專利名稱：故障檢測方法及故障檢測裝置的制作方法
故障檢測方法及故障檢測裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種故障檢測方法及其裝置，特別是有關(guān)一種電路板的故障檢測方法及其故障檢測裝置，以熱影像方式比對并判斷故障組件。背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電路板(printed circuit board, PCB)檢測,大多采用接觸性的電路板功能檢測，做法是在實際的針床結(jié)構(gòu)或仿真狀態(tài)下，逐一量測每一測試點(diǎn)的電壓/電流值。雖然此種方式準(zhǔn)確度較高，但是所用到的測試設(shè)備、測試治具和測試發(fā)展的費(fèi)用均較高。此外，測試治具的制作和相應(yīng)的測試軟件的開發(fā)等也是相當(dāng)耗時的。
另一方面，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電路板的結(jié)構(gòu)也越加復(fù)雜，當(dāng)電路出現(xiàn)故障時， 需要進(jìn)行大量的檢測，來確定引起故障的故障點(diǎn)，而以往的故障點(diǎn)判斷均是依靠修護(hù)人員本身的工作經(jīng)驗，因此既無一致性的標(biāo)準(zhǔn)效率，亦不符量產(chǎn)特性。
此外，故障檢測過程中，各個組件的電氣值的實際標(biāo)準(zhǔn)值和設(shè)計值會有偏差，每修一片不良板都需要先測量良品板的電氣值作為標(biāo)準(zhǔn)來作比對，致使工作效率低下，時間浪費(fèi)嚴(yán)重。
因此，如何找到一種檢測方式，可幫助快速定位電路板的故障點(diǎn)，藉此避免上述習(xí)知的種種缺失，乃目前極待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種電路板的故障檢測方法及其故障檢測裝置，從而解決習(xí)知無一致性的標(biāo)準(zhǔn)效率， 以及不符量產(chǎn)特性的問題，還可以解決時間浪費(fèi)嚴(yán)重以及無法快速定位電路板故障點(diǎn)的問題。
本發(fā)明所揭露的電路板的故障檢測方法，包括以下步驟以一熱影像擷取單元拍攝一運(yùn)作正常的電路板，以擷取一標(biāo)準(zhǔn)熱影像，放置一待檢測電路板于定位治具，令待檢測電路板的復(fù)數(shù)個組件的位置與標(biāo)準(zhǔn)電路板的復(fù)數(shù)個組件的位置相互對應(yīng)，再以熱影像擷取單元拍攝一待檢測電路板，以擷取一待比對的熱影像，接著以一熱影像比對單元比對待檢測的熱影像與標(biāo)準(zhǔn)熱影像，由組件的熱分布特性，直接比對出異常的組件，加快檢測效率。
上述本發(fā)明所揭露的電路板的故障檢測方法，其中熱影像擷取單元拍攝待檢測電路板的步驟通過一鏡頭單元擷取待檢測的電路板的待比對的熱影像。
上述本發(fā)明所揭露的電路板的故障檢測方法，還包括以下步驟以一熱影像緩存單元暫存由熱影像擷取單元所拍攝擷取的待比對熱影像與標(biāo)準(zhǔn)熱影像的模擬數(shù)據(jù)。
上述本發(fā)明所揭露的電路板的故障檢測方法，其中比對待比對熱影像與標(biāo)準(zhǔn)熱影像還包括以下步驟數(shù)字化待檢測電路板的熱影像與標(biāo)準(zhǔn)熱影像的模擬數(shù)據(jù)，以及比對待檢測電路板的熱影像與標(biāo)準(zhǔn)熱影像的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
上述本發(fā)明所揭露的電路板的故障檢測方法，其中待檢測的電路板通過一應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)電路板具有相同的檢測點(diǎn)。
上述本發(fā)明所揭露的電路板的故障檢測方法，其中待檢測的電路板通過定位治具以一機(jī)械方式實現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)電路板具有相同的檢測點(diǎn)。
上述本發(fā)明所揭露的電路板的故障檢測方法，還包括以下步驟儲存熱影像比對單元的比對結(jié)果于一記憶單元。
上述本發(fā)明所揭露的電路板的故障檢測方法，還包括以下步驟顯示熱影像比對單元的比對結(jié)果于一顯示單元
本發(fā)明并揭露一種故障檢測裝置，包括一熱影像擷取單元，用以拍攝并擷取每一待檢測電路板于運(yùn)作輻射熱能時的熱影像、一定位治具，用于每一待檢測的電路板，使得熱影像的比對建立在相同的檢測點(diǎn)上、以及一熱影像比對單元，比對一運(yùn)作正常的電路板的熱影像與一待測電路板的熱影像，由組件的熱分布特性，直接比對出異常的組件，加快檢測效率。
前述本發(fā)明所揭露的故障檢測裝置，其中熱影像擷取單元還包含一鏡頭單元，用以拍攝標(biāo)準(zhǔn)熱影像與待比對熱影像。
前述本發(fā)明所揭露的故障檢測裝置，其中熱影像擷取單元還包含一熱影像緩存單元，用以暫存由鏡頭單元所拍攝的標(biāo)準(zhǔn)熱影像與比對熱影像的模擬數(shù)據(jù)。
前述本發(fā)明所揭露的故障檢測裝置，其中定位治具通過一應(yīng)用程序或一機(jī)械方式，使待檢測電路板的等組件的位置與標(biāo)準(zhǔn)電路板的復(fù)數(shù)個組件的位置相互對應(yīng)。
前述本發(fā)明所揭露的故障檢測裝置，還包括一記憶單元，電性連接于熱影像比對單元，記憶單元儲存標(biāo)準(zhǔn)熱影像與比對熱影像。
前述本發(fā)明所揭露的故障檢測裝置，還包括一顯示單元，電性連接于熱影像比對單元,顯示單元接收并顯示待比對熱影像相異于標(biāo)準(zhǔn)熱影像的組件。
本發(fā)明的功效在于，本發(fā)明的熱影像電路板故障檢測方法不但可以進(jìn)行非接觸性的電路板功能檢測，還可以找出一些諸如不良的電路設(shè)計、零件本身的弱點(diǎn)，或是不良焊接等的潛藏問題。
由于任何物質(zhì)都會產(chǎn)生熱輻射，因此本發(fā)明利用熱影像擷取單元及熱影像比對單元來偵測電路板的組件因運(yùn)作時所發(fā)出的熱輻射量，并且當(dāng)電路板的組件的熱輻射量若明顯的異于正常值時，可快速檢測出異常組件。
本發(fā)明利用熱影像單元來檢測電路板的組件，既方便省時又可避免接觸性的檢測所可能造成的損害。進(jìn)而將所偵測到的輻射能轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的溫度，而以電壓或電流的形式輸出。借著對電路板表面輻射能的量測與比較，可以在短時間內(nèi)找出故障原因。
有關(guān)本發(fā)明的特征、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例詳細(xì)說明如下。

圖1為本發(fā)明一實施例的故障檢測方法的步驟流程圖。
圖2為本發(fā)明一實施例的故障檢測裝置的架構(gòu)圖。
圖3為本發(fā)明另一實施例的故障檢測裝置的架構(gòu)圖。
圖4A為本發(fā)明第一態(tài)樣的標(biāo)準(zhǔn)熱影像的示意圖。
圖4B為本發(fā)明第一態(tài)樣的異常組件的熱影像的示意圖。
圖5A為本發(fā)明第二態(tài)樣的標(biāo)準(zhǔn)熱影像的示意圖。
圖5B為本發(fā)明第二態(tài)樣的異常組件的熱影像的示意圖。
圖6A為本發(fā)明第三態(tài)樣的標(biāo)準(zhǔn)熱影像的示意圖。
圖6B為本發(fā)明第三態(tài)樣的異常組件的熱影像的示意圖。
圖7A為本發(fā)明第四態(tài)樣的標(biāo)準(zhǔn)熱影像的示意圖。
圖7B為本發(fā)明第四態(tài)樣的異常組件的熱影像的示意圖。
主要組件符號說明
100故障檢測裝置120
140定位治具160
162鏡頭單兀164
180熱影像比對單元182
184顯示單元具體實施方式
請參閱圖1并參考圖2。圖1為本發(fā)明一實施例的故障檢測方法的流程圖。圖2 為本發(fā)明一實施例的故障檢測裝置的示意圖。
圖2為本發(fā)明一實施例的故障檢測裝置100，適用于一待檢測電路板120，待檢測電路板120電性設(shè)置有復(fù)數(shù)個組件,例如晶體管(metal oxide semiconductor, MOS)、 電容(capacity)、中央處理器(central processing unit, CPU)、圖形處理器(gra phic processing unit,GPU)等電子零組件。本發(fā)明一實施例的故障檢測裝置100包括有一定位治具140，供一標(biāo)準(zhǔn)電路板及待檢測電路板置放于其中、一熱影像擷取單元160、以及一熱影像比對單元180，電性連接熱影像擷取單元160，熱影像比對單元180接收及比對標(biāo)準(zhǔn)熱影像與待比對熱影像。
本發(fā)明一實施例的故障檢測方法，于檢測系統(tǒng)設(shè)定后，包括以下步驟以一定位治具140，使得每一待檢測電路板120均有相同的檢測點(diǎn)(步驟200)，以一熱影像擷取單元 160拍攝置放于定位治具140的一標(biāo)準(zhǔn)電路板，以擷取一標(biāo)準(zhǔn)熱影像(步驟300)。
接著，放置一待檢測電路板120于定位治具140，使得待檢測電路板120的復(fù)數(shù)個組件的位置與標(biāo)準(zhǔn)電路板的復(fù)數(shù)個組件的位置相互對應(yīng)(步驟400)，以熱影像擷取單元 160拍攝待檢測電路板120，擷取一待比對的熱影像(步驟500)。
接著，以一熱影像比對單元180比對待檢測的熱影像與標(biāo)準(zhǔn)熱影像(步驟600)，由組件的熱分布特性，可直接比對出異常的組件，并判斷此一組件為故障組件，藉以加快檢測效率。
請參閱圖1并參考圖3，圖3為本發(fā)明另一實施例的故障檢測裝置的架構(gòu)圖。
本發(fā)明所揭露另一實施例的電路板故障檢測裝置100，其中待檢測電路板(如圖2 所示的120)的熱影像與標(biāo)準(zhǔn)熱影像的比對結(jié)果通過一記憶單元182而儲存，并且透過一顯示單元184而顯示。
另外，本實施例的熱影像擷取單元160還包含一鏡頭單元162及一熱影像緩存單元164，其中鏡頭單元162用以拍攝標(biāo)準(zhǔn)熱影像與待比對熱影像，熱影像緩存單元164用以暫存由鏡頭單元162所拍攝的標(biāo)準(zhǔn)熱影像與待比對熱影像的模擬數(shù)據(jù)。
本實施例的故障檢測方法是以熱影像擷取單元160運(yùn)用其內(nèi)的一鏡頭單元162，以拍攝一待檢測的電路板120的一待比對的熱影像。熱影像擷取單元160通過其內(nèi)的一熱 影像緩存單元164，以暫存由熱影像擷取單元160所拍攝的熱影像的模擬數(shù)據(jù)。
本實施例的故障檢測方法，其中待檢測電路板120是由定位治具140通過一應(yīng)用 程序?qū)崿F(xiàn)有相同的檢測點(diǎn)。其中，應(yīng)用程序進(jìn)行待檢測電路板120及標(biāo)準(zhǔn)電路板的邊界掃 描，作為兩個熱影像比對的基礎(chǔ)，使得待檢測電路板120及標(biāo)準(zhǔn)電路板的熱影像的比對建 立在相同的檢測點(diǎn)上。
其中，熟悉此項技術(shù)者，亦可改變定位治具140的實現(xiàn)手段為由一機(jī)械方式達(dá)成， 使待檢測電路板120的組件位置與標(biāo)準(zhǔn)電路板的組件位置相互對應(yīng)。詳細(xì)而言，于定位治 具140上可設(shè)計防呆結(jié)構(gòu)，使得標(biāo)準(zhǔn)電路板與待檢測電路板120皆僅能以同一方向裝設(shè)于 定位治具140內(nèi)，以確保標(biāo)準(zhǔn)電路板與待檢測電路板120的組件位置是相互對應(yīng)。
如圖1所述，于本實施例的電路板的故障檢測方法的步驟流程圖中，其中待檢測 電路板120的熱影像與標(biāo)準(zhǔn)熱影像的比對，是通過相同的取樣與數(shù)字化過程將模擬數(shù)據(jù)數(shù) 字化，以比對待檢測電路板120的熱影像與標(biāo)準(zhǔn)熱影像的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
請參閱圖1并參考圖3。本實施例的電路板故障檢測方法，其中待檢測電路板120 的熱影像與標(biāo)準(zhǔn)熱影像的比對結(jié)果通過一記憶單元182而儲存，并且透過一顯示單元184 而顯示。
本發(fā)明一實施例所述的故障檢測方法的熱影像比對單元180包含一取樣保持電 路(SHC)與一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(ADC)，能將熱影像的模擬數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，并包含一 比較電路以進(jìn)行比對。
本發(fā)明還揭露又一實施例的故障檢測方法，于熱影像比對單元180比對待檢測的 熱影像與標(biāo)準(zhǔn)熱影像(步驟500)時，利用電路板上不同組件熱分布的特性，直接比對出故 障電路板的毀損組件，加快檢測效率。
值得注意的是，其中毀損組件數(shù)目可為單一或一個以上，端賴故障電路板實際毀 損組件數(shù)目，且比對的順序亦不限于上述故障檢測方法的順序。
舉例而言，如圖4A至圖7B所示分別為標(biāo)準(zhǔn)電路板的標(biāo)準(zhǔn)熱影像的示意圖，以及待 檢測電路板的異常組件的熱影像的示意圖。通過熱影像比對單元對圖4A至圖7B的熱影像 進(jìn)行比對，其詳細(xì)說明如下
如圖4A及圖4B所示電路板的晶體管(MOS)的檢測狀態(tài)示意圖，圖4B為電路板具 有多路相位時，其中一顆晶體管故障時的情況，由于有一顆晶體管未電性連接正常時，導(dǎo)致 供電的二相位僅有其中一個相位執(zhí)行工作，引起另一相位的電流增大而引起局部溫度明顯升高。
透過組件的熱分布特性可明顯得知，短路后的溫度(如圖4B所示)約比短路前的 溫度(如圖4A所示)上升近約8度攝氏溫度，以檢測出待比對熱影像相異于標(biāo)準(zhǔn)熱影像的 區(qū)域，即可得知此一區(qū)域所對應(yīng)的組件為異常狀況(短路)，進(jìn)而使得檢測人員得以快速且 直接地判斷待檢測電路板的組件異常。
如圖5A及圖5B所示電路板的圖形處理器(GPU)的檢測狀態(tài)示意圖，圖5B為電路 板的晶體管短路擊穿后，其圖形處理器的溫度較正常運(yùn)作時更為降低，且圖形處理器無法 執(zhí)行自動斷電的保護(hù)機(jī)制。
透過組件的熱分布特性可明顯得知，短路后的溫度(如圖5B所示)約比短路前的溫度(如圖5A所示)降低近約45度攝氏溫度，以檢測出待比對熱影像相異于標(biāo)準(zhǔn)熱影像 的區(qū)域，即可得知此一區(qū)域所對應(yīng)的組件為異常狀況(短路)，進(jìn)而使得檢測人員得以快速 且直接地判斷待檢測電路板的組件異常。
如圖6A及圖6B所示電路板的電容的檢測狀態(tài)示意圖，圖6B為電路板的電容短路 時，顯示卡因失去除了 12伏特(voltage)與3. 3伏特以外的電壓而無法正常運(yùn)作，導(dǎo)致該 區(qū)域的工作溫度比正常運(yùn)作時明顯降低。
透過組件的熱分布特性可明顯得知，短路后的溫度(如圖6B所示)約比短路前的 溫度(如圖6A所示)降低近約10度攝氏溫度，以檢測出待比對熱影像相異于標(biāo)準(zhǔn)熱影像 的區(qū)域，即可得知此一區(qū)域所對應(yīng)的組件為異常狀況(短路)，進(jìn)而使得檢測人員得以快速 且直接地判斷待檢測電路板的組件異常。
如圖7A及圖7B所示電路板的電容的檢測狀態(tài)示意圖，圖7B為電路板的電容短路 時，顯示卡因失去電壓而無法執(zhí)行運(yùn)作，導(dǎo)致該區(qū)域的工作溫度比正常運(yùn)作時明顯降低。
透過組件的熱分布特性可明顯得知，短路后的溫度(如圖7B所示)約比短路前的 溫度(如圖7A所示)降低近約10度攝氏溫度，以檢測出待比對熱影像相異于標(biāo)準(zhǔn)熱影像 的區(qū)域，即可得知此一區(qū)域所對應(yīng)的組件為異常狀況(短路)，進(jìn)而使得檢測人員得以快速 且直接地判斷待檢測電路板的組件異常。
上述本發(fā)明的電路板的故障檢測方法及其故障檢測裝置可有效改善習(xí)用的缺點(diǎn)， 可方便操作人員快速且準(zhǔn)確地執(zhí)行電路板的故障檢測作業(yè)，以及便于操作人員比對并判斷 電路板的異常組件的原因。
雖然本發(fā)明的實施例揭露如上所述，然并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)相關(guān)技藝 者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，舉凡依本發(fā)明申請范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及數(shù) 量當(dāng)可做些許的變更，因此本發(fā)明的專利保護(hù)范圍須視本說明書所附的申請專利范圍所界 定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電路板的故障檢測方法，，其特征在于，所述故障檢測方法包括以下步驟以一熱影像擷取單元拍攝一標(biāo)準(zhǔn)電路板，并擷取一標(biāo)準(zhǔn)熱影像；放置一待檢測電路板于一定位治具，令所述待檢測電路板的復(fù)數(shù)個組件的位置與所述標(biāo)準(zhǔn)電路板的復(fù)數(shù)個組件的位置相互對應(yīng)；以所述熱影像擷取單元拍攝所述待檢測電路板，并擷取一待比對熱影像；以及以一熱影像比對單元比對所述待比對熱影像與所述標(biāo)準(zhǔn)熱影像，由組件的熱分布特性以檢測出所述待比對熱影像相異于所述標(biāo)準(zhǔn)熱影像的所述組件，并判斷所述組件為一故障組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板的故障檢測方法，其特征在于所述熱影像擷取單元拍攝所述待檢測電路板的步驟是通過一鏡頭單元擷取所述待檢測的電路板的所述待比對的熱影像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板的故障檢測方法，其特征在于，還包括以下步驟以一熱影像緩存單元暫存由所述熱影像擷取單元所拍攝擷取的所述待比對熱影像與所述標(biāo)準(zhǔn)熱影像的模擬數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路板的故障檢測方法，其特征在于，比對所述待比對熱影像與所述標(biāo)準(zhǔn)熱影像還包括以下步驟數(shù)字化所述待檢測電路板的所述熱影像與所述標(biāo)準(zhǔn)熱影像的模擬數(shù)據(jù)；以及比對待檢測電路板的所述熱影像與所述標(biāo)準(zhǔn)熱影像的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板的故障檢測方法，其特征在于所述所述待檢測的電路板通過一應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)與所述標(biāo)準(zhǔn)電路板具有相同的檢測點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板的故障檢測方法，其特征在于所述待檢測的電路板通過所述定位治具以一機(jī)械方式實現(xiàn)與所述標(biāo)準(zhǔn)電路板具有相同的檢測點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板的故障檢測方法，其特征在于，還包括以下步驟儲存所述熱影像比對單元的比對結(jié)果于一記憶單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路板的故障檢測方法，其特征在于，還包括以下步驟顯示所述熱影像比對單元的比對結(jié)果于一顯示單元。
9.一種故障檢測裝置，適用于一待檢測電路板，所述待檢測電路板電性設(shè)置有復(fù)數(shù)個組件，其特征在于，所述故障檢測裝置包括一定位治具，供一標(biāo)準(zhǔn)電路板及所述待檢測電路板置放于其中，使所述待檢測電路板的所述復(fù)數(shù)個組件的位置與所述標(biāo)準(zhǔn)電路板的復(fù)數(shù)個組件的位置相互對應(yīng)；一熱影像擷取單元，用以拍攝所述標(biāo)準(zhǔn)電路板并擷取一標(biāo)準(zhǔn)熱影像，及拍攝所述待檢測電路板并擷取一待比對熱影像；以及一熱影像比對單元，電性連接所述熱影像擷取單元，所述熱影像比對單元接收及比對所述標(biāo)準(zhǔn)熱影像與所述待比對熱影像，并檢測所述待比對熱影像相異于所述標(biāo)準(zhǔn)熱影像的所述組件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的故障檢測裝置，其特征在于所述熱影像擷取單元還包含一鏡頭單元，用以拍攝所述標(biāo)準(zhǔn)熱影像與所述待比對熱影像。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的故障檢測裝置，其特征在于所述熱影像擷取單元還包含一熱影像緩存單元，用以暫存由所述鏡頭單元所拍攝的所述標(biāo)準(zhǔn)熱影像與所述比對熱影像的模擬數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的故障檢測裝置，其特征在于所述定位治具通過一應(yīng)用程序或一機(jī)械方式，使所述待檢測電路板的所述復(fù)數(shù)個組件的位置與所述標(biāo)準(zhǔn)電路板的復(fù)數(shù)個組件的位置相互對應(yīng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的故障檢測裝置，其特征在于還包括一記憶單元，電性連接于熱影像比對單元，所述記憶單元儲存所述標(biāo)準(zhǔn)熱影像與所述比對熱影像。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的故障檢測裝置，其特征在于還包括一顯示單元，電性連接于熱影像比對單元，所述顯示單元接收并顯示所述待比對熱影像相異于所述標(biāo)準(zhǔn)熱影像的所述組件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電路板的故障檢測方法及其故障檢測裝置，能夠檢測出電路板的組件是否發(fā)生異常及所發(fā)生異常的位置，并能快速正確檢測出異常原因。故障檢測方法及裝置包括運(yùn)用定位治具，使得待檢測的電路板均有相同的檢測點(diǎn)，以為比對的基礎(chǔ)。以熱影像擷取單元拍攝運(yùn)作正常的電路板，以擷取標(biāo)準(zhǔn)熱影像。再以熱影像擷取單元拍攝待檢測電路板，擷取待比對的熱影像。繼而以熱影像比對單元比對待檢測的熱影像與標(biāo)準(zhǔn)熱影像，由組件的熱分布特性，直接比對出異常的組件，加快檢測效率。
文檔編號G01N21/00GK103018163SQ201110349349
公開日2013年4月3日 申請日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者黃順治, 呂景豫, 林志青 申請人:技嘉科技股份有限公司