用于标识和排除印刷电路板上的微短接的方法和设备技术

描述了用于检测并排除印刷电路板上的微短接的方法和设备。此方法包括通过测量测试点间的电阻和在电阻处于断接或开路的非常高电阻与一闭合电路或一完全短路的非常低电阻之间的预定范围内时推断微短接存在来检测测试点对间的微短接。在检测到微短接之后，通过在测试点对之间加以电流直至烧化微短接来排除微短接。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于用于自动检测和排除印刷电路板制造期间发生的微短接(micro-short)的设备和方法。在印刷电路板(PCB)制造完成后，PCB要经受多次测试来确认其是否满意。制造过程中在PCB上沉积导线时可能产生许多缺陷。一类缺陷是本应为连续的导线实际上断开和未作成所需连接。另一种可能的缺陷是二条本应相互绝缘的导线实际上被“短路”而处于电气接触状态。具有这些缺陷的PCB可能需要报废。另一种已知类型的缺陷称为“微短接”，此时二条导线被尺寸小于导线几个数量级的导电材料细碎片不必要地相互连接。本专利技术的目的是提供用于检测和排除这样的微短接的方法和设备，使得在排除微短接后此PCB可加以利用而无需报废。按照本专利技术提供用于检测和排除PCB上的微短接的方法，包括步骤(a)依次确定多对测试点之间的电阻；(b)标识电阻在表征一微短接的预定范围内的测试点对；以及(c)在所述被标识的测试点对之间通过足够大的电流烧化和去除所述微短接。微短接可按其具有特征电阻这种事实来辨识。二测试点间的开路一不管是故意的还是断线所造成的一将具有非常高(实际上无穷大)的电阻。另一方面，闭路一也不管是故意的还是由意外短接所引起的一则可通过非常低的电阻加以辨识。但一微短接将具有介于这二个极端之间的电阻大于完全短路的，小于断开导线或开路的。具体说一微短接的电阻可被认为在100-10000欧姆的范围内。当测试PCB并发现在某些测试点之间存在有一个或多个微短接时，这些测试点的细节被存储进存储器单元中。然后，当完成了PCB的测试，返回到被识别的测试点并在此测试点之间通过相当大的电流足以烧化微短接从而能将其排除。有可能需要高达200mA的电流。而后此测试点的排除可通过再次测量这些点之间的电阻来加以确认。也可以在各个微短接被识别后立即加以电流来去除微短接。但这不太可取，因为如果在进一步测试中发现PCB具有严重缺陷而必须报废时，则为去除此微短接的努力就成为无谓的浪费。从另一方面看，本专利技术提供用于检测和排除印刷电路板上的微短接的设备，包括(a)用于确定多个测试点对间的电阻的装置；(b)用于标识其间电阻在预定范围之内的测试点对的装置；以及(c)用于在所述被标识的测试点对间通过电流的装置，所述电流足以烧化并排除所述微短接。最好此设备还包括用于存储PCB上微短接的分布位置的数据的装置，由此，在一旦完成PCB的测试后，此设备即可返回到先前已发现存在微短接的点，然后烧化和排除所述微短接。本专利技术的设备可作为单个独立的单元而存在。但更可取的是，将此设备结合在一通用PCB测试设备内使得微短接的检测和排除能与印刷电路板的正常测试同时进行。现在结合附图举例说明本专利技术的实施例。其中图1(a)-(c)分别说明(a)二测试点间“良好”电路、(b)其中导线断开的电路、和(c)具有微短接的电路的示例；图2(a)、(b)表示排除微短接前、后的情况；图3说明应用电压来排除微短接；图4说明-示范性的电流供给电路；图5说明图4的变体；和图6示意说明用于切换不同测试点对间的连接的开关矩阵。首先参看图1(a)-(c)，给出三个可能的电路示例。图1(a)表示无缺陷的良好电路。此例中有二个相互绝缘的接线区域8、14。区域8中具有点2至4、2至6和4至6之间完整的接线。对这些点对间任一个所作测试将显示非常低的电阻从而认定这些接线正常。同样，区域14中的点10与12间亦将为低电阻。在点2、4、6中任一个与点10或12之间进行测试将得到一非常高的电阻表明区域8和14之间无短接。图1(b)表示一具有缺陷的电路，此情况下为邻近测试点的一断开的电路印刷线。这一断开将被检测为在点2与4或点2与6之间测得的非常高的电阻。具有这样的缺陷的PCB正常情况下将被报废和回收。图1(c)表示在二区域8与14间带有微短接18的电路。这一微短接的存在可通过出现在如果为原本应该的情况时，即二区域8、14被相互绝缘时测量得的非常高的电阻与如果二区域间为完全短接时测量得的非常低的电阻之间的一中间范围内的电阻检测到。典型地一微短接对应于约100-10000欧姆间的电阻。图2(a)、(b)较紧密地说明一微短接。与所谓的“完全”短接不同，微短接是由非常细的少量导电材料将本应相互绝缘的二印刷线相连接而形成的。因为微短接是如此的细小所以它能以熔丝方式通过流经足够大的电流直至微短接熔化于是被切断加以摧毁(图2(b))。普通的完全短接不能以这种方法去除，因为为断开一完全短接所需的电流将同时损害印刷线自身。而排除微短接所需的电流大小(约达250mA)则可被应用而不致损坏导线。制造后通过测量预定的测试点对间的电阻来对PCB进行测试。如果这些点本应作电气连接则希望得到低电阻，而高电阻即意味着线路断开了。如果二点本应是相互绝缘的则自然期望为高电阻，而非常低的电阻就意味着短接。但在约100至10000欧姆范围内的电阻则意味着微短接。如果在测试过程中检测到一微短接，就在作为设备控制单元一部分的存储器单元中存储期间发现微短接的测试点对的记录。当完成了测试过程时，如果发现有印刷线断开或完全断接，则PCB不能容易地修复，将其弃掉不用在成本上是合算的，然后报废或回收此PCB。但如果在PCB中出现的仅有缺陷是微短接则本专利技术就使得这些缺陷能被排除。一微短接可如图3中所示那样通过返回到其间已被检测到微短接的测试点和在这些点之间加以一恒定的电压源(例如20v)20足以产生一足够高的恒定电流来熔化和断开微短接而消除。在施加这一电压和电流一定的时间(通常为0.01至0.1秒)后，再次确定此二点间的电阻以检查微短接是否被排除。如果微短接仍然存在，亦即如果所测量电阻没有降低到所期望的非常低的值，即加以更高的电压并重复这一处理直至微短接被去除或者被加以最大电压。如果最大电压不足以排除此微短接则就可能必须报废此PCB。所施加电压可以以例如10V的步长增加。图4说明-恒定电压源的可行设计。此电压源包括一对与连接到晶体管30的发射极28的电阻26相平行的齐纳二极管22、24。可由图4看到，二极管22、24(Vzd、VD0)两端的电压等于跨接电阻24(VRd)和晶体管30的射-基结(VQ0)的电压。由于跨接二极管和射-基结的电压是恒定的，流过电阻Rd的电流将为(Vzd+VD0-VQ0)/Rd。而且电压VD0可被作成等于电压VQ0从而电流就只是Vzd/Rd，并因Vzd和Rd均为恒定的，因此电流也是恒定的。这一设计保证能提供用于成功地烧化微短接所需的可加以控制的或恒定的电流，因为不同的微短接将具有不同的电阻。采用通常的功率源可能非常难以适应用于烧化不同的微短接所需的功率。例如，如果所涉及的电阻太低可能损坏功率源，或者如果在涉及一很大电阻时电流太小可能不能成功地烧化。采用图4的电路，根据来自控制单元31的激励信号可施加一高压源，于是把被控制的电流加到微短接。如果起始施加的电流未能排除微短接，可试着以较高电流重复施加。这可由许多途径来实现。例如可改变电阻26的值(例如可将其做成可变电阻)或者可设置并加以有选择地激发不同的电流供给电路。图5说明这一可能性。在此图中设置二电流供给电路，，同等地用于Rd1和Rd2的值，如果Rd2＜Rd1，则通过有选择地激发包含Rd2的电路可加以较高电流。此设备可设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测和排除印刷电路板上的微短接的方法，包括步骤：（ａ）依次地确定多对测试点间的电阻；（ｂ）标识其间电阻处于表征一微短接的预定范围之内的测试点对；以及（ｃ）在所述被标识的测试点对之间通以足够大小的电流消除所述微短接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李和兴，
申请(专利权)人：先得利科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]