检测装置及检测模块的制作方法

1.本发明涉及一种电路板检测技术，特别涉及用于检测电路板的检测装置及检测模块。


背景技术：

2.在现有电路板检测技术中，检测印刷基板的电路图案间的绝缘状态是通过检查探针施加检查电压于印刷基板的电路图案之间，且根据所述检查电压与流动于检查探针的电流值求得绝缘电阻值，并基于所述绝缘电阻值检查绝缘状态是否良好。此外，亦有现有电路板检测技术是藉由施加检查电压后再检查探针的电压波形的变化斜率是否代表有火花产生的风险。
3.一般来说，现有检测技术是将印刷基板的多个电路图案的多个测试点的信号汇流到测试设备以进行绝缘状态检测。在测试点汇流到测试设备的架构下，对应于测试设备的测试回路的电容较大，使所述检测技术能够检测的信号频率受到影响。此外，现有检测技术亦只能检测出所述印刷基板整体来说绝缘状态是否良好，未能指出哪个测试点有火花产生的风险。
4.是以，印刷基板的绝缘状态的检测技术仍有待改善。


技术实现要素：

5.本发明的一目的在于提出一种用于检测电路板的检测技术。为就个别测试点而言，此技术是将被测电路板回馈的检测信号就信号强度作调节并取出合适的频带而得出调整后信号，并据调整后信号与一个或多个阈值比较得出判定结果。藉此检测技术，可依检测需求而实现为针对一个或多个测试点的检测装置。基于此检测装置，可进一步实现针对多个测试点且具备与外部连接以输出多个等判定结果的检测模块。
6.为达至少上述目的，本发明提出一种检测装置，用于检测电路板，所述检测装置包括：输入端、调整电路以及至少一个判定装置，输入端用以接收来自所述电路板的检测信号，调整电路，电性连接所述输入端，且用以接收所述检测信号并输出调整后信号，至少一个判定装置用以接收所述调整后信号，并比较所述调整后信号与阈值，以输出至少一个判定结果，所述调整电路包括可变电阻以及可调频滤波器，可变电阻电性连接于所述输入端与所述判定装置之间，且用以调节所述调整后信号的强度，可调频滤波器电性连接于所述输入端与所述判定装置之间且与所述可变电阻串联，用以调整所述调整后信号的频带。
7.于检测装置的一个实施例中，所述判定装置的数量为两个以上，且各判定装置所对应的所述阈值不同。
8.于检测装置的一个实施例中，所述检测装置更包括限压保护电路，所述限压保护电路连接于所述输入端与所述调整电路之间，以限制所述调整电路所接收到的所述检测信号的电压。
9.为达至少上述目的，本发明提出一种检测模块，用于连接检测设备以检测电路板，
所述检测模块包括：多个检测端子、检测装置以及连接器，多个检测端子，分别对应所述电路板的多个检测位置，且用以接收多个检测信号，检测装置，包括多个输入端、多个输入端、多个限压保护电路、多个调整电路以及多个判定装置，多个输入端分别连接所述多个检测端子，且用以接收所述多个检测信号，多个限压保护电路分别连接所述多个输入端，多个调整电路分别连接所述多个限压保护电路，以通过所述多个限压保护电路分别接收所述多个检测信号并输出多个调整后信号，所述多个调整电路分别包括可变电阻以调节相对应的调整后信号的强度，以及可调频滤波器以调整相对应的调整后信号的频带，多个判定装置分别比较所述多个调整后信号的各个与多个阈值，以输出多个判定结果，连接器用以电性连接所述检测设备，且用以输出所述多个判定结果。
10.于一些实施例中，所述可调频滤波器为高通滤波器。
11.于一些实施例中，所述可调频滤波器将所述检测信号中高频部分滤出作为所述调整后信号。
12.于一些实施例中，所述检测装置为集成电路。
13.于一些实施例中，所述检测装置为单芯片。
14.如上提出一种用于检测电路板的检测技术的多个实施例。藉此检测技术，可依检测需求而实现为针对一个或多个测试点的检测装置。基于此检测装置，可进一步实现针对多个测试点且具备与外部连接以输出多个等判定结果的检测模块。如此一来，此检测技术是有助于实现高度模块化、微型化的检测系统架构，而对于电路板的多个测试点亦可个别指出判定结果，以便于技术人员有效率地找出需要进一步检测的电路板位置。
15.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
16.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
17.图1为用于检测电路板的检测装置的一种实施方式的示意方块图；
18.图2为基于图1的用于检测电路板的检测装置的另一种实施方式的示意方块图；
19.图3为基于图2的用于检测电路板的检测装置的一个实施例的示意方块图；
20.图4为基于图2的检测装置而实现的检测模块的一种实施方式的示意方块图；以及
21.图5为基于图4的检测模块而实现的检测子系统的一种实施方式的示意方块图；
22.附图标记
23.1、1a、1b、1c
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检测装置
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检测模块
[0025]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
检测子系统
[0026]
10、10b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
限压保护电路
[0027]
11、11b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
调整电路
[0028]
12、12b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
判定电路
[0029]
30
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连接器
[0030]
35
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制电路
[0031]
40
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连接器
[0032]
111、111b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
可变电阻
[0033]
113、113b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
可调频滤波器
[0034]
120、120b
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
判定装置
[0035]
121
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
比较器
[0036]
123
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
存储元件
[0037]cꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电容
[0038]
cb
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电路板
[0039]
dt1～dtn
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
检测端子
[0040]
in
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
输入端
[0041]rꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电阻
[0042]
sc
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
控制信号
[0043]
sf
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
切换信号
[0044]
vref1～vrefp
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
参考信号
具体实施方式
[0045]
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0046]
为充分了解本发明的目的、特征及功效，兹藉由下述具体的实施例，并配合所附的图式，对本发明做详细说明，说明如后：
[0047]
请参考图1，其为用于检测电路板的检测装置的一种实施方式的示意方块图。
[0048]
如图1所示，检测装置1用于检测电路板cb，所述检测装置1包括：输入端in、调整电路11以及判定电路12。输入端in用以接收来自所述电路板cb的检测信号。调整电路11电性连接所述输入端in，且用以接收所述检测信号并输出调整后信号。判定电路12用以接收所述调整后信号，并比较所述调整后信号与至少一个阈值，以输出至少一个判定结果。
[0049]
举例而言，电路板cb的电路图案间的绝缘状态检测，是通过两个检测探针在一定时间内于电路板cb的两个电路图案间施加电源供应装置(图未示)所提供的较高的电压，以检测所述两电路图案间的绝缘状态是否良好，如是否有产生电火花而引起的不良的情况。例如，一个检测探针电性耦接至所述电源供应装置并用于电性连接至电路板cb的电路图案，而另一个检测探针则电性耦接至所述检测装置1的输入端in并用以电性连接至另一个电路图案。故检测装置1是可用于接收绝缘状态检测中被测电路板cb回馈的检测信号，就信号强度作调节并取出合适的频带而得出调整后信号，并根据调整后信号与一个或多个阈值比较得出判定结果。
[0050]
请注意的是，相较于绝缘状态检测，静电放电(electrostatic discharge,esd)检测是量测藉由旁路而损耗的能量，以电流观念来看，流出去的不等于流回来的，因为从别的
路径加进来或跑掉了，例如人体；故静电放电检测属于共模检测。而绝缘状态检测是量测自体回路的能量变动，流出去的会等于流回来的，绝缘状态检测属于差模检测，在基本观念上就完全不同于静电放电检测。
[0051]
以下对调整电路11以及判定电路12作进一步举例说明。在图1中，所述调整电路11包括可变电阻111以及可调频滤波器113。
[0052]
可变电阻111电性连接于所述输入端in与所述判定装置120之间，且用以调节所述调整后信号的强度。
[0053]
可调频滤波器113，其电性连接于所述输入端in与所述判定装置120之间且与所述可变电阻111串联，用以调整所述调整后信号的频带。检测装置1是藉由调整电路11，将电路板cb回馈的检测信号就信号强度作调节并取出合适的频带而得出调整后信号。对于电路板的火花检测来说，可将可调频滤波器113实现为高通滤波器。因为火花的产生一般伴随瞬间的高频脉冲信号，故将检测信号中高频部分滤出作为调整后信号，可进一步利用判定装置120来与阈值比较，从而得知调整后信号的信号大小是属于哪个等级作为判定结果并输出。
[0054]
判定电路12包含至少一个判定装置120。于一个实施例中，如图1所示，所述判定装置120的数量为两个以上，且各判定装置120所对应的所述阈值不同。如此，判定结果可以更为准确地以多个等级来表示调整后信号的信号大小，有助于后续利用判定结果来进行处理或分析。
[0055]
如图2所示，其为基于图1的检测装置的另一种实施方式的示意方块图。如图2所示的检测装置1a除了包括图1的检测装置1中相同的元件以外，更包括限压保护电路10。所述限压保护电路10连接于所述输入端in与所述调整电路11之间，以限制所述调整电路11所接收到的所述检测信号的电压。举例而言，限压保护电路10可以利用任何合适的保护电路来实现，例如涌浪电流抑制电路；限压保护电路10可被配置为当来自电路板cb的检测信号的信号过大时，一方面可以保护检测装置1a而不致于遭受毁坏，另一方面能让此检测信号经抑制后而使适当的能量输入至检测装置1a，从而产生判定结果。
[0056]
请参考图3，其为基于图2的用于检测电路板的检测装置1的一个实施例的示意方块图。
[0057]
如图3所示，检测装置1b用于检测电路板(如前述cb)，所述检测装置1b包括：输入端in、限压保护电路10b、调整电路11b以及判定电路12b。输入端in用以接收来自所述电路板的检测信号。调整电路11b电性连接所述输入端in，且用以接收所述检测信号并输出调整后信号。判定电路12b用以接收所述调整后信号，并比较所述调整后信号与多个不同的阈值，以输出多个判定结果，其中多个阈值可分别利用参考信号vref1～vrefp来实现，其中p为大于1的整数。
[0058]
如图3所示，限压保护电路10b可包含功率晶体管，如功率金属氧化物半导体场效晶体管(power mosfet)来实现保护电路。举例而言，限压保护电路10b可被配置为通过功率晶体管的栅极接收控制信号sc，以控制所述限压保护电路10b的开启或关闭。在一个实施例中，检测装置1b中可进一步实现控制电路来产生控制信号sc，或控制信号sc可视为使用检测装置1b的测试设备所提供。
[0059]
如图3所示，所述调整电路11b包括可变电阻111b以及可调频滤波器113b。
[0060]
可变电阻111b电性连接于限压保护电路10b与所述判定电路12b之间，且用以调节
所述调整后信号的强度。
[0061]
可调频滤波器113b电性连接于所述可变电阻111b与所述判定电路12b之间且与所述可变电阻111b串联，用以调整所述调整后信号的频带。举例而言，可调频滤波器113b实现为高通滤波器，所述高通滤波器包含电容c及电阻r，且包含可利用切换信号sf来控制的切换元件，其中通过切换信号sf的改变，可以令可调频滤波器113b切换于不同模式，如开启或复位。在另一示例中，可调频滤波器113b的电容c、电阻r或两者可改为可调大小的元件，从而选择合适的截止频率。举例而言，电容c可设定为5pf，电阻r可设定为250kohm，从而使高通滤波器113b的截止频率为2pi*5pf*250kohm＝127.3khz，故此示例中高通滤波器113b可以检测出频率在127.3khz以上的信号，换言之，可以检测出周期小于7.85μs的脉波。在一些实施例中，当可将电容c及电阻r实现为可调大小或可控大小的元件或合适的数值的元件，从而设定不同的数值以满足检测脉波的需要；比如可使高通滤波器113b的截止频率设定在127khz以上，如200、300khz以上。
[0062]
如图3所示，判定电路12b包括多个判定装置120b。各判定装置120b包括比较器121，比较器121的两个输入端分别用以接收所述调整后信号及对应的参考信号(如参考信号vref1～vrefp中的一个)。因为各判定装置120b所对应的阈值(如参考信号vref1～vrefp来实现)不同，如此，判定结果可以更为准确地以多个等级来表示调整后信号的信号大小，有助于后续利用判定结果来进行处理或分析。举例而言，参考信号vref1～vrefp可设为如5v、2.5v、1.25v、
……
、0.039v等。
[0063]
此外，在一个实施例中，各判定装置120b更可包括存储元件123，如锁存器、正反器、寄存器或其他合适的存储元件。如此，多个判定装置120b在一次检测过程中的多个判定结果可以存储在多个存储元件123中，从而有助于输出以供后续作处理、分析或存储。
[0064]
于一些实施例中，所述调整后信号的频带范围为100mhz以上。
[0065]
基于前述的检测装置1或1b，可进一步实现针对多个测试点且具备与外部连接以输出多个等判定结果的检测模块。请参考图4，其为基于图2的检测装置1b而实现的检测模块2的一种实施方式的示意方块图。
[0066]
如图4所示，检测模块2用于连接检测设备以检测电路板(如前述cb)，其中检测设备如具有多个检测探针及自动化机器以接收电路板以便进行测试的电测设备。
[0067]
所述检测模块2包括：多个检测端子dt1～dtn、检测装置1c以及连接器30。
[0068]
多个检测端子dt1～dtn(n为大于1的整数)，分别对应所述电路板的多个检测位置，且用以接收多个检测信号。
[0069]
检测装置1c包括多个输入端in、多个限压保护电路10、多个调整电路11以及多个判定电路12。多个输入端in分别连接所述多个检测端子dt1～dtn，且用以接收所述多个检测信号。多个限压保护电路10，分别连接所述多个输入端in。多个调整电路11分别连接所述多个限压保护电路10，以通过所述多个限压保护电路10分别接收所述多个检测信号并输出多个调整后信号。所述多个调整电路11例如分别包括如前述的可变电阻111以及可调频滤波器113。各个判定电路12例如包含多个判定装置120，各个判定装置120分别比较对应的调整后信号与多个阈值，以输出对应的判定结果。
[0070]
连接器30用以电性连接所述检测设备，且用以输出所述多个判定结果。连接器30例如应用任何合适的信号介面，以使所述检测设备与检测装置1c之间能进行资料的发送或
接收，或接收来自所述检测设备的指令。
[0071]
举例而言，图4的检测装置1c中的多个调整电路11及多个判定电路12可以利用集成电路来实现，例如以单芯片来实现，从而使检测装置1c的体积得以缩小。
[0072]
在另一个示例中，图4的检测装置1c的整体亦可以单芯片来实现，从而使检测装置1c的体积更小。
[0073]
在另一个示例中，检测模块2的整体亦可利用集成电路来实现，例如以单芯片来实现。
[0074]
请参考图5，其为基于图4的检测模块2而实现的检测子系统3的一种实施方式的示意方块图。如图5所示，检测子系统3包括多个检测模块2、控制电路35及连接器40。检测子系统3具备高度模块化的优点，能提供多个检测端子以用于实现复杂的电路板测试。在一个示例中，检测子系统3可以实现为包含8个检测模块2，又每个检测模块2可以包含16组的输入端in、限压保护电路10、调整电路11和判定电路12的电路，其中每个检测模块2可为集成电路如单芯片，故此示例的可检测子系统3总共可提供128个检测端子以进行电路板检测。诚然，本发明的实现并不以此示例为限。
[0075]
控制电路35用以控制多个检测模块2启用或关闭，以配合检测设备以对电路板进行检测。
[0076]
连接器40用以电性连接控制电路35及外部的电路，如检测设备。连接器40例如应用任何合适的信号介面，以进行资料的发送或接收，或接收来自所述检测设备的指令。
[0077]
举例而言，控制电路35可被配置为用以收集、存储或控制多个检测模块2的判定结果的输出，从而对于电路板的多个测试点亦可个别指出判定结果，以便于技术人员有效率地找出需要进一步检测的电路板位置。
[0078]
举例而言，当控制电路35判断电路板cb的多个判定结果中有代表异常的结果，如火花产生的风险时，控制电路35通知检测设备。举例而言，如控制电路35判断判定结果表示调整后信号的信号大小是属于较大的等级(如大于或等于5v)时，代表有异常；如调整后信号的信号大小属于较小的等级(如介于5v～2.5v或以下)，则代表正常。
[0079]
检测设备的主控电脑可被配置为指示控制电路35输出判定结果有异常的一个或多个测试点的资料，或可进一步输出对应的调整后信号的信号大小是属于哪个等级。藉此，技术人员能更有效率地找出需要进一步检测的电路板位置，以便进行除错等工作。
[0080]
控制电路35可以基于如微控制器、处理器、或数字信号处理器来实现，或是可以基于使用硬体描述语言(hardware description language,hdl)或本发明所属技术领域中的技术人员所熟悉的数字电路的任何其他设计方法的技术进行设计，并且可以基于使用现场可编程逻辑门阵列(field programmable gate array，fpga)、或特定集成电路(application specific integrated circuit，asic)或复杂可编程逻辑器件(cpld)之类的电路中的一个或多个电路来实现，亦可使用专属的电路或模块来实现。
[0081]
如此一来，此检测技术是有助于实现高度模块化、微型化的检测系统架构，而对于电路板的多个测试点亦可个别指出判定结果，以便于技术人员有效率地找出需要进一步检测的电路板位置。
[0082]
在一些应用情景中，前述的检测装置、检测模块或检测子系统亦可视为检测设备的一部分，或实现于检测设备中。检测设备如具有多个检测探针及自动化机器以接收电路
板以便进行测试的电测设备。
[0083]
如上所述，提出一种用于检测电路板的检测技术的多种实施方式。为就个别测试点而言，此技术是将被测电路板回馈的检测信号就信号强度作调节并取出合适的频带而得出调整后信号，并根据调整后信号与一个或多个阈值比较得出判定结果。藉此检测技术，可依检测需求而实现为针对一个或多个测试点的检测装置。基于此检测装置，可进一步实现针对多个测试点且具备与外部连接以输出多个等判定结果的检测模块。如此一来，此检测技术是有助于实现高度模块化、微型化的检测系统架构，而对于电路板的多个测试点亦可个别指出判定结果，以便于技术人员有效率地找出需要进一步检测的电路板位置。
[0084]
本发明在上文中已以较佳实施例揭露，然而熟习本领域的普通技术人员应理解的是，所述实施例仅用于描绘本发明，而不应解读为限制本发明的范围。应注意的是，举凡与所述实施例等效的变化与置换，均应设为涵盖于本发明的范畴内。因此，本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。