控元件接收該些感測電位；以及以該主控元件依據該些感測電位產生並輸出一測試結果。

本發明的自動測試裝置及其執行方法，可視檢測需求以主控元件產生一開關控制訊號及測試訊號，藉由開關組中因接收到開關控制訊號而導通的開關向待測物輸出測試訊號，並以主控元件依據接收的多個感測電位輸出該測試結果。藉由採用本發明一實施例的自動測試裝置，可由主控元件透過對開關組的控制並輸出對應的測試訊號，從而增加整體檢測效率，大幅減少檢測流程中因人工操作所造成的誤動作而引發的誤判情況。

以上之關於本揭露內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之精神與原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

100:自動測試裝置

110:主控元件

111:開關控制器

120:開關組

121:傳訊開關

122:接地開關

130:測試電路

140:結果呈現元件

200:待測物

P_GND:功率接地腳位

圖1為本發明一實施例的自動測試裝置的方塊圖。

圖2為本發明另一實施例的自動測試裝置的方塊圖。

圖3為本發明一實施例的自動測試裝置的執行方法的流程圖。

圖4為本發明一實施例的自動測試裝置檢測開路的執行方法的細部流程圖。

圖5為本發明一實施例的自動測試裝置檢測短路的執行方法的細部流程圖。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。

本發明提供一種自動測試裝置及其執行方法。在此為了說明實現本發明的自動測試裝置的一實施例，請參考圖1，其為本發明一實施例的自動測試裝置的方塊圖。圖1的自動測試裝置100可包含：主控元件110、開關組120及測試電路130，其中開關組120可連結主控元件110及測試電路130。

主控元件110可包含一微控制器單元(microcontroller unit，MCU)，主控元件110可產生一開關控制訊號及一測試訊號。測試訊號在此可為脈衝寬度調變(pulse width modulation，PWM)訊號，同時為了減少檢測流程中的誤判發生，PWM訊號的佔空比可以為100%。

開關組120可具有多個傳訊開關121及一接地開關122，各與主控元件110連接。開關組120接收開關控制訊號以導通傳訊開關121及接地開關122之一，且開關組120亦接收測試訊號並經由導通的傳訊開關121或導通的接地開關122傳送測試訊號至待測物200。

測試電路130用於以其具有的多個測試腳位(未標示)連接待測物200，並根據這些測試腳位的回饋產生多個感測電位。主控元件110可接收感測電位並據此產生及輸出一測試結果。其中這些測試腳位分別對應於上述的多個傳訊開關121。

待測物200具體而言可以為一電路板，此電路板上可具有一連接埠與測試電路130的測試腳位連接，且此電路板更具有一功率接地腳位用於連接該開關組120的接地開關122。在此連接埠為通用序列匯流排(universal serial bus，USB)type-C的情況下，上述測試腳位的數量可為24個，以分別對應USB type-C的24個待測腳位。同理，開關組120具有的傳訊開關121的數量在上述情況下亦為24個。其中，圖1雖僅繪示3個傳訊開關121做為示意，然而本領域的通常知識者可以理解到傳訊開關121的數量可以視需求及連接埠種類而調整。上述的待測腳位係指待測物200用於傳輸電訊號的腳位，其至少包括資料訊號腳位、電力傳輸腳位及一般接地腳位。

請參考圖2，其係本發明另一實施例的自動測試裝置100的方塊圖。相較於圖1，圖2中的自動測試裝置100不僅進一步詳細繪示主控元件110、開關組120及測試電路130之間的連接關係，且更包含一結果呈現元件140。此結果呈現元件140電性連接主控元件110以接收並呈現測試結果，且依據各種對於如何呈現測試結果的不同需求，結果呈現元件140可以例如為一組燈具、一螢幕或一蜂鳴器等。若結果呈現元件140為一組燈具，結果呈現元件140可以分別以個別對應於測試腳位的燈具之明滅來呈現測試結果，例如燈亮表示測試結果為通過、燈暗表示測試結果為不通過。若結果呈現元件140為螢幕，結果呈現元件140可以將測試結果以文字、符號或圖面的形式詳細表示測試結果為通過與否。若結果呈現元件140為蜂鳴器，結果呈現元件140可以透過是否鳴叫或利用不同的鳴叫聲表示測試結果。結果呈現元件140亦可以同時為燈具、螢幕或蜂鳴器等其中任意兩者以上，本發明不予以限制。

此外，如圖2所示，主控元件110可更包含開關控制器111，並由開關控制器111依指令輸出開關控制訊號至開關組120的傳訊開關121之一或接地開關122。詳言之，本實施例中的傳訊開關121及接地開關122係為常開開關(normally open switch)，且在接獲開關控制訊號時即呈現導通狀態；尤其是上述開關可以由N型電晶體(例如NMOS場效電晶體)實現，而開關控制訊號則為傳送至此N型電晶體的閘極或基極的高位準電壓。另，在測試電路130與各傳訊開關121之間，係分別以旁路於這些傳訊開關121的多個旁路線路將前述的感測電位傳送回主控元件110，且更可在各旁路線路中設置一二極體，以藉由此二極體的導通門檻電壓(threshold voltage)對感測電壓做初步的過濾。上述的旁路線路係可視為開關組120的元件，但亦可為獨立於開關組120外的額外線路，本發明不對此做限制。

請參考圖3，其係本發明一實施例的自動測試裝置100的執行方法的流程圖，其中包含以下步驟：步驟S1，以主控元件110產生一開關控制訊號及一測試訊號；步驟S2，以開關組120接收開關控制訊號以導通開關組120的傳訊開關121及接地開關122之一，且導通的傳訊開關121或導通的接地開關122係用於傳送測試訊號至待測物200；步驟S3，以測試電路130根據待測物200的回饋產生多個感測電位；步驟S4，以主控元件110接收上述的多個感測電位；以及步驟S5，以主控元件110依據感測電位產生並輸出一測試結果。

更具體而言，本發明一實施例的自動測試裝置100可以用於檢測待測物200的待測腳位的電路是否出現開路及短路的狀況，以下即進一步以圖4及圖5詳述如何透過圖3所示之測試流程進行開路及短路檢測。

請同時參考圖2至圖4，其中圖4為本發明一實施例的自動測試裝置之步驟S2在檢測開路時的細部流程圖。在本實施例的自動測試裝置100對待測物200執行開路檢測時，於步驟S1中，主控元件110所產生的開關控制訊號係用於控制開關組120，以使每個傳訊開關121呈關斷而接地開關122呈導通。以控制藉由NMOS場效電晶體實現的開關為例，此開關控制訊號即是送至接地開關122的高位準電壓，尤其可在主控元件110內部產生一個對應於接地開關122的位置碼給開關控制器111，再由開關控制器111根據此位置碼自連接至接地開關122之閘極的腳位輸出高位準電壓。此外，主控元件110更將測試訊號輸出予開關組120。在上述步驟S1中，本發明並不對主控元件110輸出測試訊號及開關控制訊號的時間順序予以限制，也就是可以先輸出開關控制訊號使接地開關122導通再輸出測試訊號通過已導通的接地開關122，然而亦可先輸測試訊號使接地開關122的一端電壓上升至高位準電壓，隨後再導通接地開關122使測試訊號通過接地開關122。

接著執行步驟S2A，其中步驟S2A係為以步驟S2對待測物200執行開路檢測時的詳細步驟。於步驟S2A的子步驟S21A中，開關組120即接收上述的開關控制訊號，以依據開關控制訊號控制接地開關122呈導通，且在此時所有的傳訊開關121係呈關斷。而在步驟S2A的子步驟S22A中，開關組120即以接地開關122傳送測試訊號，以便將此測試訊號傳送至待測物200的一功率接地腳位(P-GND腳位)P_GND。

在步驟S3中，在待測物200接收到測試訊號後，待測物200可經由設定為使用中的迴路，於對應此使用中迴路的待測腳位輸出關聯於測試訊號的回饋，並由分別連接待測腳位的測試電路130的測試腳位接收。詳言之，若待測物200的連接埠通用序列匯流排type-C，則在待測物200的P-GND腳位P_GND接到此測試訊號時，此測試訊號會經由待測物200的使用中迴路被傳送至通用序列匯流排type-C的對應待測腳位而形成回饋。此時，自動測試裝置100的測試電路130即根據此回饋產生關聯於待測物200之前述對應待測腳位的多個感測電位。

在步驟S4中，透過連接在測試電路130與各傳訊開關121間的旁路線路，上述的多個感測電位即可被傳送回主控元件110。而在步驟S5中，主控元件110即依據接獲的感測電位產生並輸出測試結果。其中，當主控元件110判斷所有關聯於待測物200之對應待測腳位的感測電位均為高位準，即可確知無任何開路錯誤存在於待測物200的使用中迴路之中，則此開路檢測的測試結果為「通過」。反之，當關聯於待測物200之對應待測腳位的感測電位之中有任一者為低位準，即代表待測物200對應於此低位準感測電位的使用中迴路存在開路錯誤，則此開路檢測的測試結果為「不通過」，且此時主控元件110可根據接收到的低位準感測電位判斷待測物200存在開路錯誤的使用中迴路的對應待測腳位，並以此待測腳位的編號做為測試結果的一部份。最後，無論測試結果為何，主控元件110均可將此測試結果傳送至結果呈現元件140。

請一併參考圖2、3及5，其中圖5為本發明一實施例的自動測試裝置之步驟S2在檢測短路時的細部流程圖。詳言之，在圖5中，步驟S2B係為以步驟S2對待測物200執行短路檢測時的詳細步驟。以本實施例的自動測試裝置100對待測物200進行短路檢測時，乃是欲測知此待測物200用於傳輸相異訊號的二待測腳位之間是否存在短路錯誤。因此，於後所述的短路檢測方法係可對待測物200的所有待測腳位個別執行一次，以確認所有待測腳位與用於傳輸相異訊號的其他待測腳位之間是否均不存在短路錯誤，然而也可以僅針對某一個或某幾個較易在製程上形成短路錯誤的待測腳位執行此短路檢測，本案並不就此予以限制。

具體而言，在本實施例的自動檢測裝置100執行短路檢測時，主控元件110仍於步驟1產生開關控制訊號以控制開關組120，其與前述的開路檢測之差異僅在於：用於執行此短路檢測的開關控制訊號係用於使傳訊開關121中的一者呈導通，而其餘的傳訊開關121及接地開關122均呈關斷。換言之，此時主控元件110內部所產生的位置碼係對應於欲導通的傳訊開關121，再由開關控制器111依據此位置碼自連接至上述傳訊開關121的閘極的腳位輸出做為開關控制訊號的高位準電壓。此外，主控元件110更將測試訊號輸出予開關組120。同理，本發明並不對主控元件110輸出測試訊號及開關控制訊號的時間順序予以限制。

接著執行步驟S2B時，於步驟S2B的子步驟S21B中，開關組120即接收上述的開關控制訊號，以依據開關控制訊號控制傳訊開關121之一呈導通，且此時其餘的傳訊開關121及接地開關122係呈關斷。而在步驟S2B的子步驟S22B中，開關組120即以前述已導通的傳訊開關121傳送測試訊號，以便將此測試訊號傳送至待測物200的一對應的待測腳位。

步驟S3至S5則與執行開路檢測的內容相似，其中差別係在於依據感測電位產生的測試結果之內容含蓋不同的意義。舉例而言，若主控元件110接收的這多個感測電位之中，除了此對應待測腳位的感測電位為高位準，以及用於與此對應待測腳位傳輸相同的訊號的待測腳位的感測電位為高位準之外，其餘待測腳位的感測電位為低位準，則測試結果為：對應於已導通的傳訊開關121的待測腳位不存在短路錯誤。若主控元件110接收的這些感測電位之中，除了對應待測腳位的感測電位為高位準，以及用於與此對應待測腳位傳輸相同的訊號的待測腳位的感測電位為高位準之外，更存在其他待測腳位的感測電位亦為高位準，則測試結果為：對應於此已導通之傳訊開關121的待測腳位與與用於傳輸不同訊號的其他待測腳位之間存在短路錯誤。

此外，如同前述的「所述的短路檢測方法係可對待測物200的所有傳訊腳位個別執行一次」，上述的短路檢測流程可更被應用於連續測量待測物200全數待測腳位是否存在短路錯誤。此時，開關控制訊號可被設為從第x傳訊開關開始導通以執行待測物200的第x待測腳位的短路檢測(x可例如為1)。在結束第x待測腳位的短路檢測後，主控元件110可以以「x=x+1」的指令對開關組120傳送新的開關控制訊號及測試訊號，以執行下一個待測腳位的短路檢測。最後在完成待測物200所有待測腳位的短路檢測後，主控元件110即可產生包含全數腳位短路狀況的測試結果。藉此，本發明的短路檢測方法可以完整檢測待測物200全數待測腳位是否存在短路錯誤。本發明相關領域的通常知識者在閱讀此說明書後應當可以理解其實現方法，故不再此額外贅述詳細實現方法及其變化型。

本發明一實施例的自動檢測裝置的執行方法可執行如圖4的開路檢測及圖5的短路檢測中至少一者，且較佳為執行兩者，以更確保待測物200各待測腳位的狀況。舉例而言，若經過短路檢測發現無任一待測腳位存在短路錯誤，但經過開路檢測後發現第一待測腳位存在開路錯誤，此時可得知第一待測腳位未存在短路錯誤並不因此代表第一待測腳位為正常，而是因為第一待測腳位本身已發生損壞，與待測物200的所有其他迴路均未連接。在執行兩者檢測的情況下，本發明不限制執行開路檢測與短路檢測的先後順序。

綜上，本發明的自動測試裝置及其執行方法，可視檢測需求以主控元件產生一開關控制訊號及測試訊號，藉由開關組中因接收到開關控制訊號而導通的開關向待測物輸出測試訊號，並以該主控元件依據接收到的感測電位輸出測試結果。藉由採用本發明的自動測試裝置，可由主控元件透過對開關組的控制並輸出對應的測試訊號，從而增加整體檢測效率，大幅減少檢測流程中因人工操作所造成的誤動作而引發的誤判情況。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。